Preview

Известия высших учебных заведений. Приборостроение

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков
Том 69, № 4 (2026)
Скачать выпуск PDF

СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ, УПРАВЛЕНИЕ И ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ

295-302 284
Аннотация

Исследуются методы классификации аудиосигналов, полученных из нескольких одновременно активных источников и с частично пересекающимися признаками. В реальных аудиозаписях часто содержатся звуки нескольких источников, что значительно усложняет задачу автоматического распознавания и снижает точность стандартных моделей, обученных на однокомпонентных сигналах. Цель исследования — оценить эффективность различных сценариев классификации многокомпонентных аудиосигналов. В экспериментах использованы архитектуры ResNet18, ResNet34 и ResNet50. Рассмотрены модели, обученные на однокомпонентных аудиосигналах и протестированные на многокомпонентных с применением классических спектральных фильтров и нейросетевого разделителя Demucs, а также модели, обученные непосредственно на многокомпонентных сигналах. Обучение на многокомпонентных сигналах обеспечило наивысшую точность классификации — до 88,5 % на тестовых наборах. Использование фильтрации и нейросетевого разделения повышает точность моделей, обученных на однокомпонентных аудиосигналах, но полностью компенсировать различие между распределениями данных не удается. Модель, обученная на многокомпонентных аудиосигналах, при тестировании на однокомпонентных показала крайне низкую точность, что выявило ограничения ее прямого применения к задачам идентификации отдельных источников. Полученные результаты подчеркивают важность формирования реалистичных тренировочных наборов и необходимость разработки гибридных подходов, объединяющих модели для однокомпонентных и многокомпонентных сигналов, чтобы повысить универсальность и устойчивость классификаторов.

ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ И УПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ

303-312 161
Аннотация

Приведены результаты исследования двух методов измерения скорости движения объектов с источником магнитного поля на основе взаимного вторичного измерительного преобразования сигналов двух индукционных датчиков. Примером таких объектов является плазменный поршень в канале магнитоплазменного электродинамического ускорителя, представляющий собой движущийся проводник с током, создающий вокруг себя магнитное поле. Первый метод измерения основан на аддитивной функции преобразования сигналов двух датчиков, второй — на мультипликативной. Движущийся объект представлен как проводник с током в виде линейного стержня определенной длины. Задачей взаимного преобразования двух сигналов является исключение зависимости вторичного сигнала от координаты положения объекта. Это позволяет обеспечить при условии постоянства магнитного поля объекта (постоянства тока в проводнике) строгую пропорциональность функции вторичного преобразования от измеряемого параметра — скорости движения объекта. Методы вторичного измерительного преобразования сравнивались по критерию обеспечения максимальной длины измерительного участка при заданной допустимой погрешности преобразования. Исследование проведено методом вычислительного эксперимента с помощью компьютерного моделирования. На основе исследования сделан вывод о том, что мультипликативный метод обеспечивает большую длину измерительного участка, по сравнению с аддитивным методом, при равных заданных значениях влияющих величин, а также получены параметры функций, аппроксимирующих экспериментальные зависимости длины измерительного участка от влияющих величин. Результаты будут использованы в дальнейших исследованиях по разработке методик синтеза устройств измерения скорости движения объектов с источником магнитного поля.

ПРИБОРЫ НАВИГАЦИИ

313-321 287
Аннотация

Современные беспилотные летательные аппараты для определения точных геокоординат и ориентации в пространстве могут использовать различные типы навигационных систем. Представлен алгоритм визуальной навигации беспилотного летательного аппарата, основанный на системе машинного зрения и заранее построенной карте области полета. Выполнен сравнительный анализ подходов к навигации беспилотных летательных аппаратов с использованием компьютерного зрения. На основе результатов анализа выбран подход, заключающийся в поиске пар соответствующих точек на карте местности и на снимке с беспилотного летательного аппарата. Рассмотрены варианты реализации, по итогам сравнительного анализа выбран алгоритм ORB (Oriented FAST and rotated BRIEF) с сортировкой дескрипторов ключевых точек по расстоянию Хэмминга. По итогам полевых испытаний создан ортофотоплан. Разработан алгоритм, который по сопоставленному изображению с беспилотного летательного аппарата с ортофотопланом выводит значение широты и долготы с погрешностью до двух метров. Разработанный аппаратно-программный комплекс может быть применен для определения местоположения беспилотного летательного аппарата с использованием видеокамеры.

МЕТОДЫ И ПРИБОРЫ ДЛЯ АНАЛИЗА И КОНТРОЛЯ МАТЕРИАЛОВ, ИЗДЕЛИЙ, ВЕЩЕСТВ И ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ

322-330 217
Аннотация

Представлен метод формирования радиолокационных видеокадров в двухпозиционной пространственно-распределенной системе малогабаритных бортовых радиолокационных станций. Каждая станция функционирует в режиме переднебокового обзора и применяет субапертурный режим скользящего окна, при котором синтезированная апертура строится из частично перекрывающихся фрагментов. Такая организация позволяет обеспечить приемлемую частоту следования кадров без снижения их разрешения. Достигнутая точность определения координат объектов на границе сектора почти в четыре раза выше, чем обеспечивают однопозиционные методы обзора. Результаты подтверждают возможность использования предлагаемого метода при всепогодном оперативном контроле зон в чрезвычайных ситуациях.

