این پایان‏نامه به بررسی دیدگاهی نو در حل مسائل کنترل بهینه پرداخته ‏است. بر‏اساس تئوری کنترل بهینه، ابزارهای ریاضی هوشمند و ارائه‏ی الگوریتمی نو بر مبنای توابع متعامد در فضای هیلبرت این تحقیق توانسته است مسائل کنترل بهینه غیر خطی را پوشش دهد. انتقال مداری بهینه‏ی فضاپیمای تراست?کم از اهمیت ویژه‏ای در حوزه‏ی طراحی ماموریت‏های فضایی برخوردار است. لذا این تحقیق بر اساس الگوریتم نو و خلاقانه‏ی خود، به حل این دسته از مسائل پرداخته است. برای صحه گذاری روش، از معادلات حرکت فضا‏پیمای تراست?کم در حرکت دایروی استفاده شده که پاسخ‏های الگوریتم پیشنهادی با پاسخ‏های حل تحلیلی ارائه شده برای دو معیار کمترین زمان و کمترین تلاش کنترلی مقایسه شده‏ که نتایج از صحت دقیقی برخوردار بوده‏اند. در ادامه با در نظر گرفتن تمام پارامتر‏های مدارهای فضایی معادلات کامل حرکتی مد نظر قرار گرفت. همچنین دو معیار کمترین تلاش کنترلی و کمترین زمان مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه برای صحت‏ سنجی معادلات کامل از روش شبه طیفی استفاده گردید. در الگوریتم فوق از سه روش بهینه‏ساز تکاملی، الگوریتم ژنتیک، الگوریتم ژنتیک-انبوه ذرات و الگوریتم رقابت استعماری بهره گرفته شده است. همچنین توابع متعامد چپیشف، فوریه و لژاندر در فضای هیلبرت مورد استفاده قرار گرفت. برای افزایش دقت از روش فازی استفاده گردیده تا ضرایب معیار‏های بهینگی مختلف را در تعادل قرار داده و به طریق مناسب‏تری آن?ها را انتخاب نماید. در بخش دوم این پایان‏نامه مسائل مقید کنترلی بررسی شده‏ است. لذا در این بخش خلاقیت ویژه‏ای استفاده ‏شده که با رعایت یک ساختار فکری حاکم بر این پایان?نامه بتوان هر دو دسته از مسائل کنترل بهینه چه مقید و چه نامقید را حل نمود. در این بخش همچنین فرود نرم ماه نشین، ملاقات مداری سماوی و انتقال مداری تراست?کم با پیشران مقید مورد بررسی قرار گرفت. این پایان?نامه می‏تواند افق روشنی را پیش روی محققین حوزه‏ی طراحی مسیر، تئوری کنترل بهینه و همچنین طراحی ماموریت‏های فضایی قرار دهد.

در این پایان?نامه به بررسی هدایت و کنترل بهینه یک پهپاد جدید تک?بال پرداخته شده است. پهپاد تک?بال یا مونوکوپتر شامل یک بال معمول است که ملخی جهت چرخاندن آن حول مرکز چرخش در نوک آن نصب می?گردد. در این تحقیق همچنین روشی خلاقانه بر اساس اصول تئوری کنترل بهینه و ریاضیات برای حل مسائل کنترل بهینه و طراحی مسیر ارائه شده است. بر اساس روش جدید فوق الگوریتمی برای حل مسائل کنترل بهینه ابداع گردیده و بر روی سامانه تک?بال پیاده?سازی شده است.

در این پایان نامه دینامیک پرواز آرایشمند فضاپیما در فرم کارتزین و نیز حل کنترل بهینه در ماموریت تغییر مسیر سنگ فضایی آپوفیس مورد بررسی قرار گرفته است. هدف از انجام این تحقیق، دستیابی به جواب مساله کنترل بهینه ای است که مصرف سوخت فضاپیما را در مانور بازآرایی ساختار پروازی به منظور دستیابی به حالت مطلوب از پیش تعریف شده که بر اساس نیاز های ماموریتی می باشد، را تضمین می?نماید.? ماموریتی که به انجام رساندن آن هدف نهایی انجام این تحقیق است، ماموریت تغییر مسیر یک سنگ فضایی است. سنگ فضایی آپوفیس که یکی از خطرناک ترین اجرام آسمانی است که حیات در کره زمین را در سال های پیش رو، مورد تهدید قرار می?دهد جهت انجام ماموریت فوق الذکر مورد نظر قرار گرفته و در ضمن از ویژگی ها و مشخصات مداری آن جهت شکل دهی ساختار پرواز آرایش مند بهره برداری شده است.?