بالبت از مجموعه ربات های پاندول معکوس چرخ دار دارای یک چرخ کروی است. این ربات از یک بدنه ی استوانه ای شکل با وزن و ارتفاعی مشابه یک انسان و یک چرخ کروی تشکیل شده است. چرخ کروی امکان حرکت سریع ربات در جهات مختلف را فراهم می-کند، بدون آنکه نیاز به دور زدن باشد. در این پژوهش تحلیل سینماتیک و دینامیک بالبت در سه بعد، طراحی مسیر نقطه به نقطه ی خارج از خط و کنترل مقاوم ربات به منظور تعقیب مسیر نقطه به نقطه ی طراحی شده و هم چنین طراحی مسیر بر خط به کمک منطق فازی و تعقیب مسیر ربات در مسیرهای تابع زمان مدنظر قرار گرفته است. از نظر سینماتیکی ربات شامل دو قید غیرهلونومیک بوده و به همین دلیل به منظور به دست آوردن معادلات حرکت از روش لاگرانژ برای سیستم های مقید استفاده شده است. سپس با کمک ماتریس مکمل متعامد ماتریس ژاکوبین قید، ضرایب لاگرانژ از معادلات حذف شده و فرم کاهش یافته ی معادلات جهت طراحی مسیر و کنترل ربات به-دست آمده است. با توجه به خصوصیت کم عملگری بالبت، دربخشی از پایان نامه به بررسی خصوصیات این دسته از سیستم ها از جمله روش های به دست آوردن فرم نرمال کاهش یافته پرداخته شده است. طراحی مسیر نقطه به نقطه ی خارج از خط ربات با استفاده از بهینه سازی، در دو بخش طراحی مسیر میان دو موقعیت سکون و طراحی مسیر به منظور حرکت ربات دریک مسیر عبوری از نقاط میانی با سرعت غیر صفر صورت گرفته است. نکته ی اصلی در طراحی مسیر برای حرکت ربات به نقاط مورد نظر، متعادل نگه داشتن استوانه است. به همین دلیل دو دسته مسیر با دامنه های محدود و پارامترهای مجهول برای استوانه پیشنهاد شده اند. پارامترهای مجهول با استفاده از بهینه سازی طوری به دست آمده اند که ربات ضمن حفظ تعادل به نقاط مطلوب برسد. با توجه به حضور نامعینی های پارامتری و دینامیکی کنترل کننده ها ی مود لغزشی و گشتاورهای محاسبه شده برای کنترل ربات در مسیر طراحی شده به کار گرفته شده اند. نتایج شبیه سازی ها نشان از موفقیت کنترل کننده ی گشتاورهای محاسبه شده در قیاس با کنترل کننده ی مود لغزشی در حضور نامعینی ها دارد. استفاده از منطق فازی جهت طراحی مسیر زوایای استوانه با هدف حرکت کره در مسیرهای خط مستقیم و منحنی شکل از دیگر کارهای انجام شده در این پژوهش است. به منظور مقابله با نامعینی های سیستم و اغتشاش خارجی در این بخش نیز از کنترل کننده های مود لغزشی و گشتاورهای محاسبه شده برای تعقیب مسیرهای حاصل از منطق فازی استفاده شده است. بررسی نتایج حاصل از شبیه سازی های نشان می دهدکه در حضور هم زمان نامعینی ها و اغتشاش کنترل کننده ی مود لغزشی در تعقیب مسیر ربات روی زمین در قیاس با کنترل کننده ی گشتاورهای محاسبه شده موفق تر عمل کرده است.

در این پایان نامه، یک مدل ترمودینامیکی چندمنطقه ای برای شبیه سازی کوره های احتراق مماسی گازسوز با مقطع افقی مربعی ارائه شده است. به این منظور، یک مدل نیمه تحلیلی برای تعیین میدان های سرعت و تمرکز گونه های شیمیایی در جریان ناشی از جت های گازی هم محور توربولانت ارائه شده که بر خلاف مدل های موجود، در تمام نواحی جت های هم محور، یعنی هم در ناحیه در حال توسعه و هم در ناحیه کاملاً توسعه یافته، قابل استفاده می باشد. مدل ارائه شده علاوه بر جت های هم محور، رفتار جت های مدور تکی را نیز به خوبی پیش بینی می کند. بر مبنای این مدل نیمه تحلیلی، مدل دیگری برای تعیین الگوی جریان و اختلاط در کوره های احتراق مماسی گازسوز با مقطع افقی مربعی ارائه شده است. زیرمدل های احتراق و انتقال حرارت در کوره های مذکور انتخاب و ارائه شده اند و در نهایت، مدل کامل چندمنطقه ای از تلفیق زیرمدل های جریان و اختلاط، احتراق و انتقال حرارت به دست آمده است. برای پیاده سازی مدل چندمنطقه ای ارائه شده، یک برنامه کامپیوتری در matlab 7.1 نوشته شده است. زمان اجرای این برنامه در مقایسه با زمان لازم برای همگرایی حل cfd بسیار ناچیز و در حدود 4ر1 درصد آن می باشد. نتایج مدل جدید با داده های تجربی و عددی موجود مقایسه شده اند و تطابق قابل قبولی مشاهده گردیده است. در پایان، برای نشان دادن توانایی های مدل حاضر، اثر پارامترهایی نظیر نسبت اکی والان کلی، سرعت هوای ورودی، اندازه محفظه احتراق و ارتفاع نصب مشعل ها بر عملکرد کوره بررسی شده و نتایج قابل قبولی به دست آمده است. به این ترتیب، مدل چندمنطقه ای جدید می تواند به عنوان ابزاری کارآمد برای شبیه سازی سریع و آسان کوره های احتراق مماسی گازسوز با مقطع افقی مربعی مورد استفاده قرار گیرد و در بسیاری از موارد، جایگزین شبیه سازی دشوار و وقت گیر cfd گردد.