СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ, УПРАВЛЕНИЕ И ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ
НЕЙРОСЕТЕВАЯ МОДЕЛЬ ПОГРЕШНОСТЕЙ
БЕСПЛАТФОРМЕННОЙ ИНЕРЦИАЛЬНОЙ НАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
АВТОНОМНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
Альсаед С. ., Ефимов В. В., Фоминов И. В.
441
Предложена нейросетевая модель погрешностей бесплатформенной инерциальной навигационной системы (БИНС), входящей в состав интегрированной инерциально-спутниковой навигационной системы автономного летательного аппарата (АЛА), функционирующего в условиях пропадания сигналов спутникового радионавигационного поля. В модели учитываются основные факторы, обусловливающие погреш- ности определения навигационных параметров средствами БИНС, в том числе динамичность процесса функционирования АЛА. В качестве существенных параметров, характеризующих динамику режима полета АЛА, предлагается использовать линейное и угловое ускорение, а также изменение их значений на интервале дискретности работы навигационной системы. Представлена функциональная схема инерциально-спутниковой навигационной системы с нейросетевой моделью погрешностей БИНС, приведены рекомендации по ее конкретной реализации.
ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ
АУТЕНТИФИКАЦИЯ ОПЕРАТОРА АРМ КРИТИЧЕСКИ ВАЖНОГО ОБЪЕКТА
НА ОСНОВЕ КОМПЬЮТЕРНОГО ПОЧЕРКА
Саитов И. А., Саитов А. И., Шарапов М. М.
449
На примере системы динамической аутентификации оператора автоматизированного рабочего места критически важного объекта показаны пути повышения достоверности распознавания легитимности пользователя по отсутствию отклонений в поведении последнего. Рассмотрен вариант известного алгоритма идентификации компьютерного почерка. Исследованы направления совершенствования состава и методики профессионального психофизического отбора кандидатов на должность операторов автоматизированного рабочего места критически важных объектов.
ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ И УПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ
МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОГРЕШНОСТИ
ЭЛЕКТРОННОГО ДАТЧИКА ПАРАМЕТРОВ ВЕКТОРА ВОЗДУШНОЙ СКОРОСТИ
ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
Ефремова Е. С., Мифтахов Б. И., Солдаткин В. В., Солдаткин В. М.
457
Проанализированы методические погрешности электронного датчика, построенного на основе ультразвукового метода контроля параметров набегающего воздушного потока (НВП). Датчик обеспечивает возрастающие требования по упрощению конструкции, снижению массы и стоимости, по диапазону измерения угла скольжения при одновременном измерении угла атаки. Показано, что методические погрешности электронного датчика параметров вектора воздушной скорости носят аэродинамический характер и связаны с возмущениями НВП при движении летательного аппарата (ЛА) и обтекании фюзеляжа с неподвижным приемником параметров НВП, установленным на фюзеляже. Возмущения НВП, вносимые движением и обтеканием ЛА, увеличивают местную истинную воздушную скорость, воспринимаемую на фюзеляже в месте установки неподвижного приемника с расположенными на нем парами совмещенных излучателей-приемников ультразвуковых колебаний рассматриваемого электронного датчика. Получено выражение, определяющее влияние возмущений НВП на величину измеренной электронным датчиком истинной воздушной скорости в месте расположения неподвижного приемника. Получены аналитические модели и проведен расчет методической погрешности определения истинной воздушной скорости в рабочих диапазонах скоростей и высот эксплуатации малоразмерных ЛА. Показано, что возмущения НВП в месте расположения неподвижного приемника электронного датчика обусловливают и методические погрешности определения приборной скорости и числа Маха, углов атаки и скольжения рассматриваемого электронного датчика. Рассчитаны методические погрешности определения приборной скорости и числа Маха в рабочих диапазонах эксплуатации малоразмерного ЛА по измеренной электронным датчиком местной истинной воздушной скорости. Показано, что методической погрешностью измерения угла скольжения ввиду симметрии ЛА в плоскости изменения угла атаки можно пренебречь. Аэродинамические погрешности рассматриваемого электронного датчика обусловлены увеличением местной истинной воздушной скорости в месте расположения электронного датчика на фюзеляже ЛА, потому основным направлением их снижения является введение аэродинамических поправок в выходные сигналы электронного датчика с использованием полученных расчетных значений аэродинамических погрешностей.
ОПТИЧЕСКИЕ И ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ И КОМПЛЕКСЫ
ТРЕХЛИНЗОВЫЙ ШЕСТИЦВЕТНЫЙ СУПЕРАХРОМАТ
ШИРОКОГО СПЕКТРАЛЬНОГО ДИАПАЗОНА
Нгуен З. Х., Бахолдин А. В.
