Аннотации номера

ОБЗОРНАЯ СТАТЬЯ

1
Выполнено моделирование воздействия лазерного импульса на золотую мишень. С этой целью применена гибридная модель, сочетающая молекулярную динамику и анализ на основе непрерывной (континуальной) двухтемпературной модели, способная проанализировать механизмы, ответственные за процесс наноструктурирования. Проведено прямое сравнение данных моделирования и экспериментальных результатов по наномодификации поверхности одним лазерным импульсом пикосекундной длительности при плотностях энергии, значительно превышающих порог плавления. Экспериментальные результаты получены при воздействии лазерного излучения с длиной волны 248 нм и длительностью импульса 1,6 пс. Проекция маски (дифракционной решетки) на поверхность золота создает распределение интенсивности синусоидальной формы с периодом 500 нм. Продемонстрировано хорошее совпадение экспериментальных данных с результатами моделирования с учетом сложных связей между сверхбыстрым откликом материала на лазерное возбуждение, генерацией кристаллических дефектов, фазовыми превращениями и массопереносом, протекающими в сильнонеравновесных условиях. Выполненная работа подтверждает, что предлагаемый подход может стать мощным инструментом выявления физических процессов наноструктурирования поверхности металлов. Детальное понимание динамики процесса дает возможность разрабатывать топологии функциональных поверхностей на нано- и микромасштабах.

ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ

16
Предмет исследования. Впервые описывается формирование просветляющего покрытия на основе алюмооксидной бемитовой фазы AlOOHс низким показателем преломления (1,35), полученного нанесением методом струйной печати на поверхность непористых подложек. Предложенный подход позволил увеличить контрастность цветопередачи интерферирующих изображений на основе диоксида титана на 32% и позволил сформировать цветные изображения c широким углом обзора и высокой стабильностью. Методы. Для синтеза золя использован классический золь-гель-подход с применением пептизирующих агентов и нагреве при 90 ºC. Смесь обработана на сонификаторе до получения вязкого золя. Вязкость определялась вискозиметром Brookfield HA/HB, а поверхностное натяжение – тензиометром Kyowa DY-700. Алюмооксидные чернила наносились на полированные предметные стекла (26×76 мм2, PaulMarienfeld, Германия) поверх нанесенного титандиоксидного интерферирующего слоя. Для печати использован струйный принтер Canon Pixma IP 2840 и DimatixDMP-2831. Толщина напечатанного слоя AlOOHпосле высыхания на воздухе и удаления растворителей составила не более 150 нм с показателем преломления не менее 1,32 во всем видимом диапазоне. Основные результаты. Впервые получены устойчивые коллоидные чернила на основе алюмооксидной матрицы с pH, близкой к нейтральной. Определены способы управления реологическими свойствами коллоидной системы с возможностью контроля вязкости и поверхностного натяжения условиями управляемого золь-гель подхода. Представлены механизмы контролируемой коалесценции осажденных капель, позволяющие наносить просветляющий слой с точностью толщины до 10 нм. Представлена полная характеризация морфологии частиц и топология поверхности напечатанных объектов, изученных при помощи оптического, атомно-силового и сканирующего электронного микроскопов. Практическая значимость. Предложен подход для получения цветных интерференционных изображений с использованием двух видов чернил с разными показателями преломления. Использование метода струйной печати для осуществления таких задач дает возможности применения предложенной технологии для изготовления планарных волноводов, а также формирования фотон-индуцированных панелей для создания нового поколения компьютеров.
24
Предмет статьи. Предложен подход к повышению качества изображений подстилающей поверхности, полученных космическими средствами в видимом диапазоне спектра. В основу подхода положена идея синтеза изображений местности с разной экспозицией. Это позволяет увеличить динамический диапазон яркости изображения и отобразить на результирующем снимке яркие и слабоосвещенные объекты. Актуальность предложенного подхода подтверждается результатами моделирования качества изображений объектов в различных условиях освещенности. За показатель качества выбрано линейное разрешение на местности. Основные результаты. Проведен анализвозможных изменений условий освещенности подстилающей поверхности в пределах полосы захвата бортовой аппаратуры наблюдения космического аппарата.Выполнен расчет линейного разрешения на местности в узких спектральных диапазонах видимого излучения для фрагментов космического снимка подстилающей поверхности с различной освещенностью. Сделан вывод, что качество космических снимков ограничено, так как параметры работы бортовой аппаратуры наблюдения не выбираются индивидуально для каждого регистрируемого объекта в пределах полосы захвата. Предложен подход к повышению качества изображений. Практическая значимость. Предложенный подход к обработке данных дистанционного зондирования Земли позволяет получать пригодные для интерпретации снимки с учетом особенностей освещенности территории, а также повысить точность информационного обеспечения при выполнении работ топогеодезического обеспечения и картографирования территорий.

АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ И РОБОТОТЕХНИКА

31
Представлен робастный алгоритм управления по выходу многосвязными системами в условиях внешних возмущающих воздействий. Объект управления описывается системой линейных дифференциальных уравнений с известными относительными степенями. Параметры объекта управления неизвестны, но принадлежат известному ограниченному замкнутому множеству. Вектор состояния объекта управления неизмерим, а его выход измеряется посредством статического квантователя. Синтез алгоритма управления основан на методе «сильной» обратной связи. Разработанный регулятор обеспечивает экспоненциальную сходимость ошибки слежения в ограниченную область, размеры которой зависят от параметров квантователя и величины возмущающих воздействий. Проведена экспериментальная апробация разработанного алгоритма управления на лабораторном стенде TwinRotorMIMOSystem. Данный стенд представляет собой модель вертолета с двумя степенями свободы (тангаж и рысканье). В качестве исполнительных устройств используются двигатели постоянного тока. Выходные сигналы измеряются посредством оптических энкодеров. Получена математическая модель лабораторного стенда. Проведено сравнение алгоритма с пропорционально-интегрально-дифференциальным регулятором в условиях квантования выходного сигнала. Полученные результаты подтверждают эффективность предложенного регулятора.

НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И НАНОТЕХНОЛОГИИ

39
Синтезированы полимерные полиэлектролитные гидрогелевые композиты на основе сополимера акриловой кислоты и акриламида, наполненные бентонитом с массовой долей от 1 до 5 мас.%. В работе исследована кинетика коллапса гидрогелевых композитов в водных растворах солей поливалентных металлов различной концентрации при постоянной температуре 25 ºС. Масса отданной гидрогелями воды в раствор в результате коллапса материала определялась гравиметрическим методом. Было обнаружено, что присутствие бентонита препятствует коллапсу композитов на основе полиэлектролитных гидрогелей в водных растворах электролитов вследствие стерических и электростатических взаимодействий между частицами наполнителя. Было показано, что наиболее точно описывает полученные экспериментальные данные коллапса полимерного гидрогелевого композита в водных растворах поливалентных металлов кинетическая модель Пелега. Продемонстрировано, что как начальная скорость коллапса, так и кинетические константы коллапса и набухания немонотонно зависят от концентрации (ионной силы) электролита в водном растворе. Представлено, что при одинаковой концентрации солей в растворе кинетическая константа коллапса гидрогеля не зависит от радиуса ионов металлов исследуемых солей.
46
Сформированы и исследованы пленки CuO на поверхности фторофосфатных стекол состава 25Na2O-50P2O5-10GaO3-10AlF3-5ZnO, активированных 2, 4 и 5 мол.% CuCl сверх 100%. Обнаружено, что рост пленки происходит по механизму обратной диффузии при вторичной термообработке образцов. Изучено влияние концентрации меди, окислительно-восстановительных условий синтеза и температурно-временных параметров термообработки. На основании данных рентгенофазового анализа показано, что в интервале температуры термообработки T=380–420 oC в атмосфере воздуха пленка состоит из нанокристаллов CuO со средним размером 16–18 нм, а увеличение температуры и времени термообработки приводит к росту толщины пленки. Показано, что пленка состоит из кристаллитов неправильной формы, латеральный размер которых лежит в интервале 100–350 нм, а высота видимой части составляет 15–25 нм. Средняя шероховатость поверхности, измеренная на участке сканирования 1×1 мкм, равна 3,1 нм. Обнаружено, что при термообработке в восстановительных условиях в зависимости от длительности процесса формируются нанокристаллы Cu2O или металлической меди.

КОМПЬЮТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

ТЕХНОЛОГИИ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ В ЗАДАЧАХ УПРАВЛЕНИЯ СИТУАЦИОННОЙ ОСВЕДОМЛЕННОСТЬЮ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ГЛОБАЛЬНЫХ МАССОВЫХ МЕРОПРИЯТИЙ Карсаков А. С., Загарских А. С., Карбовский В. А., Моисеев А. П., Шмелев В. А., Мухина . К., Верма А. ., Бухановский А. В.
52
Представленатехнология обучения персонала массовых мероприятий действиям в условиях больших скоплений людей, включая задачи организации движения толпы, и действиям в экстремальных ситуациях, связанных с паникой. Технология основана на использовании мультиагентной модели движения скоплений людей с перенастраиваемыми параметрами на основе механизма навигационных полей. Реализована программная система, обеспечивающая коллаборативный и, при необходимости, распределенный процесс обучения персонала мероприятия, в том числе в среде виртуальной реальности. В ходе экспериментальных исследований проанализированы три характеристики разработанной программной системы: ресурсоемкость задач моделирования; масштабируемость системы визуализации при увеличении числа агентов; реактивность конечной системы при визуализации высоконагруженной задачи. Предложенные модели и инфраструктура обучения посредством коллаборативного «погружения» в среду виртуальной реальности позволяют повысить ситуационную осведомленность персонала массовых мероприятий непосредственно до начала события. Разработанная технология является уникальным инструментом для повышения качества и безопасности проведения разовых, в том числе не обеспеченных ретроспективным опытом массовых мероприятий, вовлекающих широкие массы населения. Апробация технологии проведена в рамках религиозного фестиваля Кумбха-Мела (Удджайн, Индия).
62
Предмет исследования. Исследованы методы и алгоритмы взаимной трансформации связанных пар изображений для расширения возможностей технологий кросс-модального мультимедийного поиска (CMMR). Подробно рассмотрена задача взаимного преобразования изображений лиц различной природы (например, фотографий и рисунков). Подобная задача широко представлена на практике. Исследования в данной области основаны на существующих базах данных. Предложенные в настоящей работе алгоритмы могут быть применены для произвольных пар связанных изображений за счет унифицированного математического описания.Метод. Предложены три алгоритма преобразования изображений. Первый алгоритм основан на анализе главных компонент и преобразовании Карунена–Лоэва (1DPCA/1DKLT). В отличие от известного аналога, предложенный алгоритм не использует обучающую выборку на этапе трансформации. Второй алгоритм предполагает генерацию популяции изображений. Третий алгоритм реализует трансформацию на основе двумерного анализа главных компонент и преобразования Карунена–Лоэва (2DPCA/2DKLT). Основные результаты. Проведенные эксперименты по трансформации изображений лиц и генерации их популяций позволили выявить особенности каждого из алгоритмов. Первый алгоритм позволяет строить точную и устойчивую модель перехода в рамках заданного набора изображений, второй алгоритм дополняет существующие базы новыми изображениями, а третий алгоритм выполняет трансформацию за пределами базы обучения. Практическая значимость. С учетом анализа особенностей каждого из предложенных алгоритмов даны рекомендации по их применению. Возможные сценарии включают построение моделей перехода для связанных пар изображений, их взаимную трансформацию в рамках базы и за ее пределами, а также генерацию популяций с целью повышения репрезентативности существующих наборов данных. Предложенные алгоритмы могут быть применены для повышения надежности распознавания лиц по изображениям различной физической природы, а также для решения широкого спектра других задач кросс-модального мультимедийного поиска.
75
Представлены результаты исследования по поддержке процесса планирования и автоматизации процедуры проектирования в сфере городского дизайна с целью сокращения продолжительности цикла проектирования. Показаны способы разработки и формализации количественных критериев городского проектирования. Предложены два алгоритма поддержки процесса планирования городского района на ранних стадиях проектирования без значительных временных затрат. Процесс планирования предполагает рассмотрение нескольких альтернативных вариантов. Алгоритмы позволяют автоматизировать расчет необходимых составляющих плана городского района. Первый алгоритм дает оценку необходимой придомовой территории на основе