Интеллектуальное робастное управление динамически неустойчивым автономным роботом на основе технологии квантовых вычислений

Интеллектуальное робастное управление динамически неустойчивым автономным роботом на основе технологии квантовых вычислений

Решетников Андрей Геннадьевич
к.т.н., с.н.с., Объединенный институт ядерных исследований (ОИЯИ), Лаборатория информационных технологий им. М.Г. Мещерякова, 141980, Московская обл., г. Дубна, ул. Жолио-Кюри, д. 6; доцент, Государственный университет «Дубна», Институт системного анализа и управления, 141980, Московская обл., г. Дубна, ул. Университетская, 19, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID: 0000-0003-2528-5201

Капков Роман Юрьевич
Предприниматель, преподаватель-исследователь, Государственный университет «Дубна», Институт системного анализа и управления, 141980, Московская обл., г. Дубна, ул. Университетская, 19, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Тятюшкина Ольга Юрьевна
к.т.н., доцент, Государственный университет «Дубна», Институт системного анализа и управления, 141980, Московская обл., г. Дубна, ул. Университетская, 19, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID: 0009-0004-2343-0799

Ульянов Сергей Викторович
д.ф.-м.н., г.н.с., ОИЯИ, Лаборатория информационных технологий им. М.Г. Мещерякова, 141980, Московская обл., г. Дубна, ул. Жолио-Кюри, д. 6; профессор, Государственный университет «Дубна», Институт системного анализа и управления, 141980, Московская обл., г. Дубна, ул. Университетская, 19, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID: 0000-0001-7409-9531

Индекс УДК: 681.5:004.896

EDN: ZFHAUN

Аннотация. В работе рассматривается технология проектирования интеллектуальной системы управления на основе квантового нечеткого вывода. Программно-аппаратная реализация квантового нечеткого вывода осуществляется на классическом процессоре. В основе алгоритма используются две нечеткие базы знаний разработанные на основе технологии мягких вычислений. Проводится сравнение результатов физического эксперимента ПИД-регулятора, нечетких регуляторов и квантовых нечетких регуляторов с различными типами квантовых и классических корреляций. Настройка квантовых регуляторов производится при помощи удаленного соединения с объекта управления в реальном времени.

Ключевые слова: интеллектуальное управление, квантовый нечеткий вывод, нечеткий регулятор, робастная база знаний, удаленное соединение

Для цитирования: Интеллектуальное робастное управление динамически неустойчивым автономным роботом на основе технологии квантовых вычислений / А.Г. Решетников [и др.] // Робототехника и техническая кибернетика. – Т. 13. – № 3. – Санкт-Петербург : ЦНИИ РТК. – 2025. – С. 216-224. – EDN: ZFHAUN.

Список источников

  1. Ulyanov S.V. Design of self-organized intelligent control system based on quantum fuzzy inference: Intelligent system of systems engineering approach / S.V. Ulyanov, L.V. Litvintseva // IEEE Xplore Conference: Systems, Man and Cybernetics, 2005. IEEE International Conference on, Vol. 4. DOI:10.1109/ICSMC.2005.1571744. – Text: electronic.
  2. Information analysis of quantum gates for simulation of quantum algorithms on classical computers, Proceedings of Intern / S.V. Ulyanov [et al.] // Quantum Communication, Computing, and Measurement 3, January 2002, Pp. 207-214. DOI: 10.1007/0-306-47114-0_32.
  3. Решетников А.Г. Метод извлечения знаний из физически измеряемого сигнала обучения: проектирование баз знаний нечеткого регулятора / А.Г. Решетников, С.В. Ульянов // Эл. журнал «Системный анализ в науке и образовании»: [сайт], 2013, № 1. – URL: https://sanse.uni-dubna.ru/index.php/sanse/article/view/170/137 (дата обращения: 07.07.2024). – Текст: электронный.
  4. Решетников А.Г. Робастное интеллектуальное управление физическим динамически неустойчивым объектом «каретка-перевернутый маятник» / А.Г. Решетников, С.В. Ульянов, К.С. Шоланов. Ч.2: Технологии квантовых вычислений // Эл. журнал «Системный анализ в науке и образовании»: [сайт], 2013, № 1. – URL: https://sanse.uni-dubna.ru/index.php/sanse/article/view/172/139 (дата обращения: 10.07.2024). – Текст: электронный.
  5. Гольденблат И.И. Введение в теорию относительности и ее приложения к новой технике / И.И. Гольденблат, С.В. Ульянов. Москва: Наука, 1979, 272 с. – Текст: непосредственный.
  6. Проблемы управления релятивистскими и квантовыми динамическими системами / Б.Н. Петров [и др.]. М.: Наука, 1982, 528 c.
  7. Zurek W.H. Probabilities from entanglement, Born’s rule from envariance // Phys. Rev. A 71, 052105, Published 25 May, 2005. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevA.71.052105. – Text: electronic.
  8. Li Y. Patents, software and hardware for PID control: an overview and analysis of the current art / Li Y., Ang K.H., Chong G.C.Y. // March 2006 IEEE Control Systems Magazine 26(1):42-54. DOI: 10.1109/MCS.2006.1580153.
  9. Khan H. PID controller: Comparative analysis and design diverse realizations (Moving towards efficient control in robotics and industries) // Lambert Academic Publishing House, 2012. – Text: unmediated.
  10. Choi D. Human-friendly motion control of a wheeled inverted pendulum by reduced-order disturbance observer / Choi D., Oh J.-H. // May 2008 Proceedings - IEEE International Conference on Robotics and Automation. DOI:10.1109/ROBOT.2008.4543592. – Text electronic.
  11. Nawawi S. W., Ahmad M. N. and Osman J. H. S., Real-time control system for a two-wheeled inverted pendulum mobile – robot // Advanced Knowledge Application in Practice / I. Fuerstner (Ed). – InTech, 2010. – pp. 299-312.
  12. Nawawi S.W. Real-time control system for a two-wheeled inverted pendulum mobile – robot // Advanced Knowledge Application in Practice // Published: 02 November 2010, Pp. 299-312. DOI: 10.5772/10362.
  13. Gocmen A. Design of two wheeled electric vehicle. – Master Sci. Thesis // AtilimUniversity, Temmuz, 2011. – URL: https://www.electric-vehicles.info/library/these/these028.pdf (дата обращения: 10.07.2024).
  14. Design of Optimal PID Controller for Inverted Pendulum Using Genetic Algorithm / Moghaddas M. [et al.] // International Journal of Innovation, Management and Technology, Vol. 3, No. 4, August 2012. – URL: https://ijimt.org/papers/271-D0373.pdf (дата обращения: 10.07.2024).
  15. Kumar P. Tuning of PID controller of inverted pendulum using genetic algorithm / Kumar P., Mehrotra O.N., Mahto J. // International Journal of Research in Engineering and Technology, 2012, Vol 01, Iss 03. – URL: http://ijret.org/volumes/2012_11_Vol_01_Iss_03/P2012_01_03_029.pdf (дата обращения: 10.07.2024).

Поступила в редакцию 09.07.2024
Поступила после рецензирования 16.09.2024
Принята к публикации 24.10.2024