331-337 164
Аннотация

Рассматриваются особенности применения гидростатического измерителя глубины для исследования деформации и устойчивости профилей устьевых участков малых рек. Проанализированы приборы и методы для определения глубины в створах рек. Приведены методика выполнения экспериментов, а также основные характеристики применяемого оборудования. Описаны результаты экспедиционных исследований в устьях рек Черная, Бельбек, Кача (Севастополь), полученные при помощи данных технических средств. Использование гидростатического измерителя позволяет оперативно получать информацию о профиле глубин, что необходимо при расчетах расхода воды и моделировании гидрологического режима устьев рек.

338-350 152
Аннотация

Представлена математическая модель газостатической опоры с активным управлением, разработанная для повышения точности позиционирования и расширения функциональных возможностей измерительных и диагностических приборов. Модель включает плавающий кольцевой регулятор, что позволяет реализовать адаптивное управление характеристиками опоры. Разработанная аналитическая модель валидирована путем сравнения с результатами, полученными методом конечных элементов, что подтверждает ее адекватность. С использованием модели в среде Delphi выполнен расчет распределения давлений, статических характеристик и других параметров. Исследованы статические характеристики опоры, в том числе нагрузочная способность и податливость в пассивном и адаптивном режимах работы. Установлено, что применение активного управления позволяет существенно увеличить нагрузочную способность и снизить податливость. Выявлены режимы „нулевой“ и отрицательной податливости, демонстрирующие высокую стабильность и точность позиционирования, а также обеспечивающие достижение максимальной несущей способности при определенных условиях. Рассмотрены факторы, влияющие на устойчивость работы опоры, и проанализированы условия возникновения статической неустойчивости при превышении предельных значений управляющего давления. Полученные результаты демонстрируют возможность эффективного управления характеристиками газостатических опор путем изменения управляющего давления, что открывает перспективы для применения этих опор в прецизионных измерительных и диагностических системах, а также в областях, требующих высокой точности позиционирования и стабильности работы.

351-360 164
Аннотация

Рассматриваются проблемы, связанные с неисправностями в ременных передачах, предложена система бесконтактного мониторинга их состояния на основе ферромодуляционных чувствительных сенсоров. Исследованы ключевые факторы возникновения отказов в ременных передачах, включая изменение длины ремня, его износ и проскальзывание, усталостные деформации, а также изменение физико-механических характеристик материала ремня. Отмечены недостатки традиционных способов мониторинга, в частности, потребность в останове оборудования для замеров, восприимчивость к загрязнениям и недостаточная информативность получаемых данных. В качестве решения предложена система непрерывного и бесконтактного мониторинга, основанная на использовании комплекса ферромодуляционных чувствительных сенсоров: двух сенсоров для мониторинга движения ремня и двух дополнительных сенсоров, установленных в зоне расположения шкивов. Это позволяет не только вычислять абсолютное удлинение ремня бесконтактным способом, но и диагностировать такие критические явления, как проскальзывание ремня относительно шкивов и неравномерность нагрузки. Предложенная математическая модель дает возможность рассчитывать мгновенную скорость движения ремня и его абсолютное удлинение с высокой точностью, анализируя временные задержки между срабатываниями датчиков. Описана аппаратная часть системы, включая устройство сенсорных узлов и принципы обработки сигналов. Важными достоинствами разработки являются способность функционировать в условиях значительных электромагнитных помех и переменных нагрузок, а также непрерывный и бесконтактный мониторинг неисправностей ременных передач. 

361-368 139
Аннотация

Рассмотрена модель слоистой однородной среды в виде „вода–донный грунт“. С учетом различных наборов типов донного грунта для рассматриваемой модели получено дисперсионное уравнение, описывающее распространение продольной волны, а также дисперсионное уравнение для поперечной волны, трансформировавшейся из продольной падающей. Построены графические зависимости скорости продольной и поперечной волн от толщины слоя донного грунта. На основе анализа коэффициентов отражения, прохождения и трансформации оценено влияние возникающей поперечной волны на общий волновой процесс.

ПРИБОРЫ, СИСТЕМЫ И ИЗДЕЛИЯ МЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ

369-379 191
Аннотация

Исследованы возможности глубокого обучения для обнаружения и классификации ядросодержащих клеток подвариантов острого лимфобластного лейкоза по цифровым изображениям препаратов костного мозга без предварительной ручной сегментации и выделения признаков. В ходе исследования сформирована выборка из 96 клинических случаев, включающая 9468 изображений ядросодержащих клеток с препаратов костного мозга, полученных с применением компьютерной микроскопии. Для анализа изображений использовалась архитектура одностадийного нейросетевого детектора семейства YOLO (You Only Look Once), что позволило значительно автоматизировать процесс обнаружения и классификации клеток. Обученная модель продемонстрировала высокую общую точность — 0,98 — на тестовой выборке и 0,83 — на независимой (48 клинических случаев), что свидетельствует о хорошей обобщающей способности и надежности представленного метода. Высокая чувствительность (1,0) для В-клеточного подварианта и специфичность (0,83) — для Т-клеточного подчеркивают эффективность и практическую ценность предложенного метода в дифференциальной диагностике, подтверждая его потенциал для повышения качества диагностики и ускорения обработки данных. Рекомендации по применению включают внедрение разработанной модели в научную и клиническую практику для дальнейшего анализа и совершенствования в ходе исследований при диагностике острого лимфобластного лейкоза.



ISSN 0021-3454 (Print)
ISSN 2500-0381 (Online)