Preview

Известия высших учебных заведений. Приборостроение

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков
Том 69, № 5 (2026)
Скачать выпуск PDF

СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ, УПРАВЛЕНИЕ И ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ

385-394 214
Аннотация

Представлен анализ существующих моделей дорожного движения и выявлены проблемы обработки используемых данных. Рассматривается эволюция подходов к управлению дорожным движением — от классических аналитических моделей до современных методов искусственного интеллекта. Особый акцент делается на ключевой роли больших данных как источника информации для обучения, калибровки и работы указанных моделей. Описаны перспективы данной предметной области. Приведена классификация моделей дорожного движения, описаны микро-, макро- и мезоскопические модели, перечислены их ключевые особенности, достоинства и недостатки, сформирован описывающий их математический аппарат. Показано, что эффективность любого алгоритма управления напрямую зависит от объема, качества и глубины анализа поступающих данных. Систематизированы методы моделирования дорожного движения и продемонстрирована их взаимосвязь с технологиями анализа больших данных. Описано применение машинного обучения в задачах управления дорожным движением. Обоснована научная новизна предложенной авторами принципиальной модели дорожного движения — данная макроскопическая модель имеет преимущество в скорости расчета, простоте моделирования дорожной ситуации и может быть применена для оценки регулируемых параметров заданных характеристик дорожной инфраструктуры.

395-406 185
Аннотация

Анализ временных задержек в управляющих сигналах имеет важное значение для систем, работающих через беспроводные коммуникационные сети. Представлена новая стратегия управления системами кооперативного адаптивного круиз-контроля, основанная на методе устойчивости Ляпунова. Предложен подход, использующий свойства однородных систем для обеспечения быстрой сходимости, что гарантирует безопасную дистанцию между транспортными средствами в колонне, оснащенной такими системами круизконтроля. Результаты моделирования демонстрируют, что предложенный подход к управлению обеспечивает более высокую скорость сходимости и улучшенные показатели функционирования системы по сравнению с эталонными контроллерами, включая традиционные линейные контроллеры, и превосходит существующие методы, основанные на неявной функции Ляпунова.

ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ И УПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ

407-416 174
Аннотация

Для получения информации об аэродинамических углах атаки и скольжения в авиации широко применяются флюгерные датчики аэродинамических углов (ДАУ), флюгерные чувствительные элементы которых установлены в набегающем воздушном потоке. Показано, что при эксплуатации ДАУ на флюгерный чувствительный элемент кроме внешних атмосферных возмущений набегающего воздушного потока неблагоприятное влияние оказывают вихри Кармана, образуемые при периодическом срыве потоков со смежных обтекаемых поверхностей флюгера. Это обусловливает необходимость исследования влияния вихрей Кармана на колебание флюгерного чувствительного элемента в рабочих диапазонах эксплуатации ДАУ. Представлены модели, описывающие собственное движение флюгерного чувствительного элемента в режиме измерения аэродинамического угла, модели параметров вихрей Кармана и модели влияния вихрей Кармана на амплитуду и частоту вынужденных колебаний флюгерного чувствительного элемента. Приведены результаты апробации полученных моделей, свидетельствующие о возможности уменьшения амплитуды колебаний флюгерного чувствительного элемента и выходного сигнала флюгерного ДАУ.

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ И ИХ ЭЛЕМЕНТЫ

417-427 192
Аннотация

При проектировании высокодоступных отказоустойчивых распределенных компьютерных систем высокой готовности и с минимальными задержками обслуживания запросов все более востребованной становится технология консолидации резервированных вычислительных ресурсов на основе их объединения в кластеры с контейнерной виртуализацией. Для обоснования выбора и возможной структурно-параметрической оптимизации построения отказоустойсчивого кластера рассматриваемого класса необходимо создание аналитической модели его надежности, учитывающей особенности функционирования виртуальных контейнеров, в том числе процессы их миграции, восстановления и реконфигурации кластера при отказах узлов. Цель статьи — построение аналитической модели надежности многоузлового кластера с контейнерной виртуализацией при объединении в нем компьютерных узлов — серверов с развернутыми в них контейнерами. Предложена марковская модель кластера, отражающая двухэтапный процесс восстановления его узлов: на первом этапе выполняется физический ремонт отказавшего сервера, на втором — последовательная миграция и загрузка контейнеров в него. Представлен анализ зависимости коэффициента готовности кластера от его структурных и эксплуатационных параметров: числа серверов, числа развертываемых контейнеров, а также интенсивностей отказов и восстановления оборудования. Предложенная модель может служить основой для обоснования выбора проектных решений при создании отказоустойчивых кластеров контейнерной виртуализации и облачных платформ.

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

428-435 181
Аннотация

Обсуждается возможность применения телекоммуникационного оптического волокна, используемого в волоконно-оптических линиях связи, для создания датчика измерения скорости газовых потоков. Цель статьи — разработка простой в реализации конструкции волоконно-оптического датчика скорости воздушного потока. Объект исследования — одномодовое оптическое волокно G655. Предложены различные варианты волоконно-оптических датчиков для измерения скорости воздушного потока, создана экспериментальная установка и разработана методика для исследования характеристик этих датчиков. Определен вариант конструкции датчика, наиболее чувствительного к изменению скорости воздушного потока. Оценен диапазон скоростей потока воздуха, для которых могут быть использованы предлагаемые датчики. Показано, что исследуемые датчики можно использовать в качестве пороговых сигнализаторов превышения скоростью воздушного потока некоторого значения. Результаты выполненных исследований могут найти применение при разработке и создании информационно-измерительных систем для определения скорости воздушных и газовых потоков, а также в системах вентиляции.

