Systems,Pearson,亚洲,2000 年。3.J. R. Liegh,《应用数字控制》,Rinchart& Winston Inc.,新德里,2010 年。4.Frank L. Lewis,《应用最优控制与估计》,Prentice-Hall,新泽西州恩格尔伍德克利夫斯,1992 年。5.Benjamin C. Kuo,《数字控制系统》,第二版,桑德斯学院出版社,费城,1992 年。6.C. L. Philips,H. T. Nagle,《数字控制系统》,Prentice-Hall,新泽西州恩格尔伍德克利夫斯,1995 年。7.R.G. Jacquot,《现代数字控制系统》,Marcel Decker,纽约,1995 年。8.M. Gopal,《数字控制和状态变量方法》,Tata McGraw-Hill,1997 年。
2017–2019 硕士,航空航天工程,飞行动力学与控制,KN Toosi 理工大学。论文:基于博弈论的摄像机和飞行物体运动的综合控制算法,导师:J. Roshanian 教授 课程:先进控制、最优控制、非线性控制、博弈论、动态系统建模 2013–2016 学士,机械工程,固体力学,卡尚大学。论文:制作受人眼启发的机器人,导师:M. Irani rahaghi 博士 课程:自动控制与实验室、机器人技术与实验室、动态系统仿真与控制 2011–2013 学士,信息技术工程,伊斯法罕理工大学。四个学期后,我更换了专业和大学(未获得学位) 课程:计算机编程与实验室、高级编程与实验室、数字设计和实验室
我的研究活动主要基于量子动力系统的理论分析和数值分析。自攻读博士学位以来,我的研究主要集中在以下几个主题上(按时间顺序):i)噪声作为量子信息科学的障碍(PhD)[6],ii)噪声的记忆效应和空间相关性的理论表征(EU MC-IEF)[6,13],iii)生物分子系统中的量子效应以及噪声在量子传输中的反直觉优势作用[14-15],iv)在原子系统中观察类似效应[9,10](EU MC-CIG),v)利用光子平台模拟噪声辅助量子传输现象(FIRB-MIUR)[1,3,4,7,12],vi)超快速光谱和天然和人工光收集复合物的最优控制[5,11],vii)基于测量和相干控制以保护脆弱原子的动力学芯片设备[2, 8]。
摘要:在过去的几十年里,我们见证了量子计算的快速发展。在当前的噪声中型量子(NISQ)时代,量子机的能力受到退相干时间、门保真度和量子比特数量的限制。当前的量子计算应用距离真正的“量子至上”还很远,因为物理量子比特非常脆弱,只能纠缠几微秒。最近的研究使用量子最优控制来减少量子电路的延迟,从而有效地增加量子体积。然而,该技术的关键挑战是由于编译时间长而导致的开销大。在本文中,我们提出了 AccQOC,这是一种全面的静态/动态混合工作流程,使用 QOC(量子最优控制)将门组(相当于矩阵)转换为脉冲,并且编译时间预算合理。AccQOC 由静态预编译和加速动态编译组成。在使用考虑串扰的启发式映射算法将量子程序映射到量子电路之后,我们利用静态预编译为常用组生成脉冲,以消除它们的动态编译时间。脉冲是使用 QOC 生成的,并使用二分搜索确定延迟。对于新程序,我们使用相同的策略来生成组,从而避免为“覆盖”的组产生开销。动态编译通过加速脉冲生成来处理“未覆盖”的组。关键的见解是,可以基于相似组的生成脉冲更快地生成组的脉冲。我们建议通过生成有序的组序列来减少编译时间,其中序列中连续组之间的相似度总和最小。我们可以通过构建相似度图来找到序列 - 一个完整的图,其中每个顶点都是一个门组,边的权重是它连接的两个组之间的相似度,然后为 SG 构建最小生成树 (MST)。通过AccQOC方法论,我们达到了编译时间和总体延迟的平衡点,结果表明基于MST的加速编译相对于各组标准编译实现了9.88倍的编译加速,同时相对于基于门的编译平均保持了2.43倍的延迟降低。
