بررسی دینامیک غیرخطی حرکت ماهواره و کنترل موقعیت و وضعیت آنها شاخه ای از علوم فضایی است که در چند دهه اخیر مورد توجه قرار گرفته است. یافتن مدلی مناسب از دینامیک حرکت و روش کنترلی مناسب و بهینه، با توجه به موتورهای رانشی موجود، بخش اصلی این مطالعات را تشکیل می دهد. در این پایان نامه قصد داریم مدلی نسبتاً دقیق از دینامیک ماهواره ها(خصوصاً leo) به همراه اغتشاشات عدم کرویت، آیرودینامیک، فشارهای تشعشعی و جرم های اطراف را تهیه نموده تا با وجود آن بتوانیم کنترلی بر پایه مدل مرجع طراحی کنیم. روش های مختلفی در بررسی دینامیک دوجرمی زمین-ماهواره در نظر گرفته می شوند که شامل روش های در فضای دکارتی(با زیر شاخه هایش) و روش در فضای مولفه های مداری هستند که در این تحقیق هر دوی این روش ها شبیه سازی شده و با مقایسه مزایا و معایب موجود درهریک، روش مناسب انتخاب و در ادامه با مراجع و نرم افزارهای موجود مقایسه شده اند. در روش فضای مولفه های مداری می توان اثرهای اغتشاشی طولانی مدت و نوسانی هریک از اغتشاشات را به طور جداگانه مورد توجه قرار داد که این خود یکی از دستاوردهای این شبیه سازی ها است. در این تحقیق دینامیک مسیر حرکت ایده آل، تحت تاثیر جرم مرکزی و بخش نوسانی اثر j_2 فرض شده و بقیه اثرها به عنوان اغتشاش در نظر گرفته شده اند. استفاده از کنترلرهای پیوسته نیازمند موتورهای پیشران پیوسته با پیشرانش غیر ثابت است که در عمل تحقق پذیر نیست. در اینجا مدل های کنترلی مقطعی(on-off) با پیشرانش ثابت را ارائه نموده ایم که در هر دو فضای دکارتی و مولفه های مداری به صورت جداگانه طراحی شده اند. مدل در فضای دکارتی، نقص های قبلی را توسط انتخاب مناسب بهره های کنترل فیدبک برطرف کرده و مدل در فضای مولفه های مداری، با اعمال تغییرات سرعت در راستاهای مختلف و در نقاط مشخص مدار، اثرهای اغتشاشی مطرح شده را به خوبی جبران کرده اند. در فضای دکارتی ابتدا از روش مستقیم لیاپانوف استفاده شده و سپس با استفاده از یک الگوریتم جدید بهینه سازی سیستم های غیرخطی(sdre)، که نتیجه فرم خطی وابسته به حالت(sdc) معادلات حرکت ماهواره است، نیروهای کنترلی بدست آمده، بهینه شده اند. در ادامه، فرآیند کنترلی مولفه-های مداری به همراه در نظر گرفتن اثر نوسانی j_2 در دینامیک، شبیه سازی شد. که نیروهای کنترلی آن طبق مقایسه صورت گرفته در شرایط یکسان به مراتب کوچک تر از روش های کنترلی در فضای دکارتی هستند و نتایج کنترلی آن نسبت به فضای دکارتی مناسب تر می باشند. برای ارزیابی کنترلر طراحی شده، نتایج مدل با نتایج موجود در مراجع مقایسه شده اند که نتایج بدست آمده بیان کننده صحت روش کنترلی بدست آمده می باشند. کلمه های کلیدی: دینامیک غیرخطی، اغتشاش، اثر اغتشاشی طولانی مدت، عملگر روشن-خاموش، کنترلر پیوسته، معادله ریکاتی وابسته به حالت، اصلاح مدار و کنترلر مولفه های مداری.

