محاسبات کسری به عنوان بسطی از محاسبات معمولی قدمتی طولانی دارد. رفتار بسیاری از سیستمهای فیزیکی را می توان با دینامیک کسری مدل کرد. بطور کلی توصیف سیستمها با معادلات دیفرانسیل کسری توصیف بهتر و دقیق تری را در اختیار محققان قرار می دهند و در حوزه کنترل سیستمها نیز، کنترلرهای مرتبه کسری از انعطاف- پذیری بیشتری نسبت به کنترل کننده های کلاسیک برخوردارند. بازگشت به عقب یکی از شیوه های کنترل غیر خطی می باشد که در کنترل و همزمانسازی سیستمهای غیر خطی مورد استفاده طراحان زیادی قرار گرفته است. روش بازگشت به عقب به منظور کنترل بسیاری از سیستم های آشوبی با دینامیک صحیح ارائه شده است. در این تحقیق، ابتدا به معرفی مفاهیم اولیه مربوط به محاسبات کسری و روش های عددی و تحلیلی پرکاربرد برای حل معادلات با دینامیک کسری و همچنین قضایای مهم پایداری پرداخته خواهد شد. سپیس به شبیه سازی کنترل کننده های بازگشت به عقب پیشنهاد شده تاکنون برای کنترل سیستم های با دینامیک صحیح پرداخته خواهد شد. از مزای اصلی این روش به دست آمدن تابع لیاپانوف جدید و طراحی ساده تر کنترل کننده و عدم حذف دینامیک های مفید و غیرخطی سیستم می توان نام برد. به عنوان کار جدید روش بازگشت به عقب برای کنترل و همزمانسازی سیستم های آشوبی مرتبه کسری پیشنهاد گردید. طراحی در چند بخش به صورت زیر انجام شده است. 1. طراحی کنترل کننده بازگشت به عقب برای سیستم های آشوبی کسری به فرم غیر همبسته 2. طراحی کنترل کننده بازگشت به عقب برای سیستم های آشوبی کسری به فرم همبسته 3. طراحی کنترل کننده بازگشت به عقب برای سیستم های فوق آشوبی 4. طراحی کنترل کننده بازگشت به عقب برای سیستم های به فرم غیرهمبسته با تکنیک خطی سازی فیدبک 5. طراحی کنترل کننده بازگشت به عقب مقاوم سپس این کنترل کننده بر روی سیستم های آشوبی کسری چن، لو، جنسیو-تسی و همچنین سیستم های فوق آشوبی راسلر، سیستم فیدبک اکید- عرضی پیاده سازی شده و نتایج با روش های کنترل مدلغزشی و روش کنترل مدلغزشی فعال مقایسه شده است. نتایج گویای عملکرد مطلوب روش بازگشت به عقب می باشد.

