واژه هایبرید به معنی چیزی است که حاصل تلفیق دوخاصیت نامتجانس با یکدیگر می باشد. در نظریه مدل سازی سیستم های دینامیکی، عبارت سیستم هایبرید به سیستمی اطلاق می شود که رفتار آن شامل دو نوع دینامیک گسسته و پیوسته باشد. امروزه با افزایش روز افزون کاربرد محصولاتی که در آنها از رایانه و یا ریزپردازنده ها برای کنترل استفاده می شود، لزوم بهره گیری از راهبردهای جدید برای تحلیل و طراحی سیستم های هایبرید آشکار شده است. اگرچه در حالت کلی مدل سیستم های هایبرید توان مدل سازی بالایی داشته و وضعیت های گسترده ای را پوشش می دهد، لیکن به دلیل ترکیب دینامیک های گسسته و پیوسته، در جنبه-های تحلیل و روش های طراحی کنترل کننده پیچیدگی های زیادی را در بر خواهد داشت. عدم استخراج ساختار کلاس های خاصی از سیستم های هایبرید، یکی از منابعی است که این پیچیدگی از آن سرچشمه می گیرد.بنابراین همواره در مورد فرمول بندی مدل، یک موازنه میان قدرت مدل سازی و پیچیدگی تحلیل برقرار است. به همین دلیل مطالعات در زمینه سیستم های هایبرید بر روی زیر کلاس خاصی که نحوه نمایش ساده تر داشته و ساختار یافته تر هستند و در ضمن طیف وسیعی از فرآیندهای صنعتی را شامل می شوند، متمرکز است. در تحقیق حاضر با توجه به موارد ذکر شده زیرکلاس خاصی از سیستم های هایبرید به نام سیستم های تکه ای مستوی انتخاب گردید که نسبت به سایر مدل ها جامع تر بوده و با اعمال شرایطی به سایر کلاس های مدل سازی سیستم های هایبرید قابل تبدیل است. بنابراین در صورت لزوم می توان نتایج بدست آمده را به سایر ساختارهای مدل سازی تعمیم داد. در این پژوهش در بحث طراحی کنترل کننده به دلیل مزایایی همچون توانایی وارد کردن مستقیم قیود سیستم در فرمول بندی مسئله، استفاده از کنترل پیش بین مد نظر قرار گرفته است. از سوی دیگر به منظور تضمین پایداری حلقه بسته سیستم استفاده از قید انقباض یک تابع لیاپانوف پیشنهاد شده است. این راهبرد به دلیل کاهش پیچیدگی روند طراحی، امکان تغییر حجم محاسبات با توجه به ملاحظات خاص مسئله و قابلیت وسیع پیاده سازی بر روش های موجود همچون استفاده از قید برابری حالت نهایی (برای تضمین پایداری حلقه بسته) برتری دارد. از آن جا که تاثیر اختلال بر روی سیستم ها در عمل بسیار محتمل است، بررسی مقاوم بودن روش ارائه شده مطلوب خواهد بود. اگرچه استفاده از قید انقباض منجر به پایداری نمایی سیستم خواهد شد، لیکن نشان داده شده است که برخلاف سیستم های معمولی در مورد سیستم های هایبرید از وجود ویژگی پایداری نمایی هیچ نتیجه ای راجع به مقاوم بودن نسبت به اختلال و به عبارت دیگر پایداری ورودی به حالت سیستم، قابل استنباط نخواهد بود. در این تحقیق نشان داده شده است که فرمول بندی پیشنهاد شده برای سیستم های هایبریدی که احتمالاً در نقطه تعادل دچار ناپیوستگی باشند پایدار ورودی به حالت کاربردی و برای سیستم های هایبریدی که در نقطه تعادل پیوسته هستند ، تضمین می گردد. به منظور ارائه یک دیدگاه شفاف تر، در خلال طرح مباحث نظری مثال های متعددی به همراه نتایج شبیه سازی های مربوطه ارائه شده است.

