Modern Unmanned Aerial Vehicle Control Systems

Рассмотрены современные системы автоматического управления беспилотными летательными аппаратами, их функции и недостатки. Описаны факторы, которые могут негативно повлиять на работу автопилота и их устранение.Розглянуто сучасні системи автоматичного керування безпілотними літальними апаратами, їх функції та недоліки. Висвітлено фактори, які можуть негативно вплинути на роботу автопілоту та їх усунення.The automatic control systems of the modern unmanned aerial vehicles are considered. The description of the negative factors and their influence on UAV autopilot and ways of their correction are considered

Some new heuristic algorithms in analysis of the similarity of DNA-sequences

This paper describes algorithms, corresponding computer programs and the results of computations, supplementing results published earlier. We consider the multiple sequence alignment problem, which can be nominated by a central problem in computational biology. For it, we continue to consider some different versions of socalled “triangular norm” defined on the set of triangles formed by the different distance between genomes computed by different algorithms. Basically, the new results are associated with incorrect variants of obtaining the triangle inequality, which for matrices of the order of about 50 × 50 is violated in the two most successful metrics (including the Panin’s metric earlier developed by us) in less than 1% of cases. Possible improvements are related to the use of neural networks that were not used by us in previous calculations. In this case, neural networks solve the inverse problem: we improve (reduce) the overall badness of the matrix of distances between genomes, forcibly changing the previously obtained distances; further, we try to reflect these forced changes in the original algorithms for calculating distances. In this paper, we present the results of concrete calculations obtained by us.The authors of the article express their gratitude to Vladislav Dudnikov (Togliatti State University, Russia) for his help in preparing this paper. The reported study was partially supported by RFBR according to the research project No. 16-47-630829

Comparative analysis of algorithms calculating distances of DNA sequences and some related problems

The main focus of this article is to describe our original approach to compare the quality of defined metrics on the set of DNA sequences. The approach is based on the fact, that the triples of distances between genomes should ideally form isosceles acute triangles. On the basis of this assumption, we proposed value of the norm, gives in practice aссeptable results. In the course of work on the implementation of algorithms have been carried out computational experiments with 100 DNA of “distant” species, as well as with representatives of several genomes of great apes and humans.The reported study was funded by RFBR according to the research project № 16-47-630829

Linear error correcting codes and their application in DNA analysis

The application of various areas of the theory of coding in the problems of analysis of the genome includes different areas. For instance, the method for detecting linear block codes, which takes into account possible insertions and divisions in DNA sequences. For a lot of such problems, we shall consider the number of codes of the required dimension. One of the most important such tasks is counting their number. We study this area it in this paper. We solve the problem of defining the number of cyclic codes over finite field with two arbitrary fixed parameters. These parameters are n, i.e., the length of the code, and k, i.e., the number of information symbols. The algorithm to solve this problem in general is described in this paper. Also the results at some fixed values are given. We have counted some constants connected with coding theory, which can be used in some problems of genome analysis.The authors of the article express their gratitude to Ksenia Krasheninnikova (St. Petersburg State University, Russia) and Vasily Dolgov (Togliatti State University, Russia) for their detailed review of the books and articles cited in this paper. The reported study was partially supported by RFBR according to the research project No. 16-47-630829

Network-Centric Control Technology of Data Transfer by Network Communications

Рассмотрен вопрос необходимости проведения компьютерного моделирования современных сетевых коммуникаций и использования новых моделей и интеллектуального управления в целях повышения безопасности и качества работы сети передачи данных и связи, особенно в сложных условиях.The purpose. The project is based on applied research in the field of highspeed cycles control systems for net-centric dynamic application processes with spatially-distributed interrelated functional components. Thus it provides functional and temporal combination of internal resources of net-centric distributed control systems with objects and technological processes on the basis of shared use of dynamics models working in an accelerated time scale into a single space-time net-centric complex.Мета роботи — дослідити фундаментальні основи та принципи побудови нових перспективних систем контролю передачі інформаційно-комунікаційних даних в мережі на основі застосування мережецентричних технологій, що дозволить істотно розширити перелік вирішуваних в реальному масштабі часу задач розподіленого керування швидкісними циклами прикладних процесів та підвищити якість, надійність та безпеку роботи мережевих систем взагалі

