Рассматривается задача синтеза адаптивного наблюдателя переменных состояния синхронного двигателя с постоянными магнитами в условиях параметрической неопределенности и шумов в измерениях тока статора. Предложена параметризация модели двигателя, позволяющая получить регрессионную модель с неизвестными параметрами двигателя и постоянными смещениями в измерениях тока статора. Применена схема Крейссельмейера и построены устройства идентификации неизвестных параметров, обеспечивающие сходимость за конечное время. Сгенерированные оценки использованы адаптивным наблюдателем для восстановления углового положения двигателя. Рассмотрена нелинейная динамическая модель синхронного двигателя с постоянными магнитами. Выдвинуто предположение, что единственными измеримыми сигналами являются токи и напряжения статора, при этом токи содержат неизвестные постоянные смещения. Единственным известным параметром двигателя является индуктивность обмоток статора. С использованием динамической фильтрации получена линейная регрессионная модель для нескольких неизвестных параметров, включая сопротивление обмоток статора и постоянные шумы в измерениях. Выполнено динамическое расширение регрессионной модели с использованием схемы Крейссельмейера. Сформулированы условия, при которых построенные устройства идентификации неизвестных параметров обеспечивают гарантированную сходимость ошибок оценивания за конечное время. С использованием полученных оценок синтезирован адаптивный наблюдатель общего магнитного потока, углового положения и скорости вращения ротора. Результаты компьютерного моделирования демонстрируют эффективность предложенного наблюдателя для типового сценария работы двигателя, к которому приложен неизвестный нагрузочный момент.

Одной из приоритетных задач Российской Федерации, согласно стратегии развития Арктической зоны, является интенсивное развитие и внедрение беспилотных транспортных систем для работы в Арктике, поэтому возникают различные задачи, связанные с навигацией беспилотными объектами. Рассматривается влияние повышенной геомагнитной активности на работу навигационных систем беспилотных транспортных систем. Локальные изменения электронной концентрации в ионосфере, возникающие из-за геомагнитных возмущений, могут приводить к изменению параметров  сигналов глобальных навигационных спутниковых систем, что, в свою очередь, вызывает ошибки позиционирования и потерю сигнала, особенно в высокоширотных регионах. Например, при высоких значениях планетарного индекса геомагнитной активности вероятность потери сигнала превышает 30 %. На основе полученных результатов предложены рекомендации по увеличению устойчивости управления беспилотными транспортными системами в условиях повышенной геомагнитной активности: коррекция полного электронного содержания в реальном времени, гибридная навигация с двухшаговым фильтром Калмана, учет прогноза геомагнитной активности. Результаты математического моделирования подтверждают значимость учета геомагнитной активности для сохранения устойчивости управления беспилотными транспортными системами за счет снижения ошибок позиционирования. В качестве программного инструментария использован MatLab.

Представлен подход к восстановлению потерянной в процессе считывания информации в цифровом преобразователе угла с использованием псевдослучайных кодовых шкал. Предложен алгоритм, в котором использованы линейные рекуррентные последовательности, генерируемые регистрами сдвига с линейной обратной связью, что обеспечивает исправление ошибок при динамическом считывании информации с кодовой шкалы. Отличительной особенностью подхода является применение нечетного числа окон считывания, что значительно повышает информационную надежность системы.

Представлен алгоритм структурно-параметрического синтеза эластичных элементов в составе фаланг роботизированных кистей, обеспечивающий решение задач адаптивного захвата. Использование упругих элементов в исполнительных органах роботизированных захватных устройств позволяет снизить требования к точному позиционированию пальцев при захвате объектов в неструктурированном окружении. Алгоритм структурно-параметрического синтеза позволяет проектировать эластичные фаланги, которые повышают эффективность захвата объектов с различными физическими свойствами, механически адаптируясь к ним. Для определения топологий фаланг, предназначенных для различных классов объектов, предложена процедура автоматизации построения вариантов эластичных фаланг и оценки их эластостатических характеристик. Конструкция задается дискретной моделью жестких звеньев и упругих элементов, что обеспечивает единое представление разных топологий. Путем  направленного поиска решений генерируется множество конфигураций с различным числом упругих элементов и их расположением; для каждой топологии выполняются аналитический расчет жесткостей, моделирование деформаций и регистрация силовых и деформационных метрик. Результаты сохраняются в базу данных для апостериорного анализа зависимости параметров конструкции от функциональных свойств и выбора оптимальных решений по заданным метрикам. Алгоритм опирается на вычислительно облегченную имитационную модель нелинейных деформаций эластичной фаланги. Это позволяет решать задачу оптимизации с ограничениями примерно на порядок быстрее, чем при использовании коммерческих сред инженерного проектирования, обеспечивая достоверность  моделирования, достаточность которой определена верификацией на конечно-элементных моделях. Реализована процедура вычислительного проектирования параметров фаланг в составе модуля пальца. Для  обеспечения  физической согласованности проведена валидация алгоритма в три этапа: (1)  верификация  аналитической модели замещения эластичного тела путем сравнения с результатами конечно-элементного моделирования; (2) определение начального значения модуля Юнга по стенду на трехточечный изгиб; (3) уточнение модуля Юнга через идентификацию имитационной модели эластичных фаланг по физическим экспериментам.