طراحی مسیر در روباتیک موضوع بسیار مهمی است که عموما به عنوان کنترل سطح بالا برای حرکت روبات مطرح می شود. روش های طراحی مسیر متعددی برای بازوها و پلت فرم ها با در نظر گرفتن قیود موجود و مدلسازی های مختلف وجود دارد و از این منظر، محققین این روش ها را به دو قسمت مستقیم و غیرمستقیم تقسیم می کنند. هر دو این روش در این پایان نامه مورد بررسی قرار گرفته است. به دلیل سرعت زیاد در طراحی مسیر به روش مستقیم این روش برای حالت طراحی مسیر دینامیکی با موانع دینامیکی مورد مطالعه قرار گرفت. برای در نظر گرفتن دینامیک در روش مستقیم در این پایان نامه دینامیک غیرمستقیم پیشنهاد شده و با استفاده از این تکنیک طراحی مسیر با در نظر گرفتن مدل دینامیکی و فرض شرایط سینماتیکی حل شد. در روش دیگر یا روش غیرمستقیم، با استفاده از تئوری کنترل بهینه غیرخطی و اصل حداکثری پونتریاگین، معادلات بهینگی برای طراحی مسیر بهینه استخراج شد. اما به دلیل همگرایی ضعیف درحل این معادلات مشکلات عدیده ای به وجود آمد. در این پایان نامه مشکلات موجود با استفاده از تکنیک های معرفی شده، تا حدودی رفع شده اند. با استفاده از تئوری هموتوپی در حل کنترل بهینه مشکل همگرایی جواب و نزدیک بودن حدس اولیه به جواب نهایی رفع شد. و با تخمین شبه-حالت ها برای مشکل استخراج سمبولیک معادلات دیفرانسیل در حل مسئله کنترل بهینه برای طراحی مسیر مرتفع گردید. در این پایان نامه موضوع بالانسینگ بهینه برای روبات های بازویی معرفی و با معرفی روش بالانسینگ تکراری برای روبات های متحرک در ادامه شبیه سازی های موجود به بالانسینگ بهینه روبات متحرک گسترش داده شد. استفاده از بالانسر دینامیکی بهینه توسط محقق در ادامه مطرح گردیده و طراحی مسیر و کنترل بهینه آن به روش غیرمستقیم انجام شده است. همچنین در ادامه، مسائل متعددی نظیر رد مانع برای روبات متحرک دارای بازو، نیز در این زمینه حل گردید. در پایان، تمامی شبیه سازی ها و مدلسازی های مربوط به طراحی مسیر مستقیم و غیرمستقیم و نمایش سه بعدی روبات ها و مسیر، در مجموعه ای تحت عنوان جعبه ابزار getool در نرم افزار matlab ارائه شده است.

هدف این مطالعه، مشخص کردن بهترین آلترناتیو تخصیص منابع نفت و گاز طبیعی موجود در بستر دریای خزر، برای حوزه های درگیر می باشد. از سال 1993، مناقشاتی بین پنج کشور ساحلی دریای خزر: آذربایجان، ایران، قزاقستان، روسیه و ترکمنستان در تقسیم بندی این منابع ایجاد شده است. در اینجا شش روش مختلف تصمیم گیری چند معیاره (mcdm) شامل روش های تسلط ، ماکسی مین ، لکسیکوگراف ، مجموع ساده وزین (saw)، topsis ، electre و روش های حل دیگری که توسط محققان قبلی شده است، برای تعیین بهترین آلترناتیو تخصیص بین طرفین مناقشه به کار گرفته شده اند. در این مطالعه فرض می شود که تمام کشورهای ساحلی دریای خزر دارای اهمیت یکسانی می باشند. با استفاده از روش های mcdm، مشخص می شود که روش های نش و شپلی ، بهترین آلترناتیوهای تخصیص برای تقسیم بندی منابع نفت و گاز طبیعی دریای خزر هستند.

هدف اصلی این رساله بررسی فرایند شاخه ای گالتون-واتسون و ارائه تعمیمی از آن تحت عنوان فرایند شاخه ای وابسته به دوره به است؛ که ابتدا ایده فرایند شاخه ای وابسته به دوره مطرح می شود و سپس در ادامه این ایده جدید را مدل بندی کرده و چند خاصیت مهم آن را به دست می آوریم. برخی از کاربردهای متفاوت فرایندهای شاخه ای، مورد مطالعه قرار گرفته است. به عنوان نتیجه ای از این رساله و با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو، نشان می دهیم که استفاده از فرایند گالتون-واتسون زیر بحرانی اما متمایل به بحرانی منجر به ارائه حل بهتری برای معادلات انتگرال می شود. در انتها کاربردی مهم از فرایند وابسته به دوره، در اپیدمیولوژی ارائه شده است.

