یک شبکه موردی سیار مجموعه ای از گره های بی سیم است که به صورت خودانگیخته و بدون استفاده از هرگونه زیر ساخت در کنار یکدیگر قرار گرفته اند. همه گره ها دارای قابلیت مسیریابی و انتقال بسته ها به روش چند گذرگاهی می باشند. هر گره می تواند در هر زمان وارد شبکه شده یا از آن خارج شود. علاوه بر آن، گره ها می توانند سیار باشند. به طور کلی، یک شبکه موردی با تغییرات مداوم توپولوژی، جابجایی فراوان گره ها و نیاز به پروتکل های مسیریابی پویا و موثر مشخص می گردد. این پایان نامه با استفاده از ایده های موجود در روش بهینه سازی مبتنی بر کولونی مورچه ها به بررسی موضوع مسیریابی تطبیقی در شبکه های موردی سیار می پردازد. در این روش، عامل های خود مختار در یک محیط توزیع شده و تنها با استفاده از اطلاعات محلی و تعامل غیر مستقیم با یکدیگر به حل مسائل بهینه سازی می پردازند. در این پایان نامه، یک الگوریتم مسیریابی چند هدفه با استفاده از روش چند کولونی پیشنهاد شده است. ایده اصلی این الگوریتم، هماهنگ سازی فعالیت کولونی های مختلف است که هر کولونی سعی در بهینه سازی یک هدف متفاوت دارد. اولین کولونی در جستجوی کوتاه ترین مسیر به مقصد است. دومین کولونی، مسیرهایی را انتخاب می نماید که دوام بیشتری دارند و سومین کولونی تلاش می کند تا مسیرهایی با کمترین انرژی انتقال را بدست آورد. الگوریتم پیشنهادی با یکی از مطرح ترین الگوریتم های مسیریابی به نام anthocnet از طریق آزمون های شبیه سازی مختلف مقایسه شده است. نتایج ارزیابی نشان دهنده عملکرد بهتر این الگوریتم در افزایش انرژی باقیمانده گره ها، افزایش ضریب تحویل بسته ها و کاهش تعداد دفعات فراخوانی فرایند کشف مسیر می باشد.

عدم قطعیت موجود در تجزیه و تحلیل مسایل مهندسی، یکی از موضوعاتی است که نمی توان از آن صرفنظر کرد. عدم قطعیت اساساً به دلیل درک ناقص از پدیده ها و عوامل موثر بر شکل گیری آن ها ایجاد می شود. در این تحقیق، به تجزیه و تحلیل عدم قطعیت ناشی از عدم قطعیت در پارامترهای ورودی در سه موضوع هیدرولیکی پرداخته شده است که عبارتند از: محاسبه پروفیل سطح آب در کانال ها، بررسی معادلات جریان در محیط متخلخل درشت دانه و محاسبه پروفیل سطح آب در محیط-های سنگریزه ای. در تجزیه و تحلیل عدم قطعیت محاسبات پروفیل سطح آب در کانال ها ، از سه روش تخمین نقطه ای، حساب فازی و احتمالاتی فازی استفاده شده است. نتایج این بخش نشان می دهند که روش حساب فازی نسبت به روش آماری تخمین نقطه ای از حجم محاسباتی کمتری برخوردار است و ساده تر نیز می باشد درحالیکه عدم قطعیت خروجی حاصل از دو روش تقریباً یکسان می باشند. از روش احتمالاتی فازی هنگامیکه اطلاعات کم می باشد، استفاده می شود که نتایج موید این است که عدم-قطعیت خروجی حاصل از این روش از روش های آماری و حساب فازی بیشتر می باشد. در بررسی معادلات جریان در محیط متخلخل درشت دانه، از روش تخمین مرتبه اول برای تجزیه و تحلیل عدم-قطعیت معادلات stephenson، wilkins و adel و همچنین، از روش ترکیبی که یک روش احتمالاتی فازی می باشد، برای معادلات stephenson و wilkins استفاده شده است. نتایج نشان می دهند که عدم قطعیت معادلات stephenson و wilkins در روش ترکیبی، که ماهیت واقعی پارامترها را بهتر شناسایی می کند، بیشتر از روش آماری تخمین مرتبه اول می