<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xml:lang="ru" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:noNamespaceSchemaLocation="https://metafora.rcsi.science/xsd_files/journal3.xsd">
  <front>
    <journal-meta>
      <journal-id journal-id-type="publisher-id">moitvivt</journal-id>
      <journal-title-group>
        <journal-title xml:lang="ru">Моделирование, оптимизация и информационные технологии</journal-title>
        <trans-title-group xml:lang="en">
          <trans-title>Modeling, Optimization and Information Technology</trans-title>
        </trans-title-group>
      </journal-title-group>
      <issn pub-type="epub">2310-6018</issn>
      <publisher>
        <publisher-name>Издательство</publisher-name>
      </publisher>
    </journal-meta>
    <article-meta>
      <article-id pub-id-type="doi">10.26102/2310-6018/2022.38.3.003</article-id>
      <article-id pub-id-type="custom" custom-type="elpub">1199</article-id>
      <title-group>
        <article-title xml:lang="ru">Модифицированная нейронная сеть Элмана с динамическим показателем обучения для отслеживания и прогнозирования движения неголономного трехколесного мобильного робота</article-title>
        <trans-title-group xml:lang="en">
          <trans-title>Modified Elman neural network with dynamic learning rate for tracking and motion prediction of a nonholonomic three-wheeled mobile robot</trans-title>
        </trans-title-group>
      </title-group>
      <contrib-group>
        <contrib contrib-type="author" corresp="yes">
          <name-alternatives>
            <name name-style="eastern" xml:lang="ru">
              <surname>Березина</surname>
              <given-names>Виктория Андреевна</given-names>
            </name>
            <name name-style="western" xml:lang="en">
              <surname>Berezina</surname>
              <given-names>Victoria Andreevna</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>BerezinaVA@yandex.ru</email>
          <xref ref-type="aff">aff-1</xref>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author" corresp="yes">
          <contrib-id contrib-id-type="orcid">0000-0001-5503-1056</contrib-id>
          <name-alternatives>
            <name name-style="eastern" xml:lang="ru">
              <surname>Мезенцева</surname>
              <given-names>Оксана Станиславовна</given-names>
            </name>
            <name name-style="western" xml:lang="en">
              <surname>Mezentseva</surname>
              <given-names>Oksana Stanislavovna</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>omezentceva@ncfu.ru</email>
          <xref ref-type="aff">aff-2</xref>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author" corresp="yes">
          <name-alternatives>
            <name name-style="eastern" xml:lang="ru">
              <surname>Мезенцев</surname>
              <given-names>Дмитрий Викторович</given-names>
            </name>
            <name name-style="western" xml:lang="en">
              <surname>Mezentsev</surname>
              <given-names>Dmitry Viktorovich</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>dmezentcev@ncfu.ru</email>
          <xref ref-type="aff">aff-3</xref>
        </contrib>
      </contrib-group>
      <aff-alternatives id="aff-1">
        <aff xml:lang="ru">Северо-Кавказский федеральный университет</aff>
        <aff xml:lang="en">North-Caucasus Federal University</aff>
      </aff-alternatives>
      <aff-alternatives id="aff-2">
        <aff xml:lang="ru">Северо-Кавказский федеральный университет</aff>
        <aff xml:lang="en">North-Caucasus Federal University</aff>
      </aff-alternatives>
      <aff-alternatives id="aff-3">
        <aff xml:lang="ru">Северо-Кавказский федеральный университет</aff>
        <aff xml:lang="en">North-Caucasus Federal University</aff>
      </aff-alternatives>
      <pub-date pub-type="epub">
        <day>01</day>
        <month>01</month>
        <year>2026</year>
      </pub-date>
      <volume>1</volume>
      <issue>1</issue>
      <elocation-id>10.26102/2310-6018/2022.38.3.003</elocation-id>
      <permissions>
        <copyright-statement>Copyright © Авторы, 2026</copyright-statement>
        <copyright-year>2026</copyright-year>
        <license license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
          <license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License</license-p>
        </license>
      </permissions>
      <self-uri xlink:href="https://moitvivt.ru/ru/journal/article?id=1199"/>
      <abstract xml:lang="ru">
        <p>В статье предлагается отслеживать и прогнозировать траекторию движения автономного неголономного трехколесного мобильного робота с помощью модифицированной нейронной сети Элмана. Предлагается алгоритм расчета показателя обучения нейронной сети, который способствует повышению эффективности и скорости обучения, а также снижает количество итераций, необходимых для обучения. Модифицированный алгоритм Элмана с динамическим показателем обучения сравнивается с классической нейронной сетью Элмана и PSO-алгоритмом. Обучение нейронной сети оценивается по двум критериям: количество итераций, необходимых для обучения, и среднее время обучения. Помимо этого, проверяется отклонение от заданной траектории движения: движения по прямой, по квадрату и по окружности для каждого алгоритма. Результаты моделирования показали, что модифицированная нейронная сеть Элмана с динамическим показателем обучения эффективнее (в среднем, на 32,4 %) и быстрее (в среднем, на 66,4 %) справляется с задачей обучения и имеет наименьшее отклонение от заданной траектории движения. Относительная погрешность измерений варьируется в диапазоне от 7,8 % до 20,2 % при 95 % уровне надежности и пяти испытаниях для каждой группы измерений.</p>
      </abstract>
      <trans-abstract xml:lang="en">
