№ 6 (2022)

Статья является обобщением некоторых работ автора, подготовленных им как ин-
дивидуально, так и в соавторстве с коллегами. В статье показано, как теория графов
может применяться, казалось бы, в таких различных областях как образование и спорт.
В первом случае графовая модель использована для формулировки и решения задачи со-
ставления оптимальных тестовых заданий (билетов). Задача составления оптимальных
тестовых заданий формулируется как задача разрезания (разбиения) графа G(N,R) на
подграфы ( , ). i i i G N R Исходный граф G(N, R) разбивается на заданное число K подграфов
( , ), i i i G N R где iK, так, чтобы сложность каждого задания была одинакова и в каждом
задании находилось минимальное число вопросов из одной и той же темы. Особенности
формулировки приведенной задачи порождают множество эвристических алгоритмов ее
решения. В статье рассматривается следующая эвристика: каждое тестовое задание
формируется последовательно, а каждый очередной вопрос помещается в текущее тес-
товое задание, если его оценка является ближайшей к относительной величине разности
средней сложности тестовых заданий и суммарной сложности тех вопросов, которые
уже включены в данное тестовое задание, к сумме вопросов, которое осталось включить в
задание. Представлены алгоритмы и результаты их программных реализаций, с помощью
которых проведены исследования по оптимальному формированию тестовых заданий,
предназначенных для контроля знаний обучаемых. Анализируются различные эвристики,
позволяющие осуществлять оптимизацию тестовых заданий. Во втором случае показано,
что турнирные таблицы для проведения спортивных мероприятий также могут быть
представлены графовыми моделями. Формально задача жеребьевки, как и в случае форми-
рования тестовых заданий, сводится к задаче разбиения графа на подграфы, каждый из
которых будет соответствовать одной из групп в турнирной таблице. При этом каждая
вершина графа соответствует рейтингу определенного участника турнира. Ребрами гра-
фа отображаются отношения между участниками – наличие ребра говорит о том, что
соответствующие участники являются представителями одной ассоциации или клуба.
Опираясь на эти модели, приводятся описания разработанных алгоритмов и результаты
их программных реализаций по оптимальному формированию турнирных таблиц, исполь-
зуемых при проведении соревнований на примере настольного тенниса. Анализируются
эвристики для одно и двухкритериальной оптимизации построения турнирных таблиц.
Общность и преемственность в алгоритмах формирования турнирных таблиц и последо-
вательного распределения вопросов в тестовых заданиях проявляется в использовании не
только графовых моделей, но и одних и тех же аналитических соотношений, для формали-
зации используемых эвристик.

Разработан подход моделирования для материалов на основе органических полупро-
водников их физико-химических и газочувствительных свойств. Для моделирования исполь-
зовались такие методы как множественная линейная и нелинейная регрессия, нейронные
сети. В качестве входного вектора для моделирования свойств металлосодержащего по-
лиакрилонитрила являются параметры технологического процесса формирования мате-
риалов: массовая доля легирующего компонента (кобальта) в пленкообразующем растворе,
технологические режимы ИК-отжига: температура, время первого и второго этапов.
Выходной вектор - функциональные характеристики и физико-химические свойства мате-
риалов (удельное сопротивление, коэффициент газочувствительности, стабильность и
селективность). Методом ИК-пиролиза синтезированы металл-углеродные системы с
металлическими частицами Co на основе полиакрилонитрила. Измерены значения сопро-
тивления в среде детектируемого газа (хлора). Моделирование функциональных характе-
ристик и физико-химических свойств материалов проводилось на основе данных, получен-
ных при исследовании 200 образцов пленок кобальт/полиакрилонитрил. Множественной
линейной регрессии оказалась эффективной для прогноза значений удельного сопротивле-
ния. Нейронные сети использованы для прогнозирования значений коэффициента газочув-
ствительности, селективности и стабильности пленок кобальтсодержащего полиакрило-
нитрила. Построена искусственная нейронная сеть в виде многослойного персептрона для
прогнозирования коэффициента газочувствительности элементов сенсора газа на основе
данных технологических процессов получения материала (массовая доля легирующего ком-
понента (кобальта) в пленкообразующем растворе, технологические режимы ИК-отжига:
температура, время первого и второго этапов). Проверена соответствие синтезирован-
ной модели: экспериментальным данным: коэффициент корреляции R=0,82, среднеквадра-
тичная ошибка st= 0,017. Синтезированные модели в пределах экспериментальной ошибки
удовлетворительно описывает собранные данные, что позволяет оптимизировать хими-
ческий состав и условия термообработки.

