bluuebunny/crossref_metadata_2025_split huggingface dataset:
SOFTWARE IMPLEMENTATION OF THE LINEAR OPTIMIZATION PROBLEM BASED ON THE ANT ALGORITHM
Authors: Баранов Д.А. , Белых М.А. , Барабанов В.Ф. , Гребенникова Н.И. , Черников В.Н. 
Published: December 2023

описывается программная реализация линейной оптимизации на базе муравьиного алгоритма. Актуальность использования природных алгоритмов связана с необходимостью параллельной обработки данных, с возможностью создания искусственных биологических систем для решения сложных задач. Алгоритм включает в себя создание колонии муравьев, формирование ими путей поиска, исходя из феромонов, оставленных другими муравьями, или случайным образом. Структура и функциональность алгоритма реализованы в виде отдельных объектов разрабатываемой системы (классов). Также предоставлено математическое описание различных аспектов алгоритма, таких как вероятностная функция выбора пути, обновление сил феромонов и пр. Приведена визуализация работы алгоритма, а в частности, движение муравьев между итерационными шагами работы алгоритма в процессе поиска оптимального решения. В заключении приведен сравнительный анализ с некоторыми имеющимися модулями, представляющими собой реализации других эвристических алгоритмов, подходящих для решения задачи линейной оптимизации. В качестве перспектив развития программных реализаций вычислений можно отметить направление, связанное с объединением различных видов природных вычислений в одной системе: муравьиный алгоритм во многом схож по характеристикам с пчелиным, что позволяет выбирать более сильные стороны одного из них
this article describes the software implementation of linear optimization based on the ant algorithm. The relevance of using natural algorithms is associated with the need for parallel data processing, with the possibility of creating artificial biological systems to solve complex problems. The algorithm involves creating a colony of ants, forming their search paths based on pheromones left by other ants, or randomly. The structure and functionality of the algorithm are implemented as separate objects of the system being developed (classes). The article also provides a mathematical description of various aspects of the algorithm, such as the probabilistic path selection function, pheromone forces update, etc. The visualization of the algorithm operation is given, and in particular, the movement of ants between iterative steps of the algorithm in the process of finding the optimal solution. In conclusion, a comparative analysis is given with some of the available modules, which are implementations of other heuristic algorithms suitable for solving the linear optimization problem. As prospects for the development of software implementations of computing, we can note the direction associated with the unification of various types of natural computing in one system: the ant algorithm is largely similar in characteristics to the bee, which allows you to choose the stronger sides of one of them
MATHEMATICAL MODEL OF THE PROBLEM OF A NON-NEWTONIAN INCOMPRESSIBLE FLOW AROUND SPHERE LIQUIDS AT LOW REYNOLDS NUMBERS
Authors: Купцов В.С. , Катрахова А.А. 
Published: December 2023

построена математическая модель, в которой рассматривается обтекание неподвижной сферы неньютоновским стационарным потоком несжимаемой жидкости. Для построения этой модели были использованы ранее полученные результаты решения задачи об обтекании сферы потоком вязкой несжимаемой жидкости при малых числах Рейнольдса. Для решения этой задачи использовалась сферическая система координат для уравнений в частных производных (в напряжениях) и уравнение неразрывности данного течения. В качестве неньютоновской жидкости рассматривалась жидкость с нелинейными компонентами скоростей деформаций (дилатантная жидкость и псевдопластики). С учетом нелинейности поля деформаций данного течения жидкости вычислены компоненты поля напряжений. Рассмотрен частный вариант решения данной задачи, который совпадает с классическим вариантом (обтекание сферы ньютоновским стационарным потоком вязкой несжимаемой жидкости). Также получены аналитические формулы для компоненты силового воздействия неньютоновской жидкости на неподвижную сферу. Формулы реализуются для конкретных неньютоновских жидкостей аналитически или численно, в зависимости от вида жидкости. Частный случай данного результата совпадает с формулой для силового воздействия ньютоновской жидкости на сферу, совпадает с классической формулой Стокса
