Найти

Результаты поиска

• МОДЕЛЬНО-ОРИЕНТИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ БИОМОРФНЫХ ПОДВОДНЫХ РОБОТОВ

  Е. Ю. Смирнова , Д.К. Серов , Д. К. Пельменев , Н.П. Коренко, А.Ю. Никулина

  2025-04-27

  Аннотация ▼

  В настоящее время активно развивается область подводной робототехники для решения при-
  кладных и исследовательских задач. Одним из перспективных направлений применения подводных
  роботов является использование конструкций с биоподобным типом плавания. Использование авто-
  номных биоморфных подводных роботов (БПР) потенциально позволит расширить область приме-
  нения малошумных и безопасных для местной фауны подводных роботов для задач мониторинга и
  исследования местности. Целью работы является разработка и апробация методики модельно-
  ориентированного проектирования системы управления движением БПР. В рамках данной работы
  рассмотрена типовая конструкция туниморфного БПР с осцилляторным типом плавания. На при-
  мере рассматриваемой конструкции БПР описаны проблемные вопросы моделирования динамики
  БПР, а также синтеза их систем управления. Для БПР с осцилляторным типом плавания выделены
  типовые технологические операции (ТОП), выполняемые с учетом конструктивных особенностей
  БПР и состава их движительно-рулевого комплекса (ДРК). Предложена методика проектирования
  системы управления БПР на базе совместного использования технологий численного моделирования
  и классической теории автоматического управления (ТАУ). На основании предложенной методики
  разработана численная гидродинамическая модель движения туниморфного БПР с осцилляторным
  типом плавания. Проведены идентификационные вычислительные эксперименты, в рамках которых
  сняты переходные процессы, характеризующие динамику движения БПР при выполнении каждой
  отдельной ТОП. На основании проведенных экспериментов разработаны кибернетические модели
  движения БПР, позволяющие за счет упрощенного моделирования динамики с использованием типо-
  вых звеньев теории автоматического управления с переменными коэффициентами воспроизвести
  движение БПР в рамках выполнения типовых технологических операций. В рамках кибернетических
  моделей в соответствии с предложенной методикой проведен синтез алгоритмов управления дви-
  жением БПР для каждой из типовых технологических операций с использованием методов числен-
  ной оптимизации. Выполнена апробация разработанных алгоритмов на базе вычислительных экспе-
  риментов, проведенных в рамках численных гидродинамических моделей. Определены достоинства
  предложенной методики, а также сформулированы возможные перспективы применения БПР

• ФОТОДЕТЕКТОР С УПРАВЛЯЕМОЙ ПЕРЕДИСЛОКАЦИЕЙ: ДИФФУЗИОННО-ДРЕЙФОВАЯ МОДЕЛЬ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ОПТИЧЕСКИХ МЕЖСОЕДИНЕНИЯХ

  И. В. Писаренко, Е.А. Рындин

  2020-07-20

  Аннотация ▼

  Ранее для реализации оптических межсоединений в интегральных схемах были предло-
  жены инжекционные лазеры с двойными AIIIBV наногетероструктурами, выполняющие функ-
  ции источников и модуляторов излучения. Чтобы преобразовать короткие оптические импуль-
  сы, генерируемые лазерами-модуляторами, в электрические сигналы, необходимы технологиче-
  ски совместимые фотодетекторы с субпикосекундным временем отклика. Поскольку тради-
  ционные конструкции фоточувствительных полупроводниковых приборов не удовлетворяют
  предъявляемым требованиям, разработан перспективный метод построения быстродейст-
  вующих фотодетекторов на основе принципа управляемой передислокации максимумов плот-
  ности носителей заряда в специально организованных квантовых областях. Данные оптоэлек-
  тронные приборы содержат продольный фоточувствительный p-i-n переход и поперечную
  управляющую гетероструктуру, в которую входят слои, выращенные методом молекулярно-
  лучевой эпитаксии при низких температурах, и два управляющих перехода. До наступления
  среза оптического импульса фотодетектор работает аналогично классическому p-i-n фото-
  диоду. Поперечное электрическое поле включается только во время заднего фронта лазерного
  импульса и передислоцирует максимумы плотности электронов и дырок из области поглоще-
  ния в области с низкой подвижностью и коротким временем жизни, в результате чего время
  отклика сокращается до субпикосекундной величины. В предыдущих исследованиях быстродей-
  ствие рассматриваемого фотодетектора оценивалось с помощью квантово-механической
  комбинированной модели, которая не учитывала некоторые важные аспекты протекающих в
  нем физических процессов. В данной статье предложена двумерная нестационарная диффузи-
  онно-дрейфовая модель, позволяющая провести детальный анализ транспорта носителей заря-
  да в структуре фотодетектора с управляемой передислокацией с точки зрения полуклассиче-
  ского подхода. Для реализации представленной модели разработаны методика конечно-
  разностного численного моделирования на основе явного метода и прикладные программные
  средства. Полученные результаты диффузионно-дрейфового моделирования выявили необхо-
  димость использования дифференциального принципа подключения для компенсации токов
  смещения в цепи питания прибора. С учетом данной особенности разработаны фотоприемная
  схема, обеспечивающая как формирование результирующего электрического сигнала, так и
  требуемый режим подачи управляющего напряжения на контакты фотодетектора, и драй-
  вер для лазеров-модуляторов.