سیستمهای قدرت یکی از پیچیده ترین وگسترده ترین سیستمهای ساخته شده توسط بشر هستند که همواره در معرض انواع اغتشاشات قرار دارند. علاوه بر این تجدید ساختار در سیستم های قدرت نیز موجب افزایش ریسک و عدم قطعیت در سیستمهای قدرت امروزی شده است. سیستم قدرت یک سیستم دینامیکی، پیچیده و غیرخطی است. معمولاً در سیستم های غیر خطی، چنانچه امکان پذیر باشد سعی می شود با خطی کردن سیستم حول نقاط کار نامی، به تحلیل مدل خطی حاصل پرداخت. اما طبیعت بسیار غیر خطی ژنراتور و رفتار سیستم تحت یک اغتشاش شدید مانع از استفاده مناسب از کنترلرهای خطی در سیستم می شود. به همین منظور مطالعات بسیاری روی کنترلر های غیر خطی ژنراتور سنکرون صورت گرفته است. در این پایان نامه، با استفاده از کنترلرهای غیر خطی، به پایدارسازی و میرا کردن نوسانات ولتاژ، زاویه بار و توان خروجی ژنراتور خواهیم پرداخت. به همین منظور از روش های لیاپانوف و بازگشتی(back-stepping) برای طراحی کنترلر استفاده خواهیم کرد. هم چنین، عملکرد کنترلرهای پیشنهادی، در یک شبکه تک ماشینه و در مرحله بعد در یک شبکه سه ماشینه و 9 شینه بررسی خواهد شد. در هر دو حالت، از خطای اتصال کوتاه سه فاز به منظور بررسی پاسخ دینامیکی استفاده می شود. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان دهنده عملکرد بسیار خوب کنترل کننده پیشنهادی، در پایدارسازی شبکه قدرت در برابر اغتشاشات و تغییرات نقطه کار شبکه در مقایسه باپایدار ساز سیستم قدرت (pss) می باشد.

این پایان نامه سعی در ارائه ی روش هایی برای حل مسئله ی مدیریت بهره برداری بهینه از ریزشبکه ها در حضور عدم قطعیت های موجود دارد. در همین راستا دو فرمول بندی برای مسئله-ی مدیریت بهره برداری از ریزشبکه ها ارائه شده است. هدف مورد نظر در این پایان نامه، یافتن بهترین استراتژی بهره برداری از واحدهای تولید پراکنده و ذخیره ساز برای کمینه کردن هزینه-ی بهره برداری و میزان تولید آلاینده های مخرب زیست محیطی است. در فرمول بندی اول از باتری ها به عنوان ذخیره سازهای انرژی استفاده شده است. فرمول بندی دوم بر تأثیر تولید هم زمان گرما و الکتریسیته و ذخیره سازی هیدروژن بر چگونگی بهره برداری تأکید دارد. مجموعه ی پیل سوختی و اصلاحگر به عنوان محرک اولیه ی سیستم تولید هم زمان گرما و الکتریسیته در نظر گرفته شده اند. هم چنین از ذخیره سازی هیدروژن برای ایجاد عملکرد انعطاف پذیر تر ریز شبکه در تأمین هم زمان بارهای الکتریکی و گرمایی محلی بهره گیری شده است. از هیدروژن ذخیره شده می توان در ساعات بعد برای تولید الکتریسیته استفاده نمود و یا آن را به فروش رساند. نکته ی برجسته ی فرمول بندی دوم، استفاده از مدل الکتروشیمیایی پیل سوختی است که در آن ولتاژ و توان خروجی پیل سوختی براساس مشخصه های عملکردی و ساختاری آن بدست می-آیند. برای حل مسئله ی مدل شده ی بهره برداری بهینه، سه الگوریتم بهینه سازی طراحی شده و چندین اصلاحیه برای افزایش کارایی آن ها ارائه شده است. به علاوه از آنجا که متغیرهای تصادفی مثل توان تولیدی توربین های بادی جزء جدایی ناپذیر مدیریت بهره برداری از ریزشبکه ها هستند و نادیده گرفتن آن ها منجر به یافتن جواب های غیر قابل اطمینان خواهد گردید، در این پایان نامه از روش تخمین نقطه ای برای پوشش دادن انواع عدم قطعیت های موجود در مدیریت بهره برداری بهره گیری شده است.

