عملکرد بسیاری از سیستم های فیزیکی ذاتاً غیرخطی می باشد و بایستی توسط مدلهای ریاضی غیرخطی توصیف شوند. اما برخی از این نوع سیستم ها دارای ساختار نامشخصی می باشند و ارائه مدل ریاضی دقیقی برای آنها امکان پذیر نیست. بنابراین برای کنترل این نوع سیستم ها نمی توان از روش های کنترل متعارف استفاده نمود. به همین منظور، اخیراً روش های محاسبات هوشمند مانند منطق فازی، شبکه های عصبی، الگوریتم های ژنتیک و ... برای حل مسائل کنترل مربوط به سیستم های دینامیکی با ساختار نامشخص یا سیستم های دارای عدم قطعیت در ساختار و پارامترها، استفاده می شوند. از طرف دیگر، در سال های اخیر براساس ترکیب محاسبات هوشمند و تئوری موجک، روشهای جدیدی مانند شبکه های عصبی موجک(wnns) و شبکه های موجک فازی(fwns) مطرح شده است. این شبکه ها بدلیل ترکیب قابلیت یادگیری شبکه های عصبی و خواص تابع موجک، نه تنها خاصیت آنالیز با دقت چندگانه موجک را حفظ نموده، بلکه دارای مزایایی مانند ساختار ساده، صحت تقریب زنی بالا و قابلیت تعمیم پذیری خوب به سیستم های غیرخطی می باشند. در این پایان نامه، یک کنترل کننده فازی تطبیقی به روش غیرمستقیم برای کنترل گروه خاصی از سیستم های غیرخطی، براساس شبکه های موجک فازی ارائه می شود. کنترل کننده پیشنهادی از دو شبکه موجک فازی جهت تقریب دینامیک نامشخص سیستم به صورت غیربهنگام، استفاده می نماید. به این صورت که ابتدا براساس داده های آموزشی و با تشکیل توری موجک، مجموعه موجک های کاندید انتخاب می-شوند. سپس با استفاده از الگوریتم ols موجک های موثر و پرنفوذ از میان موجک های کاندید برای ساخت زیر-شبکه های عصبی موجک (sub-wnns) تعیین می گردند. هر قانون فازی در ساختار شبکه موجک فازی، متناظر با یک زیر- شبکه عصبی موجک و یک پارامتر تطبیق می باشد. هر زیر- شبکه عصبی موجک نیز، شامل موجک هایی با یک پارامتر مقیاس مجزا می باشد. به این ترتیب، با تعیین تعداد قوانین فازی و زیر- شبکه های عصبی موجک، ساختار هر شبکه موجک فازی برای تقریب دینامیک سیستم تعیین می شود. در مرحله بعد، الگوریتم های فیلتر کالمن توسعه یافته(ekf) و تخمین حداقل مربعات بازگشتی(rlse) جهت تنظیم پارامترهای شبکه به گونه ای بکار می روند که شبکه موجک فازی دارای صحت تقریب زنی بالا و همگرایی سریع گردد. به این ترتیب به صورت غیربهنگام، ساختار هر شبکه موجک فازی برای تقریب دینامیک سیستم به دست می-آید. در مرحله بعد، این ساختارها، به صورت بهنگام برای تقریب توابع نامشخص سیستم در ساختار کنترل کننده، بکار می روند و قوانین تطبیقی برای بهنگام سازی پارامتر تطبیق در هر قانون فازی با استفاده از روش ترکیب لیاپانف به نحوی طراحی می شوند که سیستم حلقه بسته پایدار باقی بماند و خطای ردیابی به سمت صفر همگرا شود. به منظور نشان دادن کارایی و توانایی الگوریتم کنترل پیشنهادی، شبیه سازیهایی بر روی سیستم غیرخطی سرومکانیزم و پاندول معکوس انجام گرفته است.

