Статья: ПРИЕМНЫЙ ОПТИЧЕСКИЙ КАНАЛ ЛАЗЕРНОГО ЛОКАТОРА С ФУНКЦИЕЙ ДАЛЬНОМЕРА И СПЕКТРОАНАЛИЗАТОРА (2025)

Описана методика тестирования нового программного обеспечения EliSa, предназначенного для моделирования аксиально-симметричных электронных пушек, построенного на базе метода контрольных объемов на неструктурированных сетках и метода частиц в ячейке. Методика состоит из двух этапов. На первом этапе численные результаты, полученные с помощью программного обеспечения OperaFEA для планарной пушки Пирса, сопоставляются с результатами точного аналитического решения для оценки погрешности численного метода решения задачи траекторного анализа, реализованного в OperaFEA. На втором этапе численные результаты траекторного анализа и вольтамперные характеристики, полученные для аксиально-симметричной пушки с применением EliSa, сопоставляются с результатами, полученными с помощью OperaFEA для той же модели. Это позволяет оценить погрешность численного моделирования электронного потока с нулевым фазовым объемом, поскольку определенная на первом этапе погрешность в OperaFEA, не превышает 0,5 %. Сравнение вольтамперных характеристик, рассчитанных с помощью EliSa, с характеристиками, рассчитанными с использованием программного обеспечения EOS2, разработанного в конце 70-х годов прошлого века, показывает, что программное обеспечение EliSa демонстрирует повышение точности более чем на порядок П

Рассмотрено использование метода нелинейного программирования при решении задачи восстановления сигналов. Предполагается, что входной сигнал представлен в виде взвешенной суммы элементов заданного базиса, после чего коэффициенты разложения определены методами численной оптимизации из условия наилучшего соответствия выходам системы. Решена задача восстановления перегрузок летательного аппарата, для которого известны углы ориентации и проекции скорости в нормальной земной системе координат. Проведено сравнение полиномов Чебышева и эрмитовых кубических сплайнов в качестве базиса для представления сигналов, приведены их преимущества и недостатки при численном решении выбранной задачи. Применен модифицированный метод Ньютона для определения коэффициентов разложения. Оценено влияние различных видов погрешностей измерений на точность решения. Рассмотрены погрешности в оценках проекций скоростей, распределенные по нормальному закону, постоянные погрешности при определении скоростей и углов рыскания, граничных условий для перегрузок. Предлагаемый метод не подвержен влиянию постоянных погрешностей в проекциях скорости, а погрешности граничных условий перегрузок оказывают ограниченное влияние на точность решения, в основном сконцентрированное в начале и конце участка. Качество решения ухудшается при внесении случайных шумов в проекции скорости и постоянных погрешностей в угол рыскания, что позволило сравнить выбранные способы аппроксимации сигналов. Численный эксперимент показал, что полиномы Чебышева в общем случае позволили добиться более точной аппроксимации сигнала, чем эрмитовы кубические сплайны, несмотря меньшее число параметров

Приведен численный метод оценки птицестойкости остекления кабин летательных аппаратов, основанный на использовании аппарата теории планирования эксперимента и регрессионного анализа. Приведены результаты оценки птицестойкости остекления (изделий конструкционной оптики) в виде полиномиальной зависимости численного значения напряжения растяжения материала остекления от комплекса входных независимо действующих факторов (скорости полета летательного аппарата, массы птицы и угла встречи с преградой). Опыт разработки, создания, испытаний и эксплуатации изделий остекления самолетов подтверждает необходимость исследований в таком научно-практическом направлении. Численно соударения птиц с элементами самолетных конструкций, выступающих в набегающий воздушный поток, исследуются давно и успешно. В “машинном” эксперименте, в соответствии с теорией планирования эксперимента, воспроизведено одновременное изменение всех факторов. Проведено исследование о пригодности методического и алгоритмического обеспечения процедур оценки птицестойкости остекления кабин летательных аппаратов на всех этапах испытаний, включая государственные, а также возможности использования указанного метода, позволяющего оптимизировать сам процесс испытаний при выполнении критериев ротатабельного центрального композиционного планирования эксперимента. Наличие значимых коэффициентов при взаимодействиях факторов и квадратичных значениях факторов указывает на правильность выбора формы аппроксимирующего уравнения и ротатабельного центрального композиционного планирования второго порядка в качестве плана эксперимента. Предложено использовать аппроксимационную модель соударения птицы с остеклением кабин летательных аппаратов для решения задач оценки птицестойкости конструкции и рекомендовать ее заинтересованным предприятиям и организациям к практическому применению

