Анотація до роботи:

Фомін О.О. Метод і інструментальні засоби модельної діагностики нелінійних динамічних об'єктів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.13.06 – Автоматизовані системи управління і прогресивні інформаційні технології. – Одеський національний політехнічний університет, Одеса, 2005.

Дисертація присвячена питанням підвищення достовірності діагностування нелінійних динамічних об'єктів шляхом розвитку методу модельної діагностики з використанням непараметричної ідентифікації об'єктів контролю у вигляді інтегро-степеневих рядів Вольтерра для формування простору діагностичних ознак і розробка на його основі інструментальних засобів діагностування станів технічних і біологічних об'єктів.

Актуальність роботи складається в необхідності розвитку методів контролю та діагностики нелінійних динамічних об'єктів, створенні сучасних інструментальних засобів повнофункціональної проблемно-орієнтованої автоматизованої системи діагностичного контролю.

У дисертації розв’язана задача підвищення достовірності діагностування нелінійних динамічних об'єктів шляхом розвитку методу модельної діагностики з використанням непараметричної ідентифікації об'єктів контролю у вигляді інтегро-степеневих рядів і розроблені на його основі інструментальні засоби діагностування станів об'єктів різної природи. В роботі отримані наступні результати:

1. Удосконалено метод модельної діагностики у просторі ознак, отриманих на основі результатів ідентифікації ОК з використанням нелінійних динамічних моделей у вигляді РВ, запропоновано застосування евристичних ознак, моментів, вейвлет–перетворень та розкладання Карунена-Лоева для стискування діагностичних моделей ОК у вигляді РВ. Отримані за допомогою імітаційного моделювання ОК результати показують переваги методу при розпізнаванні чотирьох класів станів тестових нелінійних ОК перед методами, що використовують лінійні моделі ОК на 18,3%. Визначені найбільш цінні для діагностування евристичні ознаки (ІПР P=0.987), моменти (ІПР P=0.98), коефіцієнти вейвлет-перетворення (ІПР P=0.983). Встановлено, що найбільшою завадостійкістю володіють системи евристичних ознак і коефіцієнтів вейвлет-перетвореннь.

2. Встановлено зв'язок метода максимальної правдоподібності і метода стохастичної апроксимації для квадратичного вирішувального правила. Запропоновано комбінований метод навчання, що складається у використанні в якості початкових значень коефіцієнтів квадратичного вирішувального правила в адаптивному алгоритмі стохастичної апроксимації значень, отриманих на основі методу максимальної правдоподібності. У задачі діагностики пародонта з законами розподілу параметрів у класах відмінними від нормального, застосування комбінованого методу дозволило знизити кількість ітерацій рекурентної процедури методу стохастичної апроксимації з 280 до 2 і одержати вирішувальне правило, що забезпечує ІПР на 4,6% більше, ніж у методі максимальної правдоподібності.

3. Розроблені і програмно реалізовані обчислювальні алгоритми визначення інформативності різних сукупностей діагностичних ознак на основі методів повного і скороченого перебору. Розроблено новий метод квазіповного перебору ознак при дослідженні їх інформативності, що дозволяє зменшити множину сукупностей ознак, за рахунок відбору тільки тих, для яких достовірність розпізнавання не виходить за межі заданого інтервалу відхилення від максимального значення. В задачі продовження ресурсу різального інструмента застосування цього методу дозволило одержати рішення за достовірністю розпізнавання на 11% краще, ніж методом скороченого перебору при порівнянному часі обчислень.

4. Запропоновані критерії оцінки якості сукупностей діагностичних ознак в задачах багатоальтернативної класифікації, що дозволяє виділити найбільш ефективні за достовірністю розпізнавання підмножини з базової множини ознак.

5. Розроблена АСДК IСIДА, в якій реалізовано ефективні обчислювальні алгоритми багатоальтернативної класифікації на основі методів функцій правдоподібності, стохастичної апроксимації та запропонованого в дисертаційній роботі комбінованого методу побудови вирiшувальних правил, алгоритми визначення інформативності різних сукупностей діагностичних ознак на основі оцінки якості синтезуємої системи класифікації з використанням методів повного, скороченого перебору та запропонованого квазiповного перебору.

6. Розроблена і програмно реалізована технологія розподілених обчислень у локальній мережі з використанням стандартних засобів ОС Linux при розв’язанні задач визначення інформативності ознак.

