Главная – Журналы – Поиск по журналам

Предложена принципиально новая модель оптического коммутатора с децентрализованным управлением. Преимуществами предлагаемого коммутатора являются отсутствие оптоэлектронного преобразования информационного сигнала и возможность построения масштабируемых схем малой сложности. Схема коммутатора включает в себя следующие основные элементы: электрически управляемые ключи на основе ниобата лития, фильтры Брэгга, оптические вентили, фокусирующие системы, управляющую линзовую систему, локальную систему формирования управляющих сигналов. Проведённый расчёт оптических устройств коммутатора показал возможность его реализации и функционирования в диапазонах 1310-1460 нм для передачи управляющих сигналов и 1550 нм - для информационного сигнала, обеспечивающего взаимодействие устройств центров обработки данных.

Рассмотрена проблема построения электронно-перестраиваемого оптического фильтра с синтезируемой спектральной характеристикой. В качестве технической основы взят фильтр на базе дифракции света на акустических волнах, в котором все главные характеристики определяются параметрами фазовой объёмной дифракционной решётки, создаваемой в кристаллической среде акустическим полем, формируемым пьезоизлучателем. Исследована возможность формирования передаточной функции (спектральной характеристики) акустооптического перестраиваемого фильтра путём формирования управляющего сигнала и создания в среде неоднородной динамической фазовой дифракционной решётки. Показано, что в широкоапертурной геометрии акустооптических фильтров, используемой в современных гиперспектральных системах, может быть построена однокоординатная модель акустооптического взаимодействия. Определена связь между параметрами управляющего высокочастотного сигнала, акустической волны, создающей решётку, и спектральной функцией пропускания фильтра. Сформулированы принципиальные ограничения на ширину спектрального окна пропускания. Полученные соотношения позволяют описать работу акустооптического фильтра при произвольном законе амплитудной и частотной модуляций управляющего ультразвукового сигнала при ограниченном коэффициенте передачи. Результаты могут найти применение при проектировании оптических спектральных систем с управляемой функцией пропускания акустооптического фильтра.

В общем виде сформулирована задача определения оптимального начального состава реакционной смеси. Описан метод решения поставленной задачи, в основе которого лежит алгоритм имитации отжига. Проведён вычислительный эксперимент для ферментативной реакции Михаэлиса - Ментен и реакции аминометилирования тиолов. Выполнен подбор параметров для эффективной работы алгоритма. С помощью представленного метода найден оптимальный исходный состав реакционной смеси, при котором достигается максимальный выход целевого продукта. Приведён анализ эффективности данного алгоритма путём сопоставления с результатами работы других методов оптимизации.

Разработан алгоритм поиска малоразмерных (порядка 10 пикселей) объектов с постоянной яркостью на неоднородном случайном фоне. В основе алгоритма лежит процедура поиска условного максимума произведения вероятностей, с которыми объект и локальный фон имеют определённые значения яркости. Для фона эти вероятности оцениваются по гистограмме, построенной для сегмента изображения. Алгоритм реализован для случая, когда все яркости объекта в допустимом диапазоне равновероятны. Вычислительный эксперимент производился на 20 фотографиях облаков размером 1200 × 1200 пикселей, на которые были нанесены круги радиусом два пикселя. Из 200 заданных таким образом объектов было найдено 169, при этом количество ошибок второго рода составило 280.

Трёхмерные времяпролётные камеры находят всё более широкое применение в робототехнике для информационного обеспечения задач управления движением и считаются перспективными для решения задач стыковки с некооперируемыми космическими аппаратами. В этом случае очень важны величины ошибок измерения относительных координат, которые может обеспечить времяпролётная камера. Проанализированы случайные (шумовые) ошибки, а также выявлено наличие значительной корреляции случайных ошибок измерения дальности времяпролётных камер для соседних пикселов. Для частного примера построено аналитическое решение, показывающее существенное ухудшение точности измерений расстояния при наличии указанной корреляции.

Проведены исследования пространственной эволюции поперечной составляющей среднего вектора Пойнтинга и процесса формирования в плоскости приёма распределения интенсивности лазерных пучков, распространяющихся в турбулентной атмосфере, в зависимости от начального распределения поля. Рассмотрены случаи распространения при коллимации и фокусировке гауссова и кольцевых лазерных пучков, рассчитаны в точке приёма их эффективные радиусы при разных уровнях отсечки по мощности. Сформулированы условия, позволяющие уменьшить эффективный радиус кольцевого пучка в области перетяжки по сравнению с гауссовым пучком той же мощности.

Рассмотрено и проанализировано влияние одновременно воздействующих аддитивных и флюктуационных мультипликативных помех с высоким уровнем на точность измерения информационного параметра сигнала. Получены выражения, определяющие условные вероятности правильного измерения информационного параметра и ложного отсчёта. Определены плотности вероятностей каналов для N-канального приёмника, рассмотрен частный случай двухканального приёмного устройства. Вероятность правильного измерения параметра при высоком уровне мультипликативных помех приближённо равна вероятности обнаружения сигнала в том канале, где присутствует неискажённая часть сигнала. Определено значение порогового напряжения N-канального приёмника, которое позволяет получить заданные вероятностные характеристики измерения. Получены зависимости, характеризующие вероятность правильного измерения от уровня неискажённой части сигнала, для случая колоколообразного распределения мощности флюктуаций искажённого сигнала по каналам приёмного устройства при различных ширине спектра функции помеховой модуляции и числе каналов приёмного устройства. Доказано, что в случае большого числа каналов или при симметричном относительно k-го канала распределении мощности флюктуаций помеховой составляющей сигнала, искажённого мультипликативной помехой, среднее значение ошибок измерения (ложных отсчётов) равно нулю, т. е. систематические ошибки измерения отсутствуют.

Рассмотрен подход по определению дистанции до теплоконтрастных объектов на основе данных, полученных с инфракрасной камеры средневолнового диапазона. Анализируется уравнение переноса излучения, и демонстрируется статистическая устойчивость теплового распределения цели в зависимости от дистанции до объекта и погодных условий. На основе совокупности выявленных признаков объекта предложена модель многомерной линейной регрессии, использующая обученную искусственную нейронную сеть и позволяющая предсказывать дистанцию до объекта. Проведено моделирование полученного под- хода по известным экспериментальным данным, показавшим преимущество оцениваемой дистанции (менее Δ_D/D < 0,04) в сравнении с прямым методом определения дальности (Δ_D/D > 0,82). Даны направления дальнейших исследований и обоснована необходимость совершенствования признакового пространства для повышения точности подхода.

Предлагается конструктивный метод решения линейно-квадратичных задач пространственно-временнóго управления с амплитудными ограничениями управляющих воздействий в системах с распределёнными параметрами параболического типа при заданной точности равномерного приближения конечного состояния объекта к требуемому пространственному распределению управляемой величины. Развиваемый подход базируется на ранее разработанном альтернансном методе построения параметризуемых алгоритмов программного управления. Показано, что уравнения оптимальных регуляторов сводятся к линейным с ограничениями алгоритмам обратной связи по измеряемому состоянию объекта с предварительно определяемыми нестационарными коэффициентами передачи.

Рассматривается задача калибровки векторного магнитометра, технологические погрешности производства которого приводят к недопустимым при эксплуатации ошибкам измерений. Предложен статистический метод калибровки на основе итерационной минимизации невязки результата измерения и точного значения индукции магнитного поля, получаемого за счёт использования стационарного измерителя высокой точности. Приводятся результаты эксперимента, иллюстрирующие эффективность метода.