Рассматривается программно-моделирующий комплекс системы управления энерго-
сетью и её элементами. Актуальность работы обусловлена требованиями действующего
законодательства к прогнозированию электропотребления для решения задачи поддержа-
ния баланса мощностей между генерирующей стороной и потреблением электрической
энергии. Разработанные алгоритмы и методы управления использованы в составе про-
граммно-моделирующего комплекса для управления энергосетью и энергетическим обору-
дованием, наиболее актуально использование в локальных энергосистемах автономных
потребителей и микросетях. Для эффективного проведения экспериментальных исследо-
ваний была разработана методология эксперимента, включающая этап разработки плана-
программы эксперимента; выбор средств проведения эксперимента; проведение экспери-
мента; обработку и анализ экспериментальных данных. Показано, что для построения
системы технологического управления региональной сетевой компании возможно исполь-
зовать техническую и информационную основу иерархической автоматизированной ин-
формационно измерительной системы контроля и учета электроэнергии. Показано, что
интеллектуальный счётчики системы интеллектуального учета электроэнергии (ИСУ)
находится в непрерывной связи с производителем и потребителем энергии, то есть мони-
торинг происходит в режиме реального времени. Разработанная нейросетевая модель
(НС) модель сводит задачу краткосрочного прогнозирования электропотребления к поиску
матрицы свободных коэффициентов посредством обучения на имеющихся статистиче-
ских данных (активная и реактивная мощность, температура окружающей среды, дата и
индекс дня Получены прогнозные оценки электропотребления модели прогнозирования,
некоторых присоединений, энергосистемы величины, потребляемой активной и реактив-
ной мощности имеет допустимый уровень погрешности прогнозирования. Разработана
нейросетей для оценки пропускной способности, расчёта и прогнозирования температуры жил силовой кабельной линии в режиме реального времени на основе данных системы тем-
пературного мониторинга, и с учетом изменения токовой нагрузки линии. Анализ получен-
ных характеристик показал, что максимальное отклонение данных, полученных от нейро-
сети от данных обучающей выборки, составило менее 3%, что является вполне приемле-
мым результатом. Проведенные сравнения прогнозных значений с фактическими позволя-
ют говорить об адекватности выбранной модели сети и ее применимости на практике для
надежной работы кабельной системы электроснабжения потребителей. Анализ резуль-
татов показал, что чем больше состарен изоляционный материал силовой кабельной ли-
нии, тем больше разность температур между исходным и состаренным образцом.

Рассматривается устойчивость фильтра Пуанкаре–Стеклова как с точки зрения
теории четырёхполюсников, так и с точки зрения итерационных численных методов ре-
шения СЛАУ. Полунатурное моделирование (hardware in the loop (HIL)) предполагает раз-
биение исходной системы на части, причём одна часть моделируется численно на компь-
ютере, а вторая часть представлена реальным физическим объектом. Части системы
обмениваются данными друг с другом через программно-аппаратный интерфейс, который
может быть реализован по-разному и должен обеспечивать устойчивость, а также схо-
димость результатов полунатурного моделирования к результатам моделирования исход-
ной системы. Варианты построения программно-аппаратных интерфейсов ITM, TLM,
TFA, PCD, DIM, GCS и фильтр Пуанкаре-Стеклова описаны в соответствующих литера-
турных источниках. На первом этапе в статье в обобщённом виде сформулирована задача
по анализу устойчивости системы, разбитой на части с помощью фильтра Пуанкаре-
Стеклова. Найдены параметры данной системы. На втором этапе проведён анализ ус-
тойчивости разбитой на части системы как с точки зрения теории четырёхполюсников,
так и численный методов решения СЛАУ. На следующем этапе в статье приводятся ре-
зультаты численного моделирования исходной и разбитой на части системы в MATLAB.
При моделировании по частям части системы обменивались данными друг с другом на
каждом шаге моделирования только один раз с задержкой τ равной шагу моделирования.
Такой способ численного моделирования разбитой на части системы максимально при-
ближен к процессам, происходящим при полунатурном моделировании систем. Сравнение
полученных результатов моделирования исходной и разбитой на части системы позволил
сделать вывод, что фильтр Пуанкаре-Стеклова при правильном выборе значений стабили-
зирующих параметров позволяет обеспечить устойчивость и сходимость результатов
полунатурного моделирования систем, а также может легко обеспечит устойчивость
результатов РHIL моделирования.

Количественная оценка в коллективном поведении и принятии решений в нечетких услови-
ях имеет решающее значение для обеспечения здоровья и безопасности населения. Задача моде-
лирования и прогнозирование поведения в нечетких условиях, как известно, имеет повышенную
сложность за счет большого количества факторов, из которых формируется NP-полная много-
критериальная задача. Существует сложность в определении количественной оценки влияния
нечетких факторов с помощью математической модели. В этой связи в работе предлагается
модель принятия решений человеком для описания эмпирического поведения субъектов в экспе-
рименте, имитирующем сценарий чрезвычайной ситуации. Разработанная нечеткая модель
объединяет нечеткую логику в обычную модель социального поведения. В отличие от сущест-
вующих моделей и приложений, такой подход использует нечеткие множества и функции при-
надлежности для описания процесса эвакуации в условиях чрезвычайной ситуации. Цель данной
работы заключается в определении нечетких правил и анализ существующих решений. Научная
новизна заключается в формировании набора факторов, которые формируют нечеткие правила
принятия динамических решений. Постановка задачи в данной работе заключается в следую-
щем: сформировать набор факторов, влияющие на поведение пешеходов, которые моделируют-
ся как нечеткие входные данные. Практическая ценность работы заключается в создании ново-
го набора нечетких правил, позволяющий использовать их в алгоритме эвакуации для эффектив-
ного решения поставленной задачи. Принципиальное отличие от известных подходов в примене-
нии нового набора нечетких правил, который содержит факторы: «восприятия», «намерение»,
«отношение». Для реализации предложенной модели, процесса социального поведения при эва-
куации, определены независимые переменные. Эти переменные включают измерения, связанные с
социальными факторами, другими словами, поведением отдельных субъектов и отдельных ма-
лых групп, которые имеют основополагающее значение на ранней стадии эвакуации.

