Рассматривается задача приближенного определения характеристик надежности дублированной системы холодного резерва с неограниченным восстановлением в неоднородном случае. Для построенной полумарковской модели с фазовым пространством состояний общего вида при условии „быстрого“ восстановления элементов системы применяется алгоритм асимптотического фазового укрупнения, что позволяет получить формулы для приближенного определения стационарных характеристик надежности в неоднородном случае и проанализировать их погрешности. Наряду с этим получено выражение для приближенного вычисления вероятности безотказной работы рассматриваемой системы. Результаты исследования могут быть использованы для анализа надежности дублированных радиотехнических, информационных, энергетических и некоторых других систем на этапах их проектирования и эксплуатации.

Представлены методы управления групповым поведением автономных средств обслуживания, проанализированы их достоинства и недостатки. Приведены формализованная постановка и показатели качества решения задачи оптимального планирования разнородной группы средств обслуживания. На основе результатов численных исследований предложена комбинированная методика планирования, учитывающая особенности конкретной постановки задачи, требования к качеству решения и преимущества конкретных алгоритмов решения задач комбинаторной оптимизации.

Представлена методика синтеза структуры беспилотной системы с использованием алгоритма мультиагентной роевой оптимизации. На основе концепции мультиагентных технологий обоснована возможность разработки единого подхода к решению задачи эффективного построения структуры группы беспилотных летательных аппаратов в динамически изменяющейся среде. Рассмотрена структура метаэвристического алгоритма, описывающего процесс функционирования беспилотной системы с возможностью динамической реконфигурации. Предложена методика синтеза устойчивой структуры беспилотной системы для рационального распределения ее элементов в пространстве с учетом критериев результативности, оперативности и ресурсоемкости. Методика реализована на основе двухэтапного подхода к виртуальносу расчету позиций с использованием алгоритма роевой оптимизации для последующего физического перемещения. Разработана программная реализация методики. Представлены результаты численных исследований эффективности синтезируемой структуры на расчетных примерах.

Представлена новая структура оценки 6D-позиции с нулевым обучением, устраняющая зависимость от предварительно созданных CAD-моделей. Используется одноракурсная 3D-генеративная модель для синтеза геометрически правдоподобной 3D-сетки из одного RGB-изображения. Для устранения неоднозначности масштаба, присущей генеративным моделям, предложен алгоритм итеративного масштабирования с априорным шаблоном TP-ICP, основанный на классическом методе ICP и предназначенный для итеративного восстановления метрического масштаба сгенерированной нейросетью сетки с использованием информации о глубине. Восстановленная метрическая сетка бесшовно интегрируется в стандартный алгоритм оценки 6D-позиции, формируя замкнутую структуру, включающую самогенерацию модели, калибровку метрического масштаба и оценку положения и ориентации объекта. Предложенный подход, эффективность которого экспериментально продемонстрирована на наборе данных LINEMOD, обеспечивает надежную оценку 6D-позиции, пригодную для использования в роботизированных задачах даже при полном отсутствии CAD-моделей объектов.

Основная цель работы — показать особенности технической и программной реализации метода определения скорости течения воды в реках и каналах с помощью регистрации и обработки видеоизображений водной поверхности, а также проанализировать эффективность метода по сравнению со стандартными измерениями гидрометрической вертушкой и поплавковым методом. Приведен краткий обзор наиболее часто используемых способов определения скорости течения. Рассмотрены этапы программной обработки получаемых видеоданных и методика определения средней скорости потока на основе кросскорреляционного анализа изображений. Приведены результаты апробации метода, подтвердившие его работоспособность; расхождения с результатами, полученными с помощью аттестованной гидрометрической вертушки, в целом не превысили 11 %. Данный метод позволяет оперативно получать данные о скорости потока в реках и каналах без использования дорогостоящего оборудования. Отличительная особенность метода — возможность определения поля скоростей течения по всему поперечному створу исследуемого водного объекта, что позволяет получить более точные данные. 