هدف از تحقیق حاضر شبیه سازی دینامیکی و بهبود عملکرد کنترل فرآیند شیرین سازی گاز است. بهبود عملکرد از طریق تنظیم مجدد پارامترهای کنترل کننده های pid، استفاده از روش های کنترل فرآیند پیشرفته و همچنین روش های کنترل هوشمند مورد آزمایش قرار گرفته است. یافتن پاسخ کنترلی مناسب تر در هنگام بروز اغتشاش یا تغییر در setpoint ها درکنترل کننده های pid و با در نظر گرفتن شرایط بهینه مورد تحقیق و مطالعه قرار گرفته است. این تحقیق نشان میدهد در اکثر مواقع استفاده از الگوریتم وراثتی جهت تنظیم پارامترهای کنترل کننده های pid ، پاسخ بهتری نسبت به تنظیم خودکار سیستم به دست میدهد. همچنین نشان داده شده است که برای تنظیم کنترل دمای سیال خروجی از trim coolerاستفاده از کنترل متوالی پاسخ مناسب تری به همراه خواهد داشت. در خصوص کنترل جریان گاز تصفیه شده خروجی از واحد شیرین سازی ، استفاده از روش جدول بندی بهره می تواند پاسخ کنترلی بهتری نسبت به کنترل فیدبک تک حلقه ای به همراه داشته باشد.

امروزه استفاده از تولیدات پراکنده(dg) با توجه به ویژگی های خوب آن در سراسر دنیا روبه افزایش می باشد. تاثیر پذیری این تولیدات از شرایط جوی و آب و هوایی، موجب شده تا تولید توان این تولیدات متغیر باشد. یکی از مهمترین کاربردهای این تولیدات در شبکه های مستقل از شبکه ی سراسری می باشد. بنابراین برقراری تعادل توان بین تولید و مصرف در این نوع از شبکه ها در شرایط بروزتغییر در تولید و مصرف توان، مهم و ضروری است. در این پایان نامه، کنترل فرکانس یک شبکه ی مستقل از شبکه ی سراسری در حضور تولیدات پراکنده ی مختلف و ذخیره کننده های انرژی مورد بررسی قرار گرفته است. برای نزدیک شدن به شرایط واقعی در شبیه سازی شبکه های مستقل، تغییرات باد و تابش خورشید به صورت واقعی و تغییرات بار مصرفی به صورت پله ای و متغیردر نظر گرفته شده است. برای ایجاد هماهنگی بین تولید و مصرف از استراتژی کنترلی دروپ (شیب افتی) استفاده شده است. در این پایان نامه علاوه بر پیشنهاد و مدل سازی ساختار های مختلفی از شبکه های مستقل، کنترل کننده های مختلفی مانندکلاسیک، فازی و عصبی استفاده شده است. همچنین برای بهبود کارایی کنترل-کننده ها، از الگوریتم های بهینه سازی برای تنظیم پارامترهای کنترل کننده ها استفاده شده است. در پایان نیز ارزیابی نتایج با نمایش میزان تغییرات نوسانات فرکانس درشبکه مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین در این پایان نامه یک روش جدید برای بهبود پاسخ دینامیکی پیل سوختی و یک استراتژی کنترلی مناسب برای کنترل ولتاژ و فرکانس ریز شبکه استفاده شده است. تحلیل و عملکرد شبکه های پیشنهادی در محیط نرم افزار متلب صورت گرفته است.