существующей конфигурации зданий с возможностью ее сохранения, а также ограничений на дальнейшие стадии планирования при сохранении существующей планировки. Второй алгоритм осуществляет планировку возможных маршрутов между зданиями и позволяет оптимально интегрировать проектируемый квартал в городскую среду. Представленное решение предусматривает формальное рассмотрение проекта соответствующими специалистами на более поздних стадиях планирования. Предлагаемые автоматизированные инструменты, хотя и не обеспечивают получение оптимального решения, однако позволяют оценить потенциал планировочного решения на ранних этапах проектирования. Реализация оценки критериев в автоматизированной системе проектирования позволяет архитекторам сократить количество ошибок, выявляемых профильными специалистами на более поздних стадиях работы. Существенно ускоряется и упрощается общий процесс работы планировщика. Предлагаемые алгоритмы интегрированы в систему городского планирования qua-kit.ethz.ch. Результаты разработки могут использоваться как в процессе планирования, так и в образовательных целях.
МЕТОД КОНТРАСТНОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ РЕДКИХ ТЕРМИНОВ ИЗ ТЕКСТОВ НА ЕСТЕСТВЕННОМ ЯЗЫКЕ Бессмертный И. А., Нугуманова А. Б., Мансурова М. Е., Байбурин Е. М.
81
Рассмотрена проблема автоматического извлечения терминов предметной области из корпуса документов с привлечением контрастной коллекции. Существующие контрастные методы хорошо справляются с часто используемыми терминами, но работают плохо с редкими терминами, что приводит к обеднению словаря. Среди известных статистических методов оценка точечной взаимной информации хорошо выявляет редкие термины, однако при этом извлекается большое число слов, не относящихся к терминам. Для извлечения редких терминов в работе предложен подход, состоящий в использовании точечной взаимной информации с последующей фильтрацией кандидатов в термины по критерию совместной встречаемости с другими терминами-кандидатами. Для устранения шумов и выявления сильных связей формируется матрица «документы-на-термины», которая подвергается сингулярному разложению. После этого осуществляется переход к матрице «термины-на-термины», отражающей силу связей между словами. Предлагаемый подход апробирован на коллекции документов предметной области «Геология». В качестве контрастной коллекции использованы публикации из разделов «Политика», «Культура», «Экономика» и «Происшествия» на новостных Интернет-сайтах. Результаты эксперимента продемонстрировали работоспособность метода для успешного извлечения редких терминов.
92
Предложен метод мониторинга состояния информационной безопасности сегментов сетей маломощных устройств, персональных сетей «мягких пространств» («Умный дом», «Интернет вещей»). Проведен анализ характеристик систем, базирующихся на беспроводных технологиях, получаемых в результате пассивного наблюдения и активного опроса устройств, которые составляют инфраструктуру сети. Рассмотрен ряд внешних признаков попыток несанкционированного доступа к беспроводной сети со стороны потенциального нарушителя информационной безопасности. Модель для анализа состояний информационной безопасности основана на идентификационных, количественных, частотных, временных характеристиках. Ввиду особенностей устройств, обеспечивающих инфраструктуру сети, оценивание состояния информационной безопасности направлено на анализ нормального функционирования системы, а не на поиск сигнатур и характеристик аномалий при проведении различного рода информационных атак. Раскрыт эксперимент, обеспечивающий получение статистической информации о работе удаленных устройств беспроводной сети, где накопление данных для принятия решения происходит путем сравнения статистической информации служебных сообщений оконечных узлов в пассивном и активном режимах. Представлены результаты эксперимента по информационному воздействию на типовую систему. Предложенный подход к анализу статистических данных сетевой инфраструктуры на основе наивного байесовского классификатора может быть использован для определения состояний информационной безопасности.
100
