μ робастная устойчивая экстраполяция стационарного случайного процесса с интервально-ограниченной дисперсией
- Авторы: Сидоров И.Г.1
-
Учреждения:
- Московский политехнический университет
- Выпуск: Том 25, № 3 (2024)
- Страницы: 216-236
- Раздел: Статьи
- URL: https://journal-vniispk.ru/2312-8143/article/view/327542
- DOI: https://doi.org/10.22363/2312-8143-2024-25-3-216-236
- EDN: https://elibrary.ru/WRWGCN
- ID: 327542
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Представлен метод синтеза μ робастно-устойчивого линейного минимаксного экстраполятора стационарного случайного процесса в условиях интервальной неопределенности параметров измеряемого сигнала. Показана в конструктивном виде μ робастно-устойчивая минимаксная экстраполяция как по результату, так и по решению. Сформулированы и доказаны теоремы детерминизации и редукции существования и единственности согласованной интервальной седловой точки в задаче экстраполяции с малыми нечетко-интервальными отклонениями в правых частях ограничений на спектральную плотность мощности возмущения измеряемого сигнала в форме согласованной интервальной функции Лагранжа. В конструктивной форме предложен 4-шаговый алгоритм детерминизации поиска оптимума неполностью определенного функционала дисперсии ошибки оценивания к нахождению одноименного оптимума двух полностью определенных (детерминированных) функционалов. Этот подход, в отличие от других (например, вероятностного), всегда обеспечивает существование устойчивого по результату и решению единственного оптимума в задаче интервальной минимаксной экстраполяции за счет регуляризации по малому параметру при производной от собственной функции сингулярно-возмущенного интегро-дифференциального уравнения первого порядка с интегральным оператором типа Вольтера второго рода, определяемым симметрическим, замкнутым вещественным ядром. В отличие от классических методов прогнозирования и оценивания предложенный метод позволяет получить гарантированные интервально устойчивые робастные оценки состояния при некоторых отклонениях действительных вероятностных характеристик исходных данных от гипотетических.
Об авторах
Игорь Геннадиевич Сидоров
Московский политехнический университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: igor8i2016@ya.ru
ORCID iD: 0000-0003-4691-4855
SPIN-код: 1676-7269
кандидат технических наук, доцент департамента программного обеспечения и математических методов
Москва, РоссияСписок литературы
- Kurkin OM, Korobochkin JuB, Shatalov SA. Minimax information processing. Moscow: Energoatomizdat Publ.; 1990. (In Russ.)
- Golubev GK, Pinsker MC. Minimax extrapolation of sequences. Problems Inform. Transmission. 1983;19(4): 275–283. Available from: https://www.mathnet.ru/rus/ppi 1200 (accessed: 22.03.2024).
- Sidorov IG, Levin VI. Linear Minimax Interpolation of a Stationary Random Process with Interval Parameters. Systems of Control, Communication and Security. 2021;(1):215–241. (In Russ.) https://doi.org/10. 24411/2410-9916-2021-10109
- Kurkin OM. Guaranteed Estimation Algorithms for Prediction and Interpolation of Random Processes. Automation and Remote Control. 2001;62:568–579. https://doi.org/10.1023/A:10102294113516
- Sidorov IG. Linear minimax filtering of a stationary random process under the condition of the interval fuzziness in the state matrix of the system with a restricted variance. Journal of Communications Technology and Electronics. 2018;63(8):902–907. https://doi.org/10.1134/ S106422691807015X7.
- Karlin S. Mathematical methods and theory in games, programming, and econohic. Moscow: Mir Publ; 1954. (In Russ.)
- Аbramov OV, Rozenbaum AN. Forecasting the state of technical systems. Moscow: Nauka Publ.; 1990. (In Russ.) ISBN 5-02-006720-2
- Krejn MG, Nudel’man AA. The problem of Markov moments and extreme problems. Moscow: Nauka Publ.; 1968. (In Russ.)
- Grenander U. A prediction problem in game theory. Endless antagonistic games. Moscow: Fizmatgiz Publ.; 1963. p. 403–413. (In Russ.)
- Levin VI. Interval mathematics and the study of indefinite systems. Information technologies. 1998;(6): 27–33. (In Russ.)
- Vasil’eva AB, Butuzov VF. Asymptotic expansions of solutions of singularly perturbed equations. Moscow: Nauka Publ.; 1973. (In Russ.)
