Представлен обзор современного состояния и тенденций развития космического телескопостроения за рубежом. Описываются результаты проводимых в настоящее время в ряде стран работ по проектированию и строительству новых высокотехнологических астрономических оптических систем наблюдения за космосом. Основным направлением развития является создание больших оптических телескопов. Такая тенденция связана со стремлением повысить качество получаемых изображений за счет улучшения основных характеристик оптических телескопов, зависящих от размера апертуры телескопа. В связи с этим возрастают требования к материалу и качеству оптических элементов. Приведены сравнительные характеристики оптических материалов, используемых при изготовлении зеркал космических телескопов. Рассмотрены находящиеся на орбите и строящиеся большие оптические телескопы с составными и гибкими зеркалами, управляемыми активными системами с целью устранения деформаций на всех этапах изготовления и эксплуатации.

Рассматривается задача об обеспечении асимптотической устойчивости нелинейной динамической системы путем регулирования ее параметров при действии на систему внешних ограниченных возмущений. Решение найдено с помощью робастного конечно-сходящегося алгоритма настройки параметров, определена также оценка области притяжения, пропорциональная уровню возмущений.

Рассматривается замкнутая линейная автоматическая система, структура которой периодически изменяется с достаточно высокой частотой. Расчет системы целесообразно производить по предельной непрерывной модели, не учитывающей пульсации токов и напряжений реальной системы. Дискретный характер управления может вызвать в реальной системе негативные явления, например автоколебания, искажающие желаемый стационарный режим, имеющий частоту пульсаций выходного сигнала, равную частоте переключений структуры системы. Причиной их обычно оказывается нарушение условий устойчивости желаемого режима. С учетом разных вариантов математического описания силовой части системы внутри периодов коммутации получены ее разностное уравнение и разностное уравнение интегрального регулятора. Для заданного соотношения частей периода коммутации определены стационарный вектор фазовых координат системы и матрица линеаризованного разностного уравнения возмущенного движения. Расположение ее собственных значений внутри круга единичного радиуса с точностью до граничного случая гарантирует асимптотическую устойчивость стационарного режима. С использованием этой матрицы в случае устойчивости желаемого стационарного режима можно построить квадратичную функцию Ляпунова, позволяющую гарантированно выделить хотя бы часть области устойчивости. Приведен пример практического применения полученных результатов к стабилизатору напряжения с параметрическим управлением. Исследование устойчивости его желаемого стационарного режима, выполненное методом математического моделирования в системе MatLab, подтвердило актуальность задачи и корректность ее решения.

С использованием математической модели MatLab/Simulink трехфазного трехуровневого инвертора напряжения рассмотрено влияние алгоритма пространственно-векторной модуляции (ПВМ) на пульсации тока (момента) двигателя переменного тока в области низких скоростей вращения. Показано, что ПВМ второго рода не обеспечивает уровня пульсаций, сопоставимого с пульсациями при синусоидальной широтно-импульсной модуляции (СШИМ), как в статическом режиме работы привода, так и в переходных режимах. При этом пульсации тока не могут быть уменьшены путем изменения алгоритма модуляции, что практически исключает возможность применения таких преобразователей в высококачественных регулируемых приборных приводах переменного тока. В то же время ПВМ первого рода может рассматриваться как альтернатива СШИМ, так как позволяет уменьшить пульсации тока в большей части диапазона регулирования до сопоставимого уровня, а в последней четверти диапазона — до значений, существенно меньших, чем при СШИМ. Отмечена асимметрия характеристик инвертора с ПВМ при разных направлениях вращения вектора модуляции.

Рассматривается новый метод формирования псевдошумовых сигналов, использующий М-последовательности с некратными периодами повторения. Представлены результаты математического моделирования корреляционных и спектральных характеристик комбинированных последовательностей в сравнении с последовательностями Голда. Исследовано влияние числа символов и тактовых частот исходных последовательностей на характеристики комбинированных последовательностей. Приведены гистограммы распределения уровней боковых лепестков для различных комбинаций числа символов и тактовых частот исходных последовательностей.

