Рассматривается задача повышения точности идентификации частоты зашум ленного синусоидального сигнала. Предлагается использовать адаптивный кас кад полосовых фильтров совместно с алгоритмом идентификации. Такой каскад может значительно улучшить качество идентификации, ослабить осцилляции сигнала ошибки идентификации и уменьшить его смещение. Эффективность предложенной схемы продемонстрирована посредством численного моделиро вания.

Рассматриваются алгоритмы управления беспилотным летательным аппаратом (квадрокоптером), позволяющие решать задачи слежения за подвижным объектом с использованием технического зрения на основе встроенной в квадрокоптер видеокамеры. Разработан алгоритм перемещения квадрокоптера по заданной траектории, который базируется на аппроксимации исходной кривой небольшими отрезками и позволяет упростить процесс управления использованием только двух команд: движение вперед и поворот вокруг вертикальной оси (по углу рыскания). Представлены способы идентификации объектов на цифровом изображении, основанные на выделении контуров (границ); проанализированы методы определения перемещений объекта слежения с учетом непостоянности фона, вызванной движением камеры. Разработан алгоритм измерения расстояния до объекта слежения с использованием одной камеры, который является модификацией метода стереоскопического зрения (жесткое крепление камеры к квадрокоптеру, учитывается специфика его полета). Алгоритм основан на сравнении двух кадров, снятых с различной высоты полета. Предложен метод, позволяющий измерять расстояние до нескольких целей независимо от их положения в кадре, что может быть использовано для безопасного прохождения препятствий на маршруте. Совместное использование описанных алгоритмов позволяет получить полный набор параметров, определяющих местоположение и движение цели, на основе которого возможно выработать команды управления полетом летающего робота, необходимые для организации полноценной системы слежения беспилотных летательных аппаратов за подвижными объектами с помощью технического зрения.

Рассматривается поисковый алгоритм в системе трехмерного пространственного слежения, основанный на биологических подходах. В качестве системы слежения выступает поисковый агент в поле некоторой пространственной функции. Задача агента — нахождение области экстремума этой функции. Поведение агента задается логистическим отображением. Проводится моделирование поведения поискового агента, действующего согласно предложенному алгоритму поиска. Для оценки качества движения агента используется норма вектора координат отклонения агента от объекта поиска.

Рассматривается задача снижения вычислительных затрат на численное оценивание спектральной плотности мощности случайного процесса коррелограммным методом с применением корреляционных окон. Задача решается с использованием в качестве первичного преобразования исследуемого случайного процесса знакового аналого-стохастического квантования. Вычисление оценок корреляционной функции по знаковым сигналам и дискретно-временное представление этих сигналов позволило выполнить аналитические вычисления интегрального косинус-преобразования функции корреляционного окна при разработке алгоритма спектрального оценивания. В качестве примера рассмотрены корреляционные окна Бартлетта, Хана, Хэмминга, Блэкмана и Наттолла. Разработанный алгоритм вычисления оценок спектральной плотности мощности не требует предварительного прямого оценивания корреляционной функции, в нем используются логические операции и простые арифметические операции суммирования и вычитания, это снижает трудоемкость получения численной оценки спектральной плотности мощности.

Эвакуация пассажиров на аварийном судне зависит от множества факторов, включая характеристики окружающей среды и психологические аспекты поведения человека в экстремальных ситуациях. Разработана и реализована мультиагентная модель, которая учитывает влияние на процесс эвакуации таких факторов, как ветер, волнение и динамика судна. Предложен подход к моделированию процесса эвакуации пассажиров в штормовых условиях, основанный на силовой модели передвижения агентов, учитывающей влияние перемещений, скорости и ускорения качки. Полученные результаты позволяют оценить время эвакуации в зависимости от условий штормования (интенсивность волнения, скорость хода, курсовой угол) Представленная мультиагентная система может быть развита в части моделей, связанных с развитием затопления судна, а также с распространением пожара, задымлением, т.е. внутренними источниками аварийных ситуаций.

Рассмотрены принципиальная оптическая схема и коррекционные свойства афокального компенсатора аберраций, состоящего из двух одинаковых телескопических линз. Приведен метод расчета афокального компенсатора на основе теории аберраций третьего порядка. Отмечены преимущества компенсатора, заключающиеся в том, что он не сокращает задний фокальный отрезок оптической системы и не влияет на оптическую силу системы. Приводится численный пример расчета двухлинзового объектива с афокальным компенсатором.  