کنترل پیش بین یکی از مهمترین الگوریتم های کنترل کامپیوتری است که هم از نظر تئوری و هم در عمل در سال های اخیر بسیار موفقیت آمیز بوده است.کنترل پیش بین یک روش کنترلی عمومی برای پاسخ به مسائل کنترل در حوزه زمان است که براساس عمل پیش بینی رفتار آینده سیستم عمل می کند. در واقع کنترل پیش بین از یک مدل برای پیش بینی خروجی های آتی سیستم در یک افق پیش بینی مشخص به صورت زمان گسسته استفاده می کند. سپس دنباله ای از ورودی کنترل با استفاده از این مدل و مینیمم سازی یک تابع هدف مشخص بدست می آید. تابع هدف مربوط به روش های کنترل پیش بین، برای به دست آوردن یک ورودی کنترل بهینه، توسط یک تابع درجه دو بیان می شود. در این پایان نامه از دو الگوریتم بهینه سازی شهودی جهش قورباغه های بهم آمیخته (sfl) و الگوریتم رقابت استعماری (ica) برای بهینه سازی تابع هدف و بهبود بهینه سازی در الگوریتم کنترل پیش بین تعمیم یافته استفاده شده است. در این راستا، پس از معرفی دو الگوریتم sfl و ica، با اعمال اصلاحاتی در این دو الگوریتم ، نقاط ضعف آنها برطرف شده و سه الگوریتم جدید nhsfl، msfl و mica معرفی شده اند. در ادامه به منظور نشان دادن توانایی این نسخه های بهبود یافته ، از آنها برای حل دو مسئله پیچیده مهندسی، مسئله توزیع اقتصادی بار و مسئله برنامه ریزی توسعه تولید، استفاده شده است. در نهایت از الگوریتم های پیشنهاد شده در این پایان نامه، به عنوان بهینه ساز در الگوریتم کنترل پیش بین تعمیم یافته استفاده شده و دو الگوریتم کنترل پیش بین mpc-nhs و mpc-mi معرفی خواهند شد. سپس با استفاده از این الگوریتم های پیش بین توسعه داده شده، طراحی همزمان دو پایدارساز سیستم قدرت و یک کنترل کننده مکمل برای جبرانگر استاتیکی توان راکتیو، برای میرا کردن نوسانات درون ناحیه ای دو سیستم قدرت نمونه انجام شده و نتایج حاصل از آنها با پایدارسازهای کلاسیک پیش فاز-پس فاز مقایسه می شود.

مدل سازی مبتنی بر نظریه به روش های مدل سازی گفته می شود که داده های کیفی، یعنی گزاره های زبانی، را جهت ساخت مدل سیستم به کار می گیرند. مدل سازی در علوم اجتماعی از داده های کمی، یا اطلاعات بدست آمده از پرسش نامه ها، و اطلاعات کیفی، یعنی نظریات کارشناسانه که شامل مبانی نظری و چهارچوب های نظری تحقیق می شوند بهره برده است. از روش های جدید و مرسوم در مدل سازی های علوم اجتماعی، می توان به مدل سازی معادله ساختاری اشاره کرد که مدل مطلوب برای یک سیستم را مدلی می داند که شاخصه های آماری و الزامات مبانی نظری را توأمان برآورده سازد. در الگوریتم پنج مرحله ای مدل سازی معادله ساختاری که بصورت بازگشتی اجرا می شود بصورت تناوبی شاخصه های آماری برازش مدل پیشنهادی با داده های نمونه ای را مورد سنجش قرار داده و بصورت همزمان نظرات کارشناسان نیز پارامترهای پیشنهادی را تأیید و یا تکذیب می کنند. الگوریتم بازگشتی مذکور هنگامی پایان جستجو را اعلام می کند که مدل نهایی مورد تأیید مبانی نظری و شاخصه های آماری باشد. گاه ممکن است که این حلقه به نتیجه ی مطلوبی نیز ختم نشود که در این صورت پژوهش های بعدی تئوریک لازم خواهد بود. علاوه بر مدل سازی معادله ساختاری، روش های شناخته شده در مدل سازی های فازی، تحلیل مجموعه ای و نقشه های ادراکی انواع مدل هایی هستند که در متن این پایان نامه به عنوان روش های مدل سازی کیفیت محور مورد توجه تحقیق بوده اند. در مدل سازی معادله ساختاری و نقشه های ادراکی، ارتباطات علی و معلولی درون ساختاری برای