اگرچه مهم ترین مزیت سیستم ناوبری اینرسی تعیین موقعیت و وضعیت وسیله متحرک، بدون بهره گیری از منبع خارجی است، با این وجود عیب عمده ی آن نیز رشد سریع خطا در برخی کانال های سیستم ناوبری اینرسی است. رویکردی که به منظور رفع این مشکل به ویژه در ناوبری های طولاتی مدت مطرح می گردد، تلفیق اطلاعات سیستم ناوبری اینرسی با یک سیستم کمک ناوبری بر مبنای فیلتر کالمن به منظور کاهش خطا است. الگوریتم فیلتر کالمن برای سیستم های دینامیک خطی دارای پاسخ مناسبی است. اما در برخی موارد مانند بسیاری از مسائل موقعیت یابی، به علت دینامیک غیرخطی خطا و تغییر نقطه کار، استفاده از فیلتر کالمن خطی یا توسعه یافته به پاسخ بهینه منجر نمی گردد. بنابراین نیاز به روش هایی که با طبیعت غیرخطی مسـأله سازگار باشند، احساس می شود. در این پروژه با هدف دستیابی به دقت بالاتر الگوریتم های غیرخطی فیلتر کالمن، همچون فیلتر کالمن خنثی (ukf) و فیلتر کالمن مکعبی (ckf)، برای تلفیق داده های سیستم ناوبری اینرسی با یک سیستم کمک ناوبری همانند سامانه موقعیت یاب جهانی و یا سامانه لورن دی بکارگرفته شده است. نتایج شبیه سازی نیز حاکی از عملکرد بهتر فیلتر های غیرخطی بیان شده به منظور تخمین و حذف خطای سیستم ناوبری اینرسی هستند. این بهبود عملکرد در مورد حالت هایی که اندازه گیری از آنها در دسترس نیست، نمایان تر بوده است.

در این پایان نامه، از چندین الگوریتم توزیع شده در جهت تخمین متغیرهای حالت یک سیستم خطی و دسته بندی داده ها در یک شبکه سنسوری با چندین حلقه استفاده شده است. در اینجا، دو روش جدید mabdkf1 و mabdkf2 جهت رسیدن به تخمینی بهینه از حالتهای یک سیستم خطی با وجود خطا در سنسورها پیشنهاد می شود. در الگوریتم های پیشنهادی، عامل های متحرک نقش اصلی و اساسی را بازی می کنند بطوریکه آنها الگوریتم فیلتر کالمن خطی را بر روی یک سیستم خطی اجراء کرده تا به تخمینی خوب از متغیرهای حالت سیستم برسند. همچنین به کمک دو الگوریتم دیگر با نام های mabdem1و mabdem2، پارامترهای یک تابع چگالی احتمال گوسی تخمین زده شده و داده های موجود در یک شبکه سنسوری با چندین حلقه دسته بندی می شود. در این دو الگوریتم نیز از عاملهای متحرک در جهت اجراء الگوریتم em توزیع شده استفاده می شود. در ادامه همگرایی این دو الگوریتم مورد بررسی قرار خواهد گرفت. در پایان، عملکرد خوب این الگوریتم ها با استفاده از داده های شبیه سازی شده نشان داده خواهد شد.

در این پایان نامه، به کمک قضیه پایداری لیاپانوف و استفاده از یک تابع لیاپانوف مربعی، رویکرد جدیدی در زمینه افزایش انعطاف پذیری در شرایط پایداری سیستم های فازی ts ارائه می شود. در این رویکرد، توابع عضویت فازی و پارتیشن بندی نمودن معادلات فضای حالت سیستم حلقه بسته فازی بر اساس متغیر خروجی سیستم، نقش مهمی در افزایش انعطاف پذیری شرایط پایداری ایفا می کنند. در این پایان نامه جهت پایدارسازی سیستم های فازی ts از کنترل کننده فیدبک حالت و همچنین از مفهوم کنترل کننده توزیع شده موازی استفاده شده است. از طرف دیگر، به دلیل اهمیت مسئله حذف اغتشاش در سیستم های کنترل، از معیار کار آیی مقاوم جهت حذف اغتشاش استفاده می شود. در رویکرد مطرح شده بهره های فیدبک حالت در قالب lmi طوری بدست می آیند که علاوه بر تضمین پایداری سیستم، تأثیر اغتشاش را بر روی عملکرد سیستم به حداقل برسانند. در ادامه، شرایط انعطاف پذیری در تحلیل پایداری شبیه سازی شده ومقایسه با رویکردهای فعلی نشان می دهد روش پیشنهادی عملکرد بهتری دارد.

