Главная/Журналы/Сборник материалов XXXIII Республиканской выставки-сессии студенческих инновационных проектов «Выставка инноваций - 2022 (весенняя сессия)»/Стабилизация обратного маятника с применением искусственной нейронной сети

Стабилизация обратного маятника с применением искусственной нейронной сети

DOI: 10.22213/ie022119

ELIBRARY: ZFEDMH

ГРНТИ: Интеллектуальные робототехнические системы 282327

Ключевые слова: обратный маятник, искусственная нейронная сеть, стабилизация, ROS, invented pendulum, artificial neural network, stabilization, ROS.

Авторский коллектив:

Звонарев И. С., аспирант, Ижевск, Россия, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова;

Аннотация: В статье поднята проблема стабилизации электрических транспортных средств. Рассмотрена неэффективность систем управления, построенных на базе классических методов. Проведено математическое моделирование обратного маятника, который был выбран в роли объекта управления. Проведено имитационное моделирование стабилизации обратного маятника в среде «OpenAI gym». Проведен сравнительный анализ эффективности использования системы управления на базе искусственной нейронной сети и классической системы управления для задачи стабилизации обратного маятника. В качестве критерия эффективности выбрана система суммарных наград в имитационной среде. Дана оценка эффективности применения виртуальной среды «OpenAI gym» для сравнения классических алгоритмов и алгоритмов на основе нейронных сетей. Разработана модель в ROS (Robot Operating System) для дальнейшего исследования эффективности алгоритмов стабилизации обратного маятника.

Список литературы:

[1] Бурлуцкая, В. Г. Сравнительный анализ параметров утеплителей на основе волокнистых материалов: стекловата и базальтовая вата / В. Г. Бурлуцкая, Т. С. Гунченко // IV Международный студенческий строительный форум - 2019 : сборник докладов (К 65-летию БГТУ им. В. Г. Шухова), Белгород, 26 ноября 2019 года. - Белгород : Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова, 2019. - С. 237-244.

[2] Жидкая теплоизоляция - быть или не быть? / С. А. Шатрова, Н. В. Ануфриев, Д. С. Максимцев, А. О. Щурин // Современные научные исследования и разработки. - 2018. - № 1(18). - С. 460-461.

[3] Ибрагимова, З. М. Влияние повышенной температуры микроклимата рабочего места на работоспособность работника / З. М. Ибрагимова // Актуальные проблемы строительства, ЖКХ и техносферной безопасности : материалы VI Всероссийской (с международным участием) научно-технической конференции молодых исследователей, Волгоград, 22-27 апреля 2019 года / под общей редакцией Н. Ю. Ермиловой, И. Е. Степановой. - Волгоград : Волгоградский государственный технический университет, 2019. - С. 179-180.

[4] Патент № 2343340 C1 Российская Федерация, МПК F16L 59/00, F16L 59/02. Способ осуществления сборно-разборного теплоизоляционного покрытия трубопровода : № 2007120773/06 : заявл. 04.06.2007 : опубл. 10.01.2009 / С. С. Кузьмин ; заявитель Общество с ограниченной ответственностью «Группа компаний «Сибирский ориентир».

[5] Спицына, О. О. Актуальные проблемы и перспективы развития теплоизоляции трубопроводов / О. О. Спицына, Т. Б. Жиргалова // Энерго- и ресурсосбережение в теплоэнергетике и социальной сфере : материалы Международной научно-технической конференции студентов, аспирантов, ученых. - 2017. - Т. 5, № 1. - С. 211-216.

[6] Применение нейронных сетей для задач стабилизации динамических систем / Н. В. Харин, А. Д. Иванова, Е. Е. Туфанова, О. А. Саченков // Информационные технологии и нанотехнологии (ИТНТ-2021) : сборник трудов по материалам VII Международной конференции и молодежной школы, Самара, 20-24 сентября 2021 года. - Самара : Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королева, 2021. - С. 34272.

[7] Стабилизация обратного гибкого маятника с гистерезисными свойствами / М. Е. Семенов, М. Г. Матвеев, Г. Н. Лебедев, А. М. Соловьев // Мехатроника, автоматизация, управление. - 2017. - Т. 18, № 8. - С. 516-525. - DOI 10.17587/mau.18.516-525.

[8] Семенов, М. Е. Стабилизация системы связанных обратных маятников вертикальными осцилляциями / М. Е. Семенов, М. А. Попов // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Системный анализ и информационные технологии. - 2018. - № 4. - С. 24-34. - EDN YTRTLF.

[9] Звонарев, И. С. Анализ систем управления мобильных роботов с элементами интеллектуального управления / И. С. Звонарев, Ю. Л. Караваев // «Выставка инноваций - 2021» (осенняя сессия) : сборник материалов XXXII Республиканской выставки-сессии студенческих инновационных проектов, Ижевск, 18 ноября 2021 года. - Ижевск : Изд-во УИР ИжГТУ имени М. Т. Калашникова, 2021. - С. 62-67.

[10] Лукьяненко, Д. В. Система управления обратным маятником / Д. В. Лукьяненко // Современные технологии: проблемы инновационного развития и внедрения результатов : сборник статей X Международной научно-практической конференции, Петрозаводск, 05 августа 2021 года. - Петрозаводск : Международный центр научного партнерства «Новая Наука» (ИП Ивановская Ирина Игоревна), 2021. - С. 53-60. - EDN MCKDDY.

[11] Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2018610501 Российская Федерация. Интеллектуальная система управления роботом с внутренним осциллятором : № 2017661746 : заявл. 15.11.2017 : опубл. 11.01.2018 / М. В. Голицына, В. А. Самсонов, Л. А. Климина [и др.]; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова» (МГУ).

[12] Lange R. et al. Integrating the Functional Mock-Up Interface with ROS and Gazebo // Robot Operating System (ROS). - Springer, Cham, 2021. - С. 187-231.