سیستم تحت بررسی مورد توجه قرار گرفته و مدل بدست آمده ارزش تحلیل های حساسیت را برای عواملی که ساختار درونی سیستم را تشکیل می دهند دارد. روش های مدل سازی فازی عمدتاً نگاهی ورودی-خروجی داشته به عنوان روش هایی پیش بین کاربرد دارند. تحلیل مجموعه ای نیز با استفاده از جداول تقاطعی آماری، گروه بندی های محقق را در ارتباط با متغیرهای مختلف اجتماعی روبروی همدیگر قرار داده و گزاره های زبانی تناظری را از روی آن ها استخراج می کند. با ورود منطق فازی به تحلیل های مجموعه ای قسمی جدید از گزاره های تقریبی قابل ساخت خواهند بود که پژوهشگران را به نسبیت های موجود در ارائه ی مفاهیم و نظریات نزدیک تر می کند. به طور کلی می توان روش هایی که در کنار داده های کمی از عوامل انسانی و نظریات آن ها به عنوان اطلاعات ورودی در جهت مدل سازی و یا تصمیم گیری استفاده می کنند را در تمام کاربردهایی که در آن ها به اطلاعات صرف کمی اطمینان کافی وجود ندارد مفید دانست. این مهم در بین جامعه شناسان که معمولاً به اعداد و ارقام صرف اعتماد ندارند حیاتی تر است، اما نمی توان کاربردهای صنعتی روش های مذکور را نیز نادیده گرفت. «تنظیم خروجی مطلوب در یک فرآیند نیمه-خودکار بر اساس سلیقه کاربر» با توجه به مفهوم مطلوب بودن یک انتخاب چالش برانگیز است که از طرفی حضور عامل انسانی را در حلقه تنظیم خروجی ضروری دانسته و کنترل نیمه-خودکار را در شرایطی که هدف از کنترل، مطلوب بودن مقدار تنظیم باشد به کنترل تمام-خودکار خروجی ترجیح می دهد و هم از طرف دیگر وجود تجهیزاتی را که قادر باشند میان زبان کامپیوتر و زبان انسان ارتباط برقرار نمایند را لازم می داند. «جعبه افزار ساخت سیستم های فازی خالص» یک جعبه افزار گرافیکی جدید و از دستاوردهای این پایان نامه است که امکانات جدیدی را جهت نیل به ارتباط آسان تر انسان و کامپیوتر معرفی کرده است. گرافیک و چینش هدفمند تکمه های نرم افزار، ارتقاء انتخاب کاربر در تعریف مجموعه های فازی بعلاوه ی پیشنهاد الگوریتمی در جهت ساخت تمام مجموعه های فازی متناظر با تمام واژگان زبانی متصور، از روی تعداد محدودی مجموعه ی فازیِ کلیدی، از ملاحظات کاربردی در جهت کاربرپسندی و کارآیی این جعبه افزار می باشند.

در حال حاضر ربات های زیرآبی بخش بسیار مهم و قابل توجهی از صنایع ساحلی و فراساحلی را تشکیل داده اند که در کاربردهای علمی و تحقیقاتی، تجاری و نظامی نقش به سزایی دارند. به دلیل مشکلات ناشی از کابل در ربات های زیرآبی کنترل از راه دور (rov)، در سال های اخیر توجه بسیار زیادی به ربات های زیرآبی هوشمند (auv) شده است. بدیهی است که کارآیی این ربات ها به عملکرد مناسب سیستم کنترل و هدایت آن ها بر می گردد. غیرخطی بودن و اثر متقابل معادلات حرکت در جهات مختلف و اغتشاش های وارد بر سیستم از طرف محیط اطراف، مشکلاتی است که در طراحی سیستم کنترل این ربات ها وجود دارد. در این رساله یک سیستم کنترل حرکت در جهت های سمت و عمق براساس کنترل پیش بین مدل غیرخطی مبتنی بر رویتگر اغتشاش طراحی شده است. به همین منظور ابتدا معادلات دینامیکی غیرخطی و چند متغیره حرکت ربات در شش درجه آزادی برای مدل ریموس ( remus ) که دارای ساختار اژدر مانند می باشد، ارائه شده است. برای طراحی سیستم کنترل، معادلات دینامیکی چند ورودی و چند خروجی به دو زیرسیستم تک ورودی و تک خروجی که بیانگر حرکت در جهت های سمت و عمق می باشند، تبدیل می شود. این تبدیل با توجه به اینکه تداخل بین حرکات به صورت اغتشاش فرض شده اند انجام