a mathematical model that considers the flow of a non-Newtonian stationary flow of incompressible fluid around a stationary sphere has been constructed. To construct this model, we used previously obtained results of solving the problem of a viscous incompressible fluid flowing around a sphere at low Reynolds numbers. To solve this problem, a spherical coordinate system was used for partial differential equations (in stresses) and the continuity equation for a given flow. A liquid with nonlinear components of strain rates (dilatant liquid and pseudoplastics) was considered as a non-Newtonian fluid. Taking into account this nonlinearity of the deformation field of a given fluid flow, the components of the stress field are calculated. A particular version of the solution to this problem is considered, which coincides with the classical version (flow of a Newtonian stationary flow of a viscous incompressible fluid around a sphere). Analytical formulas were also obtained for the components of the force action of a non-Newtonian fluid on a stationary sphere. Formulas are implemented for specific non-Newtonian fluids analytically or numerically, depending on the type of fluid. A special case of this result coincides with the formula for the force action of a Newtonian fluid on a sphere and coincides with the classical Stokes formula
DUAL BAND BLADE ANTENNA FOR AIRCRAFT UAVs
Authors: Бобылкин И.С. , Ищенко Е.А. , Фёдоров С.М. , Паринов М.В. , Николаев В.И. 
Published: December 2023

рассматривается конструкция двухдиапазонной антенны-плавник для реализации системы связи с беспилотными летательными аппаратами (БПЛА) самолетного типа. Предлагаемая антенна имеет форму плавника с двумя «крыльями», которые выступают в роли излучателей. Благодаря использованию двух излучателей разной формы удалось реализовать систему связи двух диапазонов 840-876 МГц и 1280-1378 МГц. Благодаря тому, что антенна построена на основе планарной технологии, удалось значительно упростить конструкцию, минимизировать профиль, как аэродинамический, так и геометрический, а также сохранить высокую эффективность антенны. Полученная антенна имеет широкий главный лепесток диаграммы направленности, при этом обладает высоким уровнем коэффициентом направленного действия, так как корпус БПЛА используется в роли рефлектора антенны. Полученная антенна обладает коэффициента направленного действия (КНД) в 7.67 дБ в нижнем диапазоне рабочих частот и 5.99 на верхних частотах рабочего диапазона. Все основные характеристики антенны были получены на основании моделирования, а также был исследован аэродинамический профиль антенны. Полученные результаты подтверждают высокую эффективность предлагаемой конструкции, а также перспективность применения антенн-плавников на БПЛА самолетного типа
the article discusses the design of a dual-band fin antenna for implementing a communication system with aircraft-type unmanned aerial vehicles. The proposed antenna has the shape of a fin with two “wings” that act as emitters. Thanks to the use of two emitters of different shapes, it was possible to implement a communication system of two bands 840-876 MHz and 1280-1378 MHz. Due to the fact that the antenna is built on the basis of planar technology, it was possible to significantly simplify the design, minimize the profile, both aerodynamic and geometric, and also maintain the high efficiency of the antenna. The resulting antenna has a wide main lobe of the radiation pattern, and at the same time has a high level of directional coefficient, since the UAV body is used as an antenna reflector. The resulting antenna has a efficiency of 7.67 dB in the lower operating frequency range and 5.99 at the upper operating frequencies. All the main characteristics of the antenna were obtained based on simulation, and the aerodynamic profile of the antenna was also studied. The results obtained confirm the high efficiency of the proposed design, as well as the prospects for using fin antennas on aircraft-type UAVs
DESIGN OF A ROTHMAN LENS WITH A FUNDAMENTAL WAVE OF MAGNETIC TYPE FOR A MULTI-BEAM ANTENNA SYSTEM OF A KU-BAND MOBILE SATELLITE COMMUNICATION TERMINAL
Authors: Пастернак Ю.Г. , Пендюрин В.А. , Проскурин Д.К. , Сафонов К.С. 
