ЖУРНАЛ СТА №3/2024

мгновенных значений напряжений, со- ответствующих характеристикам на- грузок в диагностируемом шлейфе. Реализовано два различных метода анализа тока и напряжения: спектраль- ный и амплитудный. Каждый метод ис- пользует свой алгоритм подготовки данных для анализа. Спектральный анализ основан на разложении колебаний тока в ряд Фурье. Значению амплитуды каждого среза A сопоставляется свой порядко- вый номер j . Расчёт немасштабированной ампли- туды ДПФ для каждого значения часто- ты f выполняется по формуле где F ( f ) – значение комплексной не- масштабированной амплитуды разло- жения Фурье для частоты f ; N – количество срезов, на которые по- делён сигнал. Из полученных пар значений часто- та/амплитуда отбираются данные с ам- плитудными максимумами и подают- ся на вход анализатора. Преимущества данного метода: ● полное описание сигнала вне зави- симости от его формы; ● независимость от начальной фазы сканирования сигнала. Недостатки: ● времяёмкие вычисления, необходи- мые для ДПФ. В амплитудном анализе используют- ся амплитуды самих импульсов тока или напряжений. Для выравнивания импульсов по фазе отыскивается мак- симум значения тока в импульсе, и все срезы нумеруются от найденного мак- симума до конца и от начала до макси- мума исключительно. В каждой точке вычисляется производная сигнала по времени. Пары значений номер/производная подаются на вход анализатора. Преимущества данного метода: ● отсутствие вычислений; ● независимость от начальной фазы сканирования сигнала при извест- ной форме сигнала. Недостатки: ● определённые требования к форме импульсов. На втором этапе пришедшие данные подготавливаются и анализируются на предмет совпадения с уже накоплен- ной информацией. Анализатор по- строен на системе искусственного ин- теллекта, выполняющей классифика- цию входных импульсов. За основу та- кой системы взята семантическая сеть. Семантическая сеть – это одна из форм хранения, представления и ис- пользования знаний, необходимых для решения поставленной задачи. Пред- метная область образована связанны- ми между собой сущностями. Каждая сущность является узлом сети, а в роли нитей выступают связи между узлами. Принцип действия семантической сети основывается на агрегировании сущ- ностей, сопутствующих друг другу. При этом решаются задачи синонимично- сти и значимости. Процесс группиро- вания сущностей посредством связей называется обучением. Последующее распознавание предлагаемых объектов строится на поиске сохранённых сущ- ностей с целью нахождения агрегации, наиболее близкой к распознаваемой. Такая структура данных имеет ряд не- достатков, главными из которых являются отсутствие различий между сущностями и невозможность проведе- ния аналитического анализа строя- щейся структуры. Решение этих проблем заключается в присвоении сущностям ролей в груп- пе. Для этого каждая связь между узла- ми сети наделяется своим смыслом (ти- пом связи). Семантические сети с ти- пизированными связями называются концептуальными графами [4]. Связи могут быть как логическими (в мате- матическом понимании), так и онтоло- гическими (смысловыми). Такие связи определяют отношения между сущно- стями [5]. Результатами обращения к системе, построенной на семантической сети, могут быть статусы завершения опера- ций распознавания или выделение сущностей, соответствующих некото- рым необходимым к выполнению ко- мандам. Выбор в пользу семантической сети обусловлен следующими критериями: ● наглядностью представления храни- мой информации; ● масштабируемостью под встраивае- мые системы; ● возможностью оптимизации при не- большом количестве сущностей; ● контролируемостью процесса обу- чения. Семантическая сеть, применённая в данном изделии, использует такие сущности, как «импульс», «срез» и их численные характеристики. Каждое от- ношение между узлами взаимно и СТА 3/2024 12 www.cta.ru НОУ - ХАУ Начало цикла чтения сигнала Номер среза сигнала = 0 Подготовка к анализу сигнала Преобразование амплитуды и номера среза сигнала для анализа Семантический анализ сигнала по очередному срезу Да Нет Режим? Обучение Совпадение с образцами найдено? Мониторинг Формирование сигнала тревоги Номер среза сигнала = Номер среза сигнала +1 Сохранение данных в семантической сети Чтение амплитуды среза сигнала Рис. 5. Алгоритм приёма и обработки сигналов