Высокоэффективное решение современных трудоёмких задач математической фи-
зики требует постоянного наращивания производительности используемых вычислитель-
ных средств. Однако в настоящее время развитие их элементной базы замедляется в силу
ограничений, накладываемых технологическими, производственными и эксплуатационными
процессами. Один из вариантов преодоления кризиса роста производительности вычисли-
тельной техники заключается в развитии цифровых фотонных вычислительных машин
(ЦФВМ). Предлагаемая авторами архитектура ЦФВМ состоит из функциональной под-
системы, подсистем синхронизации и коммутации потоков данных и фотонно-
электронных интерфейсов обмена данными с внешними устройствами. Изложены принци-
пы работы каждой подсистемы. Функциональная подсистема представляет собой сово-
купность устройств ЦФВМ, обеспечивающих выполнение арифметико-логических опера-
ций в формате 64-разрядной плавающей запятой стандарта IEEE754 и реализованных по
схеме линейного конвейера с обработкой младшими разрядами вперёд. Подсистема син-
хронизации обеспечивает единый темп потоков данных между различными функциональ-
ными устройствами ЦФВМ, объединёнными в вычислительную структуру. Подсистема
коммутации на этапе программирования ЦФВМ или в процессе решения задачи при выпол-
нении условных переходов управляет потоками данных в соответствии с топологией вы-
числительной структуры. Для обмена данными ЦФВМ с внешними устройствами предла-
гается применение технологии сериализации низкочастотных параллельных каналов и де-
сериализации высокочастотных последовательных каналов. Приведены теоретические
оценки производительности реализуемых на ЦФВМ вычислительных структур, подобных
структурам, возникающим в задачах математической физики при обработке специальных
матриц. Показано, что ЦФВМ за счёт величины тактовой частоты работы способны
обеспечить производительность на два и боле десятичных порядка больше по сравнению с
микроэлектронными устройствами.

Анализ методов и средств обработки больших разреженных неструктурированных
матриц кластерными вычислительными системами с традиционной архитектурой пока-
зал, что для большинства задач обработки матриц с числом строк порядка 105 произво-
дительность снижается в 5-7 раз по сравнению с пиковой производительностью, при этом
пиковая производительность вычислительных систем, главным образом, оценивается
тестом LINPAC, который предполагает выполнение матричных операций. Основной целью
работы является повышение эффективности обработки больших разреженных неструк-
турированных матриц, для чего целесообразно использовать реконфигурируемые вычисли-
тельные системы на основе ПЛИС как основной тип вычислительных средств. Для эф-
фективной обработки больших разреженных неструктурированных матриц на реконфигу-
рируемых вычислительных системах используется ряд ранее описанных в работах методов
и подходов, такие как структурная организация вычислений, формат представления боль-
ших разреженных неструктурированных матриц «ряд строк», парадигма дискретно-
событийной организации потоков данных, метод распараллеливание по итерациям.
В статье рассматривается метод распараллеливания по базовым макрооперациям для
решения задачи обработки больших разреженных неструктурированных матриц на РВС,
который предполагает получение постоянной эффективности вычислений независимо от
портрета обрабатываемых больших разреженных неструктурированных матриц. Исполь-
зование для реконфигурируемых вычислительных систем разработанных методов обра-
ботки больших разреженных неструктурированных матриц позволяют обеспечивать эф-
фективность вычислений на уровне 50%, что в несколько раз превосходит эффективность
традиционных вычислительных систем.

На основании анализа глобальных тенденций научно-технологического развития оп-
ределены требования к методам стратегического анализа, прогноза развития технологи-
ческих трендов и технологий. Показано, что эффективное решение этой задачи должно
носить комплексный характер и обеспечивать информационную, логическую и методиче-
скую взаимосвязь следующих основных этапов: мониторинг, выявление и формирование
технологических трендов, их структуризацию и оценку приоритетов технологических
трендов и технологий. Основная сложность решения задачи оценки приоритетов обуслов-
лена проблемой получения количественных оценок, взаимозависимостью критериев и нали-
чием обратных связей в анализируемых структурах технологических трендов. Предложен
общий подход решения поставленной задачи. Разработана логически взаимосвязанная про-
цедура оценки приоритетов на основе метода анализа иерархий (МАИ) и метода аналити-
ческих сетей (МАС). Для ее практической реализации разработана формальная схема пере-
хода от технологического тренда некоторой предметной области к трансформированно-
му динамическому графу технологий, содержащих как действительную, так и виртуаль-
ную составляющую. Дано уравнение логического вывода. Рассмотрена методика формиро-
вания критериев для решения поставленной задачи. Дано поэтапное описание методики
оценки приоритетов технологических трендов. Особое внимание уделено решению пробле-
мы связности критериев и технологий в технологических трендах. Предложено и алго-
ритмически рассмотрено применение методов анализа иерархий и методов аналитических
систем для решения задачи оценки в этих случаях. Практическая реализация предлагаемой
методики детально описана на методическом примере, отражающем основные проблемы
количественной оценки приоритетов технологических трендов: связность критериев и
технологий. Разработанная методика применяется в настоящее время для стратегиче-
ского анализа и оценки направлений инновационного развития высокотехнологичных пред-
приятий, построения дорожных карт, прогнозов научно-технологического развития в раз-
личных предметных областях.