می گیرد. سپس برای هر زیرسیستم به طور مستقل روش کنترلی مذکور، برای ردیابی سمت و عمق مطلوب طراحی می گردد. بر این اساس، کنترل پیش بین مدل غیرخطی با فرض قابل دسترس بودن اغتشاش ناشی از تداخل حرکات طراحی می شود. به منظور تخمین اغتشاش، دو رویتگر اغتشاش به طور مجزا طراحی می گردد که در روش اول به طور مستقیم اغتشاش تخمین زده می شود اما در روش دوم طراحی براساس رویتگر مد لغزشی می باشد که در آن ابتدا حالت را تخمین زده و سپس با استفاده از آن اغتشاش تخمین زده می شود. قابلیت سیستم کنترل مذکور را در هر زیرسیستم برای ردیابی سمت و عمق مرجع با وارد کردن اغتشاشات مشخصی توسط شبیه سازی نشان داده ایم در ضمن توانایی دو رویتگر اغتشاش جهت تخمین اغتشاشی مشخص نشان داده شده است. همچنین عملکرد سیستم کنترل طراحی شده را بر روی معادلات حرکتی شش درجه آزادی ربات به منظور حرکت در مسیر مشخصی نشان داده ایم. در نهایت با توجه به هوشمندی ربات، نیازمند طراحی سیستم هدایت برای آن می باشیم که ورودی های مرجع مناسب را برای سیستم کنترل تعیین کند. به همین منظور الگوریتمی را جهت هدایت ربات برای ردیابی نقاط هدف در صفحه ارائه می کنیم. در انتها نقاطی را به عنوان نقاط هدف تعیین کرده سپس هدایت و کنترل طراحی شده را به منظور ردیابی نقاط هدف ترکیب می کنیم و نتایج شبیه سازی را بر روی معادلات شش درجه آزادی نشان می دهیم.

افزایش روزافزون سیستم های کنترل در بسیاری از کاربردها ، منجر به تکنیک های متنوع کنترلی شده است.استفاده از منطق و سیستم های کنترل فازی بواسطه توصیف تقریبی قابل قبول و قابل تجزیه و تحلیل یک سیستم و همچنین فرموله کردن دانش بشری ، توانسته است در بین انواع سیستم های کنترل جایگاه مناسبی پیدا کند. با پیدایش کاربردهای عملی کنترل کننده های فازی ، رویکرد طراحان و محققان به این زمینه تحقیق افزایش یافت، هر چند طراحی کنترل کننده فازی بر اساس نظریه پرفسور زاده، بر پایه دانش فرد خبره و بر اساس تنظیم یک سری مجموعه های فازی و یافتن قوانین اگر-آنگاه فازی مناسب، استوار است و این مورد برای مسائل ساده که بتوان اطلاعات ورودی- خروجی را بدست آورد و دانش فرد خبره موجود باشد از طریق سعی و خطا به صورت رضایت بخشی انجام می شود، اما در عمل اکثر مسائل کنترلی دارای پیچیدگی خاص خود می باشند و فرد خبره قادر به بازگویی تمامی مسائل مطرح در مورد پروسه کنترلی نمی باشد، تا بتوان از آن سود جست، بنابراین محققان به دنبال راه حلی بوده اند که از طریق آن بتوان میزان دخالت انسان را در طراحی کنترل کننده فازی کاهش دهند و کارهای نیز در این زمینه انجام شده و روش هایی ارائه شده است، یکی از این روش ها استفاده از الگوریتم بهینه سازی اکتشافی برای طراحی این کنترل کننده می باشد که به کمک این روش مسائل بسیار پیچیده که شامل پارامترهای مختلف با قیدهای متعدد می باشند، به راحتی در نظر گرفته می شود و کنترل کننده ای بهینه ،پایدار و مقاوم با حداقل دخالت انسان حاصل می شود. در این پایان نامه ابتدا به معرفی سیستم های فازی و الگوریتم های بهینه سازی pso و abc پرداخته می شود و در ادامه از این الگوریتم ها برای تنظیم بهینه کنترل کننده فازی ممدانی برای سیستم تنظیم کننده خودکار ولتاژ ژنراتور و سیستم غیر خطی پاندول معکوس استفاده شده است و در آخر به معرفی سیستم کنترل بار فرکانس ژنراتور پرداخته و سپس با استفاده روشی، که ترکیبی از فیدبک حالت و الگوریتم های اکتشافی است به طراحی بهینه کنترل کننده برای آن پرداخته شده است.

