حفاظت از سازه ساکنین و وسائل موجود در آن، در مقابل بارهای محیطی مانند زلزله، یکی از چالشهای مهم در مهندسی عمران میباشد. در گذشته روشهای طراحی بر اساس تغییر شکل غیرارتجاعی مرسوم بوده، و امروزه کنترل سازه ای مورد توجه خاصی قرار گرفته است. الگوریتمهای کنترل کلاسیک به یک مدل ریاضی دقیق از سازه برای کاهش ارتعاش، نیاز دارند. امروزه سازه هایی که ساخته میشوند، باریکتر، انعطافپذیرتر و دارای خصوصیات پیچیده تری هستند. بنابراین، کاهش پیچیدگی مدل سازه نادرست است و مکانیزم کنترل بر اساس این مدل بهینه نخواهد بود. کنترل فازی به مدل ریاضی دقیق از سازه نیاز ندارد و به مدل کاهش یافته نیز وابسته نیست. در این مطالعه کنترل کننده فازی برای یک سازه با چند درجه آزادی همراه با میراگر جرمی تنظیم شده غیرفعال و نیمه فعال برای کاهش ارتعاشات حاصل از زمین لرزه، طراحی شده است. میراگر جرمی تنظیم شده نیمه فعال، توان خارجی پایینی برای تعدیل میرائی مصرف میکند. کنترل کننده فازی بخاطر خصوصیت مقاوم بودن و کارائی بالا، به طور موثر و آسانی در کنترل استفاده میشود. در این مطالعه، میراگر نیمه فعال مگنتورئولوجیکال (mr) استفاده شده و یک مدل با ده درجه آزادی همراه با میراگر جرمی نیمه فعال که در طبقه دهم قرار داده شده، مورد بررسی قرار گرفته است. اثر کنترل کننده در محدود کردن جابجایی ها و شتابها و همچنین جابجایی میراگر جرمی نیمه فعال، مطالعه گردیده است. کارائی کنترل کننده فازی برای زمینلرزههای el centro ، hachinohe، northridge و طبس، توسط مدل شبیه سازی شده در نرم افزار matlab، محاسبه و بررسی شده است. پاسخهای به دست آمده با پاسخهای سازه کنترلشده توسط میراگر جرمی غیرفعال مقایسه شده است.

در این پایان نامه , هدف کنترل یکی از بازوهای ماهر رباتیک , ربات " پیوما 560 " می باشد . این ربات دارای 6 مفصل لولایی است که هر یک از 6 مفصل ربات توسط یک محرک ( موتور dc) به حرکت در آمده , تا موقعیت نقطه انتهایی ربات به مکان مورد نظر ما برسد . این ربات کاربردهای زیادی در صنعت دارد . از بین روش های کنترلی , روش کنترل فازی تطبیقی غیر مستقیم را برای کنترل این ربات انتخاب نموده ایم ,که برای طراحی سیستم های فازی در این روش کنترلی , پارامترهای این سیستم ها را با روش گرادیان نزولی تنظیم می نمائیم به منظور این که خطای ردگیری بین موقعیت های مطلوب با مفاصل ربات مینیمم گردد . در انجام این پروژه , قبل از طراحی کنترلر برای ربات پیوما 560 , این نوع کنترلر را برای یک موتور dc طراحی نموده ایم و پس از نتیجه بخش بودن آن , از این کنترلر برای کنترل سیگنال ولتاژ هر یک از شش موتوری که مفاصل ربات را به حرکت در می آورد استفاده می نمائیم . در واقع کنترل روی هر یک از مفاصل بصورت جداگانه انجام می گیرد که همان استراتژی کنترل مفصل مستقل است . در این حالت کوپلینگ بین مفاصل ربات نادیده گرفته شده , ولی چون سیستم کنترل ، تطبیقی است کوپلینگ بین مفاصل که همان اغتشاشات و عدم قطعیت ها در سیستم است در نظر گرفته می شود . لازم به ذکر است که ما هیچ رابطه ای از سیستم اصلی ربات " پیوما 560 " نداریم و معادلات مربوط به ربات برای ما ناشناخته می باشد . برای شبیه سازی این سیستم کنترل از ربات پیوما 560 موجود در جعبه ابزار رباتیک نرم افزار مطلب استفاده می کنیم . در انتها این روش کنترل با یکی از روش های کنترل کلاسیک یعنی روش کنترل کلاسیک pd مقایسه شده و به این نتیجه خواهیم رسید که در روش کنترل فازی تطبیقی غیر مستقیم , خطای حالت دائم کمتری داریم ولی نسبت به روش کنترل کلاسیک pd , دیرتر سیستم کنترل تطبیق پیدا می کند .