Работа посвящена исследованию возможности оптимизации процесса синтеза клас-
сификаторов жестов путем выбора наиболее значимых каналов электромиографической
(ЭМГ) активности мышц предплечья. Первая часть исследования посвящена разработке и
анализу эффективности работы классификаторов жестов с различным числом каналов
ЭМГ, ранжированных по значимости на основе критерия Пирсона. Решение задачи клас-
сификации жестов по ЭМГ сигналам впервые осуществлено на основе ансамблей деревьев
решений, обучаемых по методу градиентного бустинга. Для этого было разработано про-
граммное обеспечение, позволяющее производить автоматический синтез и обучение клас-
сификаторов жестов. Далее была проведена серия исследований по поиску оптимального
числа каналов ЭМГ на основе трех критериев: скорость обучения классификатора, быст-
родействие обученной модели и площадь под кривой ошибки ROC AUC. Для этого был про-
изведен цикл обучений и тестирований классификатора для наборов данных, записанных
при различных положениях электродов на предплечье. Затем были построены диаграммы
размаха исследуемых критериев для различных количеств задействованных в работе кана-
лов ЭМГ от 1 до 8, ранжированных по значимости в каждой из выборок. Установлено,
что оптимальное количество задействованных каналов ЭМГ в условиях эксперимента со-
ставило 3-6 шт., поскольку дальнейшее увеличение не приводило к уменьшению ошибки
классификации, при этом ухудшая быстродействие. Предложенный метод позволяет ав-
томатически выбрать каналы, электроды которых расположены над наиболее информа-
тивными зонами предплечья при случайном изменении положения датчиков. Вторая часть
работы содержит результаты проведения натурного эксперимента по демонстрации
возможности управления колесным роботом посредством анализа ЭМГ.

Цель исследований – определение области задания аргумента τ и интервалов его дис-
кретизации при построении алгоритма адаптивного нелинейного опти-
мального сглаживания многопараметрических данных траекторных измерений, позволяю-
щего совместно реализовать пространственную и временную избыточность получаемых
данных. Исследования проводились путем построения Λ-ортогональной базисной функции с
целью получения независимых оценок коэффициентов сглаживающего полинома. Показано,
что решение задачи по определению максимально правдоподобной оценки вектора коэф-
фициентов сглаживающего полинома целесообразно осуществлять методом последова-
тельных приближений. При построении Λ-ортогональной базисной функции максимально
правдоподобная оценка вектора коэффициентов сглаживающего полинома достигается в
2-3 итерации. Из результатов исследований, приведенных в работе, следует, что показа-
тель точности Qт как функция двух аргументов ( – наименьшее значение аргумента и
Δτ – интервал дискретизации аргумента τ) в широком диапазоне значений этих аргументов
изменяется слабо, но резко увеличивается при . При этом величины значений аргу-
ментов не должны превосходить соответственно максимально и минимально возможных
чисел, которые можно без потери точности записать в разрядную сетку применяемой
ЭВМ. При равномерном шаге дискретизации аргумента τ, аргумент целесообразно вы-
бирать в средней части интервала, где и соответственно минимальные и мак-
симальные числа, которые без потери точности можно записать в разрядную сетку ЭВМ.
Приближение к краям интервала может при неблагоприятных условиях привести к воз-
растанию ошибок вычислений при определении вторичных параметров положения лета-
тельного аппарата из-за того, что основная матрица системы уравнений становится
плохо обусловленной.