Представлены рекомендации по оптимизации структуры углового поля фасеточных оптико-электронных систем. Показано, что фасеточная структура углового поля позволяет изменять угловое направление фасеток, осуществлять выборку в пространстве предметов с перекрытием смежных угловых полей фасеток, за счет чего возможно повысить пространственное разрешение оптико-электронной системы, увеличить входной зрачок оптической системы, реализовать переменное (пространственно-вариативное) разрешение системы по угловому полю, сократить объем передаваемой информации и соответственно повысить скорость передачи изображения. Получены математические выражения, определяющие энергетические соотношения для характеристик изображения в фасеточных оптических системах и информационную емкость изображения. Приведены примеры фасеточных оптико-электронных систем.

Представлена установка для калибровки спектроаналитического прибора (САП) по его спектральной чувствительности. Особенность установки состоит в том, что на вход САП поступает набор узкоспектральных потоков излучения. Разработанная оптическая схема источника калибровочного излучения, входящего в состав установки, позволяет получить набор таких потоков излучения. Потоки измерялись опорным фотоприемником именно на входе САП, что исключало необходимость учета влияния пропускания среды на результаты измерений.

Приводятся экспериментально подтвержденные зависимости рабочих зон электромагнита-магнитометра, т. е. зон с практически однородным магнитным полем, от расстояния между полюсами и их диаметра (противостоящие магнитные полюса — плоские, в виде дисков). Тем самым обосновываются допустимые размеры образца, исследуемого в межполюсном пространстве (в пределах рабочей зоны) подобного рода магнитометра. С помощью такого магнитометра получены значения магнитной восприимчивости отдельных частиц порошковых образцов, применяемых при дефектоскопии. Предложен подход, заключающийся в использовании поэтапно обедняемого (разреженного) дисперсного образца, т. е. с относительно малой объемной долей содержащихся в нем частиц. Установлено, что значения магнитной восприимчивости отдельных частиц однотипных порошков от разных производителей (при фиксированном значении напряженности поля) заметно различаются: 2,6 и 1,5.

Представлен улучшенный вариант шарикового расходомера электропроводной жидкости с четырьмя электродами, пассивная балансная схема которого заменяется активным мостовым преобразователем сопротивления жидкости между электродами. Такой подход теоретически позволяет расширить динамический диапазон измерения в сторону малого и сверхмалого расхода жидкости, а также повысить помехозащищенность и помехоустойчивость схемы в целом.

Решена задача моделирования узла натяжения ленты препрега в процессе автоматизированной выкладки. Показано, что обычно узел подачи моделируется как механическая система с постоянным моментом инерции катушки и неизменной геометрией подводящего участка, что не соответствует реальному процессу размотки. Предложена математическая модель, учитывающая намотку материала на катушку по спирали, изменение радиуса катушки и момента инерции системы, а также зависимость длины ленты между катушкой и обводным роликом от угла поворота катушки. Проанализировано влияние жесткости пружины и расстояния между катушкой и обводным роликом на пульсации силы натяжения и рабочий ход пружины. Показано, что уменьшение жесткости пружины снижает амплитуду пульсаций, но повышает габариты узла натяжения, а увеличение расстояния между катушкой и обводным роликом уменьшает требуемый рабочий ход пружины. Представлен подход к выбору жесткости пружины и расстояния между катушкой и обводным роликом, основанный на минимизации габаритов узла натяжения при ограничении на максимально допустимые пульсации силы натяжения. Разработанная модель может использоваться при проектировании систем натяжения ленты препрега и выборе параметров пассивных компенсаторов натяжения. 

Исследовано изменение среднего арифметического отклонения оцениваемого профиля заготовок микроканальных пластин на стадиях механической обработки полуконтактным методом на сканирующем зондовом микроскопе. Представлен метод контроля изменения шероховатости поверхности заготовок микроканальных пластин на стадиях резания алмазным диском, шлифования и полирования. Показано, что предложенный метод контроля параметров структуры с использованием анализа АСМ-изображений поверхности микроканальных заготовок может быть применен для количественного анализа морфологии и топографии образцов в нано- и микрометровом диапазонах при изменении материалов или технологии механической обработки с целью уменьшения времени обработки и повышения производительности на этапах шлифования и полирования.

Наземные мобильные роботы преимущественно передвигаются в плоскости SE(2), тогда как летательные аппараты и роботы, перемещающиеся по неровной местности, требуют оценки полной трехмерной позиции SE(3). Фиксированное представление модели движения приводит либо к избыточной параметризации при движении на плоскости, либо к недостаточной параметризации при пространственных маневрах, что снижает вычислительную эффективность и точность оценивания. Предложен адаптивный механизм переключения для системы одновременной локализации и построения карты (SLAM) на основе визуально-инерциально-колесной одометрии, который автоматически переходит между оптимизацией в SE(2) и SE(3) в зависимости от текущих характеристик движения. Предложенный подход позволяет отслеживать вертикальное отклонение траектории в скользящем окне ключевых кадров, используя сигмоидальную весовую функцию для плавной регулировки параметров инерциальных измерений и данных колесной одометрии. Оценка на массиве данных OpenLORIS показывает, что адаптивный подход обеспечивает конкурентоспособную точность при снижении вычислительной сложности на фазах плоскостного движения, а плавные переходы позволяют сохранить устойчивость при градиентной оптимизации.