Published: December 2023

в последние годы фазированные антенные решетки становятся ключом решения задачи создания высокоскоростных наземных терминалов глобальной спутниковой связи. Для того, чтобы удовлетворить требованию высокой пропускной способности, наземный терминал должен передавать/принимать спутниковый сигнал с высокой направленностью и электронно-управляемым главным лепестком, способным отслеживать спутники, расположенные вблизи линии горизонта. Для этого необходимо использование фазированных антенных решеток с несколькими тысячами элементов, что создает большие проблемы, с точки зрения проектирования антенной системы, ее серийного производства и высоких материальных затрат. В данной статье представлена волноводная линза Ротмана с основной магнитной волной волноводного типа H10, где использование волноводной волны основного магнитного типа в теле линзы Ротмана и в линиях задержки позволяет существенно уменьшить потери мощности (по сравнению с коаксиальными кабелями), что дает возможность существенно повысить коэффициент полезного действия пассивных фазированных антенных решеток с линзой Ротмана, кроме того, запитка тела линзы прямоугольными волноводами с соседними широкими стенками дает возможность увеличить число входов и выходов линзы Ротмана
In recent years, phased array antennas have become the key to solving the problem of creating high-speed ground terminals for global satellite communications. In order to meet the high throughput requirement, the ground terminal must transmit/receive a satellite signal with high directivity and an electronically controlled main beam capable of tracking satellites located near the horizon. This requires the use of phased array antennas with several thousand elements, which creates great problems in terms of designing the antenna system, its mass production and high material costs. This article presents a Rothman waveguide lens with a main magnetic wave of the waveguide type H10, where the use of a waveguide wave of the main magnetic type in the body of the Rothman lens and in the delay lines can significantly reduce power losses (compared to coaxial cables), which makes it possible to significantly increase the efficiency the action of passive phased array antennas with a Rothman lens, in addition, powering the lens body with rectangular waveguides with adjacent wide walls makes it possible to increase the number of inputs and outputs of the Rothman lens
CURRENT STATE OF THE TASKS INCREASING THE INTERFERENCE IMMUNITY OF RADIO COMMUNICATION CHANNELS BASED ON ARTIFICIAL INTELLIGENCE SYSTEMS
Authors: Ромащенко М.А. , Васильченко Д.В. , Пухов Д.А. 
Published: December 2023

проведен обзор современного состояния задач, связанных с повышением помехоустойчивости каналов связи беспилотных авиационных систем (БАС) с применением подходов на базе искусственного интеллекта. Проанализированы основные подходы к применению систем на основе искусственного интеллекта (ИИ) для обнаружения и фильтрации помех, оптимизации маршрутов полетов с учётом электромагнитной обстановки и реакции на непредвиденные возмущения спектра. Были выявлены следующие основные направления исследований, представляющие интерес для использования в БАС: адаптивные системы связи, изменяющие параметры в реальном времени (модуляция, полосы, центральные частоты и др.); оценка угрозы электромагнитных помех на основе свёрточных нейронных сетей; введение дополнительных устройств анализа спектра для одновременной оценки информации о состоянии сигнала и отслеживания возникающей искусственной помехи; применение антенных систем с фазированными антенными решетками; применение ИИ для управления многоканальной передачей данных и автоматического переключения между каналами; подавление источников радиопомех группой беспилотных летательных аппаратов с применением ИИ; прогнозирование электромагнитной совместимости для динамической линии передачи данных беспилотного летательного аппарата. Комплексное применение различных подходов, адаптированных под конкретные задачи применения, позволит качественно повысить уровень систем связи в БАС
the article provides an overview of the current state of the problems associated with increasing the noise immunity of communication channels of unmanned aircraft systems (UAS) using approaches based on artificial intelligence. The main approaches to the use of systems based on artificial intelligence (AI) for detecting and filtering interference, optimizing flight routes taking into account the electromagnetic environment and the response to unforeseen disturbances of the spectrum are analyzed. The following main areas of research were identified that are of interest for use in BAS: adaptive communication systems that change parameters in real time (modulation, bands, central frequencies, etc.); assessment of the threat of electromagnetic interference based on convolutional neural networks; introduction of additional spectrum analysis devices for simultaneous evaluation of information- information about the state of the signal and tracking of the resulting artificial interference; the use of antenna systems with phased antenna arrays; application of AI to control multichannel data transmission and automatic switching between channels; suppression of radio interference sources by a group of unmanned aerial vehicles using AI; prediction of electromagnetic compatibility for a dynamic data transmission line of an unmanned aerial vehicle. The complex application of various approaches adapted to specific application tasks will allow to qualitatively increase the level of communication systems in the UAS
ANALYSIS OF THE POSSIBILITIES AND METHODS FOR UPGRADING CONTROL, NAVIGATION AND COMMUNICATION SYSTEMS FOR INDUSTRIAL UNMANNED AERIAL VEHICLES USING THE EXAMPLE OF DJI PRODUCTS
Authors: Паринов М.В. , Ветохин В.В. , Фёдоров С.М. 
