Ellipsoidal Approximation of the Set of Solutions of Interval Systems of Linear Algebraic Equations

УДК 512.64

  • E.R. Ergaliev Sarsen Amanzholov East Kazakhstan University (Ust-Kamenogorsk, Kazakhstan) Email: ergaliev79@mail.ru
  • M.N. Madiyarov Sarsen Amanzholov East Kazakhstan University (Ust-Kamenogorsk, Kazakhstan) Email: madiyarov_mur@mail.ru
  • N.M. Oskorbin Altai State University (Barnaul, Russia) Email: osk46@mail.ru
  • L.L. Smolyakova Altai State University (Barnaul, Russia) Email: knaus.larisa@gmail.com
Keywords: process modeling, interval systems of linear algebraic equations, united solution set, hyper-rectangular approximation, ellipse approximation

Abstract

The article presents the results of the approximation of the set of solutions of interval systems of linear algebraic equations. These systems are used in the problems of modeling linear deterministic processes. It is assumed that the modeled process is described by an output variable and a set of input variables, the measurement errors of which are assumed to be set by known intervals symmetric with respect to the zero value. Traditionally, the sets of solutions of interval systems of linear algebraic equations in applied problems are approximated by a hyper-rectangular whose sides are parallel to the axes of the selected coordinate system. In this paper, we propose to use an ellipsoidal approximation of these sets, which is more efficient. The main results of the work include the substantiation of assumptions about the properties of the modeled process, the choice of a mathematical method for constructing an approximating ellipsoid, the proposed method for forming boundary points, and a numerical method for solving the problem. A computer simulation of the problem of estimating the parameters of a linear process is performed in Excel, which is used for a comparative study of approximations of solutions of interval systems of linear algebraic equations by a hyper-rectangular and an ellipse.

Downloads

Download data is not yet available.

Metrics

Metrics Loading ...

Author Biographies

E.R. Ergaliev, Sarsen Amanzholov East Kazakhstan University (Ust-Kamenogorsk, Kazakhstan)

кандидат физико-математических наук, заведующий кафедрой математики

M.N. Madiyarov, Sarsen Amanzholov East Kazakhstan University (Ust-Kamenogorsk, Kazakhstan)

кандидат технических наук, профессор кафедры математики

N.M. Oskorbin, Altai State University (Barnaul, Russia)

доктор технических наук, профессор, профессор кафедры теоретической кибернетики и прикладной математики

L.L. Smolyakova, Altai State University (Barnaul, Russia)

старший преподаватель кафедры информатики

References

Канторович Л.В. О некоторых новых подходах к вычислительным методам и обработке наблюдений // Сибирский математический журнал. 1962. Т. 3. № 5.

Шарый С.П. Конечномерный интервальный анализ. Новосибирск, 2017.

Шелудько А.С. Гарантированное оценивание параметров дискретных моделей хаотических процессов // Вестник ЮУрГУ. Серия : Вычислительная математика и информатика. 2018. Т. 7. № 1.

Мадияров М. Н., Оскорбин Н.М., Суханов С.И. Примеры интервального анализа данных в задачах моделирования процессов // Известия Алт. гос. ун-та. 2019. № 1 (105).

Жолен Л. Прикладной интервальный анализ. М. ; Ижевск, 2005.

Zhilin S.I. Simple method for outlier detection in źtting experimental data under interval error // Chemometrics and Intellectual Laboratory Systems. 2007. Vol. 88. № 1.

Singh K., Upadhyaya S. Outlier Detection: Applications And Techniques // International Journal of Computer Science Issues. 2012. Vol. 9. Issue 1. № 3.

Rana P., Pahuja D., Gautam R. A Critical Review on Outlier Detection Techniques // International Journal of Science and Research. 2014. Vol. 3. Issue 12.

Бедринцев А.А., Чепыжов В.В. Двухкритериальная задача построения оптимальных эллипсоидов для представления данных // Информационные технологии и системы - 2014 : сб. трудов. Н. Новгород. 2014.

Бедринцев А.А., Чепыжов В.В., Чернова С.С. Экстремальные эллипсоиды как аппроксиматоры пространства дизайна в задачах предсказательного метамоделирования // Искусственный интеллект и принятие решений. 2015. № 2.

Published
2021-09-10
How to Cite
Ergaliev E., Madiyarov M., Oskorbin N., Smolyakova L. Ellipsoidal Approximation of the Set of Solutions of Interval Systems of Linear Algebraic Equations // Izvestiya of Altai State University, 2021, № 4(120). P. 97-101 DOI: 10.14258/izvasu(2021)4-15. URL: http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%294-15.