هدف از انجام این پایان نامه مدل سازی و طراحی سیستم کنترل بهینه ربات زیرآبی خودکار می باشد. به همین علت در ابتدا به استخراج معادلات حرکت ربات زیرآبی خودکار پرداخته می شود. نیرو و گشتاورهای اعمال شده بر ربات مورد ارزیابی قرار می گیرد و ضرایب بکار رفته در معادلات حرکت با استفاده از یک سری روابط تئوری و تجربی بدست آورده می شود. سپس به مسئله طراحی سیستم کنترل بهینه پرداخته می شود. از آنجایی که نیروی پیشرانش این ربات مقداری ثابت است، برای اینکه انرژی مصرفی در آن بهینه گردد باید ماموریت وسیله در حداقل زمان ممکن انجام شود. همچنین بنا بر محرک انتخاب شده برای این ربات که از نوع بنگ-بنگ است، مسئله کنترل بنگ-بنگ زمان بهینه در آن اهمیت می یابد. بدست آوردن فرم حلقه بسته از ورودی کنترل زمان بهینه، با توجه به مرتبه بالا، پیچیدگی و غیرخطی بودن معادلات فضای حالتِ حرکتِ این ربات؛ بسیار مشکل می باشد. در این پایان نامه از الگوریتم ipso-sqp جهت بدست آوردن ورودی کنترل بنگ-بنگ زمان بهینه استفاده می شود. برای نشان دادن کارایی این الگوریتم در کنترل بنگ-بنگ زمان بهینه، ابتدا از آن در کنترل حداقل زمان معادلات وندرپل، سیستم رایلی و مدل فضای حالت هواپیمای f8 با ورودی کنترل بنگ-بنگ استفاده می شود و نتایج مورد ارزیابی قرار می گیرد. سپس از آن در کنترل بنگ-بنگ زمان بهینه ربات زیرآبی خودکار استفاده می شود. همچنین نشان داده می شود که اگر محرک طوری انتخاب شود که ورودی کنترل بنگ-بنگ نباشد ولی کران دار باشد، پاسخ کنترل زمان بهینه آن، همان است که با فرض ورودی کنترل بنگ-بنگ بدست آمده است و این پاسخ منحصر به فرد نیز هست. این کار نیز با استفاده از الگوریتم ipso-sqp انجام می گیرد. پس از حل مسئله کنترل زمان بهینه و بدست آوردن مسیرهای بهینه، برای ردیابی این مسیرها کنترل کننده pid طراحی می شود. این مرحله از کار برنامه ریزی زاویه پیچ نام دارد. ضرایب کنترل-کننده pid با استفاده از روش ipso-sqp طوری طراحی می شود که خطای ردیابیِ مسیرِ بهینه، حداقل گردد.

با توجه به نیاز به منابع تجدید پذیر انرژی در جهان امروز استفاده از پیل های سوختی اهمیت فراوانی دارد. سیستم پیچیده ای مانند پیل سوختی متناسباً احتیاج به کنترل کننده مناسبی دارد. وجود معادلات غیر خطی و قید های عملیاتی و همچنین تعداد متغییر های زیاد لازم می دارد که در انتخاب روش کنترلی دقت کافی وجود داشته باشد. در این پایان نامه از روش کنترل پیش بین جهت کنترل پیل سوختی نوع pem استفاده شده است. با ارائه توضیحات در زمینه ساختار پیل, مدل, و معادلات حاکم بر سیستم پیل سوختی به بررسی روش کنترل پیش بین به صورت کلی می پردازد. سپس با استفاده از مدل مبتنی بر داده های عملی پیل سوختی و استفاده از روش کنترلی lv-mpc نتایج شبیه سازی نمایش داده شده است. روش اخیر با توجه به تعداد زیاد متغییرهای موجود در سیستم پیل سوختی با کاهش تعداد این متغییر ها موجب سادگی محاسبات در عین حفظ کیفیت کنترل کنندگی می شود.