در رباتیک، خطی سازی فیدبکی به عنوان دینامیک وارون شناخته شده است. وقتی مدل دقیق در اختیار نباشد، خطی سازی فیدبکی روی مدل نامی سیستم اجرا می شود. با توجه به تفاوت مدل های نامی و دقیق باید به جبران اثر عدم قطعیت مدل درسیستم کنترل بپردازیم. در نتیجه، روش های کنترل مقاوم از اهمیت ویژه ای برخوردار می شوند. در این پایان نامه، کنترل مود لغزشی پیشنهادی به بازوی ماهر ربات دو- رابط اعمال می گردد. کنترل مود لغزشی به دلیل مقاوم بودن در مقابل عدم قطعیت های پارامتری، اغتشاش خارجی و دینامیک مدل نشده و پاسخ دینامیکی سریع و سادگی محاسباتی قابل توجه است. ولی کنترل مود لغزشی با پدیده لرزش مواجه است. لرزش باعث تحریک دینامیک های مدل نشده و در نتیجه عملکرد نا مطلوب سیستم می شود. برای حذف لرزش در کنترل مود لغزشی بازوی ربات، روش های طراحی لایه مرزی و کنترل مود لغزشی مرتبه دوم پیشنهاد شده اند. روش طراحی لایه مرزی دقت پاسخ را کاهش می دهد و روش مود لغزشی مرتبه دوم نیاز به آشکار ساز دارد. در این پایان نامه یک روش جدید برای کاهش لرزش کنترلی مود لغزشی بازوی ربات ارائه می شود. در این روش جدید از فیلتر پایین گذر، در کنترل کننده استفاده می شود. آنالیز فرکانسی، تحلیل پایداری و ارزیابی عملکرد سیستم انجام می شود. برای تحلیل پایداری سیستم، ربات و فیلتر را با هم یک سیستم جدید در نظر گرفته و برای این سیستم جدید، کنترل مود لغزشی اعمال می شود. این روش، حذف لرزش و حفظ دقت پاسخ را نتیجه می دهد. نتایج شبیه سازی مناسب بودن این روش را نشان می دهند.

امروزه تأمین انرژی الکتریکی یکی از مهمترین نیازهای بشر است. این انرژی از روش های مختلفی از قبیل پیلهای الکتریکی، نیروگا هها قابل حصول است. در این میان نیروگاهها نقش بسیار زیادی در تأمین انرژی الکتریکی مورد نیاز برای انسان داشته و حجم وسیعی از انرژی الکتریکی را تولید می کنند. نیروگاه ها خود انواع مختلفی دارند که می توان به نیروگاه های فسیلی، گازی، بادی ونیروگاه های هسته ای اشاره کرد. هر کدام از این نیروگاه ها از سوخت های مختلفی برای تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی استفاده می کنند. به عنوان مثال در نیروگاه های فسیلی از سوخت فسیلی برای تولید انرژی اولیه مورد نیاز برای تولید انرژی الکتریکی استفاده می شود. و یا در نیروگاه های هسته ای از انرژی حاصل از شکافت هسته ای برای تولید انرژی الکتریکی استفاده می شود. در این نوع نیروگا هها انرژی اولیه لازم بوسیله یک راکتور هسته ای تأمین می گردد. خاموش و روشن کردن مجدد نیروگاه های هسته ای هزینه زیادی دربر دارد. یکی از اجزاء کلیدی نیروگاههای هسته ای مولد بخار است که نقش رابط بین خنک کننده مدار اولیّه راکتور هسته ای و سیال کاری را ایفا می کند. عملکرد این جزء از نیروگاه به صورت مستقیم بر راکتور هسته ای و توربین تأثیرگذار است. به طوریکه اگر مولد بخار نتواند بخار کاملا خشکی را تولید نماید، ذرات آب موجود در بخار باعث ضربه زدن به پره های توربین شده و بعد از مدتی باعث خرابی توربین می شود. همچنین اگر مولد بخار نتواند به خوبی حرارت تولید شده توسط راکتور هسته ای را برداشت نماید، خاموش سازی راکتور را به دنبال خواهد داشت. با توجه به این موضوع، بسیار مهم است که بتوانیم سطح آب مولد بخار را در یک محدوده معین نگه داریم زیرا افزایش بیش از حد سطح آب در مولد بخار باعث وارد شدن بخار مرطوب به توربین می شود. و ذرات آب موجب از بین بردن پره های توربین می شوند. کاهش سطح آب باعث کاهش میزان حرارت برداشت شده از راکتور و خاموش شدن آن می شود. کنترل سطح آب، مولدهای بخار با توجه به ویژگی های، غیرخطی، نامینیمم فاز، پیچیده و متغیر با زمان بودن آنها، به خصوص در توان های پایین باعث مشکل شدن آن گردیده است. هدف اصلی در این پروژه، دستیابی به پاسخ گذرای بهتر مولد بخار و کاهش میزان فراجهش و فروجهش آن، در حضور اغتشاش فلو بخار خروجی، خصوصا در قدرت های پایین می باشد. برای دستیابی به این هدف به طراحی کنترل کننده های کلاسیک و فازی پرداخته و عملکرد آنها مقایسه شده است.

