در این رساله به طراحی کنترل کننده تحمل پذیر خطابرای ماهواره پرداخته شده است که کمترین وابستگی را به دقت اطلاعات در دسترس از آسیب داشته و در عین حال، دارای عملکرد مناسبی باشد. به همین منظور، استفاده از روش-های کنترل تحمل پذیر خطا به روش غیرفعال در دستور کار قرار گرفته و به منظور بهبود عملکرد این دسته از کنترل کننده ها بخصوص در حالت گذرا، پیشنهادهایی ارائه گردیده است. آسیب مورد مطالعه در این رساله، آسیب ضرب شونده در عملگر انتخاب شده است. در ابتدا با استفاده از روش کنترل ساختار متغیر، کنترل کننده ردیاب تحمل پذیر خطا جهت مواجهه با آسیب ضرب شونده در عملگر طراحی شده است. پایداری نمایی این روش، به کمک روش مستقیم لیاپونوف و توسط یک پارامتر تطبیقی تضمین شده است بدلیل عملکرد نامطلوب روش فوق در زمان صفر شدن پارامتر تطبیق، کنترل کننده دیگری با استفاده از روش کنترل ساختار متغیر پیشنهاد گردیده است. در روش دوم، پایداری سیستم حلقه بسته از دیدگاه کرانداری غایی یکنواخت اثبات شده است. در روش سوم و به منظور بهبود کیفیت پاسخ گذرا، با تغییراتی در روش دوم و با افزودن یک پارامتر، کنترل کننده دیگری معرفی گردیده و پایداری سیستم حلقه بسته مجددا از دیدگاه کرانداری یکنواخت اثبات شده است. طراحی کنترل-کننده ای که علاوه بر جبران اثرات منفی آسیب، به کنترل حالت گذرا نیز توجه داشته باشد جزء نوآوری های این رساله بوده است. در روش چهارم، با تغییراتی در روش سوم، پارامتر کنترل کننده حالت گذرا محدود به بازه [1و0] شده تا از اثرات جانبی منفی این پارامتر، جلوگیری شود. در طراحی کنترل کننده های فوق، محدودیت دامنه ورودی، مستقیما در کنترل کننده درنظر گرفته شده است که این ویژگی مشکلات موجود در استفاده از عملگر اشباع را در سایر روش ها، به خوبی مرتفع می سازد. روش آخر این رساله به روش کنترلی می پردازد که برخلاف سایر روش های تطبیقی، از اصل اطمینان از هم ارزی استفاده نمی کند. به همین دلیل امکان تغییر در روند تطبیق پارامتر در اختیار طراح قرار گرفته است. کنترل کننده پیشنهادی دارای این مزیت بوده که بدون اطلاع دقیق از آسیب موجود در سیستم و ماتریس ممان اینرسی، همزمان هم به کنترل حالت گذرا و هم مقابله با اثرات منفی آسیب می پردازد. آنچه باعث تمایز روش های پیشنهادی این رساله از روش های موجود گردیده است، عدم نیاز روش های پیشنهادی به اطلاع دقیق از شدت آسیب و امکان ردیابی مسیر در حضور اغتشاش خارجی است. نتایج شبیه سازی نشان از عملکرد مطلوب روش های پیشنهادی در ردیابی مسیری با تغییرات سریع با وجود اغتشاش خارجی، محدودیت دامنه ورودی و آسیب ضرب شونده موجود در عملگر دارد.

همراه با رشد و پیشرفت¬های صنعتی در جوامع، تولید انرژی اهمیت بیشتری یافته است. روش¬های مختلفی جهت تولید الکتریسیته از منابع تجدیدپذیر وجود دارند که به محیط زیست نیز آسیب نمی¬رسانند. یکی از این روش¬ها استفاده از توربین بادی است. در حال حاضر استفاده از انرژی بادی به سرعت درحال رشد است، بخصوص در کشورمان که در بسیاری از مناطق به طور بالقوه امکان استفاده از این انرژی وجود دارد. در تحقیقات مختلف نشان داده شده که میزان انرژی دریافتی از یک سیستم بادی و کیفیت آن، علاوه بر مشخصات اقلیمی منطقه به استراتژی کنترل نیز مربوط می¬شود. در این پایان¬نامه ضمن معرفی رویکردهای مختلف کنترلی به-ویژه کنترل زاویه گام، به منظور کاهش فراجهش در سیگنال سرعت چرخش روتور و حفظ پایداری سیستم، اقدام به یک طراحی جدید جهت کنترل زاویه گام بر اساس سیگنال سرعت چرخش روتور و تغییرات آن و همچنین یک جدول تنظیم ضرایب شده است. سپس پایداری و عملکرد این روش، در مواجهه با پروفایل¬های مختلف باد، از طریق شبیه¬سازی بررسی گشته است.

