Ефективність багатьох методів обробки сигналів та їх практична цінність, яка особливо проявляється у таких характеристиках як точність виявлення сигналів та вимірювання їх параметрів, роздільній здатності по дальності та часу тощо, залежить від кореляційних властивостей оброблюваних сигналів. Досліджено кореляційні властивості узагальнених бінарних послідовностей Баркера, а саме значень коефіцієнта взаємної кореляції між сигнальними складовими у системі сигналів, яку побудовано на основі узагальнених бінарних послідовностей Баркера. Такі системи послідовностей забезпечують низький максимальний рівень бічних пелюсток сигналу після їх спільної обробки (мультиплікативна комплементарність), однак їх взаємнокореляційні характеристики також можуть впливати на якість функціонування радіотехнічних систем та систем обробки сигналів. Проаналізовано п'ять систем сигналів з різними структурами, які побудовані на основі узагальнених бінарних послідовностей Баркера. Представлені результати показали, що сигнальні складові на основі узагальнених бінарних послідовностей Баркера характеризуються відносно великим рівнем взаємної кореляції, який для систем сигналів, побудованих на основі не більше ніж восьми послідовностей, може бути охарактеризований типовим значенням коефіцієнта кореляції між різними сигнальними складовими, що дорівнює 0,25. Цей факт обмежує використання узагальнених бінарних послідовностей Баркера у деяких системах (наприклад, CDMA) через неможливість якісного розділення сигнальних складових, або потребує удосконалення таких систем з метою врахування взаємної кореляції, яка існує між сигнальними складовими. Також визначено та показано системи узагальнених бінарних послідовностей Баркера з найменшими максимальними абсолютними значеннями коефіцієнта взаємної кореляції.

Розглянуто проблему управління персоналом за допомогою штучних нейронних мереж в області пошуку бажаної роботи і допомоги рекрутерів, які використовують цей ресурс для пошуку кращого кандидата на дану роботу. Запропоновано використовувати нейронні мережі для перегляду резюме, ранжирування кандидатів відповідно до їх рівнем кваліфікації та створення алгоритмів машинного навчання для автоматизації процесів перевірки резюме. Згорткова нейронна мережа використовується для вирішення завдань. В якості алгоритму навчання використовується генетичний алгоритм. Розроблено підхід до оптимального вибору структури хромосом.

Розглянуто проблеми синтезу та аналізу комплементарних фільтрів, використовуваних під час визначення орієнтації рухомих об'єктів. Досліджено комплементарний фільтр в довільно розташованій еталонній системі координат, що визначається специфікою функціонування вимірювального пристрою. Представлено передавальні функції контролера у каналах корекції за сигналами акселерометра і магнітометра. Показано, що при використанні гіроскопа і акселерометра виникає дрейф відносно усіх осей еталонної системи координат. Отримано співвідношення для розрахунку цих дрейфів. Спрощені рівняння комплементарного фільтра було отримано відносно похибки орієнтації. Проаналізовано вплив структури передавальної функції контролера в каналі корекції за сигналами акселерометра на статичну похибку комплементарного фільтра. Показано, що при перетворенні кутів орієнтації в систему координат з вертикальною віссю можна усунути статичні похибки магнітометра щодо горизонтальних осей, при цьому похибка щодо вертикальної осі зберігатиметься.

Розглянуто особливості використання обернених дискретних динамічних систем управління в якості перетворювачів даних для передавання по телекомунікаційним каналам. Окремо виділено проблему динамічної деградації, яка полягає в можливому різкому зменшенні множини станів дискретної динамічної системи у разі надходження інформаційного сигналу на її вхід. Наведено приклад такої системи, а також досліджено аналітично та чисельно ефект деградації, який виникає у разі її використання.

Розглянуто основні принципи синтезу робастних систем, призначених для стабілізації навігаційних датчиків, експлуатованих на морських рухомих об'єктах. Розглянуто можливості математичного опису координатних збурень морських рухомих об'єктів. Описано основні особливості робастної параметричної оптимізації і робастного структурного синтезу. Представлено результати моделювання в одному з режимів функціонування морського рухомого об'єкта. Вирішено важливу проблему збереження точності в складних умовах реальної експлуатації. Отримані результати можуть бути корисними для гіростабілізованих платформ, що використовуються для рухомих об'єктів широкого класу.