در این پایان نامه، روش طراحی مقسم توان نوری به کمک بلور های فوتونی ارایه شده است. برای پیاده-سازی این قطعه که در قسمت های مختلف هر سیستم مدار مجتمع نوری بکار می رود، دو ساختار نمونه بررسی شده اند: بلور فوتونی متشکل از ساختار میله ای در بستری از هوا و حفره هوا در دی الکتریک. در نمونه اول، مقسم توان 2×1 ( یک ورودی، به دوقسمت مساوی تقسم شده است)، با استفاده از کاواک-های تزویج شده در موجبرهای بلور فوتونی طراحی شده است. نمونه دوم یک مقسم توان 2×1 با استفاده از کاواک های تشدید در موجبرهای سری شده ارایه شده است، تا در نهایت دو نمونه مقسم توان نوری که شرایط بسیار مناسب برای تقسیم توان مساوی در هر کانال خروجی با تلفات کم برای دو ساختار متفاوت را فراهم می کند. بلورهای فوتونی انتخاب شده برای پیاده سازی این مقسم های توان، برای اولین ساختار، از شبکه ی مربعی دوبعدی از میله های دی الکتریک در بستر هوا، تشکیل شده است. میله ها ازماده سیلیکون (si) با ضریب شکست 47/3 تشکیل و نسبت پرشدگی شبکه برابر با 174/0 r/a= انتخاب شده است که در آنr شعاع میله ها و a ثابت شبکه است. در این ساختار، انتقال توان بیش از 45% بوده و محدوده فرکانس بهنجارشده انتقال توان 3757/0? a/? ?3740/0 می باشد. برای دومین ساختار، شبکه ی مثلثی دوبعدی از حفره های هوا در بستر دی الکتریک، تشکیل شده است. دی الکتریک از ماده تری سلنیدآرسنیک (as2se3) با ضریب شکست 1/3 تشکیل و نسبت پرشدگی برابر با 32/0 r/a= انتخاب شده است. در این ساختار، انتقال توان بیش از 45? بوده ومحدوده فرکانس بهنجارشده انتقال توان 2611/0 ? a/? ? 2567/0 می باشد. به منظور سهولت مجتمع سازی ساختارهای ارایه شده، طول موج ورودی یکسان و در پنجره سوم مخابراتی، برابر طول موج 55/1 میکرومتر انتخاب شده است.

ویژگی بارز سوپرالاستیک آلیاژهای حافظه دار آنها را برای کاربردهای حسگری، عملگری، جذب انرژی ضربه و میرایی ارتعاشات مناسب ساخته است. در تحقیق کنونی تحلیل ضربه کم سرعت روی ورق کامپوزیت هیبرید تقویت شده با سیم های حافظه دار مورد بررسی قرار گرفته است. در کارهای ارائه شده تا کنون، تغییرات فاز لحظه ای مواد حافظه دار در تحلیل سازه به فرمی دقیق بررسی نشده است. در تحقیق کنونی با ارائه الگوریتمی مناسب نارسایی یاد شده رفع گردیده است.برای بدست آوردن معادلات دینامیکی حاکم، از اصل همیلتون و تئوری برشی مرتبه اول استفاده شده است. هم چنین برای مدل سازی آلیاژ حافظه دار از معادلات ارائه شده توسط برینسون استفاده گردیده است.سیستم معادلات بدست آمده با استفاده از روش عددی المان محدود و کدنویسی به کمک نرم افزار متلب حل شده اند.

