Ivan Kaspirovich

@pfur.ru

Peoples' Friendship University of Russia, Department of Sciences, Institute pf Physical Research and Technologies

Ivan Kaspirovich


               Download Compact PDF  
https://researchid.co/kaspirovich.ivan

EDUCATION

Peoples' Friendship Unversity of Russia, Master Degree in Physics, 2017

RESEARCH INTERESTS

Numerical integration
23

Scopus Publications

96

Scholar Citations

5

Scholar h-index

3

Scholar i10-index

Scopus Publications

  • Dynamics of a Telescopic Link with Active Damping Based on the Magnetorheological Fluid
    A. O. Blinov, A. V. Borisov, I. E. Kaspirovich, R. G. Mukharlyamov
    Journal of Computer and Systems Sciences International, 2025
    Abstract A solution to the simulation problem of telescoping-link dynamics with damping is proposed in this article. The stiffness of the link is variable and is controlled by magnetorheological fluid. The previously created models are updated. Currently, the geometrical dimensions of the top and the bottom rods are taken into account, as well as those of the cylinder, the cylinder covers, and the piston that moves inside the cylinder with magnetorheological fluid. The models also take into account their masses and the axial moments of inertia. The load at the end of the link due to its interaction with the other links of the mechanism is approximated by a uniform ball. The variation of the link mass and its moment of inertia in the process of the magnetorheological fluid movement between the two cylinder sections separated by the piston with channels is also taken into consideration. The proposed refinements improve the consistency of the mechanical model with the actual technical device. The functional and control models of the proposed telescopic link with damping for the next-generation exoskeletons with enhanced comfort are described. Solutions of the direct and inverse dynamics problems are presented.
  • 3D Model of the Upper Limb Link of a Variable-Length Exoskeleton with Controlled Rigidity and a Movable Pole for Construction Workers
    Robert Mukharlyamov, Ivan Kaspirovich, Andrey Borisov, Kseniia Maslova, Veronika Borisova
    Advances in Transdisciplinary Engineering, 2025
    Unloading the upper limbs of their bodies is a serious problem in preventing occupational diseases and increasing the productivity of construction workers. An effective approach to this task is the use of exoskeletons for the upper limbs, or exosuits for the entire musculoskeletal system of the builder. The proposed link model has seven possible movements: three translational movements of the pole, three rotations around the pole, and a change in the length of the link when the upper part moves relative to the pole. The dynamics of the link is described by Lagrange equations of the second kind, which constitute a system of seven ordinary differential equations of second order. To accelerate the compilation of motion equations, the quaternion algebra apparatus is used to obtain transition matrices from the previous coordinate system to the next system. The forces and moments necessary to realize given movements of the link are determined using program communication equations. The use of link structures based on the proposed model when combined into multi-link structures can be used in the development of exoskeletons for upper limbs that enhance the physical abilities of construction workers and in the creation of autonomous robots.
  • CONSTRUCTING EQUATIONS OF RIGID BODY SYSTEMS DYNAMICS AND ALGORITHMS FOR SOLVING CONTROL PROBLEMS OF BIOMECHANICAL SYSTEMS
    , Robert Mucharlyamov, Andrey Borisov, Ivan Kaspirovich, Kseniia Maslova
    Russian Journal of Biomechanics, 2025
    The article proposes two new approaches to studying the biomechanics of anthropoid structures.The first method involves constructing systems of differential equations of motion using functions of a complex variable, which simplifies the determination of link coordinates defined by a single complex function in exponential form. This approach facilitates the calculation of the squares of the velocities of the links' centers of mass and accelerates the process of computing the system's kinetic energy. Two models of a mechanism with five movable links are considered, differing only in the method of measuring the angles that determine the positions of the links. The description of the method is illustrated using the example of a more intuitive mechanism model, with angles measured from the horizontal axis of the fixed reference frame. For the mechanism model with angles measured from the axes of local coordinate systems, the procedure for constructing the system of differential equations of motion is similar but significantly more cumbersome. The second method pertains to solving the problem of controlling the motion of an anthropoid mechanism and involves the application of various interpolation and approximating functions for the control moments. A comparative analysis of control moments defined by piecewise-continuous step functions, interpolation polynomials, and fifth-degree polynomials was conducted by solving the Cauchy problem for the system of differential equations. It was found that the solution corresponds to motion sufficiently close to anthropoid movement. An analysis of approximation error calculations shows that the minimum value is achieved when using an interpolation polynomial.
