А Петрозаводск это уже вторичное название получается, принадлежит Петрозаводу, суффикс -ск на конце - это такой остаток от усеченного прилагательного, оканчивающегося на -ский: Петрозаводский. Но нужно, чтобы было существительное, поэтому окончание -ий убираем. Понятно объяснила? Ульяновск - это Ульяновский город, там Володя родился. Зеленогорск - это город на Зелёных горах, им принадлежит, зеленогорский. Светлогорск - на Светлых 😉.
