امروزه در ادبیات اقتصاد هنگامی که صحبت از کنترل مقاوم سامانه های اقتصادی می شود استفاده از دو مفهوم به طور ضمنی در آن فرض شده است. مفهوم اول کنترل بهینه است که به عنوان روش طبیعی برای رسیدن به اهداف این سیستم ها مورد استفاده قرار می گیرد و مفهوم دوم نظریه بازی ها است که در اکثر سیستم های اقتصادی برای مدلسازی استفاده می شود. در این حین توجه اقتصاددانان برای پیشرفت در این حیطه به ابزارهای قدیمی کنترل مقاوم مانند معادله ریکاتی جلب شده و تنها به استفاده از این ابزار با وجود تمام محدودیت های ایجاد شده بسنده کرده اند. در این پایان نامه با استفاده از ابزار مدرن تری به نام lmi به مسائل کنترل بهینه با وجود نامعینی پرداخته و با استفاده از نظریه بازی ها به عنوان روش حل به ارائه چندین قضیه و لم برای تبدیل این مسأله به یک مسأله معمول lmi می پردازیم. هدف از این تبدیل، از طرفی استفاده از مزایای روش lmi مثل سادگی طراحی، انعطاف پذیری و سهولت اضافه کردن معیارهای دیگری برای بهینه سازی بوده و از طرف دیگر برطرف کردن محدودیت هایی است که در روش های قبلی تحمیل می شود. پس از اثبات قضایایی که برای تبدیل مسأله به lmi بیان شده اند، با استفاده از شبیه سازی کارآیی روش را در عمل نشان می دهیم. سپس به بیان یکی از مزایای بارز این روش یعنی استفاده از lmi در بازی های با اطلاعات ناقص و بهینه سازی چند منظوره می پردازیم. در این بخش، هم نقطه تعادل بازی را با استفاده از lmi به دست می آوریم و هم مشکل ناقص بودن اطلاعات را حل می کنیم. برای این کار دو روش پیشنهاد می کنیم. یک روش هر دو کار را در یک مرحله انجام می دهد و روش دیگر در دو مرحله به جواب می رسد. در ادامه روش بیان شده را به حالت غیرخطی تعمیم داده و برای بازی های غیرخطی مجموع صفر نیز روش حل بر اساس lmi را شرح می دهیم. بدین منظور از سامانه فازی ts به عنوان تقریب زننده عمومی سود جسته و سامانه را به نوعی خطی کرده و معادلات را به قالب lmi تبدیل می کنیم.

در این پژوهش، روشی برای کنترل سیستم های غیرخطی بزرگ- مقیاس که دارای پارامترهای نامعین می باشند، ارائه می شود. در این روش، کنترل در دو سطح به سیستم اعمال می گردد، که سطح نخست، یک ورودی کنترلی برای خنثی نمودن اثر اندرکنش بین زیرسیستم ها، و سطح دوم، یک ورودی کنترلی به منظور پایدارسازی هر یک از زیرسیستم ها و حصول کارایی مناسب تولید می کند. سطح دوم کنترل، بر مبنای الگوریتم گام به عقب تطبیقی طراحی می گردد. قانون تطبیق به طور همزمان با قانون کنترل بدست می آید، بطوریکه پایداری مجانبی به صورت فراگیر، و ردیابی سیگنال های مرجع دلخواه توسط خروجی، و نیز همگرایی پارامترهای تخمینی به مقدار حقیقی آنها حاصل می شود. برای تعیین مقدار بهینه پارامترهای آزاد کنترلگرها و تخمینگرهای سیستم به طور خودکار، از الگوریتم ژنتیک که یک روش بهینه سازی قدرتمند است، استفاده می شود. نهایتاً نشان داده خواهد شد ورودی کنترلی که از مجموع ورودی های دو لایه بدست می آید، پایداری سیستم کلّی را تضمین می نماید. در این روش، تنظیم کنترل در هر یک از زیرسیستم ها می تواند به طور مستقل صورت گیرد؛ و نیز از آنجایی که اثر اندرکنش در این روش کمینه می گردد، کارایی نسبت به روش غیرمتمرکز بهتر می باشد. برای بررسی روش ارائه شده، سیستم های آونگ معکوس دوگانه و آونگ معکوس سه گانه، که در آنها آونگ ها با فنر به یکدیگر متصل شده اند، مدلسازی شده، و روش فوق بر آنها اعمال می گردد. نتایج شبیه سازی، کارا بودن روش را تأیید می نمایند.

