Calculating the Spectral Entropy of a Stationary Random Process

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

The problem of calculating the spectral entropy of a stationary random process is solved. The spectral entropy (σ-entropy) of a signal is understood as a scalar value characterizing the noise color; it describes the class of signals affecting a system depending on the band under study. By assumption, the random process is defined by a shaping filter, with the Gaussian white noise with a unit covariance matrix supplied at its input, or by an autocorrelation function. The spectral entropy of the stationary random process is analytically derived using a known mathematical model of the shaping filter in the form of a log-determinant function that depends on the transfer matrix and the observability Gramian of the filter. An algorithm for calculating the σ-entropy of stationary random processes with a known autocorrelation function is proposed. The method reduces to reconstructing the mathematical model of the shaping filter using its spectral density factorization. A numerical example is provided: spectral entropy is calculated for a disturbance describing the velocity of wind gusts that affect an aircraft.

Sobre autores

A. Belov

Trapeznikov Institute of Control Sciences, Russian Academy of Sciences

Email: a.a.belov@inbox.ru
Moscow, Russia

O. Andrianova

Trapeznikov Institute of Control Sciences, Russian Academy of Sciences

Email: andrianovaog@gmail.com
Moscow, Russia

Bibliografia

  1. Методы классической и современной теории автоматического управления: Учебник в 5-и тт.; 2-е изд. перераб и доп. Т. 2: Статистическая динамика и идентификация систем автоматического управления / Под ред. К.А. Пупкова, Н.Д. Егупова. – М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. – 640 с.
  2. Wang, S., Wu, Z., Wu, Z.-G. Trajectory Tracking and Disturbance Rejection Control of Random Linear Systems // Journal of the Franklin Institute. – 2022. – Vol. 359, no. 9. – P. 4433–4448.
  3. Кочетков В.Т., Половко А.М., Пономарев В.М. Теория систем управления и самонаведения ракет. – М.: Наука, 1964. – 536 с.
  4. Burlibaşa, A., Ceangă, E. Rotationally Sampled Spectrum Approach for Simulation of Wind Speed Turbulence in Large Wind Turbines // Applied Energy. – 2013. – Vol. 111. – P. 624–635.
  5. Wang, C., Wang, X., Ju, P., et al. Survey on Stochastic Analysis Methods for Power Systems // Autom. Electr. Power Syst. – 2022. – Vol. 46. – P. 184–199.
  6. Boichenko, V.A., Belov, A.A., Andrianova, O.G. State-Space Solution to Spectral Entropy Analysis and Optimal State-Feedback Control for Continuous-Time Linear Systems // Mathematics. – 2024. – Vol. 22, no. 12. – Art. no. 3604. – DOI: https://doi.org/10.3390/math12223604
  7. Boichenko, V., Belov, A. On σ-entropy Analysis of Linear Stochastic Systems in State Space // Syst. Theor. Control Comput. J. – 2021. – Vol. 1, no. 1. – P. 30–35.
  8. Rudin, W. Real and Complex Analysis. – New York: McGraw-Hill, 1986. – 416 p.
  9. Mustafa, D., Glover, K. Minimum Entropy H∞ Control. – Heidelberg–Berlin: Springer, 1990. – 144 p.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML


Creative Commons License
Este artigo é disponível sob a Licença Creative Commons Atribuição 4.0 Internacional.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».