امروزه استفاده از موتور های dc در صنعت، به شکل وسیعی رایج شده است. موتور های dc متداول، ویژگی های جالبی نظیر کارآیی بالا و مشخصه گشتاور – سرعت خطی دارند و همچنین به سادگی قابل کنترل هستند. ولی با این حال، عیب اساسی موتور های dc نیاز آنها به تعمیرات دوره ای است. جاروبک های کموتاتور مکانیکی پس از مدتی فرسوده شده و نیاز به جایگزینی دارند. کموتاتور های مکانیکی اثرات نامطلوب دیگری نیز دارند مانند جرقه زدن، نویز صوتی و جدا شدن ذرات کربن از جاروبک ها. موتور های dc بدون جاروبک در بسیاری از موارد می توانند جایگزین موتور های dc شوند. موتور های dc بدون جاروبک (bldc) برخلاف نامشان در واقع یک نوع موتور سنکرون با آهنربای دائم هستند. این نوع موتور ها با ولتاژ dc راه اندازی می شوند اما کموتاسیون جریان در آنها با سوئیچ های نیمه هادی انجام می شود. موتور های bldc که اخیرا به طور چشمگیری در صنعت و همچنین در روبات ها، ماهواره ها و کاربرد های نظامی استفاده می شود، دارای مزیت های زیادی نسبت به موتور های dc متداول هستند که بعضی از آنها عبارتند از پاسخ دینامیکی سریع، کارایی بالا(بازده بالا)، عمر عملکرد بالا، مشخصه گشتاور- سرعت بهتر، رنج سرعت بالاتر، نسبت گشتاور- وزن بالاتر، عملکرد بدون نویز. برای کنترل دقیق سرعت موتور bldc در سرعت زیاد و با کارآیی بسیار خوب، به مدل دقیق موتور نیازمندیم. در نتیجه طراحی کنترل کننده نقش مهمی در کارایی سیستم کنترل سرعت موتور bldc دارد.کنترل کننده های کلاسیک، علی الخصوص pi کاربرد وسیعی در کنترل سرعت موتور های bldc دارا هستند، اما این کنترل کننده ها با توجه به مشخصات غیر خطی موتور و یا عملکرد در شرایط حضور اختلال و تغییر بار، عملکرد مناسبی از خود نشان نمی دهند. این نوع کنترل کننده ها در سرعت های زیاد، دارای پاسخ دینامیکی کندی هستندو به دلیل وابستگی به پارامتر های مدل، نیازمند تغییر و تنظیم مجدد پارامتر های کنترلی می باشند. همچنین امروزه صنعت به دقت، کار آمدی و اجرای انعطاف پذیر طرح ها نیازمند است، و همواره نیاز به توسعه تکنولوژی های نو برای مدلسازی پروسه ها، بهینه سازی ها و کنترل پروسه های صنعتی با کارآمدی بالا به عنوان یک چالش مطرح هست. راه حل های کنترلی مدرن متنوعی برای رسیدن به این اهداف پیشنهاد شده است که یکی از آنها روش کنترل مدل پیش بین است. روش کنترل مدل پیش بین، استراتژی کنترلی برای رفتار آینده سیستم است که راه حل های مطلوب را با توجه به یک تابع هزینه مشخص برای تنظیم سیستم های خطی و غیر خطی دارای محدودیت، ارائه می دهد. از طرفی در مکانیزم تولید گشتاور و برای داشتن گشتاور ثابت در موتور، تحریک فازها و ایجاد جریان در آنها می باید سنکرون با وضعیت روتور انجام شود. لذا دانستن اطلاعات وضعیت زاویه ای روتور، یک امر اساسی برای کنترل درایو موتور bldc است. برای موتورهای bldc نوع ذوزنقه ای ، عموماً از سنسورهای اثر هال برای تعیین وضعیت زاویه ای روتور استفاده می شود. برای درایوهای با عملکرد بالا، از اینکودرهای نوری و یا resolver ها استفاده می شود که دقت بالایی دارند. با این وجود، استفاده از سنسورهای وضعیت مکانیکی در کاربردهای عملی با مشکلاتی همراه است. استفاده از سنسورهای الکترومکانیکی نه تنها هزینه و پیچیدگی سخت افزاری درایو را افزایش می دهد