Том 53 № 1 2017 (ЯНВАРЬ – ФЕВРАЛЬ)
СОДЕРЖАНИЕ НОМЕРА
СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ В НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ И ПРОМЫШЛЕННОСТИ
1. Белоконь С.А., Золотухин Ю.Н., Нестеров А.А. Планирование маршрутов движения летательного аппарата с использованием гладких траекторий
Аннотация:
Для решения проблемы планирования маршрута, заданного последовательностью поворотных пунктов, предложен упрощённый метод расчёта плоской траектории, состоящей из ориентированных отрезков прямых, сопряжённых клотоидами (спиралями Корню). Эффективность метода подтверждена численным моделированием в среде MATLAB/Simulink.
Страницы: 3-11
DOI: 10.15372/AUT20170101
2. Миловзоров Д.Г., Ясовеев В.Х. Математические модели преобразователей параметров наклона на основе двухосевых акселерометров
Аннотация:
Решаются вопросы математического моделирования преобразователя параметров наклона на основе двух двухосевых акселерометрических датчиков в едином интегральном исполнении. Представлены варианты компоновочных схем такого преобразователя. Рассмотрены дополнительные повороты акселерометрических датчиков, возникающие при их установке в корпус преобразователя. Получены обобщённые статические математические модели для двух двухосевых акселерометрических датчиков в составе преобразователя параметров наклона, позволяющие с высокой точностью определять углы пространственной ориентации объекта - зенитный и визирный (апсидальный).
Страницы: 12-18
DOI: 10.15372/AUT20170102
3. Павленко А.Н., Жуков В.Е., Печеркин Н.И., Назаров А.Д., Серов А.Ф., Миськив Н.Б., Li X., Jiang B., Sui H., Li H., Gao X. Автоматизированная система управления распределителем жидкости дистилляционного исследовательского стенда со структурированной насадкой
Аннотация:
Приведено описание автоматизированной системы сбора первичных опытных данных и системы управления режимами работы экспериментальной крупномасштабной разделительной колонны. Изучено влияние нового метода жидкостного орошения структурированной насадки на эффективность разделительной колонны. Данные, полученные с помощью разработанного автоматизированного комплекса, позволят повысить эффективность разделения смесей на структурированных насадках на 20-30 %.
Страницы: 19-25
DOI: 10.15372/AUT20170103
4. Котов К.Ю., Мальцев А.С., Нестеров А.А., Соболев М.А., Ян А.П. Децентрализованное управление квадрокоптерами в составе группы лидер—ведомые
Аннотация:
Рассматривается задача управления квадрокоптерами в составе группы лидер—ведомые. Предложен метод, позволяющий сформировать управляющие воздействия для робота-ведомого группы только на основе информации о параметрах движения ведомого и относительного расположения ведомого и лидера.
Страницы: 26-31
DOI: 10.15372/AUT20170104
АНАЛИЗ И СИНТЕЗ СИГНАЛОВ И ИЗОБРАЖЕНИЙ
5. Борзов С.М., Потатуркин О.И. Исследование эффективности спектрально-пространственной классификации данных гиперспектральных наблюдений
Аннотация:
Экспериментально исследована эффективность методов спектрально-пространственной классификации трудноразличимых типов растительности по гиперспектральным данным дистанционного зондирования Земли, учитывающих при анализе пикселей изображений их локальные окрестности. Рассмотрены алгоритмы, использующие предварительную пространственную обработку исходных данных, а также постобработку картосхем попиксельной спектральной классификации. Приведены результаты, полученные как на крупноформатном гиперспектральном изображении, так и на его тестовом фрагменте при различных способах формирования обучающих выборок. Точность классификации во всех случаях оценена путём сопоставления подспутниковых данных и картосхем классов, сформированных с помощью сравниваемых методов. При обсуждении результатов поясняются причины, приводящие к различию оценок.
