Методы и модели контроля состояния сложных динамических объектов на основе измерительной информации с использованием алгоритмов интеллектуального анализа данных

• Автор: Жукова, Наталия Александровна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 176 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Анализ современного состояния, тенденций и перспектив развития систем оперативного контроля состояния сложных динамических объектов

1.1. Основные понятия и определения

1.2. Анализ современных подходов к построению систем оперативного контроля состояния сложных динамических объектов на основе анализа ТМИ.

1.2.1. Основные требования к современным системам ОКССДО на основе ТМИ

1.2.2. Типовая структура систем ОКССДО на основе ТМИ.

1.2.3. Методы анализа ТМИ на этапе вторичной обработки.

1.2.4. Оценка современных систем ОКССДО на основе ТМИ

1.3. Интеллектуальные системы ОКССДО.

1.3.1. Понятие интеллектуальной системы ОКССДО.

1.3.2. Обобщенная структура интеллектуальной системы ОКССДО
1.4. Сравнительный анализ алгоритмов интеллектуального анализа, используемых для обработки данных
1.4.1. Алгоритмы сегментации.
1.4.2. Алгоритмы кластерного анализа.
1.4.3. Алгоритмы классификации.
1.4.4. Алгоритмы ассоциации
1.4.5. Алгоритмы секвенциального анализа.
1.5. Цель и задачи исследования
1.6. Выводы по главе 1.
Глава 2. Разработка обобщенного подхода, моделей и алгоритмов анализа ТМИ, используемых в иггеллсктуальиьх системах ОКССДО
2.1. Разработка обобщенного подхода к решению задачи ОКССДО на основе ТМИ
2.2. Разработка моделей сигналов.
2.2.1. Типы используемых моделей.
2.2.2 Структурная модель сигнала нулевого уровня.
2.2.3 Структурная модель сигнала первого уровня
2.2.4 Структурная модель сигнала второго уровня
2.2.5 Структурная модель сигнала третьего уровня.
2.3. Разработка методов выделения сегментов в ТМ сигналах.
2.3.1. Постановка задачи сегментации
2.3.2. Особенности ТМ сигналов
2.3.3. Обобщенная схема построения модели первого уровня
2.3.4. Метод сегментации ММС
2.3.5. Метол сегментации ВМС
2.3.6 Метод улучшения качества сегментации ВМС на основе алгоритмов совместной сегментации коррелированных сигналов.
2.4. Разработка алгоритмов кластерного анализа для формирования классов состояний ВМС.
2.4.1. Постановка задачи кластеризации
2.4.2.Алгоритм кластерного анализа для ТМ сигналов
2.4.3. Определение принадлежности к сформированным классам сегментов контролируемых сигналов.
2.5. Разработка алгоритмов секвенциального анализа для обработки ГМ сигналов
2.5.1. Постановка задачи секвенциального анализа
2.5.2. Алгоритм построения шаблонов ТМ сигналов.
2.5.3. Алгоритм выявления аномальных и преданомальиых ситуаций в новых данных на основе сфолрмированных шаблонов.
2.6. Выводы по главе
Глава 3. Разработка алгоритмов, ориентированных на использование в интеллектуальных системах ОКССДО
3.1. Разработка метода сокращения размерности набора анализируемых признаков
3.1.1. Постановка задачи сокращения размерности набора анализируемых признаков.
3.1.2. Разработ ка алгоритмов ассоциации для сокращения набора анализируемых признаков.
3.1.2.2. Схема применения алгоритмов ассоциации при обработке ТМИ.
3.1.2.3. Формирование компактных 1рупп объектов на основе алгоритмов кластерного анализа.
3.1.2.4. Модификация алгоритма Арпоп.
3.1.2.5. Модификация алтритма РгесНсбуеАргюп.
3.1.2.6. Особенности применения алгоритмов ассоциации при обработке ТМИ
3.2. Разработка метода визуализации телеметрических параметров с использованием решеток понятий
3.2.1. Постановка задачи визуализации.
3.2.2. Метод анализа формальных понятий.
3.2.3. Вычислительная модель решетки понятий
3.2.4. Метод упрощения вычислительной модели решетки понятий
3.2.5. Дополнение вычислительной модели решетки понятий.
3.2.6. Пример анализа параметров СДО на основе дополненной модели.
3.3. Выводы по главе
Глава 4. Проектирование и программная реализация систем ОКССДО
4.1. Обобщенная модель функционирования интеллектуальных систем ОКССДО
4.2. Варианты организации хранения и использования данных и знаний в системах ОКССДО
4.2.1. Принципы построения систем ОКССДО на основе баз данных.
4.2.2. Принципы построения систем ОКССДО на базе экспертных систем
4.2.3. Принципы построения систем ОКССДО с использованием онтологического
подхода.
4.4.2. Оценка вариантов организации хранения и использования данных и знаний в системах ОКССДО.
4.3. Архитектура системы ОКССДО на основе онтологическою подхода
4.4. Реализация проготинного варианта системы ОКССДО
4.4.1. Описание основных пользовательских интерфейсов прототипного вариан та системы.
4.4.2. Экспериментальные исследования на реальных сигналах
4.5. Выводы по главе
Заключение
Список литературы