بلکه باعث کاهش استحکام و قابلیت اطمینان آن نیز می شود. از طرف دیگر، برای استفاده از قابلیتهای سرعت بالای موتور، در طراحی موتور سعی بر آن است که طول محور روتور کوتاه باشد، در نتیجه تعبیه سنسور سرعت بر روی شافت موتور مشکل بوده و لذا وجود اینکودر بر روی شافت موتور باعث ایجاد محدودیت در سرعتهای بالا می شود. در کاربردهای تراکشن و خودروهای برقی، جانمایی سنسور سرعت نیز چندان راحت نیست. شرایط کاری کثیف، حرارت و وجود ارتعاشات مکانیکی زیاد با توجه به حساسیت سنسورهای وضعیت، سبب بروز مسائل عدیده می شوند. همچنین کابلهای ارتباطی سنسورها با سیستم کنترل درایو، علاوه بر داشتن مسائل جانمایی و هزینه های مربوطه، به راحتی تحت تأثیر میدانهای الکترومغناطیسی قرار گرفته و مشکلات ثانویه ای ایجاد می کنند. بنابراین توصیه نمی شود که از سنسورهای وضعیت مکانیکی در کاربردهایی که از نظر فضا، محدود و غیرقابل دسترس بوده، و یا قیمت تمام شده مهم بوده و یا اینکه قابلیت بالای اطمینان سیستم مورد نظر است، استفاده شود. مشکلات فوق سبب گردیده است تا محققین رو به روشهای تخمین وضعیت روتور بیاورند و تحقیقات متعددی نیز انجام گرفته است. ذکر این نکته هم ضروری است که در کاربرد خودرو، علاوه بر مشکلات فوق، استفاده توامان از سنسورهای وضعیت و روشهای کنترل بدون سنسور باعث افزایش قابلیت اطمینان درایو خودرو می شود. روشهای مختلفی برای تخمین وضعیت روتور در درایو موتور bldc ارائه شده اند که در این پایان نامه از سیستم های هوشمند کنترلی بهره می بریم. از آنجا که رویکرد جدید مهندسی کنترل در دنیا به سمت سیستم های هوشمند است، بهره گیری از مفاهیم و ابزارهای فازی در این روش، با توجه به تفسیر تقریبی مشاهدات و تعیین فرامین تقریبی، بستر مناسبی را برای کنترل هوشمند سرعت موتور bldc در شرایط بار متغیر و حضور اختلال بوجود می آورد.

در این پایان نامه یک ترکیب جدید از شبکه عصبی پایه شعاعی گوسی به عنوان جبران ساز رو به جلو به همراه استراتژی کنترل انتگرال مقاوم از علامت خطا (rise) ارائه شده است. کنترل کننده پیشنهادی به منظور ردیابی مسیر حالت متغیر با زمان برای سیستم های غیرخطی در حضور نامعینی پارامتری و اغتشاشات خارجی استفاده می شود. از آنجایی که کنترل کننده بر مبنای شبکه عصبی، عموما دارای نتایج پایداری کراندار نهایی یکنواخت (بواسطه خطای ساختار مجدد تابعی شبکه عصبی) می باشند، به منظور حذف خطای شبکه عصبی و اغتشاشات خارجی، ترم rise به ساختار کنترل کننده اضافه شده است. کنترل کننده ارائه شده از شبکه عصبی پایه شعاعی -که دارای ساختار ساده، توانایی تقریب مناسب، طراحی آسان و الگوریتم تنظیم وزن روی - خط سریع در مقایسه با شبکه عصبی چندلایه می باشد، بهره گرفته است. همزمان الگوریتم تصویرگر برای کراندار ماندن اوزان شبکه استفاده شده است. آنالیز پایداری لیاپانوف به منظور استخراج قانون کنترل در سیستم حلقه بسته و تامین عملکرد ردیابی مجانبی بکار می رود. عملکرد کنترل کننده پیشنهادی بر روی بازوهای مکانیکی ربات در مقایسه با چندین روش کنترل مرسوم و همچنین مقایسه با ترکیب کنترل کننده rise با شبکه عصبی چندلایه، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج تحقیق بیان گر برتری روش ارائه شده در مقایسه با کنترل کننده های مرسوم می باشد.