Розглянуто методику створення програмного забезпечення синтезу оптимального регулятора для нелінійної системи стабілізації інерційних об'єктів. Схемні рішення регуляторів і коригувальних пристроїв, можуть бути різними: П, ПІ, ПД, ПІД. Перші три варіанти можуть бути в загальному випадку отримані накладенням обмежень на ПІД-модель. Точне налаштування параметрів ПІД-регулятора суттєво знижує коливання системи. Повноцінне використання переваг ПІД-регулятора забезпечується тільки при правильному розрахунку цих параметрів з урахуванням особливостей характеристик керованих об'єктів. При цьому важлива наявність механізму управління коефіцієнтами, який би забезпечував зручний інтерфейс між програмою і користувачем.

Вирішено актуальну проблему протікання в трубопроводах та мінімізації наслідків. Запропоновано систему автоматичного захисту від протікання, виконану на базі Arduino і з використанням платформи Blynk, як середовища обробки даних. Проведено практичний експеримент бездротового моніторингу та керування прототипом інтелектуальної мікромережі, який реалізовано з використанням різних протоколів зв'язку на основі технічних вимог, таких як безпека, швидкість передачі даних, зона покриття та тип програми. Аналіз даних у режимі реального часу дозволяє перевірити водний баланс і оцінити рівень втрат води у мережі. Ця методологія аналізу даних забезпечує можливість швидкого виявлення розривів труби, а отже зменшує час витоку.

Розглянуто питання, пов'язане з погіршенням якості польоту при отриманні екіпажу. Передбачено використання системи оповіщення екіпажу про можливе зборі даних про швидкість і швидкості повітряного руху. Доведено, що зменшення площі кореляційних полів свідчить про некоординовані розвороті. При достатній швидкості некоординовані розвороти не такі небезпечні. Тому ми розглянули свідчення у кореляційним полях коефіцієнтів кута атаки і приладової швидкості. Розроблено метод обчислення площі кореляційних полів вище існуючих параметрів. Він заснований на методі найменших квадратів. Запропоновані кількісні характеристики визначають якість польоту в залежності від площі кореляційних полів.

Класичні методи проектування електричних машин спрямовані на досягнення працездатності електричної машини і не забезпечують мінімальних витрат при виготовленні і при експлуатації. Останнім часом оптимізація стає важливою частиною сучасного процесу проектування електричних машин. Мета процесу оптимізації, як правило, зводиться до забезпечення мінімуму вартості машини, втрат енергії, маси, або забезпечення максимуму моменту і коефіцієнта корисної дії. Більшість вимог проектування електричної конструкції машини перебувають в протиріччі один з одним (зменшення обсягу або маси, підвищення коефіцієнта корисної дії, тощо). Розглянуто компоненти і процедура виконання алгоритму для оптимізації проектування синхронних генераторів. В процесі оптимізації для підвищення швидкості обчислення і точності аналітичний розрахунок використовується разом з розрахунком методом кінцевих елементів. Результатом процесу оптимізація за допомогою генетичного алгоритму є безліч рішень, з яких інженер вибирає найкраще.

Представлено структурно-параметричний синтез ансамблю нейронних мереж різних архітектур на основі їх індивідуального вкладу. Розглянуто топології та алгоритми навчання для кожного класифікатора. Описано алгоритм розрахунку індивідуального внеску кожної мережі та алгоритм вибору мереж в ансамбль відповідно до критеріїв точності та різноманітності. Для спрощення структури ансамблю був застосований метод complementary measure. Наведено результати вивчення класифікаторів на навчальних бутстреп-вибірках. Отримані результати ансамблю порівняні з відповідними результатами кожної нейронної мережі, включеної в ансамбль окремо.

Вперше польоти розглядаються як гранично складні поліфакторних резонансні процеси. Увага акцентується на складність застосування систем об'єктивного контролю в авіакомпаніях, що використовують графіки (осцилограми) систем об'єктивного контролю. Запропоновано новий спосіб обробки даних за системами об'єктивного контролю - перехід від графіків систем об'єктивного контролю до карт льотних керівників для визначення перших ознак явища факторного резонансу. Такі карти носять універсальний характер і можуть за єдиними бланками застосовуватися на рівні як льотних екіпажів, так і льотних керівників авіаринку.