در این پژوهش، پس از مروری بر سیر تحولات تاریخی علم کنترل، اجزا و سیگنال های تشکیل دهنده در انواع سیستم های کنترل بررسی شده است. درادامه، روند مدل سازی و شبیه سازی، به عنوان دو ابزار اصلی در بکارگیری علم کنترل در سایر علوم و صنایع، با هدف طراحی سیستم کنترل، طبق رویکردهای متفاوت، مطالعه شده اند. در این میان، با توجه به موضوع پژوهش انجام شده، معرفی رویکرد دیجیتال و چگونگی اعمال آن در طراحی کنترلگر، به تفصیل شرح داده شده است. پس از آشنائی با اصول کاربردی علم کنترل، به موارد استفاده از آن ها در ماشین آلات، فرآیندها یا محصولات خطوط ریسندگی، بافندگی، رنگرزی و تکمیل، به اختصار اشاره شده است. این درحالیست که، به دلیل تمرکز بر ماشین کارد الیاف کوتاه در پژوهش ارائه شده، مطالعات انجام شده روی کاردینگ الیاف بلند و کوتاه از دیدگاه علم کنترل، شرح بیشتری داده شده است. کم توجهی به ماشین کارد الیاف کوتاه علیرغم اهمیت آن، و مهم تر، کاستی موجود در مطالعات گذشته ناشی از عدم رعایت هدف اصلی از مدل سازی به منظور طراحی کنترلگر، سبب شد تا در پژوهش پیش رو، عملکرد این سیسستم از دیدگاه علم کنترل، به ویژه باتوجه به مزایای رویکرد دیجیتال، از این زاویه مورد مطالعه قرارگیرد. بدین منظور، با درنظرگرفتن کمبود قابل توجه مطالعات کنترلی صورت گرفته روی ماشین کارد الیاف کوتاه، پس از اثبات نیاز آن به کنترلگر و با تسلط بر اصول طراحی سیستم کنترل برای یک سامانه، به مراحل مدل سازی، شبیه سازی و طراحی کنترلگر آنالوگ و سپس دیجیتال برای این ماشین، پرداخته شده است. بدین منظور در گام اول، نمودار بلوکی مختص ناحیه کاردینگ ارائه شد. این امر که در مطالعات گذشته بررسی نشده، با ارائه نمودار بلوکی برای کل ماشین و با درنظر گرفتن اهمیت انتخاب صحیح متغیر کنترل، ادامه می یابد. سپس، برای نخستین بار، نایکنواختی های ضخامتی موجود در لایه بالش تغذیه شونده به ماشین، به صورت اغتشاشات پالس، پله و سینوسی درنظرگرفته شدند. در مرحله نهایی، طراحی کنترلگر مناسب از طریق مقایسه عملکرد کنترلگرهای آنالوگ و سپس کنترلگرهای دیجیتال p، pi، pd و pid، تنظیم شده با بهره های متفاوت، انجام گرفته است. نتایج نشان داده انده که کنترلگر دیجیتال pid، با بهره هایk_p=98, k_i=3.5, k_d=50، طراحی شده برای نخستین بار، به واسطه تضعیف اغتشاشات، کاهش خطای ماندگار، بهبود عملکرد حالت گذرای سیستم و تأمین پایداری، بهترین شرایط را برای ماشین کارد الیاف کوتاه فراهم می آورد. جمع بندی نهائی و پیشنهاداتی مبنی بر ادامه کار نیز ارائه شده اند.

در این پایان نامه مسئله ی کنترل غیر خطی برای سامانه های کارکرد از دور مورد بررسی قرار گرفته و روش نوینی بر پایه ی روش کنترل یادگیر تکرار شونده ارائه شده است. مشکلاتی از قبیل وجود تأخیر در کانال ارتباطی، وجود نامعینی در دینامیک روبات ها و ناشناخته و متغیر بودن دینامیک محیط و کاربر در این سامانه ها مانع از پایداری در این سامانه ها به خصوص در حالت غیرخطی آن است. برخلاف روش های موجود که ردیابی پاسخ را برای زمان محدود تضمین نمی کنند در این روش، علاوه بر بهینه سازی پاسخ، ردیابی هم در زمان محدودی انجام می گیرد. روش ارائه شده در صورت وجود اغتشاش و نامعینی در سامانه نیز می تواند استفاده شده و با افزایش تکرارها خطای ردیابی را به صفر برساند. شرط اعمال روش ارائه شده بر روی سامانه پایداری اولیه ی آن است که در این پایان نامه از تئوری لیاپانوف-کراسوفسکی بدین منظور استفاده شده و پایداری سامانه در حضور تاخیر متغیر با زمان تضمین شده است. در انتها با استفاده از نرم افزار matlab نتایج حاصل از مباحث تئوری بررسی و با نتایج مقالات سال های اخیر مقایسه شده که بهینه سازی پاسخ را نشان می دهد.

در این پایان نامه، طراحی فیلتر مقاوم و وابسته به تأخیر برای شبکه های تنظیم ژنی بررسی شده است. بدین منظور ابتدا یک مدل غیرخطی برای شبکه های ژنی پیشنهاد شده است که نسبت به مدل های ارائه شده در پژوهش های قبل به رفتار واقعی نزدیک تر است، طوری که در آن تأخیرها، متغیر با زمان بوده، نویزهای تصادفی در معادلات حالت و اندازه گیری لحاظ شده است، عدم قطعیت های پارامتری در نظر گرفته شده و نویزهای تصادفی و اغتشاش هم زمان در مدل لحاظ شده اند.در ادامه به منظور تخمین غلظت های mrna و پروتئین، فیلتر خطی مناسب انتخاب و با سامانه اصلی تلفیق شده است تا یک سامانه افزوده به دست آید. سپس با فرض معلوم بودن پارامترهای فیلتر و تعریف تابعی لیاپانوف کراسوفسکی مناسب، شرایط کافی وابسته به تأخیر برای پایداری سامانه افزوده در قالب نابرابری ماتریسی خطی (lmi) به دست آمده است که خاصیت تضعیف اغتشاش با معیار ?l2-l را تضمین می کند.برای به دست آوردن این شرایط از دو رویکرد وابسته به تأخیر استفاده شده است که هر دو مبتنی بر نابرابری های انتگرالی تصادفی هستند. در رویکرد دوم برای انتخاب تابعی لیاپانوف-کراسوفسکی از روش تجزیه تأخیر نیز استفاده شده است. سپس پارامترهای فیلتر مطلوب در قالب حل lmi تعیین شده اندطوری که شرایط پایداری سامانه افزوده را برآورده می کنند.این lmi ها وابسته به تأخیر هستند و نسبت به روش های موجود منجر به محافظه کاری کمتری میشوند.

ترومبوزوریدی عمقی ازعوارض قابل پیشگیری دراعمال جراحی است که مرگ ومیربالائی را سبب میشود. متأسفانه تاکنون اقدامات اساسی برای مدلسازی و پیشگیری از این عارضه صورت نگرفته است. با مدلسازی دقیق این عارضه می توان به طور قابل ملاحظه ای، از بروز آن جلوگیری کرد. در این پایان نامه مدلسازی عارضه رخداد ترمبوفلبیت عمقیبه دو روش صورت گرفته است. در روش اول از دانش خبرگان برای مدلسازی استفاده شده است. به این منظور، در ابتدا عوامل خطرزا در بروز عارضه شناسائیو سپس با مراجعه به منابع علمی موجود در این زمینه و مشورت با پزشک متخصص میزان اهمیت هر یک از این عوامل در بروز عارضه استخراج شده اند. در نهایت پرسشنامه مناسب برایم صاحبه با افراد خبره تهیه گردیده و با توجه به تجربه و دانش پزشکان مدل فازی عارضه طراحی شده است.در پایان با استفاده از اطلاعات بیماران اعتبار این سیستم مورد برسی قرار گرفته است. در روش دوم برای مدلسازی از شبکه عصبی درک چند لایه استفاده شده است. داده های مورد نیاز برای آموزش شبکه عصبی از طریق بیمارانی که دربخش جراحی عمومی بیمارستان شریعتی تهران تحت عمل جراحی قرار گرفته اند، فراهم گردیده است.