باشد. از مقایسه ی نتایج سه معادله مذکور نیز مشخص می شود که معادله adel کمترین عدم قطعیت را دارا می باشد. برای تجزیه و تحلیل عدم قطعیت محاسبات پروفیل سطح آب در محیط های سنگریزه ای، از دو روش ترکیبی و تخمین مرتبه اول برای دو معادله stephenson و wilkins استفاده شده و نتایج با نتایج موجود از یک مدل آزمایشگاهی، مقایسه شده اند. نتایج موید این است که برآورد میانگین معادله stephenson مطابقت بیشتری با نتایج آزمایشگاهی دارد. همچنین، نتایج دو موضوع جریان در محیط های سنگریزه ای نشان می دهند که ضریب تغییرات مقادیر پارامترهای فازی تخمین زده شده در معادلات stephenson و wilkins، تأثیر به سزایی در عدم قطعیت خروجی دارند. این دو پارامتر فازی (در معادله stephenson) و (در معادله wilkins) بوده که به ترتیب ضریب اصطکاک در جریان آشفته و راندمان نسبی سطح ذرات می باشند و براساس شکل و زبری ذرات تخمین زده می شوند. اگر چه این دو پارامتر ماهیت مشابهی دارند، اما برآورد مستقل آنها و نیز نحوه حضور این پارامترها در ساختار ریاضی معادلات می تواند دامنه عدم قطعیت هر یک از دو معادله stephenson و wilkins را تحت تاثیر قرار دهد. اگر در تخمین آن ها تناسب بین این دو پارامتر در نظر گرفته شود، می توان انتظار داشت که معادله stephenson عدم قطعیت کمتری را نشان دهد.

از حدود سه دهه قبل نگرش جدیدی در طراحی و ساخت بازوهای مکانیکی رخ داده است. این نگرش که کاهش هزینه های طراحی و ساخت را دنبال می کند، مبتنی بر استفاده از لینک های انعطاف پذیر بجای بازوهای صلب می باشد. در واقع راه حل ارائه شده، طراحی و ساخت ربات ها با وزن سبک تر می باشد که ربات بتواند با سرعت بالا قابلیت حرکت خود را نشان دهد. هدف از این پایان نامه، معرفی یک ربات موازی صفحه ای از نوع 3-prr با لینک های انعطاف پذیر می باشد. علاوه بر این برای درک بهتر رفتار این نوع از ربات ها ابتدا ربات موازی 3-prr با لینک های صلب به تفصیل مورد بررسی قرار می گیرد. لذا ابتدا در این پایان نامه، تحلیل سینماتیک معکوس و مستقیم ربات 3-prr با لینک های صلب بررسی می-شود. حل سینماتیک مستقیم آن با استفاده از روش حذفی بزوت انجام می گیرد. همچنین تحلیل ژاکوبین ربات به روش برداری ارائه و ماتریس های ژاکوبین ربات بدست آورده می شود. سپس دینامیک ربات با استفاده از روش لاگرانژ بدست می آید. معادلات استخراج شده از نوع معادلات دیفرانسیل جبری می باشند که با ارائه ی روشی جدید به حل تحلیلی آن ها پرداخته می شود. در ادامه کنترل ربات مورد بررسی قرار می گیرد و با شبیه سازی انجام شده در نرم افزار simmechanic مقایسه می گردد. سپس به تحلیل سینماتیک و دینامیک ربات موازی 3-prr با لینک های انعطاف پذیر می پردازیم با این تفاوت که باید مدل دینامیکی لینک های انعطاف پذیر نیز در معادلات لحاظ شود. پس از آن کنترل مسیر ربات بهمراه کنترل فعال ارتعاشات انجام می شود. جهت کنترل فعال ارتعاشات از عملگرهای پیزوالکتریک استفاده می شود. سپس دو شرط مرزی مختلف برای مدل کردن لینک های انعطاف پذیر بررسی می شود و نتایج حاصل از آن با شبیه سازی انجام شده در نرم افزار adams مقایسه می گردد. در نهایت با بررسی نتایج حاصل از حل تحلیلی و شبیه سازی مورد نظر به حل درست و صحیح برای مدل کردن لینک های انعطاف پذیر می پردازیم.