Предложена имитационная компьютерная модель гетерогенного транспортного потока, основанная на подходе клеточных автоматов. В модели присутствуют три типа агентов — участников дорожного движения: транспортные средства, управляемые человеком, беспилотные и девиантные транспортные средства. В основе динамики движения лежат правила поведения, сформулированные в усовершенствованной модели S-NFS. Предложены и проанализированы три правила поведения девиантных агентов: два правила связаны с перестроением, и одно — с намеренным снижением скорости. Показано, что при средней плотности транспортного потока на него в основном влияют девиантные транспортные средства. Рассмотрена задача выявления девиантного поведения в транспортных потоках с использованием нейронных сетей. Исследование проводилось на созданной обучающей выборке, которая получена с помощью разработанной имитационной модели. Наблюдения в выборке включали в себя данные о скорости отслеживаемого транспортного средства, относительных положениях и скоростях соседних транспортных средств, а также информацию о перестроениях. Эти данные организованы в виде матриц, что позволило эффективно внедрить их в архитектуру нейронной сети. Полученные результаты демонстрируют, что нейронные сети, даже с относительно простой архитектурой, эффективно классифицируют транспортные средства в потоке и выявляют их девиантное поведение, что подчеркивает перспективность применения нейронных сетей в интеллектуальных транспортных системах

Проанализированы результаты разбора нештатных ситуаций, возникающих при передаче информации по магистральному последовательному интерфейсу при летно-конструкторских испытаниях ряда современных космических аппаратов. Предложены общие требования к протоколам взаимодействия. Выявлено, что к нештатным ситуациям приводит отсутствие в бортовых вычислительных системах следующих функций: установки признака “Абонент занят”, проверки командного слова на допустимость, работы с командами управления “Передать ответное слово”, “Установить оконечное устройство в исходное состояние”, с контрольными суммами, сбором и накоплением диагностической информации, локализацией места отказа. Рассмотрены неисправности, возникающие при взаимодействии бортовых вычислительных систем и центрального бортового компьютера по магистральному последовательному интерфейсу, описаны их проявления. Приведен перечень сообщений взаимодействия по магистральному последовательному интерфейсу, необходимых для локализации и устранения неисправностей. Определены требования по сбору и накоплению диагностической информации, взаимодействию центрального бортового компьютера с вычислительными системами бортового комплекса управления. Отмечено, что при контроле на заводах-изготовителях бортовых вычислительных систем необходима проверка устойчивости на пороговых значениях сигналов и взаимодействия бортовых вычислительных систем и центрального бортового компьютера при наличии неблагоприятных факторов (сбоев и отказов), возникающих при работе по магистральному последовательному интерфейсу

Современное развитие оптических неинвазивных методов диагностики в медицине требует разработки рабочих мер, имитирующих свойства реальных биотканей, хранящих и воспроизводящих единицы измеряемых величин для калибровки приборов и обеспечения единства измерений. Разработана рабочая мера, имитирующая пульсирующий кровоток в коже, для настройки и калибровки приборов оптической флоуметрии и фотоплетизмографии. Основу рабочей имитационной меры составляет полимердиспергированная жидкокристаллическая пленка с функциями электрооптического модулятора. Принцип работы пленки заключается в выравнивании жидких кристаллов при подаче на нее напряжения, уменьшении рассеивающих свойств и увеличении тем самым коэффициента пропускания. Это позволяет моделировать переменную составляющую фотоплетизмографического сигнала, обусловленную пульсацией крови. На основе классической двухпотоковой модели Кубелки — Мунка проведен теоретический расчет оптических потоков, вышедших с поверхности рабочей имитационной меры и регистрируемых приборами. Показано, что оптический поток, обратно рассеянный от рабочей имитационной меры, сопоставим с оптическим потоком от реальной кожи, а диапазон изменения глубины модуляции воспроизводимого сигнала превышает таковой для сигналов от кожи. Разработан электронный блок управления модулятором, программируемый в среде LabView на компьютере. Показана способность меры воспроизводить сигналы на разных гармониках в диапазоне значений частоты 0…10 Гц для имитации разных форм пульсовых волн, что делает ее пригодной для калибровки датчиков диагностических приборов