ناوبری اینرسی تلفیق شده با ناوبری های کمکی مانند gps کارایی سیستم های ناوبری اینرسی را بطور قابل ملاحظه ای افزایش داده است. سیستم های ناوبری اینرسی بطور مستقل قادر به محاسبه موقعیت وسیله بدون نیاز به منبع خارجی می باشد. اگرچه خطاهای موجود در سنسورها باعث شیفت قابل ملاحظه ای در خروجی می شود. در حال حاضر سیستم های ناوبری تلفیقی بیشتر از فیلتر کالمن توسعه یافته (ekf) و فیلتر کالمن خنثی (ukf) استفاده می کنند. دراین فیلترها فرض بر گوسی بودن نویز می باشد که در سیستم هایی با خاصیت غیرخطی بالا فرضی غیر واقعی می باشد. فیلتر ذره ای یک فیلتر غیر خطی غیرگوسی می باشد که محدودیت¬های دو فیلتر ذکر شده را ندارد. اصلی ترین مشکل فیلتر ذره ای حجم محاسباتی این فیلتر می باشد. انتخاب تعداد ذرات در فیلتر ذره ای بسیار مهم می باشد زیرا تعداد ذرات دقت فیلتر و حجم محاسبات را به شدت تحت تاثیر قرار می¬دهد. در این پایان نامه یک روش تطبیقی فازی برای تعیین تعداد ذرات براساس دقت فیلتر ذره ای و محدودیت¬های محاسباتی ارائه شده است. همچنین رابطه بین حجم محاسباتی و تعداد ذرات بررسی شده است. در آخر مقایسه ای بین عملکرد فیلتر ذره ای فازی تطبیقی و فیلتر توسعه یافته انجام شده است.

این پایان نامه، روش های جدیدی جهت کاهش محافظه کاری شرایط تحلیل پایداری و طراحی کنترل کننده مقاوم ارائه می دهد. روش های پیشنهادی با بهره گیری از مدل فازی ts، تابع لیاپانوف غیرمربعی و کنترل کننده های فازی pdc و non-pdc به فرم lmi بدست می آیند. تمرکز اصلی این پایان نامه، کاهش محافظه کاری ناشی از وجود مشتقات زمانی توابع عضویت می باشد. جهت اینکار، با درنظرگرفتن ماکزیمم کران های بالای این مشتقات به عنوان متغیر کمکی lmi تلاش می شود تا این کران به صورت بهینه و با استفاده از روش های بهینه سازی محدب بدست آید. همچنین در روش پیشنهادی دیگری، نامساوی های موجود به نحوی فرمول بندی می گردند که در آن ها برداری متشکل از توابع عضویت و مشتقات زمانیشان بدست آید؛ که نهایتاً به کمک تکنیک های lmi حذف گردند. بنابراین در این روش، شرایط تحلیل پایداری بدون حضور مشتقات زمانی توابع عضویت ارائه می شوند. از طرف دیگر، شرایط طراحی کنترل کننده مقاوم با معیار کارایی نامی h? بر اساس ایده های مطرح شده بدست می آیند. علاوه بر این، شرایط lmi لازم جهت مقید کردن ورودی کنترلی ارائه می شوند. درنتیجه، کنترل کننده های فازی مبتنی بر مدل به نحوی طراحی می گردند که پایداری سیستم غیرخطی حلقه بسته تضمین گردد، اثر اغتشاش در خروجی کاهش یابد و ورودی کنترلی با انرژی محدود بدست آید. همچنین، به منظور کاهش بیشتر محافظه کاری شرایط، از لم های جدید، ماتریس های متحد صفر با درجه آزادی بیشتر و نمایش فضای حالت به فرم descriptor نیز بهره گرفته شده است. در پایان، جهت نشان دادن مزایای روش های پیشنهادی با دیگر کارهای پژوهشی موجود، به بررسی و مقایسه نتایج حاصل از مثال های عددی و عملی متنوعی پرداخته می شود.