7. Розроблені інструментальні засоби застосовано для вирішення кількох практичних задач:

– побудовано статистичний класифікатор станів різальної частини інструментів та прогнозування їх залишкового робочого ресурсу, впроваджений в ВАТ “Український науково-дослідний інститут верстатів, інструментів і приладів” (УКРНДІВІП), м. Одеса;

проведено комплекс експериментальних досліджень при формуванні систем діагностичних ознак, результати яких впроваджені в наукові розробки кафедри морського радіозв’язку Одеської національної морської академії;

в стоматології для діагностування та прогнозування основних клініко-біохімічних форм розвитку генералізованого пародонтиту.

Публікації автора:

1. Фомин А.А. Применение современных информационных технологий в системах диагностического контроля // Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету: Наукові праці КДПУ. – Кременчук: КДПУ. – 2003. – Вин. 3 (20). – С. 179 – 182.

   Павленко В.Д., Фомин А.А. Повышение точности построения решающего правила в методах статистической классификации // Электронное моделирование. – 2001. – Т. 23, №4. – С. 61 – 68.

   Павленко В.Д., Фомін А.А. Метод побудови простору ознак для розпізнавання станів нелінійних об`єктів контролю на основі багатомірних вагових функцій. // Вісник вінницького політехнічного інституту.– 2003.– №6.– С. 268 – 274.

   Павленко В.Д., Фомин А.А., Ковалёв В.В. Исследование информативности диагностических признаков, формируемых на основе ядер Вольтерра // Наукові праці Донецького націоналдьного технічного університету. Серія: Обчислювальна техніка та автоматизація. – Донецьк. –2002. – Вип. 47. – С. 256 – 264.

   Павленко В.Д., Фомин А.А. Выбор начального приближения в адаптивных алгоритмах построения решающего правила статистической классификации // Праці УНДІРТ. – 2001. –№3 (27). – С. 89 – 91.

   Павленко В.Д., Фомин А.А. Критерии отбора информативных совокупностей признаков при многоклассовом распознавании. // Труды ОПУ. –2000. – Вып. 3. – С. 146 – 150.

   Деревянченко А.Г., Павленко В.Д., Фомин А.А. Отбор информативных признаков и распознавание состояний инструментов с применением нейронных сетей // Резание и инструмент в технологических системах. Международ. н.-т. сб. – Харьков: НТУ "ХПИ". – Вып. 59. – 2001. – С. 52 – 57.

   Деревянченко А.Г., Павленко В.Д., Фомин А.А. Диагностирование состояний режущих инструментов с использованием нейронных сетей // Труды ОПУ. –2001. – Вып. 2. – С. 41 – 44.

   Павленко В.Д., Фомин А.А. Отбор информативных совокупностей диагностических параметров в задачах многоклассового распознавания образов. // Космічна наука і технологія. Додаток до журналу. – 2001. – Т. 7, №1. – С. 43 – 47.

   Павленко В.Д., Фомін О.О. Методи редукції діагностичних моделей нелінійних дінамічних об`ектів контролю на основі багатомірних вагових функцій // Оброблення сигналів і зображень та розпізнавання образів: Праці 7-ої Всеукраїнської міжнародної конференції УкрОБРАЗ'2004.–Київ.– 2004.– С. 100–103.

   Павленко В.Д., Фомин А.А. Анализ помехоустойчивости методов редукции диагностических моделей нелинейный непрерывных динамических объектов // Автоматика-2004: Материалі 11-ї міжнародної конференції по автоматичному управлінню. – Київ. – 2004. – С. 81.

   Павленко В.Д., Фомин А.А. Формирование пространства диагностических признаков на основе моделей объектов контроля в виде рядов Вольтерра // Труды III Международной конференции «Идентификация систем и задачи управления» SICPRO`04. Москва, 28-30 января 2004 г. Институт проблем управления им. В.А.Трапезникова РАН. – М.: – 2004. – С. 899 – 918. – На компакт диске ISBN 5-2001-14966-9.

   Павленко В.Д., Фомин А.А., Череватый В.В. Построение пространства диагностических признаков на основе моделей объектов контроля в виде рядов Вольтерра // Вторая международная конференция по проблемам управления (Москва, ИПУ РАН, 17-19 июня 2003 года): Избранные труды в двух томах. Том 2. – М.: Институт проблем управления. – 2003. – С. 110 – 117.

   Павленко В.Д., Фомин А.А. Комбинированный метод построения решающего правила статистической классификации // Автоматика-2000. Міжнародна конференція з автоматичного управління, Львів, 11-15 вересня 2000: праці в 7-ми томах.-т.7 ч.2. – Львів: Державний НДІ інфраструктури. – 2000. – С. 151– 156.