تکنولوژی نوین به طور فزاینده ای سیستمهای دینامیکی ساخت بشر را پدید آورده که به راحتی قابل توصیف توسط معادلات ریاضی نیستند. نمونه هایی از این دسته سیستمها عبارتند از سیستمهای تولید و شبکه های مخابراتی / کامپیوتری. فعالیتها در این سیستمها توسط فرمانهایی که از سوی انسان صادر میشود کنترل و هدایت میشوند. بنابراین رفتار و دینامیک این سیستمها مبتنی بر وقوع رخدادهای گسسته غیر همزمان میباشد. این گونه سیستمها را سیستمهای واقعه گسسته مینامند. مطالعه سیستمهای واقعه گسسته و مدلسازی، تحلیل، کنترل و بهینه سازی رفتار و عملکرد آنها حائز اهمیت فراوانی در مهندسی کنترل است. از میان روشهای گوناگون موجود برای تحلیل این سیستمها، شبکه پنری با توجه به ویژگیهای توامان گرافیکی و ریاضیاتی و قابلیتهای مفید خود، دارای جایگاه خاصی است. یکی از مهمترین مسائل در سیستمهای تولیدی، مساله برنامه ریزی تولید می باشد که در دسته مسائل سیستمهای واقعه گسسته میگنجد. عملکرد یک سیستم تولیدی باید به گونه ای باشد که بتواند با صرف زمان و هزینه کم محصول مورد تقاضا را با کیفیت بالا تولید کند. در این پایان نامه به حل مساله برنامه ریزی تولید واحد فولادسازی مجتمع فولاد مبارکه بعنوان یک سیستم واقعه گسسته توسط شبکههای پتری رنگی-زمانی پرداخته شده است. پس از مدلسازی سیستم توسط شبکه های پتری، با استفاده از یک تکنیک بهینه سازی تعاملی میان انسان و ماشین، سعی شده تا رفتار سیستم بهینه شده و منجر به افزایش تولید بهبود راندمان و کاهش تلفات در سیستم گردد. در واقع به ازای یک لیست از محصولاتی که میبایست در یک دوره زمانی تولید شوند یک برنامه زمانی بدست می آید که علاوه بر بهینه بودن نسبت به معیارهای کارایی تعریف شده در مساله محدودیتهای سیتسم نیز برآورده میشوند.

صنعت فولاد دارای دو نوع نورد سرد و گرم می باشد. انجام نورد برای ارائه محصولی با کیفیت بالا و ضخامت پایین و همچنین با صرف نیرو و توان کمتر، هدفی است که همیشه مورد توجه قرار گرفته و ایده های جدیدی در این زمینه مطرح شده است. تاندم میل پنج قفسه ای یک واحد اصلی در فرآیند نورد سرد می باشد که با اعمال نیروی مناسب در قفسه ها، ضخامت ورق فولادی را کاهش می دهد. این نیرو که به عنوان مقدار مرجع به سطح اول اتوماسیون فرستاده می شود توسط مدل هایی در سطح دوم اتوماسیون فرآیند نورد سرد تعیین می گردد. عوامل مختلفی نیز نظیر لغزش به جلو، لغزش به عقب و تخت شوندگی غلتک در فرآیند نورد رخ می دهد که پژوهشگران سعی دارند آن ها را برای بهبود محاسبات در مدل سازی دخیل کنند. در برخی از مدل ها از تقریب هایی جهت مدل-سازی استفاده شده وهمچنین عواملی مانند فرسایش غلتک ها، عدم دقت در اندازه گیری و تغییرات ذاتی فرآیند، نظیر تخت شوندگی غلتک و استفاده از مایع روان کننده میان غلتک و ورق فولادی، باعث افزایش خطا، در سیستم تخمین نیروی نورد می شود. به عبارت دیگر، سیستم، فرآیند و پارامترهای آن، به مرور زمان تغییر می کنند که این امر منجر به ایجاد خطا در تعیین مقدار مرجع می گردد. برای جبران این خطاها به یک ضریب اصلاح نیاز است که با تغییرات سیستم و شرایط جدید نورد، تخمین بهتری از نیروی نورد ارائه دهد. در نتیجه هم از طریق بهبود مدل سازی و کاهش خطای تخمین نیرو، با استفاده از مدل های دقیق تر و با ساده سازی های کمتر و همچنین استفاده از شبکه عصبی یا هر نوع کنترل دیگر، می توان مقدار نیروی اعمالی را تا حد خوبی به مقدار مرجع نزدیک نمود. در این پایان نامه، برای کاهش خطای مدل سازی و جبران تغییرات سیستم، از هر دو روش استفاده شده است.