[go: up one dir, main page]

WO2022191733A1 - Method for monitoring and controlling a stochastic system - Google Patents

Method for monitoring and controlling a stochastic system Download PDF

Info

Publication number
WO2022191733A1
WO2022191733A1 PCT/RU2021/000328 RU2021000328W WO2022191733A1 WO 2022191733 A1 WO2022191733 A1 WO 2022191733A1 RU 2021000328 W RU2021000328 W RU 2021000328W WO 2022191733 A1 WO2022191733 A1 WO 2022191733A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
distribution
entropy
output parameter
model
state
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/RU2021/000328
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Виталий Германович ПОЛОСИН
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of WO2022191733A1 publication Critical patent/WO2022191733A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion

Definitions

  • a device for measuring the characteristics of a random process, in which an increase in the reliability of determining the type of a symmetric distribution law of the probability of random parameters is provided by determining the entropy coefficient and the value of counter-kurtosis [3].
  • this device due to the procedures for comparing the entropy coefficient and counter-kurtosis, allows you to set normal, triangular, arcsine, trapezoidal, antimodal and uniform distributions, for all other forms the device displays the message “distribution is not defined”.
  • the selection of an asymmetric distribution is implemented without establishing its form.
  • control feature is to use a partial approximation of the trajectory as the target distribution density.
  • the main disadvantage of control is to replace the real probability density with its linear or parabolic approximation. In this case, the distribution law of the parameter remains unknown.
  • the closest to the proposed invention is a method for monitoring and controlling a dynamic system [5], which consists in registering the state of an object, forming a sample y, values of the output parameter y(t), determining the mathematical expectation M, the standard deviation s and the fourth central moment C4 of the distribution of the output parameter, the entropy potential of the output parameter D / *; formation of a database of reference parameters of the distribution law of the output parameter, checking the state of the object belonging to the area of the optimal state; transformation of the distribution law of the controlled parameter by changing the settings of the controller parameter, adjustment of the distribution law and formation of the control action.
  • the entropy coefficient of the symmetrical distribution and counter-kurtosis is determined; determination of the entropy-parametric criterion of the area of optimal control; determination of the value of the entropy-parametric potential of symmetric distributions; minimizing the value of the entropy-parametric potential of the dynamic system and adjusting the real parameter of the distribution law of the output parameter [5].
  • model parameters such as shape parameters and parameters of the scale of distributions of the output parameter.
  • the figure 1 shows an example of controlling the conditional distribution density of the output parameter for a generalized nonlinear and non-Gaussian stochastic system.
  • Figure 2 shows a diagram of a process that implements a known method for monitoring and controlling a dynamic system.
  • the figure 3 shows a topographic diagram illustrating the state of the dynamic system of the output parameter when implementing the known method of monitoring and control.
  • Figure 4 shows drawings of models for setting entropy and parametric uncertainties for symmetric and asymmetric distributions: a) an uncertainty model for a symmetrical distribution; b) uncertainty model for asymmetric distribution;
  • Figure 5 shows a diagram of the coordinate space of features, illustrating the state of the system with an unbiased asymmetric target distribution density of the output parameter.
  • Figure 6 shows a diagram of a process that implements the proposed method for monitoring and controlling a stochastic system with an unbiased asymmetric target distribution density of the output parameter.
  • the figure 7 shows a diagram of the process of forming the space of the optimal state of the stochastic system.
  • Figure 8 shows the process diagram for determining the scale of the output parameter distribution model for a stochastic system
  • the figure 9 shows the projection of the control zone on the normalized coordinates of the asymmetry and the entropy coefficient in the normalized space of signs of the optimal state of the system.
  • the figure 10 shows the projection of the control zone on the normalized coordinates of the kurtosis and the entropy coefficient in the normalized space of signs of the optimal state of the system.
  • the figure 11 shows the projection of the control zone on the normalized coordinates of asymmetry and kurtosis in the normalized space of signs of the optimal state of the system.
  • the figure 12 shows the projection of the space of entropy and parametric uncertainties of asymmetric distributions.
  • Figure 13 shows a functional diagram of a device for monitoring and controlling a stochastic system with an unbiased asymmetric target distribution density.
  • the figure 1 shows an example of controlling the conditional distribution density of the output parameter for a generalized non-linear and non-Gaussian stochastic system.
  • the real distribution density function of the output parameter is replaced by its nonlinear model in the form of a power series over a limited range of values of the observed parameter y.
  • the approximation of the target distribution density is specified up to the fourth order from the condition that the Gaussian distribution is taken as the desired distribution of the output parameter.
  • the disadvantage of the control and management method based on the analysis and target change of the entropy potential is the use of the entropy coefficient K n to control the degree of transformation of the distribution law.
  • the system when minimizing the entropy potential, can pass due to a change in the entropy coefficient into a low-entropy state in which the signal parameters remain unchanged [12].
  • the development of the method for controlling the entropy potential is a method for monitoring and managing the state of system uncertainty, based on the analysis and purposeful change in the value of the complex entropy potential 1d of the parameter of the system, equal to the ratio of the product of the entropy coefficient K n and the standard deviation to the base value Xb, relative to which the state of uncertainty of the system is considered [13]:
  • the main disadvantage of the method for monitoring and managing the state of uncertainty of the system, based on the analysis and purposeful change in the value of the complex entropy potential L A of the parameter, is to determine the entropy potential proportional to the entropy coefficient Kn, the value of which is determined by the distribution law of the parameter.
  • Kn the value of which is determined by the distribution law of the parameter.
  • the state of the object is registered, including preliminary amplification, change and digitization of the output parameter of the system y(t), by registering the value y, at known discrete time intervals At.
  • a sample of values of the output parameter y(t) is formed to construct a histogram and to estimate the probability of observing p j the recorded values" on the interval [", "+Dy].
  • the distribution parameters of one cycle contain information about both the internal state of the system and external influences. Therefore, at the next stage 215 for the generated sample of values, the mathematical expectation is determined
  • a database of reference parameters of the distribution of the output parameter is generated.
  • a reference model is selected from the database of distribution models, the parameters of which are taken as reference parameters for the optimal state of the system.
  • the state of the system is checked for belonging to the area of optimal control. If the criterion g exceeds its maximum value y max , then the dynamic system has left the region of optimal control, and for further control it is necessary to take strict measures to ensure the return of the system to the region of the optimal state. To do this, it is necessary to determine the possible transformation of the distribution law of the output parameter and form a control action for the controls of the object.
  • the transformation of the distribution law of the controlled parameter is carried out at step 235 of figure 2 of the process diagram by changing the setting parameters of the controller.
  • the subsequent optimization of the state of the system is carried out by minimizing the entropy-parametric potential of the symmetric distribution A HPs .
  • the entropy-parametric potential of the symmetric distribution is determined by the formula where /c p n-> o , is the coefficient of the normal standard distribution.
  • stage 245 of the process diagram in Figure 2 in accordance with the condition:
  • an entropy-parametric criterion of the optimal control area is determined at step 225 of the scheme of figure 2 in the space of signs of symmetric distributions.
  • control of the shape of an asymmetric unbiased distribution density of the output parameter is an effective method for analyzing and monitoring a stochastic system.
  • control of the shape of an asymmetric unbiased distribution density of the output parameter is an effective method for analyzing and monitoring a stochastic system.
  • the following areas of use of the invention can be cited.
  • control of the shape and scale of distribution models in the entropy-parametric space of signs of an asymmetric distribution of the output parameter will ensure the stability of monitoring and control of the stochastic system and exclude the possibility of its transition to non-working states due to the targeted adjustment of the distribution law and the formation of control influences for correction of connections of stochastic systems.
  • the proposed invention is aimed at optimizing the monitoring and control of a stochastic system with an unbiased asymmetric target distribution density by ensuring that the shape and scale of the stochastic system model correspond to its real state in the entropy-parametric space of features of the asymmetric distribution of the output parameter.
  • the entropy of information was used by K. Shannon as a measure of the amount of information in an ensemble of discrete messages. If the information source produces a random sequence of independent messages x, with probability P(x,), then the entropy of the message source X is determined by the mathematical expectation of the logarithm of the message probability using the expression [37]:
  • the expression for calculating the entropy of the message source X has the form
  • the entropy coefficient of the symmetric distribution is entered as the ratio of the entropy interval 420 of the mismatch uncertainty of the output parameter to its parametric interval 415, equal to twice the values of the entropy potential of the symmetric distribution 2A Hs and the standard deviation 2s.
  • the formula for determining the entropy coefficient of a symmetrical distribution is:
  • the entropy coefficient of the symmetric distribution KH s is a dimensionless normalized sign of the symmetric distribution model used to estimate the position of the mathematical expectation.
  • the entropy coefficient of a symmetric distribution, as well as the entropy potential of a symmetric distribution, are based on the conditional engropy of the distribution, provided that an estimate of the mean value is equal to the mathematical expectation, the uncertainty of which is modeled by a uniform symmetric distribution.
  • the interval 415 determines the root-mean-square spread of the distribution relative to the distribution center, given by the position of the mathematical expectation M.
  • the interval 430 sets the distance from the origin to the root mean square value niya.
  • the interval 430 is equal to the square root of the second initial moment of the non-symmetric distribution.
  • the origin coincides with the origin.
  • the interval of the parametric uncertainty 415 equal to twice the standard spread 2s of the output parameter, is plotted symmetrically about the distribution center, which is given by the distance 440, postponed from the origin and equal to the mathematical expectation M.
  • distances 415 and 430 have different entities for the distribution of the output parameter.
  • the intervals 420 and 430 for the entyropy uncertainty are considered similarly.
  • the interval of the entropy indefiniteTM 420 in figure 4 and is plotted symmetrically, relative to the position of the distribution center, given by its mathematical expectation.
  • the interval of entropy uncertainty 435 in figure 4, b is postponed from the origin of the asymmetric distribution.
  • the differential entropy for determining the uncertainty of the position of the center of the asymmetric distribution is calculated as the conditional entropy of the measurement, provided that the reading x p is equal to the mathematical expectation M:
  • Interval 420 is plotted relative to the distribution center and offset from the origin.
  • the entropy uncertainty intervals 420 and 435 for the symmetric and asymmetric distribution models have different essences with respect to the distribution of the output parameter.
  • the entropy coefficient ⁇ USD p for the asymmetric distribution of the parameter is equal to the ratio of the entropy uncertainty interval 435 to the parametric uncertainty interval 430 of the output parameter, which are equal to the entropy potential of the asymmetric distribution D / *, and the square root of the second initial moment ⁇ Jm 2 , respectively.
  • the entropy coefficient of the nonsymmetric distribution (33), equal to the ratio of the entropy potential of the nonsymmetric distribution of the output parameter to the square root taken from the second initial moment of the distribution of the output parameter, is a dimensionless normalized sign of the form of the nonsymmetric distribution [15].
  • the entropy coefficient of a nonsymmetric distribution can be obtained as the entropy coefficient of a symmetric distribution, the entropy of which is determined by the properties of the nonsymmetric distribution.
  • the ratio of the intervals for unbiased asymmetric distributions of the output parameter does not depend on the scale of the distribution and is completely determined by the shape parameters.
  • the entropy coefficient of skewed distributions is an independent sign of the shape of unbiased skewed distributions [15].
  • Combining the information feature of the shape, which is the entropy coefficient of asymmetric distributions, with the probabilistic features of the form of asymmetry and kurtosis made it possible to obtain an entropy-parametric space of features for displaying the coordinates of the trajectories of the possible position of an object with a non-symmetric unbiased distribution of the output parameter.
  • figure 5 Possible positions of the object in the coordinate entropy-parametric space of signs of asymmetric unbiased distributions of the output parameter are given in figure 5 in the form of a diagram of the projections of the trajectories of the distributions of the output parameter: - figure 5, a - the projection of the trajectories onto the plane specified by the signs of asymmetry and the entropy coefficient of the asymmetric distribution;
  • b the projection of the trajectories on the plane specified by the signs of kurtosis and the entropy coefficient of the asymmetric distribution.
  • the position point of the optimal state of the system 505 is determined by the target density of the asymmetric distribution of the output parameter and coincides with the position of the a priori known asymmetric distribution model.
  • the point of optimal system state 505 under asymmetric distribution is on the curve 520 of possible system positions when using the target distribution for the output parameter from the forms of the family of gamma distributions.
  • the real state of the system 510 differs from its optimal position 505 due to the action of external influencing destabilizing factors and constantly changing internal properties of the system: internal connections, parameters of the elements and environment that make up the system.
  • the point of position of the actual state of the system 510 is near the optimal state. Since the real state does not coincide with the possible models of its state, the position point of the real state 510 is located near the curves of the possible positions of the system. For the real state 510, it is possible to change the properties of the system, which are reflected in the change in the shape and scale of the distribution model of the output parameter.
  • the boundary of the control area 515 with known acceptable forms of models of asymmetric distributions of the output parameter is allocated, which are stored in the database of reference parameters of the distribution of the output parameter.
  • the distribution law of the controlled parameter is transformed due to a change in the setting parameters of the controller.
  • the most closely located model is selected, after which its parameters are determined.
  • the author of the proposed invention is convinced that displaying the position of an object in the coordinate entropy-parametric space of signs of asymmetric unbiased distributions of the output parameter allows realizing new opportunities for monitoring and controlling a stochastic system.
  • the process diagram in figure 6 illustrates the new capabilities and features of the proposed method for monitoring and controlling a stochastic system with an asymmetric unbiased target distribution density of the output parameter.
  • the following actions are carried out, illustrated as stages of the monitoring and control process in figure 6:
  • step 610 of forming the space of the optimal state of the system
  • step 615 of determining the distance between the positions of the possible models and the actual states
  • step 645 of mapping the position of the system in the feature space of the distribution of the output parameter.
  • the first action is to determine the shape feature space coordinates for the nonsymmetric distribution density.
  • the space coordinates are given by dimensionless features of the distribution form and are calculated by the matrix vector formula (12). Asymmetry and kurtosis characterizing the skewness and peakedness of the distribution were used as parametric features of the distribution shape.
  • the third coordinate is given by an independent information sign of the distribution form - the entropy coefficient of the asymmetric distribution. Displaying the distribution of the output parameter of the system in a three-dimensional space of attributes of the distribution forms provides control over the position of the system in relation to possible functional states. Parameters such as the second initial moment, the third central moment, and the entropy-parametric potential of the asymmetric distribution density of the output parameter of the system are determined by formulas (13), (14) and (15), respectively
  • step 610 of the flowchart in FIG. 6 The main purpose of the operation illustrated by step 610 of the flowchart in FIG. 6 is to obtain the positions of the models and the position of the state of the nonsymmetric distribution of the system output in the normalized coordinate space of the optimal state 505 with the nonsymmetric distribution of the output.
  • the scheme of the process of forming the space of the optimal state of the stochastic system is given in figure 7 in the form of steps 715, 720, 725 and 730. From figure 7 it follows that the first distinctive action of the proposed method for monitoring and controlling a stochastic system with an unbiased asymmetric target distribution density of the output parameter contains
  • step 725 to determine the criterion for the state of the stochastic system in the feature space of the optimal state ⁇
  • step 730 determining the normalized coordinates of the positions of possible models in the feature space of the optimal state
  • the essence of the scheme of the process of forming the space of the optimal state of the system is to determine the coordinates of possible models near the optimal state within the control boundary.
  • Step 715 of the process diagram in Figure 7 is to set the boundaries of the control zone in the feature space of the optimal state using expression (16).
  • the optimal state there is a zone of healthy states, which are tracked by the form of the output parameter.
  • the intervals for changing the signs for the control zone are set using the product of the value of the sign of the optimal state (Sko, Ex o, Kcn o) and the coefficients of the intervals of the signs a, b, c. Then the position of possible values in the entropy-parametric space of states of the output parameter is limited by the values of features Sk 0 ⁇ c) on the basis of asymmetry, kurtosis and entropy coefficient of asymmetric distributions.
  • the boundaries of the feature intervals of possible models can be determined in two ways.
  • the first method consists in modeling the object and obtaining the bounds of parameters based on the model using the Monte Carlo method by superimposing the output parameter and models of destabilizing factors on the models.
  • the signs of the optimal state Sk o, Ex o, K Np o are determined by the properties of the system model.
  • Another approach is related to the accumulation of statistical data on the stochastic system and the estimation of the intervals of signs of the control zone, provided that the system (or similar systems) is in a healthy state for a controlled mode of operation.
  • the control zone boundary is established from the condition that at least 95% of operating states are located inside the boundary under the influence of various destabilizing factors. Going beyond the control boundary is considered as a transition to an inoperable state that requires correction of the parameters and probability matrices of the relationships of the stochastic system.
  • the parameter y max of the boundary radius is in the range from 1 to 3. If the spread coefficients are determined for the values of the mean square spread, then to find 95% of the operable states, the parameter of the boundary radius y max has the value , equal to 2.8.
  • FIGS. 9, 10 and 11 Examples of projections of the control zone on the normalized space of signs of the optimal state are shown in figures 9, 10 and 11, where the following designations of objects are used: 505 - the position point of the optimal state with an asymmetric distribution of the output parameter; 510 - position point of the real state of the system with asymmetric distribution of the output parameter; 515 - control zone border; 520, 525, and 530 are curves of the system position when target distributions from the Weibull-Gnedenko family forms, the gamma distribution family, and the lognormal distribution forms are used for the output parameter, respectively; 535 - position point of the system model when using the form of asymmetric exponential distribution of the output parameter, which coincides with the Pearson parameter c 2 with three degrees of freedom; 910, 920, and 930 illustrate the position points of possible system state models using the forms of the Weibull-Gnedenko family, the gamma distribution family, and the lognormal distribution, respectively; 915, 925 and 935
  • the next step 720 of the process diagram in Figure 7 is to determine the normalized position coordinates for the distribution state of the output parameter in the feature space of the optimal state of the stochastic system using the matrix vector formula (17).
  • the normalized coordinates of the state position are determined by the formula of the matrix vector (17).
  • the state of the output parameter system on the projection of the optimal state of the system with an asymmetric distribution of the output parameter is shown on the projections of the control zone (figure 9, figure 10 and figure 11) in the form of a position point 510.
  • a state point with signs of asymmetry, kurtosis and entropy coefficient is used asymmetric distribution of the output parameter, equal to 2.1, 9 and 1.53, respectively.
  • the position of the optimal state of the system in the entropy-parametric space is given by the form parameter a of the distribution from the variety of forms of the gamma family, equal to 0.692.
  • the projections of the space of the optimal state are constructed for the signs of asymmetry, kurtosis, and the entropy coefficient of the asymmetric distribution of the optimal state, equal to 2.405, 8.674, and 1.65, respectively.
  • the form of the optimal state model is adopted as the form of the target distribution of the output parameter of the stochastic system.
  • the intervals of signs of asymmetry, kurtosis and entropy coefficient calculated for the control zone are 0.58, 3.5 and 0.225.
  • the coefficients of intervals of features a, b and c for the control zone are 0.241, 0.404 and 0.136, respectively.
  • the criterion y * is determined for the state of the stochastic system in the feature space of the optimal state by the formula (eighteen). The criterion allows you to check the state of the object belonging to the control zone.
  • the formation of the space of the optimal state is necessary to ensure the unity of the optimality of control at various points of the entropy-parametric space.
  • the fact is that in the entropy-parametric space, the minimum distance depends on the values of the distribution signs and does not take into account the intervals of permissible changes relative to the optimal state, which reduces the quality of control when choosing model parameters.
  • the control intervals near the optimal state should be taken into account.
  • the number of distinguishable forms of models is limited by the difference in the shape parameter of possible models.
  • the third distinctive action of the process diagram in Figure 6, illustrated by step 615, is to determine the distance between the position of the possible models and the actual states for nonsymmetric stochastic system output parameter distributions in the normalized coordinate space of the optimal state.
  • the positions of the possible models from individual families correspond to the model at the intersection of the curves of the family of distributions and the perpendicular from the point of position 510 of the real state of the system with a non-symmetrical distribution of the output parameter to the curve of the positions of the system when using the family of possible models.
  • the shape of the distribution and its range are taken as the main control parameters. Ensuring control is achieved through the use of families of distributions containing shape and range parameters.
  • the quality of the choice of form is carried out from the condition of the minimum (21 ) between the position of the model and the state of the system.
  • the quality of the choice of form is ensured due to the distinguishability of asymmetric distributions in the entropy-parametric space of features and the transition to the space of the optimal state of the system.
  • the shape parameters are assigned their specific values.
  • a further feature of the contemplated invention is to determine the scaling of the distribution of the output parameter of the stochastic system in step 625 of the process diagram of Figure 6.
  • the process diagram for determining the scaling parameter of the distribution of the output parameter is given in Figure 8 as steps 805, 810, and 815. From Figure 8 it follows that the fourth distinctive action of the proposed method for monitoring and controlling a stochastic system with an unbiased asymmetric target distribution density contains
  • figure 12 shows the projection of the space of entropy and parametric uncertainties of asymmetric distributions of the output parameter, where the following notation is given
  • the space of entropy and parametric uncertainties of asymmetric distributions of the output parameter in Figure 12 is given by the projection of the coordinate of the entropy potential of the asymmetric distribution Anp and the coordinate of the interval of parametric uncertainty equal to the square root of the second initial moment frn ⁇ of the distribution of the output parameter.
  • the selected distribution model corresponds to the scale line of the 1220 model with the selected distribution form, on which different distances from the origins 1205 to the points of the line 1220 correspond to different scales l of the distribution of the output parameter.
  • the slope of the line 1220 is completely determined by the ratio of the entropy coefficient of the non-symmetric distribution, determined from expression (33).
  • the point of position of the optimal state of the system 505 is on the scale line of the model 1245 with the shape of the optimal state of the distribution, which is determined by the entropy coefficient of the non-symmetric distribution of the optimal state.
  • shape of the optimal state model many models with different scales are possible. If the entropy coefficient of the selected skewed distribution model differs from the entropy coefficient of the optimal state skewed distribution, then the scale lines of the selected model 1220 and the optimal state model 1245 exist as separate entities.
  • the entropy-parametric potential of the unbiased distribution density of the output parameter is determined by formula (14).
  • the entropy coefficient of the asymmetric distribution of the output parameter is proportional to the ratio of the entropy potential of the unbiased distribution to the square root of the second initial moment of the distribution.
  • the distance from point 1205 of the origin of the space of entropy and parametric uncertainties in figure 12 to the position of point 510 of the real state of the system is equal to the entropy-parametric potential of the stochastic system.
  • Formula (22) was used to determine the entropy-parametric potential of the asymmetric distribution of the output parameter through the coordinates of the uncertainty space.
  • the entropy-parametric potential of the output parameter A * H1 corresponds to the distance 1210 from the origin 1205 to the position of the real state of the system 510.
  • the dotted line 1225 is the equipotential of the entropy-parametric potential of the output parameter.
  • the equipotential corresponds to the positions of the models for which the modulus of the entropy-parametric potential is equal to the modulus of the entropy-parametric potential of the output parameter.
  • the best match of the scale parameter for the model 1215 is located on the scale line 1220 of models with the selected shape in such a way that the distance between the points 510 of the position of the real state and 1215 of the position of the model with the selected shape in the entropy and parametric space is not minimum certainty.
  • the position point 1215 of the model with the selected shape is found as the intersection of the model scale line 1220 and the equipotential entropy-parametric potential of the output parameter.
  • the relationship between the scale parameter l of the model and the entropy-parametric potential of the output parameter is necessary.
  • step 810 of the process flow in Figure 8 the formation of the entropy-parametric potential of the asymmetric model of the density distribution of the output parameter is carried out.
  • the entopy-parametric potential for the distribution model of the output parameter is equal to the distance between the origin of coordinates 1205 and the position of the model 1215 in the space of entropy and parametric uncertainty.
  • the formula for determining the entopy-parametric potential of the model D l HI, through the coordinates of the uncertainty space has the form:
  • the entropy coefficient Kn n% for the model of asymmetric distribution is unambiguously known.
  • the square of the entropy potential of the non-symmetric distribution is equal to the product of the entropy coefficient and the second initial moment /P2x of the non-symmetric distribution of the output parameter distribution model.
  • formula (23) is valid, according to which for the density of the output parameter, many models are possible that differ in different parameters of the distribution scale.
  • the entropy-parametric potential is proportional to the scale parameter of the model l. Then define- dividing the distance from the origin of coordinates 1205 to the position point of the model 1215 with a known shape of the model, we obtain the value of the scale l of the distribution of the output parameter.
  • Figure 12 illustrates the shape parameter selection process.
  • the best match between the model and the actual state of the system distribution can be achieved when the position points of the model 1215 coincide with the selected shape and the actual state 510 of the system. Since, due to the action of destabilizing external factors, the position of the point 510 of the actual state of the system is outside the line 1220 of the models of the selected shape, the position points of the model 1215 correspond to the minimum distance between the points of the position of the real state of the system 510 and the line 1220 of the selected shape of the model. With a small difference between the entropy coefficient of the model and the real state, the angle between the model shape line and the real state shape line does not exceed 1 ... 5°.
  • the scale of the model is selected from the condition (24) of the minimum difference between the entropy-parametric potentials of the asymmetric model and the real state of the distribution of the output parameter
  • step 630 of the process flow in Figure 6 ensures that the model parameters are stored in a database. The preservation of features and distribution makes it possible to restore information about the state of the system.
  • step 635 of the process diagram in Figure 6 is to determine the mismatch of the model of the real and optimal state of the stochastic system.
  • the second initial moment t 2° and the entropy potential A° Hp of the asymmetric distribution of the output parameter which characterize the intervals of entropy and parametric uncertainty, have their own individual values.
  • the space of entropy and parametric uncertainty on the figure
  • the distance 1230 from the origin 1205 to the point 505 of the position of the optimal state of the system is equal to the entropy-parametric potential of the optimal state of the system ⁇ ° n/, .
  • the model is closest to the optimal state if the distance between the position point 505 of the optimal state of the system and the point 1240 of the position of the optimal state model on the scale line 1220 of the model with the selected shape is minimal.
  • the position point 1240 of the optimal state model is determined by the intersection of the scale line of the model 1220 and the equipotential 1235 of the entropy parametric potential of the optimal state of the system.
  • the mismatch of the squares of the entropy and parametric uncertainty intervals is calculated using the formula:
  • the first two terms are entropy-parametric potentials for the model of real and optimal states. Replacing the entropy uncertainties with the help of expression (40) through the intervals of the parameters cal uncertainties, we obtain a formula for calculating the mismatch of the squared intervals of entropy and parametric uncertainties:
  • step 640 of the flowchart in Figure 6 is to minimize the mismatch between the entropy-parametric potentials of the model and the optimal state of the system, carried out in accordance with the conditions
  • the minimization of the mismatch (1 1) of the entropy-parametric potentials is achieved by target adjustment of the distribution law and the formation of a control action to correct the connections of the stochastic system.
  • step 645 of the process diagram in figure 6 the position of the stochastic system is mapped into the feature space of the distribution of the output parameter and in the form of projections of the control zone onto the normalized coordinates of the feature space of the optimal state.
  • step 260 a message is generated regarding the optimal state of the object.
  • figure 13 shows a functional diagram of a device for monitoring and controlling a stochastic system with an unbiased asymmetric target distribution density, where the following notation is used:
  • 1345 - block for determining the entropy-parametric potential of the output parameter
  • 1350 - device for forming the space of the optimal state
  • figure 13 highlights the subsystem of uncontrolled processes 1310 of the stochastic system, the controlled process 1320, the connections 13 5 of the uncontrolled processes of the stochastic system with the controlled process of the stochastic system, and the connections 1317 of influencing factors with the controlled process of the stochastic system.
  • the impact on the controlled process 1320 is possible by changing the links 1315 of the uncontrolled processes of the stochastic system and by changing the links 1317 of influencing factors of artificial and natural origin.
  • Recording device 1330 records the output parameter of the controlled process of the stochastic system.
  • the output parameter distribution generating device 1335 performs the process of generating a sample [Y] of the values of the output parameter of the stochastic system obtained from the recording device 1330.
  • the form feature determination unit 1340 is designed to calculate the features of the shape of the output distribution of the stochastic system: asymmetry, kurtosis, and entropy coefficient of asymmetric unbiased distributions.
  • the values of the shape features are transmitted to the optimal state space generator 1350, at the output of which a matrix vector [x * ] of normalized position coordinates for the output parameter distribution state and a matrix [x] of normalized position coordinates of possible models for the distribution states of the output parameter in the space of normalized shape features are formed optimal state of the stochastic system.
  • the row number of the matrix [x] of normalized coordinates corresponds to the number s of a possible model of the stochastic system.
  • the numbers of the columns of the matrix [x] determine the normalized coordinates of the positions of the possible models of standing of the stochastic system.
  • the matrix vector [x * ] and the matrix [x] of the normalized coordinates of the positions of possible models are transmitted to the device for selecting the shape of the model 1355, at the output of which the number s of the shape of a possible model of the state of the stochastic system is set. Since the model numbers have their own specific number s, the parameters and features of the distribution form are known for the models.
  • Block 1345 of the diagram in figure 13 illustrates the process of determining the entropy-parametric potential of the output parameter of the stochastic system by the formula (22).
  • the entropy-parametric potential D * HR of the asymmetric unbiased distribution of the output parameter of the stochastic system characterizes the position of the mean value.
  • Device 1385 is designed to reproduce the measure of the entropy-parametric potential of the target distribution.
  • the discrepancy between the state of the system d DH R is estimated from the difference between the entropy-parametric potential of the output parameter D * HR and the entropy-parametric potential of the target distribution HR .
  • the discrepancy between the entropy-parametric potential of the real and optimal states of the system, corresponding to the difference in estimates of the average values of the output and target distributions, is used by the block 1395 for generating the control action c to adjust the links 1315 of the stochastic system.
  • the position of the model s of the real state of the system is also taken into account.
  • block 1390 provides a target distribution shape adjustment, which is taken into account by block 1395 when generating a control for adjusting the links of the stochastic systems.
  • the scale parameter of the model l is determined from the condition of minimizing the difference in the entropy-parametric potentials of the model with number s and the state of the distribution density of the output parameter .
  • the device 1375 for checking whether the state of the stochastic system belongs to the control zone of the optimal state allows you to control the exit of the system from the control zone by changing the signs of the shape of the output distribution.
  • Distribution transformation block 1380 is used to generate a message h about the need for distribution transformation to return the system to the control zone. Distribution transformation can be achieved by changing the properties of the system by changing the setting parameters of the controller located in the subsystem of uncontrolled processes 1310 of the stochastic system, by changing the composition of influencing factors 1325 or by changing the choice of the optimal state, relative to which monitoring and control over the stochastic system is established.
  • block 1395 generates control actions to adjust the links 1315 of the uncontrolled processes of the stochastic system and the links 1317 of the influencing factors with the controlled processes of the output parameter of the stochastic system.
  • control action block 1395 to adjust the links 1315 and 1317 is subject to non-zero model number s and/or non-zero mismatch of the entropy-parametric potential.
  • Block 1390 of the target adjustment of the form of the distribution law is designed to form the code S of the control action, depending on the position of the model of the real state of the system in the entropy-parametric space and given by the number s.
  • the Applicant draws attention to the fact that determining the number s of the real state model makes it possible to purposefully change the shape of the distribution to its target form by differential regulation of links 1315 and 1317 according to the S code. mismatch of the entropy-parametric potential to ensure the scale of the stochastic system model to the scale of its target distribution.
  • the optimal state of a stochastic system is a state tracked by the system and given by a target distribution density with known shape and scale parameters.
  • the entropy-parametric potential of the optimal state of the stochastic system is also given by the target distribution of the output parameter.
  • the real state of a stochastic system is the state of the system at the current moment of time, the characteristics of which are determined by a sample of values of the output parameter.
  • the distribution parameters of the output parameter values are set for the real state model. Therefore, the choice of the form and scale of the model is carried out in relation to the real state of the stochastic system.
  • the control is aimed at ensuring the minimum mismatch of the estimate of the entropy-parametric potential of the controlled distribution of the output parameter for the model of the real and optimal states of the stochastic system.
  • the optimization of the system occurs by minimizing the mismatch of the entropy-parametric potential between the optimal and real state by changing the parameters of the real state model and forming a control action to regulate the links 1315 and 1317, shown in figure 13.
  • the alleged invention can also be used to monitor and control the evolution of the system or its cyclic change. Since for such systems there is a transition from one optimal state to another optimal state, it is obvious that at different stages of the evolution of the system, control is carried out with respect to different optimal states, for which the boundaries of the control zones are a priori set.
  • the proposed method for monitoring and controlling a stochastic system with an unbiased asymmetric target distribution density eliminates the transition of the system to a non-working state due to the ambiguity of the choice of forms of asymmetric models and ensures the stability of the system by controlling the conformity of the shape and scale of the model to its real state in the entropy parametric space of signs of asymmetric distribution of the output parameter.
  • Patent RU 2168763 Russian Federation Device for measuring the characteristics of random processes / Sytko I.I., Sytko E.N., Volkov A.V., Avrmenko S.G. - Application No. 99107746/09 , filed on 19.04.1999; publ. 06/10/2001.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