Рассмотрены основные способы определения координат цилиндрических объектов для
контроля геометрических параметров объекта с регулярной структурой. Преимущественно
рассматриваемые способы применяются при определении параметров тепловыделяющих
стержней (установок) топливных сборок на атомной электростанции. Целью данной работы
является анализ существующих методов определения геометрических параметров объектов с
регулярной структурой. Для достижения поставленной цели необходимо решение следующей
задачи – сравнить и провести исследование существующих методов определения геометриче-
ского положения объектов с регулярной структурой и выявить их достоинства и недостатки,
а также сформулировать математическую модель определения погрешности измерения осно-
вываясь на конкретном методе. Сравнительный анализ включал в себя описание существующих
контактных и бесконтактных методов (измерения линейных размеров трехмерных объектов,
измерения геометрических параметров объекта в пространстве и устройство для его осуще-
ствления и три различных метода контроля линейных размеров трехмерных объектов по трем
декартовым координатам). Для определения был использован следующий инструмент – иссле-
дуемый объект фотографировали одной видеокамерой на ПЗС-матрице, устойчивой к радиа-
ции, из двух определенных точек пространства. На полученных снимках опознавали точки изо-
бражения объекта. Далее, используя данные о размерах атомного ректора и параметры видео-
камеры, вычисляли пространственные координаты точек объекта в системе координат объ-
екта и элементы внешнего ориентирования снимков. Необходимые для решения задачи при-
ближенные значения неизвестных определили заранее, с помощью известных в фотограммет-
рии приемов. Проведенный анализ показал, что наибольшей эффективностью обладают бес-
контактные методы, основанные на обработке изображений сцены, сформированных видео-
камерами на основе мозаичных фотоприёмников. Таким образом, измерительные системы на
основе телевизионных датчиков (видеокамер) являются наиболее целесообразными для измере-
ния разновысотности упорядоченной последовательности цилиндрических объектов. Рассмот-
ренная математическая модель позволила определить методическую погрешность измерения
геометрических параметров посредством реконструкции трехмерной сцены по серии изобра-
жений в условиях бесконтактного определения, обусловленную несовершенством определяемого
метода измерений или упрощениями, допущенными при измерениях. На основе полученных дан-
ных появляется возможность определить центр тяжести той головки ТВС, для которой ме-
тодическая погрешность является минимальной, и, соответственно, принять ее за основу,
относительно которой рассчитать разновысотность всех стальных головок ТВС.

Работа относится к области гидроакустики, а именно к задаче цифрового формирова-
ния характеристик направленности (ЦФХН) на основе быстрого преобразования Фурье (БПФ)
по пространству в многолучевом эхолоте (МЛЭ) с квадратурной цифровой обработкой сигна-
лов. Рассматривается вопрос применимости ЦФХН на основе БПФ при использовании относи-
тельно широкополосных зондирующих сигналов. Основное внимание уделяется МЛЭ со статич-
ным веером лучей (характеристик направленности), в то же время полученные результаты
применимы и для систем локации, обеспечивающих динамическое управление лучом. Целью ис-
следования является установление связи между относительной шириной спектра зондирующе-
го сигнала и уровнем полезного сигнала в пространственном канале МЛЭ с заданным наиболь-
шим отклонением луча от нормали. Определено качественное условие применимости ЦФХН на
основе БПФ по пространству для зондирующего сигнала с заданной относительной полосой.
Получено аналитическое выражение, связывающее коэффициент ослабления сигнала в про-
странственном канале со следующими характеристиками сигнала и приемника: число элемен-
тов линейной эквидистантной антенной решетки (АР), расстояние между элементами АР,
угол отклонения луча от нормали, корреляционная функция комплексной огибающей зондирую-
щего сигнала, оконная функция для весовой обработки отклика согласованного фильтра (СФ) в
спектральной области. Приведенные результаты могут быть полезны при проектировании
многолучевых эхолотов, обеспечивающих высокое разрешение как по дальности, так и по угло-
вым координатам.

Синтез нелинейных систем управления, по-прежнему, является сложной задачей, поэто-
му многие исследователи пытаются найти эффективные способы и методы решения этой
проблемы. В результате таких исследований было разработано несколько методов синтеза
систем управления для нелинейных объектов, каждый из которых даёт системы с различными
свойствами. Поэтому возникла необходимость сравнить некоторые методы, чтобы опреде-
лить, какой из них является достаточно простым и позволяет найти нелинейную систему с
лучшими свойствами. С этой целью, в данной работе сравниваются допустимые области на-
чальных условий, при которых созданные различными методами нелинейные системы управле-
ния являются работоспособными. Рассматриваются два аналитических метода проектирова-
ния систем управления различными нелинейными техническими объектами, такими как мо-
бильные роботы и многие другие объекты. Это алгебраический полиномиально-матричный
метод, использующий квазилинейную модель, и метод линеаризации обратной связью, исполь-
зующий приведение заданных нелинейных уравнений объекта к форме Бруновского. Оба рас-
смотренных метода дают ограниченную область притяжения положения равновесия получен-
ных систем управления, поэтому эти системы могут работать только с ограниченными на-
чальными условиями. В статье приведен численный пример проектирования систем управления
для одного объекта этими двумя методами. Оценки областей притяжения равновесия этих
систем определяются с помощью MATLAB. В результате установлено, что алгебраической
полиномиально-матричной метод позволяет обеспечить большую область допустимых на-
чальных условий, по сравнению с методом линеаризации обратной связью. Кроме того, алго-
ритм синтеза нелинейных систем управления алгебраическим полиномиально-матричным ме-
тодом является более простым и полностью выполняется на компьютере. Это позволяет
считать, что решение задач проектирования систем управления нелинейными объектами целе-
сообразнее выполнять алгебраическим полиномиально-матричным методом.