مسأله زمان بندی وظیفه ها یک مسأله عمومی و پایه ای می باشد که به علت کاربردهای فراوان در علوم مختلف از جمله محاسبات توزیع شده، محاسبات گرید، مدیریت پروژه، مدیریت منابع انسانی و حتی مدیریت جنگ، به عنوان یکی از مسائل مهم در دنیای امروز به شمار می رود. در این مسأله مایل هستیم تا منابع را بصورت بهینه به وظیفه ها تخصیص دهیم، لذا بایستی اهدافی نظیر کمترین زمان اجرا و کمترین تاخیر زمانی را برآورده کنیم. با وجود سادگی در بیان صورت این مسأله، زمان اجرایی الگوریتم آن np-hard بوده و تاکنون راه حل بهینه و قطعی برای آن ارایه نشده است. تاکنون روش های متعددی در این زمینه پیشنهاد شده اند که تنها قادر به کشف جواب های نیمه بهینه هستند؛ غالب این روشها ازدیدگاه الگوریتمی به این مسأله نگاه می کنند در صورتی که می توان به آن از دیدگاه سیستمی نیز توجه کرد. مزیت دیدگاه سیستمی این است که دارای پایه های نظری مستحکم بوده و امکان بررسی کارآیی بصورت دقیق را فراهم می آورد. لذا هدف اصلی در این نوشتار ارایه ی دیدگاهی سیستمی برای مسأله زمان بندی وظیفه ها با استفاده از مفهوم سیستم های سوئیچینگ می باشد. در روش های سنتی می توان از راه حلی چندهدفه جهت یافتن زمان بندی مناسب وظایف بلادرنگ نرم برروی سیستم های چندپردازشی ناهمگن درمحیط ایستا به صورت کاملا متصل و بدون ساختار استفاده نمود. در این تحقیق به منظور ارایه ی دیدگاه سیستمی، بایستی دیدگاه های مختلف در خصوص این نوع طراحی بررسی شوند. ماهیت مسأله فوق غیرخطی است؛ لذا نمایش فضای حالت غیر خطی مسأله می تواند نمایانگر مناسبی از مسأله باشد. بعد از آن، با استفاده از خواص ماتریس ها و اعمال تبدیلات مناسب، مسأله زمان بندی وظیفه ها به فرم فضای حالت سوئیچینگ خطی به همراه چند قید غیر خطی تبدیل و تحلیل می شود. مدل ارائه شده توانایی نمایش عدم قطعیت را دارد و با کاهش هر تعداد از محدودیت ها می توان کنترلر مناسب را برای آن طراحی نمود. بنابراین مسأله طراحی الگوریتم زمانبندی وظیفه ها به طراحی کنترلر بهینه و طراحی کنترلر بهینه به طراحی سوئیچ کنترل تبدیل شده است. با استفاده از این نمایش جدید، الگوریتم هایی برای زمان بندی وظایف در دو محیط ایستا و پویا ارایه شده اند. در محیط ایستا دو الگوریتم hs و rt به منظور تعیین بُردارهای کنترل پیشنهاد شده اند. نتایج این دو الگوریتم با الگوریتم معروف heft مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج فرایند مقایسه، کارآیی قابل قبول روش پیشنهادی را نشان می دهد. در محیط پویا از مدل توسعه یافته زمانبندی وظایف استفاده شده است. نتایج مقایسات این روش با الگوریتم مرتبط نشان دهنده برتری 18% روش پیشنهادی (ls3) می باشد.در ادامهبه منظور نمایش قدرت مدل ارایه شده، سه مفهوم اساسی کنترل یعنی کنترل پذیری، مشاهده پذیری و پایدار پذیری بررسی شده و ضمن تبیین و تعریف هر یک از این مضامین در سیستم های سوئیچینگ خطی، وجود این ویژگی ها در مدل ارایه شده اثبات می گردد؛از این رو مدل ارایه شده از پشتیبانی تئوری قوی برخوردار است.