معادلات دینامیکی ربات نشان میدهد که مدل ربات شدیدا غیرخطی با تزویج سنگین بین ورودیها و خروجیها، چندمتغیره و بسیار محاسباتی است. بعلاوه، مدل فضای حالت سیستم رباتیک مشتمل بر بازوی ماهر رباتیک و موتورها به فرم غیرهمراه است ولی با محاسبه زیاد به فرم همراه در می آید. اگرچه روشهای کنترل مقاوم و تطبیقی به منظور غلبه بر عدم قطعیتها پیشنهاد شده اند ولی به دلیل پیچیدگی دینامیک های ربات با مشکل مواجه هستند. در مقابل، طراحی کنترل کننده های فازی به دلیل آزاد بودن از مدل ربات آسان به نظر میرسد. با این وجود، ا ثبات پایداری سیستم های کنترل فازی دشوار است. از آنجا که سیستم کنترل ناپایدار فاقد ارزش است، لازم است که کنترل کننده پایداری را تضمین نماید. یک سیستم فازی می تواند به عنوان یک تقریبگر عمومی برای تقریب هر تابع غیرخطی استفاده شود. از این ویژگی سیستمهای فازی در طراحی کنترل کننده های فازی تطبیقی بخوبی استفاده شده است. سیستم های کنترل فازی تطبیقی بر مبنای تضمین پایداری طراحی می شوند. لیکن، روشهای کنترل فازی تطبیقی ربات، بسیار پیچیده، محاسباتی، چندمتغیره و نیازمند در اختیار داشتن همه متغیرهای حالت می باشند. اغلب این مشکلات به خاطر کنترل ربات بر مبنای استراتژی کنترل گشتاور است. این پایان نامه روش نوینی از کنترل فازی تطبیقی ربات ارائه میدهد که بر مبنای استراتژی کنترل ولتاژ است. در مقایسه با روش های قبلی، ساده تر، کم محاسبه تر و کارآمدتر است، ضمن آنکه پایداری را نیز تضمین می نماید. در این پایان نامه، مدلسازی سینماتیکی و دینامیکی ربات مطرح و سپس استراتژی های موجود برای کنترل ربات معرفی می شوند. در ادامه، روشهای کنترل فازی تطبیقی غیرمستقیم و مستقیم بر مبنای استراتژی های کنترل گشتاور و کنترل ولتاژ طراحی و تحلیل می گردند. سپس، بر روی ربات اسکارا شبیه سازی میشوند. عملکرد ردگیری و تنظیم کنترل کننده ها در رویارویی با عدم قطعیت ها بررسی میشود. پایداری سیستم کنترل نیز تحلیل می گردد. ساختار کنترل کننده ها و عملکرد آنها با یکدیگر مقایسه میشود. این بررسی نشان میدهد که کنترل فازی تطبیقی بر مبنای استراتژی کنترل ولتاژ نسبت به استراتژی کنترل گشتاور برتری دارد.

در این پایان نامه، پایداری همزمان مجموعه‏ای از سیستم‏های خطی با پس‏خورد حالت و پایداری سیستم‏های خطی با پس‏خورد خروجی مورد بررسی قرار می‏گیرد. سپس با ترکیب این دو روش و استفاده از نرم افزارهای lingo و matlab، روش جدیدی برای محاسبه‏ی ماتریس پس‏خورد خروجی سیستم‏های خطی ارائه می‏شود. با بهره گیری از بردار افزوده، روشی جدید برای محاسبه‏ی پس‏خورد حالت برای مجموعه‏ای از سیستم‏های با تاخیر زمانی بیان می‏شود. در پایان، با تعمیم روش پس‏خورد حالت – مشتق برای سیستم‏های توسیع یافته، روشی جدید برای محاسبه ماتریس پس‏خورد حالت همزمان برای مجموعه‏ای از سیستم‏های توسیع یافته ارائه می‏شود. برای پایداری تمامی سیستم‏ها در این‏پایان‏نامه لازم است که مقادیر ویژه‏ی همه‏ی سیستم‏های حلقه – بسته در منطقه‏ای از پیش تعیین شده در سمت چپ صفحه‏ی مختلط قرار گیرد. در اینجا هدف، حل معادلات سیستم‏های خطی و غیرخطی با استفاده از برنامه‏ریزی غیرخطی است. کلمات کلیدی: بردار افزوده – پس‏خورد خروجی - پس‏خورد حالت – تخصیص مقادیر ویژه- سیستم‏های تاخیر زمانی – سیستم‏های توسیع یافته – سیستم‏های خطی.