Целью работы является оценка криптографических свойств семейства псевдо-
случайных функций (PRF) pCollapser на основе исследования свойств её миниверсии
mini_pCollapser_12x12 при использования фиксированных подстановок с предельно низкими
криптографическими свойствами. В качестве элемента сравнения использована минивер-
сия типовой функции на основе SP-сети, содержащая аналогичное количество фиксиро-
ванных подстановок и имеющая аналогичную размерность входа/выхода, равную 12 битам.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: – определение структу-
ры исследуемых функций и количества раундов; – определение модели формирования фик-
сированных подстановок с предельно низкими криптографическими свойствами; – генера-
ция наборов 6-битовых фиксированных подстановок с предельно низкими криптографиче-
скими свойствами; – включение в исследуемые функции полученных подстановок и опреде-
ление основных криптографических свойств функций – максимальное значение преоблада-
ния для отдельных значений ключей и максимальное усреднённое по всему множеству клю-
чей значение преобладания, максимальное и максимальное усреднённое по всему множест-
ву ключей значение в таблице распределения разностей, алгебраическая степень и алгеб-
раический иммунитет; – анализ полученных результатов. В работе представлены две мо-
дели формирования фиксированных подстановок с предельно низкими криптографическими
свойствами – на основе перемешивания значений ячеек в предварительно заполненной таб-
лице и на основе простейшей ARX-функции (состоящей из операций сложения по модулю,
циклического сдвига и исключающего ИЛИ). Использование фиксированных подстановок с
предельно низкой нелинейностью позволяет оценить, насколько сложной (нелинейной) яв-
ляется исследуемая функция и какой минимальный уровень нелинейности необходим для
эффективного разрушения статистических зависимостей между входными/выходными
данными. Кроме этого, становится ясным возможность применения в качестве нелиней-
ных элементов ARX-функций, зачастую обладающих спорными и явно низкими криптогра-
фическими свойствами, но позволяющих создавать высокоскоростные программные и ап-
паратные реализации. Определено, что миниверсия PRF pCollapser, в отличии от типовой
функции на основе SP-сети, позволяет получить из набора ARX-функций с предельно низ-
кими криптографическими свойствами, качественную нелинейную функцию, учитывая то,
что других нелинейных элементов в pCollapser не представлено. Полученные результаты
отражают наличие принципиальной разницы между PRF pCollapser и типовой PRF на базе
SP-сети, а также подтверждают правильность концепции псевдо-динамических подста-
новок PD-sbox и состоящей из них функции pCollapser в целом.

Цель работы – использование ранговой модели обработки сигналов для сигнализации
приводнения самолета-амфибии. Ранговая обработка относится к непараметрическим
методам обнаружения сигнала на фоне помех. Непараметрические методы используются,
если неизвестен функциональный вид распределения входных данных и указаны только са-
мые общие различия между наличием и отсутствием сигнала. Практически все непара-
метрические обнаружители содержат в качестве составного элемента устройства, осу-
ществляющие некоторое инвариантное преобразование S массива выборочных значений X.
В результате этого преобразования образуется новый массив , распределение эле-
ментов которого при отсутствии сигнала точно известно. Преобразование S, которое
выбирается эвристически, позволяет свести задачу обнаружения сигнала на фоне помех с
неизвестным распределением к задаче проверки простой гипотезы относительно распре-
деления массива Z. Задачи исследования: 1) предварительная цифровая фильтрация запи-
сей полетов самолета-амфибии для применения ранговой обработки; 2) проведение экспе-
римента для получения характеристик рангового обнаружителя, используемого для сигна-
лизации приводнения самолета-амфибии; 3) анализ полученных результатов. Предложена
модель обработки сигналов датчика вибраций для сигнализации приводнения самолета амфибии. Модель состоит из полосового фильтра (ПФ), вычислителя СКО, делителя, ран-
гового обнаружителя и формирователя опорной выборки. Ранговый обнаружитель позво-
ляет свести задачу обнаружения сигнала датчика вибраций на фоне помех к задаче про-
верки простой гипотезы относительно распределения рангов. Для принятия решения о
наличии сигнала приводнения применяется непараметрический критерий согласия Ватсо-
на. Предложенная модель обработки обеспечивает следующие параметры системы сигна-
лизации приводнения: 1) нечувствительность к изменяющимся характеристикам сигналов
и помех, 2) алгоритм принятия решения гарантирует высокое качество обнаружения в
условиях существенной априорной неопределенности. Результаты проведенных исследова-
ний показывают: 1) распределение рангов в ситуации отсутствия сигнала всегда аппрок-
симируется равномерным законом распределения. В ситуациях, когда в смеси присутству-
ет сигнал, равномерное распределение разрушается, и наличие сигнала определяется уста-
новленным порогом, 2) датчик на основе ранговых критериев обеспечивает высокое каче-
ство обнаружения сигнала приводнения самолета-амфибии. Предлагаемый подход к реше-
нию задачи обнаружения может найти место во многих прикладных задачах, где имеет
место быть априорная неопределенность. Например, в радиолокации, гидролокации, связи,
медицине и других областях науки и техники.