هم زمان با ظهور دستگاه ها و وسایل جدید و به روز الکترونیکی، نیاز روزافزون به انرژی الکتریکی برای تأمین این نیازها هرروز بیش از روز قبل احساس می شود؛ اما ازآنجاکه رشد توان تولیدی واحدهای نیروگاهی و تولیدکننده با سرعت رشد نیازها برابر نبوده و در ضمن تولید الکتریسیته‏ی بیشتر نقش نامیمونی در گرمایش زمین دارد، نیاز به طراحی ساخت جدیدی از شبکه قدرت که در آن ساختار مصرفی، انرژی مشترکین بهینه شده باشد؛ به شکلی مبرهن احساس شد. در این ساختار مشترکین می بایستی خود به گونه ای نیازهای خود را مدیریت می کردند که درعین حال تأمین تمامی نیازهای خود از شبکه میزان فشار به شبکه در ساعات اوج مصرف کاهش یابد. در این راستا ساختارهای قیمت گذاری متعدد و متنوعی در سایه امکانات بدیع شبکه های هوشمند معرفی شدند تا نیل به این مهم را مقدور سازند، اما یک نقطه مشترک تمامی این ساختارهای نو، کاهش سطح رفاه مشترکین در ساختار جدید در مقایسه‏ی با روش سنتی بود چراکه در تمامی این روش ها مشتری مجبور بود تا نیازها و الگوی مصرف خود را بازتعریف نماید. در جهت جبران این مشکل، ما ساختاری ارائه می دهیم که در آن علاوه بر حفظ امکان کاهش مصرف در ساعات اوج مصرف، کاهش رضایت مشترکین از طریق کاهش هزینه پرداختی مشترک جبران گردد. در ساختار قیمتی پیشنهادی ما از 3 ساختِ قیمت گذاری چندسطحی، هم زمان و ibr استفاده بردیم و با تعریف یک معیار برای سطح رفاه مشترک و بهینه نمودن به الگویی برای حفظ هم زمان رضایت مشترک و کاهش پیک دست یافتیم. در این ساختار قیمت ها هر ساعت برمبنای هزینه تولید واحد و ساعت مصرف و همچنین نرخ مصرف هر مشترک به روز می شوند و این قیمت ها در لحظه و یا در بازه های چندساعتی به دست مشترک می رسند. با اعمال بهینه سازی میزان رفاه مشترکین، با 20% مصرف کمتر در ساعات اوج مصرف به میزان 31% افزایش یافت که این نرخ در مورد 15% درصد کاهش پیک در ساعات پرمصرف و گران قیمت، 13% بود. با بازتعریف تابع رفاه علاوه بر کاهش نرخ پیک بار میزان رفاه مشترک افزایش می یابد.

مسئله تنظیم قند خون در بیماران دیابتی، یکی از مسائل کنترلی بسیار مهم در حوزه ی سیستم های پزشکی می باشد. در غیاب سنسورهای گلوکز قابل اطمینان، استراتژی کنترلی نمی تواند از استراتژی های حلقه باز فراتر رود. در سال های اخیر، با پیشرفت cgm های زیرجلدی ، راهی برای استراتژی های کنترلی حلقه بسته به صورت خودکار گشوده شده است. در حقیقت، مجموعه یک دستگاه cgm، یک الگوریتم کنترلی و پمپ انسولین زیر جلدی که باهم پانکراس مصنوعی نامیده می شود، پتانسیل تنظیم غلظت گلوکز خون بیماران دیابتی را مانند پانکراس افراد سالم داراست. با وجود تحقیقات آموزشی متعدد، اجزای پانکراس مصنوعی هنوز در ساختار حلقه باز استفاده می شوند. بنابراین یک سیستم حلقه بسته هنوز به صورت تجاری وارد بازار نشده است و کنترل قند خون در بیماران دیابت نوع یک هنوز یک مسئله چالش برانگیز در مهندسی پزشکی است. در این پایان نامه، با مدلسازی معکوس سیستم، الگوریتم کنترل تطبیقی برای تنظیم قند خون بیماران دیابت نوع یک ارائه شده است. بااستفاده از سیمولاتور gim ، داده بیمار دیابتی در طول شبانه روز شبیه سازی شده است و سپس به مدلسازی رفتار فیزیولوژیکی سیستم پرداخته شده است. نظر به ماهیت تاخیری سیستم، در گام بعد، ساختار کنترلی جدیدی برای سیستم های تاخیر دار پیشنهاد شد که تلفیقی از کنترل مدل مرجع تطبیقی و پیش بین اسمیت اصلاح یافته می باشد. علاوه بر آن عملکرد کنترل حلقه باز و کنترلر تناسبی- مشتقی- انتگرالی در ساختار پیش بین اسمیت بررسی شده است. با توجه به تنوع پذیری گسترده متابولیسم بیماران مختلف در دنیای واقعی، جمعیتی از 30بیمار به صورت مجازی و با ایجاد تغییرات تصادفی پارامتری و نوسان سینوسی در پارامترهای مدل گلوکز-انسولین دالامن ایجاد شد تا تغییر پذیری بین فردی سیستم تنظیم گلوکز پیاده سازی شود. عملکرد الگوریتم طراحی شده بر اساس شاخص کمی و کیفی ارزیابی شد. نتایج حاکی از عملکرد مناسب کنترلر پیشنهادی در شرایط ناشتا، دفع اغتشاش غذا و رباستنس در برابر تغییر پذیری بین بیماران است.