کنترل درجه دو خطی گسسته به منظور کنترل بهینه سیستم های خطی معین به صورت موثری استفاده شده است. از آنجا که ربات به شدت غیر خطی، با تزویج سنگین، چند متغیره و نسبتاً نامعین است، کنترل درجه دو خطی گسسته ربات با چالش های مختلفی روبرو می شود. این پایان نامه برای غلبه بر مشکلات، به ارائه روش نوینی در کنترل بهینه بازوی رباتیک مجهز به موتورهای الکتریکی با بکارگیری استراتژی کنترل ولتاژ برای انجام کارهای تکراری می پردازد. یک مدل خطی گسسته همراه با عدم قطعیت برای سیستم رباتیک به منظور کنترل بهینه تکراری معرفی می نماید. سپس، عدم قطعیت ها و ترم های غیرخطی سیستم رباتیک بوسیله کنترل کننده تأخیر زمانی مقاوم جبران می-شوند و کنترل درجه دو خطی گسسته اجرا می گردد. روشهای کنترل با استراتژی کنترل گشتاور و استراتژی کنترل ولتاژ پیشنهاد شده و با هم مقایسه می گردند. استراتژی کنترل گشتاور، استراتژی رایج کنترل ربات است در حالی که استراتژی کنترل ولتاژ اخیراً مطرح شده است. کنترل تکراری گسسته بهینه مقاوم با استراتژی کنترل ولتاژ، مستقل از دینامیک های بازوی مکانیکی ربات است به همین دلیل عملکرد ردگیری بهتری در مقایسه با استراتژی کنترل گشتاور دارد. در ادامه، الگوریتم بهینه سازی پرندگان به منظور طراحی کنترل بهینه را به کار می بریم و به مقایسه آن با روش کنترل پیشنهادی می پردازیم. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که کنترل بهینه پیشنهادی نسبت به کنترل الگوریتم بهینه سازی پرندگان از عملکرد بهتری در حضور عدم قطعیتها برخوردار است.

امروزه از رباتها به طور گسترده، برای کارهای صنعتی ساده با تکرار پذیری بالا استفاده می گردد. به منظور کاربرد موثر ربات مطلوب است که قابلیتهای ربات را توسعه داده و از آنها در موارد پیچیده تر که نیازمند حرکتهایی دقیق تر، سریع تر و تعامل بیشتر با محیط است استفاده نماییم. این امر نیازمند رباتهایی با دینامیکهای پیچیده تر می باشد که باید به طراحی کنترل کننده آنها، توجه خاصی گردد. اصولاً تا چندی پیش سیاست اصلی در طراحی رباتها، بر مبنای صلبیت بالای آنها استوار بود. اما تجربه نشان داده است که صلب بودن همه چیز نیست و با هزینه سنگینی در ساخت بدست می آید. چشم پوشی از انعطاف پذیری مفاصل در طراحی کنترل، اگر باعث بروز ناپایداری نگردد، حداقل افت عملکرد را برای سیستم کنترل به دنبال خواهد داشت. در این رساله، ابتدا مروری اجمالی بر مسئله انعطاف در مفاصل، مشکلات ناشی از آن و کارهای انجام شده به منظور رفع این مشکلات صورت می پذیرد. از آنجا که کارهای قبلی اکثرا در فضای مفصلی و بر مبنای راهبرد کنترل گشتاور می باشد، در نتیجه مجموعه نوآوری اول به توسعه طرح های کنترلی برای اجرا در فضای کار اختصاص دارد. برای این منظور، کنترل کننده هایی نظیر کنترل ترکیبی ، کنترل تناسبی-انتگرالی-مشتقی غیر خطی، کنترل پسگام مقاوم و کنترل تطبیقی بدون رگرسیون ارائه می گردد. از آنجا که شرط وجود دینامیک الکتریکی محرکه ها، فرض در دسترس بودن گشتاورها و نیروهای عمل کننده بر روی مفاصل را به عنوان ورودی منتفی می نماید، بر همین اساس، مجموعه نوآوری دوم به طراحی کنترل کننده ها در فضای کار با استفاده از راهبرد کنترل ولتاژ توجه دارد. در این مرحله بر سادگی، قابلیت پیاده سازی و عملکرد مطلوب کنترل کننده پیشنهادی تاکید می شود. همچنین، با توجه به جدید بودن مفاهیم کنترل مرتبه کسری در سیستم های رباتیک با مفاصل انعطاف پذیر، بخش پایانی این رساله به طراحی کنترل مرتبه کسری در حوزه ولتاژ اختصاص دارد.

