Том 59 № 4 2023 (ИЮЛЬ – АВГУСТ)
СОДЕРЖАНИЕ НОМЕРА
АНАЛИЗ И СИНТЕЗ СИГНАЛОВ И ИЗОБРАЖЕНИЙ
1. Ланге М. М., Парамонов С. В. Схемы комплексирования разделяющих функций для повышения точности классификации данных от ансамбля источников
Аннотация:
Исследуется точность классификации данных в терминах соотношения вероятности ошибки и количества обрабатываемой информации для различных схем комплексирования. Рассматриваются схемы комплексирования слабых разделяющих функций на множестве данных одной модальности и на ансамбле данных от источников различной модальности. Для предлагаемых способов комплексирования оценивается избыточность вероятности ошибки относительно теоретико-информационной нижней границы в форме модифицированной функции «скорость—погрешность» с мерой погрешности Хэмминга. Экспериментальные оценки, полученные на множествах изображений лиц и подписей, демонстрируют уменьшение вероятности ошибки и её избыточности относительно нижней границы с увеличением количества обрабатываемой информации за счёт комплексирования слабых разделяющих функций.
Страницы: 3-10
DOI: 10.15372/AUT20230401
2. Абросимов В. К., Михайлова Е. С. Методы формирования пространственно-временных скоплений объектов в недружественной среде
Аннотация:
Рассматривается конфликтная ситуация, связанная с движением скоплений, включающих сотни объектов управления малых размеров в поле ответственности радиолокационной станции внешнего наблюдателя. Задача внешнего наблюдателя — следить и сопровождать движение скопления, а при возникновении угрожающей ситуации воздействовать на него. Задача скопления заключается в создании максимальной неопределённости принятия решения внешним наблюдателем. Модель движения скопления разработана как модель поведения роя К. Рейнольдса, дополненная специальными коэффициентами. Разработано три метода формирования различных скоплений, близких к геометрическим и изменяющимся в процессе движения формам. Сформулирована и математическим моделированием подтверждена гипотеза о том, что за счёт вариации геометрии, формы и количества объектов в роевом скоплении потенциально возможно создать ситуации, при которых рой будет восприниматься внешним наблюдателем как единый, отличающийся от исходного крупный объект. Показано, что если критерием принятия решения является значение эффективной поверхности рассеивания, то возможно создавать скопления, имитирующие опасные объекты.
Страницы: 11-19
DOI: 10.15372/AUT20230402
3. Исмагилова А. С., Лушников Н. Д. Программный модуль хэширования биометрических данных пользователя
Аннотация:
Рассмотрены особенности автоматизированной реализации хэширования биометрических персональных данных, информационных ресурсов пользователя, информационной системы в целом. Основой созданной математической модели является искусственная нейронная сеть, предназначенная для хэширования биометрических образов в папке администратора учётной записи с применением математических методов. Объект исследования — информационные системы. Предмет исследования — средства защиты информации с использованием биометрической многофакторной аутентификации.
Страницы: 20-28
DOI: 10.15372/AUT20230403
МЕТОДЫ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА
4. Жданова А. Н., Куприянов А. В., Голова А. А., Булгаков А. С., Баканов Д. С. Исследование эффективности различных архитектур рекуррентных нейронных сетей для решения задачи анализа тональности русскоязычных комментариев пользователей социальных сетей
Аннотация:
Продемонстрировано применение методов машинного обучения для анализа тональности текстов и исследования эффективности различных архитектур нейронных сетей. Показано, что данное направление является актуальным в связи с развитием социальных сетей и онлайновых рекомендательных сервисов, где множество пользователей высказывает своё мнение о товарах и услугах. Представлены результаты прогноза и сравнения структур нейронных сетей на реальных данных из социальных сетей, что позволяет определить наиболее эффективную архитектуру для анализа тональности текстов. Исследование может быть полезным разработчикам социальных сетей для рекомендательных сервисов, а также исследователям, занимающимся обработкой естественного языка. Результаты могут помочь улучшить качество анализа мнений пользователей и повысить удовлетворённость пользователей услугами и продуктами. Таким образом, данное исследование вносит вклад в развитие области машинного обучения и анализа текстовых данных.