   Павленко В.Д., Фомин А.А. Генетический метод квазиполного перебора оценки информативности диагностических признаков // Материалы 10-й Международной конференции по автоматическому управлению "Автоматика-2003", г. Севастополь, 15-19 сентября 2003 г. – Севастополь: СНТУ.– 2003.– Т.3.– С. 92–93.

   Павленко В.Д., Фомин А.А., Череватый В.В. Построение пространства диагностических признаков на основе моделей объектов контроля в виде рядов Вольтерра. // Труды II Международной конференции по проблемам управления, Москва 17-19 июня 2003. – М: Институт проблем управления РАН. – 2003. – С. 126.

   Павленко В.Д., Фомин А.А., Бальжик А.Г. Автоматизированная система научных исследований для решения задач диагностического контроля. // Материалы 10-го семинара «Моделирование в прикладных научных исследованиях» – Одесса: ОНПУ, 2003. – С. 83 – 87.

   Павленко В.Д., Фомін О.О. Метод побудови простору ознак для розпізнавання станів нелінійних об`єктів контролю на основі багатомірних вагових функцій. // Контроль і управління в складних системах. (КУСС – 2003). Тези доповідей сьомої міжнародної науково – технічної конференції, м. Вінниця, 8 – 11 жовтня 2003 року. – Вінниця: «УНІВЕРСУМ – Вінниця». – 2003, – С. 44.

   Павленко В.Д., Фомін О.О. Стиснення даних при формуванні простору діагностичних ознак на основі нелінійних непараметричних моделей об’єктів контролю // Оброблення сигналів і зображень та розпізнавання образів: Праці 6-ої Всеукраїнської міжнародної конференції УкрОБРАЗ'2002.– Київ.–2002.– С. 100–103.

   Павленко В.Д., Фомин А.А., Ковалёв В.В. Исследование информативности диагностических признаков, формируемых на основе ядер Вольтерра // Матеріали Міжнародної конференції з управління "Автоматика-2002". 16-20 вересня 2002 р., м. Донецьк, Україна: в 2-х т. – Донецьк. – 2002. – Т. 1. – С. 67 – 68.

   Павленко В.Д., Фомин А.А. Построение решающего правила для диагностирования состояний технических объектов при нечетком описании классов// Міжнародна конференція з управління "Автоматика-2001". 10-14 вересня 2001 р., м. Одеса – Одеса: ОДПУ. – 2001. – Т. 2. – С. 161–162.

   Павленко В.Д., Фомин А.А., Щепетов E.С. Комбинированный метод построения решающего правила статистической классификации // Труды Международной научно-практической конференция "Современные информа-ционные и электронные технологии" (СИЭТ-2000). – Одесса. – 2000. – С. 44 – 45.

   Павленко В.Д., Фомін О.О., Шибаєв В.О. Інтегрована інструментальна система для рішення задач діагностичного контролю. // Оброблення сигналів і зображень та розпізнавання образів: Праці 5-ої Всеукраїнської міжнародної конференції УкрОБРАЗ'2000. – Київ. – 2000. – С. 141 – 144.

   Павленко В.Д., Фомин А.А. Статистическая классификация объектов при нечётком описании классов. // Всеукраїнська науково-практична конференція з міжнародною участю "Людина і космос" (Дніпропетровськ, 12-15 квітня 2000 р.). – Дніпропетровськ, НЦАОМУ. – 2000. – С. 297.

   Павленко В.Д., Фомин А.А. Отбор информативных совокупностей диагностических параметров в задачах многоклассового распознавания образов – У зб. тез.: Всеукраїнська науково-практична конференція з міжнародною участю "Людина і космос" (Дніпропетровськ, 12-15 квітня 2000 р.). – Дніпропетровськ, НЦАОМУ. – 2000. – С. 233.

   Павленко В.Д., Фомин А.А., Качур С.И, Михальчук В.В. Интегрированная инструментальная среда для решения задач статистической классификации. // Международная научно-практическая конференция молодых ученых "Молодежь третьего тысячелетия: гуманитарные проблемы и пути их решения". – Одесса. – 2000. – С. 190 – 194.

   Фомин А.А., Павленко В.Д. Автоматизированная система научных исследований для решения задач неразрушающего контроля // Всеукраинская молодежная научно-практическая конференция «Человек и космос»: Сборник тезисов. – Днепропетровск: НЦАОМУ. – 1999. – С 123.