در بسیاری از دروس شاخه مهندسی، تجربه کردن بسیاری از مفاهیم تئوری مطرح شده ضرورت دارد. هزینه بالای تجهیز آزمایشگاه ها مانع اصلی نبود آزمایشگاه ها می باشد. به طوری که نبود واحد های آزمایشگاهی در بسیاری از دانشگاههای دنیا کاملاً احساس می شود. لذا با توجه به ویژگی های آزمایشگاه های مجازی، این آزمایشگاه ها می توانند تاحد قابل قبولی این کمبود را جبران کنند. آزمایشگاههای مجازی با بازخورد نیرویی، علاوه بر درگیر نمودن دید بصری، با به کارگیری حس لامسه و دادن بازخورد ها ی نیرویی، امکان تجربه و فهم مفاهیم بسیاری از دروس مهندسی را فراهم می نماید. این پایان نامه، با هدف طراحی و پیاده سازی آزمایشگاه مجازی کنترل، با استفاده از واسط لامسه ای تنظیم گردیده است. تست های گوناگونی برای آزمایش های شبیه سازی شده در نظر گرفته شده است. برای مدلسازی گرافیکی آزمایش ها در این کار از نرم افزارbuilder 2.0 v-realm استفاده شده است. واسط لامسه ای که برای این کار استفاده شده است، یک ربات سه درجه آزادی با ساختار موازی دلتا، با نام falcon می باشد. کنترل واسط لامسه ای با توجه به سناریوهای آزمایشی، به دو صورت کنترل موقعیت و کنترل نیرو می باشد. در این کار برای حفظ پایداری ربات در اجرای سناریوهای تعقیب موقعیت، از کنترل سفتی به کمک یک کنترلر فازی استفاده شده است. همچنین، استفاده از روش anfis برای شناسایی و ارائه مدل نیرویی، برای بافت های غیر الاستیک است. با توجه به دقت و سرعت بالای مدل به دست آمده از این روش، که در حدود 5^10 هرتز برآورد شد، مدلسازی هپتیکی بی درنگ بافت های نرم حجیم و پیچیده را میسر می سازد.

به علت خسارت¬های سازه¬ای و غیر سازه ای که پس از زلزله 1940 نورث ریچ و 1995 کوبه به ساختمان¬ها وارد شد، مفاهیم لرزه¬ای مورد تجدید نظر قرار گرفت و فلسفه طراحی براساس عملکرد به وجود آمد. در نگرش جدید برای هر سطح خطر لرزه¬ای یک حد مشخص از خسارت در نظر گرفته می¬شود و این معیار عملکردی به جهت درنظر گرفتن میزان خرابی بر اساس پارامترهای تغییر مکان طبقات با سایر پارامترهای خسارت مرتبط است. با کاربردی شدن طراحی بر مبنای عملکرد، استفاده مستقیم از تحلیل¬های غیرخطی جهت ارزیابی واقعی¬تر از رفتار سازه در برابر سطوح مختلف زلزله مطرح شد. تحلیل استاتیکی غیر خطی یکی از روش¬های رایج ارزیابی لرزه¬ای سازه¬ها می¬باشد که اطلاعات مفیدی از رفتار سازه در ناحیه الاستیک تا فروریزش (collapse) در اختیار می گذارد که نتایج آن مستقیما جهت کنترل و طراحی سازه قابل استفاده است. با توجه به گذار آیین نامه¬ها از طراحی مقاومتی به سمت طراحی براساس عملکرد (performance based design) ضرورت بررسی عملکرد لرزه¬ای سازه¬های طراحی شده با آیین نامه¬های قدیم احساس می¬شود تا در صورت نیاز اقدامات لازم جهت مقاوم سازی، برای رسیدن به هدف عملکردی مورد نظر و همچنین کاهش احتمال خسارت فراتر از انتظار، اقدامات لازم به عمل آید. برای رسیدن به این هدف از تحلیل ریسک احتمالاتیprobabilistic seismic risk analysis سازه برای پیش بینی میزان خسارت وارد به سازه در اثر رویداد زمین لرزه در منطقه مورد بررسی، استفاده می¬گردد که نتایج با منظور کردن وضعیت لرزه خیزی منطقه و با استفاده از روابط احتمالاتی بدست می¬آید. در تحقیق حاضر عملکرد لرزه¬ای قاب 9 طبقه فولادی طراحی شده طبق آیین نامه 2800 ویرایش سوم در منطقه تبریز مورد بررسی قرار می¬گیرد و راهکاری برای تخمین سطح عملکرد سازه در عمر مفید سازه تحت زلزله سطح طراحی، ارائه گردید. بمنظور تعیین میزان نیروهای وارد بر سازه در اثر زلزله یا به عبارتی تعیین بیشینه مقدار پارامتر جنبش زمین در منطقه مورد مطالعه یا زمین ساخت، دریک بازه زمانی مشخص، از تحلیل خطر لرزه¬ای استفاده ¬شد، همچنین برای تخمین آسیب¬های لرزه¬ای و بررسی عملکرد لرزه¬ای سازه و تخمین میزان خرابی برای سطوح مختلف لرزه¬ای از تحلیل استاتیکی غیرخطی فزاینده استفاده شد. در نهایت تابع منحنی تحلیل خطر لرزه¬ای (seismic hazard analysis ) نطقه مورد نظر با توابع خسارت سازه مورد نظر ترکیب، و نمودار تابع ریسک سازه یا به عبارت دیگر احتمال رویداد زمین لرزه در عمر مفید سازه در مقابل خرابی سازه حاصل گردید. با رویکرد ترکیب منحنی خطر لرزه¬ای و منحنی تحلیل استاتیکی غیر خطی می-توان احتمال فراگذشت از سطوح عملکردی مختلف را برای سطوح مختلف زمین لرزه محتمل محاسبه نمود و همچنین سطح عملکرد سازه را در مقابل عمر سازه برای سطح زلزله مورد بررسی، بیان نمود. با توجه به نتایج بدست آمده مشخص شد که طراحی سازه طبق آیین نامه 2800 ویرایش سوم محافظه کارانه بوده و به لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نمی باشد. از این رو بکارگیری طراحی بر اساس عملکرد به اقتصادی تر و دقیق تر طراحی شدن سازه و تامین انتظارات از سازه منطقی تر به نظر می¬رسد.