464
Исследованы оптические системы шестицветных суперахроматов, обладающих исправленным хроматизмом положения в широком спектральном диапазоне. Разработана программа автоматического
синтеза трехлинзовых объективов с исправленным хроматизмом положения в широком спектральном диапазоне. Синтез апохроматов выполнен на основе теории аберрации третьего порядка. Применен метод полного перебора рассчитанных вариантов объективов из заданного пользователем каталога материалов. Разработана двухступенчатая система ранжирования рассчитанных объективов, учитывающая качество изображения осевой точки и чувствительность объектива к погрешности изготовления. Найдены решения для трехлинзовых шестицветных суперахроматов в спектральном диапазоне 365—1000 нм. Приведены конструктивные параметры нескольких интересных вариантов. Представленные апохроматы и суперахроматы могут служить объективами телескопических систем или коллиматоров.
ПРИБОРЫ И МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ, ВЕЩЕСТВ, МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ
ПОВОРОТНЫЙ КОМПЛЕКС
ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ВИБРОДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ НАНОСПУТНИКОВ
Голых А. Е., Фомин Д. В.
472
Одним важных видов наземного тестирования малых космических аппаратов являются вибродинамические испытания. Как правило, наноспутники размещаются на рабочем столе вибрационных стендов посредством имитаторов транспортно-пускового контейнера (ИТПК). Представлен результат модернизации имитатора транспортно-пускового контейнера статически закрепляемого на столе вибростенда, а также поворотного комплекса, в который включен модернизированный ИТПК. Для обеих конструкций проведены модельные вибродинамические исследования в САПР SolidWorks. При этом для статически закрепляемого ИТПК максимальное количество резонирующей массы конструкции составило 0,048 % на всем диапазоне заданных частот, деформации близки к нулю, в то время как для модернизированного ИТПК с поворотным устройством резонирующая масса составила 0,27 %, а деформации узлов комплекса — 0,09 мм. Для основания поворотного устройства отдельно исследованы статические деформации: с помощью численного моделирования получено значение 0,057 мм, а при натурных испытаниях — 0,052 мм, что говорит о высоком запасе прочности конструкции. Модернизированный ИТПК с поворотным устройством, закрепляемый на столе вибростенда, имеет бóльшую резонирующую массу и деформации, чем у статически закрепляемого ИТПК, однако значения этих параметров лежат в допустимых пределах по ГОСТ 30630.0.0-99 (п. 6), что позволяет эксплуатировать спроектированный поворотный комплекс при проведении вибродинамических испытаний наноспутников. Использо- вание комплекса дает возможность заменить дорогостоящие вибростенды, создающие вибродинамические нагрузки в двух и более независимых плоскостях, так как его можно использовать на вибростендах, создающих вибрации только в одном направлении.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА КОРРОЗИИ АРМАТУРЫ
В ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ КОНСТРУКЦИИ
НА ОБЪЕКТЕ ТРАНСПОРТНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ
Коробейников А. Г., Ткалич В. Л., Пирожникова О. И.
483
Для того чтобы иметь возможность прогнозировать безопасное состояние железобетонных конструкций на объектах транспортной инфраструктуры, очень важно знать направления раскрытия трещин в бетоне. Появление трещин обусловлено процессами коррозии, т.е. образованием гидратированной окиси железа (гидроксид железа) и увеличением ее количества на арматуре. Особенно опасны случаи, когда железобетонные конструкции изготовлены с нарушением требований. Рассмотрен случай применения различных по диаметру стержней стальной арматуры. Представленные результаты расчетов, полученные при помощи математического моделирования нелинейного поведения процессов коррозии и следующих вследствие этого деформации и разрушения структуры бетона, показывают модельные формы и направленность раскрытия трещин.
ЭЛЛИПСОМЕТРИЯ МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА
В ЗАДАЧАХ ДИАГНОСТИКИ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Федоринин В. Н., Кузнецов С. А., Швец В. А., Аржанников А. В., Гельфанд А. В., Горшков А. Ю.
489
Представлен действующего макета эллипсометра миллиметрового диапазона, оптимизированного на частоту 140 ГГц. При создании эллипсометра миллиметрового диапазона использованы разработанные оригинальные квазиоптические элементы — линейные и круговые поляризаторы, выполненные в виде тонкопленочных метаповерхностей на полимерной основе. Экспериментально исследованы характеристики квазиоптических элементов, методических погрешностей, обусловленных „несовершенством“ элементов. Представлены результаты измерений оптических констант композиционных материалов на основе углеродных волокон. Выполнен эллипсометрический эксперимент по обнаружению внутренних дефектов в композитных изделиях. Результаты исследования позволяют сделать вывод, что эллипсометрия миллиметрового диапазона может успешно применяться в решении задач поверхностной инженерии при изучении микрогетерогенных дисперсионных систем.
