Главная – Журналы – Автометрия 2010 номер 5

Исследовано поведение шарнирно закреплённого на оси колеса перевёрнутого маятника. Предложен алгоритм, решающий как задачу стабилизации маятника в заданном относительно вертикали положении, так и задачу управления скоростью движения платформы, несущей маятник, в условиях диссипации энергии. Приведены рекомендации по выбору параметров системы управления, даны оценки времени переходных процессов.

Решается проблема минимизации овражной недифференцируемой функции, характеризующей качество расположения полюсов, при синтезе системы автоматического управления с регулятором неполного порядка. Изучена связь значений целевых функций размещения корней многочленов и их производных. Установлена возможность перехода от недифференцируемой характеристики расположения корней многочлена к гладкой характеристике его производной.

Точность и надёжность спутниковых позиционирующих систем в плотно заселённых городах или внутри помещений существенно снижается из-за ограниченной доступности спутников и сильных эффектов многомаршрутности. Для обеспечения «независимой навигации» в подобных сложных условиях усовершенствуется наземная позиционирующая система. Предложен новый принцип навигации мобильного робота, способного функционировать в сложном неизвестном ландшафте (другая планета или пересечённая местность), который обеспечивает хорошее пространственное разрешение и устойчивость к эффектам многомаршрутности, а также новые оптические средства для реализации «технического зрения». Решены две связанные с этим проблемы: создание системы технического зрения для распознавания образов неизвестного ландшафта и определение направления на начальную точку траектории движения мобильного транспортного робота. Описано принципиальное устройство, функционирование и взаимодействие узлов и элементов системы. Создан математический аппарат для обработки цифровой информации, а также для определения расстояний и угловых величин. Аналитически найдены некоторые важные параметры, такие как ожидаемая точность, скорость функционирования, диапазон действия, энергопотребление и т. д.

Проанализированы наиболее существенные ограничения традиционных технологий обработки многоспектральных данных дистанционного зондирования Земли при решении задачи поиска объектов неприродного происхождения. Промоделирован и исследован ряд методов, использующих структурные особенности изображений искусственных объектов. Показана эффективность подходов, основанных на классификации фрагментов с применением детекторов Харриса.

Предложен гистограммный кластерный алгоритм, учитывающий особенности сбора текстурных статистик изображения. Алгоритм позволяет объединить ложные кластеры, возникающие на границах объектов с различной текстурой, существенно уменьшив их число. Для анализа кластеров используется оценка их разделимости в многомерном векторном пространстве признаков и контекст изображения. Рассмотрено применение алгоритма для автоматизации распознавания типов покрытия земной поверхности по аэроснимку лесного ландшафта. Сравнение карт кластеров и картосхем наземной таксации показывает их хорошее соответствие.

Рассматривается подход к выбору композиции многомерной нелинейной зависимости исходя из парных функций. Он основан на анализе элементов разложения множественного дисперсионного отношения (МДО) на парные дисперсионные отношения (ПДО), дисперсионно-корреляционные отношения эффектов взаимосвязей (ДКОЭВС) и дисперсионные отношения эффектов взаимодействия (ДОЭВД). Показано, что при наличии в разложении только ПДО рекомендуется аддитивная композиция парных нелинейных функций. В разложении с преобладанием ДОЭВД предлагается мультипликативная комбинация. В смешанном наборе дисперсионных отношений предпочтительны смешанные комбинации. ДКОЭВС участвуют в выборе доминантных переменных. Идентичность моделей определяется МДО. Приводится пример, иллюстрирующий различные комбинации многомерных зависимостей, и анализ дисперсионных отношений.

Предлагается метод использования функции конкурентного сходства (FRiS-функции) при решении задачи прогнозирования переменных, измеренных в сильных (количественных) шкалах. Описывается алгоритм прогнозирования FRiS-Pro и опыт его применения при решении задачи прогнозирования целевого признака, измеренного в абсолютной шкале (покупательского спроса) на международном конкурсе "Data Mining Cup 2009".

Разработан метод электронной калибровки измерительных каналов многоканальных анализаторов атомно-эмиссионных спектров в целях снижения нелинейности зависимости фотоотклика каждого канала от интенсивности входного излучения, что достигается путём получения характеристик измерительных каналов, их аппроксимации полиномами Чебышёва и последующего использования вычисленных коэффициентов полиномов для коррекции выходного сигнала. Созданы специализированный блок электронной регистрации и программное обеспечение, реализующие такую калибровку. Экспериментальным путём показано, что за счёт электронной калибровки нелинейность измерительного канала может быть существенно снижена. В этом случае остаточная нелинейность зависимости фотоотклика от количества падающих на фотодиод фотонов за время экспозиции не превышает 1 %.

Проанализированы пути совершенствования лазерных генераторов изображений, реализующих принцип кругового сканирования. Исследованы важнейшие источники погрешностей, вносимых системой радиальных перемещений и узлом вращения. Изложены принципы уменьшения основных составляющих нестабильности в работе генераторов изображений с круговым сканированием. Показано, что использование некоторых принципов позволило вывести опытный образец подобного генератора на второе место в мире в рейтинге комплексов, применяемых различными фирмами для формирования высокоточных углоизмерительных структур (шкал, лимбов, растров и т. д.).

Представлен абсолютный лазерный баллистический гравиметр нового поколения, разработанный в Институте автоматики и электрометрии СО РАН. Прибор предназначен для работы в полевых условиях и отличается малыми габаритами и весом. В качестве источника света в интерферометре гравиметра применён оптический стандарт с длиной волны излучения λ = 532 нм, состоящий из Nd:YAG-лазера бегущей волны с внутрирезонаторным удвоением частоты излучения и системы стабилизации по резонансам насыщенного поглощения в молекулярном йоде. Инструментальная среднеквадратическая погрешность измерения абсолютного значения ускорения силы тяжести гравиметром не превышает ±5 · 10^-8 м/с² (5 мкГал).

Исследовано применение халькогенидных стеклообразных полупроводников в качестве неорганического вакуумного фоторезиста для получения периодического рельефа на подложках разного состава. Показано, что халькогенидный резист может быть успешно реализован в сочетании с интерференционной (в том числе иммерсионной) литографией для формирования одно- и двумерных субмикронных периодических структур с пространственной частотой от 300 до 8000 мм^-1. Разработаны технологические процессы получения рельефных структур и литографических масок с субмикронными размерами элементов на полупроводниковых, диэлектрических и металлических подложках, описаны их возможные применения.

Экспериментально обосновывается новый оптический метод измерения некруглости цилиндров, заключающийся в измерении горизонтальной проекции скорости катящегося круглого тела и вычислении максимального отклонения локального значения радиуса, периодически повторяющегося в процессе движения. Проведены сравнения результатов измерений предложенным методом с результатами прямых измерений микрометром. Показано, что новый метод позволяет получить допусковые оценки некруглости при дефектах образующих цилиндра и максимальные вариации радиуса при некруглости направляющей. Экспериментально подтверждена погрешность измерения некруглости (~1 мкм).

Рассмотрено моделирование линейного интеллектуального датчика мониторинга элект-ронной почты на платформе Win32 в среде Windows XP. Программа-эмулятор прибора считывает пакеты с линии связи, обрабатывает их, извлекает почтовую информацию и пересылает её устройству управления. Исследованы особенности и ограничения платформы Win32 для создания приборов данного типа при использовании многопоточного механизма в эмулирующей программе.

Предложен способ обработки данных наблюдений, основанный на их дискретизации и графическом анализе. Цель обработки - определение и моделирование функциональной зависимости между входами и выходом экспериментального объекта. Рассмотрен случай серии экспериментов.