این پروژه، نانوکامپوزیت¬های الاستومر¬های گرمانرم برپایه پلی¬آمید6، لاستیک آکریلونیتریل بوتادی-ان و نانولوله¬کربنی تک¬دیواره¬عامل¬دار با اسید کربوکسیلیک تهیه گردیدند. تاثیر مقادیر 20، 40 و 60 درصد وزنی nbr و مقادیر 0.5، 1 و 1.5 درصد وزنی از نانولوله¬کربنی تک¬دیواره بروی خواص مکانیکی، مورفولوژی و رئولوژیکی نانوکامپوزیت¬های حاصل بررسی گردید. تهیه این نانوکامپوزیت¬ها درون یک مخلوط¬کن داخلی و بدون عامل پخت انجام شد. در نهایت برای بررسی خواص مکانیکی، مورفولوژی و رئولوژیکی از آزمون¬های کشش (tensile)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، آزمون تحلیل حرارتی (dsc)، آزمون دینامیکی مکانیکی (dmta) و آزمون رئولوژی استفاده گردید. نتایج آزمون tem نشان از پراکنش نانولوله در ماتریس pa6 دارد. تصویر sem نانوکامپوزیت نشان¬دهنده کاهش اندازه ذرات لاستیک در مقایسه با نمونه الاستومر گرمانرم pa6/nbr است. مطالعات dsc نشان از کاهش درصد کریستال در نانوکامپوزیت¬های تهیه شده دارد. نتایج آزمون dmta حاکی از افزایش مدول ذخیره و کاهش خواص میرایی نانوکامپوزیت¬های تهیه شده در مقایسه با الاستومر گرمانرم pa6/nbr دارد. نتایج حاصل از تست رئولوژی نشان¬داد که حضور نانو لوله¬کربنی در آلیاژ pa6/nbr باعث افزایش مدول ذخیره شده و در ترکیب درصد بالا از نانولوله¬کربنی به واسطه تشکیل شبکه فیزیکی، وابستگی مدول به فرکانس از حالت شبه مایع به سمت شبه جامد تغییر می¬کند. این تغییر رفتار حاکی از وجود برهمکنش میان پلیمر و نانولوله-کربنی می¬باشد. گرانروی مختلط نیز افزایش یافته و رفتار روان شدگی برشی قوی¬تری دیده می¬شود.

پدیده پیشروی آب شور دریا، که معمولا در اثر استخراج آب های زیرزمینی رخ می دهد یکی از مشکلات کنونی آبخوان های ساحلی می باشد. حوضه آبریز تالاب میقان یکی از مناطق مهم استان مرکزی می باشد. استخراج بیش از حد از 886 چاه بهره برداری در قسمت غرب این تالاب، جهت مصارف آبیاری اراضی، شرب و صنعت باعث پیشروی آب شور و آلوده شدن چاه های در این منطقه شده است. هدف از این مطالعه بررسی کمیت و کیفیت آب های زیرزمینی غرب میقان و ارائه راهکار های مفید جهت رفع مشکلات منطقه است. برای انجام این کار از کد عددیmodflow که در قالب نرم افزار مدلسازی آب های زیرزمینی gmsقرار گرفته است استفاده شد. پس از جمع آوری اطلاعات مورد نیاز از قبیل اطلاعات هواشناسی، هیدرولوژیکی، بررسی های دقیق زمین شناسی به همراه اجرای عملیات ژئوفیزیکی در محور مورد مطالعه، بررسی¬های هیدروژئولوژیک و شناسایی هندسه آبخوان منطقه مورد مطالعه از modflow برای شبیه سازی جریان استفاده شد. پس از شبیه سازی اولیه جریان، مدل با استفاده از کد pest و اطلاعات تراز آب چاه های منطقه برای حالت پایدار کالیبره گردید. نتایج حاصل از کالیبراسیون نشان می دهد که خطای میان تراز محاسبه شده و مشاهده شده در حد مطلوب می باشد. سپس با استفاده از نرم افزار gis و مطالعات ژئوفیزیک ارزیابی نفوذ آب شور به سفره ساحلی از طریق داده های ecو ph بررسی شد. در نهایت راهکار های مدیریتی برای جلوگیری از تغییر کیفیت آب زیرزمینی، پیشروی آب شور و کاهش حجم مخازن آبی ارائه گردید. جهت بررسی شرایط مدیریتی و پیش ینی مدل آب زیرزمینی غرب کویر میقان پس از اتمام واسنجی و صحت سنجی مدل،و ضعیت آینده آبخوان در دو حالت پایه وبدون استرس و کاهش بهره¬برداری از آبخوان به میزان 30% حالت مورد بررسی قرار گرفت.

بعضی از مناطق کشورمان دارای آب و هوای گرم و خشک است. دشت ساوه جزء یکی از این مناطق می باشد. اهمیت موضوع کم آبی در دشت ساوه نگرانی هایی را بوجود آورده است، که انجام این تحقیق را بیش از پیش لازم کرده است. هدف از این تحقیق که در قالب طرح تحقیقاتی شرکت آب منطقه ای استان مرکزی می باشد، عبارت است از بررسی وضعیت فعلی آبخوان و به روز شدن اطلاعات، در ادامه تحقیقات قبلی. لازم به ذکر است مطالعات قبلی، پیش از سال 87 بوده و تحقیق حاضر سال های 87 تا 92 را نیز شامل می شود. برای بررسی مسئله بحران آبی دشت ساوه عوامل مختلفی از جمله خشکسالی هواشناسی، برداشت بی رویه از آبخوان و حفر چاه های غیرمجاز، وجود گسل ساوه، احداث سد الغدیر و شبکه های آبیاری و زهکشی را می توان نام برد. در هر منطقه گرم و خشک نمی توان وجودوتاثیر خشکسالی را نادیده گرفت. با رسم نمودارهای فراوانی خشکسالی مشخص شد برخلاف شاخص spi، mczi ،zsi ،czi که خشکسالی نزدیک به نرمال را نشان می دهند، فراوانی شاخص pn خشکسالی شدیدی را در همه ایستگاه ها ( به جز تفرش که نرمال است ) نشان می دهد. در بررسی کیفیت آبخوان از نظر هدایت الکتریکی با نرم افزار زمین آماری gs+ ، مدل گوسی بهترین نتیجه را از نظر برازش منحنی ها و کمترین خطا را داشته و مدل مناسب برای محدوده مورد مطالعه می باشد. نتایج این مطالعات حاکی از آن است که استفاده از روش کریجینگ نسبت به سایر روش ها در تخمین توزیع کیفیت آب زیرزمینی مناسب تر بوده و موجب ارائه دقیق تر مقادیر می شود. با بررسی پارامترهای کیفی با نرم افزار aqqa و ترسیم نمودارهای مختلف مشخص گردید در روش های شعاعی و استیف کمترین و بیشترین آنیون ها و کاتیون ها همانند یکدیگر می باشند. دیاگرام پایپر نتایج نشان دهنده این است که آب های موجود در محدوده مورد مطالعه از نوع رخساره کلسیکی بوده و نمودار دیورف بیانگر این مطلب است که افزایش ناگهانی میزان کل مواد جامد محلول و نزدیک به تیپ بی کربناته، نشان از اختلاط آب چاه ها با منبعی دیگر دارد. منفی شدن بیلان کل محدوده مطالعاتی، کاهش تراز آب زیرزمینی از میانگین تراز سفره(7/934متر)، افت شدید هیدروگراف واحدآبخوان در دهه اخیر با شیب منفی 17% حکایت از برداشت بی رویه از آبخوان دارد بطوریکه پیش بینی می شود با همین روند تا پایان دهه بعد سطح آب زیرزمینی بطور متوسط 25 متر دیگر افت کند. افت چاه های آب در سمت جنوب گسل ساوه خیلی بیشتر از سمت شمال است و باعث می شود اثر سد در بخش جنوبی خیلی محسوس تر باشد لذا می توان احداث سد ساوه روی رودخانه قره چای را نیز یکی دیگر از دلایل افت سطح آب زیرزمینی در آبخوان دشت ساوه دانست. بعد از آب گیری از سد ساوه در سال 1374 افت سطح آب زیرزمینی در آبخوان دشت ساوه به طور چشم گیری افزایش یافته است. استفاده از روش های نوین آبیاری، پلمب چاه های غیر مجاز و مدیریت بهره برداری و نگهداری از آب های موجود، راه حل های لازمی است که برای حفظ و حراست از ذخایر آبی بایستی به مرحله اجرا درآید.

روش اسلینگرام یکی از روشهای شناخته شده در ژئوفیزیک و زیرمجموعه روشهای الکترومغناطیسی است. در این روش از دو پیچه ای افقی استفاده می شود، یک پیچه ی گیرنده و یک پیچه ی فرستنده. با عبور جریان متناوب از پیچه ی فرستنده، امواج الکترومغناطیسی تولید میشود که این امواج دارای مولفه های الکتریکی و مغناطیسی هستند، ولی در اکتشاف به روش اسلینگرام فقط مولفه مغناطیسی به کار می آید. مولفه مغناطیسی میدان الکترومغناطیسی در زمین نفوذ میکند و در رساناهای زیر زمین جریان الکتریکی القاء میکند. این جریان الکتریکی به نوبه خود یک میدان مغناطیسی ثانویه تولید میکند و پیچه ی گیرنده، نسبت میدان ثانویه تولید شده در توده رسانای زیر زمین به میدان اولیه تولید شده در فرستنده را اندازه میگیرد. با مقایسه داده های اندازه گیری شده در نقاط مختلف یک ناحیه میتوان تغییرات رسانایی در زیر آن ناحیه را تشخیص داد. در این روش عموماً از چندین فرکانس استفاده می شود وامواج الکترومغناطیس با فرکانسهای مختلف هر یک تا عمق خاصی از زمین را مورد کاوش قرار میدهد، بنابراین می توان با اندازه گیری در بیش از یک فرکانس اطلاعات کامل-تری از زمین در زیر ایستگاههای اندازه گیری بدست آورد. از آنجا که اکثر ذخایر معدنی مدفون در زیر سطح زمین به وسیله یک روبار پوشیده شده اند،کشف این ذخایر به خواصی که آنها را از محیط اطراف متمایز میکند بستگی دارد. از سوی دیگر چون نیاز به تماس گیرنده با زمین نداریم و در حقیقت اندازه گیری ها از طریق القاء الکترومغناطیسی صورت می گیرد ، سرعت اندازه گیری ها بسیار بالا خواهد بود . به همین دلیل شناسایی محل هایی که در آنجا توده های رسانا وجود دارند به سرعت انجام می گیرد که این امر اهمیت زیادی در بحث اکتشافات ژئوفیزیکی دارد و از مزیتهای این روش محسوب می شود. بنابراین، این روش اکتشافی بیشتر برای تعیین محل و گستردگی تودهای رسانا کاربرد دارد. هدفِ این پایان نامه، بررسی رفتار پروفیل های اسلینگرام شکل های مختلف، به خصوص ورقه ی رسانا است که از داده های بدست آمده از طریق نرم-افزار emplate و همچنین استفاده از روابط نظری مربوط به ورقه ی رسانا استفاده شده است.

آلودگی سفره های آب زیرزمینی از جمله مسایلی است که از اهمیت خاصی برخوردار است. چرا که این منابع از جمله مهمترین منابع تامین آب می باشند. پدیده های پخش و انتشار از مهمترین عواملی هستند که در گسترش آلودگی در سفره های آب زیرزمینی موثر میباشد. مدلهای ریاضی باحل معادلات حاکم بر این پدیده ها، شیوه ای مناسب در شناخت وضعیت سفره در آینده و اتخاذ راهکارهای مناسب جهت پیشگیری از آلودگی آنها میباشد.در این تحقیق معادله حاکم بر پدیده پخش - انتشار در حالت یک و دو بعدی با روش عددی حجم محدود حل شده است و معادلات خطی مربوطه، با استفاده از روش تقریب زمانی ضمنی کامل، بدست آمدند. جهت حل این معادلات خطی شد. برنامه رایانه ای به زبان فرترن 77 نوشته شد که ضمن دریافت داده های ورودی از شبکه مورد بررسی، به محاسبه ضرایب معادله درتمام گره ها و سپس محاسبه مجهول مساله میپردازد. به منظور بررسی درستی نتایج حاصل از حل معادله پخش - انتشار با روش عددی حجم محدود، یک مساله را با این برنامه حل نموده و نتایج حاصل از آنرا با نتایج حاصل از حل تحلیلی مساله و همچنین روش عددی وزن بالاست متناوب مقایسه نمودیم، بررسیها نشان داد حل معادله پخش - انتشار با مدل ارائه شده هماهنگی خوبی با حل تحلیلی و روشی وزن بالا دست متناوب دارد.