تخمین پارامترهای سیگنال سینوسی میرا از مسائل قدیمی است که به شکل های گوناگون در کاربردهای مهندسی ظاهر می شود. مدل سازی سیگنال های صوتی و گفتار و شناسایی سیستم ها از جمله کاربردهای سیگنال های سینوسی میرا می باشند. سیگنال های صوتی دارای تغییرات سریع در دامنه می باشند و بنابراین مدل سازی آن ها به وسیله سیگنال سینوسی با دامنه ثابت کارآمد نیست. همچنین در مسائل شناسایی سیستم ها، توصیف پاسخ ضربه یک سیستم خطی به صورت مجموعی از نمایی های مختلط و شناسایی دامنه مختلط و فرکانس طبیعی این نمایی ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. تخمین پارامتر در سیگنال های سینوسی میرا می تواند شامل تخمین دامنه، ضریب میرایی، فرکانس و فاز باشد. در این میان، تخمین فرکانس و ضریب میرایی به لحاظ ارتباط غیر خطی با سیگنال سینوسی میرا از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این پایان نامه، یک الگوریتم تطبیقی، جهت تخمین بهنگام فرکانس و ضریب میرایی سیگنال های سینوسی میرا ارائه شده است. الگوریتم ارائه شده مبتنی بر مفهوم شناساننده تطبیقی به عنوان روشی برای تخمین پارامترهای یک سیستم خطی می باشد. الگوریتم پیشنهادی از یک فیلتر مرتبه دو به همراه دو قانون تنظیم تشکیل شده است که به طور غیر مستقیم تخمین فرکانس و ضریب میرایی سیگنال سینوسی میرا را بدست می دهند. به دلیل محدود بودن طول عمر سیگنال سینوسی میرا، تضمینی جهت همگرایی مقادیر تخمینی پارامترهای بدست آمده توسط الگوریتم گرادیان استاندارد به مقادیر نامی پارامترها وجود ندارد. جهت تضمین همگرایی، قوانین تنظیم حاصل شده از الگوریتم گرادیان به صورت مناسب نرمالیزه شده اند. پایداری مجانبی محلی الگوریتم پیشنهادی با استفاده از قضیه معدل گیری از نظریه سیستم های دینامیکی اثبات شده است. جنبه های مختلف الگوریتم ارائه شده از طریق شبیه سازی های کامپیوتری مورد بررسی قرار گرفته است. شبیه سازی های انجام داده شده نشان می دهند الگوریتم پیشنهادی توانایی تعقیب تغییرات آرام پارامترها را نیز دارد. همچنین نشان داده می شود الگوریتم ارائه شده توانایی تخمین فرکانس و ضریب میرایی سیگنال سینوسی نامیرا و همچنین توانایی تخمین فرکانس یک سیگنال سینوسی را نیز دارد. در ادامه با استفاده از الگوریتم پیشنهادی برای تخمین فرکانس و ضریب میرایی سیگنال های سینوسی میرا، کنترل کننده ای برای حذف این سیگنال ها به عنوان اغتشاش وارد شده به یک فرآیند خطی تغییر ناپذیر با زمان، طراحی شده است. بدین منظور از روش حذف پیشخوردی تطبیقی استفاده شده است. بازسازی سیگنال اغتشاش در حلقه ایده استفاده از این روش می باشد. مزیت استفاده از این روش، طراحی جداگانه تخمین زن فرکانس و ضریب میرایی و سیستم حذف اغتشاش سیگنال سینوسی میرا با فرکانس و ضریب میرایی مشخص می باشد. الگوریتم پیشنهادی ساختاری ساده داشته و برای فرآیند با تابع انتقال پایدار و معلوم به سادگی