در این پایان نامه به مسئله طراحی کنترلگر مقاوم مرتبه مشخص با جایگذاری قطب و قید عملکردی بهینه سازی نرم برای سیستم های با نامعینی پارامتری بیضوی پرداخته شده است. مسائل کنترل مقاوم با نامعینی بی ساختار به علت موجود بودن ابزارهای تحلیل و طراحی مورد نیاز و سادگی نسبی آنها توسعه بسیار بیشتری نسبت به مسائل با نامعینی ساختارمند و پارامتری داشته اند. با این وجود به علت محافظه کاری بالا در روش های مبتنی بر نامعینی بی ساختار، نیاز و تمایل به سمت مواجهه با نامعینی پارامتری افزایش یافته و در حال گسترش است. از سوی دیگر پیچیده تر شدن سیستم ها مسیر مدل سازی آنها را از قوانین پایه به سمت شناسایی منحرف ساخته که به علت وجود نویز، مدل حاصل از شناسایی، مدلی نامعین خواهد بود که می توان آن را با ساختاری بیضوی در نظر گرفت. نقطه قوت اساسی حل مسئله در این گزارش، مرتبه مشخص بودن کنترلگر است. با توجه به اینکه عموم روش های کنترل مقاوم کنترلگر های لااقل هم مرتبه با مرتبه سیستم نتیجه می دهند، طراحی کنترل برای سیستم های گسترده نیازمند توسعه روش های طراحی کنترلگر مرتبه پایین و مشخص از قبل است. این روش ها منجر به مسائل غیرمحدب می شوند که حل آنها در حالت کلی امکان پذیر نیست و می بایست راه حلی مانند تقریب به یک مسئله محدب برای آنها ارائه کرد که مسلماً موجب محافظه کاری است. در این پایان نامه نیز با اتخاذ همین راه حل سعی در کاهش اثر محافظه کارانه قید کارایی با نرم بر روی طراحی کنترلگر مقاوم داشته ایم. نتایج حاصل از شبیه سازی، ارائه شده در ‏فصل 5-، کارآمدی روش بکار رفته را نشان می دهد.

در این پایان نامه معادلات پویایی حرکت روبات چهارپا استخراج گردیده است. سپس این معادلات برای انجام شبیه سازی توسط نرم افزار matlab استفاده می گردد. در ادامه پارامترهای آزاد مسیر حرکتی روبات طوری انتخاب می گردد که پایداری پویای روبات فراهم شود. برای رسیدن به پایداری پویا از معیار zmp استفاده شده است. به دلیل پیچیدگی های تحلیل مستقیم معادلات، روش های تقریبی و مبتنی بر رسم نمودار به کار گرفته شده است و سپس نتایج بدست آمده برای بررسی تا مین پایداری پویا با شبیه سازی ها مقایسه گردیده است.

در این پایان نامه به طراحی کنترلگر برای سیستم های غیر خطی به کمک تجزیه مجموع مربعات پرداخته می شود. روش تجزیه مجموع مربعات ایده ای مشابه نابرابری های ماتریسی خطی در کنترل غیر خطی است و ابزاری سودمند در تحلیل وطراحی سیستم های غیرخطی محسوب می شود. در این پژوهش به طراحی دو کنترلگر مختلف برای سیستم های غیرخطی پرداخته می شود؛ یکی کنترلگر تناسبی-انتگرالی (pi) و دیگری کنترلگر مد لغزشی. کنترلگر pi به علت سادگی پیاده سازی و عیب یابی در پروسه های صنعتی انتخاب شده و کنترلگر مد لغزشی به علت قوامی که در برابر اغتشاش خارجی و عدم قطعیت مدل دارد. کلیه فرمول بندی ها به صورت برنامه های مجموع مربعات ارائه شده که قابل حل توسط نرم افزارهای عددی است. شبیه سازی های عددی با مثال های گوناگون نشاندهنده کارایی هر دو روش گفته شده می باشد. همچنین چند مطالعه موردی از نحوه به کارگیری روش طراحی کنترلگر pi ذکر شده که نحوه استفاده و فرمول بندی این روش در مثال های واقعی را نشان می دهد.

صرع یکی از شایع ترین اختلالات عصبی است و تقریباً 1% از کل مردم دنیا از این بیماری رنج می-برند. بیش از ??? مبتلایان به صرع به راه های درمانی پاسخی نداده و باید تحت عمل جراحی قرار بگیرند که عوارضی در پی دارد. از همین رو پژوهشگران این حوزه به پژوهش برای یافتن راه های درمانی جایگزین روی آورده اند. یکی از این خط مشی ها به کار بستن راه کارهایی برای کنترل اتوماتیک حمله های صرعی است. ما در پژوهش حاضر جهت کنترل حمله های صرعی الگوریتم کنترل مقاوم مبتنی بر روش کنترل مد لغزشی را ارائه کرده ایم. برای تحقیق کیفیت عملکرد الگوریتم های کنترلی به مدل ریاضی دقیق از چگونگی رفتار نورونها در حالت های مختلف رفتار مغز برای یک بیمار صرعی نیاز داریم. در این پژوهش از مدل ریاضی قشر مخ یعنی مدل الکتروکورتیکوگرام (ecog) استفاده کرده ایم. ابتدا دینامیک مدل ecog را بررسی کرده و سپس به تحلیل آشوبگونگی این مدل می پردازیم. در این مرحله از دو معیار سنجش میزان آشوبگونگی بیشترین نمای لیاپانوف (lle) و آنتروپی (en) استفاده می کنیم. در بخش طراحی کنترل گر ابتدا الگوریتم های کنترلی که توسط دیگر پژوهشگران در این حوزه انجام شده را مورد بررسی قرار می دهیم، الگوریتم هایی که مبتنی بر کنترل فیدبک بوده و معایب این روش ها را مورد بررسی قرار می دهیم. در پایان الگوریتم کنترلی مقاوم خود را ارائه می دهیم. با استفاده از این الگوریتم کنترلی به چگونگی مهار و کنترل حمله های صرعی در حالت های مختلف فعالیت مغز می پردازیم.