Страницы: 32-42
DOI: 10.15372/AUT20170105
6. Булычев Ю.Г., Мозоль А.А. Пеленгационно-энергетический метод координатометрии с учётом кривизны Земли и явления интерференции
Аннотация:
Предложен метод определения пространственных координат движущегося источника излучения на базе двухпозиционной системы по измерениям одного пеленга и относительным энергетическим измерениям принимаемого сигнала с учётом влияния его отражения от поверхности Земли. Задача пассивной локации решается для малых углов места с учётом кривизны Земли, при этом используется полиномиальная модель движения источника. Построен алгоритм параметрической идентификации данной модели по выборке измерений нарастающего объёма в регуляризованной постановке, проведён анализ точностных характеристик метода.
Страницы: 43-52
DOI: 10.15372/AUT20170106
7. Трофимов В.К., Храмова Т.В. Оптимальное равномерное по выходу кодирование для объединения различных множеств источников
Аннотация:
Предложен метод оптимального равномерного по выходу кодирования для множества источников, состоящего из объединения счётного числа множеств источников. Показано, что кодирование для объединения марковских источников с конечной памятью является асимптотически оптимальным. Установлено, что рассматриваемое кодирование - слабоуниверсальное для множества стационарных источников.
Страницы: 53-62
DOI: 10.15372/AUT20170107
8. Варданян В.А. Влияние помех от четырёхволнового смешения на спектрально разделённые каналы в пассивных оптических сетях доступа
Аннотация:
Исследовано явление четырёхволнового смешения, возникающее в пассивных оптических сетях со спектральным уплотнением каналов. Приведены результаты моделирования распределения комбинационных частот по спектру в зависимости от количества и частотного интервала между каналами. Для подавления перекрёстных помех между каналами на комбинационных частотах предложено разбить диапазон на две полосы и подобрать защитный интервал между ними. Рассмотрено влияние комбинационных частот на качество передачи сигналов в зависимости от уровня мощности в каналах, частотного интервала и длины передачи.
Страницы: 63-72
DOI: 10.15372/AUT20170108
ОПТИЧЕСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
9. Пен Е.Ф., Родионов М.Ю., Чубаков П.А. Спектральные свойства каскада голографических отражательных решёток, разделённых однородным слоем
Аннотация:
Представлены результаты экспериментальных исследований спектральных свойств слоистых структур, состоящих из двух объёмных голографических отражательных решёток, разделённых оптически однородным слоем. При освещении таких структур полихроматичным светом интерференционное взаимодействие волн, сформированных указанными решётками, приводит к образованию множества узких спектральных полос пропускания, период расположения которых определяется оптической толщиной промежуточного слоя, а их огибающая совпадает с контуром спектральной селективности одной решётки. Экспериментально подтверждено наличие такого вида спектров с периодичностью локальных полос пропускания 2-8 Å (в разных экспериментах). При измерениях использованы высокоразрешающий спектрометр "Ramanor U1000", а также установка с оптической схемой интерферометра Фабри — Перо. Выявлено, что неоднородности внутренней структуры голографических решёток из-за несовершенства регистрирующей среды существенно искажают вид спектральных характеристик исследуемых структур в сравнении с их простыми теоретическими моделями: вид спектра несимметричен, пропускание локальных полос значительно меньше расчётной величины. Путём подбора параметров упомянутых неоднородностей достигнуто сходство экспериментальных данных и результатов моделирования.
Страницы: 73-82
DOI: 10.15372/AUT20170109
10. Ленкова Г.А. Исследование пространственно-энергетических характеристик фокальных областей бифокальных дифракционно-рефракционных хрусталиков глаза
Аннотация:
Проведено компьютерное моделирование процесса измерения параметров дифракционно-рефракционных бифокальных хрусталиков типа МИОЛ-Аккорд, в дифракционном элементе которых уменьшена центральная зона и предусмотрена компенсация сферических аберраций глаза. Предварительно рассчитаны пространственно-энергетические характеристики идеальной дифракционной линзы по известным формулам. Моделирование процесса контроля параметров интраокулярных линз показало, что распределение интенсивности вдоль оптической оси не характеризует дифракционную эффективность, которая представляет полную (интегральную) интенсивность в поперечном сечении пучка в фокусе. Установлено, что из-за взаимного влияния порядков дифракции сложно измерить абсолютную дифракционную эффективность, и лучше оценивать только относительную эффективность.