استفاده از شبکه های کامپیوتری در چندین سال اخیر رشد فراوانی کرده وسازمانها وموسسات اقدام به برپایی شبکه نموده اند . هر شبکه کامپیوتری باید با توجه به شرایط وسیاست های هر سازمان ، طراحی وپیاده سازی گردد. در واقع شبکه های کامپیوتری زیر ساخت های لازم را برای به اشتراک گذاشتن منابع در سازمان فراهم می آورند؛در صورتیکه این زیر ساختها به درستی طراحی نشوند، در زمان استفاده از شبکه مشکلات متفاوتی پیش آمده و باید هزینه های زیادی به منظور نگه داری شبکه وتطبیق آن با خواسته های مورد نظر صرف شود . در زمان طراحی یک شبکه سوالات متعددی مطرح می شود: 1) برای طراحی یک شبکه باید از کجا شروع کرد؟ 2) چه پارامترهایی را باید در نظر گرفت ؟ 3) هدف از برپاسازی شبکه چیست ؟ 4) انتظار کاربران از شبکه چیست ؟ 5) آیا شبکه موجود ارتقاء می باید ویا یک شبکه از ابتدا طراحی می شود؟ 6) چه سرویس ها و خدماتی برروی شبکه ارائه خواهد شد؟ 7) پروتکلهای شبکه چگونه طراحی شود؟ 8) ترافیک شبکه چگونه کنترل شود؟ بطور کلی قبل از طراحی فیزیکی یک شبکه کامپیوتری ، ابتدا باید خواسته ها شناسایی وتحلیل شوند، ما در این پایان نامه قصد داریم بر روی مسائلی چون پروتکل مورد نظر برای استفاده از شبکه ، سرعت شبکه واز همه مهمتر مسائله ترافیک شبکه کار کرده و به نحوی با استفاده از سیستمهای هوشمند ترافیک شبکه را کنترل نموده و مانع از بین رفتن پکت ها شده و در نهایت بر سرعت شبکه بیفزاییم، در فصول مختلف این پایان نامه سعی شده است پس از ارائه تعاریف اولیه ، پیرامون پروتکل هاتوضیحاتی ارائه و با استفاده ازکنترل هوشمند ترتیبی جهت کاهش طول صف ناشی از تراکم اطلاعات در شبکه ارائه شود که روشهای موجود را ارتقاء بخشیده و با سرعت عمل بیشتری از افزایش تراکم اطلاعات بکاهد. درباره طول صف روتر و تاخیر لینک تلاشهای بسیاری صورت گرفته است پایین بودن تاخیر یک مسیر به معنای وجود پهنای باند کافی در آن مسیر نمی باشد. لذا مشخص و بارز خواهد بود که تاخیر برای بیان وضعیت شبکه کافی نیست. پروتکل های فعلی مسیریابی در اینترنت از قبیل bgp,rip,ospf پروتکل های مسیر یابی بهترین تلاش نام دارند که فقط کوتاه ترین مسیر به مقصد را مشخص می کنند. به عبارت دیگر از الگوریتم های بهینه سازی تک منظوره بهره می گیرندکه در این الگوریتم ها تنها یک پارامتر(یا پهنای باند یا تعداد پرش و یا هزینه) لحاظ می گردد. لذا تمام ترافیک ها به کوتاهترین مسیر، مسیر یابی می شوند. حتی اگر مسیر های دیگری نیز وجود داشته باشند، مادامی که کوتاهترین مسیر نباشند مورد استفاده قرار نخواهند گرفت متخصصان شبکه همزمان با تغییرات در پروتکل ها در حال برسی روشهای دیگر مجزا از آن جهت کنترل تراکم صف داده می باشند که از جمله آن می توان به روشهای مختلف مدیریت فعال صف aqm))اشاره کرد در این پروژه ما علاوه بر اشاره به کنترل تراکم صف انتقال داده از سوی روتر هاو همچنین بعضی از روشهای مدیریت فعل صف ، روش lq سرور را معرفی و نتایج شبیه سازی این روش را با روش تلفیقی ارائه شده مقایسه خواهیم نمود . در روش lq سرور زمان traking طی مقالات بررسی شده حدود 8 ثانیه می باشد این زمان در شبکه های بزرگ زیاد بوده و در همین زمان نیز packet data های زیادی به صف ورودی روتر اضافه خواهند شد طی بررسی های تجربی این مشکل به ضرایب روش lq سرور تخصیص داده شد ما در این پایان نامه با استفاده روش الگوریتم هوشمند استعماری بهترین ضرایب را برای روش lq سرور انتخاب نموده و نتایج آن را با روش lq سرور معمولی مقایسه خواهیم نمود.

