امروزه بیشتر مسائل بهینه سازی که بشر در دنیای واقعی با آن ها سروکار دارد بیش از یک هدف را در بر می گیرند. بهطوری که پاسخ بهینه مسئله هنگامی حاصل می شود که کلیه اهداف به یک مرز خاص از بهینگی رسیده باشند، این گونه مسائل را مسائل بهینه سازی چندهدفه می نامیم . از آنجایی که در مسائل بهینه سازی چندهدفه، باید چند هدف هم زمان بهینه گردند و ممکن است این اهداف با هم در تضاد باشند لذا با مجموعه ای از پاسخ های بهینه مواجه هستیم. بنابراین در اینجا یک مفهوم عمومی پذیرفته شده به نام پاسخ بهینه، مانند آنچه که در مسائل بهینه سازی تک هدفه وجود دارد دیده نمیشود، بلکه با مجموعه ای از پاسخ های بهینه مواجه هستیم. امروزه الگوریتم های تکاملی ابزار مناسبی برای حل مسائل بهینه سازی چندهدفه در نظرگرفته می شوند چراکه همواره با مجموعه ای از راه حل ها مواجه هستند. روش های کلاسیک در هر مرحله از اجرا تنها یک پاسخ را می توانند بیابند از اینرو نمی توانند برای یافتن مجموعه ای از پاسخ های بهینه مناسب باشند. از آنجاییکه الگوریتم های تکاملی بر اساس جمعیت هستند، یافتن یک مجموعه از پاسخهای بهینه در یکبار اجرای الگوریتم امکانپذیر میباشد. در این پایان نامه روش جدیدی برای حل مسائل بهینهسازی چندهدفه با ترکیب الگوریتم تکاملی بهینهسازی جغرافیای زیستی ، الگوریتم تکاملتفاضلی و الگوریتم تکاملفرهنگی ، معرفی شده است . برای این منظور در الگوریتم پیشنهادی اول، قابلیت استخراج bbo با قابلیت اکتشاف de ترکیب شده است. در الگوریتم پیشنهادی دوم علاوه بر استفاده ازالگوریتم هایbbo و de از فضای اعتقاد الگوریتم ca نیز برای هدایت فرآیند جستجو استفاده شده است. در نهایت کارایی الگوریتم های پیشنهادی با استفاده از چندین تابع آزمون و معیارهای همگرایی و پراکندگی، مطرح در مسائل بهینه سازی چندهدفه تکاملی، مورد ارزیابی قرار گرفته و با الگوریتم های مطرح در این زمینه مقایسه شده است. نتایج حاصل بیانگرکارایی مطلوب الگوریتم پیشنهادی در رقابت با سایر الگوریتمهای مطرح می باشد.