قابل طراحی می باشد. با ارائه مثال های شبیه سازی عملکرد کنترل کننده مورد بررسی قرار گرفته است. در مقایسه با الگوریتم مبتنی بر اصل مدل داخلی، تنظیم پارامترها در روش معرفی شده ساده تر می باشد. همچنین همگرایی سریع پارامترها و حذف سریع سیگنال اغتشاش از دیگر مزایای کنترل کننده پیشنهادی است. نتایج شبیه سازی موید تحلیل های تئوری و عملکرد مطلوب سیستم کنترلی پیشنهادی می باشند

تخمین پارامترهای یک سیستم یا سیگنال یکی از مسائل کلاسیک تئوری کنترل است که به شکلهای گوناگونی در زمینه های متفاوت از علوم کاربردی ظاهر می شود. برای تخمین پارامترهای نامعلوم یک سیستم، می توان از مشاهده گرهای حالت استفاده نمود. برای تخمین پارامترهای یک سیگنال می توان یک مدل برای این سیگنال ارائه نمود و سپس از مشاهده گرهای حالت برای تخمین پارامترهای مدل استفاده کرد. از مهمترین مسائل تخمین پارامترهای یک سیگنال، تخمین فرکانس سیگنال های سینوسی است که در بسیاری از شاخه های مهندسی کاربرد دارد. در کاربردهای عملی به دلیل ورود سنسورها به ناحیه کار غیرخطی خود، سیگنال های سینوسی تغییر شکل می دهند که می توان این تغییر شکل را به صورت اشباع در نظر گرفت. الگوریتم های رایج تخمین فرکانس، مانند فیلتر شکافدار وفقی، در مقابل سیگنالهای تناوبی و نه لزوماً سینوسی خالص، مانند سینوسی اشباع شده، نتایج رضایت بخشی فراهم نمی سازند. در این پایان نامه مساله تخمین فرکانس سیگنالهای سینوسی اشباع شده مورد بررسی قرار می گیرد. برای این منظور با توجه به اینکه سیگنال سینوسی اشباع شده دارای دو دینامیک زمانی مختلف است، از قابلیتهای مدلسازی سیستم های هیبرید می توان استفاده نمود. ابتدا یک مدل هیبرید برای سیگنال سینوسی اشباع شده پیشنهاد می شود که فرکانس سیگنال در این مدل هیبرید به صورت یک حالت ظاهر می شود. سپس یک مشاهده گر هیبرید برای تخمین حالت مدل هیبرید سیگنال سینوسی اشباع شده پیشنهاد می شود که منجر به تخمین بدون بایاس و واریانس این سیگنال می گردد. در طراحی این مشاهده گر هیبرید از تعمیم مشاهده گر غیرخطی مبتنی بر خمینه نامتغیر برای تخمین حالت سیستمهای هیبرید با دو مود کاری استفاده می شود. مشاهده گر پیشنهادی نسبت به سایر روشها دارای تعداد کمتری متغیر حالت بوده و نسبت به تغییر سطح اشباع سیگنال مقاوم است. همچنین این مشاهده گر دارای ساختار ساده ای می باشد. شبیه سازیهای مختلف عملکرد مطلوب مشاهده گر در شرایط مختلف را نشان می دهند. همچنین در این پایان نامه، ایده ترکیب مفاهیم هیبرید و فیلتر شکافدار وفقی پی گیری می شود که منجر به معرفی فیلتر شکافدار وفقی هیبرید می گردد. این فیلتر نیز با در نظر گرفتن رفتار دوگانه سیگنال سینوسی اشباع شده به صورت یک سیستم هیبرید طراحی می شود. شبیه سازیهای کامپیوتری نشان می دهد که فیلتر شکافدار وفقی هیبرید پیشنهادی، تخمین دقیقی از فرکانس یک سیگنال سینوسی اشباع شده فراهم می سازد.