The invention relates to methods in dynamic systems for organizing monitoring and control of a stochastic system with an unbiased asymmetrical target distribution density of the output parameter. On the basis of a registration of the state of an object and the structure of the values of the sample parameter, coordinates of the entropy-parametric feature space of shape features for an asymmetrical unbiased distribution density of the output parameter are determined. To ensure the uniformity of optimal control at different points of the entropy-parametric space, a space of an optimal system state is created. Unification of data near to different optimal system states when choosing a model shape is achieved by setting a boundary of the control zone, determining normalized position coordinates for the distribution of the output parameter in the feature space of the optimal system state, determining a criterion for the system state, and determining position coordinates of possible models in the feature space of the optimal state. Minimizing the inconsistency of the entropy-parametric potential of the asymmetric distribution of the output parameter of the stochastic system provides control over the scale of the distribution model of the system.

Description

СПОСОБ МОНИТОРИНГА И КОНТРОЛЯ СТОХАСТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ METHOD FOR MONITORING AND CONTROL OF STOCHASTIC SYSTEM

Изобретение относится к способам организации мониторинга и контроля над сто- хастической системой при несмещённой несимметричной целевой плотности распределе- ния выходного параметра и может быть использовано в системах контроля и управления различных динамических систем, обладающих хаотическими свойствами. The invention relates to methods for organizing monitoring and control over a stochastic system with an unbiased asymmetric target distribution density of the output parameter and can be used in monitoring and control systems for various dynamic systems with chaotic properties.

Известен способ контроля стохастическим процессом, заключающийся в выделе- нии «-мерного вектора выходного параметра Y, определении и минимизации величины среднеквадратического отклонения (СКО) выходного параметра. Типичным примером реализации известного способа является задача определения оптимальной передаточной функции системы, обеспечивающей минимизацию дисперсии или среднеквадратической ошибки выходного параметра. Способы оптимальной фильтрации векторных случайных сигналов реализуются при решении задач построения оптимального фильтра Винера и за- дач построения систем фильтра Калмана [1, 2]. There is a known method of control by a stochastic process, which consists in selecting a n-dimensional vector of the output parameter Y, determining and minimizing the value of the standard deviation (RMS) of the output parameter. A typical example of the implementation of the known method is the problem of determining the optimal transfer function of the system, which ensures the minimization of the variance or root mean square error of the output parameter. Methods for optimal filtering of vector random signals are implemented in solving the problems of constructing the optimal Wiener filter and the problems of constructing Kalman filter systems [1, 2].

Известно устройство для измерения характеристик случайного процесса, в котором повышение достоверности определения вида симметричного закона распределения веро- ятности случайных параметров обеспечивается за счёт определения энтропийного коэф- фициента и значения контр эксцесса [3]. Несмотря на то, что данное устройство за счёт процедур сравнения коэффициента энтропии и контрэксцесса позволяет установить нор- мальное, треугольное, арксинусоидальное, трапецеидальное, антимодальное и равномер- ные распределения, для всех остальных форм устройство выдаёт сообщение «распределе- ние не определено». В устройстве за счёт включения процедуры сравнения характеристи- ки асимметрии реализовано выделение не симметричного распределения без установле- ния его вида. A device is known for measuring the characteristics of a random process, in which an increase in the reliability of determining the type of a symmetric distribution law of the probability of random parameters is provided by determining the entropy coefficient and the value of counter-kurtosis [3]. Despite the fact that this device, due to the procedures for comparing the entropy coefficient and counter-kurtosis, allows you to set normal, triangular, arcsine, trapezoidal, antimodal and uniform distributions, for all other forms the device displays the message “distribution is not defined”. In the device, due to the inclusion of a procedure for comparing the characteristics of asymmetry, the selection of an asymmetric distribution is implemented without establishing its form.

Известен способ контроль условной плотности распределения выходного сигнала для обобщённых нелинейных и негаусовых стохастических систем [4], при котором опти- мальное управление достигается путем встраивания в динамическую систему рекурсив- ной формулы и минимизации разности между условной выходной и целевой плотности вероятности. В этом случае особенность контроля состоит в использовании частичной аппроксимации траектории в качестве целевой плотности распределения. Основной недостаток контроля состоит в замене реальной плотности вероятности её линейной или параболической аппроксимацией. При этом закон распределения параметра остаётся неизвестен. Наиболее близким к предполагаемому изобретению является способ контроля и управления динамической системы [5], заключающийся в том, что осуществляется реги- страция состояния объекта, формирование выборки у, значений выходного параметра y(t), определение математического ожидания М, среднего квадратического отклонения s и четвёртого центрального момента Ц4 распределения выходного параметра, энтропийного потенциала выходного параметра D/*; формирование базы данных эталонных параметров закона распределения выходного параметра, проверку состояния объекта принадлежности области оптимального состояния; трансформация закона распределения управляемого параметра за счёт изменения настроек параметра регулятора, корректировку закона распределения и формирование управляющего воздействия. There is a known method for controlling the conditional distribution density of the output signal for generalized nonlinear and non-Gaussian stochastic systems [4], in which the optimal control is achieved by embedding a recursive formula into the dynamic system and minimizing the difference between the conditional output and the target probability density. In this case, the control feature is to use a partial approximation of the trajectory as the target distribution density. The main disadvantage of control is to replace the real probability density with its linear or parabolic approximation. In this case, the distribution law of the parameter remains unknown. The closest to the proposed invention is a method for monitoring and controlling a dynamic system [5], which consists in registering the state of an object, forming a sample y, values of the output parameter y(t), determining the mathematical expectation M, the standard deviation s and the fourth central moment C4 of the distribution of the output parameter, the entropy potential of the output parameter D / *; formation of a database of reference parameters of the distribution law of the output parameter, checking the state of the object belonging to the area of the optimal state; transformation of the distribution law of the controlled parameter by changing the settings of the controller parameter, adjustment of the distribution law and formation of the control action.

Как следует из формулы изобретения, в известном способе контроля и управления динамической системой осуществляется определение коэффициента энтропии симмет- ричного распределения и контрэксцесса; определение энтропийно-параметрического критерия области оптимального управления; определение величины энтропийно- параметрического потенциала симметричных распределений; минимизация величины энтропийно-параметрического потенциала динамической системы и корректировку реального параметра закона распределения выходного параметра [5]. As follows from the claims, in the known method of control and management of a dynamic system, the entropy coefficient of the symmetrical distribution and counter-kurtosis is determined; determination of the entropy-parametric criterion of the area of optimal control; determination of the value of the entropy-parametric potential of symmetric distributions; minimizing the value of the entropy-parametric potential of the dynamic system and adjusting the real parameter of the distribution law of the output parameter [5].

В качестве недостатков данного способа контроля и управления динамической системой следует отметить: As disadvantages of this method of control and management of a dynamic system, the following should be noted:

- ограничение моделей поведения системы только набором симметричных форм рас- пределений выходного параметра; - restriction of system behavior models only by a set of symmetrical forms of distributions of the output parameter;

- отсутствие способа выбора формы несимметричного распределения, влияющей на степень неопределённости состояния системы; - the lack of a way to choose the form of asymmetric distribution, which affects the degree of uncertainty of the state of the system;

- отсутствие оценки границы оптимальной зоны; - lack of estimation of the optimal zone boundary;

- отсутствие алгоритма выбора параметров модели таких, как параметры формы и параметры масштаба распределений выходного параметра. - the absence of an algorithm for choosing model parameters such as shape parameters and parameters of the scale of distributions of the output parameter.

Краткое описание чертежей Brief description of the drawings

На фигуре 1 приведён пример контроля условной плотности распределения выходного параметра для обобщённой нелинейной и негауссовой стохастической системы. The figure 1 shows an example of controlling the conditional distribution density of the output parameter for a generalized nonlinear and non-Gaussian stochastic system.

На фигуре 2 приведена схема процесса, реализующего известный способ контроля и управления динамической системой. На фигуре 3 приведена топографическая диаграмма, иллюстрирующая состояние динамической системы выходного параметра при реализации известного способ контроля и управления. Figure 2 shows a diagram of a process that implements a known method for monitoring and controlling a dynamic system. The figure 3 shows a topographic diagram illustrating the state of the dynamic system of the output parameter when implementing the known method of monitoring and control.

На фигуре 4 приведены чертежи моделей задания энтропийных и параметрических неопределенностей при симметричном и несимметричном распределении: а) модель неопределенностей для симметричного распределения; б) модель неопределенностей для несимметричного распределения; Figure 4 shows drawings of models for setting entropy and parametric uncertainties for symmetric and asymmetric distributions: a) an uncertainty model for a symmetrical distribution; b) uncertainty model for asymmetric distribution;

На фигуре 5 приведена эпюра координатного пространства признаков, иллюстри- рующая состояние системы при несмещённой несимметричной целевой плотности распределений выходного параметра. Figure 5 shows a diagram of the coordinate space of features, illustrating the state of the system with an unbiased asymmetric target distribution density of the output parameter.

На фигуре 6 приведена схема процесса, реализующего предлагаемый способ мониторинга и контроля над стохастической системой при несмещённой несим- метричной целевой плотности распределения выходного параметра. Figure 6 shows a diagram of a process that implements the proposed method for monitoring and controlling a stochastic system with an unbiased asymmetric target distribution density of the output parameter.

На фигуре 7 приведена схема процесса формирования пространства оптимального состояния стохастической системы. The figure 7 shows a diagram of the process of forming the space of the optimal state of the stochastic system.

На фигуре 8 приведена схема процесса определение масштаба модели распределе- ния выходного параметра для стохастической системы Figure 8 shows the process diagram for determining the scale of the output parameter distribution model for a stochastic system

На фигуре 9 приведена проекция зоны контроля на нормированные координаты асимметрии и коэффициента энтропии в нормированном пространстве признаков оптимального состояния системы. The figure 9 shows the projection of the control zone on the normalized coordinates of the asymmetry and the entropy coefficient in the normalized space of signs of the optimal state of the system.

На фигуре 10 приведена проекция зоны контроля на нормированные координаты эксцесса и коэффициента энтропии в нормированном пространстве признаков оптимального состояния системы. The figure 10 shows the projection of the control zone on the normalized coordinates of the kurtosis and the entropy coefficient in the normalized space of signs of the optimal state of the system.

На фигуре 11 приведена проекция зоны контроля на нормированные координаты асимметрии и эксцесса в нормированном пространстве признаков оптимального состояния системы. The figure 11 shows the projection of the control zone on the normalized coordinates of asymmetry and kurtosis in the normalized space of signs of the optimal state of the system.

На фигуре 12 приведена проекция пространства энтропийной и параметрической неопределённостей несимметричных распределений. The figure 12 shows the projection of the space of entropy and parametric uncertainties of asymmetric distributions.

На фигуре 13 приведена функциональная схема устройства мониторинга и кон- троля над стохастической системой при несмещённой несимметричной целевой плотности распределения. Подробное описание изобретения Figure 13 shows a functional diagram of a device for monitoring and controlling a stochastic system with an unbiased asymmetric target distribution density. Detailed description of the invention

Материал подробного описания содержит пояснения вариантов осуществления изобретения со ссылками на чертежи, где аналогичные ссылочные позиции представляют одинаковые или подобные элементы. The detailed description material contains explanations of embodiments of the invention with reference to the drawings, where like reference numbers represent the same or similar elements.

На современном этапе развития техники сравнительно новым направлением кон- троля для класса нелинейных стохастических систем представляет собой задача отслежи- вания трека плотности распределения по отношению к целевой функции плотности рас- пределения выходного параметра [6]. Для таких систем цель контроля состоит в миними- зации разности между частичной аппроксимацией плотности распределения контролиру- емого параметра на выходе системы и аппроксимацией, заданной в качестве целевой плотности распределения. Среди особенностей контроля отмечается необходимость вы- бора текущего значения контролируемого параметра таким образом, чтобы кусочная ап- проксимация плотности распределения выходного параметра могла следовать за целевой плотностью распределения [7]. At the present stage of development of technology, a relatively new direction of control for the class of nonlinear stochastic systems is the problem of tracking the distribution density track with respect to the target distribution density function of the output parameter [6]. For such systems, the goal of control is to minimize the difference between a partial approximation of the distribution density of the controlled parameter at the output of the system and an approximation given as the target distribution density. Among the control features, it is noted that it is necessary to choose the current value of the controlled parameter so that the piecewise approximation of the distribution density of the output parameter can follow the target distribution density [7].

На фигуре 1 дан пример контроля условной плотности распределения выходного параметра для обобщённой нелинейной и негаусовой стохастической системы. При кон- троле негаусовой условной плотности распределения используется замена реальной функции плотности распределения выходного параметра её нелинейной моделью в виде степенного ряда на ограниченном интервале значений наблюдаемого параметра у. При этом аппроксимация целевой плотности распределения задаётся до четвёртого порядка из условия, что распределение Гаусса принято в качестве желательного распределения вы- ходного параметра. The figure 1 shows an example of controlling the conditional distribution density of the output parameter for a generalized non-linear and non-Gaussian stochastic system. When controlling the non-Gausian conditional distribution density, the real distribution density function of the output parameter is replaced by its nonlinear model in the form of a power series over a limited range of values of the observed parameter y. In this case, the approximation of the target distribution density is specified up to the fourth order from the condition that the Gaussian distribution is taken as the desired distribution of the output parameter.

Среди недостатков известного способа контроля следует отметить чувствитель- ность трека распределения к текущим значениям выходного параметра, обусловленного заменой реальной плотности распределения параметра с длинными хвостами её моделью, которая аппроксимирует распределение на конечном интервале с помощью симметрично- го степенного ряда четвёртого порядка. При таком подходе появление нестабильности трека плотности распределения выходного параметра обусловлено конечной вероятно- стью появления значений на хвостах реального распределения, значительно удалённых от центра распределений случайных значений выходного параметра. По этой причине для обеспечения стабильности в подобных системах используются схемы контроля, которые реализуют рекурсивные методы выбора текущего значения выходного параметра, т.е. за- мену реального значения результатом рекурсивного алгоритма для обеспечения целевой симметричной модели распределения. В качестве недостатка контроля следует также отметить отсутствие информации об изменении формы принятой модели стохастической системы, так как принятая аппрокси- мация целевой функции справедлива для большого многообразия моделей негаусовых стохастических систем. Among the disadvantages of the known control method, it should be noted the sensitivity of the distribution track to the current values of the output parameter, due to the replacement of the real distribution density of the parameter with long tails by its model, which approximates the distribution over a finite interval using a fourth-order symmetric power series. With this approach, the appearance of instability of the distribution density track of the output parameter is due to the finite probability of the appearance of values on the tails of the real distribution, which are far from the center of the distributions of random values of the output parameter. For this reason, to ensure stability in such systems, control schemes are used that implement recursive methods for choosing the current value of the output parameter, i.e. replacing the real value with the result of a recursive algorithm to provide a target symmetric distribution model. As a lack of control, one should also note the lack of information about the change in the form of the accepted model of the stochastic system, since the accepted approximation of the objective function is valid for a large variety of models of non-Gaussian stochastic systems.

Применение моментов высокого порядка с целью получения формы распределения так же приводит к неустойчивому результату [6]. Основной недостаток применения веро- ятностные признаков для анализа распределений состоит в тенденции распределений кластеризоваться примерно на одну линию в большей степени, чем допустимо для реаль- ного обнаружения изменчивости выборочных наблюдений, принадлежащим различным типам распределений [8]. По этой причине в известных системах анализа распределений после приближённой идентификации распределений проводится выбор распределения пу- тём установления справедливости распределений с помощью специализированных крите- риев [9, 10]. The use of high-order moments in order to obtain the shape of the distribution also leads to an unstable result [6]. The main disadvantage of using probabilistic features for the analysis of distributions is the tendency of distributions to cluster by approximately one line to a greater extent than is permissible for the actual detection of the variability of sample observations belonging to different types of distributions [8]. For this reason, in known distribution analysis systems, after approximate identification of distributions, the distribution is selected by establishing the fairness of distributions using specialized criteria [9, 10].

Известен способ контроля и управления динамической системой, основанный на анализе и целевом изменении величины энтропийного потенциала Ан выходного парамет- ра, равного произведение величины среднего квадратического отклонения s на энтропий- ный коэффициент А// [1 1]: There is a known method for monitoring and controlling a dynamic system based on the analysis and target change in the value of the entropy potential An of the output parameter, which is equal to the product of the value of the standard deviation s by the entropy coefficient A // [1 1]:

D// = s^ , ( 1 ) отличающийся тем, что минимизация величины энтропийного потенциала выходного па- раметра системы достигается путём трансформации закона распределения управляемого параметра за счёт изменения параметров регулятора. При этом степень трансформации закона распределения управляемого параметра оценивается по величине энтропийного коэффициента. Величина энтропийного потенциала D н определяется как половина диапа- зона равномерного распределения в интервале от { Ан) до Ан, имеющего такую же энтро- пию, как и у конкретного параметра. D // = s^ , ( 1 ) characterized in that the minimization of the value of the entropy potential of the output parameter of the system is achieved by transforming the distribution law of the controlled parameter by changing the parameters of the controller. In this case, the degree of transformation of the distribution law of the controlled parameter is estimated by the value of the entropy coefficient. The value of the entropy potential D n is defined as half of the range of uniform distribution in the interval from {An) to An, having the same entropy as that of a particular parameter.