Данная статья посвящена анализу результатов численного исследования характеристик
рассеяния печатных поляризаторов на основе электродинамического моделирования дифракци-
онных решеток, выполненных на основе меандровых линий передачи в микрополосковом испол-
нении. С помощью полноволновой математической модели проведено всестороннее численное
исследование меандровых поляризаторов микроволнового диапазона, выполненных в виде много-
элементных мультипланарных печатных решеток. На основе проведенных исследований найде-
ны конструктивные решения для поляризаторов в интегральном исполнении, реализующих
функции трансформаторов поляризации волн микроволнового диапазона. Рассмотрены вопро-
сы конструктивного синтеза планарных поляризаторов для создания устройств трансформа-
ции поляризации, интегрируемых в излучающие и распределительные системы современных
многоэлементных фазированных антенных решеток в печатном исполнении. Получены числен-
ные результаты электродинамического моделирования трансформаторов поляризации волн
микроволнового диапазона на основе печатных дифракционных решеток, которые могут быть
использованы для выбора наиболее рациональных вариантов топологий поляризаторов при раз-
работке многофункциональных обтекателей в антеннах СВЧ. На основе полученных численных
данных рассматриваются возможности применения ряда вариантов плоских дифракционных
решеток в качестве поляризаторов проходного типа в составе антенных обтекателей. Пред-
ложенные в работе трансформаторы поляризации электромагнитного поля в виде мультипла-
нарных печатных решеток, входящих в состав антенных обтекателей, предназначены для
обеспечения расширения функциональных возможностей перспективных радиоэлектронных
средств, содержащих сканирующие антенные решетки, устанавливаемые под антенными об-
текателями. Кроме того, применение предложенных в работе реконфигурируемых поляриза-
торов открывает дополнительные возможности по цифровому управлению полями рассеяния
различных объектов радиолокационного наблюдения, позволяя создавать желаемые радиолока-
ционные образы защищаемых объектов.

Рассматривается банк схемотехнических решений активных RC-фильтров второго
порядка – фильтр нижних частот, фильтр верхних частот и полосовые фильтры, в кото-
рых обеспечивается независимая настройка основных параметров - частоты полюса, доб-
ротности полюса и коэффициента передачи. С этих позиций сформулированы требования
к трем специальным передаточным функциям многополюсника частотозадающей RC-
цепи, которая содержит два резистора и два конденсатора. С помощью выбора коэффи-
циентов числителя первой передаточной функции реализуется тип необходимого фильтра
(ФНЧ, ФВЧ, ПФ). Коэффициенты второй передаточной функции выбираются таким об-
разом, чтобы они влияли только на частоту полюса. Следует отметить, что в зависимо-
сти от набора коэффициентов полинома числителя передаточной функции, разработан-
ные схемы обладают свойством понижения частоты полюса или повышения частоты
полюса. При этом выбор параметров третьей передаточной функции обеспечивает необ-
ходимое затухание полюса. В введении приведено описание обобщенной архитектуры
звеньев активных RC-фильтров второго порядка, которая позволяет реализовать алго-
ритм поэтапной настройки основных параметров и может быть положена в основу син-
теза многих других модификаций активных RC-фильтров. Для корректной независимой
настройки должна соблюдаться следующая последовательность: частота полюса, вто-
рым этапом идёт настройка добротности полюса, и третьим этапом ˗ масштабный
коэффициент передачи. Рассмотрены этапы синтеза данного класса активных
RC-фильтров, приведены коэффициенты передаточных функций представленных схем 12
полосовых фильтров, фильтра верхний частот и фильтра нижних частот подтвержден-
ные 14 патентами РФ.

Во всем мире беспроводная или удаленная связь стала фундаментальной и незамени-
мой. Каждый день миллиарды пользователей получают доступ к звонкам, Интернету и
социальным сетям. Многие электрические устройства, в том числе антенны, используют-
ся в сложных сетях и системах, поддерживающих такой массивный обмен информацией.
Электрическое устройство, известное как антенна, отправляет или принимает информа-
цию в космосе. Антенна является ключевым компонентом многих систем, в том числе ра-
дио- и телевизионной передачи, приемников связи, радаров, сотовых телефонов, гаджетов
с поддержкой Bluetooth и спутниковой связи. Быстрое распространение беспроводных
технологий и персональной связи увеличило спрос на многодиапазонные антенны, которые
могут работать на нескольких частотах и подходят для различных приложений. В этой
статье представлена двухдиапазонная прямоугольная микрополосковая патч-антенна с компланарным волноводом (CPW) для приложений 5G, WiMAX, ISM и WLAN. Предлагаемая
антенна надежна, дешева, легка и проста в изготовлении, резонирует на частоте 2,4 ГГц
при -12,182379 s11 с полосой пропускания 205,7 МГц и на частоте 3,42 ГГц при -37,344879
s11 с полосой пропускания 464,9 МГц, тогда как усиление составляет 3,85 и 3,41 соответ-
ственно. Патч-элементы размещаются на изолирующей подложке FR408 (без потерь) с
относительной диэлектрической проницаемостью 3,75, высота подложки составляет
1,6 мм. Результаты моделирования представлены с помощью CST STUDIO SUITE 2019.