تخمین فرکانس یکی از مسائل اساسی در تئوری سیستمها و پردازش سیگنال است و کاربردهایی در زمینه های مختلف مهندسی برق مانند کنترل و شناسایی سیستمها، مهندسی پزشکی، کنترل و حفاظت سیستمهای قدرت، مخابرات و رادار دارد. در یک دهه اخیر یک الگوریتم تخمین فرکانس سیگنالهای سینوسی مبتنی بر فیلتر شکاف دار وفقی مورد توجه محققین قرار گرفته است. این الگوریتم که anf چندتایی نامیده می شود از n زیر فیلتر موازی تشکیل شده است که هر زیر فیلتر پارامترهای یکی از مولفه های یک سیگنال شبه تناوبی شامل مجموع k سیگنال سینوسی را تخمین می زند. برای این ساختار سه حالت مختلف پایداری در حالتهای n>k,n=k,n<k می تواند مورد بررسی قرار گیرد. در حالت n=k، فرکانسهای سیگنال شبه تناوبی ورودی نقاط تعادل مجزای anf چندتایی هستند و پایداری نمایی این نقاط تعادل بررسی و اثبات می شود. در حالت n>k ، anf چندتایی دارای پیوستاری از نقاط تعادل است. در این حالت از مفهوم شبه پایداری استفاده شده و ثابت می شود فرکانس تخمینی k تا از زیر فیلترها به فرکانسهای سیگنال شبه تناوبی میل کرده و فرکانس تخمینی بقیه زیر فیلترها به کندی تغییر می کنند و به نزدیکترین فرکانس سیگنال ورودی بعد از یک مدت زمان نسبتا طولانی همگرا می شوند. در حالت n<k ، فرکانسهای تخمینی دارای بایاس و واریانس بوده و کرانداری نهایی مقادیر تخمینی در حضور اغتشاش مطرح می باشد. بویژه n=1 و موقعی که ورودی سیگنال سینوسی همراه با سیگنالهای نامطلوب است در کاربردهای عملی از اهمیت بیشتری برخوردار است. این سیگنالهای نامطلوب می تواند مولفه های هارمونیکی و یا غیر هارمونیکی سیگنال سینوسی، و یا نویز سفید یا رنگی باشد. در این پایان نامه، ضمن معرفی anf چندتایی و بررسی ویژگی های آن، حالات بیان شده در قبل برای anf چندتایی مورد تحقیق قرار می گیرد. به منظور بهبود عملکرد anf در حضور سیگنالهای نامطلوب راهکارهایی ارائه خواهد شد. مهمترین راهکاری که در این پایان نامه مطرح می شود استفاده از تابع پنجره در حلقه تخمین فرکانس anf است. سابقه استفاده از تابع پنجره به تبدیل فوریه گسسته و شکلهای اصلاح شده آن باز می گردد که باعث بهبود این الگوریتم در پردازش سیگنالها می شود. بررسی های انجام شده در این پایان نامه نشان می دهد که تابع پنجره اثرات مطلوبی در تخمین پارامترهای سیگنال سینوسی توسط anf در حضور مولفه های ناخواسته دارد.

در سیستم های کنترلی امروزی، پردازش بهنگام سیگنال ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. زیرا این سیگنال ها حاوی اطلاعاتی از سیستم و بنابراین عملکرد آن هستند. هر چه بتوان اطلاعات بیشتری از سیگنال های در دسترس استخراج کرد، طبیعتا توصیف دقیق تری از خصوصیات سیستم در اختیار داریم و در نتیجه توانایی کنترلی بالاتری خواهیم داشت. بنابراین پژوهش های بسیاری جهت رویارویی با سیگنال هایی که وجودشان از قبل قابل پیش بینی می باشد انجام گرفته است. یک دسته از این سیگنال ها که در کاربردهای گوناگون ظاهر می شوند سیگنال های سینوسی و در حالت کلی تر سیگنال های سینوسی میرا هستند. سیگنال های سینوسی میرا در گستره وسیعی از کاربردها ظاهر می شوند. چه به منظور کاربردهای کنترلی (همچون حذف اغتشاش) و چه به قصد پردازش سیگنال، یافتن الگوریتمی که توانایی استخراج و تعقیب پارامترهای این سیگنال را داشته باشد، حائز اهمیت می باشد. این موضوع پژوهشگران را بر آن داشته تا به دنبال راهکارهایی مناسب جهت استخراج پارامترهای این نوع سیگنال به منظور کاربردهای بهنگام باشند. تخمین پارامتر در سیگنال های سینوسی میرا می تواند شامل تخمین دامنه، ضریب میرایی، فرکانس و فاز باشد. با توجه به این موضوعات، در این پایان نامه ابتدا الگوریتم جدیدی مبتنی بر استفاده از شبکه های عصبی آدالاین تک ورودی و دو ورودی برای تخمین بهنگام فرکانس و ضریب میرایی یک سیگنال سینوسی میرای مختلط ارائه شده است.