این پژوهش به طراحی کنترل فازی سیستم های پارامتری توزیع یافته غیرخطی با معادلاتی به فرم pde هذلولی مرتبه اول می پردازد. هدف این پژوهش کنترل دمای یک راکتور لوله ای غیر هم دما با استفاده از روشی موسوم به جبرانسازی توزیع یافته موازیpdc است که اساس آن استفاده از مدل خطی سیستم جهت طراحی کنترل کننده خطی و بکارگیری سیستم های فازی در بسط این کنترل کننده ها در فضای کار است. در بخش نخست این پژوهش با استفاده از تابع لیاپانوف مربعی و تئوری های مربوط به طراحی کنترل کننده مقاوم، کنترل کننده حاصل با استفاده از نامساوی ماتریسی خطی، به گونه ای طراحی می شود که علاوه بر تضمین پایداری مقاوم، کارایی مقاوم نیز بدست می آید. به طوری که سیستم غیر-خطی در تمامی فضای کار نیز عملکرد قابل قبولی داشته باشد. در بخش دوم با استفاده از تابع لیاپانوف غیر مربعی (فازی) و ترکیبی از مدل pde فازی ts و تئوری pde شرایط پایداری مجانبی سیستم حلقه بسته به فرم نامساوی ماتریسی خطی حاصل می شود. روش پیشنهادی در این پژوهش محافظه کاری در شرایط تحلیل پایداری را کاهش می دهد. در پایان روش های ارائه شده در این پژوهش در مورد یک راکتور لوله ای غیر همدما با موفقیت پیاده سازی شده است.

پایه روش پیشنهادی در این پایان نامه فراهم آوردن چارچوبی برای طراحی کنترل کننده توسط تابع لیاپانوف غیرمربعی برای سیستم های معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزئی (pde) است. در ادامه، کنترل کننده مقاوم با استفاده از معیار کارایی مقاوم h_? برای گروهی از سیستم های pde مرتبه دوم ، جهت حذف اغتشاش طراحی شده است. در این پایان نامه، امکان استفاده همزمان از تابع لیاپانوف غیرمربعی و کنترل کننده non-pdc-psd فراهم گردیده است. طراحی کنترل کننده مقید، در کنار حذف اغتشاش با معیار کارایی h_? از دیگر اهداف این پایان نامه است.

در این پایان نامه با استفاده از تابع لیاپانوف فازی، به طراحی کنترل کننده pdc و non-pdc برای سیستم های فازی افاین پرداخته می شود. استفاده از تابع لیاپانوف فازی باعث برقراری راحت تر شرایط پایداری و در نتیجه کاهش محافظه کاری می شود. همچنین استفاده از این تابع لیاپانوف به منظور پایدارسازی، طیف گسترده تری از سیستم های فازی افاین را شامل می شود. از طرفی استفاده از کنترل کننده non-pdc باعث می شود شرایط پایداری راحت تر و بدون نیاز به داشتن محدودیت بر روی ماتریس های کمکی به صورت نامساوی های ماتریسی خطی تبدیل شوند.