Недостатком способа контроля и управления на основе анализа и целевого измене- ния энтропийного потенциала является использование коэффициента энтропии Кн для контроля степени трансформации закона распределения. В этом случае система при ми- нимизации энтропийного потенциала может переходить за счёт изменения коэффициента энтропии в низко энтропийное состояние, в котором параметры сигнала остаются неиз- менными [12]. The disadvantage of the control and management method based on the analysis and target change of the entropy potential is the use of the entropy coefficient K n to control the degree of transformation of the distribution law. In this case, the system, when minimizing the entropy potential, can pass due to a change in the entropy coefficient into a low-entropy state in which the signal parameters remain unchanged [12].

Развитием способа контроля энтропийного потенциала является способ контроля и управления состоянием неопределённости системы, основанный на анализе и целеноправ- леном изменении величины комплексного энтропийного потенциала 1д параметра си- стемы, равного отношению произведения коэффициента энтропии Кн и среднего квадра- тического отклонения к базовому значению Хь, относительно которого рассматриваются состояние неопределённости системы [13]: The development of the method for controlling the entropy potential is a method for monitoring and managing the state of system uncertainty, based on the analysis and purposeful change in the value of the complex entropy potential 1d of the parameter of the system, equal to the ratio of the product of the entropy coefficient K n and the standard deviation to the base value Xb, relative to which the state of uncertainty of the system is considered [13]:

_ KH ·s АН ~ (2)_ K H s AH ~ (2)

X б , X b ,

В качестве базовой величины используется математическое ожидание параметра, его диа- пазон, номинальное значение или базовая величина энтропийного потенциала. Управле- ние достигается путём определения комплексного энтропийного потенциала после каждо- го этапа эволюции системы и управление системой по величине приращения или диффе- ренциала комплексного энтропийного потенциала посредством изменения настроек базо- вого значения, задающих диапазон изменения параметров, предельного или номинального значений, или базовую величину энтропийного потенциала. The mathematical expectation of the parameter, its range, the nominal value or the base value of the entropy potential are used as the base value. Control is achieved by determining the complex entropy potential after each stage of the system evolution and controlling the system by the magnitude of the increment or differential of the complex entropy potential by changing the base value settings that specify the range of parameters, limit or nominal values, or the base value entropy potential.

Основной недостаток способа контроля и управления состоянием неопределёности системы, основаном на анализе и целеноправленом изменении величины комплексного энтропийного потенциала LA параметра, состоит в определении энтропийного потенциала пропорционального энтропийному коэффициенту Кн, величина которого определена за- коном распределения параметра. Дело в том, что при фиксированном значении энтропий- ного коэффициента возможно множество как симметричных, так и несимметричных рас- пределений с различными формами и свойствами [14, 15]. По этой причине применение базового значения Хв при контроле комплексного энтропийного потенциала LAH не гаран- тирует сохранение формы распределения выходной величины. The main disadvantage of the method for monitoring and managing the state of uncertainty of the system, based on the analysis and purposeful change in the value of the complex entropy potential L A of the parameter, is to determine the entropy potential proportional to the entropy coefficient Kn, the value of which is determined by the distribution law of the parameter. The point is that for a fixed value of the entropy coefficient, a set of both symmetric and asymmetric distributions with different shapes and properties is possible [14, 15]. For this reason, the use of the base value X in when controlling the complex entropy potential L A H does not guarantee the preservation of the distribution form of the output quantity.

Известен способ контроля и управления динамической системой, основанный на минимизации энтропийно-параметрического потенциала симметричного распределения выходного параметра в пространстве признаков коэффициента энтропии и контрэксцесса. Схема процесса этапов для известного способа контроля и управления динамической си- стемой дана на фигуре 2, где даны следующие обозначения: этап 205 - этап регистрация состояния объекта; этап 210 - формирование выборки значений выходного параметра; этап 215 - определение математического ожидания, среднего квадратического отклонения и четвёртого центрального момента; этап 220 - формирование базы данных эталонных параметров распределения выходного параметра; этап 225 - определение энтропийно- параметрического критерия области оптимального контроля; этап 230 - проверка состоя- ния системы на принадлежность области оптимального контроля; этап 235 - трансформа- ция закона распределения; этап 240 - определение энтропийно-параметрический потен- циал симметричного распределения; этап 245 - минимизация величины энтропийно- параметрического потенциала симметричного распределения; этап 250 - корректировки закона распределения; этап 255 - формирование управляющего воздействия; этап 260 - состояние оптимально. A known method of control and management of a dynamic system based on minimizing the entropy-parametric potential of the symmetrical distribution of the output parameter in the space of features of the entropy coefficient and counter-kurtosis. The flowchart of the steps for the known method for monitoring and controlling a dynamic system is given in Figure 2, where the following designations are given: step 205 - step registration of the state of the object; step 210 - generating a sample of output parameter values; step 215 - determining the mathematical expectation, the standard deviation and the fourth central moment; step 220 - formation of a database of reference parameters of the distribution of the output parameter; step 225 - determining the entropy-parametric criterion of the area of optimal control; step 230 - checking the state of the system for belonging to the area of optimal control; step 235 - transformation of the distribution law; step 240 - determining the entropy-parametric potential of the symmetrical distribution; step 245 - minimizing the value of the entropy-parametric potential of the symmetrical distribution; step 250 - adjustments distribution law; step 255 - the formation of the control action; step 260 - the state is optimal.

Согласно схеме процесса на этапе 205 происходит регистрация состояния объекта, включающая предварительное усиление, изменение и оцифровку выходного параметра системы y(t), посредством регистрации через известные дискретные промежутки времени At значения у,. На следующем этапе 210 происходи формирование выборки значений вы- ходного параметра y(t) для построения гистограммы и для оценки вероятности наблюде- ния pj регистрируемых значения» на интервале [», »+Ду]. According to the process diagram, at step 205, the state of the object is registered, including preliminary amplification, change and digitization of the output parameter of the system y(t), by registering the value y, at known discrete time intervals At. At the next stage 210, a sample of values of the output parameter y(t) is formed to construct a histogram and to estimate the probability of observing p j the recorded values" on the interval [", "+Dy].

При мониторинге и контроле стохастической системы необходим непрерывный процесс формирования выборки значений выходного параметра, сохраняющей энтропий- ные и параметрические свойства в любой момент времени. Сохранность свойств выборки в любой момент функционирования системы достигается за счёт проведения наблюдений в течение характерного для системы временного цикла Тп, который обладает хаотически- ми свойствами, к примеру, цикл работы двигателя, цикл сокращения сердца и другие. Ко- личество значений п формируемой выборки равно отношением периода цикла системы к промежутку времени одного измерения D /и. When monitoring and controlling a stochastic system, a continuous process of forming a sample of values of the output parameter is necessary, which preserves the entropy and parametric properties at any time. The preservation of the properties of the sample at any moment of the system operation is achieved by conducting observations during the time cycle T p characteristic of the system, which has chaotic properties, for example, the engine operation cycle, the heart contraction cycle, and others. The number of values n of the generated sample is equal to the ratio of the cycle period of the system to the time interval of one measurement D / and .

Параметры распределения одного цикла, содержат информацию, как о внутреннем состоянии системы, так и внешних воздействиях. Поэтому на следующем этапе 215 для сформированной выборки значений проводится определение математического ожиданияThe distribution parameters of one cycle contain information about both the internal state of the system and external influences. Therefore, at the next stage 215 for the generated sample of values, the mathematical expectation is determined

* * м , среднего квадратического отклонения (СКО) s и четвёртого центрального момента m4 * по формулам:

Figure imgf000008_0001
* * m , standard deviation (RMS) s and the fourth central moment m 4 * according to the formulas:
Figure imgf000008_0001

Для проведения процесса статистического измерения и контроля необходима оцен- ка рассогласования выборочных параметров распределения с эталонными параметрами выходного параметра. По этой причине на этапе 220 схемы на фигуре 2 проводится фор- мирование базы данных эталонных параметров распределения выходного параметра. Е1а этом этапе из базы моделей распределения выбирается эталонная модель, параметры которой принимаются в качестве эталонных параметров для оптимального состояния системы. To carry out the process of statistical measurement and control, it is necessary to assess the discrepancy between the sample distribution parameters and the reference parameters of the output parameter. For this reason, at step 220 of the diagram in figure 2, a database of reference parameters of the distribution of the output parameter is generated. At this stage, a reference model is selected from the database of distribution models, the parameters of which are taken as reference parameters for the optimal state of the system.

Так как устойчивое состояние системы возможно в ограниченной области вблизи её оптимального состояния, то для контроля устойчивого состояния системы на этапе 225 проводят определение энтропийно-параметрического критерия области оптимального контроля по формуле:

Figure imgf000009_0001
где к и Кн - контрэксцесс и коэффициент энтропии для симметричного распределения выходного параметры, определяемые по выражениям:
Figure imgf000009_0002
Since the stable state of the system is possible in a limited area near its optimal state, then to control the stable state of the system, at step 225, the entropy-parametric criterion of the optimal control area is determined by the formula:
Figure imgf000009_0001
where k and kn are the counter-kurtosis and entropy coefficient for the symmetrical distribution of the output parameters, determined by the expressions:
Figure imgf000009_0002

Здесь Ans - энтропийный потенциал симметричного распределения:

Figure imgf000009_0003
Here An s is the entropy potential of the symmetric distribution:
Figure imgf000009_0003

На этапе 230 схемы процесса на фигуре 2 проводится проверка состояния системы на принадлежность области оптимального контроля. Если критерий g превышает своё максимальное значение утах, то динамическая система вышла из области оптимального управления и для дальнейшего управления необходимо принять жёсткие меры, обеспечи- вающие возврат системы в область оптимального состояния. Для этого необходимо опре- делить возможную трансформацию закона распределения выходного параметра и сфор- мировать управляющее воздействие для органов управления объектом. Трансформацию закона распределения управляемого параметра проводят на этапе 235 фигуры 2 схемы процесса за счет изменения настроечных параметров регулятора. Если динамическая си- стема находится в зоне оптимального контроля и управления, то проводится последующая оптимизация состояния системы путём минимизации энтропийно-параметрического по- тенциала симметричного распределения AHPs. Для этого на этапе 240 схемы на фигуре 2 определяется энтропийно-параметрический потенциал симметричного распределения по формуле

Figure imgf000009_0004
где /ср n-> о, - коэффициент нормального стандартного распределения. At step 230 of the process diagram in figure 2, the state of the system is checked for belonging to the area of optimal control. If the criterion g exceeds its maximum value y max , then the dynamic system has left the region of optimal control, and for further control it is necessary to take strict measures to ensure the return of the system to the region of the optimal state. To do this, it is necessary to determine the possible transformation of the distribution law of the output parameter and form a control action for the controls of the object. The transformation of the distribution law of the controlled parameter is carried out at step 235 of figure 2 of the process diagram by changing the setting parameters of the controller. If the dynamic system is in the zone of optimal control and management, then the subsequent optimization of the state of the system is carried out by minimizing the entropy-parametric potential of the symmetric distribution A HPs . To do this, at step 240 of the scheme in figure 2, the entropy-parametric potential of the symmetric distribution is determined by the formula
Figure imgf000009_0004
where /c p n-> o , is the coefficient of the normal standard distribution.

Процесс минимизации величины энтропийно-параметрического потенциала сим- метричного распределения динамической системы иллюстрирует этап 245 схемы процесса на фигуре 2 в соответствии с условием: The process of minimizing the value of the entropy-parametric potential of a symmetrical distribution of a dynamic system is illustrated by stage 245 of the process diagram in Figure 2 in accordance with the condition:

D HPs^ min (1 1)D HP s^ min (1 1)

Если энтропийно-параметрический потенциал симметричного распределения AHPS, не достигает своего минимального значения, то выполняется анализ требуемой корректи- ровки закона распределения на этапе 250, по результатам которого на этапе 255 формиру- ется управляющее воздействие на органы управления объектом. При достижении мини- мума энтропийно-параметрического потенциала система контроля и управления прини- мает состояние объекта в качестве оптимального состояния и сохраняет настройки преды- дущего цикла управления. Переходу динамической системы в оптимальное состояние на фигуре 2 схемы процесса способа контроля и управления динамической системы соответ- ствует этап 260 “Состояние оптимально” If the entropy-parametric potential of the symmetric distribution A H P S does not reach its minimum value, then the analysis of the required adjustment of the distribution law is performed at step 250, based on the results of which, at step 255, a control action is formed on the controls of the object. When the minimum entropy-parametric potential is reached, the monitoring and control system takes the state of the object as the optimal state and saves the settings of the previous control cycle. The transition of the dynamic system to the optimal state in figure 2 of the process diagram of the method for monitoring and controlling the dynamic system corresponds to step 260 “Optimal state”

Особенность реализации известного способа контроля и управления над динамиче- ской системой иллюстрирует топографическая диаграмма на фигуре 3, где показаны: A feature of the implementation of the known method of control and management over a dynamic system is illustrated by the topographic diagram in figure 3, which shows:

310 - точка положения оптимального состояния системы; 310 - point of position of the optimal state of the system;

315 - кривая, ограничивающая область пространства, которое соответствует поло- жению системы при её оптимальном функционировании; 315 - curve, limiting the area of space, which corresponds to the position of the system at its optimal functioning;

320 - кривая (пунктирная кривая), ограничивающая часть пространства наиболее вероятных положений для оптимальных состояний динамической системы; 320 - curve (dashed curve), limiting part of the space of the most probable positions for the optimal states of the dynamic system;

325 - кривая положения системы при экспоненциальных распределениях выходно- го параметра с показателями формы от 0 и до оо; 325 - curve of the position of the system with exponential distributions of the output parameter with shape indices from 0 to oo;

330 - кривая положения системы при двухмодальном распределений выходного параметра, возникновение которых обусловлено появлением различных форм гистерези- са; 330 - curve of the position of the system with two-modal distributions of the output parameter, the occurrence of which is due to the appearance of various forms of hysteresis;

335 - кривая положения системы при распределении выходного параметра типа Шапо с показателем формы, равной 0,5; 335 - curve of the position of the system in the distribution of the output parameter of the Chapeau type with a shape index equal to 0.5;

340 - кривая положения системы при экспоненциальном распределении с парамет- ром формы равным 0,33; 340 - curve of the position of the system with an exponential distribution with a shape parameter equal to 0.33;

345, 350 - кривые положения системы с композициями дискретного и экспоненци- ального распределений выходного параметра; 345, 350 - curves of the position of the system with compositions of discrete and exponential distributions of the output parameter;

355, 360 - кривые положения системы с композициями экспоненциального и дис- кретного двухзначного распределений; 365 - точка положения системы при нормальном распределении выходного пара- метра (принадлежит кривой 325); 355, 360 - curves of the position of the system with compositions of exponential and discrete two-valued distributions; 365 - point of the system position at the normal distribution of the output parameter (belongs to the curve 325);

370 - точка положения системы при двухстороннем показательном распределении Лапласа (принадлежит кривой 325). 370 - point of position of the system with a two-sided exponential Laplace distribution (belongs to curve 325).

375 - точка положения системы при равномерном распределении выходного пара- метра (принадлежит кривой 325); 375 - position point of the system with a uniform distribution of the output parameter (belongs to curve 325);

380, 385 - точка положения системы при двухстороннем экспоненциальном рас- пределении выходного параметра с показателями формы 1/2 и 1/3, соответственно (при- надлежат кривой 325); 380, 385 - position point of the system with a two-sided exponential distribution of the output parameter with shape exponents 1/2 and 1/3, respectively (belong to curve 325);

390, 395 - точки, ограничивающие участок кривой для положений системы с арк- косинусоидал ьными распределениями ; 390, 395 - points limiting the section of the curve for the positions of the system with arc-cosine distributions;

Все кривые и точки положения системы, иллюстрируемые на топографической диаграмме известного способа контроля и управления динамической системой, соответ- ствуют симметричным распределениям. Любое отображение распределений на плоскость контрэксцесса и коэффициента энтропии симметричных распределений можно заменить моделью симметричного распределения. По этой причине способ контроля и управления динамической системой в соответствии со схемой на фигуре 2 формально сводится к кон- тролю и управлению над системой с симметричной плотностью распределения выходного параметра. При управлении и контроле над системой с несимметричным распределением происходит неявная замена с помощью соответствующего симметричного аналога. All curves and points of the system position, illustrated on the topographic diagram of the known method for monitoring and controlling a dynamic system, correspond to symmetrical distributions. Any mapping of distributions onto the plane of counter-kurtosis and entropy coefficient of symmetric distributions can be replaced by a symmetric distribution model. For this reason, the method of control and management of a dynamic system in accordance with the scheme in figure 2 is formally reduced to control and management of a system with a symmetric distribution density of the output parameter. When managing and controlling a system with an asymmetric distribution, an implicit replacement occurs with the help of an appropriate symmetrical analogue.

Для контроля формы симметричных распределений при реализации известного способа контроля и управления динамической системой определяется энтропийно- пара- метрического критерий области оптимального управления на этапе 225 схемы фигуре 2 в пространстве признаков симметричных распределений. Такой подход обеспечивает эф- фективный контроль состояния объекта при симметричной плотности распределения вы- ходного параметра. To control the shape of symmetric distributions in the implementation of the known method for monitoring and controlling a dynamic system, an entropy-parametric criterion of the optimal control area is determined at step 225 of the scheme of figure 2 in the space of signs of symmetric distributions. This approach provides effective control of the state of the object with a symmetrical distribution density of the output parameter.

При контроле несимметричного распределения происходит отображение состояния выходного параметра на плоскость симметричных распределений выходного параметра, что обуславливает появление многозначности поведения объекта. Дело в том, что коэф- фициент энтропии симметричного распределения, равный отношению энтропийного по- тенциала, рассчитанного по формуле симметричного распределения, к среднему квадра- тическому отклонению несимметричного распределения, при его применении к симмет- ричному распределению выражает отношение неопределенностей различных интервалов и становится сильно зависимым от параметров масштаба распределения. Такой способ реализации управления и контроля создаёт условия, при которых коэффициенту энтро- пии, рассчитанному по формуле симметричного распределения, соответствует множество форм несимметричного распределения, что делает многозначным выбор формы несим- метричной плотности распределения выходного параметра. When controlling the asymmetric distribution, the state of the output parameter is displayed on the plane of symmetrical distributions of the output parameter, which causes the appearance of the ambiguity of the object's behavior. The point is that the entropy coefficient of a symmetric distribution, which is equal to the ratio of the entropy potential calculated by the formula of a symmetric distribution to the standard deviation of an asymmetric distribution, when applied to a symmetric distribution, expresses the ratio of the uncertainties of different intervals and becomes strongly dependent on the distribution scale parameters. This way of implementing management and control creates conditions under which the coefficient of entro- PII calculated by the symmetric distribution formula corresponds to many forms of the asymmetric distribution, which makes the choice of the form of the asymmetric distribution density of the output parameter multivalued.

Таким образом, известный способ контроля распределения ограничен и сводится к контролю формы аппроксимирующей модели симметричного распределения. При кон- троле системы с несимметричным распределениям выходного параметра путём замены реального несимметричного распределения его приближённой симметричной моделью происходит переход системы в нерабочие состояния. Дело в том, что при одинаковой мо- дели симметричного распределения сохраняется многозначность выбора несимметричных моделей. Thus, the known method of distribution control is limited and comes down to control of the shape of the approximating model of the symmetrical distribution. When controlling a system with asymmetric distributions of the output parameter by replacing the real asymmetric distribution with its approximate symmetric model, the system goes into non-working states. The point is that with the same model of symmetric distribution, the ambiguity of the choice of asymmetric models is preserved.

Значение контроля несимметричных несмещённых распределений The Importance of Controlling Skewed Unbiased Distributions

Во многих областях техники контроль формы несимметричной несмещённой плот- ности распределения выходного параметра является эффективным методом анализа и мониторинга стохастической системы. Для примера можно привести следующие области использования предлагаемого изобретения. In many areas of technology, control of the shape of an asymmetric unbiased distribution density of the output parameter is an effective method for analyzing and monitoring a stochastic system. For example, the following areas of use of the invention can be cited.

1 . Анализ результатов измерения объёмной активности радона [16, 17]. one . Analysis of the results of measuring the volumetric activity of radon [16, 17].

2. Модели мониторинга распределения вредных веществ в окружающей среде [18, 19, 20]. 2. Models for monitoring the distribution of harmful substances in the environment [18, 19, 20].

3. Мониторинг надёжности технических систем, приборов и устройств [21 , 22, 23]. 3. Monitoring the reliability of technical systems, instruments and devices [21, 22, 23].

4. Мониторинг и контроль характеристик материалов: ползучесть, усилие разрыва или излома, усталость материала [24]. 4. Monitoring and control of material characteristics: creep, rupture or fracture force, material fatigue [24].

5. Анализ ресурсов [24]. 5. Analysis of resources [24].

6. Модели распределения вероятностей выживания [25, 26, 27]. 6. Models of distribution of survival probabilities [25, 26, 27].

7. Мониторинг распределения доходов фирм и отдельных лиц в статистических мо- делях экономики, моделей фондового рынка [28]. 7. Monitoring of income distribution of firms and individuals in statistical models of the economy, models of the stock market [28].

8. Статистический анализ при обработке магнитно-резонансных изображений в ком- пьютерной томографии [29, 30]. 8. Statistical analysis in the processing of magnetic resonance images in computed tomography [29, 30].

9. Радионуклидные исследования и диагностический анализ ядерной медицины [31, 32]. 9. Radionuclide studies and diagnostic analysis of nuclear medicine [31, 32].

10. Моделировании кинетики фармакологических препаратов при функциональных исследованиях [32, 33, 34]. 10. Modeling the kinetics of pharmacological drugs in functional studies [32, 33, 34].

1 1 . Моделирование биокинетических процессов [35] eleven . Modeling of biokinetic processes [35]

12. Управление дескрипторными системами [36]. По этой причине из многообразия стохастических систем следует выделить систе- мы, в которых задача контроля состоит в минимизации отклонения параметров для несимметричной несмещённой плотности распределения выходного параметра12. Management of descriptor systems [36]. For this reason, from the variety of stochastic systems, one should single out systems in which the control problem is to minimize the deviation of parameters for an asymmetric unbiased distribution density of the output parameter

Автор предполагаемого изобретения считает, что контроль формы и масштаба моделей распределений в энтропийно-параметрическом пространстве признаков несим- метричного распределения выходного параметра обеспечит стабильность мониторинга и контроля стохастической системы и исключит возможность её перехода в нерабочие состояния за счёт целевой корректировки закона распределения и формирования управ- ляющих воздействий для коррекции связей стохастических систем. The author of the alleged invention believes that control of the shape and scale of distribution models in the entropy-parametric space of signs of an asymmetric distribution of the output parameter will ensure the stability of monitoring and control of the stochastic system and exclude the possibility of its transition to non-working states due to the targeted adjustment of the distribution law and the formation of control influences for correction of connections of stochastic systems.

Очевидна необходимость отображения моделей состояний стохастической системы в энтропийно-параметрическом пространстве признаков несимметричных распределений выходного параметра для обеспечения однозначного разделение устойчивых работоспо- собных и неработоспособных состояний системы. It is obvious that it is necessary to display models of the states of a stochastic system in the entropy-parametric space of signs of asymmetric distributions of the output parameter to ensure an unambiguous separation of stable operable and inoperative states of the system.

Предлагаемое изобретение направлено на оптимизацию мониторинга и контроля стохастической системой при несмещённой несимметричной целевой плотности распре- делении путём обеспечения соответствия формы и масштаба модели стохастической си- стемы её реальному состоянию в энтропийно-параметрическом пространстве признаков несимметричного распределения выходного параметра. The proposed invention is aimed at optimizing the monitoring and control of a stochastic system with an unbiased asymmetric target distribution density by ensuring that the shape and scale of the stochastic system model correspond to its real state in the entropy-parametric space of features of the asymmetric distribution of the output parameter.