تخمین فرکانس سیگنال های سینوسی کاربردهای فراوانی در حوزه های مهندسی برق مانند کنترل و شناسایی سیستمها، مهندسی پزشکی، کنترل و نگهداری سیستمهای قدرت، مخابرات و رادار دارد. طی چند دهه اخیر تلاشهای فراوانی به لحاظ تئوری و عملی صورت گرفته تا یک روش کارآمد برای تخمین فرکانس ارائه شود و این تلاشها همچنان ادامه دارد. فیلتر شکاف دار وفقی یکی از روش های تخمین فرکانس سیگنالهای سینوسی است که دارای ویژگی های دقیق بودن مقدار فرکانس تخمینی و تعقیب تغییرات فرکانس است. گسسته سازی مناسب یک فیلتر زمان پیوسته جهت پیاده سازی بر روی یک پردازنده دیجیتال از اهمیت ویژه ای برخوردار است. فیلترهای زمان-گسسته مزایایی نسبت به فیلترهای زمان-پیوسته دارند که از آن جمله اند: کارایی بیشتر، عملکرد بهینه، تاثیر پذیری کمتر از نویز و اختلال، ساختار فشرده تر و سبکتر. در این پایان نامه ابتدا فیلتر شکاف دار وفقی زمان پیوسته جهت تخمین فرکانس سیگنال های سینوسی معرفی شده و ویژگیهای آن مورد بررسی قرار می گیرد . سپس چگونگی گسسته سازی فیلتر شکاف دار وفقی مطرح شده و دو روش گسسته سازی از طریق گسسته سازی معادلات حالت و تطبیق قطب و صفر برای فیلتر معرفی می شود. پایداری فیلترهای شکاف دار وفقی زمان گسسته پیشنهادی با استفاده از قضایایی به اثبات رسیده و عملکرد مطلوب آنها با شبیه سازی کامپیوتری تایید می شود. همچنین تاثیر فرکانس نمونه برداری بر روی فیلتر های پیشنهادی بررسی می شود. در پایان جهت کاهش نویز سیگنال ورودی مسئله تنظیم پهنای باند فیلتر شکاف دار وفقی زمان گسسته به روش تطبیق قطب وصفر مطرح می شود. یک قانون تنظیم پهنای باند مبتنی بر الگوریتم گرادیان معرفی می شود به گونه ای که همزمان با تخمین فرکانس پهنای باند فیلتر به مقدار مطلوب تنظیم شود. پایداری فیلتر شکاف دار وفقی زمان گسسته با قانون تنظیم پهنای باند به اثبات رسیده و عملکرد مطلوب این فیلتر با شبیه سازی های کامپیوتری نشان داده می شود.