تاریخچه علم روباتیک بیشتر به تعامل با انسان نزدیک است. در اصل روبات ها را فقط برای استفاده در محیط های صنعتی به جای انسان در کارهای خسته کننده، تکراری و جاهایی که نیاز به دقت دارند در نظر می گیرند، اما سناریوی فعلی در حال گذر به سمت افزایش تعامل با بشر است. این بدان معنا است که تعامل با انسان از صرف تبادل اطلاعات (در کاربرد از دور) در حال گسترش است و روبات ها به تعامل نزدیک، شامل بعد فیزیکی و ادراکی، خدمت می دهند. 1-1- پیشگفتار در زمینه تعامل روبات ها با انسان مفهوم روبات های پوشیدنی (wr) پدید آمده است. روبات های پوشیدنی روبات های شخص گرا هستند. آن ها را می توان به عنوان ابزاری هوشمند که توسط انسان پوشیده می شوند تعریف نمود، به طوری که مکمل تابعی از اندام (دست و پا) یا جایگزین کامل آن می-باشند. روبات های پوشیدنی ممکن است در کنار اندام انسان عمل کنند، مثل روبات های توان بخش یا در اصطلاحی دیگر روبات اسکلت خارجی ، و یا ممکن است جایگزین مناسبی برای اندام از دست رفته باشند. روبات های توان بخش شاخه ی خاص از علم روباتیک هستند که متمرکز بر ماشین هایی می باشند که برای کمک به مردم در جهت بهبود آسیب های فیزیکی شدید و یا کمک به آن ها در فعالیت های روزمره زندگی طراحی شده اند. این حوزه ی کاری بیشتر در یک زمینه مشترک شناخته شده به نام مهندسی توان بخشی نشئت می گیرد. مهندسی توان بخشی دقیقاً متناسب با درمان فیزیکی بدن است و در سه حوزه مهم کانون توجه قرار می گیرد. این سه حوزه مهم از درمان فیزیکی عبارت است از: درمان قلبی-ریوی ، عصب شناختی ، و ماهیچه-اسکلت بدن می باشد. درمان قلبی-ریوی به معالجه ی مشکلات تنفسی از قبیل تنگی نفس اختصاص میابد و به توان بخشی افرادی که متحمل آسیب های قلبی هستند می پردازد. زمینه عصب شناختی بیشتر در جهت کمک به بازتوانی کنترل ماهیچه است. درمان ماهیچه-اسکلت کمک به قدرت و بازگرداندن کارایی در گروه های ماهیچه و اسکلت بندی بدن در جهت بهبود هماهنگی آن ها می باشد. از این رو روبات های توان بخش کاربردهایی در هر سه حوزه مذکور از درمان فیزیکی دارند؛ البته سهم عمده از کار و توسعه آن بر روی ماهیچه-اسکلت بدن تمرکز یافته است. یک روبات اسکلت خارجی به راه رفتن افراد فلج و یا تقویت نیروی شخص برای راه رفتن کمک می کند [ ]. این روبات یک سامانه هوشمند است که الزامات راه رفتن مثل بالا رفتن از شیب های صعودی و نزولی، نشستن و برخاستن را تحقق می بخشد. روبات یک وسیله پوشیدنی همانند شلوار است که برای انجام وظایف روزانه کاربر به کار گرفته خواهد شد. این روبات قابلیت حرکت دادن کاربر، حمایت از پاهای شخص و کمک به راه رفتن او را دارد. طراحی یک روبات اسکلت خارجی شامل مدل سازی ریاضی سامانه، انتخاب مواد مناسب برای طراحی مشخصات و فرآیندهای ساخت روبات، قدرت تجزیه و تحلیل راه رفتن و پیدا کردن مناسب-ترین ترکیب راه رفتن با بررسی درجه آزادی (dof) در هر یک از مفاصل پاها می باشد. علاوه بر طراحی مکانیکی روبات، یک مدار الکترونیکی برای فرمان های کنترلی به هر مفصل متحرک طراحی می شود.

در این پایان نامه طراحی رویتگر غیرخطی در حضور اغتشاش به کمک تجزیه مجموع مربعات مدنظر می باشد اغتشاش به عنوان ورودی نامعلوم در نظر گرفته شده است. روش تجزیه مجموع مربعات با سیستماتیک کردن بررسی پایداری در سیستم های غیرخطی و استفاده از نرم افزارهای عددی، ابزاری سودمند در تحلیل و طراحی سیستم های غیرخطی محسوب می شود در این پژوهش به طراحی دو رویتگر غیرخطی با ورودی نامعلوم پرداخته شده است که با توجه به اندازه گیری های خطی یا غیرخطی نوع رویتگر متفاوت خواهد بود. طراحی های ارائه شده در قالب برنامه ریزی مجموع مربعات بیان شده است. شبیه سازی های عددی همراه با مثال ها نشان دهند? کارایی هر دو روش می باشد.