Исследованы проблемы пиринговых систем типа «устройство–устройство» (D2D), функционирующих в условиях сотового содействия сетей 5G. Проанализирована задача обеспечения защищенных прямых соединений между мобильными пользователями с помощью разработанного симулятора. Приведены результаты имитационного моделирования динамической кластеризации пользователей, находящихся в географической близости при обмене пакетными данными и использовании модели мобильности Леви. Результаты исследования позволяют определить преимущества интеграции технологии в сеть 3GPPLTE с точки зрения пропускной способности. Показано, что имплементация технологии позволяет получить прирост пропускной способности системы до 30% при незначительном увеличении  временных затрат на инициализацию прямых соединений. Полученные результаты могут быть полезны исследователям и сотрудникам организаций, работающих в области телекоммуникационных систем и информационной безопасности.
110
Предмет исследования.Предложен подход к решению задачи классификации, использующий информацию о распределении вероятностей на множестве классов в обучающей выборке. Алгоритм проиллюстрирован на одной из сложных задач автоматической обработки текстов на естественном языке – классификации арабских диалектов. Метод.Каждому объекту обучающей выборки сопоставляется распределение вероятностей над метками классов, вместо сопоставления единственной метки класса. Предлагаемый подход решает задачу с учетом распределения вероятностей над множеством классов для повышения качественных показателей работы классификатора. Основные результаты. Предложенный подход проиллюстрирован на примере задачи классификации арабских диалектов. Анализируемые данные,содержащие слова-метки,получены из социальной сети Twitter, относящиеся к шести арабским диалектам: саудовский, левантийский, алжирский, египетский, иракский, иорданский; использованы также сообщения на современном стандартном арабском языке (MSA). Показан рост качества классификации при учете вероятностного распределения над множеством классов в обучающей выборке. Показано, что даже относительно простой учет вероятностного распределения увеличивает точность предсказания с 44% до 67%. Практическая значимость.Предложенный подход и соответствующий алгоритм могут найти применение в случае, когда разметка данных экспертом требует значительных временных и финансовых ресурсов, но имеется возможность разработки эвристических правил. Реализация предложенного алгоритма позволит снизить затраты при подготовке данных без значительной потери точности классификации.
117
Рассмотрена задача обеспечения идентификации и аутентификации субъектов информационных процессов, протекающих в среде Интернет и реализуемых с помощью коммуникационных средств Интернет-ресурсов по коротким электронным сообщениям (лингвистическая идентификация). Представлена комплексная многоуровневая модель Интернет-пользователя, включающая различные стилистические и лингвистические характеристики электронных сообщений. Сущность предлагаемого решения состоит в том, что из всех идентификационных признаков (лингвистических и стилистических характеристик) в каждой частной задаче идентификации предложено производить динамическое вычисление и отбор наиболее информативных признаков. Предлагаемое решение основано на том факте, что информативность идентификационных признаков отличается для различных пользователей и их групп. Расчет информативности и отбор признаков предложено производить на основе вычисления расстояния по значению признака доk ближайших соседей (алгоритм Relief-f). Проведены эксперименты по тестовым данным с различным количеством сообщений на одного пользователя. Результаты исследований показали, что использование динамического количества признаков, рассчитываемого для каждого набора пользователей, дает повышение точности идентификации в среднем на 4%, что почти на 1% выше, чем при использовании статического набора признаков. Предлагаемое решение наиболее эффективно при малом количестве сообщений одного пользователя.
129
Исследованы проблемы классификации коротких текстов (сообщения в Twitter, комментарии из новостных порталов) при недостатке контекстной информации. Предложена модель глубокой нейронной сети, использующей двуязычные векторные представления слов для эффективного решения проблемы классификации тональности текста конкретной пары языков. Предложенный подход применен к двум корпусам двух различных языковых пар: английский-русский и русский-казахский. Показан способ обучения классификатора на одном языке и применения его для предсказывания тональности на другом. Предлагаемый подход позволил достичь 73% точности для английского языка и 74% точности для русского языка. Впервые получены результаты анализа тональности на казахском языке с точностью до 60%. Предложен метод создания двуязычных векторных представлений слов из больших неразмеченных корпусов с использованием словаря переводов.

ТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ

ИННОВАЦИОННЫЙ ДАТЧИК ТЕПЛОВОГО ПОТОКА Лукьянов Г. Н., Ковальский И. С., Макаров С. Л., Зеегер Т. .
137
Предмет исследования.Представлен метод измерения теплового потока, использующий поляризационные свойства сегнетокерамики. На основе предложенного метода разработан инновационный датчик теплового потока. Выполнена  его экспериментальная проверка. Метод. Измерения основаны на поддержании равновесия между процессами, вызванными тепловой энергией и энергией электрического поля в сегнетоэлектрике. Основные результаты. Тестирование предложенного датчика теплового потока проведено в два этапа. На первом этапе осуществлена первичная градуировка с помощью поверенных датчиков ИТП МГ4.03/x(y) «Поток». На втором этапе проведена апробация датчика теплового потока в качестве вычислителя количества теплоты. Выполнено сравнение результатов с показаниями серийных приборов учета тепла ВКТ-7 и СТК-15. Эксперименты  показали, что поляризационные свойства сегнетокерамики могут быть использованы для измерения теплового потока. Практическая значимость. Предложенный датчик может быть рекомендован в качестве квартирного прибора учета тепла. Градуировка предложенного датчика теплового потока с помощью более точных средств измерения позволяет внести его в Государственный реестр средств измерения
143
Предмет исследования. Рассмотрена задача синтеза пассивных инфракрасных извещателей с улучшенной вероятностью обнаружения квалифицированного нарушителя, применяющего методы противодействия обнаружению: выбор направления движения и маскировка в области инфракрасногодиапазона. Методы. Предложен подход, заключающийся в использовании квазиточечной модели нарушителя. Подход включает в себя выделение приоритетных параметров модели; формирование набора парциальных диаграмм направленности, адаптированных под упомянутые параметры; использование многоканальной обработки сигналов. Результаты. Предложена квазиточечная модель квалифицированного нарушителя, состоящая из обособленных фрагментов, для оценки параметров которой использована плотность разностной мощности излучения фрагментов. Сформулированы критерии, позволяющие выбрать параметры диаграммы направленности на основе параметров модели. Увеличена информативность сигнала путем применения девятиэлементного пироэлектрического приемника с независимыми выходами от чувствительных элементов. Предложена многоканальная обработка сигналов с парциальными диаграммами направленности каналов, оптимизированными под различные направления движения нарушителя. Практическая значимость. Разработанная схема устройства может быть реализована как аппаратно, так и программно, а также использована как один из каналов обнаружения комбинированных извещателей.