436-443 172
Аннотация

Представлены результаты квантово-химического анализа спектральных и электронных характеристик молекулы пентацена — одного из наиболее перспективных органических полупроводников. Расчеты выполнены с использованием метода TD-DFT и программного пакета Gaussian. Проанализированы первые шесть возбужденных состояний пентацена в целях выявления наиболее эффективных фотоактивных переходов. Рассчитаны ключевые параметры, включая энергию возбуждения, длину волны поглощения, силу осциллятора, дипольный момент, вращательную силу, а также энергетический зазор между орбиталями HOMO и LUMO. Показано, что первое возбужденное состояние (S1) характеризуется низкой энергией возбуждения (1,6560 эВ), длиной волны поглощения 748,71 нм (область ближнего ИК-диапазона) и относительно высокой силой осциллятора (0,0375), что свидетельствует об эффективном поглощении ближнего инфракрасного излучения. Возбужденные состояния S2—S6 демонстрируют существенно более слабое поглощение, преимущественно в ультрафиолетовой области спектра. Анализ разрыва HOMO–LUMO указывает на значительную делокализацию электронов и небольшой энергетический зазор, способствующий эффективному переносу заряда. Установлено, что электрический дипольный момент ориентирован преимущественно вдоль оси Y, что может иметь практическое значение для устройств, работающих с поляризованным излучением. В целом полученные результаты подтверждают целесообразность использования пентацена в качестве активного материала для органических фоточувствительных электронных устройств и позволяют определить направления дальнейшей оптимизации, включая контроль ориентации молекул.

ПРИБОРЫ, СИСТЕМЫ И ИЗДЕЛИЯ МЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ

444-453 185
Аннотация

Представлен анализ современных методов оценивания качества выравнивания протезов и ортезов, выявляет наиболее значимые при проведении настройки протезов биомеханические параметры и определены перспективные направления для автоматизации процесса выравнивания. Проведен аналитический обзор исследований в соответствии с рекомендациями PRISMA. Отбор материалов осуществлен из баз данных PubMed, ScienceDirect, КиберЛенинка, Europe PMC за период 2013–2025 гг. Проведен анализ 15 исследований с применением методов биомеханического анализа: измерения моментов реакции гильзы, кинематики и кинетики ходьбы, стабилометрических показателей. Особое внимание уделено работам, использующим инструментальные методы регистрации параметров выравнивания. Представлены результаты сравнительного анализа ключевых параметров исследований при настройке. Установлено, что моменты реакции гильзы демонстрируют наибольшую чувствительность к изменениям выравнивания, особенно во фронтальной плоскости, где смещения на 2-6 мм вызывают статистически значимые изменения моментов. Выявлены корреляционные связи между угловыми изменениями протезной стопы и временными характеристиками моментов реакции. Полученные данные обосновывают необходимость разработки программных комплексов для автоматизированного расчета параметров настройки регулировочно-соединительных устройств на основе объективных биомеханических параметров. Перспективным направлением является внедрение таких систем в клиническую практику стран СНГ, где массовое производство протезно-ортопедических изделий требует современных решений для стандартизации и повышения качества обслуживания пациентов. Дальнейшие исследования должны быть направлены на адаптацию алгоритмов автоматизированной настройки с учетом региональных особенностей протезирования и требований государственных стандартов.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРИБОРОВ

454-458 159
Аннотация

Рассмотрены некоторые особенности современного производства изделий и сделан акцент на сборочные технологические операции на конвейерных линиях кругового типа. Отмечается, что актуальной технической задачей является повышение технологической гибкости производства. Рассмотрена возможность и обоснована целесообразность периодического участия человека-оператора в сборочно-комплектующем процессе на конвейерной линии для повышения уровня технологической гибкости производства.

459-469 169
Аннотация

Рассматриваются вопросы, связанные с производством радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), в частности печатных плат, а именно несоответствие заявленным некоторых характеристик отдельных изделий. Брак при производстве РЭА трудно обнаружить, что зачастую требует ее перевыпуска, при этом ужесточение допусков ведет к избыточным издержкам производства. Обсуждается актуальная проблема оценки требований к изделию и их подбора, при котором обеспечивается работоспособность изделия и не происходит избыточной отбраковки. Рассмотрен сквозной процесс проектирования и производства радиоэлектронной аппаратуры с применением вероятностных характеристик. Предложена методика оценки корректности требований к выпускаемой продукции на примере основных этапов проектирования и производства печатных плат. При этом данные, полученные на этапах производства, используются для корректировки полей допуска характеристик и параметров изделия на этапах проектирования и технологической подготовки производства, что позволяет сократить затраты на обеспечение требований к качеству продукции. Представлен модельный расчет на примере операции трафаретной печати паяльной пастой.

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

470-473 156
Аннотация

Представлено кроссплатформенное приложение QSAXSPreprocessing с графическим пользовательским интерфейсом — программная реализация процедуры исправления индикатрисы малоуглового рентгеновского рассеяния с учетом вкладов, вносимых крупными агломератами частиц и неоднородностями атомарного размера. Приложение использует библиотеки Numpy, Scipy, Matplotlib и представляет собой программный пакет, состоящий из модулей, написанных на языке Python3, объединенных общим интерфейсом на основе библиотеки PyQt5. Текущая версия приложения апробирована на базе Windows 10/11, Ubuntu 28.1. Приложение QSAXSPreprocessing 1.1 было успешно использовано для анализа малоуглового рентгеновского рассеяния от порошков из наночастиц.



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