هم مدل سیستم کنترل نیرو بهبود یافته است. و همچنین از شبکه عصبی به دوصورت، با خروجی نیرو و خروجی ضریب اصلاحی استفاده شده است. داده های مورد نیاز از مجتمع فولاد مبارکه جمع آوری و در زمانی حدود سیزده ماه پردازش بر روی داده ها و مدل ها، اطلاعات لازم جمع-آوری گردید. مقادیر اندازه گیری شده توسط حسگرها از سطح اول اتوماسیون به سطح دوم آن ارسال می گردد و در سطح دوم با محاسبه مقدار نیرو، این مقدار به عنوان set point به سطح اول ارسال می گردد. برای بررسی صحت ضریب اصلاح پیشنهادی و تخمین نیروی نورد، از اطلاعات ثبت شده در سطح اول اتوماسیون استفاده شده است. در این پایان نامه شبکه عصبی در حالات مختلف، چه ساختاری و چه از لحاظ ورودی و خروجی بررسی و نتایج مقایسه گردیده است. نتایج شبکه عصبی در حالات مختلف از جمله تک لایه، دو لایه، با توابع عملکرد tan و log، روی یک grade خاص و یا انواع ورق ها، بصورت آنلاین و آفلاین، با تعداد ورودیهای متفاوت و مقدار مرجع نیرو و ضریب اصلاحی مقایسه می گردد. گسترش شبکه عصبی روی چهار قفسه دیگر و بررسی نتایج آن از دیگر کارهایی است که انجام گرفته است. در تمامی حالات بیان شده معیارهای مختلفی از جمله خطای نسبی بررسی و نتایج آن مقایسه گردیده اند.

حلقه قفل شده در فاز یکی از الگوریتم های پردازش سیگنال است که دارای کاربردهایی در زمینه های گوناگون مانند سیستم های مخابراتی، کنترل سیستم های قدرت و الکترونیک قدرت برای اهداف سنکرون سازی، آشکارسازی فاز و تخمین مولفه اصلی سیگنال ورودی می باشد. ساختار مرسوم حلقه قفل شده در فاز شامل سه بلوک آشکارساز فاز، فیلتر حلقه و نوسان ساز کنترل شده با ولتاژ است. نوسان ساز کنترل شده با ولتاژ یک سیگنال سینوسی تولید می کند که فازآن با فاز سیگنال ورودی سنکرون است، بنابراین حلقه قفل شده در فاز توانایی تخمین فاز و فرکانس سیگنال سینوسی ورودی را دارا می باشد. در این راستا در سال های اخیر حلقه قفل شده در فاز ارتقا یافته معرفی شده که عملکرد بهتری نسبت به حلقه قفل شده در فاز مرسوم دارد. این امر با اضافه کردن یک حلقه به حلقه قفل شده در فاز مرسوم که تخمین دامنه سیگنال سینوسی ورودی را فراهم می سازد، تحقق یافته است. حلقه قفل شده در فاز با مرجع سنکرون تک فاز، انتگرال گیر تعمیم یافته مرتبه دوم با حلقه قفل شده در فرکانس و حلقه قفل شده در فاز تربیعی ساختارهای دیگر تک فاز برای تخمین ویژگی های یک سیگنال سینوسی هستند. در این پایان نامه ساختارهای حلقه قفل شده در فاز تک فاز و هم ارزی آن ها با یکدیگر مورد بررسی قرار گرفته است. مشاهده خواهد شد که ساختارهای تک فاز همگی به لحاظ فرمول بندی ریاضی کم و بیش هم ارز هستند. در حوزه سه فاز نیز، حلقه های قفل شده در فاز سه