Для этого в способе мониторинга и контроля стохастической системой при несме- щённой несимметричной целевой плотности распределении выходного параметра заклю- чающийся в том, что осуществляют регистрацию состояния стохастической системы, формирование выборки у, значений выходного параметра у(() стохастической системы, определение математического ожидания М*, среднего квадратического отклонения о* и центрального четвёртого момента Ц4 распределения выходного параметра; формирование базы данных эталонных параметров закона распределения выходного параметра стоха- стической системы, проверку состояния стохастической системы принадлежности зоне контроля оптимального состояния; трансформацию закона распределения управляемого параметра за счет изменения настроечных параметров регулятора, корректировку зако- на распределения и формирование управляющего воздействия, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют определение координат пространства признаков формы - асимметрии, эксцесса и коэффициента энтропии несимметричного распределения - для несимметричной несмещённой плотности распределения выходного параметра стохасти- ческой системы по формуле матричного вектора:

Figure imgf000014_0001
где m2 *, m3* и DH * h - второй начальный момент, третий центральный момент и энтропийный потенциал несимметричной несмещённой плотности распределения выходного параметра, определяемые по формулам:
Figure imgf000014_0002
где т - число интервалов группирования; Ду - интервал группирования выходного па- раметра; pj - статистическая частота попадания отсчётов в у-й интервал группирования; формирование пространства оптимального состояния стохастической системы включа- ющее в себя следующие действия: To do this, in the method of monitoring and control by a stochastic system with an unbiased asymmetric target density distribution of the output parameter, which consists in registering the state of the stochastic system, forming a sample y, values of the output parameter y(() of the stochastic system, determining the mathematical expectation M * , the standard deviation o* and the central fourth moment T 4 of the distribution of the output parameter; formation of a database of reference parameters of the distribution law of the output parameter of the stochastic system; parameters of the controller, the adjustment of the distribution law and the formation of the control action, characterized in that they additionally determine the coordinates of the space of the attributes of the form - asymmetry, kurtosis and coefficient entropy coefficient of asymmetric distribution - for asymmetric unbiased distribution density of the output parameter of a stochastic system according to the matrix vector formula:
Figure imgf000014_0001
where m 2 * , m 3 * and D H * h - the second initial moment, the third central moment and the entropy potential of the asymmetric unbiased distribution density of the output parameter, determined by the formulas:
Figure imgf000014_0002
where m is the number of grouping intervals; Du - grouping interval of the output parameter; p j - statistical frequency of hitting samples in the y-th grouping interval; formation of the space of the optimal state of the stochastic system, which includes the following actions:

- задание границы зоны контроля в пространстве признаков оптимального состояния при несимметричном распределении выходного параметра стохастической системы: , шах ' (16)

Figure imgf000014_0003
где уТ1ах - радиус зоны контроля; x1g -координаты границы контроля; определение нормированных координат положения для состояния распределения вы- ходного параметра в пространстве признаков оптимального состояния стохастической системы по формуле матричного вектора:
Figure imgf000014_0004
где Sko, Exo, Кц„о асимметрия, эксцесс и коэффициент энтропии несимметричной плотности распределения для оптимального состояния системы; а , Ь, с - коэффициенты интервалов признаков для зоны контроля; определение критерия для состояния стохастической системы в пространстве признаков оптимального состояния по формуле:
Figure imgf000014_0005
- определение нормированных координат положений возможных моделей стохастиче- ской системы в пространстве признаков оптимального состояния по формуле матрич- ного вектора:
Figure imgf000015_0001
где Sks, Exs, Кит асимметрия, эксцесс и коэффициент энтропии несимметричного плотности распределения для оптимального состояния системы; s - номер модели стохастической системы: - setting the border of the control zone in the space of signs of the optimal state with an asymmetric distribution of the output parameter of the stochastic system: , max ' (16)
Figure imgf000014_0003
where y T1ax is the radius of the control zone; x 1g - control border coordinates; determination of the normalized position coordinates for the distribution state of the output parameter in the feature space of the optimal state of the stochastic system using the matrix vector formula:
Figure imgf000014_0004
where Sko, Exo, Кц„о are the skewness, kurtosis and entropy coefficient of the asymmetric distribution density for the optimal state of the system; a, b, c - coefficients of intervals of signs for the control zone; determination of the criterion for the state of the stochastic system in the space of features of the optimal state according to the formula:
Figure imgf000014_0005
- determination of the normalized coordinates of the positions of possible models of the stochastic system in the space of features of the optimal state according to the formula of the matrix vector:
Figure imgf000015_0001
where Sk s , Ex s , Ki t are the skewness, kurtosis and entropy coefficient of the asymmetric distribution density for the optimal state of the system; s - model number of the stochastic system:

_ ( {1, 2, 3, ... } ля возможных состояний,

Figure imgf000015_0002
_ ( {1, 2, 3, ... } For possible states,
Figure imgf000015_0002

( 0 для оптимального состояния; определение дистанций между положениями возможных моделей и реального состояний в нормированном центрированном пространстве признаков оптимального состояния стохастической системы по формуле ( 0 for the optimal state; determination of the distances between the positions of possible models and real states in the normalized centered space of signs of the optimal state of the stochastic system by the formula

ALS : (20)

Figure imgf000015_0005
выбор формы модели стохастической системы из условия минимума дистанции между положениями модели и реального состояний AL S : (20)
Figure imgf000015_0005
choice of the form of the model of the stochastic system from the condition of the minimum distance between the positions of the model and the real states

ALS -> min; (21 ) определение масштаба модели распределения выходного параметра стохастической си- стемы включающее в себя следующие действия: AL S ->min; (21 ) determination of the scale of the distribution model of the output parameter of the stochastic system, which includes the following actions:

- определение энтропийно-параметрического потенциала АН * Р несимметричной плотно- сти распределения выходного параметра стохастической системы

Figure imgf000015_0003
- determination of the entropy-parametric potential А Н * Р of the asymmetric distribution density of the output parameter of the stochastic system
Figure imgf000015_0003

- формирование энтропийно-параметрического потенциала несимметричной модели плотности распределения выходного параметра стохастической системы

Figure imgf000015_0004
где тг\ и Кн„\ - второй начальный момент и коэффициент энтропии несимметричной мо- дели распределения выходного параметра; - formation of the entropy-parametric potential of the asymmetric model of the distribution density of the output parameter of the stochastic system
Figure imgf000015_0004
where tg \ and Kn „ \ - the second initial moment and the entropy coefficient of the asymmetric distribution model of the output parameter;

- определение параметра масштаба из условия минимуму разницы энтропийно- параметрических потенциалов для несимметричной модели и реального состояния плотности распределения выходного параметра стохастической системы |D^R ^HP min; (24) сохранение параметров модели стохастической системы в базе данных; определение рассогласования энтропийно-параметрических потенциалов модели реаль- ного и оптимального состояний стохастической системы

Figure imgf000016_0001
минимизацию рассогласований энтропийно-параметрических потенциалов модели отно- сительно оптимального состояния посредством целевой корректировки закона распреде- ления и формирования управляющего воздействия для коррекции связей стохастической системы и картирование состояния стохастической системы в энтропийно- параметрическом пространстве признаков выходного параметра. - determination of the scale parameter from the condition of the minimum difference of entropy-parametric potentials for an asymmetric model and the real state of the distribution density of the output parameter of a stochastic system |D^ R ^HP min; (24) saving the parameters of the stochastic system model in the database; determination of the mismatch of the entropy-parametric potentials of the model of the real and optimal states of the stochastic system
Figure imgf000016_0001
minimization of discrepancies between the entropy-parametric potentials of the model relative to the optimal state by target adjustment of the distribution law and the formation of a control action for correcting the connections of the stochastic system and mapping the state of the stochastic system in the entropy-parametric space of features of the output parameter.

Введённые действия обеспечивают мониторинг и контроль над стохастической си- стемы при несмещённой несимметричной целевой плотности распределения выходного параметра путём The introduced actions provide monitoring and control over the stochastic system with an unbiased asymmetric target distribution density of the output parameter by

- определения положения системы в энтропийно - параметрическом пространстве признаков формы несимметричной плотности распределения выходного параметра; - determination of the position of the system in the entropy-parametric space of signs of the form of the asymmetric distribution density of the output parameter;

- формирование пространства оптимального состояния системы для обеспечения единства оптимальности управления в различных точках энтропийно-параметрического пространства; - formation of the space of the optimal state of the system to ensure the unity of the optimality of control at various points of the entropy-parametric space;

- выбора формы модели распределения выходного параметра из условия минимума дистанции между положением возможных моделей и реального состояний в нормирован- ном центрированном пространстве признаков пространстве оптимального состояния системы; - choosing the form of the distribution model of the output parameter from the condition of minimum distance between the position of possible models and real states in the normalized centered space of features in the space of the optimal state of the system;

- минимизации разницы энтропийно - параметрических потенциалов несмещённой несимметричной модели и реального состояния плотности распределения выходного параметра для определения параметра масштаба модели; - minimizing the difference between the entropy-parametric potentials of an unbiased asymmetric model and the real state of the distribution density of the output parameter to determine the scale parameter of the model;

- минимизации рассогласования параметров модели и параметров оптимального состояния распределения выходного параметра посредством целевой коррекции связей стохастической системы. - minimizing the mismatch between the model parameters and the parameters of the optimal state of the distribution of the output parameter by target correction of the links of the stochastic system.

В предполагаемой заявке автор использует координатное пространство, построен- ное одновременно на вероятностных и информационных признаках распределений, для отображения и выбора формы моделей несимметричных распределений выходного пара- метра. При этом в качестве вероятностных координат принимаются первый и второй при- знаки формы распределения: асимметрия и эксцесс, которые характеризуют скошенность и островершинность распределения. Для формирования информационных координат ав- тором предполагаемого изобретения предложен коэффициент энтропии несимметричных распределений, характеризующий свойство неупорядоченности при несимметричном рас- пределении выходного параметра. [15]. Особенность построения коэффициента энтропии несимметричного распределения иллюстрирует фигура 4, где даны чертежи моделей зада- ния энтропийных и параметрических неопределенностей при симметричном и несиммет- ричном распределении. In the intended application, the author uses a coordinate space built simultaneously on probabilistic and informational features of distributions to display and select the shape of models of nonsymmetric distributions of the output parameter. In this case, the first and second signs of the distribution form are taken as probabilistic coordinates: asymmetry and kurtosis, which characterize the skewness and sharpness of distribution. For the formation of informational coordinates, the author of the alleged invention proposed the entropy coefficient of asymmetric distributions, which characterizes the property of disorder in the asymmetric distribution of the output parameter. [fifteen]. Figure 4 illustrates the peculiarity of constructing the entropy coefficient of an asymmetric distribution, where drawings of models for specifying entropy and parametric uncertainties with a symmetric and asymmetric distribution are given.

Энтропия информации использована К. Шенноном в качестве меры измерения ко- личества информации в ансамбле дискретных сообщений. Если источник информации выдаёт случайную последовательность независимых сообщений х, с вероятностью Р(х,), то энтропия источника сообщений X определена математическим ожиданием логарифма вероятности сообщений с помощью выражения [37]: The entropy of information was used by K. Shannon as a measure of the amount of information in an ensemble of discrete messages. If the information source produces a random sequence of independent messages x, with probability P(x,), then the entropy of the message source X is determined by the mathematical expectation of the logarithm of the message probability using the expression [37]:

Н(Х) = М(- In р(х)) . (26)H (X) \u003d M (- In p (x)) . (26)

Для непрерывногой плотности распределения параметра у выражение для расчёта энтропии источника сообщений X имеет вид

Figure imgf000017_0001
For a continuous distribution density of the parameter y, the expression for calculating the entropy of the message source X has the form
Figure imgf000017_0001

Модель неопределенности Шенонна для симметричных распределений предложена в работах Новицкого П.В. [14, 38] как модель независимого описания процесса измерения. Согласно модели Новицкого П.В. условная энтропия измерения при условии получения показания хр с равномерным распределением неопределенности на интервале 2D равна ло- гарифмической мере энтропийного интервала неопределенности 2D: The Shanonn uncertainty model for symmetric distributions was proposed in the works of Novitsky P.V. [14, 38] as a model for an independent description of the measurement process. According to the model of Novitsky P.V. the conditional entropy of the measurement under the condition of obtaining a reading x p with a uniform distribution of uncertainty over the 2D interval is equal to the logarithmic measure of the 2D entropy uncertainty interval:

ЩХ/х ) = - f — In — <& = 1h(2D) . (28) р J ? 2Dд 2 ?Dл SHCH / x ) \u003d - f - In - <& \u003d 1h (2D) . (28) p J ? 2Dd 2 ?Dl

Тогда энтропийная погрешность измерения D, равная половине интервала неопре- делённости 2D и выраженная через условную энтропию изменения при условии получе- ния показания хр задана выражением вида:

Figure imgf000017_0002
Then the entropy measurement error D, equal to half of the uncertainty interval 2D and expressed through the conditional entropy of change, provided that the reading x p is obtained, is given by an expression of the form:
Figure imgf000017_0002

В системах контроля и управления объектом минимизация разница рассогласова- ния выходного параметра и меры обеспечивается за счёт построения отрицательной об- ратной связи. В качестве меры неопред елённости состояния объекта Лазарев В. Л. пред- ложил использовать для построения контроля над объектом половину энтропийного ин- тервала неопределённости и рассматривать его как энтропийный потенциал объекта [9]. Чертёж модели неопределенностей для симметричного распределения рассогласо- вания выходного параметра дана на фигуре 4, а, где использованы следующие обозначе- ния. In systems of control and management of an object, minimization of the difference between the mismatch of the output parameter and the measure is ensured by constructing a negative feedback. As a measure of the uncertainty of the state of an object, Lazarev V.L. proposed using half of the entropy interval of uncertainty to build control over the object and consider it as the entropy potential of the object [9]. A drawing of the uncertainty model for a symmetrical distribution of the mismatch of the output parameter is given in figure 4, a, where the following notation is used.

410 - симметричная модель равномерного распределения; 410 - symmetrical uniform distribution model;

415 и 420 - параметрический и энтропийный интервалы неопределенности для симметричной модели распределения 415 and 420 - parametric and entropy uncertainty intervals for a symmetrical distribution model

Коэффициент энтропии симметричного распределения вводится как отношение эн- тропийного интервала 420 неопределенности рассогласования выходного параметра к его параметрическому интервалу 415, равных удвоенным значениям энтропийного потенциа- ла симметричного распределения 2AHs и среднего квадратического отклонения 2s. Фор- мула для определения коэффициента энтропии симметричного распределения имеет вид:

Figure imgf000018_0001
The entropy coefficient of the symmetric distribution is entered as the ratio of the entropy interval 420 of the mismatch uncertainty of the output parameter to its parametric interval 415, equal to twice the values of the entropy potential of the symmetric distribution 2A Hs and the standard deviation 2s. The formula for determining the entropy coefficient of a symmetrical distribution is:
Figure imgf000018_0001

Коэффициент энтропии симметричного распределения KHs, равный отношению эн- тропийного потенциала симметричного распределения выходного параметра к среднему квадратическому отклонению выходного параметра относительно среднего значения, представляет собой безразмерный нормированный признак симметричной модели распре- деления, используемого для оценки положения математического ожидания. Коэффициент энтропии симметричного распределения так же, как энтропийный потенциал симметрич- ного распределения базируются на условной энгропии распределения при условии полу- чения оценки среднего значения, равного математическому ожиданию, неопределенность которого моделируется равномерным симметричным распределением. The entropy coefficient of the symmetric distribution KH s , equal to the ratio of the entropy potential of the symmetric distribution of the output parameter to the standard deviation of the output parameter relative to the mean value, is a dimensionless normalized sign of the symmetric distribution model used to estimate the position of the mathematical expectation. The entropy coefficient of a symmetric distribution, as well as the entropy potential of a symmetric distribution, are based on the conditional engropy of the distribution, provided that an estimate of the mean value is equal to the mathematical expectation, the uncertainty of which is modeled by a uniform symmetric distribution.

Отличительная особенность распределений с несимметричной несмещённой плот- ностью распределения состоит в том, что плотность вероятности распределения равна ну- лю при отрицательных значениях выходного параметра. Так как предельное выражение под интегралом Шеннона (20) равно нулю, lim(z In z) = Hm(ln zz) = In 0° = In 1 = 0 z-> о z-*0 то для определения энтропии несимметрично распределенного несмещенного выходного параметра используется выражение вида

Figure imgf000018_0002
A distinctive feature of distributions with asymmetric unbiased distribution density is that the distribution probability density is zero for negative values of the output parameter. Since the limit expression under the Shannon integral (20) is equal to zero, lim(z In z) = Hm(ln z z ) = In 0° = In 1 = 0 z-> o z-*0 output parameter, an expression of the form
Figure imgf000018_0002

При использовании плотности равномерного распределения в качестве модели не- смещённой несимметричной плотности распределения выходного параметра интервал за- даётся от 0 до его максимального значения Дн„, принимаемого в качестве энтропийного потенциала несимметричного несмещённого распределения. Чертёж модели неопределён- ностей для несимметричного распределения показано на фигуре 4, б, где использованы следующие обозначения: When using the uniform distribution density as a model of an unbiased asymmetric distribution density of the output parameter, the interval is set from 0 to its maximum value Дн„, taken as the entropy potential of the asymmetric unbiased distribution. Model drawing undefined data for asymmetric distribution is shown in figure 4, b, where the following notation is used:

425 - несимметричная модель равномерного распределения; 425 - asymmetric uniform distribution model;

430 и 435 -интервалы параметрической и энтропийной неопределенности для несимметричной модели распределения, равные корню квадратному второго начального момента и энтопийному потенциалу Анп несимметричной модели распределения; 430 and 435 -intervals of parametric and entropy uncertainty for an asymmetric distribution model, equal to the square root of the second initial moment and the entopy potential An p of an asymmetric distribution model;

440 - дистанция положения центра распределения относительна начала отсчёта, равная математическому ожиданию М 440 - distance of the position of the distribution center relative to the origin, equal to the mathematical expectation M

Из рассмотрения фигуры 4, а и фигуры 4, б следует, что интервалы параметриче- ской неопределенности 415 и 430 задают разные сущности распределений. From the consideration of figure 4, a and figure 4, b, it follows that the intervals of parametric uncertainty 415 and 430 define different essences of distributions.

Из рассмотрения фигуры 4, а следует, что интервал 415 равный 2s определяет среднеквадратический разброс распределения относительно центра распределения, задан- ного положением математическим ожиданием М. Из рассмотрения фигуре 4, б следует, что интервал 430 задаёт расстояние от начала отсчёта до среднего квадратического значе- ния. Интервал 430 равен корню квадратному из второго начального момента несиммет- ричного распределения. Для несмещённого несимметричного распределения начало от- счёта совпадает с началом координат. Для несимметричного распределения интервал па- раметрической неопределённое™ 415, равный удвоенному среднему квадратическому разбросу 2s выходного параметра, откладывается симметрично относительно центра рас- пределения, который задан дистанцией 440, отложенной от начала отсчёта и равной мате- матическому ожиданию М. Как следует из модели фигуры 4, б, дистанции 415 и 430 име- ют различные сущности для распределения выходного параметра. From the consideration of figure 4, a, it follows that the interval 415 equal to 2s determines the root-mean-square spread of the distribution relative to the distribution center, given by the position of the mathematical expectation M. From the consideration of figure 4, b, it follows that the interval 430 sets the distance from the origin to the root mean square value niya. The interval 430 is equal to the square root of the second initial moment of the non-symmetric distribution. For an unbiased asymmetric distribution, the origin coincides with the origin. For an asymmetric distribution, the interval of the parametric uncertainty 415, equal to twice the standard spread 2s of the output parameter, is plotted symmetrically about the distribution center, which is given by the distance 440, postponed from the origin and equal to the mathematical expectation M. As follows from the figure model 4b, distances 415 and 430 have different entities for the distribution of the output parameter.

Аналогично рассматриваются интервалы 420 и 430 для энтиропийной неопреде- лённости. Интервал энтропийной неопределённое™ 420 на фигуре 4, а откладывается симметрично, относительно положения центра распределения, заданного его математиче- ским ожиданием. Интервал энтропийной неопределённости 435 на фигуре 4, б откладыва- ется от начала отсчёта несимметричного распределения. The intervals 420 and 430 for the entyropy uncertainty are considered similarly. The interval of the entropy indefinite™ 420 in figure 4, and is plotted symmetrically, relative to the position of the distribution center, given by its mathematical expectation. The interval of entropy uncertainty 435 in figure 4, b is postponed from the origin of the asymmetric distribution.

Дифференциальная энтропия для определения неопределённости положения цен- тра несимметричного распределения, рассчитывается как условная энтропия измерения при условии получения показания хр, равного математическому ожиданию М:

Figure imgf000019_0001
The differential entropy for determining the uncertainty of the position of the center of the asymmetric distribution is calculated as the conditional entropy of the measurement, provided that the reading x p is equal to the mathematical expectation M:
Figure imgf000019_0001

Так как условная энтропия (32) для определения интервала энтропийной неопреде- лённости относительно центра распределений не равна энтропии несиметричного распре- деления (31 ), то интервалы энтопийной неопределённости для симметричной модели 420 и для несиметричной модели 435 так же имеют различные значения. Интервал 420 откла- дывается относительно центра распределения и смещён по отношению к началу коорди нат. Since the conditional entropy (32) for determining the interval of entropy uncertainty about the center of distributions is not equal to the entropy of asymmetric distribution (31 ), then the intervals of entopy uncertainty for a symmetric model 420 and for asymmetric model 435 also have different values. Interval 420 is plotted relative to the distribution center and offset from the origin.

Таким образом, интервалы энтропийно неопределенности 420 и 435 для симмет- ричной и несимметрично модели распределения имеют разные сущности по отношению к распределению выходного параметра. Thus, the entropy uncertainty intervals 420 and 435 for the symmetric and asymmetric distribution models have different essences with respect to the distribution of the output parameter.

Коэффициент энтропии Кнп для несимметричного распределения параметра равен отношению интервала энтропийной неопределенности 435 к интервалу параметрической неопределенности 430 выходного параметра, которые равны энтропийному потенциалу несимметричного распределения D/*, и корню квадратному второго начального момента \Jm2 , соответственно. The entropy coefficient Кн p for the asymmetric distribution of the parameter is equal to the ratio of the entropy uncertainty interval 435 to the parametric uncertainty interval 430 of the output parameter, which are equal to the entropy potential of the asymmetric distribution D / *, and the square root of the second initial moment \ Jm 2 , respectively.

Формула для определения коэффициента энтропии несимметричного распределе- ния имеет вид:

Figure imgf000020_0001
The formula for determining the entropy coefficient of asymmetric distribution is:
Figure imgf000020_0001

Коэффициент энтропии нессиметричного распределения (33), равный отношению энтропийного потенциала несимметричного распределения выходного параметра к корню квадратному, взятому от второго начального момента распределения выходного парамет- ра, представляет собой безразмерный нормированный признак формы несимметричного распределения [15]. The entropy coefficient of the nonsymmetric distribution (33), equal to the ratio of the entropy potential of the nonsymmetric distribution of the output parameter to the square root taken from the second initial moment of the distribution of the output parameter, is a dimensionless normalized sign of the form of the nonsymmetric distribution [15].

Энтропия несимметричного несмещённого распределения обладает свойством пропорциональности по отношению к энтропии симметрированного распределения, полу- ченного посредством отражения несимметричного распределения относительно начала координат. Если /„( C,a,t,l ) - плотность несимметричного распределения, то плотность соответствующего симметрированного распределения имеет вид:

Figure imgf000020_0002
The entropy of a non-symmetric unbiased distribution has the property of proportionality with respect to the entropy of a symmetric distribution obtained by reflecting the non-symmetric distribution about the origin. If /„( C,a,t,l ) is the density of asymmetric distribution, then the density of the corresponding symmetric distribution has the form:
Figure imgf000020_0002

Так как для симметрированного распределения происходит увеличение диапазона выходного параметра в два раза, то справедлива линейная пропорциональность для эн- тропий симметрированного и несимметричного распределений вида: Since the range of the output parameter doubles for the symmetric distribution, linear proportionality is valid for the entropies of the symmetric and nonsymmetric distributions of the form:

H ( , a, b, l) - Нп (у, а, b, l) + In 2 (35)H ( , a, b, l) - H p (y, a, b, l) + In 2 (35)

Так как для симметррированного распределения справедливо выражение (28) для условной энтропияи измерения при условии получения показания хр равного нулю, то за- писав логарифм произведения как сумму логарифмов, получим для энтропии симметри- рованного распределения выражение вида: Hs (у, a, b, l) = In 2 + In AWI . (36)Since the expression (28) for the conditional entropy and measurement is valid for the symmetric distribution, provided that the reading х р is equal to zero, then writing the logarithm of the product as the sum of logarithms, we obtain an expression of the form for the entropy of the symmetric distribution: H s (y, a, b, l) = In 2 + In A WI . (36)

Сопоставляя выражение (35) и выражение (36) получим, что для модели несиммет- ричного распределения выходного параметра следует обеспечить равенство энтропии распределения и логарифма энтропийного потенциала не симметричного распределения: Comparing expression (35) and expression (36), we obtain that for the model of the non-symmetric distribution of the output parameter, the entropy of the distribution and the logarithm of the entropy potential of the non-symmetric distribution should be ensured:

H„(g,a,b,l) = \hAHh . (37)H„(g,a,b,l) = \hA Hh . (37)

Формула для расчёта энтропийного потенциала несимметричного распределения АИп , при известной энтропии #„( ,a,b,l) примет вид: нп = ехр(Я„(^,а,рД)). (38)The formula for calculating the entropy potential of the asymmetric distribution А Ип , with a known entropy #„( ,a,b,l) will take the form: n p = exp(R„(^,а,рД)). (38)

Таким образом, из выражения (38) следует, что энтропийный потенциал несиммет- ричного несмещённого распределения равен экспоненте с показателем, равным энтропии несимметричного несмещённого распределения выходного параметра. Thus, it follows from expression (38) that the entropy potential of the asymmetric unbiased distribution is equal to the exponent with the exponent equal to the entropy of the asymmetric unbiased distribution of the output parameter.