امروزه با صنعتی شدن و رشد سریع جوامع، دستاوردهای جدیدی همواره درصنعت نمود پیدا می کند. درتمامی صنایع از قبیل کارخانجات تولید فولاد، ازجرثقیل های سقفی جهت جابجایی اجسام سنگین استفاده می شود. از جمله مشکلاتی که در کاربرد جرثقیل های سقفی وجود دارد، نوسان بار آویزان در هنگام حرکت و توقف جرثقیل و یا به واسطه وزش بادهای شدید می باشد که ممکن است پیشامدهای ناگواری را به همراه داشته باشد. این امر به شدت ایمنی محیط کار و کارکنان را کاهش خواهد داد. بنابراین سعی شده است که میزان این نوسانات تخمین و میرا گردند. پژوهش هایی با استفاده از سیستم های الکترونیکی نظیر پردازش تصویر، سیستم دیداری و نیز حسگرهای مکانیکی مانند حسگر شتاب یا سلول بار برای تخمین زاویه نوسان بار آویزان، انجام شده است. از معایب بعضی از این روش ها نظیر سیستم دیداری، می توان به هزینه بالای آن و نیز ایجاد خطا به واسطه ی تغییر شرایط محیطی اشاره کرد. دراین پایان نامه قصد داریم یک روش جدید و دقیق برای تخمین زاویه نوسان بار آویزان، مبتنی بر استفاده از رویتگر حالت ارائه دهیم و سپس با کنترل کننده بهینه lqr ، این نوسانات را میرا سازیم. برای این کار ابتدا معادلات دینامیکی سیستم که شامل جرثقیل و موتور می باشد را به دست آورده و بلوک کنترلی آن را طراحی خواهیم کرد. سپس نتایج بدست آمده را شبیه سازی می کنیم تا صحت آنها تأیید شود.

نیاز به انرژی الکتریکی با کمترین توقف، باعث تمرکز حجم وسیعی از مطالعات بر روی مکانیزم های کنترلی برای بهبود پایداری در شبکه های قدرت شده است. توسعه و گسترش شبکه های الکتریکی، تنوع روش های تولید انرژی الکتریکی و همچنین تاثیر متقابل نیروگاه ها بر یکدیگر از دیگر دلایل بررسی پایداری شبکه های الکتریکی از دیدگاه های مختلف در دو دهه ی اخیر بوده است. اما پایداری شبکه های الکتریکی همواره با چالش های جدی روبه رو است. شبکه های الکتریکی همواره با اغتشاش های گوناگون از جمله خطاهای اتصال کوتاه، نوسان های الکترومکانیکی، فرکانس زیر سنکرون و اغتشاشاتی از این دست روبه رو هستند. این عوامل می تواند باعث تولید سیگنال های سینوسی، سینوسی میرا و جریان مستقیم میرا شود که تاثیر منفی بر روی پایداری شبکه قدرت و نیروگاه ها دارند. این سیگنال ها معمولا نامطلوب بوده و حتی می تواند ناپایداری شبکه قدرت و نیروگاه را به همراه داشته باشد. بنابراین لازم است با مکانیزمی این سیگنال ها شناسایی شود و اثر آن بر سیستم کاهش داده شود. از بین مدل هایی که برای سیگنال های اغتشاش شبکه قدرت در نظر گرفته می شود، سیگنال های سینوسی میرا اهمیت ویژه ای دارند، زیرا در زمینه های گوناگون از جمله نوسان های الکترومکانیکی، فرکانس رزونانس زیر سنکرون و حالت های دینامیکی بعد از حذف خطا ظاهر می شوند. بنابراین ارائه الگوریتمی کارا که توانایی شناسایی پارامترهای یک سیگنال سینوسی میرا را دارد، ضروری به نظر می رسد. با توجه به اهمیت شناسایی نوسان های الکترومکانیکی در بین اغتشاش های با مدل سینوسی میرا، این پایان نامه بر روی نوسان