Published: December 2023

выполнен анализ систем управления, связи и управления полезной нагрузкой промышленных беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) на примере продукции DJI, показаны их достоинства и недостатки. Рассмотрены наиболее значимые для практического применения варианты полезной нагрузки. Представлены характеристики каналов связи, рассмотрены вопросы защищенности от электромагнитных помех и надежности шифрования передаваемых данных. Описана проблема безопасности, связанная с раскрытием координат летательного аппарата и оператора. Показаны методы и варианты модернизации с целью устранения недостатков. Значительное внимание уделено программным интерфейсам, позволяющим расширить и изменить функциональность БПЛА без вмешательства в микропрограмму летательного аппарата. Выполнен анализ содержания и практической ценности наиболее значимых из них, показаны методики работы с ними. Рассмотрены специальные контроллеры для управления функциями БПЛА, описаны схемотехнические решения и методы их взаимодействия с летательными аппаратами. В частности, рассмотрено создание специального пользовательского контроллера, позволяющего добавлять дополнительный интерфейс на стандартный пульт БПЛА для управления модулем спутниковой навигации и многофункциональными сбросами. По результатам выполненных и опубликованных работ сделаны соответствующие выводы
the article analyzes the control, communication and payload control systems of industrial unmanned aerial vehicles (UAVs) on the example of DJI products, shows their advantages and disadvantages. The most significant payload variants for practical applications are considered. The characteristics of communication channels are presented, the issues of protection from electromagnetic interference and the reliability of encryption of transmitted data are considered. The security problem associated with the disclosure of the coordinates of the aircraft and the operator is described. Methods and options for modernization are shown in order to eliminate the shortcomings. Considerable attention is paid to software interfaces that allow you to expand and change the functionality of the UAV without interfering with the firmware of the aircraft. The analysis of the content and practical value of the most significant of them is carried out, methods of working with them are shown. Special controllers for controlling UAV functions are considered, schematic solutions and methods of their interaction with aircraft are described. In particular, the creation of a special user controller is considered, which allows adding an additional interface to the standard UAV remote control to control the satellite navigation module and multifunctional resets. According to the results of the performed and published works, the corresponding conclusions were drawn
DESIGNING AN LDPC CODING BLOCK FOR A TWO-USER SYSTEM
Authors: Хорошайлова М.В. , Свиридова И.В. , Остроумов И.В. 