Так как среднее квадратическое отклонение as для симметрированного относи- тельно начала отсчёта распределения параметра , равно корню квадратному от второго начального момента m2, рассчитанному для исходного несимметричного несмещённого распределения выходного параметра у

Figure imgf000021_0001
то коэффициент энтропии несимметричного распределения можно получить как коэффи- циент энтропии симметрированного распределения, энтропия которого определена свой- ствами несимметричного распределения. Since the root-mean-square deviation as for the distribution of the parameter symmetric with respect to the origin is equal to the square root of the second initial moment m2, calculated for the initial asymmetric unbiased distribution of the output parameter y
Figure imgf000021_0001
then the entropy coefficient of a nonsymmetric distribution can be obtained as the entropy coefficient of a symmetric distribution, the entropy of which is determined by the properties of the nonsymmetric distribution.

Поскольку интервалы энтропийной и параметрической неопределённости пропор- циональны масштабам распределения, то отношение интервалов для несмещённых несимметричных распределений выходного параметра не зависит от масштаба распреде- ления и полностью определяется параметрами формы. Since the intervals of entropy and parametric uncertainty are proportional to the scales of the distribution, the ratio of the intervals for unbiased asymmetric distributions of the output parameter does not depend on the scale of the distribution and is completely determined by the shape parameters.

Таким образом, коэффициент энтропии несимметричных распределений пред- ставляет собой независимый признак формы несмещённых несимметричных распределе- ний [15]. Объединение информационного признака формы, в качестве которого использо- ван коэффициент энтропии несимметричных распределений, с вероятностными признака- ми формы асимметрии и эксцесса позволило получить энтропийно-параметрическое про- странство признаков для отображения координат траекторий возможного положения объ- екта при несимметричном несмещённом распределении выходного параметра. Thus, the entropy coefficient of skewed distributions is an independent sign of the shape of unbiased skewed distributions [15]. Combining the information feature of the shape, which is the entropy coefficient of asymmetric distributions, with the probabilistic features of the form of asymmetry and kurtosis made it possible to obtain an entropy-parametric space of features for displaying the coordinates of the trajectories of the possible position of an object with a non-symmetric unbiased distribution of the output parameter.

Возможные положения объекта в координатном энтропийно-параметрическом пространстве признаков несимметричных несмещённых распределений выходного пара- метра даны на фигуре 5 в виде эпюры проекций траекторий распределений выходного па- раметра: - фигура 5, a - проекция траекторий на плоскость, заданную признаками асиммет- рии и коэффициента энтропии несимметричного распределения; Possible positions of the object in the coordinate entropy-parametric space of signs of asymmetric unbiased distributions of the output parameter are given in figure 5 in the form of a diagram of the projections of the trajectories of the distributions of the output parameter: - figure 5, a - the projection of the trajectories onto the plane specified by the signs of asymmetry and the entropy coefficient of the asymmetric distribution;

- фигура 5, б - проекция траекторий на плоскость, заданную признаками эксцесса и коэффициента энтропии несимметричного распределения. - figure 5, b - the projection of the trajectories on the plane specified by the signs of kurtosis and the entropy coefficient of the asymmetric distribution.

- фигура 5, в - проекция траекторий на плоскость, заданную признаками асиммет- рии и эксцесса несимметричного распределения. - figure 5, c - projection of the trajectories onto the plane specified by the signs of asymmetry and kurtosis of the asymmetric distribution.

На проекциях эпюры использованы следующие обозначения: The following designations are used on the diagram projections:

505 - точка положения оптимального состояния системы при несимметричном распределении выходного параметра; 505 - position point of the optimal state of the system with an asymmetric distribution of the output parameter;

510 - точка положения реального состояния системы при несимметричном распре- делении выходного параметра; 510 - position point of the real state of the system with an asymmetric distribution of the output parameter;

515 - граница зоны контроля в пространстве энтропийно - параметрических при- знаков несимметричного распределения выходного параметра; 515 - the border of the control zone in the space of entropy-parametric features of the asymmetric distribution of the output parameter;

520 - кривые положения системы при использовании для выходного параметра це- левого распределения из форм семейства Вейбулла-Гнеденко; 520 - curves of the system position when using for the output parameter the target distribution from the forms of the Weibull-Gnedenko family;

525 - кривые положения системы при использовании для выходного параметра це- левого распределения из форм семейства гамма распределений; 525 - Curves of the position of the system when used for the output parameter of the target distribution from the forms of the family of gamma distributions;

530 - кривые положения системы при использовании для выходного параметра це- левого распределения из форм логарифмического нормального распределения; 530 - curves of the system position when used for the output parameter of the target distribution from the forms of the logarithmic normal distribution;

535 - точка положения системы при использовании формы несимметричного экс- поненциального распределения выходного параметра, совпадающего с распределением Пирсона c с тремя степенями свободы; 535 - position point of the system when using the form of asymmetric exponential distribution of the output parameter, coinciding with the Pearson distribution c with three degrees of freedom;

540 - точка положения системы при использовании для выходного параметра от- ражённого относительно центра нормального распределения; 540 - point of the system position when used for the output parameter reflected relative to the center of the normal distribution;

545, 550 - точки положения системы при использовании для выходного параметра симметричных форм логистического и нормального распределений; 545, 550 - system position points when using symmetrical forms of logistic and normal distributions for the output parameter;

555, 560, 565 - кривые положения системы при использовании для выходного па- раметра целевого распределения из форм распределений Парето при различных смещени- ях х0 левой границы возможных значений которой соответствуют значения 0,9, 1,1 и 1,3. 555, 560, 565 - curves of the system position when using for the output parameter the target distribution from the forms of Pareto distributions at various shifts x 0 of the left border of possible values of which correspond to the values of 0.9, 1.1 and 1.3.

В пространстве энтропийно-параметрического потенциала точка положения опти- мального состояния системы 505 определяется целевой плотностью несимметричного распределения выходного параметра и совпадает с положением априорно известной несимметричной модели распределения. На фигуре 5 точка оптимального состояния си- стемы 505 при несимметричном распределении находится на кривой 520 возможных по- ложений системы при использовании для выходного параметра целевого распределения из форм семейства гамма распределений. Реальное состояние системы 510 отличается от его оптимального положения 505 вследствие действия внешних влияющих дестабилизи- руюхцих факторов и постоянно меняющихся внутренних свойств системы: внутренних связей, параметров элементов и среды, составляющих систему. In the space of the entropy-parametric potential, the position point of the optimal state of the system 505 is determined by the target density of the asymmetric distribution of the output parameter and coincides with the position of the a priori known asymmetric distribution model. In figure 5, the point of optimal system state 505 under asymmetric distribution is on the curve 520 of possible system positions when using the target distribution for the output parameter from the forms of the family of gamma distributions. The real state of the system 510 differs from its optimal position 505 due to the action of external influencing destabilizing factors and constantly changing internal properties of the system: internal connections, parameters of the elements and environment that make up the system.

Точка положения реального состояния системы 510 находится вблизи оптимально- го состояния. Так как реальное состояния не совпадает с возможными моделями её состо- яния, то точка положения реального состояния 510 располагаться вблизи кривых возмож- ных положений системы. Для реального состояния 510 возможно изменение свойств си- стемы, которые отображаются в изменении формы и масштаба модели распределения вы- ходного параметра. The point of position of the actual state of the system 510 is near the optimal state. Since the real state does not coincide with the possible models of its state, the position point of the real state 510 is located near the curves of the possible positions of the system. For the real state 510, it is possible to change the properties of the system, which are reflected in the change in the shape and scale of the distribution model of the output parameter.

По этой причине при проведении мониторинга и контроля важно определить пере- ход системы в новое состояние из-за изменения свойств модели. Так как возможные со- стояния модели находятся вблизи оптимального состояния, то в энтропийно- параметрическом пространстве признаков выделяется граница области контроля 515 с из- вестными допустимыми формами моделей несимметричных распределений выходного параметра, которые хранятся в базе данных эталонных параметров распределения выход- ного параметра. При выходе системы за пределы области контроля происходит трансфор- мация закона распределения управляемого параметра за счёт изменения настроечных па- раметров регулятора. Для реального состояния системы выбирается наиболее близко рас- положенная модель, после чего определяются её параметры. For this reason, when monitoring and controlling, it is important to determine the transition of the system to a new state due to changes in the properties of the model. Since the possible states of the model are close to the optimal state, then in the entropy-parametric space of features, the boundary of the control area 515 with known acceptable forms of models of asymmetric distributions of the output parameter is allocated, which are stored in the database of reference parameters of the distribution of the output parameter. When the system goes beyond the control area, the distribution law of the controlled parameter is transformed due to a change in the setting parameters of the controller. For the real state of the system, the most closely located model is selected, after which its parameters are determined.

Автор предлагаемого изобретения убеждён в том, что отображение положения объекта в координатном энтропийно-параметрическом пространстве признаков несим- метричных несмещённых распределений выходного параметра позволяет реализовать но- вые возможности при мониторинге и контроле над стохастической системой. The author of the proposed invention is convinced that displaying the position of an object in the coordinate entropy-parametric space of signs of asymmetric unbiased distributions of the output parameter allows realizing new opportunities for monitoring and controlling a stochastic system.

Описание алгоритма мониторинга и контроля над стохастической системой при несмещённой несимметричной целевой плотности распределения выходного параметра Description of the algorithm for monitoring and controlling a stochastic system with an unbiased asymmetric target distribution density of the output parameter

Схема процесса на фигуре 6 иллюстрирует новые возможности и особенности предлагаемого способа мониторинга и контроля над стохастической системой при несим- метричной несмещённой целевой плотности распределения выходного параметра. Для ре- ализации новых возможностей в предполагаемом изобретении проводятся следующие действия, иллюстрируемые в виде этапов процесса мониторинга и контроля на фигуре 6: The process diagram in figure 6 illustrates the new capabilities and features of the proposed method for monitoring and controlling a stochastic system with an asymmetric unbiased target distribution density of the output parameter. To implement new features in the proposed invention, the following actions are carried out, illustrated as stages of the monitoring and control process in figure 6:

- этапа 605 определения координат пространства признаков формы для несиммет- ричной плотности распределения; - step 605 of determining the coordinates of the shape feature space for the nonsymmetric distribution density;

- этапа 610 формирования пространства оптимального состояния системы; - этапа 615 определения дистанции между положениями возможных моделей и ре- ального состояний; - step 610 of forming the space of the optimal state of the system; - step 615 of determining the distance between the positions of the possible models and the actual states;

- этапа 620 выбора формы модели из условия минимума дистанции между моде- лью и реальным состоянием; - step 620 of selecting the shape of the model from the condition of minimum distance between the model and the real state;

- этапа 625 определения масштаба модели распределения выходного параметра стохастической системы; - step 625 to determine the scale of the distribution model of the output parameter of the stochastic system;

- этапа 630 сохранения параметров модели распределения в базе данных; - step 630 saving the parameters of the distribution model in the database;

- этапа 635 определения рассогласования параметров модели реального и опти- мального состояния стохастической системы; - step 635 of determining the mismatch between the parameters of the model of the real and optimal state of the stochastic system;

- этапа 640 оптимизации рассогласования параметров модели; - stage 640 optimization mismatch parameters of the model;

- этапа 645 картирования положения системы в пространстве признаков распреде- ления выходного параметра. - step 645 of mapping the position of the system in the feature space of the distribution of the output parameter.

Определение координат пространства признаков формы для несимметричной несмещённой плотности распределения выходного параметра стохастической системыDetermining the Coordinates of the Shape Feature Space for an Asymmetric Unbiased Distribution Density of the Output Parameter of a Stochastic System

Первое действие, иллюстрируемое этапом 605 схемы процесса на фигуре 6 заклю- чается в определении координат пространства признаков формы для несимметричной плотности распределения. Координаты пространства заданы безразмерными признаками формы распределения и рассчитываются по формуле матричного вектора (12). В качестве параметрических признаков формы распределения использованы асимметрия и эксцесс, характеризующие скошенность и островершинность распределения. Третья координата задана независимым информационным признаком формы распределения - коэффициен- том энтропии несимметричного распределения. Отображение распределения выходного параметра системы в трёхмерном пространстве признаков форм распределения обеспечи- вает контроль положения системы по отношению к возможным функциональным состоя- ниям. Такие параметры как второй начальный момент, третий центральный момент и эн- тропийно-параметрический потенциал несимметричной плотности распределения выход- ного параметра системы определяются по формулам (13), (14) и (15), соответственноThe first action, illustrated by step 605 of the flowchart in FIG. 6, is to determine the shape feature space coordinates for the nonsymmetric distribution density. The space coordinates are given by dimensionless features of the distribution form and are calculated by the matrix vector formula (12). Asymmetry and kurtosis characterizing the skewness and peakedness of the distribution were used as parametric features of the distribution shape. The third coordinate is given by an independent information sign of the distribution form - the entropy coefficient of the asymmetric distribution. Displaying the distribution of the output parameter of the system in a three-dimensional space of attributes of the distribution forms provides control over the position of the system in relation to possible functional states. Parameters such as the second initial moment, the third central moment, and the entropy-parametric potential of the asymmetric distribution density of the output parameter of the system are determined by formulas (13), (14) and (15), respectively

Формировании пространства оптимального состояния стохастической системыFormation of the space of the optimal state of the stochastic system

Основная цель действия, иллюстрируемого этапом 610 схемы процесса на фигуре 6, состоит в том, чтобы получить положения моделей и положение состояния несиммет- ричного распределения выходного параметра системы в нормированном пространстве ко- ординат оптимального состояния 505 с несимметричным распределением выходного па- раметра. Схема процесса формирования пространства оптимального состояния стохасти- ческой системы дана на фигуре 7 в виде этапов 715, 720, 725 и 730. Из фигуры 7 следует, что первое отличительное действие предполагаемого способа мониторинга и контроля над стохастической системой при несмещённой несимметричной целевой плотности распределения выходного параметра содержит The main purpose of the operation illustrated by step 610 of the flowchart in FIG. 6 is to obtain the positions of the models and the position of the state of the nonsymmetric distribution of the system output in the normalized coordinate space of the optimal state 505 with the nonsymmetric distribution of the output. The scheme of the process of forming the space of the optimal state of the stochastic system is given in figure 7 in the form of steps 715, 720, 725 and 730. From figure 7 it follows that the first distinctive action of the proposed method for monitoring and controlling a stochastic system with an unbiased asymmetric target distribution density of the output parameter contains

- этап 715 задания границ зоны контроля в пространстве признаков оптимального состояния при несимметричном распределении выходного параметра стохастиче- ской системы; - step 715 of setting the boundaries of the control zone in the space of signs of the optimal state with an asymmetric distribution of the output parameter of the stochastic system;

- этап 720 определения нормированных координат положения для состояния рас- пределения выходного параметра в пространстве признаков оптимального состо- яния стохастической системы; - step 720 of determining the normalized position coordinates for the distribution state of the output parameter in the feature space of the optimal state of the stochastic system;

- этап 725 определения критерия для состояния стохастической системы в про- странстве признаков оптимального состояния† - step 725 to determine the criterion for the state of the stochastic system in the feature space of the optimal state†

- этап 730 определения нормированных координат положений возможных моделей в пространстве признаков оптимального состояния; - step 730 determining the normalized coordinates of the positions of possible models in the feature space of the optimal state;

Суть схемы процесса формирования пространства оптимального состояния систе- мы состоит в определении координат возможных моделей вблизи оптимального состояния в пределах границы контроля. The essence of the scheme of the process of forming the space of the optimal state of the system is to determine the coordinates of possible models near the optimal state within the control boundary.

Этап 715 схемы процесса на фигуре 7 состоит в задании границ зоны контроля в пространстве признаков оптимального состояния с помощью выражения (16). Для опти- мального состояния существует зона работоспособных состояний, которые отслеживают- ся по форме выходного параметра. Интервалы изменения признаков для зоны контроля заданы с помощью произведения значения признака оптимального состояния (Sko, Ех о, Кц„ о) на коэффициенты интервалов признаков а , Ь, с. Тогда положение возможных значе- ний в энтропийно-параметрическом пространстве состояний выходного параметра огра- ничено значениями признаков Sk0

Figure imgf000025_0001
±с) по признакам асиммет- рии, эксцесса и коэффициента энтропии несимметричных распределений. Step 715 of the process diagram in Figure 7 is to set the boundaries of the control zone in the feature space of the optimal state using expression (16). For the optimal state, there is a zone of healthy states, which are tracked by the form of the output parameter. The intervals for changing the signs for the control zone are set using the product of the value of the sign of the optimal state (Sko, Ex o, Kcn o) and the coefficients of the intervals of the signs a, b, c. Then the position of possible values in the entropy-parametric space of states of the output parameter is limited by the values of features Sk 0
Figure imgf000025_0001
±c) on the basis of asymmetry, kurtosis and entropy coefficient of asymmetric distributions.

Границы интервалов признаков возможных моделей могут быть определены двумя способами. Первый способ состоит в моделировании объекта и получении границ пара- метров на основе модели с использованием метода Монте-Карло наложением на модели выходного параметра и моделей дестабилизирующих факторов. В этом случае признаки оптимального состояния Sk о, Ех о, КНп о определены свойствами модели системы. Другой подход связан с накоплением статистических данных о стохастической системе и оценке интервалов признаков зоны контроля при условии, что система (или подобные системы) находится в работоспособном состоянии для контролируемого режима работы. В этом случае в качестве оптимальных энтропийно -параметрических признаков системы Sk о, Ех о и Кнпо принимаются оценки среднего значения признаков, полученных из проводимых ранее наблюдений. В качестве интервалов признаков в статистике используют средние квадратические оценки разброса. Так как в способах анализа и статистического накопле- ния используются различные методы оценки интервалов признаков, то для задания грани- цы зоны контроля удобно использовать ограничения интервалов признаков 5Ά:0 (ΐ ±o) ,The boundaries of the feature intervals of possible models can be determined in two ways. The first method consists in modeling the object and obtaining the bounds of parameters based on the model using the Monte Carlo method by superimposing the output parameter and models of destabilizing factors on the models. In this case, the signs of the optimal state Sk o, Ex o, K Np o are determined by the properties of the system model. Another approach is related to the accumulation of statistical data on the stochastic system and the estimation of the intervals of signs of the control zone, provided that the system (or similar systems) is in a healthy state for a controlled mode of operation. In this case, as the optimal entropy-parametric features of the system Sk o, Ex o and Kn p about estimates of the average value of features obtained from previous observations are accepted. The mean square estimates of the spread are used as feature intervals in statistics. Since the methods of analysis and statistical accumulation use different methods for estimating the intervals of features, it is convenient to use the limits of the intervals of features 5Ά: 0 (ΐ ±o) to set the border of the control zone

£x0 (l

Figure imgf000026_0001
±с) с указанием вектора признаков оптимального состояния [5Vco, Ex о,£x 0 (l
Figure imgf000026_0001
±с) indicating the vector of signs of the optimal state [5Vco, Ex o,

Кнпо]Т и вектора коэффициентов разброса [о,6,с]т Граница зоны контроля устанавливается из условия, что внутри границы находится не менее 95 % рабочих состояний при воздей- ствии различных дестабилизирующих факторов. Выход за границу контроля рассматрива- ется как переход в неработоспособное состояние, требующее коррекции параметров и матриц вероятностей взаимосвязей стохастической системы. При задании границы кон- троля в виде сферы, параметр утах радиуса границы в диапазоне от 1 до 3. Если коэффици- енты разброса определены для значений среднего квадратического разброса, то для нахождения 95 % работоспособных состояний параметр радиуса границы утах имеет зна- чение, равное 2,8. При известных границах допустимых состояний системы в простран- стве энтропийно-параметрических признаков в качестве рабочего пространства удобно использовать пространство, центрированное относительно заданного оптимального состо- яния и нормированное к разбросу признаков асимметрии, эксцесса и коэффициента эн- тропии несимметричных распределений выходного параметра. Kn o ] T and vectors of dispersion coefficients [o,6,s] t The control zone boundary is established from the condition that at least 95% of operating states are located inside the boundary under the influence of various destabilizing factors. Going beyond the control boundary is considered as a transition to an inoperable state that requires correction of the parameters and probability matrices of the relationships of the stochastic system. When setting the control boundary in the form of a sphere, the parameter y max of the boundary radius is in the range from 1 to 3. If the spread coefficients are determined for the values of the mean square spread, then to find 95% of the operable states, the parameter of the boundary radius y max has the value , equal to 2.8. With known boundaries of admissible states of the system in the space of entropy-parametric features, it is convenient to use as a working space the space centered relative to a given optimal state and normalized to the spread of features of asymmetry, kurtosis, and the entropy coefficient of asymmetric distributions of the output parameter.

Примеры проекций зоны контроля на нормированном пространстве признаков оп- тимального состояния показаны на фигурах 9, 10 и 11, где использованы следующие обо- значения объектов: 505 - точка положения оптимального состояния при несимметричном распределении выходного параметра; 510 - точка положения реальное состояние системы при несимметричном распределении выходного параметра; 515 - граница зоны контроля; 520, 525 и 530 - кривые положения системы при использовании для выходного параметра целевых распределений из форм семейства Вейбулла-Гнеденко, семейства гамма распре- деления и форм логарифмического нормального распределения, соответственно; 535 - точка положения модели системы при использовании формы несимметричного экспонен- циального распределения выходного параметра, совпадающего в параметром Пирсона c2 с тремя степенями свободы; 910, 920 и 930 - иллюстрируют точки положения возможных моделей состояний системы при использовании форм семейства Вейбулла-Гнеденко, се- мейства гамма распределения и логарифмического нормального распределения, соответ- ственно; 915, 925 и 935- точки положения моделей состояний системы при использовании кривых положений системы 520, 525 и 530 в качестве распределений выходного парамет- pa форм семейства Вейбулла-Гнеденко, семейства гамма распределения и логарифмиче- ского нормального распределения, соответственно. На эпюре 9 дано дополнительно по- ложение модели состояния системы 940 при использовании кривой форм семейства Паре- то 555. Так как формы распределения Парето находятся вне зоны контроля, то кривая по- ложения 555 отсутствует на фигуре 10 и фигуре 11 других проекциях энтропийно- параметрического пространства, иллюстрируя возможное положение модели при нерабо- тоспособном состоянии системы. Examples of projections of the control zone on the normalized space of signs of the optimal state are shown in figures 9, 10 and 11, where the following designations of objects are used: 505 - the position point of the optimal state with an asymmetric distribution of the output parameter; 510 - position point of the real state of the system with asymmetric distribution of the output parameter; 515 - control zone border; 520, 525, and 530 are curves of the system position when target distributions from the Weibull-Gnedenko family forms, the gamma distribution family, and the lognormal distribution forms are used for the output parameter, respectively; 535 - position point of the system model when using the form of asymmetric exponential distribution of the output parameter, which coincides with the Pearson parameter c 2 with three degrees of freedom; 910, 920, and 930 illustrate the position points of possible system state models using the forms of the Weibull-Gnedenko family, the gamma distribution family, and the lognormal distribution, respectively; 915, 925 and 935 - position points of the system state models when using the system position curves 520, 525 and 530 as distributions of the output parameter pa forms of the Weibull-Gnedenko family, the families of the gamma distribution and the logarithmic normal distribution, respectively. Diagram 9 additionally gives the position of the system state model 940 when using the curve of forms of the Pareto family 555. space, illustrating the possible position of the model in the inoperable state of the system.

Следующий этап 720 схемы процесса на фигуре 7 состоит в определении нормиро- ванных координат положения для состояния распределения выходного параметра в про- странстве признаков оптимального состояния стохастической системы по формуле мат- ричного вектора (17). The next step 720 of the process diagram in Figure 7 is to determine the normalized position coordinates for the distribution state of the output parameter in the feature space of the optimal state of the stochastic system using the matrix vector formula (17).

Для отображения состояния системы в пространстве признаков оптимального со- стояния на этапе 720 процесса на фигуре 7 определяются нормированные координаты по- ложения состояния по формуле матричного вектора (17). Состояние системы выходного параметра на проекции оптимального состояния системы при несимметричном распреде- лении выходного параметра показано на проекциях зоны контроля (фигура 9, фигура 10 и фигура 11 ) в виде точки положения 510. Для иллюстрации использована точка состояния с признаками асимметрии, эксцесса и коэффициента энтропии несимметричного распреде- ления выходного параметра, равными 2,1, 9 и 1,53, соответственно. При построении про- екций положение оптимального состояния системы в энтропийно-параметрическом про- странстве задано параметром формы а распределения из многообразия форм гамма се- мейства, равного 0,692. Проекции пространства оптимального состояния построены для признаков асимметрии, эксцесса и коэффициента энтропии несимметричного распределе- ния оптимального состояния, равных 2,405, 8,674 и 1,65, соответственно. Форма модели оптимального состояния принята в качестве формы целевого распределения выходного параметра стохастической системы. Интервалы признаков асимметрии, эксцесса и коэф- фициента энтропии, рассчитанные для зоны контроля, равны 0,58, 3,5 и 0,225. Коэффици- енты интервалов признаков а, b и с для зоны контроля равны 0,241, 0,404 и 0,136, соответ- ственно. Коэффициенты и признаки точки положения 510 реального состояния системы при несимметричном распределении выходного параметра изменяются при проведении мониторинга и контроля. To display the state of the system in the feature space of the optimal state, at step 720 of the process in Figure 7, the normalized coordinates of the state position are determined by the formula of the matrix vector (17). The state of the output parameter system on the projection of the optimal state of the system with an asymmetric distribution of the output parameter is shown on the projections of the control zone (figure 9, figure 10 and figure 11) in the form of a position point 510. For illustration, a state point with signs of asymmetry, kurtosis and entropy coefficient is used asymmetric distribution of the output parameter, equal to 2.1, 9 and 1.53, respectively. When constructing projections, the position of the optimal state of the system in the entropy-parametric space is given by the form parameter a of the distribution from the variety of forms of the gamma family, equal to 0.692. The projections of the space of the optimal state are constructed for the signs of asymmetry, kurtosis, and the entropy coefficient of the asymmetric distribution of the optimal state, equal to 2.405, 8.674, and 1.65, respectively. The form of the optimal state model is adopted as the form of the target distribution of the output parameter of the stochastic system. The intervals of signs of asymmetry, kurtosis and entropy coefficient calculated for the control zone are 0.58, 3.5 and 0.225. The coefficients of intervals of features a, b and c for the control zone are 0.241, 0.404 and 0.136, respectively. The coefficients and signs of the position point 510 of the real state of the system with an asymmetric distribution of the output parameter change during monitoring and control.