Представлена автономная астрономическая система навигации и ориентации искусственных спутников Земли (ИСЗ), основанная на измерениях углов „ИСЗ—звезда“ с использованием оптико-электронных приборов. Для решения навигационной задачи разработаны взаимно-угловой метод и метод слежения. В обоих методах на основе формирования оценок ориентации рассчитывается направление линии визирования. Метод слежения, помимо формирования высокоточных данных навигационного определения наблюдаемого ИСЗ, обеспечивает выявление фактов изменения его орбиты (маневра), в том числе и при малых (1—3 м/c) импульсах. Представлены результаты имитационного моделирования разработанных методов. Предлагаемая система, основанная на пассивных измерениях, обладает повышенной помехоустойчивостью, автономностью и устойчивостью функционирования. Результаты разработок могут найти примене-ние в автономных системах наблюдения за космическими объектами.

Исследуется возможность повышения выработки электроэнергии фотоэлектри-ческим модулем за счет излучения, отраженного от снежного покрова. Проведен эксперимент по определению величины тока, вырабатываемого с помощью дополнительной подсветки от подстилающей снежной поверхности. Проведены эксперименты по определению влияния на производительность фотоэлементов снега, расположенного на поверхности модуля.  

Предложены методика синтеза скоростной подсистемы четырехконтурной системы регулирования угла двухдвигательного следящего электропривода угломестной оси двухосного телескопа, а также методика параметрического синтеза этой системы для случая, когда исполнительная ось может быть представлена неразветвленной трехмассовой математической моделью. Представлена векторно-матричная математическая модель скоростной подсистемы, позволяю-щая выполнить анализ протекающих в ней динамических процессов. Проведен сравнительный анализ переходных характеристик двухдвигательной и однодвигательной скоростных подсистем, синтезированных с использованием предложенных методик и математической модели. Результаты моделирования показали, что в двухдвигательной скоростной подсистеме может быть реализована вдвое большая, по сравнению с однодвигательной, полоса пропускания частот, определяющая ее быстродействие. Это достигается как более высокой резонансной частотой механизма, так и вдвое меньшим коэффициентом соотношения масс, определяющими параметры регуляторов. Второй фактор является наиболее существенным, так как позволяет повысить быстродействие вдвое даже при близких значениях резонансных частот трехмассового механизма.  

На основании теории вычетов в общем виде получены выражения для частотной передаточной функции комплексного полосового фильтра Баттерворта. Показано, что импульсная характеристика комплексного фильтра также является комплексной и содержит вещественную и мнимую составляющие, сдвинутые по фазе на 90. Для преобразования вещественного фильтра низких частот в фильтр Баттерворта необходимо импульсную характеристику фильтра низких частот умножить на комплексный гармонический сигнал с заданной частотой. Предложена методика расчета вещественной и мнимой составляющих импульсной характеристики комплексного полосового фильтра Баттерворта раз-личных порядков. Рассмотрены конкретные примеры. 

Рассматриваются вопросы функционального анализа, сопоставления и выбора конструктивных технических решений механической системы на примере конструкции автоматического захвата для перегрузки элементов системы управления и защиты ядерного реактора (кластера тепловыделяющей сборки). Предложена методика, основанная на методе экспертных оценок, согласно которой выполнен функциональный анализ используемого в атомной промышленности захвата кластера, выявлены особенности и недостатки его конструкции. Предложено новое конструктивное решение, которое обеспечивает более высокий уровень надежности рассматриваемой системы. Сопоставлены два технических решения для оценки уровня качества рассматриваемых механических устройств. 

Проанализирована эволюция функции распределения фотовозбужденных носителей по энергии при воздействии на полупроводниковые и диэлектрические материалы ультракороткого лазерного импульса. Анализ выполнен на основе кинетического уравнения Больцмана для фотовозбужденных носителей с учетом процессов межзонного поглощения, внутризонного поглощения и релаксации за счет столкновений. Приведены оценки времени термализации фотовозбужденных электронов. Исследовано влияние эффекта насыщения межзонного поглощения на концентрацию свободных электронов. Представлены зависимости концентрации фотовозбужденных носителей от плотности энергии фемтосекундного импульса.

На примере международных магистерских программ двойного диплома Университета ИТМО (Россия) и Университета г. Амстердам (Нидерланды) рассмотрена специфика мультидисциплинарной образовательной среды в области компьютерного моделирования, стимулирующей непрерывное обучение и обеспечивающей развитие творческих способностей и межкультурных компетенций студентов. Методика обучения основывается на диверсификации глобальной академической и профессиональной активности студентов магистратуры путем их погружения в групповые мультидисциплинарные научно-исследовательские проекты. Освоенные в процессе обучения профессиональные, общекультурные, а также производственно-технологические компетенции позволят выпускникам эффективно использовать вычислительные системы различной архитектуры и разнообразные технологии программирования, а также способствовать формированию общей креативности выпускника.