با ظهور انرژی های پاک و واحدهای تولید پراکنده و مزایای فراوان آن ها گامی در زمینه تغییر و تحول ساختار واحدهای تولید انرژی به وجود آمده است. اگرچه ریزشبکه های الکتریکی با مزایای فراوانی همراه هستند اما کنترل چنین سیستمی به دلیل پراکندگی واحدهای تولیدی و تغییر ساختار شبکه با مشکلاتی همراه است، از این رو وجود یک ساختار کنترلی کارامد الزامی است. در این پایان نامه کنترل همزمان ولتاژ و فرکانس ریزشبکه الکتریکی با مقادیر نامی 50 هرتز و 220 ولت موثر صورت گرفته است. بدین منظور مدل سازی فضای حالت ریزشبکه بر اساس یک کنترل کننده سلسله مراتبی انجام شده و به کمک الگوریتم های بهینه سازی نلدر-مید، فاخته و ژنتیک، ضرایب کنترلی مناسب جهت کمینه نمودن نوسانات ولتاژ و فرکانس انجام شده است، همچنین مدل تابع تبدیل گسسته سازی شده و یک کنترل کننده مرکزی توسط شبکه عصبی طراحی شده است. علاوه بر آن یک کنترل کننده فازی جهت کنترل همزمان ولتاژ و فرکانس طراحی شده که پارامترهای توابع عضویت کنترل کننده فازی توسط الگوریتم ژنتیک بهینه سازی شده است.

در این پایان نامه یکی از مدل های رشد سلول های سرطانی که براساس رگ زایی تومور ارائه شده، بهبود داده شده است. روند بهبود شامل استخراج مقادیر ضرایب مدل و تغییر در ساختار مدل با هدف تطبیق با داده های آزمایشگاهی صورت گرفته است. به منظور استخراج مقادیر ضرایب در مدل و با توجه به دینامیکی بودن سامانه رشد تومور، الگوریتم بیشترین شیب برای سامانه های دینامیکی تغییر داده و به مدل اعمال شده است. از اعمال الگوریتم به مدل مقادیر ضرایب مدل حاصل و پس از جایگذاری در مدل و شبیه سازی آن مشاهده گردیده است که مدل داده های آزمایشگاهی را با اختلاف قابل قبولی دنبال می کند. نتایج شبیه سازی روند بهبود مدل در 2 گام مدل بدون عامل درمانی و همراه با عامل درمانی ثابت در بدن ارائه شده است. پس از بهبود مدل با استفاده از شرایط پایداری لیاپانوف قانون کنترلی برای پایداری و رسیدن سامانه به نقطه تعادل سلامت خود محاسبه گردیده است. به منظور ساده شدن قانون کنترلی، مدل غیرخطی بهبود یافته رشد تومور با استفاده از روش خطی سازی با بازخورد خطی و قانون کنترلی محاسبه گردیده است. با اعمال این قانون به مدل، از نتایج شبیه سازی مشاهده می شود که حجم تومور به سمت صفر همگرا شده است.

آگاهی از محل نصب نقطه های دسترسی شبکه های محلی بی سیم (wlan) در یک ساختمان بزرگ و یا محیط های وسیع برای مدیران شبکه بسیار حائز اهمیت است. آگاهی یافتن از موقعیت نقطه های دسترسی در شبکه (که می تواند به عنوان یک گام ابتدایی برای اجرای الگوریتم های مکان یابی افراد/اجسام متحرک در نظر گرفته شود)، شناسایی نقاطی که بدون هماهنگی وارد شبکه شده اند و شناسایی نقاطی با آنتن دهی و کیفیت سیگنال مطلوب و نامطلوب از جمله کاربردهای دانستن پارامتر محل نقاط دسترسی است. در این پژوهش هدف آن است که کاربر یا ربات جستجو کنندۀ نقطۀ دسترسی، محیط پیرامون خود را به طور مؤثری جستجو کند و به جای یک جستجوی تصادفی، روشی نظام مند برای یافتن هدف ارائه شود.روش ارائه شده از پارامتر شدت سیگنال دریافت شده (rss) از منبع انتشار سیگنال و همچنین از موقعیت نسبی نقاط اندازه گیری شدت سیگنال برای یافتن موقعیت نقطۀ دسترسی استفاده می کند. در روش پیشنهادی از این واقعیت استفاده می شود که بیشترین شدت سیگنال دریافتی از منبع سیگنال، در محل منبع سیگنال دیده می شود. بنابراین می توان مسألۀ «یافتن موقعیت نقطۀ دسترسی در محیط» را یک مسألۀ «یافتن مختصات بیشینۀ مطلق در صفحه» در نظر گرفت.روش پیشنهادی از دو جنبه حائز اهمیت است. این روش به مدل انتشار سیگنال در محیط وابسته نیست و همچنین هیچ گونه وابستگی به تعداد نقاط دسترسی موجود در محیط ندارد.محاسبات این روش بسیار ساده است و نیاز به پردازشگر قوی ندارد. محاسبات تنها شامل عملیات منطقی، جمع، تفریق و عملیات ماتریسی هستند. این روش نیاز به سخت افزار خاصی ندارد و می توان آن را بدون صرف هزینه خاصی بر روی رایانۀ همراه ، رایانۀ لوحی و تلفن همراه و یک کارت شبکۀ بی سیم که امروزه همه جا در دسترس هستند پیاده کرد و در قالب یک نرم افزار همیشه همراه خود داشت.

کنترل دقیقph مخمرنان در میزان رشد، میزان تکثیر و کیفیت آن نقش بسیار مهمی دارد. از آن جا که این فرآیند بسیار غیرخطی و متغیر با زمان همراه با تاخیر زمانی است، کنترل آن چالش برانگیز است. همچنین به دلیل زنده بودن مواد، فرآیند زیستی باعث تولید کف در مخزن می شود که اندازه گیری ph واقعی را مختل کرده و چالش را دو چندان می کند. همین امر باعث شده با روش های موجود نتوانیم معادله استاتیکی و در نتیجه مدلی برای این فرآیند بدست آوریم. همچنین در تحقیقاتی که تاکنون به عمل آمده کسی نتوانسته مدلی برای طراحی و پیاده سازی کنترلگر ph در فرآیند فدبچ برای تولید مخمر نان بدست آورد. لذا در این صنعت تا به حال کنترل ph بوسیله کنترلگر تناسبی-انتگرالی انجام شده است، که دقت کافی ندارد. در این پژوهش از کنترل فازی برای کنترل ph در فرآیند تخمیر استفاده کرده ایم. با استفاده از روش های کمترین مربعات خطا توانستیم بهترین تقریب را برای مدل با مقدار مجموع مربعات خطای 0.0504352به دست آوریم. سپس یک کنترلگر اصلی برای پارامترکربنات سدیم طراحی کرده و از طریق آن، ph را به میزان مطلوب می رسانیم. بعد از شبیه سازی در نرم افزار matlab و پیاده سازی در سیستم dcs، در عمل کنترل ph بصورت دقیق انجام گرفت. مزیت این تحقیق آن است که چون در مقیاس صنعتی انجام گرفته، بنابر این به خوبی میتوان از نتایج حاصل از این پایان نامه در واحدهای بزرگ صنعتی استفاده نمود.