На этапе 725 схемы процесса на фигуре 7 определяют критерий у* для состояния стохастической системы в пространстве признаков оптимального состояния по формуле (18). Критерий позволяет осуществить проверку состояния объекта принадлежности зоне контроля. At step 725 of the process diagram in figure 7, the criterion y * is determined for the state of the stochastic system in the feature space of the optimal state by the formula (eighteen). The criterion allows you to check the state of the object belonging to the control zone.

Этап 730 состоит в определении нормированных координат положения возможных моделей в пространстве признаков оптимального состояния по формуле ( 19). Step 730 consists in determining the normalized coordinates of the position of possible models in the feature space of the optimal state according to the formula ( 19).

Формирование пространства оптимального состояния необходимо для обеспечения единства оптимальности управления в различных точках энтропийно-параметрического пространства. Дело в том, что в энтропийно-параметрическом пространстве минимальное расстояние зависит от значений признаков распределения и не учитывает интервалы до- пустимых изменений относительно оптимального состояния, что снижает качество кон- троля при выборе параметров модели. В целях унификации данных при различных состо- яниях следует учитывать интервалы контроля вблизи оптимального состояния. The formation of the space of the optimal state is necessary to ensure the unity of the optimality of control at various points of the entropy-parametric space. The fact is that in the entropy-parametric space, the minimum distance depends on the values of the distribution signs and does not take into account the intervals of permissible changes relative to the optimal state, which reduces the quality of control when choosing model parameters. In order to unify the data under different conditions, the control intervals near the optimal state should be taken into account.

В зоне контроля оптимального состояния количество различимых форм моделей ограничено различием параметра формы возможных моделей. При контроле формы до третьей значащей цифры в зоне контроля возможно 300 моделей из семейства форм гамма распределения с параметрами формы в интервале от 0.55 до 0,85, и 150 моделей из семей- ства Вейбулла-Гнеденко с параметрами формы от 0,8 до 0,95. Определение координат возможных моделей по формуле ( 19) в пространстве оптимального состояния относится к формированию пространства. In the control zone of the optimal state, the number of distinguishable forms of models is limited by the difference in the shape parameter of possible models. When controlling the shape to the third significant figure in the control zone, 300 models from the family of gamma distribution shapes with shape parameters in the range from 0.55 to 0.85, and 150 models from the Weibull-Gnedenko family with shape parameters from 0.8 to 0, 95. Determining the coordinates of possible models according to the formula ( 19) in the space of the optimal state refers to the formation of space.

Определение дистанций между положениями возможных моделей и реального состояний в нормированном центрированном пространстве признаков оптимального состояния стохастической системы Determination of distances between the positions of possible models and real states in a normalized centered space of signs of the optimal state of a stochastic system

Третье отличительное действие схемы процесса на фигуре 6, иллюстрируемое этапом 615, состоит в определении дистанции между положением возможных моделей и реального состояний для несимметричных распределений выходного параметра стоха- стической системы в нормированном пространстве координат оптимального состояния. Положениям возможных моделей из отдельных семейств соответствуют модели на пере- сечении кривых семейства распределений и перпендикуляра из точки положения 510 реального состояния системы при несимметричном распределении выходного параметра к кривой положений системы при использовании семейства возможных моделей. The third distinctive action of the process diagram in Figure 6, illustrated by step 615, is to determine the distance between the position of the possible models and the actual states for nonsymmetric stochastic system output parameter distributions in the normalized coordinate space of the optimal state. The positions of the possible models from individual families correspond to the model at the intersection of the curves of the family of distributions and the perpendicular from the point of position 510 of the real state of the system with a non-symmetrical distribution of the output parameter to the curve of the positions of the system when using the family of possible models.

Выбор формы модели стохастической системы из условия минимума дистанции между положениями модели и реального состояний. The choice of the form of the model of a stochastic system from the condition of the minimum distance between the positions of the model and the real states.

Четвёртое отличительное действие, осуществляемое этапом 620 схемы процесса на фигуре 6, состоит в выборе формы модели из условия минимума дистанции между моде- лью и реальным состоянием. Модели выбираются из семейства форм распределения и оценки параметра формы модели из базы данных моделей. The fourth distinctive action, carried out by step 620 of the process diagram in figure 6, is to select the shape of the model from the condition of minimum distance between the models - pour and the real state. Models are selected from a family of distribution shapes and model shape parameter estimation from the model database.

При построении мониторинга и контроля стохастической системой при несмещён- ной целевой плотности распределения выходного параметра в качестве основных пара- метров контроля принимаются форма распределения и её размах. Обеспечение контроля достигается за счёт использования семейств распределений, содержащих параметры фор- мы и размаха. When constructing monitoring and control by a stochastic system with an unbiased target distribution density of the output parameter, the shape of the distribution and its range are taken as the main control parameters. Ensuring control is achieved through the use of families of distributions containing shape and range parameters.

Существующие алгоритмы позволяют оценить форму распределения выходного параметра только приближённо. Дело в том, что параметрические признаки формы асим- метрии и эксцесса не позволяют получить форму при использовании нескольких подсе- мейств обобщённых распределений. Близкое расположение траекторий кривых в про- странстве только параметрических признаков асимметрии и эксцесса не обеспечивают од- нозначный выбор формы модели. Existing algorithms make it possible to estimate the shape of the distribution of the output parameter only approximately. The point is that the parametric characteristics of the form of asymmetry and kurtosis do not allow one to obtain the form when using several subfamilies of generalized distributions. The close location of the trajectories of the curves in the space of only parametric signs of asymmetry and kurtosis does not provide an unambiguous choice of the model form.

В предлагаемом изобретении качество выбора формы осуществляется из условия минимума (21 ) между положением модели и состояния системы. Качество выбора формы обеспечено за счёт различимости несимметричных распределений энтропийно- параметрического пространстве признаков и перехода в пространство оптимального со- стояния системы. При выборе модели распределения параметрам формы присваиваются их специфические значения. In the proposed invention, the quality of the choice of form is carried out from the condition of the minimum (21 ) between the position of the model and the state of the system. The quality of the choice of form is ensured due to the distinguishability of asymmetric distributions in the entropy-parametric space of features and the transition to the space of the optimal state of the system. When you select a distribution model, the shape parameters are assigned their specific values.

Определение масштаба модели распределения выходного параметра стохастической системы. Determination of the scale of the distribution model of the output parameter of the stochastic system.

Следующее отличительное действие предполагаемого изобретения состоит в опре- делении масштаба распределения выходного параметра стохастической системы на этапе 625 схемы процесса фигуры 6. Схема процесса определения параметра масштаба распре- деления выходного параметра дана на фигуре 8 в виде этапов 805, 810 и 815. Из фигуры 8 следует, что четвёртое отличительное действие предполагаемого способа мониторинга и контроля стохастической системы при несмещённой несимметричной целевой плотности распределения содержит A further feature of the contemplated invention is to determine the scaling of the distribution of the output parameter of the stochastic system in step 625 of the process diagram of Figure 6. The process diagram for determining the scaling parameter of the distribution of the output parameter is given in Figure 8 as steps 805, 810, and 815. From Figure 8 it follows that the fourth distinctive action of the proposed method for monitoring and controlling a stochastic system with an unbiased asymmetric target distribution density contains

- определение на этапе 805 энтропийно-параметрического потенциала несиммет- ричной плотности распределения выходного параметра; - determining at step 805 the entropy-parametric potential of the asymmetric distribution density of the output parameter;

- формирование на этапе 810 энтропийно-параметрического потенциала несим- метричной модели плотности распределения выходного параметра; - определение на этапе 815 параметра масштаба l из условия минимума (24) раз- ницы энтропийно-параметрических потенциалов для несимметричной модели и реально- го состояния плотности распределения выходного параметра. - formation at step 810 of the entropy-parametric potential of an asymmetric model of the distribution density of the output parameter; - determination at step 815 of the scale parameter l from the minimum condition (24) of the difference between the entropy-parametric potentials for the asymmetric model and the actual state of the distribution density of the output parameter.

Для пояснения действий, осуществляемых при определении масштаба модели рас- пределения выходного параметра стохастической системы на фигуре 12 дана проекция пространства энтропийной и параметрической неопределенностей несимметричных рас- пределений выходного параметра, где даны следующие обозначения To explain the actions taken when determining the scale of the distribution model of the output parameter of a stochastic system, figure 12 shows the projection of the space of entropy and parametric uncertainties of asymmetric distributions of the output parameter, where the following notation is given

505 и 510 - точки положения оптимального и реального состояния системы при несимметричном распределением выходного параметра; 505 and 510 - position points of the optimal and real state of the system with an asymmetric distribution of the output parameter;

- 1205 - начало координат пространства энтропийной и параметрической неопре- делённостей; - 1205 - the origin of the space of entropy and parametric uncertainties;

- 1210 - дистанция энтропийно-параметрического потенциала A* w, выходного па- раметра; - 1210 - the distance of the entropy-parametric potential A * w, the output parameter;

- 1215 - точка положения модели с выбранной формой распределения и энтропий- но-параметрическим потенциалом выходного параметра; - 1215 - position point of the model with the selected form of distribution and entropy-parametric potential of the output parameter;

- 1220 - линия масштабов модели с выбранной формой распределения; - 1220 - scale line of the model with the selected form of distribution;

- 1225 - эквипотенциаль энтропийно-параметрического потенциала А нр выходно- го параметра; - 1225 - equipotential of the entropy-parametric potential А ' нр output parameter;

_ 1230 - дистанция энтропийно-параметрического потенциала А°НР оптимального состояния; _ 1230 - the distance of the entropy-parametric potential A ° NR of the optimal state;

- 1235 - эквипотенциаль энтропийно-параметрического потенциала АН1, оптималь- ного состояния системы; - 1235 - equipotential of the entropy-parametric potential A H1, the optimal state of the system;

- 1240 - точка положения модели с выбранной формой распределения и энтропий- но-параметрическим потенциалом оптимального состояния системы; - 1240 - position point of the model with the selected form of distribution and entropy-parametric potential of the optimal state of the system;

- 1245 - линия масштабов модели с формой оптимального состояния. - 1245 - scale line of the model with the shape of the optimal state.

Пространство энтропийной и параметрической неопределенностей несимметрич- ных распределений выходного параметра на фигуре 12 задано проекцией координаты эн- тропийного потенциала несимметричного распределения Анр и координаты интервала па- раметрической неопределенности, равной корню квадратному второго начального момен- та frn^ распределения выходного параметра. The space of entropy and parametric uncertainties of asymmetric distributions of the output parameter in Figure 12 is given by the projection of the coordinate of the entropy potential of the asymmetric distribution Anp and the coordinate of the interval of parametric uncertainty equal to the square root of the second initial moment frn^ of the distribution of the output parameter.

В пространстве энтропийной и параметрической неопределенностей несимметрич- ных распределений выбранной модели распределения соответствует линия масштабов модели 1220 с выбранной формой распределения, на которой различным дистанциям от начала координат 1205 до точек прямой 1220 соответствуют различные масштабы l рас- пределения выходного параметра. Наклон линия 1220 полностью определен отношением коэффициентом энтропии несимметричного распределения, определённого из выражения (33). In the space of entropy and parametric uncertainties of asymmetric distributions, the selected distribution model corresponds to the scale line of the 1220 model with the selected distribution form, on which different distances from the origins 1205 to the points of the line 1220 correspond to different scales l of the distribution of the output parameter. The slope of the line 1220 is completely determined by the ratio of the entropy coefficient of the non-symmetric distribution, determined from expression (33).

Точка положения оптимального состояния системы 505 находится на линии мас- штабов модели 1245 с формой оптимального состояния распределения, которая определе- на коэффициентом энтропии несимметричного распределения оптимального состояния. Для формы модели оптимального состояния возможно множество моделей с различными масштабами. Если коэффициент энтропии выбранной модели несимметричного распре- деления отличается от коэффициента энтропии несимметричного распределения опти- мального состояния, то линии масштабов выбранной модели 1220 и модели оптимального состояния 1245 существуют как раздельные объекты. The point of position of the optimal state of the system 505 is on the scale line of the model 1245 with the shape of the optimal state of the distribution, which is determined by the entropy coefficient of the non-symmetric distribution of the optimal state. For the shape of the optimal state model, many models with different scales are possible. If the entropy coefficient of the selected skewed distribution model differs from the entropy coefficient of the optimal state skewed distribution, then the scale lines of the selected model 1220 and the optimal state model 1245 exist as separate entities.

Если коэффициент энтропии несимметричного распределения выходного парамет- ра Кнп отличается от коэффициента энтропии выбранной модели несимметричного рас- пределения, то точки положения 510 реального состояния системы при несимметричном распределении выходного параметра находится вне линии масштабов 1220 выбранной модели. На фигуре 12 проекции пространства энтропийной и параметрической неопреде- лённостей несимметричных распределений схематично показана схема определения мас- штаба для модели распределения с выбранной формой, поясняющая действия схемы на фигуре 8 процесса определения масштаба модели распределения выходного параметра. If the entropy coefficient of the skewed distribution of the output parameter Kn p differs from the entropy coefficient of the selected skewed distribution model, then the position 510 of the actual state of the system with the skewed distribution of the output parameter is outside the scale line 1220 of the selected model. Fig. 12 of the projection of the space of entropy and parametric uncertainties of non-symmetric distributions schematically shows the scaling scheme for the distribution model with the selected shape, explaining the actions of the scheme in Fig. 8 of the process of determining the scale of the distribution model of the output parameter.

На этапе 805 схемы процесса 8 определяется энтропийно-параметрический потен- циал несмещённой плотности распределения выходного параметра по формуле (14). At step 805 of process diagram 8, the entropy-parametric potential of the unbiased distribution density of the output parameter is determined by formula (14).

Согласно формуле (33), коэффициент энтропии несимметричного распределения выходного параметра пропорционален отношению энтропийного потенциала несмещён- ного распределения к корню квадратному второго начального момента распределения. Иллюстрация отношения (33) в пространстве энтропийной параметрической неопреде- лённостей несимметричных распределений выходного параметра дана на фигуре 12, где положения объектов показаны схематично для иллюстрации процессов определения и минимизации параметра масштаба распределения. According to formula (33), the entropy coefficient of the asymmetric distribution of the output parameter is proportional to the ratio of the entropy potential of the unbiased distribution to the square root of the second initial moment of the distribution. An illustration of relation (33) in the space of entropy parametric uncertainties of asymmetric distributions of the output parameter is given in Figure 12, where the positions of the objects are shown schematically to illustrate the processes of determining and minimizing the distribution scale parameter.

Дистанция от точки 1205 начала координат пространства энтропийной и парамет- рической неопределённостей на фигуре 12 до положения точки 510 реального состояния системы равна энтропийно-параметрическому потенциалу стохастической системы. Для определения энтропийно-параметрического потенциала несимметричного распределения выходного параметра через координаты пространства неопределённостей использована формула (22). На фигуре 12 энтропийно-параметрическому потенциалу выходного параметра А* Н1, соответствует дистанция 1210 от начала координат 1205 до точки положения реаль- ного состояния системы 510. Пунктирная линия 1225 является эквипотенциалью энтро- пийно-параметрического потенциала выходного параметра. Эквипотенциаль соответству- ет точкам положения моделей, для которых модуль энтропийно-параметрического потен- циала равен модулю энтропийно-параметрического потенциала выходного параметра. The distance from point 1205 of the origin of the space of entropy and parametric uncertainties in figure 12 to the position of point 510 of the real state of the system is equal to the entropy-parametric potential of the stochastic system. Formula (22) was used to determine the entropy-parametric potential of the asymmetric distribution of the output parameter through the coordinates of the uncertainty space. In Figure 12, the entropy-parametric potential of the output parameter A * H1 corresponds to the distance 1210 from the origin 1205 to the position of the real state of the system 510. The dotted line 1225 is the equipotential of the entropy-parametric potential of the output parameter. The equipotential corresponds to the positions of the models for which the modulus of the entropy-parametric potential is equal to the modulus of the entropy-parametric potential of the output parameter.

Для реального состояния 510 наилучшее соответствие параметра масштаба для мо- дели 1215, расположенной на линии 1220 масштабов моделей с выбранной формой таким образом, что дистанция между точками 510 положения реального состояния и 1215 поло- жения модели с выбранной формы в пространстве энтропийной и параметрической не- определённости минимально. При малых углах рассогласования точка 1215 положения модели с выбранной формой находится как пересечение линии 1220 масштабов модели и эквипотенциали энтропийно-параметрического потенциала выходного параметра. Для определения параметра масштаба l модели с выбранной формой необходима взаимосвязь параметра масштаба l модели и энтропийно- параметрического потенциала выходного параметра. For the real state 510, the best match of the scale parameter for the model 1215 is located on the scale line 1220 of models with the selected shape in such a way that the distance between the points 510 of the position of the real state and 1215 of the position of the model with the selected shape in the entropy and parametric space is not minimum certainty. At small mismatch angles, the position point 1215 of the model with the selected shape is found as the intersection of the model scale line 1220 and the equipotential entropy-parametric potential of the output parameter. To determine the scale parameter l of the model with the selected shape, the relationship between the scale parameter l of the model and the entropy-parametric potential of the output parameter is necessary.

По этой причине на этапе 810 схемы процесса на фигуре 8 проводится формирова- ние энтропийно-параметрического потенциала несимметричной модели плотности рас- пределения выходного параметра. For this reason, at step 810 of the process flow in Figure 8, the formation of the entropy-parametric potential of the asymmetric model of the density distribution of the output parameter is carried out.

Энтопийно-параметрический потенциал для модели распределения выходного па- раметра равен дистанции между началом координат 1205 и положением модели 1215 в пространстве энтропийной и параметрической неопределенности. Формула для определе- ния энтопийно-параметрический потенциал модели Dl HI, через координаты пространства неопределенностей имеет вид:

Figure imgf000032_0001
The entopy-parametric potential for the distribution model of the output parameter is equal to the distance between the origin of coordinates 1205 and the position of the model 1215 in the space of entropy and parametric uncertainty. The formula for determining the entopy-parametric potential of the model D l HI, through the coordinates of the uncertainty space has the form:
Figure imgf000032_0001

Если форма модели выбрана, то однозначно известен коэффициент энтропии Кнп% для модели несимметричного распределения. Квадрат потенциала энтропии несиметрич- ного распределения равен произведению коэффициент энтропии на второй начальный момент /П2х несимеетричного распределения модели распределения выходного параметра. Для энтропийно-параметрического потенциала несимметричной модели распределения выходгного параматра справедлива формула (23), согласно которой для плотности выход- ного параметра возможно множество моделей, отличающихся различными параметрами масштаба распределения. Для большинства несимметричных распределений энтропийно- параметрический потенциал пропорционален параметру масштаба модели l. Тогда опре- делив дистанцию от начала координат 1205 до точки положения модели 1215 при извест- ной форме модели получим значение масштаба l распределения выходного параметра. If the form of the model is chosen, then the entropy coefficient Kn n% for the model of asymmetric distribution is unambiguously known. The square of the entropy potential of the non-symmetric distribution is equal to the product of the entropy coefficient and the second initial moment /P2x of the non-symmetric distribution of the output parameter distribution model. For the entropy-parametric potential of the asymmetric distribution model of the output parameter, formula (23) is valid, according to which for the density of the output parameter, many models are possible that differ in different parameters of the distribution scale. For most asymmetric distributions, the entropy-parametric potential is proportional to the scale parameter of the model l. Then define- dividing the distance from the origin of coordinates 1205 to the position point of the model 1215 with a known shape of the model, we obtain the value of the scale l of the distribution of the output parameter.

Этапе 815 схемы процесса на фигуре 8 состоит в определении параметра масштаба l из условия (24) минимума разницы энтропийно-параметрического потенциала для несимметричной модели и реального состояния плотности распределения выходного па- раметра. Step 815 of the process diagram in Figure 8 consists in determining the scale parameter l from condition (24) of the minimum difference between the entropy-parametric potential for the asymmetric model and the actual state of the distribution density of the output parameter.

Процесс выбора параметра формы иллюстрирует фигура 12. Очевидно, что наилучшее совпадение между моделью и реальным состоянием распределения системы можно достичь при совпадении точек положения модели 1215 с выбранной формой и ре- ального состояния 510 системы. Так как из-за действия дестабилизирующих внешних факторов положение точки 510 реального состояния системы находится вне линии 1220 моделей выбранной формой, то точки положения модели 1215 соответствует минимальная дистанция между точками положения реального состояния системы 510 и линией 1220 выбранной формы модели. При малом различии коэффициента энтропии модели и реаль- ного состояния, угол между линией формы модели и линии формы реального состояния не превышает 1 ... 5°. В этом случае масштаб модели выбирается из условия (24) мини- мума разницы энтропийно-параметрических потенциалов несимметричной модели и ре- ального состояния распределения выходного параметра Figure 12 illustrates the shape parameter selection process. Obviously, the best match between the model and the actual state of the system distribution can be achieved when the position points of the model 1215 coincide with the selected shape and the actual state 510 of the system. Since, due to the action of destabilizing external factors, the position of the point 510 of the actual state of the system is outside the line 1220 of the models of the selected shape, the position points of the model 1215 correspond to the minimum distance between the points of the position of the real state of the system 510 and the line 1220 of the selected shape of the model. With a small difference between the entropy coefficient of the model and the real state, the angle between the model shape line and the real state shape line does not exceed 1 ... 5°. In this case, the scale of the model is selected from the condition (24) of the minimum difference between the entropy-parametric potentials of the asymmetric model and the real state of the distribution of the output parameter

Сохранения параметров модели стохастической системы в базе данных. Saving the parameters of the stochastic system model in the database.

Цель мониторинга состоит в сохранении восстанавливаемой информации о состоя- нии объекта при минимальном объёме переданных данных. По этой причине на этапе 630 схемы процесса на фигуре 6 обеспечивается сохранение параметров модели в базе дан- ных. Сохранение признаков и распределения позволяет обеспечить восстановление ин- формации о состоянии системы. The purpose of monitoring is to save recoverable information about the state of the object with a minimum amount of transmitted data. For this reason, step 630 of the process flow in Figure 6 ensures that the model parameters are stored in a database. The preservation of features and distribution makes it possible to restore information about the state of the system.

Определение рассогласования энтропийно-параметрических потенциалов модели реального и оптимального состояний стохастической системы. Determination of mismatch of entropy-parametric potentials of the model of real and optimal states of a stochastic system.

Следующее действие, иллюстрируемое этапом 635 схемы процессов на фигуре 6, состоит в определении рассогласования модели реального и оптимального состояния стохастической системы. The next step, illustrated by step 635 of the process diagram in Figure 6, is to determine the mismatch of the model of the real and optimal state of the stochastic system.

Для оптимального состояния второй начальный момент т и энтропийный потен- циал А°Нп несимметричного распределения выходного параметра, характеризующие ин- тервалы энтропийной и параметрической неопределенности, имеют свои индивидуальные значения. В пространстве энтропийной и параметрической неопределенности на фигуреFor the optimal state, the second initial moment t and the entropy potential A° Hp of the asymmetric distribution of the output parameter, which characterize the intervals of entropy and parametric uncertainty, have their own individual values. In the space of entropy and parametric uncertainty on the figure

12 оптимальному состоянию системы при несимметричном распределении выходного па- раметра соответствует точка положения 505. Дистанция 1230 от начала координат 1205 до точки 505 положения оптимального состояния системы равно энтроппийно параметрическому потенциалу оптимального состояния системы А°н/, . Для моделей с вы- бранной формой распределения соответствует множество точек на линии масштабов мо- дели 1220, отличающихся масштабом распределения. Модель наиболее приближена к оп- тимальному состоянию, если дистанция между точкой 505 положения оптимального со- стояния системы и точкой 1240 положения модели оптимального состояния на линии 1220 масштабов модели с выбранной формой минимальна. Точка 1240 положения модели оп- тимального состояния определяется пересечением линии масштабов модели 1220 и экви- потенциали 1235 энтропийно параметрического потенциала оптимального состояния си- стемы. 12 optimal state of the system with an asymmetric distribution of the output pa- the parameter corresponds to the position point 505. The distance 1230 from the origin 1205 to the point 505 of the position of the optimal state of the system is equal to the entropy-parametric potential of the optimal state of the system А° n/, . For models with the selected distribution form, there corresponds a set of points on the scale line of the 1220 model, which differ in the distribution scale. The model is closest to the optimal state if the distance between the position point 505 of the optimal state of the system and the point 1240 of the position of the optimal state model on the scale line 1220 of the model with the selected shape is minimal. The position point 1240 of the optimal state model is determined by the intersection of the scale line of the model 1220 and the equipotential 1235 of the entropy parametric potential of the optimal state of the system.