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

151
Постановка задачи. Рассматривается проблема создания адекватной математической модели процесса массообмена, протекающего при выпаривании и концентрации отработанного технологического раствора в центробежном выпарном аппарате с изменяемыми геометрическими параметрами. Модель обеспечивает научно обоснованный прогноз параметров технологического процесса. Методы. Определение параметров движения пленочного потока на вращающейся конической поверхности ротора центробежного выпарного аппарата выполнено на основании решения уравнений Навье–Стокса. Решение системы дифференциальных уравнений, описывающих процесс массообмена в исследуемой динамической системе, выполнено численными методами. Для этого реализована полунеявная схема метода конечных разностей со связью по давлению SIMPLE. Основные результаты. Составлен алгоритм и выполнено численное решение системы дифференциальных уравнений, описывающих процесс массообмена, протекающего при концентрировании рабочего раствора в выпарном аппарате центробежного типа. На основе полученного численного решения создана компьютерная модель данного процесса. С ее помощью определены основные гидродинамические и эксплуатационные параметры выпарного аппарата, а также зависимости между ними. Практическая значимость. Разработанная компьютерная модель процесса массообмена позволяет определить параметры раствора, движущегося по конической поверхности ротора центробежного выпарного аппарата: скорость движения, давление и толщину пленки стекания. Результаты работы могут найти применение как в управлении реальным технологическим процессом, так и в ходе обучения персонала.
159
Предмет исследования. Представлены результатыразработки относительно простого и не требующего значительных вычислительных ресурсов метода построения одноэлектронных волновых функций многоэлектронных атомов, симметричного по всем электронам моделируемой системы. Развиваемый подход по своей точности и ресурсоемкости ориентирован на обеспечение систематических расчетов сечений и констант скоростей ионизации, возбуждения, передачи возбуждения и иных элементарных процессов, происходящих с атомами и молекулами в результате неупругих столкновений с электронами. Метод. В основу реализованного метода была положена совокупность двух итерационных процессов. На первом этапе каждой итерации осуществлялось численное решение уравнения Шредингера для радиальных частей волновых функций электрона в потенциале самосогласованного поля атомного остатка, варьируемого путем масштабирования аргумента. Второй этап состоит в построении нового приближения для поля атомного остатка, использующего найденные решения для всех одноэлектронных волновых функций. Дляоптимизации решения описанной многопараметрической задачи использован генетический алгоритм. Проверка работоспособности разрабатываемого метода осуществлялась в результате сопоставления результатов расчета с многочисленными данными об энергиях атомов в основных и возбужденных состояниях. Основные результаты. Создана рабочая версия программы для построения наборов одноэлектронных волновых функций электронов многоэлектронных атомов и расчета с их помощью сечений и констант скоростей столкновительных переходов в рамках первого борновского приближения. При наличии априорной информации об энергиях связей для электронов многочастичной системы стало возможным построение уточненных полуэмпирических решений для одноэлектронных волновых функций. Полученные результаты соответствуют экспериментально полученным собственным значениям энергий. Практическая значимость. Предложенное решение дает возможность простой и быстрой подготовки входных данных для численного моделирования нелокальной газоразрядной плазмы. Подход ориентирован на расчет разрядов в сложных газовых смесях, требующих учета большого числа элементарных столкновительных и радиационных процессов с участием тяжелых частиц в различных квантовых состояниях.    
172
Рассмотрено использование метода параметрической идентификации дифференциально-разностных моделей теплопереноса в объекте при определении температурного состояния лидара. Задача решена для наружного фланца корпуса – той части устройства, на которую оказывается наибольшее внешнее тепловое воздействие. При исследованиях в климатической камере установлено несоответствие истинной температуры фланца и температуры смонтированного на нем термодатчика. Обоснована необходимость компенсации тепловой инерционности измерительной системы с целью уменьшения погрешности. Составлен алгоритм определения нестационарной температуры фланца путем решения прямой задачи теплопереноса. Проведена обратная процедура с целью минимизации несоответствия между истинной температурой объекта и результатами ее измерения. В компьютерной программе проведены вычислительные эксперименты по расчету температурного поля фланца корпуса лидара при известных внешних условиях теплообмена с использованием экспериментальных данных. Результаты экспериментов позволяют судить о величине ошибки, возникающей по причине тепловой инерционности термоизмерительной системы. Показана целесообразность использования предлагаемого метода параметрической идентификации дифференциально-разностной модели теплопереноса в объекте для уменьшения погрешности при мониторинге и контроле температуры устройства.