در این پایان نامه دو نوع کنترل گر ژنتیکی مصنوعی برای کنترل فرآیند بیان ژن ارائه شده است. بدین منظور ابتدا مدل غیرخطی فرآیند بیان ژن و رفتار ترکیبات مختلف ژن ها مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از این ترکیبات ساده، مقایسه کننده های ژنتیکی برای مقایسه غلظت دو فاکتور رونویسی طراحی شده و با استفاده از این مقایسه کننده ها دو نوع کنترل گر با بازخورد با هدف ردیابی خروجی از ورودی فرآیند بیان ژن، طراحی و تنظیم شده است. برخلاف روش های پیشین که از کنترل گرهای خارج از محیط سلول برای کنترل بیان ژن استفاده شده است، در این پژوهش کنترل گرهای طراحی شده بصورت ژنتیکی بوده و با سنتز dna در داخل سلول قرار می گیرند. نتایج شبیه سازی نشان دهنده عملکرد قابل قبول این کنترل گر ها می باشد.

اکثریت قریب به اتفاق روش های طراحی کنترلگر برای سامانه های تعلیق نیمه فعال به طراحی کنترلگر هایی با مرتبه ی بالا منجر می شوند. از معایب کنترلگر های مرتبه بالا می توان به هزینه های پیاده سازی بالا، تعمیر و نگه داری سخت، خطای زیاد، قابلیت اطمینان کم و شکنندگی بالا اشاره کرد. علاوه بر موارد فوق، به کارگیری کنترلگر های مرتبه بالا مستلزم وجود پردازنده های بسیار سریع با قدرت محاسباتی بالا می باشد و از طرفی روش های کاهش مرتبه فرآیند و یا کنترلگر همواره حفظ عملکرد حلقه بسته را تضمین نمی کنند. لذا مطلوب است تا کنترلگر مرتبه ی پایینی طراحی شود که در عین پیاده سازی راحت، عملکرد سامانه ی حلقه بسته را نیز حفظ کند. بنابراین با استفاده از روش طراحی کنترلگر مرتبه ثابت، می توان از مزایای یک کنترلگر مرتبه پایین با عملکرد مطلوب و هزینه ی کمتر بهره برد. در این میان طراحی کنترلگر برای سامانه هایی که عدم قطعیت دارند دشوارتر است. لذا مسئله چالش برانگیز طراحی کنترلگری با مرتبه ثابت و کوچک می باشد. این مسئله یک مسئله ی غیر محدب است که به چندجمله ای کامل نامعین معروف است. در این پژوهش چندین روش برای طراحی کنترلگر مرتبه ثابت برای سامانه های تعلیق نیمه فعال ارائه شده است. نتایج شبیه سازی ها بر روی یک مدل یک چهارم خودرو، از بهبود پاسخ مشخصه های عملکردی سامانه حکایت دارد.

در این پژوهش به منظور درک چگونگی رفتار سلول های بنیادی سرطان در داخل تومور، ابتدا یک مدل غیرخطی برای تعداد سلول های موجود در تومور ارائه شده طوری که در آن هم تمام حالت های ممکن برای تغییر فاز سلول های توموری در نظر گرفته شده و هم سلول های غیربنیادی تومور با فنوتیپ های چندگانه لحاظ شده اند. در ادامه مدل «تعداد» سلول های موجود در تومور به مدل «نسبت» سلول های بنیادی سرطان تبدیل شده است. سپس با استفاده از داده های آزمایشگاهی پارامترهای مدل اخیر با استفاده از الگوریتم های بهینه سازی در نرم افزار matlab استخراج شده است. در پایان نشان داده شده است که مدل ارائه شده نسبت به مدل های دیگر که قبلاً در ادبیات موضوع ارائه شده اند، به نتایج واقعی نزدیک تر است.

در این پژوهش، به منظور ارائه ی راهکاری بهینه برای درمان بیماری سرطان به روش ترکیب شیمی درمانی و ایمنی درمانی، به طراحی کنترل پیش بین چندگانه پرداخته شده است. در این راستا ابتدا سامانه ی اصلی به تعدادی زیر سامانه تقسیم شده است سپس با اعمال قیودی به پروتکل های ایمنی درمانی و شیمی درمانی به عنوان ورودی های کنترلی و همچنین خروجی های مدل، به طراحی کنترل گرهای پیش بین محلی پرداخته شده است. با روش ارائه شده، در صورت غالب بودن سرطان و همگرایی آن به سمت نقطه ی تعادل پایدار خود در حالت بدخیم، می توان عملکرد قابل قبولی به منظور کوچک نمودن حجم تومور و رساندن آن به نقطه تعادل پایدار در حالت خوش خیم، همزمان با حفظ سطح ایمنی بدن در حالت تعادل، به دست آورد. کارایی و عملکرد موثر این روش از طریق شبیه سازی نشان داده شده است. با بررسی نتایج به دست آمده مشاهده می شود که با دوز داروی تزریقی کمتری می توان تومور را به حالت خوش خیم انتقال داد.