در این پایان¬نامه با استفاده از تابع لیاپانوف سوییچینگ، عیب¬یابی مقاوم دسته ای از سیستم¬های سوییچینگ فازی ابتدا با در نظر گرفتن تأخیر ثابت در حالت¬ها و سپس با فرض داشتن تأخیر متغیر با زمان در حالت¬ها¬ بررسی شده است. در رویکردهای مطرح شده ابتدا با استفاده از مدل فازی ts، معادله سیستم¬های سوییچینگ فازی ساخته می¬شود. از طرف دیگر، با توجه به این که عدم¬قطعیت¬ها و همچنین اغتشاشات خارجی، قسمت اجتناب¬ناپذیر مدل سازی سیستم¬ها می¬باشند، از معیار کارایی مقاوم به منظور بهبود قابلیت تضعیف ورودی¬های نامعین و عدم قطعیت¬های مدل¬سازی استفاده شده است. سپس شرایط کارایی مناسب در قالب نامساوی¬های ماتریسی خطی طوری به دست آمده¬اند که علاوه بر تشخیص وقوع عیب در سیستم، تأثیر اغتشاش بر روی عملکرد سیستم به حداقل برسد و در نهایت نیز ماتریس¬های فیلتر عیب¬یابی مقاوم به دست آمده¬اند. روش¬های ارائه شده با استفاده از شبیه¬سازی روی سیستم¬های مختلف بررسی شده¬اند. نتایج شبیه¬سازی حاکی از کارا بودن روش¬های پیشنهادی است.

در این پایان نامه از تکنیک های کنترل فازی چندجمله ای در جهت بهبود تحلیل پایداری و کنترل سیستم های غیرخطی استفاده می گردد. چارچوب اصلی کار بر اساس مدل های فازی چندجمله ای و تکنیک های مجموع مربعات (برنامه ریزی نیمه معین) برای اثبات پایداری می باشد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

در سال های اخیر، پژوهشگران از شاخه های مختلف علوم و مهندسی روش جدیدی تحت عنوان ((نظریه آشوب)) برای توصیف پیچیدگی در طبیعت تدوین کرده و گسترش داده اند. امروزه نظریه آشوب به عنوان یک ابزار پردازش قوی جهت بررسی سیستم های پیچیده در طبیعت مطرح است. سیستم های آشوبگونه دارای رفتاری کاملا معین است که به علت داشتن نمای لیاپانف مثبت با حساسیت نسبت به شرایط اولیه رفتار می کنند، به گونه ای که مسیرهای به اندازه کافی نزدیک به هم با نرخ مشخصه سیستم از یکدیگر واگرا می شوند تا جائی که از لحاظ عملی این دو مسیر غیروابسته می گردند. در اغلب کاربردهای عملی، مشاهده و ثبت تمام مولفه های بردار حالت بسیار مشکل و غیرعملی است . معمولا تنها چیزی که از این نوع سیستم ها قابل اندازه گیری است، یک سیگنال اسکالر به صورت سری های زمانی است. در این پایان نامه، هدف ما مدلسازی و پیش بینی سری های زمانی آشوبگونه به کمک شبکه های عصبی است، شبکه های عصبی دارای پتانسیل بالا جهت مدلسازی سیستم های پیچیده است. همچنین بعضی از پارامترهای سیستم دینامیکی هوا را به عنوان مطالعه موردی انتخاب کردیم. با بررسی رفتار این کمیت ها و اعمال آزمون هایی به آنها، رفتار آشوبگونه در این سیستم احراز و پارامترهای آشوبی تخمین زده شد. با بررسی چهار دسته مختلف از شبکه های عصبی شامل پرسپترون چند لایه تک خروجی، پرسپترون چند لایه چند خروجی، تابع بنیادی شعاعی و شبکه المن، به این نتیجه رسیدیم که شبکه بازگشتی المن به علت دارا بودن فیدبک های درونی از انعطاف پذیری و قابلیت بالایی برای مدلسازی سری های زمانی آشوبگونه برخوردار است، از طرفی، پیش پردازش داده های ورودی به آموزش موثرتر شبکه منجر می شد و نحوه آرایش داده های آموزشی بر کیفیت آموزش شبکه ودقت مدلسازی از تاثیر بسزایی برخوردار است.همچنین با اضافه کردن فیدبک هایی تاخیر دار به ساختار درونی شبکه المن، شبکه ایی توسعه یافته برای کاهش خطای پیش بینی سیستم های آشوبگونه ارائه می شود. شبیه سازی ها نشان می دهد شبکه پیشنهادی نسبت به شبکه پرسپترون چند لایه و شبکه معمولی المن سریعتر آموزش دیده و خطای بسیار کمتری دارد.