На основе модификации алгоритма определения сдвигов при формировании недвоичных последовательностей Гордона–Миллса–Велча (ГМВП) в конечных полях Галуа GF(p^mn) разработан алгоритм определения сдвигов С(m, n, r) = (c₁, c₂, …, c_M) для M суммируемых последовательностей, основанный на решении системы линейных уравнений при p-ичном представлении параметра r относительно значений сдвигов последовательностей. Показано, что при известном значении вектора индексов децимации А(m, n, r) = (d₁, d₂, …, d_M) число возможных значений вектора сдвигов равно L₁ = (p – 2)!. Для заданных векторов А(m, n, r) приведены векторы сдвигов С(m, n, r) с целью формирования ГМВП в GF(5⁴), GF(7⁴), GF(11⁴).

Для линейных дескрипторных систем, подверженных несогласованным возмущениям, предложен метод синтеза наблюдателя, восстанавливающего неизмеряемый вектор состояния по доступному для измерения выходному сигналу. При выполнении вводимых структурных допущений предлагаемый наблюдатель позволяет также восстановить сигнал возмущения и идентифицировать его неизвестные параметры. Представлен метод параметризации для определенного класса возмущающих воздействий, позволяющий перейти от нелинейной зависимости от неизвестных параметров к линейной регрессии относительно их комбинации. Численное моделирование подтверждает работоспособность предлагаемых методов.

Рассмотрена междисциплинарная задача обеспечения устойчивости управления беспилотными транспортными системами (БТС) в мегаполисе в условиях геомагнитных и ионосферных возмущений, искажающих сигналы от глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС). Базой подхода служит объединение технологий „Умный город“ и „Индустрия 4.0“, вызывающее синергетический эффект с выработкой надежных решений. Предложенный подход основан на интеграции в экосистему „Умного города“ разнородной информации, получаемой в процессе мониторинга от: распределенной сети двухчастотных ГНСС-приемников; распределенной сети датчиков, осуществляющих мониторинг геомагнитной активности; систем, отслеживающих состояние ионосферы. В режиме реального времени полученные данные анализируются с использованием технологий Big Data для прогнозирования ошибок местоположения в условиях ионосферных и/или геомагнитных возмущений. Разработана модель адаптивного управления БТС на базе двухшагового расширенного фильтра Калмана. При помощи модели весовые коэффициенты динамически перераспределяются в системе интеграции разнородных данных с учетом прогноза космической погоды, за счет чего повышается устойчивость управления БТС.

Рассматривается проблема недостаточной структурированности и документированности проектных решений в разработке программно-аппаратных комплексов, особенно на концептуальном, архитектурном и функционально-логическом уровнях. Обычно при этом фиксируются лишь отдельные аспекты решения, но невозможно представить его как самостоятельный переносимый объект проектирования. Предложены средства описания, обеспечивающие отделение инвариантной логики решения от его конкретного воплощения. Представлена обобщающая абстракция инвариантно-вариативного проектного механизма, ориентированного на формализацию архитектурной логики, задание критериев корректности, поддержку трассируемости и сравнение альтернативных реализаций. На ее основе вводится ряд проектных абстракций, включающий межблочные адаптеры, системные механизмы-ассистенты, базовые драйверы и локальные инженерные метрики. Абстракции опираются на различные уровневые представления вычислительных систем и процессов их проектирования.

Представлена математическая модель работы прецизионного поворотного стенда с цифровой системой управления и гироскопами двух типов. Волновой твердотельный и оптический гироскопы являются инерциальными чувствительными элементами системы. В предлагаемом схемотехническом решении выполняется двойное комплексирование от измерительных датчиков различной физической природы. В качестве первого типа датчиков применены оптические измерители угловой скорости, в основе работы которых лежит вихревой эффект Саньяка лазерный или волоконно-оптический гироскопы. Датчиком второго типа служит волновой твердотельный гироскоп, принцип работы которого базируется на эффекте Брайана. В качестве третьего типа датчика выступает оптический угловой энкодер прецизионный измеритель угла поворота платформы стенда. Оценены точностные и динамические характеристики стенда, в основе обеспечения которых лежат методы синтеза цифровых регуляторов системы автоматического управления стендом.