در این پایان نامه به بررسی سه کاربرد مهم در زمینه ی پایداری و طراحی کنترل برای سامانه های غیرخطی به کمک مجموع مربعات پرداخته می شود. روش تجزیه مجموع مربعات ایده ی مشابه نابرابری های ماتریسی خطی در سامانه های غیرخطی است و ابزاری سودمند در تحلیل و طراحی سامانه های غیرخطی محسوب می شود. این پژوهش در ابتدا به طراحی کنترل مد لغزشی برای سامانه های غیرخطی با عدم قطعیت سازگار و ناسازگار می پردازد. سپس به منظور تعمیم روش برای سامانه های تصادفی، تحلیل انواع پایداری سامانه های تصادفی موردبررسی قرارگرفته و ناحیه ی جذب و ناوردا تخمین زده می شود. در پایان به منظور طراحی کنترل مد لغزشی مرتبه بالا، خاصیت پایداری زمان محدود نیز بررسی شده و کنترل گر برای تضمین این خاصیت طراحی می شود. کلیه فرمول بندی ها به صورت برنامه های مجموع مربعات ارائه شده که قابل محاسبه توسط نرم افزارهای عددی است. شبیه سازی های عددی با مثال های گوناگون نشان دهنده ی کارایی هر روش بیان شده است. همچنین چند مطالعه موردی از نحوه به کارگیری روش ها آورده شده است تا نحوه استفاده و فرمول بندی این روش در مثال های واقعی را نشان دهد.

در این نوشتار جهت حل مسئله توافق جمعی در سامانه ها ی چندعاملی روشی مبتنی بر نامساوی های ماتریسی خطی ارائه شده است. هدف، طراحی کنترل گر بازخورد خروجی پویا از مرتبه ثابت است که با استفاده از خواص ماتریس لاپلاسی شبکه عامل ها، توافق جمعی را محقق سازد. در شبکه مفروض، هر عامل، تنها اطلاعات خروجی همسایه های خود را دریافت می کند و لذا از این منظر، طراحی کنترل گر، غیر متمرکز می باشد. جهت تضمین مقاوم توافق جمعی در دسته ای از سامانه های چندعاملی غیرخطی با حضور عدم قطعیت در پارامترهای کنترل گر، شروط لازم برای پوشش پویایی غیرخطی عامل ها به فرم مناسب منظور شده است تا ضرایب مجهول کنترل گر با اعمال تئوری پایداری لیاپانوف و با رویکرد استخراج شوند. همچنین با فرض شروط خاص در قضیه پایداری لیاپانوف، نابرابری حاصل به قالب نامساوی های ماتریسی خطی تبدیل می شود تا به این ترتیب از روش های تکرارشونده برای حل نامساوی های ماتریسی غیرخطی اجتناب شود. در نهایت به منظور اعتبارسنجی این روش و مشاهده عملکرد آن، سامانه های چندعاملی مختلف انتخاب و نتایج حاصل از اعمال کنترل گرهای طراحی شده با روش های مشابه پیشین، مقایسه شده است.

در این نوشتار جهت حل مسئله توافق جمعی در سامانه ها ی چندعاملی روشی مبتنی بر نامساوی های ماتریسی خطی ارائه شده است. هدف، طراحی کنترل گر بازخورد خروجی پویا از مرتبه ثابت است که با استفاده از خواص ماتریس لاپلاسی شبکه عامل ها، توافق جمعی را محقق سازد. در شبکه مفروض، هر عامل، تنها اطلاعات خروجی همسایه های خود را دریافت می کند و لذا از این منظر، طراحی کنترل گر، غیر متمرکز می باشد. جهت تضمین مقاوم توافق جمعی در دسته ای از سامانه های چندعاملی غیرخطی با حضور عدم قطعیت در پارامترهای کنترل گر، شروط لازم برای پوشش پویایی غیرخطی عامل ها به فرم مناسب منظور شده است تا ضرایب مجهول کنترل گر با اعمال تئوری پایداری لیاپانوف و با رویکرد استخراج شوند. همچنین با فرض شروط خاص در قضیه پایداری لیاپانوف، نابرابری حاصل به قالب نامساوی های ماتریسی خطی تبدیل می شود تا به این ترتیب از روش های تکرارشونده برای حل نامساوی های ماتریسی غیرخطی اجتناب شود. در نهایت به منظور اعتبارسنجی این روش و مشاهده عملکرد آن، سامانه های چندعاملی مختلف انتخاب و نتایج حاصل از اعمال کنترل گرهای طراحی شده با روش های مشابه پیشین، مقایسه شده است.

یکی از فناوری های بسیار پیشرفته امروزی، فناوری ساخت رباتهای اسکلت خارجی به منظور کمک به افراد معلول دارای مشکل ضایعه نخاعی است که در کشورهای پیشرفته به سرعت در حال گسترش است. این پژوهش به عنوان اولین گام جهت ساخت عملی ربات اسکلت خارجی در کشور، با هدف شبیه سازی و مدلسازی رباتی از نوع پایین تنه با سه درجه آزادی برای افراد دارای مشکل ضایعه نخاعی انجام شده است. برای تعیین نحوه راه رفتن انسان از نتایج مطالعات بالینی ارائه شده در مراجع معتبر استفاده گردید. همچنین شبیه سازی مدل نرم افزاری ربات سه درجه آزادی برای گام برداشتن نرمال انسان تهیه شد و اثر اضافه شدن ربات اسکلت خارجی بر روی دینامیک حرکت بررسی شد. شبیه سازی در سه مرحله انجام پذیرفت:1- تهیه مدل برای راه رفتن نرمال بر اساس میانیابی داده های آزمایشگاهی مراجع معتبر و مقایسه نتایج با داده های موجود جهت تحقیق صحت نتایج. 2- تحلیل دینامیکی حرکت یک پا با دو روش نیوتن و اولر-لاگرانژ و تهیه مدل تحلیل در محیط simulink و مقایسه نتایج با داده های ثبت شده از مطالعات بالینی. 3- انجام تغییرات حاصل از اضافه شدن ربات مورد نظر در مدل و طراحی کنترل برای مدل با استفاده از کنترلگر pd. نتایج مربوط به حرکت نرمال و حرکت با اضافه کردن ربات، با داده های موجود همخوانی قابل قبولی داشت و از این طریق از صحت نتایج شبیه سازی اطمینان حاصل شد. تحلیل دینامیکی با روش لاگرانژ و کاربرد کنترلگر pd برای مفاصل لگن و زانو، با نتایج حاصل از شبیه سازی گام نرمال در محیط simmechanic تطابق قابل قبولی داشته و همچنین با تغییر نسبت های کنترلی اندازه ی گشتاور ها و نیروهای مفاصل کاهش می یابد. نتایج این پژوهش در پیشبرد کارهای عملی پروژه ساخت ربات اسکلت خارجی قابل استفاده است.

