Решена задача адаптивной компенсации мультисинусоидального возмущения в линейной системе с известными параметрами и недоступным измерению вектором состояния. Предполагается, что значения амплитуды, частоты и фазы компонент возмущения неизвестны, но при этом известно максимальное число гармоник. Решение задачи сводится к динамической модели ошибки, на базе которой с применением модифицированной расширенной ошибки синтезируется алгоритм адаптации, обеспечивающий автонастройку параметров регулятора за конечное время. Предложенный алгоритм основан на предсказании динамики стандартного градиентного алгоритма адаптации, он: сохраняет все свойства градиентного алгоритма, в том числе гарантию сходимости ошибки управления к нулю вне зависимости от частотных свойств регрессора; обеспечивает сходимость параметрических ошибок к нулю за конечное время при выполнении условия неисчезающего возбуждения или более слабого условия конечного возбуждения; чувствителен к вариациям (медленным или скачкообразным) неизвестных параметров.

Решена задача оценивания величины дефектов в нелинейных динамических системах при наличии внешних возмущений. При решении используются метод оптимального управления на основе преобразования исходной системы к редуцированной линейной системе специального вида, чувствительной к дефектам и нечувствительной к возмущениям. В отличие от скользящих наблюдателей, традиционно используемых для решения этой задачи, предложенный метод позволяет избежать высокочастотных переключений.

Моделирование процесса теплофизических измерений необходимо при определении теплопроводности теплозащитных покрытий зданий, производственных помещений агропромышленного комплекса, промышленных сооружений в реальных условиях окружающей среды. Решена задача выбора структуры интеллектуальной измерительной системы теплофизических свойств материалов в соответствии с теплопроводностью материалов. Реализована интеллектуальная процедура преобразования модулей структурного, математического, метрологического и программного обеспечения в соответствии со стратегией реконфигурирования структуры системы и учетом измерительной ситуации, что позволяет автоматизировать процессы управления теплофизическими измерениями для повышения точности определения теплопроводности материалов. Применение предложенной математической модели измерений позволяет расширить функциональные возможности интеллектуальной системы, осуществить оперативное и точное определение теплопроводности теплозащитных покрытий объектов при влиянии внешних дестабилизирующих факторов в условиях неопределенности.

Исследовано ударно-фрикционное взаимодействие левой и правой стоп с опорной поверхностью. Для наглядного представления фазы цикла шага при двуногой ходьбе соотнесены с квадросекторами, в которых представлено это взаимодействие. В основу работы положены экспериментальные данные сгибания–разгибания–ротации голеностопного сустава и реакций стопы при ходьбе по динамометрической платформе. Развита методика анализа парного взаимодействия обеих ступней, использующая функции Эрмита для моделирования ударных импульсов касательных сил реакций пятки и носка ступни. На стадии кинематического анализа рассчитаны угловые скорости поворота голеностопного сустава одной ноги при полной опоре и другой — в свободном переносе. Оценены коэффициенты передачи. Показано, что на стадии динамического анализа в фазах ударных импульсов ступни на опорной плоскости формируется их пара. Результаты исследования могут использоваться как при разработке протоколов реабилитации голеностопного сустава, так и для подготовки спортсменов при оценке качества действия ступни в толчке.

Рассматривается контрольный элемент автоколлимационной системы (отражатель), представляющий собой зеркальный тетраэдр, нижняя грань которого заменена на цилиндрическую поверхность, при этом угол между плоскими гранями не равен 90°. Синтезирована математическая модель данного отражателя, описывающая изменение изображения в зависимости от углов поворота. Проанализирована возможность применения модели для измерения характерных параметров изображения. Построена компьютерная модель автоколлимационной системы (автоколлиматор АКТ-60) в средстве программного обеспечения Zemax. Представлен алгоритм измерения углов поворота контрольного элемента, основанный на определении характерных параметров изображения. На основании результатов моделирования с помощью метода наложения доказана согласованность математической и компьютерной моделей. Полученные результаты могут быть применены в системах, требующих точного углового позиционирования элементов, например при исследовании прогибов и деформаций экспериментальных конструкций, установке и сборке крупногабаритных частей изделий, монтаже авиационных и корабельных стапелей.

Рассматриваются дополнительные этапы проектирования, вводимые в процесс разработки широкоспектральных линзовых объективов, функционирующих в спектральном диапазоне от ультрафиолетового до ближнего инфракрасного. Подобные объективы востребованы в задачах люминесцентного анализа. Дополнения к методу расчета объективов включают: формирование каталога оптических материалов для расчета в заданном спектральном диапазоне; определение возможности склеивания компонентов при формировании базовой схемы; уточнение метода номограмм для подбора оптимальных комбинаций материалов, удовлетворяющих требованиям ахроматизации и атермализации, широкого рабочего спектрального интервала. Дополненный метод позволяет проектировать широкоспектральные объективы для люминесцентного анализа.

Решается задача идентификации исполнительной зоны соленоида: той его срединной части протяженностью [L], где напряженность поля H практически постоянна — для проведения в ней исследований. По результатам диагностики используемых многослойных соленоидов (четырех, различающихся длиной L) показана приемлемость решения этой задачи адаптацией известного фундаментального выражения для H в однослойном соленоиде к многослойному: посредством коэффициента, немногим большего единицы. Установлено, что исходя из требования гарантированного достижения в центре соленоида значения H, весьма близкого (с занижением не более 1–2 %) к потенциальному (в бесконечно длинном соленоиде), отношение длины к диаметру должно быть L/D ≥ 5–7. Для определения [L] оценено то текущее значение H на его координатной характеристике, которое свидетельствует о заметном (в пределах допустимого, в частности, 3 %) снижении H, по сравнению с потенциальным. Определено расстояние x = [x] от торца соленоида, где по требованию соблюдения однородности поля такое снижение H, например, на величину более ε = 5 %, вряд ли допустимо. Показано, что вне зависимости от длины L соленоидов, значения протяженности [x] приторцевых их частей, где напряженность поля значительно занижена, близки, а относительные значения [x]/L подчиняются обратной связи с L/D. В графическом и аналитическом виде получены зависимости для [L] и [L]/L от L и L/D.

Представлены результаты экспериментального определения возможности использования оптической лазерной триангуляции для измерения характеристик профиля и оценки качества поверхности деталей с многореберной структурой, полученной путем фрезерования. Разработан и программно реализован алгоритм формирования и анализа профиля оребренных изделий методом лазерной триангуляции для измерения геометрических параметров изделий, включая линейные, диаметральные размеры, параметры оребрения и толщину. Разработан и программно реализован алгоритм оценки шероховатости изделий с развитой поверхностью, полученной в результате фрезерования, с применением лазерного триангуляционного датчика. Представлены результаты экспериментального тестирования алгоритмов, которые подтверждают эффективность использования лазерной триангуляции в системах технического контроля. Это позволяет повысить качество изготовления изделий сложной формы и снизить уровень производственного брака за счет повышения точности и информативности контроля.

Рассмотрены методы определения толщины слоев масок для проведения процессов плазмохимического травления. Предложен метод расчета толщины слоев маски при формировании приборного слоя для изготовления чувствительных элементов микромеханического акселерометра. Представлены результаты оценки расчетного метода на основе измеренных значений толщины маски до и после плазмохимического травления приборного слоя кремниевой подложки с чувствительными элементами. Сформулировано заключение об эффективности использования представленного метода в технологии изготовления микромеханических акселерометров и гироскопов.