После селекции и преобразования наиболее важные параметры отображаются обычно не только с помощью электроннолучевых индикаторов, но и с помощью графических устройств. Обзорные фафики дополняются метками времени и другой служебной информацией, облегчающей ее дешифровку и быстрое восприятие. С выхода приемнорегистрирующей аппаратуры информация поступает в электронновычислительную машину для обработки данных телеизмерении. С этой целью применяются как универсальные, так и специализированные вычислительные машины. Возможна также неавтоматизированная Ручная обработка данных. В результате обработки данных получаются графики и таблицы измеряемых физических величин ТМП в абсолютных или относительных единицах с привязкой к бортовому или наземному времени. В настоящее время существует большое количество различных ИТС. Обычно ИГС классифицируются по ряду признаков назначению, области применения, принципу измерения параметров, способу разделения каналов, методу передачи информации и др. По назначению ИТС подразделяются на оперативные, регистрирующие и комбинированные. Оперативные ИТС входят в состав системы телеуправления в качестве информационного звена. Измерительная информация, получаемая с помощью телеметрической системы, используется с цслыо формирования команд управления. Регистрирующие ИТС служат для документальной регистрации большого числа разнообразных ТМП, характеризующих работу агрегатов и систем объекта, параметров окружающего пространства, медикобиологических параметров и др. По сравненшо с оперативными системами, регистрирующие ИТС имеют большое число каналов и характеризуются значительным временем обработки информации. Комбинированные ИТС выполняют функции как оперативных, гак и регистрирующих систем. Большинство современных ИТС относится к комбинированным системам. В зависимости от области применения ИТС можно разделить на ряд типов для контроля производственных процессов, для различных научных исследований, для испытаний авиационной, ракетнокосмической техники и т. Каждый из указанных типов ИТС имеет ряд существенных особенностей, касающихся как принципов построения, так и конструктивных решений. По принципу измерения телеметрируемых параметров ИТС можно разделить на системы телесигнализации и системы телеизмерений. Первые служат главным образом для передачи отдельных значений ТМП и событий да нет, включено выключено, работает не работает и т. Как правило, системы телесигнализации отличаются относительно невысокой скоростью передачи данных. Системы второго типа позволяют контролировать характер изменения ТМП во времени с необходимой точностью, а также передават ь дискретные сигнальные сообщения. Канал связи этих систем обычно отличается большой пропускной способностью. По способу разделения каналов ИТС подразделяются па системы с временным, частотным адресным и комбинированным разделением каналов. Наиболее часто на практике используется комбинация частотного и временного разделения каналов. В зависимости от типа линии связи ИТС делятся на системы с проводным каналом, радиоканалом и оптическим каналом связи. Системы проводной телеметрии широко применяются в промышленности и военном деле. К ним, в частности, относятся стендовые регистраторы, используемые при отработке реактивных двигателей на испытательных стендах. По принципу использования канала связи ИТС подразделяются на системы с собственным каналом и с совмещенным каналом. На пракгике часто одна радиолиния служит для измерения параметров движения и передачи телеметрической информации. Совмещение каналов позволяет снизить вес аппаратуры и потребление электроэнергии на борту летательного аппарата. По способу передачи телеметрической информации ИТС делятся на аналоговые и цифровые. Цифровые методы передачи информации широко используются в космической телеметрии. Они обладают достаточно высокой помехоустойчивостью, относительно узкой полосой частот и рядом других положительных качеств. По информативности пропускной способности ИТС делятся на системы малой, средней и высокой информативности.