در این پژوهش با دیدگاه کنترل مشارکتی، روشی نوین برای حفظ تعادل بدنه ربات چهارپا ارائه می گردد. در این روش از الگوریتم توافق جهت هم زمان سازی حرکت بازوها استفاده می شود. حرکت هماهنگ بازوها به گونه ای انجام می شود که هر یک از مفاصل مسیر مطلوب خود را دنبال می کنند. با توجه به گراف ارتباطی مشخص و با استفاده از اطلاعات مربوط به هر بازو و همسایگانش، سیگنال کنترلی تولید می گردد که خطای حاصل از مسیر مطلوب و مسیر واقعی را به صورت نمایی به صفر می رساند. پایداری الگوریتم دینامیک خطای هر بازو با استفاده از روش تابع لیاپانف اثبات می گردد. ابتدا مسیر حرکتی که تعادل بدنه را تضمین کند، مشخص می شود و در نتیجه مسیر هر یک از مفاصل پاها برای ایجاد این حرکت بدنه توسط مسیریاب حرکتی معین می گردد. در این مرحله با توجه به نحوه تبادل اطلاعات بین بازوها، الگوریتم کنترلی به مدل ربات چهارپای مورد نظر اعمال می شود و نتایج شبیه سازی الگوریتم پیشنهادی در سه حالت گراف کامل، نیمه کامل و حالتی که بازوهای ربات هیچ ارتباطی با یکدیگر نداشته باشند و هم چنین با روشی مرسوم در سایر پژوهشها مقایسه می گردد که کاهش بالازدگی و سرعت همگرایی پاسخ به ورودی های مطلوب به عنوان نتایج مفید در این پژوهش می باشند.

یک بازوی رباتیکی نصب شده بر ربات متحرک را بازوی رباتیکی متحرک می نامند. معمولاً برای جلوگیری از انتقال ضربه به بازوی متحرک (ناشی از حرکت بر روی سطوح ناهموار)، تکیه گاه های بستر از مواد انعطاف پذیر ساخته می شوند. انعطاف پذیری بستر موجب ایجاد ارتعاشات نامطلوبی در بستر و بازو خواهد شد، که می تواند ناشی از حرکت بستر بر روی سطوح ناهموار و یا نیروهای عکس العملی وارده از بازو به بستر، هنگام حرکت بازو، باشد. در این تحقیق روش های مختلف از بین بردن ارتعاشات مذکور معرفی شده، همچنین برای یک بازوی رباتیکی متحرک سه درجه آزادی با بستر انعطاف پذیر، که در آزمایشگاه مکاترونیک دانشگاه تربیت مدرس موجود می باشد، یک کنترلر ترکیبی بر اساس روش ریاضی آشفتگی منفرد ارائه شده است. برای بررسی عملکرد کنترلر، ابتدا کنترلر بر روی یک مدل شبیه سازی شده در نرم افزار matlab و سپس بر روی ربات مذکور نصب و آزمایش، و نتایج حاصل شده با تحقیقات گذشته مقایسه شده است. لازم به ذکر است که با انجام آزمایشات مودال بر روی بستر ربات، مدل دینامیکی بستر ربات استخراج گردیده است. همچنین به منظور جلوگیری از نصب تجهیزات اضافی بر روی ربات، از یک رویتگر، برای محاسبه شتاب بستر استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که کنترلر ارائه شده قابلیت از بین بردن ارتعاشات بستر را، در هر دو حالت حرکت بستر بر روی سطوح ناهموار و نیز حرکت بازو، دارا می باشد. همچنین به دلیل کوچک بودن مقادیر ورودی ها، در قسمت تند کنترلر، خطای زوایای مفاصل بسیار ناچیز است (پاسخ لایه مرزی)، و در نتیجه کنترلر اختلالی در مکان کارگیر ایجاد نخواهد کرد.

یکی از مشکلات اساسی در rmmac کلاسیک این است که طراحی سیستماتیک این روش برای plant های ناپایدار امکان پذیر نمی باشد. مشکل اصلی در اینجاست که bpm برای plant های حلقه باز ناپایدار قابل محاسبه نیست. علاوه بر آن، تقسیم سیستماتیک زیرفضای نامعین در rmmac کلاسیک، وابسته به ابزار سنتز µ می باشد و دارای پیچیدگی های نسبتا زیادی است. برای حل مشکلات مذکور، در این تحقیق کنترل تطبیقی مقاوم به روش مدل چندگانه و v-gap metric را تلفیق کرده ایم. به منظور مقایسه روش ارائه شده در این پژوهش با rmmac کلاسیک، یک سیستم نامعین غیرمینیمم فاز به عنوان یک مساله نمونه برای پیاده سازی هر دو روش در نظر گرفته شده است. متدهای طراحی کنترل کننده مقاوم همانند روشهای h2، h∞، qft، h∞ loop shaping و µ-synthesis در طراحی بانک کنترل کننده های مقاوم مورد استفاده قرار گرفته اند. این کنترل کننده ها از دیدگاههای مختلفی به صورت منصفانه و دقیق مقایسه شده اند. سرانجام، از طریق شبیه سازی های فراوان نشان داده شده است که روش rmmac جدید با استفاده از v-gap metric و qft در مقایسه با rmmac کلاسیک با استفاده از bpm و µ-synthesis قابلیت رد اغتشاش بهتری دارد. علاوه بر آن، روش جدید ارائه شده سیگنالهای کنترلی کوچکتری را مورد استفاده قرار میدهد.