  • Mechanical Model of an Anthropoid on a Plane
    Alexander Blinov, Andrey Borisov, Ivan Kaspirovich, Robert Mukharlyamov, Veronika Borisova
    Aip Conference Proceedings, 2024
  • Analysis of Possible Solutions of Some Inverse Dynamical Problem with Regard for Constraint Stabilization
    R. G. Mukharlyamov, I. E. Kaspirovich
    Lobachevskii Journal of Mathematics, 2024
    Abstract Methods for constructing systems of second-order ordinary differential equations whose solutions satisfy the constraint stabilization conditions are outlined. Modified Helmholtz conditions are used to bring the system to the form of the Lagrange equations. The expression of the central force is determined, which ensures the stabilization of the points movement trajectory.
  • On some estimations of deviations between real solution and numerical solution of dynamical equations with regard for Baumgarte constraint stabilization
    M.I. Akylbayev, I. Kaspirovich
    Bulletin of the Karaganda University Mathematics Series, 2024
    The numerical solution of a system of differential equations with constraints can be unstable due to the accumulation of rounding errors during the implementation of the difference scheme of numerical integration. To limit the amount of accumulation, the Baumgarte constraint stabilization method is used. In order to estimate the deviation of real solution from the numerical one the method of constraint stabilization can be used to derive required formulas. The well-known technique of expansion the deviation function to Taylor series is being used. The paper considers the estimation of the error of the numerical solution obtained by the first-order Euler method.
  • Stabilization of Optimal Trajectories of Dynamical Systems
    Ivan E. Kaspirovich, Robert G. Mukharlyamov
    IUTAM Bookseries, 2024
  • Simulation of horse rider motion during start from the state of rest
    Vladlena Badyaeva, Ivan Kaspirovich, Robert Mukharlyamov
    Proceedings of SPIE the International Society for Optical Engineering, 2024
    The software, implementing the mathematical model of a horse rider with four links, is presented in the article. The rider is on the horse, which is a mobile base. Unlike to the previously compiled models, this research considers the start-up operations and the accelerated motion of the horse. The local systems of coordinates are used in the software for describing dynamics of the rider on the mobile horse. These systems are more suitable for specifying the angles between the links, which corresponds to the rider’s biomechanics, whose musculoskeletal system changes these angles, applying internal efforts. The algorithm of compiling the system of equations of motion using the Lagrange equations of the second kind is implemented in the software. The programmed motion control is applied to the model. The accelerated motion of the mobile base in the form of horse as well as the angles between the rider’s links are specified by analytical differentiable functions, synthesizing the mechanical system motion resembling that of a real horse rider. Using the created software, the inverse dynamics problem has been solved. The control torques, changing the angles between the links, and the reactions of mobile base are found. The presented software, the mathematical model of the system, and the results of the research can be used for formulating recommendations for designing programming exercise machines with various working modes, which allow for rider training regardless of environment and weather conditions, horse fatigue, stable remoteness, and other aspects. It will allow horsemen to practice complex skills without fear of possible injury.
  • Exosuit with telescopic link for training and rehabilitating horsemen
    Vladlena Badyaeva, Ivan Kaspirovich, Robert Mukharlyamov
    Proceedings of SPIE the International Society for Optical Engineering, 2024
