ДОСЛІДЖЕННЯ ЕНТРОПІЙНИХ ОЦІНОК ДІАГНОСТИЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕХНОЛОГІЧНИХ СИСТЕМ НА ОСНОВІ ЙМОВІРНІСНИХ РОЗПОДІЛІВ - Ковалевський, С. В.; Побережець, В. Я. (Вісник Вінницького політехнічного інституту, 2025)
Здійснено поєднання теоретичних положень і практичних експериментів для обґрунтування універсального інформаційного підходу до діагностики технологічних систем. На початку дослідження автори звертаються до фундаментальних ідей ентропії Шеннона як міри невизначеності, пояснюючи її роль у кількісному оцінюванні інформаційної насиченості діагностичних сигналів. Головна ідея полягає в тому, що традиційні статистичні характеристики — математичне сподівання чи дисперсія — не завжди дозволяють вичерпно описати складні структурні зміни в матеріалах, особливо в умовах магніто-резонансної обробки. Саме тому розроблено підхід, який дає змогу порівнювати різні ймовірнісні моделі за єдиною інформаційною шкалою. Детально представлено методологію, яка передбачає побудову єдиного коректованого простору параметрів: всі розподіли вирівнюються за спільними характеристиками середнього значення та розсіювання, що забезпечує безпристрасне порівняння. На прикладі п’яти матеріалів — сталі, міді, дюралюмінію, текстоліту й органічного скла — проведено моделювання спектральних відгуків у відповідь на широкосмугове вібраційне збудження в постійному магнітному полі. Для кожного зразка отримано амплітудно-частотні характеристики, що дозволило виявити унікальні «спектральні відбитки» матеріалів. Висока упорядкованість сталевого відгуку, проявлена вираженим резонансним піком, протиставляється практично рівномірному спектру діелектриків, що свідчить про різні механізми взаємодії широкосмугових вібрацій і магнітного поля з матеріалом. Результати демонструють, що спектральна ентропія є чутливим індикатором структурних змін: зменшення її значення корелює зі зростанням впорядкованості матеріалу, а підвищена ентропія вказує на рівномірний розподіл енергії по частотах. На основі отриманих даних сформульовано практичні рекомендації щодо вибору оптимальних статистичних моделей для різних класів матеріалів: наприклад, для феромагнітних металів доцільно використовувати розподіли з більшою вагою важких «хвостів», тоді як для неметалевих матеріалів — моделі з максимальною інформаційною невизначеністю. Запропонований підхід відкриває нові перспективи для інформаційно-орієнтованої діагностики та неруйнівного контролю, сприяючи підвищенню надійності та ефективності технологічних процесів у машинобудуванні та матеріалознавстві.