فاز برای تخمین مولفه اصلی سیگنال سه فاز بکار برده می شوند. رایج ترین الگوریتم در حوزه سه فاز، حلقه قفل شده در فاز سه فاز مرسوم یا حلقه قفل شده در فاز با مرجع سنکرون سه فاز است که به طور گسترده ای در سیستم های قدرت سه فاز برای تخمین مولفه های سیگنال سه فاز متقارن استفاده می شود. در سال های اخیر، ساختارهای سه فاز جدیدی بر مبنای تعمیم الگوریتم های حوزه تک فاز پیشنهاد شده است. یک مجموعه از این ساختارها تعمیم حلقه قفل شده در فاز ارتقا یافته تک فاز به الگوریتمی برای تخمین پارامترهای سیگنال سه فاز متقارن است که منجر به معرفی حلقه قفل شده در فاز-دامنه سه فاز شده است. یک تعمیم دیگر از این ساختارها، منجر به معرفی ساختار سه فاز با معادلات مرتبه 7 شده است که حلقه قفل شده در فاز ارتقا یافته سه فاز نامیده شده است. هم چنین در حوزه سه فاز می توان با تعمیم انتگرال گیر تعمیم یافته مرتبه دوم نیز یک ساختار به نام انتگرال گیر تعمیم یافته مرتبه دوم با حلقه تخمین فرکانس سه فاز معرفی کرد که از سه زیرفیلتر انتگرال گیر تعمیم یافته مرتبه دوم در هر فاز استفاده می کند و با یک معادله دیفرانسیل مرتبه اول فرکانس سیگنال سینوسی را تخمین می زند. در این پایان نامه هدف تحقیق هم ارزی الگوریتم های حوزه سه فاز است. این تحقیق نشان می دهد که حلقه قفل شده در فاز-دامنه سه فاز با حلقه قفل شده در فاز با مرجع سنکرون سه فاز و حلقه قفل شده در فاز ارتقا یافته شبه خطی سه فاز با انتگرال گیر تعمیم یافته مرتبه دوم با حلقه تخمین فرکانس سه فاز هم ارز هستند. با شبیه سازی های متعدد کامپیوتری عملکرد ساختارهای های تک فاز و سه فاز مقایسه می گردد.

به دلیل وابستگی دیرینه ی اقتصاد جهان به انرژی های فسیلی و نگرانی های فزاینده در مورد آلودگی های محیط زیست و همچنین مسائل سیاسی مرتبط با وابستگی به تنها یک منبع انرژی، متنوع ساختن منابع انرژی از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. به طور مشخص، انرژی باد در میان انرژی های تجدید پذیر گزینه ی نویدبخشی است. انرژی باد تقریبا در تمام نقاط کره زمین وجود دارد و برای مدت طولانی مورد استفاده قرار گرفته است. مزرعه های بادی معمولا در نواحی کوهستانی و فراساحلی که انرژی باد به وفور یافت می شود قرار دارند که این امر دسترسی به آن ها را پرهزینه می کند. علاوه بر این، توربین های بادی مدرن امروزی بسیار بزرگ و گران قیمت هستند و انتظار می رود قابلیت اطمینان بالایی داشته باشند. علاوه بر افزایش دادن قابلیت اطمینان هر یک از اجزا توربین در مرحله ی ساخت، با بکارگیری روش های هوشمندانه در کنترل توربین همچون معیار های کنترل انعطاف پذیر در برابر عیب می توان زمان های خاموشی توربین بادی را کاهش داد که این امر حداقل از نقطه نظر اقتصادی بسیار سودمند خواهد بود. در این پایان نامه به حل مسئله ی استاندارد کنترل انعطاف پذیر در برابر عیب یک توربین بادی پرداخته ایم. در این مسئله، توربین بادی در یک سطح سیستمی مدل سازی شده و در معرض عیب های مختلف دینامیکی و حسگری قرار دارد. هدف از حل مسئله، طراحی کنترل کننده به نحوی است که در برابر عیب های معرفی شده انعطاف