ایجاد عمق بیهوشی مناسب، بیداری و ریکاوری سریع بیمار، همیشه از موضوعات موردعلاقه دست اندرکاران حرفه ی بیهوشی بوده است. بنابراین امروزه لازمه ی یک جراحی موفق، علاوه بر مهارت جراح، به بیهوشی مناسب بیمار نیز وابسته است. ایجاد عمق بیهوشی مطلوب با کنترل میزان اعمال داروهای بیهوشی مختلف برای سه هدف اصلی بیهوشی یعنی خواب آلودگی، بی دردی و شلی عضلات به طور جداگانه انجام می گیرد. اعمال میزان بیش از حد داروی بیهوشی سبب می شود به هوش آمدن بیمار دچار اختلال گردد و از سوی دیگر به کارگرفتن میزان داروی کمتر از حد لازم باعث می شود بیمار تحریک های دردآور ناشی از عمل جراحی را درک حسی نماید. استفاده از داروهای تزریقی این روزها بر داروهای استنشاقی ترجیح داده می شود. همچنین کنترل همزمان میزان داروهای مختلف برای کل فرآیند بیهوشی جزء دورنماهای آتی اتوماسیون بیهوشی است. در این پایان نامه مسأله کنترل داروهای بیهوشی در عمل جراحی مدنظر است، با این هدف که با استفاده از یک دیدگاه ترکیبی از کنترل کلاسیک و هوشمند، کنترل کننده ای مناسب طراحی شود تا بتوان با کمترین مقدار دارو عمق مطلوب بیهوشی را در بیمار ایجاد نمود. برای نیل به این مقصود ابتدا کنترل کننده کلاسیک مد لغزشی مورد بررسی قرار گرفته و سپس با استفاده از سطح لغزش بدست آمده از کنترل کننده کلاسیک مد لغزشی، کنترل کننده ای ترکیبی برای کنترل فرآیند اعمال داروی بیهوشی تزریقی پروپوفول طراحی شده است. کنترل کننده های هوشمند در مواجهه با عدم قطعیت ها و تغییرات فرآیند تحت کنترل، اغتشاشات و نویز میتوانند با دقت بالا به کنترل فرآیند بیهوشی بپردازند. کنترل کننده هوشمند مورد استفاده کنترل کننده شبکه عصبی مبتنی توابع شعاعی می باشد که سطح لغزش بعنوان ورودی آن در نظر گرفته می شود. در سیستم های فیزیولوژیکی و بیولوژیکی بیشتر از مدل چند قسمتی به منظور مدل سازی استفاده می شود. این مدل ها برای کاربرد در کنترل حلقه بسته سیستم های تزریق و تنظیم دارو نیز بسیار مناسب هستند. به همین علت از یک مدل سه قسمتی که پارامترهای آن به صورت کلینیکی و بالینی به دست آمده اند، به جای بیمار تحت عمل جراحی در شبیه سازی کامپیوتری استفاده کرده ایم

در چند دهه ی اخیر مساله ی ضدکنترل آشوب که بیان گر ورود رفتار آشوبناک در یک سیستم غیرآشوبی می باشد، مورد توجه قرار گرفته است. به همین منظور با ورود رفتار آشوبناک در سیستم پاندول معکوس چرخشی(rip) از این مزایا در حوزه ی شناسایی سیستم، تشخیص و جبران سازی خطا بهره گرفته شده است. این سیستم در کنترل خطی و غیر خطی به عنوان سیستم مکانیکی غیرخطی، زیر فعال ، غیرکمینهفاز و ناپایدار بسیار مورد توجه است. زیر فعال بودن به معنای کمتر بودن تعداد عملگرها از درجات آزادی سیستم می باشد. متاسفانه اغلب این سیستم ها غیرکمینه فاز نیز هستند. ورود رفتار آشوب در سیستم پاندول معکوس از طریق ردیابی موقعیت یک ژیروسکوپ که دارای رفتار آشوبی است، انجام می شود. برای این منظور از کنترل کننده خطی ساز ورودی-خروجی استفاده می شود، ولی به دلیل غیرکمینه فاز بودن، دینامیک صفر سیستم ناپایدار می باشد. به همین منظور، ابتدا با انتخاب یک تبدیل حالت و تعریف خروجی جدید، دینامیک صفر، به منحنی هایی پایا از سیستم تبدیل شده تا از ناپایداری داخلی جلوگیری شود. سپس کنترل کننده خطی ساز فیدبک ورودی-خروجی در فضای جدید برای هدف ردیابی سیگنال آشوب طراحی می شود. غنای سیگنال آشوب در حوزه ی شناسایی سیستم برای استخراج مدل سیمولاتوری مفید واقع می شود. نشان داده شده است که ورودی سیگنال آشوب تضعیف شده به جای سیگنال صفر، باعث مقاوم شدن سیستم در برابر خطا های ناگهانی و افزایش سرعت تشخیص و جبران سازی خطا می شود.