Если энтропйино-параметрические потенциалы оптимального А°н/, и реального Д* я/, состояний стохастической системы различны, то модели реального и оптимального состояний, заданные точками 1215 и 1240 , расположенные на фигуре 12 на линии мас- штабов модели 1220, имеют различный масштаб при одной той же форме. По этой при- чине на этапе 635 схемы процессов на фигуре 6 проводится определение рассогласования модели реального и оптимального состояния системы. Для определения рассогласования рассчитывается разница дистанций 1210 и 1230 энтропийно-параметрических потенциа- лов выходного параметра и оптимального состояния по формуле (25). If the entropyino-parametric potentials of the optimal A° n/, and real D * n/, states of the stochastic system are different, then the models of the real and optimal states, given by points 1215 and 1240 , located on the figure 12 on the scale line of the model 1220, have different scale with the same shape. For this reason, at step 635 of the process diagram in Figure 6, the mismatch of the model of the real and optimal state of the system is determined. To determine the mismatch, the difference between the distances of 1210 and 1230 entropy-parametric potentials of the output parameter and the optimal state is calculated using formula (25).

Для оценки дистанции между точками положения модели 1215 с энтропийно- параметрическим потенциалом реального состояния и точкой положения 505 оптимально- го состояния системы рассчитывается рассогласования квадратов интервалов энтропий- ной и параметрической неопределенности по формуле: To estimate the distance between the position points of the model 1215 with the entropy-parametric potential of the real state and the position point 505 of the optimal state of the system, the mismatch of the squares of the entropy and parametric uncertainty intervals is calculated using the formula:

(41)

Figure imgf000034_0001
(41)
Figure imgf000034_0001

Возведя в квадрат слагаемые выражения (41) и перегруппировав слагаемые, полу- чим, что рассогласование квадратов энтропийной и параметрической неопределенностей определяется разницей между суммой квадратов энтропийно-параметрических потенциа- лов и удвоенной суммой произведений энтропийных и параметрических неопределённо- стей:

Figure imgf000034_0002
Squaring the terms of expression (41) and regrouping the terms, we obtain that the mismatch of the squares of the entropy and parametric uncertainties is determined by the difference between the sum of the squares of the entropy-parametric potentials and twice the sum of the products of the entropy and parametric uncertainties:
Figure imgf000034_0002

В выражении (42) первые два слагаемые представляют собой энтропийно- параметрические потенциалы для модели реального и оптимального состояний. Заменив энтропийные неопределенности с помощью выражения (40) через интервалы параметри- ческих неопределённостей, получим формулу для расчёта рассогласования квадратов ин- тервалов энтропийной и параметрической неопределённостей:

Figure imgf000035_0001
In expression (42), the first two terms are entropy-parametric potentials for the model of real and optimal states. Replacing the entropy uncertainties with the help of expression (40) through the intervals of the parameters cal uncertainties, we obtain a formula for calculating the mismatch of the squared intervals of entropy and parametric uncertainties:
Figure imgf000035_0001

Минимизация выражения (43) позволяет минимизировать рассогласование между моделью реального состояния и оптимальным состоянием. Minimization of expression (43) makes it possible to minimize the discrepancy between the real state model and the optimal state.

Коэффициент энтропии несимметричного распределения модели равен сумме ко- эффициента энтропии оптимального состояния и рассогласования коэффициентов энтро- пий: КНп) = КНп0 + АКНп . Второго начального момента модели равен второму начальному моменту оптимального состояния и его рассогласования с учётом приближения для корня квадратного:

Figure imgf000035_0002
The entropy coefficient of the asymmetric distribution of the model is equal to the sum of the entropy coefficient of the optimal state and the mismatch of the entropy coefficients: K Np) = K Np0 + AK Np . The second initial moment of the model is equal to the second initial moment of the optimal state and its mismatch, taking into account the approximation for the square root:
Figure imgf000035_0002

Квадрат энтропийно-параметрического потенциала связан пропорционален второ- му начальному моменту:

Figure imgf000035_0003
The square of the entropy-parametric potential is bound proportional to the second initial moment:
Figure imgf000035_0003

Тогда после преобразования выражения (44) с учётом равенства (44) получим формулу для рассогласования квадратов интервалов энтропийной и параметри- ческой неопределённости вида:

Figure imgf000035_0004
Then, after transforming expression (44), taking into account equality (44), we obtain a formula for the mismatch of the squares of the intervals of entropy and parametric uncertainty of the form:
Figure imgf000035_0004

Из полученного выражения следует, что при равенстве энтропийно- параметрических потенциалов модели и оптимального состояния рассогласования квадра- та интервалов энтропийной и параметрической неопределенностей определяется рассо- гласованием вторых начальных моментов и коэффициентов энтропий несимметричных распределений. Таким образом, выражение (45) более жёсткое условие для определения и минимизации рассогласования, чем формула (25). It follows from the obtained expression that, if the entropy-parametric potentials of the model and the optimal state of the mismatch are equal, the square of the intervals of entropy and parametric uncertainties is determined by the mismatch of the second initial moments and entropy coefficients of asymmetric distributions. Thus, expression (45) is a more stringent condition for determining and minimizing the mismatch than formula (25).

Минимизация рассогласования энтропийно-параметрических потенциалов модели относительно оптимального состояния Minimizing the Mismatch of the Entropy-Parametric Potentials of the Model with Respect to the Optimal State

Следующее действие, иллюстрируемое этапом 640 схемы процессов на фигуре 6, состоит в минимизации рассогласования энтропийно-параметрических потенциалов мо- дели и оптимального состояния системы, осуществляемое в соответствии с условиямThe next action, illustrated by step 640 of the flowchart in Figure 6, is to minimize the mismatch between the entropy-parametric potentials of the model and the optimal state of the system, carried out in accordance with the conditions

ЬА1П, — > min . Минимизация рассогласования (1 1) энтропийно-параметрических потенциалов до- стигается посредством целевой корректировки закона распределения и формирования управляющего воздействия для коррекции связей стохастической системы. BA 1P, - > min. The minimization of the mismatch (1 1) of the entropy-parametric potentials is achieved by target adjustment of the distribution law and the formation of a control action to correct the connections of the stochastic system.

Положения объектов в пространстве энтропийно-параметрической неопределённо- сти на фигуре 12 даны схематично для иллюстрации процессов определения и минимиза- ции параметра масштаба распределения. The positions of objects in the space of entropy-parametric uncertainty in figure 12 are given schematically to illustrate the processes of determining and minimizing the distribution scale parameter.

Картирование состояния стохастической системы в энтропийно- параметрическом пространстве признаков выходного параметра Mapping the state of a stochastic system in the entropy-parametric space of features of the output parameter

Для визуализации состояния системы на этапе 645 схемы процесса на фигуре 6 происходит картирование положения стохастической системы в пространства признаков распределения выходного параметра и в виде проекций зоны контроля на нормированные координаты пространства признаков оптимального состояния. На этапе 260 формируется сообщение относительно оптимальности состояния объекта. To visualize the state of the system, at step 645 of the process diagram in figure 6, the position of the stochastic system is mapped into the feature space of the distribution of the output parameter and in the form of projections of the control zone onto the normalized coordinates of the feature space of the optimal state. At step 260, a message is generated regarding the optimal state of the object.

Возможную реализацию материального средства, с помощью которого выполняет- ся действие заявленного способа, иллюстрирует схема технического устройства, приведённая на фигуре 13, A possible implementation of the material means, with the help of which the action of the claimed method is performed, is illustrated by the diagram of the technical device shown in figure 13,

Описание схемы устройства мониторинга и контроля над стохастической системой при несмещённой несимметричной целевой плотности распределения Description of the scheme of the device for monitoring and controlling a stochastic system with an unbiased asymmetric target distribution density

Для пояснения предполагаемого изобретения на фигуре 13 дана функциональная схема устройства мониторинга и контроля над стохастической системой при несмещённой несимметричной целевой плотности распределения, где использованы следующие обо- значения: To explain the proposed invention, figure 13 shows a functional diagram of a device for monitoring and controlling a stochastic system with an unbiased asymmetric target distribution density, where the following notation is used:

1310 - подсистема неконтролируемых процессов стохастической системы; 1310 - subsystem of uncontrolled processes of the stochastic system;

1315 - связи неконтролируемых процессов стохастической системы с контролиру- емым процессом выходного параметра стохастической системы. 1315 - connections of uncontrolled processes of the stochastic system with the controlled process of the output parameter of the stochastic system.

1317 - связи влияющих факторов с контролируемым процессом выходного пара- метра стохастической системы. 1317 - connections of influencing factors with the controlled process of the output parameter of the stochastic system.

1320 - контролируемый процесс стохастической системы. 1320 - controlled process of the stochastic system.

1325 - влияющие факторы искусственного и естественного происхождения. 1325 - influencing factors of artificial and natural origin.

1330 - регистрирующее устройство; 1330 - recording device;

1335 - устройство формирования распределения выходного параметра; 1335 - device for generating the distribution of the output parameter;

1340 - блок определения признаков формы распределения выходного параметра;1340 - block for determining the signs of the distribution form of the output parameter;

1345 - блок определения энтропийно-параметрического потенциала выходного параметра; 1350 - устройство формирования пространства оптимального состояния; 1345 - block for determining the entropy-parametric potential of the output parameter; 1350 - device for forming the space of the optimal state;

1355 - устройство выбора формы модели; 1355 - device for selecting the shape of the model;

1360 - блок определения параметра масштаба модели; 1360 - block for determining the scale parameter of the model;

1365 - устройство картирования состояния стохастической системы; 1365 - device for mapping the state of the stochastic system;

1370 - база данных; 1370 - database;

1375 - устройство проверки принадлежности состояния стохастической системы зоне контроля оптимального состояния; 1375 - device for checking whether the state of the stochastic system belongs to the control zone of the optimal state;

1380 - блок трансформации распределения; 1380 - distribution transformation block;

1385 - устройство воспроизведения мера ЭПП целевого распределения; 1385 - a device for reproducing a measure of the EPG of the target distribution;

1390 - блок целевой корректировки формы распределения; 1390 - block target adjustment form distribution;

1395 - блок формирования управляющего воздействия для регулировки связей сто- хастической систем; 1395 - control action generation unit for adjusting the links of stochastic systems;

В стохастической системе на фигуре 13 выделены подсистема неконтролируемых процессов 1310 стохастической системы, контролируемый процесс 1320, связи 13 5 не- контролируемых процессов стохастической системы с контролируемым процессом стоха- стической системы и связи 1317 влияющих факторов с контролируемым процессом стоха- стической системы. Воздействие на контролируемый процесс 1320 возможно за счёт из- менения связей 1315 неконтролируемых процессов стохастической системы и за счёт из- менения связей 1317 влияющих факторов искусственного и естественного происхожде- ния. In the stochastic system, figure 13 highlights the subsystem of uncontrolled processes 1310 of the stochastic system, the controlled process 1320, the connections 13 5 of the uncontrolled processes of the stochastic system with the controlled process of the stochastic system, and the connections 1317 of influencing factors with the controlled process of the stochastic system. The impact on the controlled process 1320 is possible by changing the links 1315 of the uncontrolled processes of the stochastic system and by changing the links 1317 of influencing factors of artificial and natural origin.

Регистрирующего устройства 1330 проводит регистрацию выходного параметра контролируемого процесса стохастической системы. Устройство формирования распреде- ления выходного параметра 1335 осуществляет процесс формирования выборки [У] значе- ний выходного параметра стохастической системы, полученных с регистрирующего устройства 1330. Блок определения признаков формы 1340 предназначен для вычисления признаков формы выходного распределения стохастической системы: асимметрии, экс- цесса и коэффициента энтропии несимметричных несмещённых распределений. Значения признаков формы передаются в устройство формирования пространства оптимального состояния 1350, на выходе которого формируются матричный вектор [x*] нормированных координат положения для состояния распределения выходного параметра и матрица [x] нормированных координат положений возможных моделей для состояний распределения выходного параметра в пространстве нормированных признаков формы оптимального со- стояния стохастической системы. Номер строки матрицы [x] нормированных координат соответствует номеру s возможной модели стохастической системы. Номера столбцов матрицы [x] определяют нормированные координаты положений возможных моделей со- стояния стохастической системы. Матричный вектор [x*] и матрица [x] нормированных координат положений возможных моделей передаются на устройство выбора формы мо- дели 1355, на выходе которого устанавливается номер s формы возможной модели состо- яния стохастической системы. Так как номера моделей имеют свой специфический номер s, то для моделей известны параметры и признаки формы распределения. Recording device 1330 records the output parameter of the controlled process of the stochastic system. The output parameter distribution generating device 1335 performs the process of generating a sample [Y] of the values of the output parameter of the stochastic system obtained from the recording device 1330. The form feature determination unit 1340 is designed to calculate the features of the shape of the output distribution of the stochastic system: asymmetry, kurtosis, and entropy coefficient of asymmetric unbiased distributions. The values of the shape features are transmitted to the optimal state space generator 1350, at the output of which a matrix vector [x * ] of normalized position coordinates for the output parameter distribution state and a matrix [x] of normalized position coordinates of possible models for the distribution states of the output parameter in the space of normalized shape features are formed optimal state of the stochastic system. The row number of the matrix [x] of normalized coordinates corresponds to the number s of a possible model of the stochastic system. The numbers of the columns of the matrix [x] determine the normalized coordinates of the positions of the possible models of standing of the stochastic system. The matrix vector [x * ] and the matrix [x] of the normalized coordinates of the positions of possible models are transmitted to the device for selecting the shape of the model 1355, at the output of which the number s of the shape of a possible model of the state of the stochastic system is set. Since the model numbers have their own specific number s, the parameters and features of the distribution form are known for the models.

Блок 1345 схемы на фигуре 13 иллюстрирует процесс определения энтропийно- параметрического потенциала выходного параметра стохастической системы по формуле (22). Энтропийно-параметрического потенциала D* HR несимметричного несмещённого распределения выходного параметра стохастической системы характеризует положение среднего значения. Устройство 1385 предназначено для воспроизведения меры энтропий- но-параметрического потенциала целевого распределения. Рассогласование состояния си- стемы d DHR оценивается по разнице энтропийно-параметрического потенциала выходного параметра D* HR и энтропийно-параметрического потенциала целевого распределения HR. Рассогласование энтропийно-параметрического потенциала реального и оптимального со- стояний системы, соответствующее разнице оценок средних значений выходного и целе- вого распределений, и используется блоком 1395 формирования управляющего воздей- ствия c для регулировки связей 1315 стохастической систем. При формировании управ- ляющего воздействия c так же учитывается положение модели s реального состояния си- стемы. Согласно номеру модели л· блок 1390 обеспечивает целевую корректировку формы распределения, которая учитывается блоком 1395 при формировании управляющего воз- действия для регулировки связей стохастической систем. Таким образом, при минимиза- ции рассогласования энтропийно-параметрического потенциала модели относительно оп- тимального состояния посредством целевой коррекции связей стохастической системы учитывается отклонение формы модели от оптимального состояния. Block 1345 of the diagram in figure 13 illustrates the process of determining the entropy-parametric potential of the output parameter of the stochastic system by the formula (22). The entropy-parametric potential D * HR of the asymmetric unbiased distribution of the output parameter of the stochastic system characterizes the position of the mean value. Device 1385 is designed to reproduce the measure of the entropy-parametric potential of the target distribution. The discrepancy between the state of the system d DH R is estimated from the difference between the entropy-parametric potential of the output parameter D * HR and the entropy-parametric potential of the target distribution HR . The discrepancy between the entropy-parametric potential of the real and optimal states of the system, corresponding to the difference in estimates of the average values of the output and target distributions, is used by the block 1395 for generating the control action c to adjust the links 1315 of the stochastic system. When forming the control action c, the position of the model s of the real state of the system is also taken into account. According to the model number l*, block 1390 provides a target distribution shape adjustment, which is taken into account by block 1395 when generating a control for adjusting the links of the stochastic systems. Thus, when minimizing the discrepancy between the entropy-parametric potential of the model relative to the optimal state, the deviation of the model form from the optimal state is taken into account by target correction of the stochastic system connections.

По значениям энтропийно-параметрического потенциала DH * R выходного парамет- ра и известному номеру s формы модели реального состояния с помощью устройства 1360 проводится определение параметра масштаба модели l из условия минимизации разницы энтропийно-параметрических потенциалов модели с номером s и состояния плотности распределения выходного параметра. Based on the values of the entropy-parametric potential D H * R of the output parameter and the known number s of the form of the real state model, using the device 1360, the scale parameter of the model l is determined from the condition of minimizing the difference in the entropy-parametric potentials of the model with number s and the state of the distribution density of the output parameter .

Устройство 1365 используются для картирования состояния стохастической систе- мы в энтропийно-параметрическом пространстве признаков выходного параметра. Карти- рование проводится по известным параметрам формы (a, b) модели 5 и параметру мас- штаба l. Для обеспечения процесса мониторинга проводится запись в базу данных 1370 номер .9, параметры формы (a, b) и масштаба l модели распределения выходного парамет- ра для реального состояния стохастической системы. The device 1365 is used to map the state of the stochastic system in the entropy-parameter feature space of the output parameter. Mapping is carried out according to the known shape parameters (a, b) of model 5 and the scale parameter l. To ensure the monitoring process, an entry is made in the database 1370 number .9, shape parameters (a, b) and scale l of the distribution model of the output parameter for the real state of the stochastic system.

Устройство 1375 проверки принадлежности состояния стохастической системы зоне контроля оптимального состояния позволяет контролировать выход системы из зоны контроля по изменению признаков формы выходного распределения. Блок 1380 транс- формации распределения предназначен для формирования сообщения h о необходимости трансформации распределения для возврата системы в зону контроля. Трансформацию распределения можно достичь изменением свойств системы за счёт изменения настроеч- ных параметров регулятора, расположенного в подсистеме неконтролируемых процессов 1310 стохастической системы, изменением состава влияющих факторов 1325 или измене- нием выбора оптимального состояния, относительно которого устанавливается монито- ринг и контроль над стохастической системой. The device 1375 for checking whether the state of the stochastic system belongs to the control zone of the optimal state allows you to control the exit of the system from the control zone by changing the signs of the shape of the output distribution. Distribution transformation block 1380 is used to generate a message h about the need for distribution transformation to return the system to the control zone. Distribution transformation can be achieved by changing the properties of the system by changing the setting parameters of the controller located in the subsystem of uncontrolled processes 1310 of the stochastic system, by changing the composition of influencing factors 1325 or by changing the choice of the optimal state, relative to which monitoring and control over the stochastic system is established.

Из рассмотрения схемы на фигуре 13 следует, что для обеспечения устойчивости системы блок 1395 формирует управляющее воздействия для регулировки связей 1315 не- контролируемых процессов стохастической системы и связей 1317 влияющих факторов с контролируемым процессов выходного параметра стохастической системы. It follows from consideration of the diagram in Figure 13 that to ensure the stability of the system, block 1395 generates control actions to adjust the links 1315 of the uncontrolled processes of the stochastic system and the links 1317 of the influencing factors with the controlled processes of the output parameter of the stochastic system.

Формирование управляющее воздействия блоком 1395 для регулировки связей 1315 и 1317 проводится при условии отличного от нуля номера модели s и/или отличного от нуля рассогласования энтропийно-параметрического потенциала. Блок 1390 целевой корректировки формы закона распределения предназначен для формирования кода S управляющего воздействия, зависящего от положения модели реального состояния систе- мы в энтропийно-параметрическом пространстве и заданного номером s. Заявитель обра- щает внимание, что определение номера s модели реального состояния позволяет целена- правленно изменять форму распределения к его целевой форме путём дифференцирован- ного регулирования связей 1315 и 1317 согласно коду S. При этом пропорциональное ре- гулирование связей с учётом кода S обеспечивает минимизацию рассогласования энтро- пийно-параметрического потенциала для обеспечения масштаба модели стохастической системы масштабу её целевого распределения. The formation of the control action block 1395 to adjust the links 1315 and 1317 is subject to non-zero model number s and/or non-zero mismatch of the entropy-parametric potential. Block 1390 of the target adjustment of the form of the distribution law is designed to form the code S of the control action, depending on the position of the model of the real state of the system in the entropy-parametric space and given by the number s. The Applicant draws attention to the fact that determining the number s of the real state model makes it possible to purposefully change the shape of the distribution to its target form by differential regulation of links 1315 and 1317 according to the S code. mismatch of the entropy-parametric potential to ensure the scale of the stochastic system model to the scale of its target distribution.

Оптимальное состояние стохастической системы - это состояние, отслеживаемое системой и заданное целевой плотностью распределения с известными параметрами фор- мы и масштаба. Энтропийно-параметрический потенциал оптимального состояние стоха- стической системы так же задан целевым распределением выходного параметра. The optimal state of a stochastic system is a state tracked by the system and given by a target distribution density with known shape and scale parameters. The entropy-parametric potential of the optimal state of the stochastic system is also given by the target distribution of the output parameter.

Реальное состояние стохастической системы - состояние системы в текущий мо- мент времени, характеристики которого определяются по выборке значений выходного параметра. Параметры распределения значений выходного параметра устанавливаются для модели реального состояния. По этому, выбор формы и масштаба модели, осугцеств- ляется по отношению к реальному состоянию стохастической системы. The real state of a stochastic system is the state of the system at the current moment of time, the characteristics of which are determined by a sample of values of the output parameter. The distribution parameters of the output parameter values are set for the real state model. Therefore, the choice of the form and scale of the model is carried out in relation to the real state of the stochastic system.

Контроль направлен на обеспечение минимального рассогласования оценки эн- тропйино-параметрического потенциала контролируемого распределения выходного па- раметра для модели реального и оптимального состояний стохастической системы. The control is aimed at ensuring the minimum mismatch of the estimate of the entropy-parametric potential of the controlled distribution of the output parameter for the model of the real and optimal states of the stochastic system.

Оптимизация системы происходит путём минимизации рассогласования энтропий- но-параметрического потенциала между оптимальным и реальным состоянием за счёт изменения параметров модели реального состояния и формирования управляющего воз- действия для регулирования связей 1315 и 1317, изображённой на фигуре 13. The optimization of the system occurs by minimizing the mismatch of the entropy-parametric potential between the optimal and real state by changing the parameters of the real state model and forming a control action to regulate the links 1315 and 1317, shown in figure 13.

Предполагаемое изобретение может быть так же использовано для мониторинга и контроля при эволюции системы или её циклическом изменении. Так как для таких си- стем происходит переход из одного оптимального состояния в другое оптимальное состо- яние, то очевидно, что на различных этапах эволюции системы контроль производится относительно различных оптимальных состояний, для которых априорно проводится за- дание границы зон контроля. The alleged invention can also be used to monitor and control the evolution of the system or its cyclic change. Since for such systems there is a transition from one optimal state to another optimal state, it is obvious that at different stages of the evolution of the system, control is carried out with respect to different optimal states, for which the boundaries of the control zones are a priori set.

Таким образом, предлагаемый способ мониторинга и контроля над стохастической системой при несмещённой несимметричной целевой плотности распределения устраняет переход системы в нерабочее состояние из-за многозначности выбора форм несимметрич- ных моделей и обеспечивает устойчивость системы посредством контроля соответствия формы и масштаба модели её реальному состоянию в энтропийно-параметрическом про- странстве признаков несимметричного распределения выходного параметра. Thus, the proposed method for monitoring and controlling a stochastic system with an unbiased asymmetric target distribution density eliminates the transition of the system to a non-working state due to the ambiguity of the choice of forms of asymmetric models and ensures the stability of the system by controlling the conformity of the shape and scale of the model to its real state in the entropy parametric space of signs of asymmetric distribution of the output parameter.

Источники информации Sources of information

1. Лукас В. А. Теория управления техническими системами. - Издательство Уральского государственного горного университета. Екатеринбург. - 2005г. - 676 с. 1. V. A. Lukas, Teoriya upravleniya tekhnicheskikh sistemami [Theory of control of technical systems]. - Publishing house of the Ural State Mining University. Yekaterinburg. - 2005 - 676 p.

2. Солодовников В. В., Плотников В.Н., Якоалев А. В. Теория автоматического управ- ления техническими системами. М: Изд-во МГТУ, 1993. - 492 с. 2. Solodovnikov V. V., Plotnikov V. N., Yakoalev A. V. Theory of automatic control of technical systems. M: Publishing House of MSTU, 1993. - 492 p.

3. Патент RU 2168763 Российская Федерация. Устройство для измерения характери- стик случайных процессов / Сытько И. И., Сытько Е.Н., Волков А. В., Аврменко С. Г. - N» 99107746/09 заявки, заявлен 19.04.1999; опубл. 10.06.2001. 3. Patent RU 2168763 Russian Federation. Device for measuring the characteristics of random processes / Sytko I.I., Sytko E.N., Volkov A.V., Avrmenko S.G. - Application No. 99107746/09 , filed on 19.04.1999; publ. 06/10/2001.