Збільшення інтенсивності праці льотчиків, викликане швидкими темпами розвитку льотної техніки і ускладненням бойових завдань, що стоять перед членами льотних екіпажів, збільшує навантаження на організм осіб льотного складу в цілому, і зокрема на серцево-судинну систему. Вітчизняні та зарубіжні джерела містять статистику, яка свідчить про збільшення кількості льотних пригод, викликаних серцево-судинними патологіями у льотчиків, зростанні кількості осіб льотного складу, визнаними непридатними до льотної роботи з тих же причин, зниженням віку членів льотних екіпажів, що мають патології серцево-судинної системи. Тому актуальними є питання своєчасного виявлення та оптимізації процесу лікування серцево-судинних захворювань у членів льотних екіпажів. На жаль, можливості тільки інструментального підходу для оптимізації вибору шляхів корекції циркуляторної гіпоксії у осіб льотного складу, викликаної ішемічною хворобою серця досить обмежені. Суттєву допомогу може надати імітаційне моделювання процесу перебігу захворювання за різних способів лікування шляхом введення фармакологічного препарату. Представлено математичну модель розвитку ішемічної хвороби серця у осіб льотного складу, що складається з математичної моделі транспорту респіраторних газів в організмі льотчика, моделі конфліктно-керованих процесів у разі самоорганізації функціональної системи дихання, доповнена диференціальними рівняннями, що описують зміни напружень кисню в артеріальній крові при стенозі артерій, викликаних ішемічною хворобою серця і рівняннями, що описують транспорт фармакологічного препарату, який використовується для лікування. Такий склад моделі, в разі її індивідуалізації, дозволить оптимізувати процес лікування шляхом імітації введення різних препаратів. Передбачаються також різні способи введення препаратів - респіраторний, пероральний, внутрішньом'язовий та внутрішньовенний.

Індекс рубрикатора НБУВ: З811.5

Рубрики:

Обробка сигналів

Шифр НБУВ: Ж72727 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Вдосконалено перспективний метод безаеродромного зльоту і посадки безпілотного літального апарата (БПЛА), а саме, газодинамічний метод. Даний метод, в першу чергу, розрахований на БПЛА з аеродинамічними органами управління. При зльоті і посадці БПЛА, за допомогою зовнішніх газодинамічних пристроїв (ГДП), існує проблема його стабілізації на малих швидкостях польоту. Запатентовано технічне рішення стабілізації БПЛА під час його зльоту та посадки за допомогою зовнішніх ГДП, але немає чисельного підтвердження ефективності запропонованого рішення. Для цього розроблено математичну модель і алгоритм розрахунку автоматичної системи стабілізації БПЛА під час його зльоту та посадки в газодинамічному комплексі. Наведено розрахунки показали принципову можливість стабілізації БПЛА для його близьконульових швидкостей, коли аеродинамічні органи керування не ефективні, за рахунок двох ГДП матричного типу. Математичну модель руху БПЛА в штучному повітряному потоці засновано на рівняннях динаміки поздовжнього руху. Особливість запропонованої моделі полягає в тому, що для стабілізації кутового руху БПЛА застосовується часткове обтікання корпусу БПЛА додатковим штучним повітряним потоком.

Описано комп'ютерне проектування надійних послідовностних наноприладів з мажоритарними структурами. Для побудови мажоритарних наносхем на базі технологій коміркових квантових структур використовується теорія кінцевих автоматів. Розглянуто базові принципи побудови та особливості функціонування тригерних наноелементів. Розроблено математичні моделі швидкодіючих одноелектронних нанолічильників додавання і віднімання. Створено послідовностні нанопристрої із застосуванням системи автоматизованого проектування QCADesigner.

Проведено аналіз рівнянь перетворення і рівнянь похибок узагальненої структурної схеми ітеративно-інтегруючого вимірювального перетворювача, що використовує метод ітеративно-інтегруючого перетворення. Проведений аналіз для найпростішого випадку комбінацій вхідних і вихідних величин, а саме, коли всі вхідні величини X, Z1 і Z2, а також вихідна величина Y постійні в часі. Результати аналізу можуть бути легко поширені на всі інші випадки. Розглянуто ситуацію, коли адитивні похибки всіх блоків безперервно змінюються в часі. Для простоти аналізу крива зміни даної похибки апроксимована відрізками прямої в кожному циклі перетворення. Сформульовано вимоги до похибок блоків вимірювального перетворювача. Результати аналізу узагальненої структурної схеми вимірювального перетворювача можуть бути використані для створення конкретних втілень ітеративно-інтегруючих перетворювачів, для яких можуть бути сформульовані вимоги до похибок їх блоків.