جوش با قوس الکتریکی تحت گاز محافظ (gmaw) به¬دلیل دقت بالا و امکان جوش طیف گسترده¬ای از آلیاژها از اهمیت ویژه¬ای در صنعت جوش برخوردار است. از سال¬های پیش تاکنون مطالعات وسیعی در راستای بهبود و توسعه مدل دینامیکی این فرآیند، آنالیز رفتار و کنترل آن انجام گرفته است. در اکثر مطالعات صورت گرفته قبلی استفاده از کنترل¬کننده¬های طراحی شده بر اساس یک ناحیه کار، باعث شده است که فقط در یک محدوده کاری کوچک قادر به تنظیم متغیرهای این فرآیند باشیم. در این تحقیق با مطالعات انجام شده بر روی فرآیند gmaw، تشخیص داده شد که به¬منظور توسعه گستره کنترل متغیرهای فرآیند جوش، از رهیافت کنترل تطبیقی مدل چندگانه استفاده شود. بدین صورت که ابتدا با توجه به نواحی کاری فرآیند شامل اتصال کوتاه، قطره¬ای، مرزی و اسپری؛ چهار ماتریس تبدیل متناظر با هر یک از نواحی مذکور تقریب زده شد و با کمک آن¬ها، چهار ماتریس دکوپله¬ساز منطبق با هر ماتریس تبدیل تقریب¬زده¬شده، به¬منظور حذف اثر تداخل بین کانال¬های ورودی غیرمتناظر طراحی شده¬ است. سپس با استفاده از رهیافت کنترل تطبیقی مدل چندگانه (mmac)، به تنظیم متغیرهای مذکور پرداخته شده است. نتایج حاصل از شبیه¬سازی¬ها نیز موید موفقیت استفاده از رهیافت پیشنهادی به¬منظور کنترل خروجی¬های فرآیند در یک محدوده کاری وسیع، می¬باشد.

یکی از عوامل اصلی ایجاد آریتمی¬های قلبی، نقص در سیستم ضربان¬ساز قلب است، که نقص عمده آن مربوط به از بین رفتن هماهنگی بین ضربان¬سازهای قلب می¬باشد. هدف اصلی این تحقیق، ارائه رهیافتی جهت سنکرون¬سازی ضربان¬ساز پیرو قلب(گره دهلیزی بطنی) با ضربان¬ساز اصلی(گره سینوسی) با توجه به مدل وندرپل می¬باشد. از آنجا که دینامیک حاکم بر سیستم قلب غیرخطی است، اغلب از روش¬های کنترل غیرخطی جهت هماهنگی ضربان¬سازهای قلب و جلوگیری از آریتمی استفاده می¬شود. روش وارون دینامیک یک روش غیرخطی بر پایه خطی¬سازی فیدبکی است که عملکرد صحیح آن، به شدت وابسته به دانش و اطلاعات سیستم تحت بررسی می¬باشد و از حیث قطعیت و مقاومت در برابر اعمال اغتشاش، قابل اعتماد نیست. آموزش بر خط و توانایی تقریب مناسب توسط شبکه عصبی، این ساختار را به گزینه¬ای مناسب برای طراحی کنترل¬ کننده¬های تطبیقی غیر¬خطی تبدیل کرده است. در این رساله به منظور سنکرون¬سازی ضربان¬سازهای قلب، ابتدا یک کنترل وارون دینامیک، دینامیک سیستم قلب را به صورت خطی تقریب می¬زند و از آنجا که دقت کنترلر وارون دینامیک به طور واضح به بهره¬ی حلقه¬ کنترلی وابسته است، جهت تنظیم بهره از الگوریتم بهینه¬یابی ژنتیک استفاده می¬شود. سپس به کنترل-کننده مذکور یک شبکه عصبی سه لایه مبتنی بر کنترل تطبیقی اضافه می¬گردد. شبکه عصبی وظیفه بهبود خطی¬سازی، حذف خطای تقریب و مقاوم کردن سیستم را به عهده دارد. همچنین جهت ارزیابی، مقایسه¬ای بین روش پیشنهادی نسبت به سایر روش¬های موجود صورت گرفته است.