    The article describes software developed for simulating mechanical model of a training machine. The training machine is an exosuit with mobile fixing points of feet in stirrups. The exosuit includes four absolutely rigid links to which the feet, the shins, the hips, and the corps of the rider are attached. The foot attachment point corresponds to the horse’s center of mass with which the rider interacts by standing in stirrups. The motion of this point is implemented by a telescopic link firmly fixed to a supporting surface. Cylindrical hinges implement rotation of the links. It is assumed that friction in the hinges is negligible. A torque, applied to the hinge that is fixed to the supporting surface, and a lengthwise force, applied to the variable-length link section and thus changing the distance between the link ends, control the telescopic variable-length link that simulate the motion of the horse corpse. The method of programmed motion control is used in the created mathematical model. The developed software is used for synthesizing the exosuit motions close to those of a real horse rider by specifying periodic differentiable functions implementing anthropomorphic motions that subsequently can be used for inverse dynamics problem solution. The exosuit simulation results, obtained using the developed software, can be recommended for designing programmed training machines. These training machines have broad application perspectives not only in sports, but also in medical rehabilitation centers, where they can be used to restore motor capabilities of human musculoskeletal system.
  • Application of Baumgarte Constraint Stabilization to Inverse Dynamical Problem
    K. Z. Kaspirovich, R. G. Mukharlyamov, I. E. Kaspirovich
    Lobachevskii Journal of Mathematics, 2024
    Abstract Dynamical systems are often being described with the help of the ordinary differential equations. But only a few problems can be solved analytically. Basically, the quantity theory of ordinary differential equations or numerical methods are used to analyze the properties of the solution. But most of the difference schemes can lead to the numerical instability with the regard for the constraints. To avoid the accumulation of errors, J. Baumgarte suggested to use the method of constraint stabilization. In this paper, the methods of solving inverse dynamical problems with regard for constraint stabilization are investigated.
  • 3D Model of Exoskeleton Lower Limbs with Four Variable-Length Links of Adjustable Stiffness for Builder and Rescue Works
    Robert Mukharlyamov, Ivan Kaspirovich, Andrey Borisov, Veronika Borisova
    Advances in Transdisciplinary Engineering, 2024
  • DYNAMICS CONTROL OF AN ANTHROPOID EXO-DEVICE WITH FIVE LINKS
    Филиал национального исследовательского университета «Московский энергетический институт», Alexander Blinov, Andrey Borisov, I. E. Kaspirovich, Российский университет дружбы народов им. Патриса Лумумбы, et al.
    Russian Journal of Biomechanics, 2024
  • Electromechanical Model of Variable-Length Link for Exoskeleton or Prosthesis
    Alexander Blinov, Andrey Borisov, Ivan Kaspirovich, Robert Mukharlyamov, Konstantin Filippenkov
    Lecture Notes in Networks and Systems, 2023
  • Robotic Controlled Electromechanical Model of Two Links of Variable Length for Aerospace Purposes
    A. V. Borisov, I. E. Kaspirovich, R. G. Mukharlyamov, K. D. Filippenkov
    Russian Aeronautics, 2022
  • On Mathematical Modeling of the Dynamics of Multilink Systems and Exoskeletons
    A. V. Borisov, I. E. Kaspirovich, R. G. Mukharlyamov
    Journal of Computer and Systems Sciences International, 2021
  • DYNAMIC CONTROL OF COMPOUND STRUCTURE WITH LINKS OF VARIABLE LENGTH
    A. V. Borisov, I. E. Kaspirovich, R. G. Mukharlyamov
    Mechanics of Solids, 2021
  • Possible solutions of inverse dynamical problems with regards for nonlinear constraint stabilization function
    I E Kaspirovich, R G Mukharlyamov
    Journal of Physics Conference Series, 2020
  • On a Problem of Programming the Movement of a Mobile Robot
    O.V. Matukhina, R.G. Mukharlyamov, I.E. Kaspirovich
    2020 International Multi Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies Fareastcon 2020, 2020
  • Determination of constraint stabilization parameters with multiple roots of characteristic equation
    I E Kaspirovich, K Z Askarova, R G Mukharlyamov
    Journal of Physics Conference Series, 2019
  • On Constructing Dynamic Equations Methods with Allowance for Atabilization of Constraints
    I. E. Kaspirovich, R. G. Mukharlyamov
    Mechanics of Solids, 2019
  • Constraint stabilization of two-wheeled sleigh
    I Kaspirovich
    Iop Conference Series Materials Science and Engineering, 2018
  • Constraint stabilization application to chaplygin systems
    I.E. Kaspirovich, R.G. Mukharlyamov
    2018 International Russian Automation Conference Rusautocon 2018, 2018
  • Application of constraint stabilization to nonholonomic mechanics
    I. E. Kaspirovich
    2016 2nd International Conference on Industrial Engineering Applications and Manufacturing Icieam 2016 Proceedings, 2016