4. Wang, Н., 2003. Control of conditional output probability density functions for general nonlinear and non-Gaussian dynamic stochastic systems. IEE Proceedings: Control Theory and Applications 150 (1), 55-60. Пат. 2 565 367 Российская Федерация. Способ контроля и управления динамической системой / Полосин В. Г., Бодин О.Н. - заявка Л° 2014111833/08; заявлен 27.03.2014; опубл. 20.10.15 Бюл. JV°29. Sun Jian-Qiao Stochastic Dynamics and Control. Monograph Series on nonlinear Science and Complexity. Elsevier. AE Amsterdam, The Netherlands, First edition, 2006, 417 p. Guoa L., Wang H., Wang A.P. Optimal probability density function control for NARMAX stochastic systems / Autovatica, Vol. 44, 2008, pp. 1904-1911. Rose, C. and Smith, M.D. Mathematical Statistics with Mathematica, Springer-Verlag, New York - 2002 - 481 p. N1ST/SEMATECH e-Handbook of Statistical Methods, http://www.itl.nist.gov/ div898/handbook/ date. Вадзинский P.H. Справочник по вероятностным распределениям. - СПб.: Наука,4. Wang, H., 2003. Control of conditional output probability density functions for general nonlinear and non-Gaussian dynamic stochastic systems. IEE Proceedings: Control Theory and Applications 150(1), 55-60. Pat. 2,565,367 Russian Federation. Method of control and management of a dynamic system / Polosin V.G., Bodin O.N. - application L° 2014111833/08; declared 03/27/2014; publ. 10/20/15 Bull. JV°29. Sun Jian-Qiao Stochastic Dynamics and Control. Monograph Series on nonlinear Science and Complexity. Elsevier. AE Amsterdam, The Netherlands, First edition, 2006, 417 p. Guoa L., Wang H., Wang AP Optimal probability density function control for NARMAX stochastic systems / Autovatica, Vol. 44, 2008, pp. 1904-1911. Rose, C. and Smith, MD Mathematical Statistics with Mathematica, Springer-Verlag, New York - 2002 - 481 p. N1ST/SEMATECH e-Handbook of Statistical Methods, http://www.itl.nist.gov/div898/handbook/date. Wadzinsky PH Handbook of Probability Distributions. - St. Petersburg: Science,

2001. - 298 с. Патент RU N°2296356 Российская Федерация. Способ контроля и управления дина- мической системой / Лазарев В. Л. - JVs 2005124236/09 заявки; заявл. 29.07.2005; опубл. 27.03.2007, Бюл. N°9. Полосин В. Г., Бодин О.Н. Критерии оптимального управления динамической систе- мой. / Труды МФТИ. - 2015. - Том 7, Ле 3 (27). - С.131-139. Пат. 2 334 262 Российская Федерация. Способ контроля и управления состоянием неопределенности системы // Лазарев В. Л. - JSf° 20071 16079/09 заявки; заявлен 27.04.07; опубл. 20.09.2008 Бюл. Л°26. Новицкий П.В., Зограф И. А. Оценка погрешности результатов измерений. - Л.: Энергоатомиздат. 1985г. - 248 с. Polosin V.G. Mapping distributions in the entropy-parametric space. International Confer- ence on Metrological Support of Innovative Technologies ICMSIT-2020, St. Petersburg, 4 March, 2020, Journal of Physics: Conference Series (JPCS). Publication number: ICMSIT- 2020-4042. Полосин В. Г., Тертычная С. В. Анализ результатов измерения объёмной активности радона с помощью распределения Вейбулла-Гнеденко. / Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Физико-метематические науки. N°1 (9), 2009, С. 127-133. Микляев П.С. Закономерности миграции и эсхаляции радона из грунтовов на терри- тории г.Москвы: дис. на соискание степени канд. геолого-минералог. наук. / М.,2001. - 298 p. Patent RU N°2296356 Russian Federation. A method for monitoring and controlling a dynamic system / Lazarev VL - JVs 2005124236/09 applications; dec. 07/29/2005; publ. 03/27/2007, Bull. N°9. Polosin V.G., Bodin O.N. Criteria for optimal control of a dynamic system. / Proceedings of the Moscow Institute of Physics and Technology. - 2015. - Volume 7, Le 3 (27). - P.131-139. Pat. 2,334,262 Russian Federation. The method of monitoring and managing the state of system uncertainty // Lazarev VL - JSf° 20071 16079/09 applications; declared 27.04.07; publ. 20.09.2008 Bull. L°26. Novitsky P.V., Zograf I.A. Evaluation of measurement errors. - L.: Energoatomizdat. 1985 - 248 p. Polosin V.G. Mapping distributions in the entropy-parametric space. International Conference on Metrological Support of Innovative Technologies ICMSIT-2020, St. Petersburg, March 4, 2020, Journal of Physics: Conference Series (JPCS). Publication number: ICMSIT-2020-4042. Polosin VG, Tertychnaya SV Analysis of the results of measuring the volumetric activity of radon using the Weibull-Gnedenko distribution. / News of higher educational institutions. Volga region. Physical and mathematical sciences. N°1 (9), 2009, pp. 127-133. Miklyaev P.S. Patterns of migration and escalation of radon from soils on the territory of Moscow: dis. for the degree of Cand. geologist and mineralogist. Sciences. / M.,

2002, - 170 с. Пат. 2532365, Российская Федерация. Способ мониторинга загрязнений природных сред техногенными источниками / Девятова А.Ю., Рапута В.Ф. Опубликовано: 10.11.2014, Бюл. JSQ 31. Самуленков Д.А., Мельникова И.Н., Донченко В. К., Сапунов М.В. Исследование за- грязнений атмосферы с помощью лидарного мониторинга / Учёные записки Россий- ского Государственного Гидрометеорологического университета., Санкт-Петербург, JVe 48, 2017, - С. 266-280. Донцова Т.И. Балансный метод оценки загрязнений воздушной среды крупных горо- дов на принципах биосферной совместимости / Волгоград, Дис. канд. техн. наук. 2016. Гнеденко, Б. В. Математические методы в теории надежности / Б. В. Гнеденко, Ю. К. Беляев, А. Д. Соловьёв. - Москва: Наука, 1965. - 524 с. Каштанов В. А., Медведев А. И. Теория надежности сложных систем. Москва: Физ- матлит, 2010., 607 с. Русев В.Н. Актуальность теоретического исследования распределения Вейбул- ла-Гнеденко для расчета оценок технологической надежности нефтегазового обору- дования // НТЖ «Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышлен- ности». - 2013. - N°11. - С. 46-49. ГОСТР 50779.27-2017. (МЭК 61649: 2008) Статистические методы. Распределение Вейбулла. Анализ данных. Москва. Стандартинформ. 2017. 58 с. Ярмоленко И. В., Хуковский М.В., Кирдин И.Я. Исследование свойств логнормаль- ного распределения при анализе результатов радоновых обследований / Актуальные проблемы ограничения облучения населения от природных источников ионизирую- щих излучений. Радон. М., 2000, С. 17 - 20. Elandt-Johnson R., Johnson N. Survival models and data analysis. — New York: John Wiley & Sons, 1999. 457 p. Ярмоненко С. П., Вайнсон А. А. Радиобиология человека и животных. М., Высш. шк., 2004. -54 с. Романовский М.Ю., Романовский Ю.М. Введение в эконофизику. Статистические и динамические модели. М. Ижевск: институт компьютерных исследований, НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2007. - 280 с. Яковлева Т.В., Обзор методов обработки магнитно-резонансных изображений и раз- витие нового двухпараметрического метода моментов, Компьютерные исследования и моделирование, 2014, том 6, выпуск 2, 231-244. Ali H. R., Dariush A. and other, Lymphocyte density determined by computational pathol- ogy validated as a predictor of response to neoadjuvant chemotherapy in breast cancer: secondary analysis of the ARTemis trial / Annals of Oncology 28: 1832-1835, 2017. Бекман И.Н. Радиационная и ядерная медицина: физические и химические аспекты. Радиохимия. М., Щёлково: Издатель Мархотин., Том 7. 2012 - 400 с. Котина Е.Д. Некоторые вопросы моделирования динамических процессов в радио- нуклидных исследованиях. - СПб.: Изд-во ВВМ, 2013. - 150 с Матвеев А.В. Моделирование кинетики радиофармпрепаратов при функциональном исследовании мочевыводительной системы / Международный журнал медицины и психологии ( International Journal of Medicine and Psychology) 2019, Том 2, JV93, C. 56 - 58. Национальное руководство по радионуклидной диагностике / под ред. Ю.Б. Лишма- нова, В. И. Чернова. - В 2-х т. - Томск: STT, 2010, Т.2. - 418 с. Варфоломеев С.Д., Гуревич К. Г. Биокинетика: Практический курс. - М.: ФАИР- ПРЕСС, 1999. - 720 с. Белов А. А., Курдяков А.П. Дескрипторные системы и задачи управления. - М.: Физ- матлит, 2015. - 275 с. Shannon К.Е. The mathematical theory of communication. Work on information theory and cybernetics / Ed. R.L. Dobrushina, O.B. Lupanova, M., 1963., 829 p. Новицкий П.В. Понятие энтропийного значения погрешности. - измерительная тех- ника, 1966, JVs 7, С.1 1 - 14. 2002, - 170 p. Pat. 2532365, Russian Federation. A method for monitoring pollution of natural environments by technogenic sources / Devyatova A.Yu., Raputa V.F. Published: 10.11.2014, Bull. JSQ 31. Samulenkov D.A., Melnikova I.N., Donchenko V.K., Sapunov M.V. Study of atmospheric pollution using lidar monitoring / Scientific notes of the Russian State Hydrometeorological University., St. Petersburg, JVe 48, 2017, - P. 266-280. Dontsova T.I. Balance method for assessing air pollution in large cities on the principles of biospheric compatibility / Volgograd, Dis. cand. tech. Sciences. 2016. Gnedenko, B. V. Mathematical methods in the theory of reliability / B. V. Gnedenko, Yu. K. Belyaev, A. D. Solovyov. - Moscow: Nauka, 1965. - 524 p. Kashtanov V. A., Medvedev A. I. Theory of reliability of complex systems. Moscow: Fizmatlit, 2010., 607 p. Rusev V.N. The relevance of the theoretical study of the Weibull-Gnedenko distribution for calculating estimates of the technological reliability of oil and gas equipment. NTZh “Automation, telemechanization and communication in the oil industry”. - 2013. - N°11. - S. 46-49. GOST 50779.27-2017. (IEC 61649: 2008) Statistical methods. Weibull distribution. Data analysis. Moscow. Standartinform. 2017. 58 p. Yarmolenko I.V., Khukovsky M.V., Kirdin I.Ya. Investigation of the properties of the log-normal distribution in the analysis of the results of radon surveys / Actual problems of limiting public exposure from natural sources of ionizing radiation. Radon. M., 2000, pp. 17 - 20. Elandt-Johnson R., Johnson N. Survival models and data analysis. — New York: John Wiley & Sons, 1999. 457 p. Yarmonenko S. P., Vainson A. A. Radiobiology of man and animals. M., Higher. school, 2004. -54 p. Romanovsky M.Yu., Romanovsky Yu.M. Introduction to econophysics. Statistical and dynamic models. M. Izhevsk: Institute of Computer Research, Research Center "Regular and Chaotic Dynamics", 2007. - 280 p. Yakovleva T.V., Review of methods for processing magnetic resonance images and development of a new two-parameter method of moments, Computer Research and Modeling, 2014, volume 6, issue 2, 231-244. Ali HR, Dariush A. and other, Lymphocyte density determined by computational pathology validated as a predictor of response to neoadjuvant chemotherapy in breast cancer: secondary analysis of the ARTemis trial / Annals of Oncology 28: 1832-1835, 2017. Beckman I .N. Radiation and nuclear medicine: physical and chemical aspects. Radiochemistry. M., Shchyolkovo: Publisher Markhotin., Volume 7. 2012 - 400 p. Kotina E.D. Some issues of modeling dynamic processes in radionuclide research. - St. Petersburg: VVM Publishing House, 2013. - 150 s Matveev A.V. Modeling the kinetics of radiopharmaceuticals in the functional study of the urinary system / International Journal of Medicine and Psychology (International Journal of Medicine and Psychology) 2019, Volume 2, JV93, C. 56 - 58. National guidelines for radionuclide diagnostics / ed. Yu.B. Lishmanova, V. I. Chernov. - In 2 volumes - Tomsk: STT, 2010, V.2. - 418 p. Varfolomeev S.D., Gurevich K. G. Biokinetics: A practical course. - M.: FAIR-PRESS, 1999. - 720 p. Belov A.A., Kurdyakov A.P. Descriptor systems and control tasks. - M.: Fizmatlit, 2015. - 275 p. Shannon K.E. The mathematical theory of communication. Work on information theory and cybernetics / Ed. RL Dobrushina, OB Lupanova, M., 1963., 829 p. Novitsky P.V. The concept of the entropy value of the error. - measuring technique, 1966, JVs 7, S.1 1 - 14.

Claims

Способ мониторинга и контроля над стохастической системой при несмещённой несимметричной целевой плотности распределения выходного параметраA method for monitoring and controlling a stochastic system with an unbiased asymmetric target distribution density of the output parameter Формула изобретения Claim Способ мониторинга и контроля над стохастической системой при несмещённой несимметричной целевой плотности распределения выходного параметра заключающийся в том, что осуществляют регистрацию состояния стохастической системы, формирова- ние выборки у, значений выходного параметра y(t ) стохастической системы, определение математического ожидания М среднего квадратического отклонения о* и центрального четвёртого момента Ц4 распределения выходного параметра; формирова- ние базы данных эталонных параметров закона распределения выходного параметра сто- хастической системы, проверку состояния стохастической системы принадлежности зоне контроля оптимального состояния; трансформацию закона распределения управляемого параметра за счет изменения настроечных параметров регулятора, корректировку зако- на распределения и формирование управляющего воздействия, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют определение координат пространства признаков формы - асимметрии, эксцесса и коэф- фициента энтропии несимметричного распределения - для несимметричной несмещённой плотности распределения выходного параметра стохастической системы по формуле мат- ричного вектора:
Figure imgf000044_0001
где m , m и D^h - второй начальный момент, третий центральный момент и энтропийный потенциал несимметричной несмещённой плотности распределения выходного параметра, определяемые по формулам:
Figure imgf000044_0002
где т - число интервалов группирования; Ау - интервал группирования выходного па- рам етра; pj - статистическая частота попадания отсчётов в /-й интервал группирования; формирование пространства оптимального состояния стохастической системы включа- ющее в себя следующие действия: задание границы зоны контроля в пространстве признаков оптимального состояния при несимметричном распределении выходного параметра стохастической системы:
Figure imgf000045_0001
где ymax - радиус зоны контроля; xig -координаты границы контроля; определение нормированных координат положения для состояния распределения вы- ходного параметра в пространстве признаков оптимального состояния стохастической системы по формуле матричного вектора:
Figure imgf000045_0002
где Sko, Ex о, Кнп о - асимметрия, эксцесс и коэффициент энтропии несимметричной плотности распределения для оптимального состояния системы; а, Ь, с - коэффициенты интервалов признаков для зоны контроля; определение критерия для состояния стохастической системы в пространстве признаков оптимального состояния по формуле:
Figure imgf000045_0003
определение нормированных координат положений возможных моделей стохастиче- ской системы в пространстве признаков оптимального состояния по формуле матрич- ного вектора:
Figure imgf000045_0004
где Sks, Ex. , Kuns - асимметрия, эксцесс и коэффициент энтропии несимметричного плотности распределения для оптимального состояния системы; s - номер модели стохастической системы:
A method for monitoring and controlling a stochastic system with an unbiased asymmetric target distribution density of the output parameter, which consists in registering the state of the stochastic system, forming a sample y, values of the output parameter y(t) of the stochastic system, determining the mathematical expectation M of the standard deviation o * and the central fourth moment C 4 distribution of the output parameter; formation of a database of reference parameters of the distribution law of the output parameter of the stochastic system, checking the state of the stochastic system belonging to the control zone of the optimal state; transformation of the distribution law of the controlled parameter by changing the setting parameters of the controller, adjustment of the distribution law and formation of the control action, characterized in that they additionally determine the coordinates of the space of the shape attributes - asymmetry, kurtosis and the entropy coefficient of the asymmetric distribution - for an asymmetric unbiased distribution density output parameter of the stochastic system according to the matrix vector formula:
Figure imgf000044_0001
where m , m and D^ h are the second initial moment, the third central moment and the entropy potential of the asymmetric unbiased distribution density of the output parameter, determined by the formulas:
Figure imgf000044_0002
where m is the number of grouping intervals; Ay - grouping interval of the output parameters; p j - statistical frequency of hitting samples in the /-th grouping interval; formation of the space of the optimal state of the stochastic system, which includes the following actions: setting the border of the control zone in the space of signs of the optimal state with an asymmetric distribution of the output parameter of the stochastic system:
Figure imgf000045_0001
where y max is the radius of the control zone; xi g - control boundary coordinates; determination of the normalized position coordinates for the distribution state of the output parameter in the feature space of the optimal state of the stochastic system using the matrix vector formula:
Figure imgf000045_0002
where Sko, Ex o, Kn o - asymmetry, kurtosis and entropy coefficient of the asymmetric distribution density for the optimal state of the system; a, b, c - coefficients of intervals of signs for the control zone; determination of the criterion for the state of the stochastic system in the space of features of the optimal state according to the formula:
Figure imgf000045_0003
determination of the normalized coordinates of the positions of possible models of the stochastic system in the space of features of the optimal state according to the formula of the matrix vector:
Figure imgf000045_0004
where Sk s , Ex . , Ku ns - asymmetry, kurtosis and entropy coefficient of asymmetric distribution density for the optimal state of the system; s - model number of the stochastic system:
_ ( {1, 2, 3, ... } для возможных состояний,
Figure imgf000045_0005
_ ( {1, 2, 3, ... } for possible states,
Figure imgf000045_0005
I 0 для оптимального состояния; определение дистанций между положениями возможных моделей и реального состояний в нормированном центрированном пространстве признаков оптимального состояния стохастической системы по формуле
Figure imgf000045_0006
выбор формы модели стохастической системы из условия минимума дистанции между положениями модели и реального состояний ALS -» min ; определение масштаба модели распределения выходного параметра стохастической си- стемы включающее в себя следующие действия:
I 0 for the optimal state; determination of distances between the positions of possible models and real states in a normalized centered space of signs of the optimal state of a stochastic system by the formula
Figure imgf000045_0006
choice of the form of the model of the stochastic system from the condition of the minimum distance between the positions of the model and the real states AL S -» min ; determination of the scale of the distribution model of the output parameter of the stochastic system, which includes the following actions:
- определение энтропийно-параметрического потенциала D* HR несимметричной плотно- сти распределения выходного параметра стохастической системы
Figure imgf000046_0001
- determination of the entropy-parametric potential D * HR of the asymmetric distribution density of the output parameter of the stochastic system
Figure imgf000046_0001
- формирование энтропийно-параметрического потенциала несимметричной модели плотности распределения выходного параметра стохастической системы
Figure imgf000046_0002
где ттк и КНп - второй начальный момент и коэффициент энтропии несимметричной мо- дели распределения выходного параметра;
- formation of the entropy-parametric potential of the asymmetric model of the distribution density of the output parameter of the stochastic system
Figure imgf000046_0002
where ttk and K Np - the second initial moment and the entropy coefficient of the asymmetric distribution model of the output parameter;
- определение параметра масштаба из условия минимуму разницы энтропийно- параметрических потенциалов для несимметричной модели и реального состояния плотности распределения выходного параметра стохастической системы
Figure imgf000046_0003
min; сохранение параметров модели стохастической системы в базе данных; определение рассогласования энтропийно-параметрических потенциалов модели реаль- ного и оптимального состояний стохастической системы
Figure imgf000046_0004
минимизацию рассогласований энтропийно-параметрических потенциалов модели отно- сительно оптимального состояния посредством целевой корректировки закона распреде- ления и формирования управляющего воздействия для коррекции связей стохастической системы и картирование состояния стохастической системы в энтропийно- параметрическом пространстве признаков выходного параметра.
- determination of the scale parameter from the condition of the minimum difference of entropy-parametric potentials for an asymmetric model and the real state of the distribution density of the output parameter of a stochastic system
Figure imgf000046_0003
min; saving the parameters of the stochastic system model in the database; determination of the mismatch of the entropy-parametric potentials of the model of the real and optimal states of the stochastic system
Figure imgf000046_0004
minimization of discrepancies between the entropy-parametric potentials of the model relative to the optimal state by target adjustment of the distribution law and the formation of a control action for correcting the connections of the stochastic system and mapping the state of the stochastic system in the entropy-parametric space of features of the output parameter.
PCT/RU2021/000328 2021-03-09 2021-08-06 Method for monitoring and controlling a stochastic system Ceased WO2022191733A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021106104A RU2758638C1 (en) 2021-03-09 2021-03-09 Method for monitoring and controlling a stochastic system with an unbiased asymmetric target density of the output parameter distribution
RU2021106104 2021-03-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022191733A1 true WO2022191733A1 (en) 2022-09-15

Family

ID=78466695

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2021/000328 Ceased WO2022191733A1 (en) 2021-03-09 2021-08-06 Method for monitoring and controlling a stochastic system

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2758638C1 (en)
WO (1) WO2022191733A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117348419A (en) * 2023-11-17 2024-01-05 南通开放大学(南通建筑职业技术学校、南通市社区教育服务指导中心) PLC adaptive control method and system based on artificial intelligence

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6496761B1 (en) * 1999-01-18 2002-12-17 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Optimization control method for shock absorber
RU2296356C1 (en) * 2005-07-29 2007-03-27 Виктор Лазаревич Лазарев Method for controlling and monitoring dynamic system
RU2565367C1 (en) * 2014-03-27 2015-10-20 Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "Кардиовид" Control over dynamic system

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU519718A1 (en) * 1974-09-09 1976-06-30 Государственное Союзное Конструкторско-Технологическое Бюро По Проектированию Счетных Машин И Опытный Завод Entropimeter
SU696488A2 (en) * 1977-08-26 1979-11-05 Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им. А.Ф.Можайского Device for measuring correlation ratio of two random processes

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6496761B1 (en) * 1999-01-18 2002-12-17 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Optimization control method for shock absorber
RU2296356C1 (en) * 2005-07-29 2007-03-27 Виктор Лазаревич Лазарев Method for controlling and monitoring dynamic system
RU2565367C1 (en) * 2014-03-27 2015-10-20 Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "Кардиовид" Control over dynamic system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117348419A (en) * 2023-11-17 2024-01-05 南通开放大学(南通建筑职业技术学校、南通市社区教育服务指导中心) PLC adaptive control method and system based on artificial intelligence

Also Published As

Publication number Publication date
RU2758638C1 (en) 2021-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Michelot et al. The Langevin diffusion as a continuous‐time model of animal movement and habitat selection
Dettmann et al. Review and synthesis of estimation strategies to meet small area needs in Forest inventory
US20170255722A1 (en) Globally universal key factor preset array platform for dynamic forecast analysis of biological populations
Aguilar et al. Accuracy assessment of digital elevation models using a non‐parametric approach
WO2022191733A1 (en) Method for monitoring and controlling a stochastic system
Roberts et al. Computerized adaptive testing with the generalized graded unfolding model
Guo et al. A deep learning method for computing eigenvalues of the fractional Schrödinger operator
EA044567B1 (en) METHOD FOR MONITORING AND CONTROL OVER A STOCHASTIC SYSTEM WITH AN UNBASED ASSYMMETRICAL TARGET DENSITY OF OUTPUT PARAMETER DISTRIBUTION
Hoecherl et al. Approximate dynamic programming algorithms for United States air force officer sustainment
Maksimović et al. Design of geodetic networks by using global optimization methods
White et al. A model for Antarctic surface mass balance and ice core site selection
Moses Psychometric contributions: focus on test scores
RU2746904C1 (en) Method for controlling uncertainty of stochastic system with conditional estimate of distribution density center
US20200002662A1 (en) Device, system and process for robotic radiobiology
Herdener et al. Attention does not improve impaired understanding of variability in spatial prediction
Shi et al. Standard deviation of line objects in geographic information science
Gao Estimating subnational health and demographic indicators using complex survey data
Asensio et al. Uncertainty in noise maps isolines: the effect of the sampling grid
Qamar et al. Flow duration curve regionalization with enhanced selection of donor basins
Zhou et al. POMDP-Based Ranking and Selection
Zhang et al. Bayesian algorithm based on auxiliary variables for estimating item response theory models with non-ignorable missing response data
Kostan Bayesian Approaches to Parameter Estimation of Load-Sharing and Competing Risks Systems
Cheng Remarks on normal distribution and central limit theorem
Schumann-Bischoff et al. Basin structure of optimization based state and parameter estimation
Aristeidis STRATIFICATION OF FOREST STANDS AS A BASIS FOR SMALL AREA ESTIMATIONS

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21930505

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21930505

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1