Представлены результаты оценки суммарной стандартной неопределенности экспериментального измерения коэффициента теплопроводности теплоизоляционных материалов с большой внутренней неоднородностью. Измерения выполнены с помощью метода эталонов и виртуального стенда. Особенность данного метода измерений — подвод постоянной тепловой нагрузки к двум эталонным объектам с высокой теплопроводностью, один из которых огражден от окружающей среды образцом исследуемого материала, а другой находится в окружающей среде. По разности темпов нагрева двух эталонных объектов определялась величина коэффициента теплопроводности исследуемого материала с использованием тарировочной характеристики экспериментального стенда, полученной с помощью виртуальной копии стенда в программе CAE. Для повышения точности метода использовалась безразмерная разность темпов нагрева двух эталонных объектов, что потребовало применения результатов экспериментальных и виртуальных исследований третьего эталонного образца с известным коэффициентом теплопроводности. Разработана методика оценки суммарной стандартной неопределенности измерения коэффициента теплопроводности теплоизоляционного материала по методу эталонов и выбран оптимальный способ обработки результатов экспериментальных и виртуальных исследований. Согласно расчетам, суммарная стандартная неопределенность измерения коэффициента теплопроводности по методу эталонов составила ±0,0136 Вт/(м·К). 

Рассматривается задача разработки и реализации автоматизированного анализатора, представляющего собой многомодульную измерительную систему для определения массовой доли хлорорганических соединений в нефти. Особенностью задачи является обеспечение высокой чувствительности измерений. Предложенный подход основан на реализации микрокулонометрического метода определения массовой доли хлорорганических соединений после высокотемпературного сжигания подготовленной пробы в потоке кислорода и инертного газа. Количественная оценка содержания хлора осуществляется на основе эквиатомной реакции между хлором и ионами серебра, которые необходимо предварительно сгенерировать в электролите. По закону Фарадея посредством интегрирования тока генерации ионов серебра в кулонометрической ячейке рассчитывается количество присутствующего хлора. Управление технологическими параметрами осуществляется с использованием пропорционально-интегрального регулирования, реализованного на программируемом логическом контроллере. Программная реализация алгоритма функционирования анализатора предусматривает автоматизированное выполнение всех стадий измерения, регистрацию сигналов датчиков и вычисление массовой доли хлора с учетом объема и плотности вводимой пробы. Разработанный и реализованный автоматизированный анализатор обеспечивает проведение измерений в соответствии с нормативными требованиями и обладает высокой степенью автоматизации. Сформирована архитектура программно-аппаратного комплекса, реализованы алгоритмы обработки измерительного сигнала, основанные на интегрировании тока в ходе генерации ионов серебра, что позволяет обеспечить количественное определение содержания хлора в диапазоне от 1 до 60 мкг/г. Предложенные технические решения обеспечивают воспроизводимость результатов, удобство эксплуатации и возможность интеграции прибора в лабораторные информационные системы.

Исследование посвящено разработке комплексной математической и компьютерной модели системы беспроводного заряда аккумуляторов автономных плавучих аппаратов, функционирующей в морской воде в условиях качки. Актуальность обусловлена отсутствием моделей, учитывающих совместное влияние переменного взаимного положения катушек и специфики высокопроводящей среды. Представлены результаты экспериментов, проводимых для системы беспроводного заряда мощностью 150 Вт с последовательной LC-топологией, предназначенной для работы в морской среде. Цель экспериментов — верификация комплексной математической и компьютерной модели, основанная на математическом описании, приведенном в первой части статьи, и оценка влияния проводящей среды (пресной и морской воды) на энергетические характеристики системы. Представлены экспериментальная установка с многослойными катушками и методика проведения измерений. Проведен сравнительный анализ амплитудно-частотных характеристик системы в воздухе, пресной и морской воде и результатов моделирования. Методом последовательного приближения идентифицированы параметры эквивалентной схемы замещения, учитывающие потери на вихревые токи. Показано, что модель М₂, учитывающая эти потери через эквивалентные активные сопротивления, демонстрирует высокую сходимость с экспериментом (СКО не более 5 %), тогда как влияние паразитных емкостей в рабочем диапазоне частот 90–130 кГц пренебрежимо мало. Подтверждена необходимость учета нелинейности полупроводниковых элементов для корректного описания процессов в частотной области. Полученные результаты подтверждают корректность разработанной модели и ее пригодность для прогнозирования характеристик системы в реальных условиях эксплуатации.

Обсуждаются методы и инструменты организации вычислительного процесса во встраиваемых и специализированных вычислительных системах применительно к выделенному классу вычислительных механизмов-ассистентов, для которых предлагаются шаблон инвариантно-вариативного проектного механизма и метод интеграции в архитектуру системы. На примере простого механизма-ассистента демонстрируется суть и эффективность предложенных абстракций и метода архитектурного проектирования.