Рассматривается задача синтеза наблюдателя вектора переменных состояния для класса линейных нестационарных систем с произвольной относительной степенью r в условиях внешних мультигармонических возмущений. Входной сигнал предполагается неизвестным. На первом этапе решения задачи синтезируется наблюдатель вектора переменных состояния по измерениям выходной переменной. Для его реализации требуется измерение r-й производной выходного сигнала. Для преодоления данного ограничения вводится вспомогательный наблюдатель, обеспечивающий оценку начальной ошибки наблюдения с использованием метода динамического расширения регрессора с конечным временем сходимости. На основе полученной оценки выполняется восстановление сигналов, требуемых для построения наблюдателя по выходу в виде авторегресионной модели. Предложенный алгоритм обеспечивает оценку вектора состояния объекта по выходу за конечное время. Приведено строгое математическое доказательство полученных результатов. Представлены результаты компьютерного моделирования в программной среде MatLab Simulink, демонстрирующие эффективность и работоспособность предложенного подхода. Разработанный алгоритм может быть применен в различных технических системах для создания виртуальных датчиков и решения задач диагностирования

Исследуется динамика негладкого отображения с большим числом многообразий переключения, описывающего поведение однополярной широтно-импульсной системы управления энергообеспечением нагревательной установки (печи) для выращивания монокристаллов сапфира. Показано, что такое отображение демонстрирует особый тип мультистабильности, когда в фазовом пространстве динамической системы сосуществуют несколько вложенных друг в друга притягивающих замкнутых инвариантных кривых, соответствующих устойчивым двухчастотным колебаниям. Результаты исследований важны для создания новых способов прогнозирования, обнаружения, подавления нерегулярных колебаний и катастрофических явлений, возникающих при вариации параметров и воздействии помех, а также для проектирования импульсных систем автоматического управления с заданными динамическими свойствами и прогнозируемой динамикой.

Рассматривается задача параметрического синтеза законов управления непрерывными системами автоматического управления с распределенным параметрами. В качестве математического аппарата для решения задачи применяется метод разделения переменных для реализации перехода от дифференциальных уравнений в частных производных к обыкновенным дифференциальным уравнениям с целью распространения обобщенного метода Галеркина на новый класс систем с распределенными параметрами.

Представлено решение задачи оценивания параметров динамической модели глубины погружения необитаемого подводного аппарата. Для решения задачи предложен новый закон идентификации, основанный на процедуре динамического расширения и смешивания регрессора и алгоритме усреднения оценок неизвестных параметров. Полученная модель с идентифицированными параметрами с достаточной точностью аппроксимирует динамику глубины погружения реального аппарата и подходит для дальнейшего расчета на ее основе робастных типовых регуляторов.

На основании описательной модели открытого множества сформулированы разновидности задач классификации, реализованные в новой версии программной системы выбора и ранжирования „СВИРЬ-М“. В данной системе расширен список задач классификации объектов, где задачи по принципу решения разделены на две группы: по заданным условиям принадлежности к классам и по отклонениям от класса, принятого за норму. Первую группу образуют задачи выбора класса по логическому выражению и функциям принадлежности, а вторую группу — задачи выбора действия по отклонению от нормы либо сопоставления объектов по степени отклонения от нормы. Выбор класса по функции принадлежности осуществляется на основе как упорядоченных классов на шкалах показателей (нечеткий выбор), так и неупорядоченных классов (распознавание сущности по многим показателям). Отсутствие связи с предметным языком и общность математических моделей позволяют решать изложенные задачи в различных предметных областях. Простота работы в системе „СВИРЬ“ обеспечивается контекстно-зависимым интерфейсом формулирования задач и автоматизацией создания модели предметной области и оценочных функций показателей на основе исходных данных, заданных в пакете Excel.

Представлен обобщенный анализ инновационной группы методов и приборов дифракционной интерферометрии в сопоставлении с традиционными интерферометрами. Рассмотрены новые возможности для снижения погрешности и повышения чувствительности измерений, получения надежных, метрологически высоких результатов. Надежность достигается с помощью дифракции и стабильного опорного волнового фронта, не чувствительного к вибрациям, термическим и гравитационным воздействиям. Фронт формируется с пренебрежимо малыми погрешностями в результате дифракции лазерного пучка, сфокусированного на точечном отверстии в металлическом экране. Отмечена целесообразность развития методов дифракционной интерферометрии на основе новых схемных решений и современной элементной базы с использованием оценки качества изображения оптических систем с помощью компьютерной расшифровки интерферограммы и математического аппарата интерферометрической обработки информации. Предложенный подход может быть применен в условиях реального оптического производства, медицинской практики и при научных исследованиях.

Исследованы особенности функционирования экспериментальной установки, основанной на применении двухчастотного лазерного излучения по методу двух экспозиций голографической интерферометрии. Установка предназначена для определения величины перемещения объекта вдоль оси ОХ в плоскости его установки. Метод голографической интерферометрии обеспечивает длительное хранение информации на фотоносителях, позволяет добиться максимального контраста интерференционной картины и качественно реконструировать волновые фронты. Представлены внешний вид, оптическая схема и технические характеристики экспериментальной установки. Получены выражения для определения величины перемещения объекта и погрешностей измерения для каждого перемещения. Приведены изображения, подтверждающие существование интерференционного поля для каждого перемещения.

Представлен полнофункциональный прототип первого отечественного автоматизированного устройства, обеспечивающего поддержание безопасного давления в манжетах эндотрахеальных и трахеостомических трубок. Описаны алгоритмы работы устройства. Для формирования отличительных особенностей разрабатываемого прототипа и определения его функционального состава выполнен сравнительный анализ существующих решений и проведены патентные исследования. Разработанные пневматическая схема и плата управления позволяют реализовать режимы работы, необходимые для оказания медицинской помощи. Испытания устройства, проведенные в лабораторных условиях, демонстрируют высокую надежность и энергоэффективность прототипа, который подходит ко всем аппаратам искусственной вентиляции легких и наркозно-дыхательным аппаратам, следовательно, может применяться в отделениях анестезиологии и реанимации в лечебных учреждениях.

Исследуется проницаемость нанопористых стекол с радиусом пор 5—200 нм. Такие пористые стекла используются в качестве тонких фильтров, оптических материалов с регулируемым коэффициентом преломления, твердых адсорбентов, селективных мембран, основы для композиционных материалов в лазерной технике и оптическом приборостроении. Предложены модели структуры таких материалов и методика расчета их молекулярной проницаемости. Результаты расчета по предложенным моделям согласуются с экспериментальными данными.

Предложен новый алгоритм финитного управления беспилотным летательным аппаратом по крену и тангажу. Алгоритм управления позволяет сохранить выходной сигнал рассматриваемого объекта в заранее известных границах в течение определенного интервала времени независимо от поступающих внешних возмущений. Проведен анализ динамической системы и определена цель управления, основным требованием к которой является нахождение выходного сигнала в заданном множестве. Для проведения моделирования сформированы сигналы для внешних возмущений, затем, для подтверждения эффективности предложенного алгоритма управления, проведены эксперименты в среде MatLab с использованием различных ограничений и возмущений.