در این پایان نامه روش های نوین کنترل مقاوم جهت کنترل ربات متحرک چرخ دار غیر هولونومیک ارائه شده است. این روش ها مبتنی بر راهبرد کنترل ولتاژ است درحالی که روش های قبلی مبتنی بر راهبرد کنترل گشتاور است. روش پیشنهادی در مقایسه با روش های قبلی، ساده تر، کم محاسبه تر و کارآمدتر است، ضمن آنکه پایداری را تضمین می نماید. در تبیین طرح کنترلی، تاریخچه ای از ربات های متحرک بیان می شود و سپس مدل سازی سیتماتیک و دینامیک ربات متحرک چرخدار غیر هولونومیک مطرح می شود. در ادامه، روش کنترل مود لغزشی تطبیقی با استفاده از راهبرد کنترل گشتاور طراحی می شود. سپس روش های کنترل مقاوم با استفاده از راهبرد کنترل ولتاژ ارائه، بررسی و مقایسه می گردند. در این خصوص، روش مقاوم ساده، روش بهینه در حضور عدم قطعیت با بکارگیری تخمین گر عدم قطعیت تطبیقی فازی مبتنی بر لیاپانوف و روش مقاوم با استفاده از تخمین گر عدم قطعیت تطبیقی فازی بر پایه گرادیان نزولی طراحی و تحلیل می گردند. روش های پیشنهادی جهت ردگیری مسیر شبیه سازی می شوند. عملکرد ردگیری در رویارویی با عدم قطعیت ها بررسی می شود. پایداری سیستم کنترل نیز تحلیل می گردد و ساختار کنترل کننده ها و عملکرد آنها با روش خطی سازی پسخورد تطبیقی مقایسه می شود. این بررسی ها نشان می دهد که روش های مبتنی بر راهبرد کنترل ولتاژ نسبت به راهبرد کنترل گشتاور دارای محاسبه کم تر، طراحی ساده تر و تحلیل راحت تر می باشند. همچنین کنترل مقاوم با استفاده از تخمین گر تطبیقی فازی بر پایه گرادیان نزولی کاملاً مستقل از مدل بوده و قانون کنترل فقط با خطای ردگیری و مشتق آن قابل اجرا می باشد.

در این پایان نامه کنترل پذیری، مشاهده پذیری و پایداری سیستم های توسیع یافته مورد بررسی قرار می گیرید. با استفاده از تبدیلات هم ارز متعامد صورت های فشرده ای را معرفی می کنیم که منظم بودن سیستم را مشخص می کند و از روی منظم بودن سیستم، مشاهده پذیری و کنترل پذیری آن را مورد بررسی قرار می دهیم. از آنجا که کار کردن با یک سیستم استاندارد بسیار آسان تر از سیستم توسیع یافته می باشد لذا با استفاده از پس خورد حالت مشتق و گزاره ای سیستم توسیع یافته را به یک سیستم استاندارد تبدیل می کنیم. همچنین در این پایان نامه روشی جدید برای محاسبه ماتریس پس خورد حالت پارامتر خطی با استفاده از تبدیلات تشابهی معرفی می گردد، سپس ماتریس پس خورد حالت با کمترین نرم به گونه ای تعیین می گردد که سیستم پایدار بماند.

همچنان که سیستم های کنترل پیچیده تر می شوند، اطمینان پذیری و امنیت عملکردشان از اهمیت بیشتری برخوردار می گردد. از آنجا که هیچ سیستمی در عمل نمی تواند تحت تغییرات محیطی گوناگون در تمام مدت بی نقص عمل کند، ضروری است که قادر باشیم خطاهای محتمل در یک سیستم را در سریع ترین زمان ممکن آشکارسازی کنیم.. ما در این پایان نامه، مسأله ی تشخیص و جداسازی خطای مبتنی بر رویتگر برای سیستم های دینامیکی خطی تغییر ناپذیر با زمان را با تکیه بر مقاوم بودن مطالعه می کنیم. پس از ارائه ی برخی تعاریف ، مسأله ی تشخیص خطای مبتنی بر مدل به همراه خلاصه ای از روش های مختلف در تولید باقیمانده -های مقاوم تشخیص خطا معرفی خواهد شد. سه ساختار رویتگر معرفی و تشخیص خطای مبتنی بر ساختارهای مختلف رویتگر مطالعه و مسأله ی مقاوم بودن در ارتباط با تشخیص خطا مطرح می شود. در این پایان نامه ما یک روش تشخیص و جداسازی خطای مقاوم سنسور را برای مدل خطی سازی شده ی زیردریایی بدون سرنشین با استفاده از رویتگرهای ورودی نامعلوم ارائه می کنیم. در راستای انجام یک نوآوری در این زمینه، یک روش هوشمند در طراحی رویتگر ورودی نامعلوم با استفاده از الگوریتم بهینه سازی پرندگان معرفی می کنیم. نتایج شبیه سازی برای نمایش موثر بودن روش بهینه ی ارائه شده در تشخیص خطای مقاوم ارائه می شود.