در این نوشتار به طراحی و ساخت یک سیستم تعادلی جدید با الهام از هواپیماهای عمودپرواز تیلت روتور(خصوصاً v-22 ospery) پرداخته شده است. هدف از ساخت این دستگاه تولید ابزاری آموزشی-پژوهشی چندمنظوره برای دانشجویان رشته مکاترونیک بوده است. مراحل تولید از مرحله طراحی بخش مکانیکی و بررسی دینامیکی سیستم با کمک نرم افزارهای solidworks، adams، ansys و maplesim شروع شده و با ساخت بخش مکانیکی ادامه یافت. در مرحله بعدی طراحی مدار الکترونیکی دستگاه با نرم افزار altium designer صورت گرفت و مدار الکترونیکی دستگاه پیاده سازی شد. نرم افزارهای سیستم الکترونیک با استفاده از کامپایلر keil uvision برای میکروکنترلر arm cortex-m3 و xilinx ise برای fpga مدل xilinx spartan-6 روی مدار چاپی نوشته شد، همچنین رابط های نرم افزاری pc دستگاه درون نرم افزار matlab آماده شده است. در نهایت برای نمایش قابلیت سیستم چند مورد از کاربردهای این دستگاه ذکر شده است. سیستم از نظر مکانیکی دارای 5 درجه آزادی بوده که توسط دو موتور سروو و دو موتور bldc به حرکت در آمده و کنترل دستگاه توسط ترکیبی از fpga، arm و pc انجام می شود.

نوشتار پیش رو حاصل امکان سنجی ، طراحی و شبیه سازی نوعی عملگر الکترومکانیکی با کارکرد در شرایط محیطی وابعادی خاص است. تولید گشتاور خروجی 40 نیوتون متر، سرعت بیشینه 10رادیان بر ثانیه و پهنای باند 8 هرتز درکنار جانمایی در محفظه مورد نظر از جمله این شرایط است. بر این اساس پس از بررسی شرایط و امکان سنجی به کارگیری و طراحی انواع عملگرهای موجود، به طراحی گونه ای نوین، مخصوص عملکرد در شرایط مسئله پرداخته شده است. روند طراحی این عملگر با توجه به وابستگی کامل به شرایط مسئله با دو رویکرد زیر دنبال شده است: 1. استفاده از نوعی مکانیزم چرخشی-لغزشی 2. استفاده از مکانیزم لنگ-لغزنده پس از طراحی و بررسی کارکرد انواع نامزدهای مورد نظر در مجموعه تعریفی مسئله و بررسی مزایا و معایب به تکمیل نزدیک ترین طرح به انتظارات مسئله پرداخته شده که طرح حاصل با رویکرد استفاده از مکانیزم لنگ و لغزنده و ایده ای نوآورانه طراحی شده و به صورت مناسبی خواسته های مسئله را برآورده کرده است. روند اعتبارسنجی کارکرد نمونه طراحی شده نهایی در محیط های نرم افزاری بخش دیگری از این نوشتار را به خود اختصاص داده است که بر این اساس پس از انجام آزمون ها و تحلیل های لازمه در محیط نرم افزار ansys به شبیه سازی عملگر در محیط نرم افزار simmechanic matlab پرداخته شده است. در این قسمت نیز نتایج به صورت کامل ارائه شده است که نشان دهنده موفقیت در حوزه طراحی است. در انتها به کنترل عملگر طراحی شده پرداخته شده است. با توجه به خاصیت خطی ورودی های سیستم، نتایج قابل قبولی در این حوزه و در به کارگیری کنترل کننده خطی pid حاصل شده است.

با توجه به نرخ بالای مرگ و میر ناشی از بیماری سرطان سینه در میان زنان، آشکارسازی زودهنگام روشی موثر در تشخیص سریع و هدایت این بیماری و امکان معالجه به موقع و در نتیجه کاهش مرگ و میر می باشد. در این تحقیق دسته بندی کننده ماشین بردار پشتیبان با انتخاب ویژگی تحلیل مولفه های اصلی برای حل این مشکل پیشنهاد شده است. کارایی این سیستم ها از نظر معیارهای ارزیابی با دسته بندی کننده هایی که در گذشته به کار گرفته شده اند مورد مقایسه قرار گرفته است. ارزیابی تمامی الگوریتم ها روی پایگاه داده wbcd انجام شده است. نتایج بدست آمده بیانگر حساسیت، خصوصیت و صحت بالای دسته بندی کننده پیشنهادی همراه با تعداد ویژگی انتخابی کم تر، در آشکارسازی سرطان سینه می باشد.