انتساب داده یکی از مسائل پایه در ردیابی اهداف چندگانه در شبکه های حسگر بیسیم است. این مسئله استنتاج به جستجوی محتمل ترین انتساب بین اندازه گیری های حسگرها و خط سیر اهداف مختلف، از بین تمامی انتساب های ممکن می پردازد. رهیافت توزیعی انتساب داده، با بهره گیری از ارتباطات محلی بین حسگرها به منظور یادگیری همکارانه، می تواند مقیاس پذیری بهتر، پایداری در برابر شکست حسگرها و استفاد? کارای انرژی در شبکه را به همراه داشته باشد. با این وجود، دو چالش مطرح در حل توزیعی انتساب داده، یافتن زیر ساختی مطلوب جهت تداعی چیدمان شبکه به صورت گراف و سپس، استخراج درختی پوشا از روی گراف برای اِعمال الگوریتم ماکزیمم حاصلضرب است. در این پایان نامه با به کارگیری خانه بندی ورنوی، درخت پوشای وفقی توزیع شده ای بر پایه مفهوم خاصیت مارکوف در شبکه های حسگر بیسیم ارائه داده ایم. درخت پیشنهادی، به صورت کارا به نگاشت شبکه به میدان تصادفی مارکوف می پردازد. برخلاف رهیافت های موجود، ساختار ارائه شده قابلیت ایجاد روی هر توزیع تصادفی ای از حسگرها را دارد. هم چنین، با ارائه تابع هزینه پوشش-دهی جدیدی که از لحاظ مصرف انرژی کارا است، توانسته ایم رهیافت پیشنهادی را به حالت سلسله مراتبی توسعه دهیم که کاهش نویز در اندازه گیری های حسگرها و بهبود دقت را به همراه داشته است. کارایی ساختار ارتباطی ارائه شده، با به کارگیری رهیافت سلسله مراتبی در امر گردآوری داده در شبکه های حسگر بیسیم نیز نشان داده شده است. نتایج حاکی از توانایی بستر پیشنهادی در تعامل با ویژگی های شبکه، بالا بردن طول عمر شبکه و متوازن سازی مصرف انرژی بین حسگرها است.

. این رساله، اصول پایه ای و کاربردی منطق فازی توسعه یافته را با معرفی مفاهیم پایه ای مانند ف- انتقالی، ف- اعتبار، قیود تعمیم یافته و قوانین بررسی می کند. عقلانیت نهفته در استدلال مبتنی بر منطق فازی توسعه یافته نیز از دیدگاه ریاضی اثبات می گردد. سیستم فازی توسعه یافته که علاوه بر بخش استنتاج شامل عملیات پردازش ورودی که حاوی فازی ساز و اعتبار ساز و پردازش خروجی که حاوی مبدل مجموعه و غیر فازی ساز می باشد نیز معرفی می شود. همچنین، سیستم جدید تصمیم گیرنده مدل احتمال- اعتبار فازی پیشنهاد می شود و در دو محیط واقعی با مسأله قضاوت قضات و مسأله تشخیص پزشکی با ارزیابی خطر ابتلا به بیماری کرونر قلبی بررسی می شود. در سیستم تصمیم گیرنده پیشنهادی، قاضی یا پزشک باید انتخاب کند؛ بنابراین، معیار رتبه بندی s"-" a بر اساس عوامل متعددی از قبیل گسترش، چولگی، مرکز و درک شهودی انسان ارئه می شود. نتایج سیستم تصمیم گیرنده مدل احتمال- اعتبار فازی پیشنهادی در مورد مطالعاتی قضایی با روش های دیگر از جمله سیستم های فازی، فازی توسعه یافته، احتمال فازی و عصبی مقایسه می شوند تا به طور نظری برتری روش پیشنهادی نشان داده شود. هدف اصلی در مطالعه موردی پزشکی، نشان دادن عملی کارایی سیستم پیشنهادی با دستیابی به یافته های جدید بالینی می باشد. در نهایت، از مفهوم هستی شناسی به همراه بهره برداری از توانایی های منطق فازی توسعه یافته به منظور تبیین یک راهکار کاربردی که تطبیق زیادی با نحوه تفکر و استدلال گری انسان دارد استفاده می گردد. این رساله، در نتیجه بسط نظریه منطق فازی توسعه یافته این نکته را تصدیق می کند که کامل بودن اطلاعات در مورد مسأله داده شده یک نیاز حیاتی نیست، اگرچه هر چه اطلاعات کامل تر باشد پاسخ نهایی مشخص تر خواهد بود.

