Рассматриваются особенности применения свойств самодвойственных и „близких“ к ним функций для синтеза высоконадежных цифровых систем по методу инвертирования данных. Предложено при контроле вычислений в устройствах, реализованных с использованием временнóй избыточности и импульсного режима работы, применять свойства самоантидвойственных функций. Разработан тестер самоантидвойственных сигналов. Определены условия синхронизации элемента задержки, частоты смены рабочей и инверсной входных комбинаций, частоты сигнала на входе синхронизации тестера и момента изменения рабочей входной комбинации, необходимые для корректной работы схем встроенного контроля.

Рассматривается задача обеспечения своевременного и эффективного обнаружения и сопровождения высокодинамических аэробаллистических объектов (ВАО). Для повышения точности сопровождения объектов наземными сенсорами предложен новый метод агрегирования прогностических оценок траектории движения ВАО и шумов измерений с использованием ансамблевого фильтра Калмана, который реализует метод аппроксимации с помощью кубической сплайн-интерполяции в совокупности с прогнозированием временных последовательностей. Этот подход позволяет более точно предсказывать траекторию ВАО на нелинейных участках движения и значительно улучшает сопровождение цели наземными сенсорами. Для подтверждения эффективности предлагаемого подхода разработана математическая модель системы наблюдения и проведена оценка эффективности применения ансамблевого фильтра Калмана для сопровождения ВАО по сравнению с обычным фильтром Калмана.

Представлены ключевые особенности архитектуры отказоустойчивой распределенной системы управления наноспутником SamSat-ION. Одна из особенностей архитектуры — использование подхода „ведущий/ведомый“, для чего в каждой бортовой системе установлены равнозначные контроллеры, подключенные к общей шине данных, и каждый котроллер может выполнять роль ведущего на шине и обращаться напрямую к другим системам. Оснащение бортового компьютера двухъядерным контроллером с асимметричной структурой ядер позволяет увеличить производительность — осуществлять сбор и хранение телеметрии на ведомом ядре, а выполнение циклограммы полета — на ведущем ядре. Информационный обмен между системами наноспутника SamSat-ION осуществляется с помощью синхронной шины передачи данных I2C; все бортовые системы могут управляться как с бортового компьютера, так и с приемника по командам из центра управления полетом наноспутников, что повышает отказоустойчивость SamSat-ION.

Применяемые в существующих системах подчиненного управления регулируемыми и следящими электроприводами традиционные ПИ- и ПИД-регуляторы не обеспечивают необходимое высокое качество регулирования. Цель работы — устранить в электроприводах перерегулирования, колебания и повышенную инерционность во время переходных процессов. Для решения задачи по обеспечению заданной скорости и точности следящей системы при минимальном времени переходных процессов разработаны принципиально новые программные регуляторы на основе предикаторов. Рассматривается метод синтеза указанных регуляторов применительно к регулируемым и следящим электроприводам. Представлены результаты имитационного моделирования переходных процессов в рассматриваемых электроприводах, а также данные испытаний регулируемого электропривода с новыми регуляторами.

Для совершенствования навигационного обеспечения потребителя в условиях ограниченной „видимости“ созвездия спутниковых радионавигационных систем предложен алгоритм оценки местоположения динамических объектов на основе метода численной оптимизации как при использовании разнородной вспомогательной информации, так и без нее. Алгоритм может служить в качестве резервного для повышения устойчивости навигационного обеспечения потребителя и позволяет оценить его местоположение с метровой и даже дециметровой точностью, а смещения шкалы времени объекта относительно системной шкалы — с точностью до десятков наносекунд.

Рассматривается решение задачи обнаружения отказов датчиков инерциальной навигационной системы безэкипажного надводного судна. Предложен алгоритм, основанный на наблюдателе состояния полного порядка. Введено условие обнаружения отказов, базирующееся на векторе сигнала рассогласования и пороговом значении. Для выявления вышедшего из строя датчика применяются направленные генераторы сигналов рассогласования. Предлагаемый алгоритм применен к модели судна Номото второго порядка. В качестве исследуемых на отказы датчиков выбраны измерители угловой и линейной скоростей. В процессе синтеза алгоритма обнаружения отказов построены два наблюдателя, каждый из которых чувствителен к отказам отдельного датчика. Приведены результаты компьютерного моделирования в программном пакете MatLab Simulink, подтвердившие эффективность и работоспособность предложенного подхода. Разработанный алгоритм позволяет обнаруживать отказы датчиков инерциальной навигационной системы без задействования дополнительных средств измерения, что способствует сокращению расходов на обслуживание и диагностику, а также уменьшению времени обнаружения неполадок.

Исследованы возможности готовых систем электроснабжения по оптическому волокну (PoF-платформ) малой мощности до единиц ватт для разработки систем сбора информации, поступающей с датчика угарного газа. Продемонстрирована работоспособность системы, отмечены ее недостатки: низкий коэффициент полезного действия, сложность модернизации, отсутствие системы регулировки мощности лазерного диода с компьютерным управлением через микроконтроллер. Разработана система энергоснабжения по оптическому волокну средней мощности (десятки ватт), на основе которой создан прототип системы мониторинга удаленных датчиков физических величин. Проведено испытание прототипа в различных режимах работы. Выработаны рекомендации по использованию количества каналов энергоснабжения в зависимости от пиковой электрической мощности, потребляемой отдельными датчиками и системой в целом. Разработаны рекомендации по оптимизации режимов работы с целью повышения коэффициента полезного действия и надежности системы путем уменьшения рабочей температуры лазерного диода и фотоэлектрического преобразователя.

Исследуется возможность создания волоконно-оптического датчика массы с использованием микроизгибов одномодового оптического волокна. Определено, что при постоянном значении массы воздействия на микроизгиб увеличение диаметра его формирования приводит к ослаблению мощности оптического излучения на микроизгибе. Предложена экспериментальная установка, с помощью которой определено, что наибольшее значение чувствительности к массе воздействия наблюдается для оптоволокна G 655 при всех используемых длинах волн. Максимальная чувствительность для оптоволокна G 655 получена при длине волны 1625 нм. Установлено, что для определения массы с помощью микроизгибов оводномодового оптического волокна целесообразно использовать микроизгибы, формируемые металлической проволокой диаметром 200 мкм, длину волны 1625 нм и оптоволокно G 655.