Published: December 2023

разработана схема кодирования с низкой плотностью проверки четности (LDPC) с использованием глубокого обучения для двух пользовательских гауссовских каналов множественного доступа с одинаковой скоростью и равными ограничениями средней мощности. Для этого канала предполагается, что любая пара скоростей в пределах области пропускной способности может быть достигнута без необходимости распределения времени или разделения скоростей, просто путем выбора соответствующих кодов и применения совместного декодера. Предложенная модель нейронной сети одновременно оптимизирует распределение мощности и совместный декодер для заданного ограничения мощности и набора LDPC кодов. Для любого пользователя кодовое слово делится на две части одинаковой длины и передается с двумя уровнями мощности. В предлагаемой модели нейронной сети распределение мощности и обучаемые веса объединенного декодера оптимизируются одновременно. Численные результаты показывают, что предложенная схема обеспечивает лучшую производительность BER. Анализ порога декодирования показал, что оптимизированные схемы совместного декодирования с LDPC кодами могут приближаться к пределу Шеннона. Численные результаты показывают, что предложенная схема обеспечивает лучшую производительность по частоте ошибок по битам, чем существующие схемы, для более коротких длин кода и меньшего количества итераций декодирования
a low-density parity check (LDPC) coding scheme using deep learning for two user Gaussian multiple access channels with the same rate and equal average power constraints has been developed. For this channel, it is assumed that any pair of rates within the capacity region can be achieved without the need for timing or rate sharing, simply by selecting appropriate codes and using a shared decoder. The proposed neural network model simultaneously optimizes the power allocation and joint decoder for a given power constraint and set of LDPC codes. For any user, the codeword is divided into two parts of equal length and transmitted at two power levels. In the proposed neural network model, the power distribution and trainable weights of the joint decoder are optimized simultaneously. Numerical results show that the proposed scheme achieves better BER performance. Analysis of the decoding threshold showed that optimized joint decoding schemes with LDPC codes can approach the Shannon limit. Numerical results show that the proposed scheme achieves better bit error rate performance than existing schemes for shorter code lengths and fewer decoding iterations
DETERMINATION OF OPTIMAL PARAMETERS OF THE LASER WELDING MODE OF VARIOUS NICKEL-BASED ALLOYS
Authors: Горбач И.М. , Булков А.Б. , Селиванов В.Ф. , Корчагин И.Б. 
Published: December 2023

определены оптимальные параметры лазерной сварки тонколистовых конструкций из аустенитной стали и высоколегированного сплава на основе никеля. С помощью физико-математического моделирования тепловых процессов определены основные параметры режима сварки, обеспечивающие требуемую форму проплавления и размеры зоны термического влияния. Установлено, что оптимальное распределение температур при сварке формируется при смещении луча на заготовку из аустенитной стали на величину 0,25 мм. Отработка режимов на образцах показала хорошее совпадение расчетных и экспериментальных данных. Результаты визуального и металлографического контроля подтверждают получение бездефектных швов с минимальной долей участия инконеля в формировании сечения шва. Проведены расчеты напряженного-деформированного состояния, возникающего при сварке по проектной технологии листовых и трубчатых заготовок. Результаты расчетов показывают, что в деталях после сварки возникает практически одноосное напряженное состояние, формирующееся за счет высоких растягивающих напряжений в околошовной зоне. Величина напряжений для каждой из заготовок превышает ее предел текучести, вызывая появление в указанной зоне пластических деформаций. Равномерное распределение температуры по толщине заготовок, сваренных по данной технологии, обуславливает минимальный уровень остаточных деформаций и отсутствие необходимости в последующей механической обработке
optimal parameters of laser welding of thin-sheet structures made of austenitic steel and a high-alloy nickel-based alloy have been determined. With the help of physical and mathematical modeling of thermal processes, the main parameters of the welding mode are determined, providing the required form of penetration and the size of the zone of thermal influence. It is established that the optimal temperature distribution during welding is formed when the beam is shifted to an austenitic steel billet by 0.25 mm. The analysis of the modes on the samples showed a good coincidence of the calculated and experimental data. The results of visual and metallographic control confirm the receipt of defect-free seams with a minimum degree of inconel participation in the formation of the seam section. Calculations of the stress-strain state arising during welding according to the design technology of sheet and tubular workpieces have been carried out. The calculation results show that an almost uniaxial stress state occurs in the parts after welding, which is formed due to high tensile stresses in the near-seam zone. The magnitude of the stresses for each of the workpieces exceeds its yield strength, causing the appearance of plastic deformations in the specified zone. The uniform temperature distribution over the thickness of the workpieces welded using this technology determines the minimum level of residual deformations and the absence of the need for subsequent machining.