        <p>This article proposes to track and predict the trajectory of a non-holonomic three-wheeled mobile robot using a modified Elman neural network. An algorithm for calculating the learning rate of a neural network is suggested, which improves the efficiency and speed of learning and also reduces the number of iterations required for learning. The modified Elman algorithm with dynamic learning rate (MENN) is compared with the classical Elman neural network (ENN) and the PSO algorithm (PSO-ENN). Training of a neural network is evaluated according to two criteria: the number of iterations required for training and the average training time. In addition, the deviation from the given trajectory of movement is checked: movement along a straight line, in a square and in a circle for each algorithm. The simulation results showed that the modified Elman neural network with a dynamic learning rate is more efficient (by 32.4% on average) and accomplishes the learning objective faster (by 66.4% on average) and has the least deviation from the given motion trajectory. The relative measurement error ranges from 7.8% to 20.2% at 95% reliability and five tests for each group of measurements.</p>
      </trans-abstract>
      <kwd-group xml:lang="ru">
        <kwd>рекуррентная нейронная сеть</kwd>
        <kwd>нейронная сеть Элмана</kwd>
        <kwd>показатель обучения</kwd>
        <kwd>неголономный трехколесный робот</kwd>
        <kwd>прогнозирование траектории движения</kwd>
      </kwd-group>
      <kwd-group xml:lang="en">
        <kwd>recurrent neural network</kwd>
        <kwd>Elman neural network</kwd>
        <kwd>learning rate</kwd>
        <kwd>nonholonomic three-wheeled robot</kwd>
        <kwd>motion trajectory prediction</kwd>
      </kwd-group>
      <funding-group>
        <funding-statement xml:lang="ru">Исследование выполнено без спонсорской поддержки.</funding-statement>
        <funding-statement xml:lang="en">The study was performed without external funding.</funding-statement>
      </funding-group>
    </article-meta>
  </front>
  <back>
    <ref-list>
      <title>References</title>
      <ref id="cit1">
        <label>1</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Su K.H., Chen Y.Y., Su S.F. Design of neural-fuzzy-based controller for two autonomously driven wheeled robot. Neurocompting. 2015; 73:2478–2488.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit2">
        <label>2</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Березина В.А., Мезенцева О.С., Ганьшин К.Ю. Гибридная нейроэволюция как способ обучения нейронных сетей на примере решения задачи поиска пути в лабиринте. Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2021;9(3). Доступно по: https://moitvivt.ru/ru/journal/pdf?id=1012. DOI: 10.26102/2310-6018/2021.34.3.014 (дата обращения: 26.04.2022).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit3">
        <label>3</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Lucas R., Oliveira R. M., Nascimento C. B., Kaster M. S. Performance analysis of an adaptive Gaussian nonlinear PID control applied to a step-down CC-CC converter. IEEE 24th International Symposium on Industrial Electronics (ISIE). 2015;1:1022–1026.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit4">
        <label>4</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Li Z., Yang C., Su C., Deng J., Zhang W. Vision-Based Model Predictive Control for Steering of a Nonholonomic Mobile Robot. IEEE Transactions on Control Systems Technology. 2019;24(2):553–564.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit5">
        <label>5</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Suprapto B.Y., Mustaqim A., Wahab W., Kusumoputro B. Modified elman recurrent neural network for attitude and altitude control of heavy-lift hexacopter. 15th International Conference on Quality in Research (QiR): International Symposium on Electrical and Computer Engineering. 2017;1:309–314.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit6">
        <label>6</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">He W. Adaptive neural network control of an uncertain robot with fullstate constraints. IEEE Transactions on Cybernetics.2016;46(3):620–629.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit7">
        <label>7</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Al-Jamali N. A., Al-Raweshidy H. S. Modified Elman Spike Neural Network for Identification and Control of Dynamic System. IEEE Access, vol. 2020;8:61246–61254.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit8">
        <label>8</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Li D., Liu Y., Tong S., Chen C. L. Approximation-Based Adaptive Neural Tracking Control of Nonlinear MIMO Unknown Time-Varying Delay Systems with Full State Constraints. IEEE Transactions on Cybernetics. 2017;47(10):3100–3109.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit9">
        <label>9</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Deng L., Seethaler R. J., Chen Y., Yang P., Cheng Q. Modified Elman neural network based neural adaptive inverse control of rate-dependent hysteresis. International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN). 2016;1:2366–2373.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit10">
        <label>10</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Wang S., Zhang Y., Dong Z., Du S., Ji G. Feed-forward neural network optimized by hybridization of PSO and ABC for abnormal brain detection. International Journal of Imaging Systems &amp; Technology. 2015;25(2):153–164.</mixed-citation>
      </ref>
    </ref-list>
    <fn-group>
      <fn fn-type="conflict">
        <p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p>
      </fn>
    </fn-group>
  </back>
</article>