RECENT SCHOLAR PUBLICATIONS

  • АНАЛИТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА, УСТОЙЧИВОСТЬ И УПРАВЛЕНИЕ
    ИЕ Каспирович
    Москва 2, 216-217 , 2026
    2026
  • АНАЛИТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА, УСТОЙЧИВОСТЬ И УПРАВЛЕНИЕ
    АВ Борисов, РГ Мухарлямов, ИЕ Каспирович, АА Коротких, ...
    Москва 2, 14-18 , 2026
    2026
  • УЧЕТ ТРЕНИЯ ПРИ РЕШЕНИИ ПРЯМОЙ И ОБРАТНОЙ ЗАДАЧ ДИНАМИКИ УПРАВЛЯЕМОГО ЭКЗОСКЕЛЕТА3
    АВ Борисов, ИЕ Каспирович, РГ Мухарлямов
    Ответственный редактор ММ Бузмакова, 11 , 2025
    2025
  • Учредители: Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермский научный центр Российской академии медицинских наук и Администрации Пермской области …
    ГВ КРАСНИКОВ, ИА МИЗЕВА
    РОССИЙСКИЙ ЖУРНАЛ БИОМЕХАНИКИ 28 (2), 85-96 , 2024
    2024
  • УПРАВЛЕНИЕ ДИНАМИКОЙ АНТРОПОИДНОГО ЭКЗОУСТРОЙСТВА С ПЯТЬЮ ЗВЕНЬЯМИ
    АО Блинов, АВ Борисов, ИЕ Каспирович, ЖК Киргизбаев, ...
    Российский журнал биомеханики 28 (4), 179-189 , 2024
    2024
    Citations: 1
  • Математическая модель тренажера «конь–наездник» и ее программная реализация в системе компьютерной математики Wolfram Mathematica
    ВК Бадяева, ИЕ Каспирович, РГ Мухарлямов
    Прикладная информатика 19 (1), 38 , 2024
    2024
    Citations: 2
  • Решение обратной задачи динамики экзоустройства с пятью звеньями
    АО Блинов, АВ Борисов, ИЕ Каспирович, РГ Мухарлямов
    Дифференциальные уравнения и их приложения , 2024
    2024
    Citations: 1
  • О СВЯЗИ ДИССИПАТИВНОЙ ФУНКЦИИ И СТАБИЛИЗАЦИИ СВЯЗЕЙ ПРИ РЕШЕНИИ ОБРАТНОЙ ЗАДАЧИ ДИНАМИКИ
    ИЕ КАСПИРОВИЧ
    Москва 5, 116 , 2023
    2023
  • Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования" Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы
    ИЕ Каспирович, РГ Мухарлямов
    Москва , 2023
    2023
  • О зависимости отклонения численного решения от реального при различных значениях параметров возмущений уравнений связей
    ИЕ Каспирович, РГ Мухарлямов
    Фундаментальные и прикладные задачи механики, 159-164 , 2023
    2023
  • Роботизированная управляемаяэлектромеханическая модель двух звеньевпеременной длины аэрокосмического назначения
    АВ Борисов, ИЕ Каспирович, РГ Мухарлямов, КД Филиппенков
    Известия высших учебных заведений. Авиационная техника , 2022
    2022
    Citations: 4
  • Применение метода стабилизации неголономных связей к задачам Воронца
    ИЕ Каспирович
    2022
  • Моделирование и управление многозвенной моделью сноубордиста
    АВ Борисов, ИЕ Каспирович, РГ Мухарлямов
    2022
    Citations: 1
  • Учредители: Казанский национальный исследовательский технический университет им. АН Туполева-КАИ
    РГ РАХМАТУЛЛИНА, АИ ГАРАЙШИН, АР МАСКОВА
    ВЕСТНИК КАЗАНСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 78 (1), 27-30 , 2022
    2022
  • Стабилизация связей в задаче Воронца
    ИЕ Каспирович
    ЭНЕРГЕТИКА, ИНФОРМАТИКА, ИННОВАЦИИ-2021, 252-255 , 2021
    2021
    Citations: 1
  • Программа составления системы дифференциальных уравнений Рауса для неголономной механической системы, моделирующей сноубордиста на лыже с тремя подвижными звеньями переменной длины
    АВ Борисов, ИЕ Каспирович, РГ Мухарлямов
    Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ , 2021
    2021
    Citations: 3
  • МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕГОЛОНОМНОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ С ДВУМЯ ПОДВИЖНЫМИ АБСОЛЮТНО ТВЕРДЫМИ ВЕСОМЫМИ ЗВЕНЬЯМИ
    АВ Борисов, ИЕ Каспирович, РГ Мухарлямов
    ЭНЕРГЕТИКА, ИНФОРМАТИКА, ИННОВАЦИИ-2021, 230-233 , 2021
    2021
  • Математическое моделирование динамики многомерных механических систем и решение задач управления
    АВ Борисов, ВЛ Борисова, ИЕ Каспирович, КЗ Каспирович, ...
    Издательство Универсум , 2021
    2021
    Citations: 5
  • О математическом моделировании динамики многозвенных систем и экзоскелетов
    АВ Борисов, ИЕ Каспирович, РГ Мухарлямов
    Известия Академии наук СССР. Техническая кибернетика 5 (5), 162-176 , 2021
    2021
    Citations: 20
  • Управление динамикой составной конструкции со звеньями переменной длины
    АВ Борисов, ИЕ Каспирович, РГ Мухарлямов
    Известия Академии наук СССР. Механика твердого тела, 72-87 , 2021
    2021
    Citations: 13