هدف از این رساله ارایه راهکاری جدید جهت جلوگیری از سرجهای کاذب در کمپرسورهای گاز شبکه انتقال گاز طبیعی می باشد. این راهکار نوین براساس روشهای تشخیص عیب مبتنی بر داده و مدل می باشد و سیستم طراحی شده با استفاده از ایده حسگرهای مجازی به جبران عیب حسگرها می پردازد که ایده مذکور در دسته سیستم های کنترل تحمل پذیر عیب فعال طبقه بندی می شود. در این راستا برای ارایه روشهای تشخیص عیب مبتنی بر داده از شبکه های عصبی معمولی، شبکه های عصبی دینامیکی مقاوم مبتنی بر مد لغزشی و رگرسیون بردارهای پشتیبان استفاده گردیده است. و در روش تشخیص عیب مبتنی بر مدل، از رهیافت جبری استفاده می شود. این رهیافت مبتنی بر مفاهیم هندسه محاسباتی و ابزارهای ریاضی محض مانند پایه های گروبنر، تئوریهای بوخبرگر و حذف می باشد. در نهایت با شبیه سازی های نرم افزاری نشان داده می شود که چگونه روشهای تشخیص عیب و کنترل تحمل پذیر عیب مذکور می تواند کارایی لازم و موثر در راستای جلوگیری از وقوع سرجهای کاذب در کمپرسور گاز ایفا نمایند. لازم به توضیح است که مدل استفاده شده برای طراحی سیستم های تشخیص عیب و کنترل تحمل پذیر عیب در کمپرسور گاز، مدل غیر خطی مور-گریتزر است.

در این پایان نامه کنترل فازی مقاوم ربات تک چرخ الکتریکی چهار درجه آزادی ارائه می شود. علاوه بر آن کنترل مبتنی بر مدل نیز طراحی می گردد. دینامیک این ربات توسط چهار معادله¬ی غیرخطی بیان می شود. پیچیدگی و اثر متقابل شدید بین متغیرهای حالت، تحلیل و طراحی کنترل کننده را دشوار می سازد. این ربات شامل یک چرخ چندجهته، جای سرنشین و دو موتور می باشد. مکانیزم حرکت ربات به این گونه است که سرنشین با خم کردن خود در هر راستا، سبب حرکت ربات در همان جهت می شود. یک موتور وظیفه¬ی حرکت در راستای جلو – عقب و موتور دیگر عهده دار حرکت در راستای چپ – راست ربات می باشد. کنترل کننده به رفع انحرافات ایجاد شده توسط سرنشین می پردازد و سعی دارد که آنها را صفر نماید. در این پایان نامه معادلات حرکت سیستم با ایده¬ای خلاقانه به یک فرم ماتریسی تبدیل می شوند. سپس چهار روش مختلف برای کنترل آن پیشنهاد می شود. در روش اول قانون کنترل خطی سازی پسخورد مبتنی بر مدل در حوزه¬ی گشتاور ارائه می شود. در روش دوم، قانون کنترل فازی مقاوم مبتنی بر حالت لغزشی در حوزه¬ی گشتاور ارائه می شود. از مزیت های روش پیشنهادی این است که نیازی به تعیین حدود عدم قطعیت ها نیست چراکه آن ها به روش تطبیقی تخمین زده می شوند. در روش سوم، کنترل فازی مقاوم در حوزه ولتاژ ارائه می شود. در روش چهارم، کنترل فازی مقاوم مبتنی بر قاعده¬ی اسپانگ با راهبرد کنترل ولتاژ ارائه می شود. پایداری روش های پیشنهادی، اثبات می¬شود. به منظور بررسی عملکرد از نرم افزار matlab استفاده شده است. نتایج شبیه سازی، کارایی مناسب روش های کنترلی را نشان می دهد.