پذیر باشد. برای حل مسئله، یک کنترل کننده با ساختار سلسله مراتبی طراحی کرده ایم. در این ساختار سه لایه وجود دارد که به ترتیب کنترل کننده ی نظارتی، کنترل کننده ی نامی و کنترل کننده ی جبران ساز عیب نامیده می شوند. کنترل کننده ی نظارتی تعیین می کند که توربین بادی می بایست در مد عملکرد بهینه سازی توان و یا مد عملکرد تولید توان ثابت نامی کار کند. کنترل کننده ی نامی یک کنترل کننده ی پیش بین غیرخطی است که تابع هدف و قید های آن با توجه به مد عملکرد که توسط کنترل کننده ی نظارتی تعیین شده، انتخاب می شوند. کنترل کننده ی جبران ساز عیب فرمان های کنترل را به نحوی تعیین می کند که پاسخ سیستم معیوب تا حد امکان به پاسخ سیستم نامی نزدیک باشد. برای این منظور، از یک مدل تطبیقی که دارای پارامتر های مدل عیب هست به همراه یک روش برای به روزرسانی آنها استفاده کرده ایم. برای به روزرسانی پارامتر های مدل عیب در مدل تطبیقی، مسئله ی تخمین پارمتر را به یک مسئله تخمین حالت غیرخطی گسترش یافته تبدیل کرده و این مسئله ی تخمین را یکبار با پیاده سازی تخمین زن افق متحرک و باردیگر با استفاده از تخمین زن فیلتر کالمن توسعه یافته حل کرده ایم. شبیه سازی برای سناریو های مختلف عیب انجام شده است و نتایج شبیه سازی نشان می دهد کنترل کننده ی انعطاف پذیر پیشنهاد شده قادر است عیب های دینامیکی و حسگری را به خوبی جبران کند. نتایج شبیه سازی همچنین نشان می دهد که تخمین زن افق متحرک در تخمین حالت ها و همچنین در تخمین پارامتر های عیب نسبت به تخمین زن فیلتر کالمن توسعه یافته برتری دارد.

امروزه در دنیا استفاده از بالگردهای خودکار مدل به سرعت رو به افزایش است. پرواز درجا (هاور) و نشستن و برخاستن در یک فضای محدود از جمله مزایای بالگرد نسبت به دیگر وسایل نقلیه می باشد و به همین دلیل کنترل و ساختن یک خلبان خودکار برای آن در سال های اخیر مورد توجه واقع شده است. از طرفی به علت طبیعت شدیدا ناپایدار و مشخصات غیرخطی و غیر مینیمم فاز و همچنین چند وروی-چند خروجی بودن سیستم بالگرد، طراحی کنترل کننده برای آن با مشکلات فراوانی روبروست. هدف ما در این پایان نامه، طراحی یک کنترل کننده برای بالگرد است، به طوری که آن را پایدار نموده و قادر سازد مسیری از پیش تعیین شده را دنبال کند. برای این کار ابتدا مدل ریاضی غیرخطی بالگرد را با حداقل پیچیدگی به دست می آوریم و آن را شبیه سازی می کنیم. سپس اقدام به طراحی یک کنترل کننده ی سلسله مراتبی، متشکل از یک کنترل کننده ی پایدارساز به منظور پایدار ساختن سیستم در نقاط کار مختلف و یک کنترل کننده ی ردیاب برای طراحی مسیر و دنبال کردن آن، خواهیم نمود. نهایتا یک مسیر مارپیچ بالارونده را به عنوان مسیر موردنظر طراحی می کنیم و سیستم غیرخطی را با استفاده از کنترل کننده ی مرتبه ای فوق در این مسیر شبیه سازی خواهیم نمود.

روشهای اصلی مدلسازی و تجزیه و تحلیل سیستمهای وقایع گسسته عبارتند از: روش زنجیره مارکف، جبرماکزیمم، روش اتوماتا و شبکه های پتری که در بین آنها شبکه های پتری به دلیل ساختار گرافیکی ، سادگی،جامعیت و کاربرد فراوان آن در صنعت از اهمیت ویژه ای برخوردار است.