ПРИМЕНЕНИЕ СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКОГО МЕТОДА
ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ЭТИЛОВОГО СПИРТА
В ЖИДКОФАЗНЫХ СРЕДАХ
Майоров Е. Е., Афанасьева О. В., Курлов В. В., Таюрская И. С., Соколовская М. В.
501
Рассматриваются особенности применения спектрофотометрического метода для исследования этилового спирта в некоторых сортах пивной продукции. Методы оптической спектроскопии позволяют количественно и качественно анализировать состав вещества. Эти высокоточные, информативные, а также экономичные методы широко применяются в силу доступности приборного обеспечения, легкости получения и интерпретации информации. Представлен внешний вид спектрофотометра, дана оптическая схема и приведены технические характеристики прибора. Получены и проанализированы спектральные зависимости коэффициента поглощения доли этилового спирта в разных сортах пива. Найдено максимальное поглощение в представленных жидкофазных средах в диапазоне длин волн от 200 до 1100 нм.
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
ФОРМАЛИЗАЦИЯ ЕСТЕСТВЕННОГО ПАРАЛЛЕЛИЗМА
УПРАВЛЕНЧЕСКИХ И ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ
Баранов А. Ю., Булатов М. А., Семенов А. И., Соколов Б. В.
509
В современных автоматизированных системах управления сложными объектами (АСУ СлО) процессы получения, хранения, обработки и передачи данных, информации и знаний тесно переплетаются с процессами мониторинга и управления указанными объектами. Эти процессы могут протекать как последовательно, так и параллельно, с использованием различных ресурсов АСУ СлО. Анализ показывает, что в рамках существующих подходов при описании рассматриваемых процессов не учитывается динамический характер частичного порядка, возникающего между ними. Такой динамически изменяющийся частичный порядок предложено называть естественным параллелизмом процессов функционирования АСУ СлО. Автоматическое целенаправленное динамическое распараллеливание процессов обеспечивает высокую эффективность использования получаемых моделей при управлении СлО. Реализуемая параллельность при этом близка к естественному параллелизму моделируемых процессов. При этом исполнение процессов с использованием динамического рас- параллеливания отличается возможностью масштабирования на различное число параллельно работающих интерпретаторов (процессоров, параллельных потоков). Приводится возможный подход к формальному описанию естественного параллелизма управленческих и информационных процессов.
УПРОЩЕННЫЙ АЛГОРИТМ ИДЕНТИФИКАЦИИ
ДЛЯ КЛАССИЧЕСКОЙ ЛИНЕЙНОЙ РЕГРЕССИИ, СОДЕРЖАЩЕЙ СТЕПЕННЫЕ ФУНКЦИИ
ОТ НЕИЗВЕСТНОГО ПАРАМЕТРА
Воробьев В. С., Бобцов А. А.
514
Рассмотрено классическое линейное регрессионное уравнение, содержащее в левой и правой частях: измеряемый сигнал и сумму из n слагаемых, состоящих из произведения неизвестных параметров и известных функций (регрессоров). Отличительной особенностью рассматриваемого уравнения, по сравнению с классическим, является допущение о том, что неизвестные параметры являются нелинейными комбинациями от одного, а именно: каждый из неизвестных параметров является числом, полученным при возведении в степень одного неизвестного параметра. Предлагается новая упрощенная процедура поиска неизвестного параметра, позволяющая, в отличие от широко распространенного метода градиентного спуска, с одной стороны, существенно упростить алгоритм идентификации, а с другой — расширить допущения на регрессоры.
ОСОБЕННОСТИ ПРАКТИКИ РАЗРАБОТКИ СТАНДАРТОВ
ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ИХ КАЧЕСТВА
В ЗАДАЧАХ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
Григин Н. В.
519
Рассматривается важность учета практического опыта при разработке метрологических стандартов. Рассмотрены два основных аспекта: знание процедурных особенностей этапов разработки, включение требований нормативных документов, обеспечивающих качество выполнения метрологических задач.
ОСОБЕННОСТИ ОЦЕНИВАНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ОПТИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Медунецкий В. М., Солк С. В., Глущенко Л. А.
524
Экспериментально обоснована необходимость введения среднеквадратической шероховатости Rq в нормативные и конструкторские документы для оптических поверхностей, так как именно эта величина позволяет оценить энергетические потери, связанные с рассеянием излучения. Приведены результаты сравнения Rq и среднеарифметического отклонения профиля Ra оптических поверхностей, которые сформированы полированием и алмазным микроточением. Показано отсутствие однозначной связи между этими характеристиками. Отмечается целесообразность перехода от двумерных измерений к трехмерным при нормировании и измерении шероховатости, в частности, это актуально в случае отсутствия симметрии в топографии шероховатости.