در این پایان نامه به طراحی کنترل کننده نیرو- امپدانس بهینه در بازوی ربات اسکارا به منظور تزریق سلولی با راهبرد کنترل ولتاژ پرداخته شده است. در سیستم تزریق سلولی، تزریق کننده توسط سوزن ظریفی ماده را به سلول ها وارد می کند. طرح پیشنهادی این پایان نامه جایگزینی ربات اسکارا با ابزار تزریق می باشد، که توانایی ردگیری موقعیت مطلوب و اعمال نیروی متغیر با زمان را دارد. در تحقیقات اخیر، کنترل به صفحه دوّار سلولی اعمال گشته و سلول در معرض آسیب قرار می گیرد. در روش ارائه شده در این پایان نامه، به منظور افزایش میزان موفقیت، سیستم با صفحه ثابت بوده و ربات کنترل می شود. این رساله مدل امپدانس ربات را بر اساس روش تونن بیان میکند و پارامترهای مدل محیط توسط مدل غیرخطی پیشنهادی، تخمین زده میشود و به کمک روش بازگشتی کمترین مربعات خطا بهینه می گردد. در تمامی مطالعات اخیر سیستم های تزریق سلولی، کنترل امپدانس بر مبنای روش کنترل گشتاور بوده و در این رساله، کنترل امپدانس در حوزه کنترل ولتاژ اعمال می گردد. با توجه به مدل غیرخطی و چند متغیره ربات، روش های کنترل مقاوم و تطبیقی برای غلبه بر نامعینی ها پیشنهاد می شوند و طراحی کنترل کننده های فازی، به دلیل آزاد بودن از مدل ربات کارآمد می باشند. در روش پیشنهادی، تحلیل پایداری سیستم کنترل ارائه می گردد. به منظور حل مسئله چگونگی انتخاب ضرایب مدل امپدانس برای اعمال نیروی بهینه به سلول مورد آزمایش، یک سیستم فازی به همراه سیستم تطبیقی طراحی شده است. این سیستم ها به طور لحظه ای به تنظیم پارامترهای امپدانس مدل ربات و مدل محیط می پردازند. نتایج شبیه سازی، کارایی مطلوب روش پیشنهادی را به خوبی نشان می دهد.

در حوزه رباتیک، با توجه به رشد روز افزون این دانش، نیاز به ربات هایی با کاربردهای خاص بیش از پیش احساس می شود. گیره ها در بازوان رباتیکی برای گرفتن و نگه داشتن اجسام در یک موقعیت مشخص طراحی شده و می تواند دامنه وسیعی از کاربردها را برای ربات ها فراهم سازد. برای گرفتن و نگه داشتن اجسام منعطف و صلب، گیره هایی با شکل های متفاوت طراحی و با روش های بسیاری کنترل شده اند. گیره بین مچ و جسم قرار می گیرد و از آن جایی که اجسام می توانند در اندازه، شکل، جرم متفاوت باشند، عموماً یک روش کنترلی نیاز است تا بتواند رفتار و ماهیت جسم را تشخیص دهد و بر مبنای آن دستورات کنترلی را صادر نماید. انگشتان ربات نیاز به یک سیستم کنترل متمرکز دارند تا جریان داده ها را از سنسور های تماسی و بینایی هدایت کند و سپس محاسبه کند که چطور یک عمل برداشتن را اجرا کند. انسان به شکلی کاملا ً بدیهی و طبیعی یا راه میان بر و کوتاه ترین راه را انتخاب می کند یا این عملیات را ساده سازی می کند. به طور خلاصه در تحقیقات گذشته بخش مدل سازی و کنترل ربات های گیرنده توسط انفیس صورت پذیرفته است اما عمده این تحقیقات در مباحث تعقیب مسیر ربات و زنجیره بوده است و زمینه کاربرد انفیس در گرفتن جسم توسط پنجه کمتر مورد توجه بوده است هر چند تحقیقاتی در زمینه گرفتن ایمن جسم به روش های کنترلی مرسوم در حال انجام است. در این تحقیق به طراحی یک روش کنترلی براساس انفیس پرداخته خواهد شد که یک ربات بتواند جسم را بصورت ایمن توسط پنجه طوری بگیرد که بتواند لغزش جسم را کنترل نموده و از سقوط جسم جلوگیری نماید. به منظور نوآوری و رسیدن به روش جدید در این تحقیق برای شناسایی با انفیس از قوانین فازی برای توابع فعال سازی در شبکه انفیس استفاده شده است. بدین منظور از یک سری داده های اولیه در مورد رفتار اجسام در برابر نیرو و گریپر استفاده شده است تا شبکه انفیس را بتوان آموزش داد. اساسی ترین بخش این تحقیق هم مربوط به ساخت مدلی نوروفازی می-باشد که رفتار جسم را به خوبی تشخیص دهد. پس از آن براساس استنتاج این شبکه و گرفتن بازخوردهای مشخص از جسم با استفاده از یک مدل کنترلی تناسبی- انتگرالی- مشتق گیر کنترل بر اساس مدل اسکارا شبیه سازی شده و نتایج آن ارائه می شود. در ضمن این کنترل باید طوری عمل نماید که پنجه به جسم نیروی اضافه وارد ننماید زیرا این نیروی اضافی در اجسام ظریف باعث آسیب به آن می شود.