های الکترومکانیکی متمرکز شده است. در این پایان نامه، یک الگوریتم تطبیقی، جهت تخمین فرکانس و ضریب میرایی سیگنال های سینوسی میرا ارائه شده است. الگوریتم ارائه شده تعمیم یافته ساختار انتگرالگیر تعمیم یافته مرتبه دوم است. ساختارانتگرالگیر تعمیم یافته مرتبه دوم به همراه یک قانون تخمین برای شناسایی پارامترهای یک سیگنال سینوسی استفاده می شود. الگوریتم پیشنهادی از یک فیلتر مرتبه دو به همراه دو قانون تنظیم تشکیل شده است که به طور مستقیم تخمین فرکانس و ضریب میرایی را بدست می دهند. پایداری الگوریتم پیشنهادی با استفاده از قضیه میانگین گیری و مفاهیم خمینه انتگرال اثبات شده است. جنبه های گوناگون الگوریتم ارائه شده از طریق شبیه سازی کامپیوتری مورد بررسی قرار گرفته است. شبیه سازی های انجام شده نشان می دهند الگوریتم پیشنهادی توانایی تعقیب تغییرات پله ای پارامترها و استخراج سیگنال های مجموع چند سیگنال سینوسی میرا را نیز دارا است. همچنین الگوریتم پیشنهادی بر روی سیستم دو ناحیه ای کاندور شبیه سازی شده است که عمکرد مناسب الگوریتم را نشان می دهد. در ادامه با استفاده از الگوریتم پیشنهادی برای تخمین فرکانس و ضریب میرایی سیگنال های سینوسی میرا، یک الگوریتم کنترلی بر مبنای اصل مدل داخلی برای کنترل نوسان های میرا در شبکه قدرت ارائه شده است. بازسازی دینامیک اغتشاش در حلقه کنترلی ایده ی اصلی این روش است. عدم نیاز به پارامترهای سیستم قدرت، کم بودن پارامترهای طراحی، سادگی و حساسیت کم به انتخاب شرایط اولیه از مزایای روش پیشنهادی است. پایدارساز سیستم قدرت و روش های کنترل بهینه از روش های به کار گرفته شده در زمینه بهبود پایداری است ولی عملکرد در یک نقطه خاص، نیاز به پارامترهای سیستم قدرت برای طراحی و هزینه بالا از معایب این روش ها است. همچنین نیاز به کلیه حالت ها، روش های کنترل بهینه را هزینه بر ساخته است. این معایب در روش پیشنهادی وجود ندارد. روش کنترلی پیشنهادی بر روی دو شبکه قدرت در در شبیه ساز سیستم قدرت شبیه سازی شده است و از جنبه های گوناگون مورد بررسی قرار گرفته است.

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.

کنترل سیستم¬های خطی تغییرناپذیر با زمان، با پارامترهای نامعین از زمینه¬های فعال کنترل بوده و تحقیقات گسترده و طولانی در این زمینه صورت گرفته است. اکنون عموما پذیرفته شده است که هرگاه خطاهای پارامتری کوچک باشند، کنترل تطبیقی با استفاده از یک مدل شناسایی شرایط مطلوب را فراهم ساخته و پایداری و مقاوم بودن سیستم را برآورده می¬کند. اما اگر خطاهای پارامتری بزرگ باشند، پاسخ گذرای سیستم¬های تطبیقی نوسانی و با دامنه بزرگ است. برای بهبود کارایی در چنین مواردی تلاش¬های بسیاری انجام گرفته است. یکی از موفق¬ترین این تلاش¬ها مدل¬ چندگانه است که در سال 1990 معرفی شده است. در این راستا دو روش سوئیچینگ بین مدل¬های ثابت چندگانه و روش سوئیچینگ و تنظیم بین مدل¬های ثابت با مدل¬های تطبیقی پیشنهاد شده است. شبیه¬سازی¬های متعدد نشان داده است که روش