- Kolmogorov AN, Fomin SV. Elements of the theory of functions and functional analysis. Moscow: Nauka Publ.; 1968. (In Russ.)
- Vasil’ev AB, Tihonov NA. Integral equations. Saint Petersburg: Lan Publ.; 2009. (In Russ.) ISBN 9785-8114-0911-2
- Stratonovich RL. Theory of information interpolation. Moscow: Sovetskoe radio Publ.; 1975. (In Russ.)
- Levin VI. The interval model for the general problem of linear programming: a uniform case. Tambov University Reports. Series Natural and Technical Sciences. 1998;3(4):401–407. EDN: NUWAVD
- Levin VI. Interval approach to optimization in conditions of uncertainty. Information technologies. 1999; (1):7–12. (In Russ.)
- Levin VI. Interval methods of optimization of systems in conditions of uncertainty. Penza; 1999. (In Russ.)
- Levin VI. Comparison of interval values and optimization of uncertain systems. Information technologies. 1998;(7):22–32. (In Russ.)
- Levin VI. Antagonistic games with interval parameters. Cybernetics and Systems Analysis. 1999;35(3): 149–160. (In Russ.) EDN: VUFLJN
- Levin VI. Interval approach to optimization with uncertainty. Systems of control, communication and security. 2015;(4):123–141. (In Russ.) EDN: VBLVEL
- Levin VI. Discrete optimization under conditions of interval uncertainty. Automation and telemechanics. 1992;(7):97–106. (In Russ.) EDN: VUFLOD
- Levin VI. Nonlinear optimization under conditions of interval uncertainty. Cybernetics and system analysis. 1999;35(2):138–147. (In Russ.)
- Neiman D, Morgenstern O. Game theory and economic behavior. Moscow: Nauka Publ.; 1970. (In Russ.)
- Moklyachuk MP, Masyutka AYu. Minimax-robust estimation technique: For stationary stochastic processes. Saarbrucken: LAP LAMBERT Academic Publ.; 2012.
- Moklyachuk MP, Sidei MI. Extrapolation Problem for Stationary Sequences with missing Observations. Statistics, optimization and information computing. 2017; 5(3):212–233. https://doi.org/10.19139/soic.v5i3.284
- Taniguchi M. Robust regression and interpolation for time series. Journal of Time Series Analysis. 1981; 2(1):53–62. https://doi.org/10.1111/J.1467-9892.1981.TB 00311.X
- Kazakos D, Makki KS. Robust Time Series Estimation. Proceedings of the 5th WSEAS Int. Conf. on System Science and Simulation in Engineering. Tenerife, Canary Islands, Spain, December 16–18. 2006. p. 284–287. Available from: http://wseas.us/e-library/conferences/ 2006tenerife/papers/541-366.pdf (accessed: 21. 03.2024).
- Kassam SA, Poor HV. Robust Techniques for Signal Processing: A survey. Proceedings of the IEEE. 1985;73(3):433–481. https://doi.org/10.1109/PROC.1985. 13167
- Franke J. On the robust prediction and interpolation of time series in the presence of correlated noise. Journal of Time Series Analysis. 1984;5(4):227–244. https://doi.org/10.1111/j.1467-9892.1984.tb00389.x
- Ohrn K, Ahlen A, Sternad M. A probabilistic approach to multivariable robust filtering аnd open-loop control. IEEE Transactions on Automatic Control. 1995; 40(3):405–418. https://doi.org/10.1109/9.376052
- Mangoubi R. Robust Estimation and Failure Detection, A Concise Treatment. Springer — Verlag, Berlin, Germany; 1998. https://doi.org/10.1007/978-1-4471- 1586-1
- Xie L, Soh YC. Robust Kalman filtering for uncertain systems. Systems and Control Letters. 1994;22(2): 123–129. https://doi.org/10.1016/0167-6911(94)90106-6
- Kaucher E. Interval analysis in the extended interval space IR. Computing Supplement. 1980;2:33–49. https://doi.org/10.1007/978-3-7091-8577-3_3
- Pek Dzh EL, Dalmidzh AL. Games on compact sets. Infinite antagonistic games. Moscow: Fizmatgiz Publ.; 1963. p. 85–97. (In Russ.)
- Voshchinin AP, Sotirov GR. Optimization under uncertainty. Moscow: MEI Publ.; 1989. (In Russ.)
- Ashchepkov LT, Davydov DV. Universal solutions to interval optimization and management problems. Moscow: Nauka Publ.; 2006. (In Russ.)
Дополнительные файлы