در این پایان نامه روش جدید کنترل تعامل دینامیکی غیرخطی برای بازوهای ماهر رباتیک ارائه می شود. مزیت این روش کنترلی در مقایسه با روش کنترل امپدانس مرسوم کاهش حجم محاسبات قانون کنترل است که می تواند پیاده سازی عملی، سرعت اجرا و وابستگی کمتر به مدل ربات را نتیجه دهد ضمن آنکه اهداف کنترلی در تعامل ربات با محیط نیز محقق می شود. در اهداف کنترلی همانند کنترل امپدانس مرسوم چنانچه ربات درگیر با محیط نباشد ردگیری مطلوب نقطه نهایی بدست می آید و در صورت درگیری با محیط آسیبی به ربات یا محیط نمی رسد و رابطه دینامیکی بین سرعت نقطه انتهایی و نیروی وارد به محیط بصورت دلخواه تنظیم می گردد. سه روش کنترل امپدانس، کنترل امپدانس ترکیبی و کنترل تعامل دینامیکی غیرخطی با یکدیگر مقایسه می شوند و روی ربات اسکارا شبیه سازی می گردند. روش امپدانس مرسوم یک رابطه خطی بین نیروی وارده بر محیط و جابجایی نقطه انتهایی برقرار می کند ولی امکان تنظیم نیرو در حین درگیری را ندارد. در روش امپدانس ترکیبی امکان تنظیم نیرو نیز وجود دارد. روش تعامل دینامیکی غیرخطی تعمیم روش کنترل امپدانس مرسوم از معادله دیفرانسیل خطی به معادله دیفرانسیل غیرخطی است.

چکیده ندارد.

این پایان نامه به طراحی کنترل فازی فرآیند جوشکاری قوس الکتریکی در پناه گاز محافظ می پردازد.اهمیت این تحقیق به دلیل کاربرد روز افزون این جوشکاری به هر دو صورت دستی و رباتیک در تولید صنعتی می باشد.در این پایان نامه کنترل فرآیند جوشکاری قوس الکتریکی در پناه گاز محافظ به شیوه دستی با نگاهی نو به کاربرد کنترل فازی در فرآیند های صنعتی برای بالا بردن سطح کیفیت جوش و سهولت انجام کار توسط فرد جوشکار ارائه می شود. کیفیت جوشکاری به شدت تحت تأثیر عدم قطعیت ها قرار می گیرد که مهمترین آنها لرزش دست جوشکار است. بنابراین در کنترل کننده های فازی عدم قطعیت ها اهمیت زیادی برای کنترل فرآیند جوشکاری قوس الکتریکی ندارد زیرا در کنترل فازی لازم به دانستن مدل ریاضی فرآیند و اغتشاشات وارد به فرآیند نیست که این مسئله بعد از پایداری و مقاوم بودن از خصوصیات مهم این کنترل کننده ها می باشد.در سیستم کنترل به اندازه گیری متغیر طول قوس توجه شده است و از منبع توان بر مبنای اینورتر با استفاده از تکنیک مدولاسیون پهنای پالس برای تولید ولتاژ در ماشین جوشکاری استفاده می شود که شبیه سازی آن در محیط matlab با کنترل صنعتی مبدل ac/dc الکترونیک صنعتی انجام شده است. نوآوری این پایان نامه بهره گیری از روش کنترل فازی برای تثبیت طول قوس و در نتیجه بهبودی کیفیت جوش در فرآیند جوشکاری قوس الکتریکی صنعتی می باشد که مراحل طراحی و شبیه سازی در آن ارائه شده است. در شبیه سازی سعی بر این است تا با درنظر گرفتن شرایط نسبتاً عملی در یک جوشکاری دستی، به خصوص حضور دینامیک منبع توان در ماشین جوشکاری، کنترل مناسبی بر روی فرآیند انجام شود و نتایج شبیه سازی عملکرد مناسب سیستم کنترل فازی در تثبیت طول قوس را نشان می دهد.