Разработана методика исследования комплексных фильтров с использованием переходных характеристик. Путем представления комплексного входного сигнала в виде суммы сдвинутых относительно друг друга ступенчатых воздействий получена новая форма комплексного интеграла наложения, позволяющая при заданном комплексном входном сигнале и известной комплексной переходной характеристике фильтра найти его выходной сигнал. Показано, что использование комплексных фильтров позволяет легко менять их частоту настройки без изменения формы амплитудно- и фазочастотных характеристик. Введены понятия комплексной дельта-функции и комплексной переходной характеристики, используемые при исследовании динамических свойств фильтров и анализе передачи через них разнообразных сигналов. В отличие от известного метода анализа линейных систем на основе импульсной характеристики предложенная методика позволяет синтезировать комплексные дискретные фильтры, динамические свойства которых совпадают с динамическими свойствами непрерывных фильтров—аналогов. Выдвинутые теоретические положения подтверждены конкретными примерами.

Рассматриваются вопросы, связанные с комплексированием цифровых изображений в многоспектральных оптико-электронных системах. Представлен анализ процесса формирования комплексированных изображений, на основе которого предложены критерии оценки их качества с учетом пространственных искажений и изменения яркости. Для оценки качества пространственного преобразования при комплексировании изображений предлагается использовать такие критерии, как дисперсия разности уровней яркости исходного и преобразованного изображений и коэффициент их корреляции. Для оценки качества функции преобразования яркости при комплексировании изображений рассчитывается значение перекрестной энтропии, что позволяет уменьшить влияние шумовой составляющей изображения на оценку количества информации; другим критерием является характеристика распределения симметричности фурьеспектра изображения — эксцесс фурье-спектра, позволяющая определить контрастность изображения по частотным составляющим.

Оценивается потенциальная точность измерения наклонной дальности до наземных объектов при сложной структуре облучаемой подстилающей поверхности в условиях инерционного приема с учетом шумов усилительного устройства в сочетании с инерционностью входной цепи. Анализируется влияние расширения полосы пропускания приемно-усилительного тракта на потенциальную точность во избежание наложения сигнальных выбросов от подстилающей поверхности и объекта локации. Приводится оценка энергетических и точностных потерь.

Представлены оптические схемы новых афокальных компенсаторов аберраций, в том числе сферической, кривизны поверхности, астигматизма и хроматических аберраций. Предложена методика расчета таких компенсаторов в области Зейделя.

Предложен метод оценивания неопределенности восстановления нестационарного теплового потока путем параметрической идентификации дифференциально-разностных моделей теплопереноса в системе тел. Сформулированы требования к конструкциям преобразователей нестационарного теплового потока, математическим моделям теплопереноса в системе тел, характеру изменения теплового потока и методам его восстановления. Использован фильтр Калмана по искомым параметрам для минимизации невязки между измеренными и модельными значениями параметров. Получены выражения для функций чувствительности, которые отражают все значимые факторы нестационарной теплометрии: вид и параметры теплопереноса в преобразователях теплового потока, количество и местоположение точек измерения температуры или ее перепадов, качество каналов регистрации измеряемых величин, особенности входных воздействий. Получены зависимости для определения матрицы Грама (информационной матрицы Фишера) для системы векторов функций чувствительности, которые позволяют рассчитать доверительные области измерения искомых параметров. Рассмотренный метод оценивания неопределенности восстановления теплового потока позволяет определить границы применения метода с учетом допустимой неопределенности; разработать требования к используемым преобразователям теплового потока, выбрать их тип и конструкцию, отвечающую предъявляемым требованиям; создать преобразователь с заданными характеристиками. Рассмотрен пример установления доверительной области при измерении нестационарного теплового потока с помощью батарейного преобразователя.

Представлены результаты производственных испытаний рефрактометрического прибора, предназначенного для измерения параметров жидкофазных сред, в частности пищевых продуктов. Разработанный прибор удовлетворяет требованиям производственного контроля и превосходит зарубежные аналоги по техникоэксплуатационным характеристикам. Рассмотрена структурно-функциональная схема прибора и приведены его технико-эксплуатационные параметры. Представлены результаты измерений концентрации сухого остатка жидкофазной среды по шкале Брикса рефрактометра в сравнении с показаниями заводской лаборатории, установлено, что сходимость результатов не хуже ±0,3 %.

Представлены результаты исследований по измерению скорости и амплитуды стержневой волны в тонких проволоках с использованием разработанных прибора и установки. Получены значения скорости волн, упругих модулей и акустоупругих коэффициентов по скорости и по амплитуде для ферромагнитных проволок диаметром 0,3—0,5 мм из сталей 65Г, У9А и сплава 52К12Ф. Исследования проводились в условиях одноосного напряженно-деформированного состояния проволок при нагрузках от 0 до 1100 МПа; образцы проволок были подвергнуты отжигу при температуре от 200 до 1200 °С. Полученные результаты могут быть использованы для контроля качества термической и механической обработки стальных проволок.