Работа посвящена проблеме диагностирования автомобильных двигателей внутрен-
него сгорания. Проблема контроля состояния двигателей внутреннего сгорания сейчас
наиболее актуально из-за увеличения числа автомобилей и ужесточения экологических
требований. В работе рассмотрены последствия работы неисправного двигателя внут-
реннего сгорания. Целью работы является разработка такого метода, который способен
помочь наиболее точно и быстро обнаружить неисправность. С появлением современных
технологий давно известный метод оценки состояния двигателей внутреннего сгорания по
звуку может стать самым передовым, поскольку исключается человеческий фактор, для
обработки сигнала применяется вычислительная техника анализ звукового спектра, в ко-
торой осуществляется с помощью искусственных нейронных сетей. Применение искусст-
венных нейронных сетей для анализа звукового спектра нашло применение в распознавание
речи и для диагностики заболеваний дыхательной системы. В статье рассмотрены меха-
низмы, которые способны генерировать звуковые сигналы во время работы двигателя внутреннего сгорания, некоторые из них фазированы т.е. привязаны к рабочим тактам,
некоторые не фазированы. Предложенный метод диагностики позволяет выделить «по-
лезные» звуки из общего числа шумов двигателя, после сравнительного анализа указать на
узел звук, которого отличается от эталонного, исправного. Научная новизна состоит в
том, что процесс диагностики становится автоматизированным, все звуки, снятые дат-
чиками, обрабатывается в ЭВМ или специальном сканере, на дисплей выводится информа-
ция о состоянии тех или иных узлов, в отличие от традиционных методов, где диагности-
ка осуществляется визуально или на слух. Таким образом повышается точность диагно-
стики и снижается общая трудоемкость за счет исключения частичной или полной раз-
борки двигателя.

Статья посвящена актуальной проблеме анализа рисков, возникающих при эксплуатации
воздушных судов в случаях нахождения на борту самолета портативных электронных уст-
ройств, и выбору методов проверки устойчивости бортового оборудования к воздействию
таких устройств. В статье рассмотрены все возможные пути распространения паразитных
и преднамеренных излучений от портативных электронных устройств к бортовым радиоэлек-
тронным системам и проанализированы два основных аспекта воздействия портативных
электронных устройств на бортовое оборудование воздушного судна. Первый аспект опреде-
ляет самолетную систему и рекомендации по квалификации оборудования, подверженного ра-
диоизлучению, которые обеспечивают устойчивость к радиоизлучению от намеренно пере-
дающих переносных электронных устройств. Обычно это трактуется, как защита от воздей-
ствия портативных электронных устройств «через заднюю дверь». Второй аспект определя-
ет приемлемые помехи, вызывающие потери в полосе пропускания между самолетными радио-
приемниками и переносными электронными устройствами с паразитным радиоизлучением. Это принято называть защитой от воздействия переносных устройств «через переднюю
дверь». На основе анализа основных рисков, связанных с помехами, создаваемыми портативны-
ми радиоэлектронными устройствами самолетным системам, определены системы самолета,
для которых должна быть выполнена демонстрация соответствия стойкости к воздействию
портативных электронных устройств. Для демонстрации соответствия стойкости самолет-
ного оборудования к воздействию «через переднюю дверь» необходимо оценить уровни возмож-
ных помех, создаваемых портативными электронными устройствами в полосе приема само-
летного оборудования. Демонстрация соответствия самолетного оборудования к воздействию
«через заднюю дверь» аналогична демонстрации стойкости к воздействию высокоинтенсив-
ным электромагнитным полям и косвенным ударам молнии. Необходимо выполнить одним из
двух предлагаемых методов для установления их восприимчивости к радиоизлучению и кон-
трольные уровни восприимчивости систем самолета к радиоизлучению. Первый метод связан с
доставкой оборудования на стенд испытаний по радиочастотному излучению, второй метод –
с выполнением испытания систем, которые установлены на применимом самолете. Вырабо-
таны рекомендации по выбору методов для верификации устойчивости систем самолета к
воздействию портативных устройств. Проанализированные аспекты воздействия помогут
определить объем и методики проведения испытаний для снятия ограничений использования
портативных электронных устройств на борту воздушного судна.

Проведено экспериментальное исследование балансного смесителя на диодах
2А116А-1. Измерены потери преобразования в диапазоне входных частот 2450±45 МГц при
преобразовании вниз на промежуточную частоту 2125 МГц. Потери преобразования не
превышают 20 дБ в узкой полосе 2440±10 МГц. Снята амплитудная характеристика сме-
сителя, из которой видно, что она линейна для входных сигналов до 0 дБм (1 мВт). Иссле-
дована зависимость потерь преобразования от мощности гетеродина. Показано, что ми-
нимальные потери наблюдаются при мощности гетеродина 13 дБм (20 мВт). Спектр ком-
бинационных частот на выходе смесителя не содержит паразитных продуктов преобра-
зования выше минус 50 дБ по отношению к полезному сигналу в полосе 100 МГц. Смеситель
рекомендуется использовать в приемно-передающей аппаратуре и измерительной технике.
Сравнение с другими смесителями показывает заметное преимущество – высокую изби-
рательность по отношению к внеполосным сигналам. Это достигнуто путем применения
двух полосовых фильтров и фильтра нижних частот. Проведено моделирование трех
фильтров в пакете прикладных программ Microwave Office. Даны модели и амплитудно-
частотные характеристики трех фильтров, полученные в Microwave Office. Смеситель
выполнен в корпусе рамочного типа из алюминия. В нем установлены две керамические платы размером 24х30 мм (материал 22ХС). Метод изготовления рисунка печатных плат
– тонкопленочная технология. Корпус закрывается двумя герметичными крышками.
Все три соединителя – типа IX ГОСТ13317, гнездо.