Страницы: 29-38
DOI: 10.15372/AUT20230404
УПРАВЛЯЮЩИЕ И ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ
5. Воробейчиков С. Э., Пупков А. В. Неасимптотическое доверительное оценивание параметров авторегрессионного процесса в случае неизвестной дисперсии шума
Аннотация:
Рассматривается неасимптотическая процедура построения доверительной области параметра гауссовского процесса авторегрессии p-го порядка AR(p) в случае неизвестной дисперсии шума процесса. Процедура доверительного оценивания базируется на мартингальном свойстве числителя уклонения оценки метода наименьших квадратов. Приведены результаты численного моделирования.
Страницы: 39-48
DOI: 10.15372/AUT20230405
6. Рапопорт Э. Я., Плешивцева Ю. Э., Левин И. С. Энергосберегающее управление в системах с распределёнными параметрами при равномерных оценках целевых множеств
Аннотация:
Предложен метод синтеза оптимальных по энергопотреблению регуляторов в открытой и замкнутой областях определения пространственно-временных управляющих воздействий для линейных многомерных объектов с распределёнными параметрами параболического типа в условиях заданной точности равномерного приближения конечного состояния системы к требуемому пространственному распределению управляемой величины. Развиваемый подход базируется на разработанном ранее альтернансном методе построения параметризуемых алгоритмов оптимального программного управления, существенно использующем фундаментальные закономерности предметной области. Показано, что искомые уравнения регуляторов сводятся к линейным с ограничениями законам обратной связи по неполному наблюдению состояния объекта с нестационарными коэффициентами передачи, которые определяются предварительным расчётом программного управляющего воздействия.
Страницы: 49-60
DOI: 10.15372/AUT20230406
7. Жирабок А. Н., Зуев А. В., Шумский А. Е. Методы построения функциональных наблюдателей для нелинейных динамических систем
Аннотация:
Рассматривается задача построения функциональных наблюдателей для динамических систем, описываемых нелинейными дифференциальными уравнениями, которые подвержены внешним возмущениям. Приводятся соотношения, позволяющие построить наблюдатель пониженной размерности, нечувствительный к возмущениям, который оценивает заданную функцию вектора состояния. Теоретические результаты иллюстрируются примером.
Страницы: 61-70
DOI: 10.15372/AUT20230407
ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
8. Рудометов С. В., Окольнишников В. В., Журавлев С. С. Реализация распределённого имитационного моделирования в системе MTSS
Аннотация:
В системе имитационного моделирования MTSS реализована возможность распределённого имитационного моделирования. Для реализации этой возможности применён стандарт HLA. В качестве примера использования распределённого имитационного моделирования представлена федерация, состоящая из двух федератов: имитационной модели очистного забоя угольной шахты и имитационной модели конвейерной сети угольной шахты.
Страницы: 71-77
DOI: 10.15372/AUT20230408
9. Антипина Е. В., Мустафина С. А., Антипин А. Ф. Поиск оптимальных начальных концентраций веществ каталитической реакции на основе кинетической модели
Аннотация:
Сформулирован численный алгоритм поиска оптимальных начальных концентраций веществ каталитической реакции, сочетающий принципы кинетического моделирования и эволюционных вычислений. Сформулирована задача оптимального управления каталитической реакцией, где управляющим параметром является вектор начальных концентраций исходных веществ. Описан пошаговый алгоритм решения поставленной задачи, в основу которого положен метод дифференциальной эволюции. Проведён вычислительный эксперимент для реакции аминометилирования тиолов с помощью тетраметилметандиамина. С использованием описанного алгоритма вычислены оптимальные концентрации исходных веществ, при которых достигается наибольшее значение концентрации продукта реакции. Показано, что вычисленные значения начальных концентраций веществ согласуются с результатами химического эксперимента.