چکیده: یکی از مهمترین اجزای یک سیستم خورشیدی متصل به شبکه، اینورترهای خورشیدی هستند که وظیفه تبدیل توان dc تولید شده به وسیله پنل های خورشیدی به توان ac سنکرون با شبکه را به عهده دارند. انتخاب یک ساختار از بین تمامی ساختارهای معرفی شده در مقالات، به پارامترهای متعددی از جمله توان سیستم و بازده سیستم وابسته است. در توان¬های نامی در بازه 200 تا 300 وات یکی از بهترین گزینه ها، ساختارinterleaved flyback است که اخیرا در تعدادی از مقالات مورد بررسی قرار گرفته است. در این پایان نامه با استفاده از روشی تطبیقی- فازی که بر پایه مدل فیزیکی سیستم استوار است، و به کارگیری آن در حلقه کنترل جریان، بهبود قابل ملاحظه ای در پارامترهای کیفی جریان تزریق شده به شبکه ایجاد شده است. روشی که برای طراحی کنترلگر و نیز اثبات پایداری سیستم حلقه بسته عنوان می¬گردد مبتنی بر نامساوی های ماتریسی خطی خواهد بود. علاوه بر اثبات پایداری سیستم حلقه بسته با روشهای مبتنی بر نامساوی های ماتریسی خطی، اثبات دیگری نیز که بر مفاهیم کنترل رباست استوار است، ارائه می¬گردد. جنبه نوآوری این پایان نامه بیشتر به نحوه به کارگیری روش های کنترل فازی مبتنی بر مدل فیزیکی سیستم جهت استفاده در میکرواینورترهای خورشیدی و نیز روشهای ارائه شده برای اثبات پایداری این سیستم مربوط می¬شود. در انتها نیز روش کنترلی ارائه شده نسبت به دیگر روشها مقایسه می¬شود و کارایی آن در شرایط کاری مختلف مورد ارزیابی قرار می¬گیرد. کلمات کلیدی: میکرواینورتر، interleaved flyback، کنترل رباست، نامساوی خطی ماتریسی،lmi، کنترل فازی

سیستم اتوماتیک جوش قوس با پوشش گاز محافظ یکی از سیستم های پیچیده و پرکاربرد در صنعت است. مدل دینامیکی این فرایند از دهه های پیش جهت تحلیل و کنترل مورد مطالعه محققین قرار داشته است. در این رساله مدل دینامیکی این فرایند اصلاح می شود. معادله قوس، مقاومت الکتریکی قطره مذاب، میزان جدایش در پل اتصال کوتاه و مدل منبع تغذیه باز نگری شده اند. با اصلاحات انجام شده مدل به دست آمده با دقت بهتری رفتار فرایند را شبیه سازی می کند، و امکان تحلیل و پیش بینی بهتری از رفتار فرایند فراهم آمده است. در قدم بعدی بر مبنای مدل اصلاح شده و داده های تجربی، مدل ماتریس تبدیل خطی چهارورودی-چهار خروجی معرفی می شود. این مدل محلی بوده و جهت کنترل دقیق تر و موثرتر سیستم به کار می رود. این مدل تمام ورودی و خروجی های موثر در سیستم های اتوماتیک فعلی را در بر دارد و می تواند به صورت محلی در هر ناحیه دل خواهی از نقطه کار به دست بیاید. بنابراین مدل ماتریس تبدیل محلی در روش های کنترل تطبیقی چند مدله نیز قابل استفاده است. در گام بعدی روش کنترل فرکانس ریزش قطرات بر مبنای مدل محلی تعریف شده ارایه می شود. این روش قادر به کنترل و دنبال روی فرکانس جدایش به عنوان یک معیار کیفی مهم است. این روش بر مبنای تخمین فرکانس با استفاده از تبدیل زمان محدود فوریه بنا شده است. در این روش ضمن کنترل فرکانس جدایش بقیه معیارهای کیفی فرایند تثبیت می شوند. البته این روش تخمین نسبت به خطاها و اغتشاشات فرایند حساس است. در گام بعد استراتژی کنترل بر مبنای پیش بینی کننده اسمیث ارایه می شود. در این استراتژی داده های بلوک تخمین فرکانس با بلوک پیش بینی کننده فرکانس تلفیق شده و خطای تخمین فرکانس کم می شود. هم چنین علاوه بر دنبال روی فرکانس جدایش سه معیار کیفی دیگر یعنی گرمای ورودی، مساحت مذاب ریزی و نسبت ولتاژ قوس به جریان جوش کنترل و دنبال روی می شوند. روش های کنترلی مطرح شده بر روی سیستم اتوماتیک جوش لوله پیاده سازی شده و سودمندی آن ها نشان داده شده است.