Multi-heuristic and game approaches in search problems of the graph theory

We consider in this paper the adaptation of heuristics used for programming non-deterministic games to the problems of discrete optimization, in particular, some heuristic methods of decision-making in various discrete optimization problems. The object of each of these problems is programming anytime algorithms. Among the problems solved in this paper, there are the classical traveling salesman problem and some connected problems of minimization for nondeterministic finite automata. Considered methods for solving these problems are constructed on the basis of special combination of some heuristics, which belong to some different areas of the theory of artificial intelligence. More precisely, we shall use some modifications of unfinished branch-and-bound method; for the selecting immediate step using some heuristics, we apply dynamic risk functions; simultaneously for the selection of coefficients of the averaging-out, we also use genetic algorithms; and the reductive self-learning by the same genetic methods is also used for the start of unfinished branch-and-bound method again. This combination of heuristics represents a special approach to construction of anytime-algorithms for the discrete optimization problems. This approach can be considered as an alternative to application of methods of linear programming, and to methods of multi-agent optimization, and also to neural networks

Applicability of Heavy Ion Beam Probing (HIBP) system for stellarator WEGA

The applicability of the HIBP for stellarator WEGA is described in this article. It is possible to use such diagnostics for local plasma parameters measurement. Calculations of probing Na + beam trajectories were done for WEGA magnetic configuration with B0 = 0.5 T. The trajectory optimization aiming for the maximal plasma observation was done for chosen entrance and exit port combination. The calculation showsthat HIBPallows getting radial profiles of plasma parameters. The detector line of equal entrance angle connects the central area and the edge of the plasma column for beam energy E =30-60 keV. The detector line of equal energy E = 40 keV allowsto obtain series of radial profiles during single shot by changing of the beam entrance angle with the scan of control voltage.У статті описана можливість застосування HIBP діагностики для стеларатора WEGA. Можливе застосування цієї діагностики для локального вимірювання параметрів плазми. Проведені розрахунки траєкторій пучка іонів натрію для магнітної конфігурації WEGA з Bo = 0.5 T. Проведено оптимізацію траєкторій з метою одержання максимально можливої області спостерігання плазми для даної комбінації вхідного та вихідного портів. Розрахунки показують можливість одержання радіальних профілів параметрів плазми за допомогою HIBP діагностики. Детекторна лінія для постійного кута входу торкается центральної області та периферії плазми при енергії пучка E =30-60 keV. Детекторна лінія для постійної енергії E = 40 keV дозволяє одержати серію радіальних профілів за один постріл при зміні вхідного кута за допомогою сканування пучка керуючою напругою.В статье описана возможность применения HIBP диагностики для стелларатора WEGA. Возможно применения этой диагностики для локальных измерений параметров плазмы. Проведены расчеты траекторий пучка ионов натрия для магнитной конфигурации WEGA с Bo = 0.5 T. Проведена оптимизация траекторий с целью получения максимально возможной области наблюдения плазмы при данной комбинации входного и выходного портов. Расчеты показывают возможность получения радиальных профилей параметров плазмы с помощью HIBP диагностики. Детекторная линия для постоянного угла входа касается центральной области и периферии плазмы при энергии пучка E =30-60 keV. Детекторная линия для постоянной энергии E = 40 keV позволяет получить серию радиальных профилей за один разряд при изменении входного угла с помощью сканирования пучка управляющим напряжением

Study of poloidal structure of geodesic acoustic modes in the T-10 tokamak with heavy ion beam probing

The poloidal structure of geodesic acoustic modes (GAMs) was studied on the T-10 tokamak by heavy ion beam probing with multichannel energy analyzer. GAMs were mainly pronounced on the plasma electric potential. The poloidal phase shift between the potential oscillations was determined by the two-point correlation technique. It was shown that GAM potential oscillations have the poloidal mode number m=0 in the core plasma. This experimental result agrees with theoretical predictions.На токамаке T-10 с помощью пучка тяжелых ионов исследована полоидальная структура геодезических акустических мод (ГАМ), которые явно видны на потенциале плазмы. Фазовый сдвиг между колебаниями потенциала определялся методом двухточечной корреляции с помощью многоканального энергетического анализатора. Показано, что ГАМ на потенциале имеют полоидальное модовое число m=0. Этот экспериментальный результат согласуется с теоретическими предсказаниями.На токамаці T-10 за допомогою пучка важких іонів досліджена полоїдальна структура геодезичних акустичних мод (ГАМ), що явно видно на потенціалі плазми. Фазове зміщення між коливаннями потенціалу визначається методом двохточечної кореляції за допомогою багатоканального енергетичного аналізатора. Показано, що ГАМ на потенціалі мають полоїдальное модове число m=0. Цей експериментальний результат узгоджується з теоретичними передбаченнями