Оценка влияния паразитной засветки, вызванной нежелательными отражениями между преломляющими поверхностями линз, является одним из важнейших этапов процесса проектирования оптических систем, формирующих изображение. Традиционно применяемые для такой оценки методы стохастической трассировки лучей требуют огромного количества вычислений из-за необходимости осуществлять трассировку десятков и даже сотен миллионов лучей для получения качественного изображения бликов в плоскости фотоприемника. Кроме того, расчет бликов с использованием стохастической трассировки очень времязатратен, так как число лучей, претерпевающих отражение на преломляющей поверхности, гораздо меньше числа преломленных лучей, формирующих расчетное изображение. С целью повышения эффективности расчета предложен алгоритм, базирующийся на методе детерминистической трассировки лучей для блика заданного порядка с применением адаптивной интерполяции координат паразитных лучей на изображении по координатам этих лучей на входном зрачке объектива. Суть предложенного подхода заключается в уменьшении количества трассируемых лучей за счет использования адаптивной интерполяции. Применение предложенного алгоритма демонстрируется на примере расчета бликов в оптических системах объективов мобильных телефонов. Предлагаемый алгоритм рекомендуется для использования в системах автоматизированного проектирования оптических систем.

Приведена методика расчета основных параметров оптико-электронной системы контроля обечаек основных базовых деталей крупногабаритных изделий химического, нефтяного и энергетического машиностроения. Разработана математическая модель оптической схемы измерения, позволяющая аналитически определять основные параметры системы, обусловленные технологией производства обечаек на валковых листогибочных машинах. Эти параметры позволяют определять глубину резкости оптической системы и динамические характеристики системы. Получены графические зависимости параметров оптико-электронной системы контроля от овальности, которая является основной формой отклонения от цилиндричности, что позволяет обоснованно выбирать параметры системы для конкретного технологического процесса. Полученные зависимости проанализированы и показана возможность их упрощения для случая малой овальности обечаек. Предложенная методика применима также для контроля цилиндрических деталей с различным числом граней, что расширяет область использования методики в автоматизированных системах управления листогибочным оборудованием.

Представлены метод проектирования оптических систем путем разделения их на отдельные группы (фронтальную, среднюю и финальную) с дальнейшим их независимым расчетом и последующим сопряжением, и программа визуализации начальной структуры проекционной системы для экстремальной ультрафиолетовой литографии. Проекционная система разделяется на три группы, и в соответствии с характеристиками оптической системы определяются условия для расчета структуры каждой группы. Параметры зеркал каждой группы рассчитываются отдельно. Затем группы объединяются по правилам сопряжения изображений и зрачков для получения начальной структуры зеркальной оптической системы без экранирования. С целью визуализации процесса проектирования используются высокоуровневый язык программирования MatLab и программное обеспечение для оптического проектирования Code V, чтобы совместить процесс вычисления с поиском и выбором решения. Процесс расчета и поиска интуитивно управляем и быстр, что позволяет получить большое количество альтернативных вариантов начальных структур за короткий промежуток времени.

Предложена методика, которая позволяет оценить погрешность различных методов определения объемной пористости при заданных условиях рентгеновского исследования. Методика включает в себя технологию изготовления набора образцов, их сканирование с помощью конфокальной лазерной микроскопии и метода компьютерной томографии на системе рентгеновского контроля, а также оценку влияния шумов методом математического моделирования. Предложенную методику можно использовать для оценки точности измерений на томограммах и ее повышения, а также с целью анализа процесса деградации систем рентгеновского контроля.

Проанализированы технологические решения, предназначенные для изготовления роторов шаровых гироскопов криогенного и электростатических (со сплошным и полым ротором). Разработан алгоритм, содержащий как унифицированные, так и целевые блоки, обеспечивающие выбор операций технологического процесса изготовления роторов. Обоснована эффективность использования в алгоритме принципиально новых технических решений, выявленных при исследованиях.