Розглянуто рішення проблеми класифікації. Показано, що нейронні мережі мають важливі переваги поряд з іншими методами, такими як: класифікація з використанням методу найближчого сусіда, класифікація за допомогою векторів підтримки, класифікація з використанням дерев рішень, тощо. Рішення може бути розширено за допомогою глибокого підходу до навчання, що передбачає використання додаткової нейронної мережі (глибокі мережі) для вирішення задачі попереднього навчання. Запропонована нова топологія складається з: нечітких класифікаторів Такагі-Сугено-Канга і нейронної мережі обмеженої машини Больцмана. Незважаючи на те, що ця топологія була запропонована раніше, було проведено достатньо досліджень, які дозволили створити алгоритм навчання. Наведено приклад використання запропонованого алгоритму.

Розглянуто задачу навчання нейронної мережі глибокої довіри (НМГД) за допомогою обмеженої машини Больцмана та вибором оптимального критерію для її навчання. Розглянуто різні алгоритми навчання обмеженої машини Больцмана, яка використовується для попереднього навчання НМГД, для підвищення ефективності роботи цієї мережі з подальшим вирішенням задачі структурно-параметричного синтезу НМГД. Це завдання являє собою задачу обгрунтування необхідності оптимального вибору алгоритму налаштування обмеженої машини Больцмана для підвищення якості навчання НМГД. Для вирішення цієї проблеми запропоновано створити автоматизовану систему налаштування НМГД, яка буде обирати оптимальні критерії навчання для даної нейронної мережі.

Розроблено программно-технічний комплекс для моделювання роботи суднових електроенергетичних систем, а також для якісного навчання, підготовки і наукових досліджень. Відмінною особливістю пропонованого тренажера є можливість використання бази даних систем управління і контролю реальних судів з подальшою інтелектуальною обробкою отриманих даних для моделювання як штатних, так і аварійних ситуацій. Навчальний комплекс відтворює більшість умов експлуатації судна, проводить тренінги з моніторингу, контролю та управління низьковольтними і високовольтними електростанціями. Необхідність застосування навчального комплексу дозволяє сформувати необхідний рівень компетентності персоналу машинного відділення, розробити методи і критерії оцінки компетентності, оцінити і продемонструвати отримані практичні навички, а також дає можливість проводити науково-дослідні роботи. Запропоновано рішення можуть бути використані в тренажерному комплексі для якісного навчання персоналу машинного відділення відповідно до вимог і стандартів Конвенції ПДНВ.

Незважаючи на значні зусилля і ресурси, що витрачаються на програмні, технічні та організаційні засоби підготовки штурманів, необхідно підвищувати рівень навичок штурманів, знайомити їх з функціями і обмеженнями суднового устаткування, забезпечити узгоджене співробітництво між членами команди ходового містка. Розглянуто проблему підвищення безпеки морських перевезень за рахунок підвищення якості підготовки судноводіїв на тренажерах. Було проведено критичний огляд модельних курсів Міжнародної морської організащії (ІМО) і їх використання для задач навчання на тренажерах судноводіїв. Більшість з них засновані на модельних курсах, розроблених IMO з метою стандартизації та уніфікації навчання команди містка відповідно до конвенції STCW 1978/2010. Були класифіковано основні навігаційні завдання, представлені їх формалізовані кінцеві рішення. Оскільки стала часу і час затримки не залежать від рівня відповідальності рішення, їх можна розглядати як характеристики певного члена команди суднового містка. Ці описи визначаються в простих експериментах по реакції на визначення часу відомих сигналів, і можна отримати модель поведінки команди містка в залежності від ризиків прийняття рішень і зовнішніх збурень. Було запропоновано використовувати функцію ймовірності безпечного плавання вякості критерію компетентності штурмана. Важливим моментом є перехід від часткових критеріїв оцінки роботи штурмана до оцінки середнього ризику в якості єдиного критерію, який дозволяє реально оцінити перспективу використання конкретного екіпажу судна. Реалізація стратегії мінімізації ризику призводить до послідовності кроків, які реалізують оптимально безпечну траєкторію. Був запропонований принцип максимуму Понтрягіна по оптимальному плану маршруту, щоб завдання було обернено в стандартну задачу оптимальної за швидкістю роботи лінійної системи. Визначено структуру оптимального рішення для тренування команди містка. Була запропонована структура навчального комплексу, яка складається з комплексу візуалізації, де проектується зовнішня ситуація, робочі місця членів суднового містка, бази даних динаміки моделей суден, навігаційна база даних, бази моделей збурень і робоче місце інструктора.