این پایان نامه همسان سازی پایدار دو سیستم آشوبی نیوتن- لیپنیک کوپل شده ی انتشاری را بر اساس تئوری پایداری لیاپانوف بررسی می کند. به طوری که با استفاده از این تئوری، شرایط مناسبی از پایدارشدن همسان سازی ارائه داده می شود؛ و توسط آن سیستم های متغیر با زمان به طور کلی در دو حالت، به صورت مجانبی پایدار می شوند. • حالتی که پارامترهای سیستم ثابت باشند. • حالتی که ضرایب سیستم، متغیر بازمان در نظر گرفته شوند. این روش در مقایسه با دیگر روش های ارائه شده برای همسان سازی پایدار؛ به دلیل این که محدوده وسیعی از رنج ضرایب کوپلینگ را در بر می گیرد، کاربردی تر می باشد. باتوجه به این که اکثر سیستم های طبیعی از نوع متغیربازمان می باشند؛ لذا این پایان نامه مشکل پایدار ساختن همسان سازی سیستم های متغیر با زمان به فرم را از طریق طراحی کنترل کننده هایی که از روش دوم لیاپانوف نشات می گیرند، مرتفع می کند. شبیه سازی های عددی صحت و کارایی روش ارائه شده را تایید می کنند

چکیده ندارد.

پیچیدگی فرآیند کنترل سیستم های قدرت با توسعه و گسترش روزافزون آن دائماً در حال افزایش است و بدین جهت همواره نیازمند طراحی جبرانسازهای پیشرفته تری است. در این پایان نامه با هدف شناسایی قابلیت های جدیدترین جبرانساز سیستم قدرت به نام کنترل کننده دینامیک توان (dfc)، به مطالعه و بررسی اثر آن در بهبود پایداری سیگنال کوچک در سیستم های قدرت پرداخته شده است. dfc از اعضای خانواده سیستم های انتقال جریان متناوب انعطاف پذیر (facts) محسوب می شود و به واسطه دارا بودن اجزای سوئیچ شونده، جبران کننده ای گسسته است. بر این اساس در این پروژه دو روش کنترل مد لغزشی و صفحه فاز بهینه زمان به منظور سوئیچ زنی اجزای dfc در کلی ترین حالت تعـداد سوئیچ های آن مورد استفاده قرار گرفته است و در مقایسه عملکرد آنها بر روی سیستم های نمونه معتبر، معایب و مزایای هر یک از آنها بیان شده است. در این راستا راهکارهایی نیز در جهت حذف پدیده چترینگ در سوئیچ زنی مد لغزشی ارائه گردیده و طراحی کنترل برای سوئیچ های واقعی همراه با تأخیر سوئیچ زنی نیز انجام شده است. بدین ترتیب نشان داده شده است که dfc علاوه بر توانمندی پخش بار سریع، قابلیت میراسازی نوسانات فرکانس پایین (lfo) را نیز دارا می باشد. در کنار کار اصلی این پروژه، با بسط دادن موضوع از مطالعه دینامیکی به مطالعه استاتیکی، مسئله سوئیچ زنی حالت ماندگار dfc مورد بحث قرار گرفته است؛ در این زمینه با ارائه منطقی جدید و بهبود یافته برای سوئیچ زنی حالت ماندگار، کنترل کننده ی فازی بر اساس آن ارائه شده است. در انتها با بیان راهکارهایی در زمینه ترکیب کنترل کننده های طراحی شده حالت گذرا و ماندگار، فرآیند طراحی به اتمام می رسد. شبیه سازی های ارائه شده در این پروژه توسط نرم افزار matlab انجام شده است.