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

178
Представлены результаты исследования влияния импульсного лазерного ультрафиолетовогоизлучения на спектральные свойства калиевоалюмоборатных стекол, активированных нанокристаллами хлорида одновалентной меди со средним размером 3,1–6,3 нм. Изучена кинетика изменений спектров экситонного поглощения нанокристаллов CuClс увеличением длительности лазерного воздействия. Результаты исследования показали возможность индуцирования кристаллизации и увеличения среднего размера нанокристаллов с помощью лазерного излучения. Впервые получен эффект уменьшения пропускания в видимой области калиевоалюмоборатного стекла с нанокристаллами хлорида меди при воздействии импульсным лазерным излучением, который связан с образованием стабильных при комнатной температуре коллоидных центров окраски Cu0n.
182
Разработано и реализовано на программном уровне инструментальное средство для автоматизированной поддержки процесса сквозного проектирования конструкторской документации на изделие. Предложенное решение основано на обработке инженерных данных проекта, содержащихся во взаимосвязанных конструкторских документах: тактико-технические характеристики изделий, сведения о содержащихся в них ценных металлах, перечень примененных в изделии компонентов и другие. Обработка инженерных данных основана на их преобразовании к виду, предусмотренному требованиями отраслевых стандартов на оформление конструкторской документации. Представлен общий граф конструкторской документации, разрабатываемой на изделие. Дано описание разработанного программного продукта. Автоматизированный процесс подготовки взаимосвязанных конструкторских документов продемонстрирован на примере подготовки ведомости покупных изделий. Результаты работы могут быть использованы при выполнении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по созданию перспективных образцов вычислительной техники.
187
Представлены результаты исследования по разработке системы управления наклонной платформой с двумя степенями свободы. Разработан робототехнический комплекс, включающий систему технического зрения, с помощью которой определяются координаты объекта управления, расположенного на платформе прямоугольной формы. Установлены серводвигатели, которые позволяют осуществлять наклоны платформы в двух направлениях. Управляющая плата от рабочей станции по интерфейсу USBполучает значения углов для серводвигателей и другие конструктивные элементы.Решена задача стабилизации объекта в заданных координатах на платформе.
191
Рассмотрен новый подход к проектированию технологического оборудования для обработки лазерным излучением поверхности объекта свободной формы. Рассмотрены преимущества и недостатки конструкции станка для лучевой обработки заготовок с управлением фокусировкой луча. Предложена новая схема, позволяющая улучшить оптические характеристики устройства за счет уменьшения числа переотражений в коллимирующей системе. Основой предлагаемого механизма является двухкоординатный стол с числовым программным управлением. В качестве исполнительного устройства использована оптическая головка с возможностью регулировки фокусного расстояния и системой стабилизации лазерного луча, основанной на модифицированной платформе Стюарта. Лазерное излучение ультрафиолетового диапазона передается от источника лазерного излучения через оптическое волокно. Предложенное решение реализовано в экспериментальной установке для селективного отверждения фотополимеров.
196
Реализовано аппаратурное и программное обеспечение автоматизированной системы дистанционного управления и контроля лабораторного оборудования по изучению основ электроники и схемотехники. Система позволяет создать виртуальную модель реального стенда. Оригинальное программное обеспечение позволило сопоставлять информацию из памяти микроконтроллера, поддерживающего работу лабораторных установок, с эталонной моделью и выявлять несоответствия установленных соединений с данными шаблона. Графический интерфейс предоставляет возможность оперативно проверять действия обучаемых и корректировать учебный процесс. Автоматизация процедур конфигурирования и последующей проверки позволила ускорить работу и уменьшить количество ошибок, улучшить качество обучения, повысить эффективность проведения лабораторных занятий и точность контроля, интенсифицировать процедуру проверки и использовать самоконтроль при самостоятельном выполнении заданий.
Информация 2001-2017 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика