بهینه سازی مصرف سوخت و کاهش آلایندگی زیست محیطی در خودروها از دغدغه های مهم دانشمندان و مهندسان است. از این رو مهندسان سعی در جایگزینی سیستم های مکانیکی، که دارای انعطاف پذیری پایینی اند، با سیستم های الکترومکانیکی و حتی کاملاً الکتریکی در جهت کنترل دقیق تر و بهینه سازی در سیستم ها و افزایش راندمان داشته اند. خودروهای هیبرید الکتریکی، گیربکس های الکترومغناطیسی و دیگر تجهیزات الکتریکی و یا الکترومکانیکی موجود در خودروها، نمونه ای از کاهش تصدی بخش مکانیکی و افزایش تصدی بخش الکتریکی برای نیل به هدف فوق است. از اینرو در رساله حاضر، با معرفی ماشین الکتریکی با دو پایانه مکانیکی dmpm، بعنوان یک گیربکس متغیر پیوسته الکترومکانیکی، به بررسی معادلات حاکم بر ماشین پرداخته شده است. شیوه های کنترل آن بررسی شده است و نقش آن در سیستم های مکانیکی، مخصوصاً خودرو، بیان شده است. یک خودروی تویوتا پریوس توسط بانک اطلاعاتی advisor، در محیط سیمولینک متلب، مدل شده است؛ و جایگزین کلاچ و گیربکس خودرو شده است. خودروی مدل، در سیکل های حرکت استاندارد شهری، بزرگ راه و بزرگ راه با افزایش 50 درصدی در سرعت، در دو وضعیت با باتری (hev) و بدون باتری (evt)، در دوره ی 1500 ثانیه ای، شبیه سازی شده است و نتایج آن توسط نمودارهایی نشان داده شده است. این نتایج بررسی شده است تا ثابت گردد این ماشین (dmpm)، می تواند جایگزین مناسبی برای کلاچ و گیربکس در خودروی تحت آزمایش گردد. در نتیجه یک گیربکس خودکار پیوسته متغیر با دامنه ی تغییرات وسیع برای عملکرد در خودرو معرفی گردید. آزمایش های فوق در وضعیت تست شتاب نیز بررسی شده است. در این شبیه سازی ها به بررسی عملکرد بهینه موتور احتراقی با استفاده از ماشین بکارگرفته شده پرداخته شده است؛ و نتایج آن از نظر مصرف سوخت و درصد انتشار گازهای آلاینده ی اگزوز خودرو بررسی شده است. عملکرد خودروی مجهز به ماشین dmp بعنوان یک خودروی هیبرید (hev) و بعنوان خودروی مجهز به گیربکس متغیر پیوسته ی الکتریکی (evt)، بررسی شده است. در ضمن عملکرد وضعیت هیبریدی در مد هیبرید سری – موازی نشان داده شده است. در نهایت این سیستم بعنوان یک خودروی هیبرید سری – موازی با درجه هیبریداسیون کامل معرفی شده است.

نظر به افزایش تقاضای جهانی برای انرژی های پاک و کاهش هزینه ی پانل های فتوولتاییک، تولید پراکنده به وسیله ی آرایه های فتوولتاییک طی دهه ی گذشته افزایش چشمگیری داشته است. این سیستم ها به شکل مستقل از شبکه ی قدرت و یا متصل به آن اجرا می شوند. با توسعه ی دانش در این حوزه، جبران و کنترل توان راکتیو و هارمونیک های جریان ناشی از بارهای خطی و غیرخطی متصل به شبکه محقق شده است. این حقیقت که یک سیستم درعین حال دو کاربرد متفاوت تغذیه ی بارهای متناوب و فیلتر اکتیو را ارائه دهد، بسیار جذاب است. بر این مبنا در این پایان نامه یک سیستم فتوولتاییک که به وسیله ی اینورتر pwm سه فاز به شبکه متصل شده است و بر مبنای نظریه مرجع همزمان (dqo) کنترل می شود، ارائه شده است. سیستم مورد اشاره در محیط نرم افزار matlab/simulink شبیه سازی شده است. از الگوریتم های هوشمند ga و pso جهت استخراج مدل الکتریکی آرایه ی فتوولتاییک استفاده شده است. با استفاده از الگوریتم ردیاب نقطه ی کار بهینه، سیستم همواره در نقطه ی بهینه عمل می کند، الگوریتم های ادمیتانس افزایشی، p&o، بالا رفتن از تپه و فازی شبیه سازی و با یکدیگر مقایسه شده اند. با استفاده از ساختار فیلتر هیبرید متشکل از فیلتر اکتیو فتوولتاییک موازی و فیلتر پسیو موازی، سطح توان اینورتر و هزینه ی جبرانسازی کاهش یافته است. در راستای بهبود عملکرد سیستم پیشنهادی پارامترهای این فیلتر هیبرید به کمک الگوریتم ژنتیک بهینه سازی شده اند. این سیستم استاندارد ieee519 را می گذراند و thd جریان آن کمتر از 5% است.

باد یکی از منابع طبیعی تولید انرژی الکتریکی است که سرعت آن متغیر است و می توان محدوده تغییر سرعت آن را به کم و متوسط تقسیم نمود. برای استحصال حداکثر انرژی از باد در سرعتهای مختلف نیاز به یک ژنراتور سرعت متغیر است و ازجمله ژنراتورهای سرعت متغیر که هم اکنون در حال بهره برداری میباشند، می توان به ژنراتور القایی رتور سیمپیچیشده، ژنراتور القایی دو سو تغذیه و ژنراتور سنکرون اشاره نمود. سیستم های انرژی بادی معمول از جعبه دنده به عنوان واسط محورکم سرعت توربین بادی و محور ژنراتور استفاده می کنند. جعبه دنده یک جزء پرهزینه از کل سیستم است و حذف آن سبب کاهش اجزاء متحرک واسط شده و افزایش قابلیت اطمینان، افزایش بازده سیستم و کاهش هزینهی اولیه و هزینهی نگهداری را به همراه دارد. ژنراتور سوئیچ رلوکتانسی جدیدترین عضو گروه ژنراتورهای سرعت متغیر است و به دلیل ویژگیهایی مثل سادگی ساختمان، قیمت ارزان، استحکام زیاد، تحمل گرمایی بالا، سازگاری ذاتی با خطا، قابلیت اطمینان بالا و محدودهی وسیع سرعت به این گروه راه یافته است. با توجه به محدودهی وسیع عملکرد این ژنراتور، امکان اتصال مستقیم توربین بادی به ژنراتور و حذف جعبهدنده وجود دارد. استفاده از ماشین سوئیچ رلوکتانسی به عنوان ژنراتور کمتر از یک دهه است که مورد توجه محققان قرارگرفته است و برخلاف کاربرد بادی، پیشرفتهای قابل توجهی در کاربردهای سیستمهای توان الکتریکی هوافضا و استارتر/ آلترناتور خودروهای هیبرید حاصل شده است. هدف این رساله، کنترل بهینه ژنراتور سوئیچ رلوکتانسی جهت استحصال الکتریسیته از انرژی باد است. محور اصلی مطالب بر پایهی شناخت ژنراتور، ارائه مدلی معتبر در کاربرد بادی و بررسی روش های کنترل موجود میباشد. در این راستا، بهینهسازی سیستم کنترلی به منظور استحصال حداکثر توان و افزایش راندمان مد نظر قرار گرفت و بهینهسازی متغیرهای کنترلی بر پایهی الگوریتمهای هوشمند بهینهسازی مطرح شد و از میان آنها، از الگوریتم اجتماع ذرات برای یافتن متغیرهای کنترلی بهینه استفاده شد. روش پیشنهادی بر خلاف روشهای مشابه، از ساختار سادهای برخوردار است و به مشخصات ماشین وابسته نیست و قابل تطبیق است و زمان اجرای آن بسیار کوتاهتر از روشهای مشابه است.