systeemtoestand

Systeemtoestand, ook wel toestand van een systeem genoemd, verwijst naar de conditie van een systeem op een bepaald moment, samengevat door de waarden van relevante toestandsvariabelen. Deze variabelen beschrijven welke kenmerken van het systeem op dat moment bepalend zijn voor zijn toekomstige gedrag en prestaties. De systeemtoestand kan fysiek, technisch of informatiegerelateerd zijn, afhankelijk van de context.

In wiskundige en engineeringmodellen wordt de toestand vaak vertegenwoordigd door een toestandsvector x die zich in een toestandsruimte bevindt. Dynamische modellen geven de evolutie van de toestand weer, bijvoorbeeld in continu tijd: xdot = f(x, u) met uitgang y = h(x, u), of in discrete tijd: x_{k+1} = f_d(x_k, u_k) met y_k = h_d(x_k, u_k). De variabelen in x kunnen temperatuur, druk, snelheden, geheugen- en processortoevoer, of andere meetbare kenmerken zijn. Toestandmodellen vormen de basis voor control, monitoring en diagnostiek.

Toepassingsgebieden zijn onder meer de automatisering en besturing (regel-, proces- en voertuigmodellen), informatica en netwerken (systemstatus, resourcebelasting), en betrouwbaarheid en onderhoud (toestand van componenten en systemen). Het monitoren van de systeemtoestand maakt vaak gebruik van sensoren, telemetry en state-estimatie (bijv. observers, Kalman-filter) om ondanks ontbrekende metingen een betrouwbare inschatting te geven.

Toestanden kunnen worden geclassificeerd als nominal/operationeel, verlaagd/prestatiedegradatie of mislukt. Veranderingen in de toestand treden op door invoer, storingen, onderhoud of veranderende omstandigheden. Een goed begrip van de systeemtoestand ondersteunt besturing, detectie van afwijkingen en tijdige beslissingen voor veiligheid en prestaties.