The active volcanoes of Kamchatka and Paramushir Island, North Kurils in 2007

Eight strong eruptions of four Kamchatka volcanoes (Bezymyannyi, Klyuchevskoi, Shiveluch, and Karymskii) and Chikurachki Volcano on Paramushir Island, North Kurils took place in 2007. In addition, an explosive event occurred on Mutnovskii Volcano and increased fumarole activity was recorded on Avacha and Gorelyi volcanoes in Kamchatka and Ebeko Volcano on Paramushir Island, North Kurils. Thanks to close cooperation with colleagues involved in the Kamchatkan Volcanic Eruption Response Team (KVERT) project from the Elizovo Airport Meteorological Center and volcanic ash advisory centers in Tokyo, Anchorage, and Washington (Tokyo VAAC, Anchorage VAAC, and Washington VAAC), all necessary precautions were taken for flight safety near Kamchatka

Heavy ion beam probe design study for TCABR

The Heavy Ion Beam Probe (HIBP) diagnostic is known as a unique tool for the direct plasma electric potential measurements. It gives also information on plasma density, temperature and current profile. The method is based on the injection of single charged ion beam into the plasma and the registration of the double charged particles born due to collisions with the plasma electrons. The area of the ionization in plasma is the sample volume of the plasma potential measurements. The position and the size of the sample volume are determined by the calculation of the trajectories of the probing particles. Three schemes have been analysed: Cs⁺, Tl⁺ ion and neutral injection for TCABR parameters: B0 = 1.5 T, Ipl = 135 kA. The calculations show that ion probing allows getting radial profiles of TCABR plasma parameters with the injection angle fast scan system. In all cases of ion beam injection we must use a curved beam line for ion beam transportation from last steering plates towards upper port. The primary ion beam injector must be situated out of high magnetic field area and its length is about 1.5m. The energy range (less than 100 keV for Cs⁺, or Tl⁺) allows using compact and cheap ion gun equipmenСистема зондування плазми пучком важких іонів відома як унікальний інструмент для прямих вимірювань потенціалу плазми. Вона також дозволяє одержувати інформацію про густину плазми, температуру і профіль току. Метод заснований на інжекції пучка однозарядних іонів у плазму та реєстрації двозарядних часток, утворених у результаті зіткнень з електронами плазми. Область іонізації у плазмі визначає елементарний об’єм, у якому здійснюється вимірювання потенціалу плазми. Положення і розмір елементарного об’єму визначається за допомогою розрахунків траєкторій зондуючих часток. Проаналізовано три варіанти: інжекція іонів Cs⁺, Tl⁺ та нейтральних атомів для параметрів TCABR: B0 = 1.5 T, Ipl = 135 кA. Розрахунки показують можливість одержання профілів параметрів плазми TCABR за допомогою системи швидкого сканування по кутам інжекції іонного пучка. У всіх випадках інжекції іонного пучка необхідно застосування вигнутого іонопроводу для транспортування іонного пучка від вихідних відхиляючих пластин до порту токамака. Інжектор первинного іонного пучка повинен бути розташований поза областю сильного магнітного поля , а його довжина буде біля 1,5 м. Енергія іонного пучка (біля 100 кеВ для Cs⁺ або Tl⁺) дозволяє застосувати компактний и дешевий іонний інжектор.Система зондирования плазмы пучком тяжелых ионов известна как уникальный инструмент для прямых измерений потенциала плазмы. Она так же позволяет получать информацию о плотности плазмы, температуре и профиле тока. Метод основан на инжекции пучка однозарядных ионов в плазму и регистрации двухзарядных частиц, образующихся в результате столкновений с электронами плазмы. Область ионизации в плазме определяет элементарный объем, в котором происходит измерение потенциала плазмы. Положение и размер элементарного объема определяются с помощью расчета траекторий зондирующих частиц. Проанализировано три варианта: инжекция ионов Cs⁺, Tl⁺ и нейтральных атомов для параметров TCABR: B0 = 1.5 T, Ipl = 135 kA. Расчеты показывают возможность получения профилей параметров плазмы TCABR с помощью системы быстрого сканирования по углу инжекции ионного пучка. Во всех случаях инжекции ионного пучка необходимо использование изогнутого ионопровода для транспортировки ионного пучка от выходных отклоняющих пластин до порта токамака. Инжектор первичного ионного пучка должен быть расположен вне области сильного магнитного поля , а его длина составит около 1,5 м. Энергия ионного пучка (около 100 кэВ для Cs⁺ или Tl⁺) позволяет использовать компактный и дешевый ионный инжектор