MOST CITED SCHOLAR PUBLICATIONS

  • О математическом моделировании динамики многозвенных систем и экзоскелетов
    АВ Борисов, ИЕ Каспирович, РГ Мухарлямов
    Известия Академии наук СССР. Техническая кибернетика 5 (5), 162-176 , 2021
    2021
    Citations: 20
  • Управление динамикой составной конструкции со звеньями переменной длины
    АВ Борисов, ИЕ Каспирович, РГ Мухарлямов
    Известия Академии наук СССР. Механика твердого тела, 72-87 , 2021
    2021
    Citations: 13
  • О методах построения уравнений динамики с учетом стабилизации связей
    ИЕ Каспирович, РГ Мухарлямов
    Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, 124-135 , 2019
    2019
    Citations: 10
  • Математическое моделирование динамики многомерных механических систем и решение задач управления
    АВ Борисов, ВЛ Борисова, ИЕ Каспирович, КЗ Каспирович, ...
    Издательство Универсум , 2021
    2021
    Citations: 5
  • МОДЕЛИРОВАНИЕ ЛЫЖНИКА-СНОУБОРДИСТА ЗВЕНОМ ПЕРЕМЕННОЙ ДЛИНЫ С ДВУМЯ ВЕСОМЫМИ АБСОЛЮТНО ТВЕРДЫМИ УЧАСТКАМИ [1]
    АВ Борисов, ИЕ Каспирович, ОВ Матухина, РГ Мухарлямов
    Вестник Технологического университета 23 (6), 78-84 , 2020
    2020
    Citations: 5
  • Применение метода стабилизации связей к задачам неголономной механики
    ИЕ Каспирович, РГ Мухарлямов
    LII Всероссийская конференция по проблемам динамики, физики частиц, физики … , 2016
    2016
    Citations: 5
  • Роботизированная управляемаяэлектромеханическая модель двух звеньевпеременной длины аэрокосмического назначения
    АВ Борисов, ИЕ Каспирович, РГ Мухарлямов, КД Филиппенков
    Известия высших учебных заведений. Авиационная техника , 2022
    2022
    Citations: 4
  • Матричный метод построения уравнений динамики многозвенных систем твердых тел
    АВ Борисов, ИЕ Каспирович, РГ Мухарлямов
    XIII Всероссийское совещание по проблемам управления ВСПУ-2019, 796-800 , 2019
    2019
    Citations: 4
  • Программа составления системы дифференциальных уравнений Рауса для неголономной механической системы, моделирующей сноубордиста на лыже с тремя подвижными звеньями переменной длины
    АВ Борисов, ИЕ Каспирович, РГ Мухарлямов
    Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ , 2021
    2021
    Citations: 3
  • Численное решение задачи динамики с обходом сингулярностей
    ИЕ Каспирович, РГ Мухарлямов
    Вестник Казанского технологического университета 20 (9), 89-92 , 2017