Страницы: 83-93
DOI: 10.15372/AUT20170110
11. Строганова Е.В., Галуцкий В.В., Налбантов Н.Н., Козин А.С. Спектрально-люминесцентные характеристики градиентно активированных кристаллов LiNbO3 с концентрационными профилями ионов Yb3+ и Er3+
Аннотация:
Исследованы люминесцентные свойства градиентно активированных кристаллов ниобата лития с концентрационными профилями оптических центров ионов иттербия и эрбия. Показано, что спектрально-люминесцентные свойства градиентных кристаллов коррелируются с концентрационными профилями оптических центров доноров Yb3+ и акцепторов Er3+.
Страницы: 94-99
DOI: 10.15372/AUT20170111
12. Сосунов А.В., Пономарев Р.С., Юрьев В.А., Волынцев А.Б. Влияние структуры и механических свойств приповерхностного слоя монокристалла ниобата лития на процесс производства интегрально-оптических схем
Аннотация:
Показано, что приповерхностный слой монокристалла ниобата лития глубиной до 15 мкм значительно отличается от остального объёма материала по составу, структуре и механическим свойствам. Указанные отличия обусловлены воздействием резки, шлифовки и полировки пластин ниобата лития, в результате чего в приповерхностном слое повышается плотность точечных дефектов и дислокаций. Рост плотности структурных дефектов приводит к неконтролируемому изменению условий формирования волноводов и дрейфу характеристик интегрально-оптических схем. Полученные результаты имеют большое значение в производстве интегрально-оптических схем на основе ниобата лития.
Страницы: 100-106
DOI: 10.15372/AUT20170112
НАНОТЕХНОЛОГИИ В ОПТИКЕ И ЭЛЕКТРОНИКЕ
13. Кузнецов С.А., Генцелев А.Н., Баев С.Г. Реализация фильтров высоких частот субтерагерцового диапазона с использованием высокоаспектных полимерных структур
Аннотация:
Представлен технологический подход к реализации эффективных квазиоптических фильтров типа high-pass субтерагерцового диапазона частот электромагнитного спектра с использованием высокоаспектных псевдометаллических структур. Подход основан на микроструктурировании сплошного полимерного слоя из полиметилметакрилата посредством синхротронной рентгеновской литографии с последующей металлизацией всей поверхности структуры. Приведены пример изготовленного образца и операционные характеристики фильтра high-pass c частотой отсечки 0,275 ТГц, который имеет толщину 1 мм и сформирован гексагонально упакованными сквозными отверстиями шестиугольной формы, разделёнными перемычками шириной 70 мкм. Представлены электродинамический анализ и принципы дизайна структур high-pass.
Страницы: 107-116
DOI: 10.15372/AUT20170113
14. Сабельфельд К.К., Киреева А.Е. Стохастическое моделирование рекомбинации электронов и дырок в двумерных и трёхмерных неоднородных полупроводниках. Ч. I. Стохастическая модель и алгоритмы
Аннотация:
Представлены стохастические модели рекомбинации электронов и дырок в неоднородном полупроводнике в двумерном и трёхмерном случаях, разработанные на основе двух подходов: дискретного (клеточный автомат) и непрерывного (метод Монте-Карло). Описана математическая модель рекомбинации электронов и дырок, построенная на базе системы неоднородных по пространству нелинейных интегродифференциальных уравнений типа Смолуховского. Изложены непрерывный алгоритм метода Монте-Карло и дискретный клеточно-автоматный алгоритм, использующиеся для моделирования рекомбинации частиц в полупроводнике.
Страницы: 117-124
DOI: 10.15372/AUT20170114
