Синтез оцінки стану складної системи методами кластеризації

Abstract

У статті досліджено процес кодування сукупної оцінки стану складної системи. Проведений аналіз характеристик складних систем показує, що існує ряд систем, кінцевий стан яких у процесі керування невизначений, оскільки є декілька допустимих варіантів його реалізації. Крім того, з ’ясовано, що система цілком та її окремі складові знаходяться у станах, які можна задати дискретними цілочисельними значеннями або привести їх до такого виду. Загальна кількість можливих станів є невеликою та визначеною. При визначенні керуючого впливу на систему важливо також знати, який стан має кожна з складових цієї системи. Ці особливості вказують на труднощі використання методів визначення інтегральної оцінки стану системи, оскільки вони не дають змоги виділити окремі її складові. Використання методів розпізнавання образів є досить складним та ресурсоємним, тому мета дослідження передбачає розробку методів синтезу сукупної оцінки стану складної системи з можливістю контролю стану її складових, а предметом дослідження є коди з роздільним представленням складових. У статті запропоновано використати методи кластерного аналізу, що, у прикладному сенсі, визначають номер кластера, до якого належить об ’єкт управління. Розглянуті особливості представлення стану системи та її складових вказують на можливість використання методів м ’якої кластеризації з групуванням. Запропоновано та розглянуто методику синтезу сукупної оцінки стану складної системи на прикладі системи управління швидкістю вуглевидобувного комбайна. Використання кластеризації дало змогу обгрунтувати виділення окремих кластерів у просторі стану системи та принципи групування оцінок стану складових підсистем. У висновках обґрунтовано високий рівень адаптації синтезованого коду для використання у комп ’ютерних мережах і системах. The object of research is the coding process of the current system overall state assessment. The analysis of complex systems characteristics indicates systems with uncertain final state in the control process, since there are several valid options for its implementation. It was also established that the entire system and its components’ states can be set by discrete integer values or brought to this form. The total number of possible states is small and predetermined. These features indicate difficulties with methods for determining the integral estimation of the system state, since they do not allow to single out its individual components. The use of pattern recognition methods is quite complex and resource intensive. The goal of the work is synthesis methods development for a general estimation of the complex system state with ability to control its components state. The subject of the study is codes with a separate representation of the components. To solve this problem, we proposed cluster analysis methods that, in the applied sense, set the goal of determining the cluster number of the control object. The considered features of representing the system state and its components indicate the possibility of using soft clustering methods with grouping. In the work, the synthesis method for a general estimation of the complex system state is proposed and considered in terms of a coal-mining combine speed control system The use of clustering allowed the individual clusters allocation in the set of system states and the principles of grouping estimates of subsystems’ state. The conclusions of the work substantiate a high level of synthesized code adaptation for computer networks and systems.