Страницы: 78-87
DOI: 10.15372/AUT20230409
ОПТИЧЕСКИЕ И ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ, СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ
10. Котляр П. Е. Детекторы ИК- и ТГц-излучения на оптико-акустических преобразователях (Обзор)
Аннотация:
Классические оптико-акустические приёмники (ОАП) успешно используются для решения целого ряда научных и прикладных задач, таких как измерения слабых потоков оптического излучения ИК- и ТГц-диапазонов, количественного и качественного анализа газовых смесей, исследования спектров поглощения газов и паров. Рассмотрены назначение, конструкция и эволюция основных конструктивных элементов классических ОАП. Анализируется перспективность применения однослойного графена как наиболее перспективного материала для создания мембран. Значительное увеличение чувствительности связано с исключительно высокой эластичностью графена в сочетании с его высокой механической прочностью. Показано, что использование гибкой мембраны из однослойного графена обеспечивает снижение восприимчивости ОАП к акустическим и вибрационным шумам более чем на три порядка без применения каких-либо устройств виброзащиты. Благодаря сохранению графеновой мембраной высокой эластичности при гелиевых температурах рабочий диапазон ОАП может быть расширен от 320 К до гелиевых температур, чем обеспечивается достижение теоретически предельной пороговой чувствительности за счёт снижения шумов и открывается возможность широкого применения ОАП для решения научных задач астрофизики и космологии. Рассмотрены ёмкостный, оптический, туннельный и кантилеверный детекторы микродеформаций гибкой мембраны. Показано, что достижение предельных метрологических характеристик ОАП возможно за счёт совмещения уникальных возможностей двух разработок: мембраны из однослойного графена и туннельного детектора микродеформаций.
Страницы: 88-114
DOI: 10.15372/AUT20230410
11. Лукин В. П. Учёт влияния гистерезиса корректора на динамические характеристики систем адаптивной оптики
Аннотация:
Продолжен анализ динамических характеристик систем адаптивной оптики, работающих в турбулентной атмосфере, в частности, влияние такого важного фактора активного зеркала-корректора, как его гистерезис. Используется аналитический подход для расчёта требований к динамическим параметрам контура обратной связи адаптивной системы фокусировки лазерного излучения через турбулентную атмосферу. Рассматриваются возможности применения в системах адаптивной оптики алгоритмов управления на основе описания их работы как системы управления постоянного запаздывания. Используется модель зеркала-корректора, учитывающая временное запаздывание между подачей сигнала и его отработкой. Для оценки частоты работы системы адаптивной оптики применяется аналитическое выражение, связывающее предельно достижимый уровень коррекции по параметру Штреля с важнейшими параметрами системы: точностью и частотой работы датчика волнового фронта, размером апертуры оптической системы, а также с параметрами атмосферы (параметром Фрида и скоростью ветра). Анализируются различия между двумя типами контуров слежения: открытым и замкнутым контурами в системах адаптивной оптики.
Страницы: 115-124
DOI: 10.15372/AUT20230411
12. Новоселов А. Р., Хрящёв С. В., Алдохин П. А., Добровольский П. П., Шатунов К. П. Моделирование оптимальной конструкции охлаждаемой диафрагмы тепловизора
Аннотация:
Приведены результаты численного моделирования облучённости паразитным излучением охлаждаемого матричного фотоприёмника в криостате при разных формах и конструкциях холодной диафрагмы. Выяснено, что оптимальной формой холодной диафрагмы является цилиндр с двумя внутренними блендами (дополнительными диафрагмами). Уровень облучённости матричного фотоприёмника паразитным излучением составляет около 9,82 · 10−5 Вт/см2 при неравномерности распределения по площади около 3 %.
Страницы: 125-134
DOI: 10.15372/AUT20230412