روش های الهام گرفته شده از طبیعت راه کار مناسبی برای حل مسائل پیچیده و پویا می باشند. در این رساله به طور خاص از نظریه استنتاج تجربی در داده کاوی الهام گرفته شده است. این نظریه بیانگر مکانیزم تفکر در انسان است و از معدود روش های برخورد نمادین با شبکه های عصبی می باشد. در این تحقیق، ابتدا دو سیستم توصیه گر جدید (‍crs و chrs)، برای بررسی کارایی این نظریه در داده کاوی، معرفی نموده ایم و در ادامه، روشهایی برای استخراج قوانین از داده های غیر پویا (الگوریتم carm و tcarm) و همچنین داده های جریانی (الگوریتم dcarm) پیشنهاد داده ایم. آزمایش ها نشان می دهند، crs و chrs، توانایی مقابله با مشکلاتی از قبیل خلوتی ماتریس رأی ها و شروع سرد را دارند و نسبت به روش پالایش گروهی مبتنی بر پیرسون کاراتر می باشند. هدف الگوریتم carm، کشف قوانین انجمنی بر اساس نظریه ی استنتاج تجربی می باشد. در نظریه موجود، دانش در شبکه ای از نرون ها ذخیره می شود، ‍carm با بهره گیری از معیار مستدل بودن، دانش را به صورت قوانین، از این شبکه استخراج می نماید. به علت استفاده از این معیار، carm تنها به یک گذر از داده نیاز داشته و همچنین امکان مقابله با مشکل اقلام کمیاب را نیز دارد. آزمایش های انجام شده بر روی داده های مصنوعی نشان می دهد، carm از نظر حافظه ی مصرفی و زمان اجرا بسیار کارا می باشد. علاوه بر این، برای بررسی کیفیت قوانین، از طبقه بندی مبتنی بر قوانین انجمنی استفاده شده است. نتایج آزمایش ها بر روی داده های واقعی نشان می دهد carm توانایی کشف قوانین برای داده های کمیاب را دارا می باشد. carm برای کنترل تعداد قوانین از دو قید استفاده می کند قید اول مربوط به بخش مقدّم قوانین است و قید دوم مربوط به تالی یا همان معیار مستدل بودن است. به منظور بررسی کارایی قید اول، در هرس کردن قوانین غیر مفید، الگوریتم tcarm را معرفی نموده ایم که تنها با استفاده از معیار مستدل بودن قوانین را تولید می کند. اثبات شده است، قوانینی که در tcarm تولید می شوند، میزان مستدل بودن بیشتری نسبت به قوانین تولید نشده دارند. بررسی قوانین تولید شده توسط این دو الگوریتم، با استفاده از معیارهای مختلف، از جمله دقت، بازخوانی، پشتیبان و مستدل بودن نشان می دهد الگوریتم carm توانسته است به خوبی قوانین اضافی را هرس نماید. و در نهایت، الگوریتم dcarm را برای داده های جریانی معرفی نموده ایم که رفتار انسان را، در برخورد با داده ها در طول زمان، تقلید می کند. در این حالت با افزودن مفهوم فراموشی توانسته ایم مدیریت درستی برای کمرنگ شدن اطلاعات قدیمی تر داشته باشیم. از جنبه نظری اثبات شده است، dcarm در محیط های ایستا، به سمت carm همگرا خواهد شد. همچنین نشان داده شده است در محیط های غیر ایستا، امکان تشخیص تغییرات را دارد. علاوه بر این، آزمایشها نشان می دهد dcarm کارا بوده و توانایی مقابله با مشکل اقلام کمیاب را نیز دارد.