Адрес для переписки: Курской Ю.С. Харьковский национальный университет радиоэлектроники, пр. Ленина, 14, 61166, Харьков, Украина e-mail: kurskoy@rambler.ru
Address for correspondence: Kurskoy Yu.S. Kharkov National University of Radioelectronics, Lenin Ave., 14, 61166, Kharkov, Ukraine e-mail: kurskoy@rambler.ru
В статье рассмотрен вопрос измерения динамических переменных открытых нелинейных динамических систем. К нелинейным динамическим системам можно отнести большинство из реальных систем окружающего мира физического и биологического происхождения. В таких системах вследствие диссипации образуются пространственные, временные и пространственно-временные структуры, возможны коллективные эффекты, связанные с процессами самоорганизации и эволюции. Целью работы являлось составление уравнения измерения энтропии Шеннона нелинейных динамических систем. Для решения этой задачи предложено использовать методы интервальной математики. Показано, что измерение и анализ результатов измерения величин со сложным хаотичным поведением находятся за рамками классических метрологических подходов, отображенных в нормативных документах, таких как GUM. Это обусловлено несоответствием используемых математических и физических подходов процессам, протекающим в реальных динамических системах. Для измерения характеристик нелинейных динамических систем разработаны специальные модели измерения и анализа результатов измерений, основанные на теории открытых систем, теории динамического хаоса и теории информации. В качестве инструментов оценки состояния систем предлагается использовать фрактальные, временные и энтропийные шкалы. В результате исследования получены уравнения измерения энтропии Шеннона отдельной динамической переменной и всей нелинейной динамической системы на основе интервальных представлений результатов измерения. Уравнения, составленные таким образом, содержат точные решения и дают возможность полного учета неопределенностей. Полученные результаты дополнят предложенные ранее модели измерения и анализа результатов измерения динамических переменных нелинейных динамических систем.
The article considers the issue of measurement of dynamic variables of open nonlinear dynamical systems. Most of real physical and biological systems in the surrounding world are the nonlinear dynamic systems. The spatial, temporal and spatio-temporal structures are formed in such systems because of dissipation. The collective effects that associated with the processes of self-organization and evolution are possible there too. The objective of this research is a compilation of the Shannon entropy measurement equations for case of nonlinear dynamical systems. It’s proposed to use the interval mathematics methods for this. It is shown that the measurement and measurement results analysis for variables with complex dynamics, as a rule, cannot be described by classical metrological approaches, that metrological documents, for example GUM, contain. The reason of this situation is the mismatch between the classical mathematical and physical approaches on the one hand and processes that occur in real dynamic systems on the other hand. For measurement of nonlinear dynamical systems variables the special measurement model and measurement results analysis model are created. They are based on Open systems theory, Dynamical chaos theory and Information theory. It’s proposed to use the fractal, entropic and temporal scales as tools for evaluation of a systems state. As a result of research the Shannon entropy measurement equations, based on interval representations of measurement results. are created, like for an individual dynamic variable as for nonlinear dynamic system. It is shown that the measurement equations, based on interval mathematics methods, contains the exact solutions and allows take into account full uncertainty. The new results will complement the measurement model and the measurement results analysis model for case of nonlinear dynamic systems.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.