Рассмотрен использующий декомпозицию синтетический подход для решения задачи оптимального нелинейного оценивания процессов на основе искусственных нейронных сетей, нечетких систем, вейвлетов и их комбинаций. На примере показано, что с помощью декомпозиционных систем достигается высокая точность оценивания и при этом скорость обучения этих систем значительно выше скорости обучения исходных систем без декомпозиции.