物联网 (IoT) 系统与任何电子或机械系统一样,容易发生故障。由于老化和退化导致的硬件硬故障尤其重要,因为它们是不可恢复的,需要维修更换有缺陷的部件,成本很高。在本文中,我们为物联网边缘计算系统提出了一种新颖的动态可靠性管理 (DRM) 技术,以满足服务质量 (QoS) 和可靠性要求,同时最大限度地提高边缘设备电池的剩余能量。我们制定了一个具有电池能量目标、QoS 和终端可靠性约束的状态空间最优控制问题。我们将问题分解为低开销子问题,并使用分布在边缘设备和网关上的分层和多时间尺度控制方法来解决它。我们的结果基于实际测量和跟踪驱动的模拟,表明所提出的方案可以实现与最先进方法类似的电池寿命,同时满足可靠性要求,而其他方法则无法做到这一点。
我们提出了一种方法,通过解决基于模型的最优控制问题,以经济高效的方式运行电解器以满足加氢站的需求。为了阐明潜在问题,我们首先对额定功率为 100 kW 的西门子 SILYZER 100 聚合物电解质膜电解器进行实验表征。我们进行实验以确定电解器的转换效率和热动力学以及电解器中使用的过载限制算法。得到的详细非线性模型用于设计实时最优控制器,然后在实际系统上实施。每分钟,控制器都会解决一个确定性的滚动时域问题,该问题旨在最大限度地降低满足给定氢气需求的成本,同时使用储罐来利用随时间变化的电价和光伏流入。我们在模拟中说明了我们的方法与文献中的其他方法相比显著降低了成本,然后通过在实际系统上实时运行演示来验证我们的方法。
摘要。本文提出了一种新方法,以增强保形映射在地形跟随 (TF) 和地形规避 (TA) 飞行中最佳轨迹规划过程中的应用。新方法使用保形映射概念作为修饰工具,将由于存在障碍物而导致飞行高度受限的受限轨迹规划问题转换为没有障碍物和最小高度约束的再生问题。在这方面,利用 Schwarz-Christoel 定理将高度约束纳入飞机动态运动方程。然后通过数值方法(即直接 Legendre-Gauss-Radau 伪谱算法)求解再生的最优控制问题。优化了飞行时间、地形遮蔽和气动控制力的综合性能指标。此外,为了获得真实的轨迹,在求解算法中将飞机的最大爬升率和下降率作为不等式约束。二维飞行场景的几个案例研究表明该方法在 TF/TA 轨迹规划中的适用性。大量模拟证实了所提方法的有效性,并验证了解决方案的可行性,满足了问题的所有约束。
研究了四旋翼机动飞行。提出的信赖域狗腿(DL)技术减轻了牛顿法在求解过程中用于系统状态数值微分的弱点。所提出的技术强调了逆模拟问题的全局收敛解。通过计算使四旋翼飞行器能够遵循指定轨迹(包括爬升悬停和巡航悬停机动)所需的控制输入来评估该算法。使用为四旋翼飞行器开发的线性最优控制通过直接模拟生成轨迹。四旋翼飞行器的旋翼是基于叶片元素理论(BET)、线性空气动力学和旋翼盘上非均匀流入开发的非线性模型。结果表明,从逆模拟获得的控制输入与通过直接模拟估计的控制输入具有良好的一致性。结果还证实,规定轨迹与直接模拟生成的轨迹之间的最大差异小于 0.02%,因此,信赖域狗腿优化的逆模拟的潜在应用显而易见。
最近,人们对量子最优控制和变分量子算法相互作用的兴趣和见解激增。我们在量子比特的背景下研究该框架,例如,量子比特可定义为与传输器耦合的超导腔系统的可控电磁模式。通过采用 (Petersson and Garcia, 2021) 中描述的最新量子最优控制方法,我们展示了对多达八个状态的单量子比特操作和两个量子比特操作的控制,分别映射到谐振器的单个模式和两个模式。我们讨论了对参数化门的封闭系统进行数值脉冲工程的结果,这些门可用于实现量子近似优化算法 (QAOA)。结果表明,对于大多数研究案例,在足够的计算努力下,可以实现高保真度 (> 0.99),并且可以扩展到多种模式和开放的噪声系统。定制的脉冲可以被存储起来并用作电路量子电动力学 (cQED) 系统中未来编译器的校准原语。
摘要 — 当前构建量子计算机的努力主要集中在双态量子比特上,这通常涉及抑制随时可用的更高状态。在这项工作中,我们打破了这种抽象,并为广义 d 状态量子比特上的门合成了短持续时间控制脉冲。我们提出了增量脉冲重新播种,这是一种实用的方案,它通过使用以前的结果迭代播种优化器来引导最优控制软件获得最短持续时间的脉冲。我们通过对 transmons 上的一和两量子比特门进行显式脉冲优化,发现希尔伯特空间维数和门持续时间之间存在近线性关系。我们的结果表明,在实际感兴趣的领域中,量子比特操作比以前预期的要高效得多,并且有可能显着提高当前硬件的计算能力。索引术语 — 量子计算、量子比特、量子最优控制、脉冲合成