سوئیچینگ و تنظیم به شرط آنکه محدودیتی روی تعداد مدل استفاده شده وجود نداشته باشد، عملکرد خوبی دارد. در این روش¬ها تعداد مدل¬های مورد نیاز برای اینکه حداقل یک مدل¬ ثابت در فضای پارامتری به اندازه¬ی کافی به سیستم تحت کنترل نزدیک باشد، زیاد بوده و این تعداد با افزایش ابعاد بردار پارامترهای نامعین به¬طور نمایی افزایش می¬یابد. به¬طور خاص، معیار¬های عملکرد مدل¬های مختلف فقط برای شناسایی مدل نزدیک¬تر به سیستم تحت کنترل استفاده می¬شوند و اطلاعات مدل¬های مختلف به¬طور موثر و مشترک استفاده نمی¬شود. روش¬های تطبیقی رایج در حضور نامعینی پارامتری بزرگ و در محیط نویزی یا تغییرات سریع پارامترها به¬طور کلی کارایی ندارند. اخیرا، یک روش مدل چندگانه مطرح شده است که تفاوت مهمی با روش¬های قبلی دارد. این رویکرد به n+1 مدل نیاز دارد که این تعداد مدل (در مقایسه با c^n که c یک عدد صحیح است) وقتی که n بزرگ باشد، به¬طور قابل توجهی کمتر است. درحالی که هر n+1 مدل انتخابی یک تخمین از بردار ضرایب سیستم تحت کنترل را تولید می¬کنند، رویکرد جدید یک تخمین ارائه می¬دهد که به اشتراک خروجی همه¬ی مدل¬ها، وابسته است و می¬تواند به عنوان یک ترکیب محدب تغییرپذیر با زمان از تخمین¬ها دیده شود. این روش در مقایسه با روش¬های مدل چندگانه رایج از همگرایی سریع¬تری برخوردار است. به منظور بررسی برخی کاربردهای این رویکرد، در این پایان¬نامه رویکرد جدید در مدل چندگانه در دو زمینه مطرح شده است. ابتدا این رویکرد در کنترل تطبیقی یک مدل خطی تغییرناپذیر با زمان، برای حالتی که متغیرهای حالت در دسترس هستند استفاده شده است. در این مدل خطی بردار ضرایب چندجمله¬ای مشخصه یک تابع خطی آفین از بردار پارامتر نامعلوم سیستم تحت کنترل است. از آنجایی که نگاشت خطی چندوجهی¬های محدب خاصیت پوش محدب را حفظ می¬کند بنابراین به¬نظر می¬رسد که محاسبه¬ی تخمین پارامترهای نامعلوم سیستم تحت کنترل با استفاده از ترکیب محدب مدل¬های چندگانه امکان¬پذیر خواهد بود. سپس این رویکرد برای کنترل تطبیقی یک کلاس خاص از مدل¬های غیرخطی استفاده خواهد شد. در این مدل غیرخطی معادله¬ی دیفرانسیل حالت n-ام یک ترکیب خطی از توابع غیرخطی حالت¬هاست و معادلات مدل در فرم کانونیک هستند. در هر دو حالت به کمک قضایایی همگرایی پارامترهای نامعین به سمت مقادیر واقعی خودشان اثبات شده است. شبیه¬سازی¬های کامپیوتری کارایی روش¬های پیشنهادی را تایید می¬کند.

ّبرای کاهش اثر ناخواسته هارمونیک های ولتاژ محرکه برگشتی با استفاده از روش های کنترلی، جریان های ورودی موتور را به گونه ای تنظیم می کنند که اثر هارمونیک های نیروی محرکه برگشتی در ریپل گشتاور کاهش یابد. در این تحقیق جریان های مرجع تولید شده توسط الگوریتم بهینه سازی، با استفاده از روش قاب مرجع چندگانه به موتور اعمال می شود تا ریپل گشتاور موتور سنکرون مغناطیس دائم، با حضور مولفه های هارمونیکی در نیروی محرکه برگشتی کاهش یابد. در این پایان نامه از فیلتر شکاف دار تطبیقی برای دستیابی به این هدف استفاده شده است.