    2017
    Citations: 3
  • Математическая модель тренажера «конь–наездник» и ее программная реализация в системе компьютерной математики Wolfram Mathematica
    ВК Бадяева, ИЕ Каспирович, РГ Мухарлямов
    Прикладная информатика 19 (1), 38 , 2024
    2024
    Citations: 2
  • Уравнения движения модели сноубордиста с учетом неголономной связи
    АВ Борисов, ИЕ Каспирович, РГ Мухарлямов
    LVI Всероссийская конференция по проблемам динамики, физики частиц, физики … , 2020
    2020
    Citations: 2
  • МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ СНОУБОРДИСТА С МОДЕЛЬЮ НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ В ВИДЕ ЗВЕНА ПЕРЕМЕННОЙ ДЛИНЫ И ТОЧЕЧНЫМ КОРПУСОМ БАЛАНСИРОМ
    АВ Борисов, ИЕ Каспирович, РГ Мухарлямов
    LV Всероссийская конференция по проблемам динамики, физики частиц, физики … , 2019
    2019
    Citations: 2
  • Моделирование динамики снуобордиста звеньями переменной длины с двумя весомыми абсолютно твердыми участками
    АВ Борисов, КС Маслова, РГ Мухарлямов, ИЕ Каспирович
    Энергетика, информатика, инновации-2019, 262-266 , 2019
    2019
    Citations: 2
  • Управление трехзвенной моделью сноубордиста
    АВ Борисов, ИЕ Каспирович, РГ Мухарлямов
    XII Всероссийский съезд по фундаментальным проблемам теоретической и … , 2019
    2019
    Citations: 2
  • Динамика сноубордиста моделируемого звеном переменной длины составной конструкции
    АВ БОРИСОВ, ИЕ КАСПИРОВИЧ, РГ МУХАРЛЯМОВ
    Наука и технологии: актуальные вопросы, достижения, инновации, 261-272 , 2019
    2019
    Citations: 2
  • Стабилизация и управление простейшей моделью сноубордиста
    ИЕ Каспирович, РГ Мухарлямов
    XIII Всероссийское совещание по проблемам управления ВСПУ-2019, 207-211 , 2019
    2019
    Citations: 2
  • УПРАВЛЕНИЕ ДИНАМИКОЙ АНТРОПОИДНОГО ЭКЗОУСТРОЙСТВА С ПЯТЬЮ ЗВЕНЬЯМИ
    АО Блинов, АВ Борисов, ИЕ Каспирович, ЖК Киргизбаев, ...
    Российский журнал биомеханики 28 (4), 179-189 , 2024
    2024
    Citations: 1
  • Решение обратной задачи динамики экзоустройства с пятью звеньями
    АО Блинов, АВ Борисов, ИЕ Каспирович, РГ Мухарлямов
    Дифференциальные уравнения и их приложения , 2024
    2024
    Citations: 1
  • Моделирование и управление многозвенной моделью сноубордиста
    АВ Борисов, ИЕ Каспирович, РГ Мухарлямов
    2022
    Citations: 1