طراحی بهینه¬ی مجموعه¬های روتوری یکی از فاکتور¬های مهم در نحوه¬ی عملکرد و راندمان اقتصادی تجهیزات دوار می¬باشد. فرکانس نیروهای ارتعاش زا که معمولا ناشی از عواملی همچون نامیزانی استاتیکی و کوپلی، نا¬همراستایی، سایش اجزاء و قطعات متحرک و . . . می-باشند. فرکانس این نیروهای ارتعاش¬زا، معمولا برابر فرکانس دور کاری تجهیز می¬باشند، بنابراین هرچه سرعت¬های بحرانی از سرعت دور کاری دور¬تر باشند، تجهیز در محدوده¬ی امن¬تری کار می¬کند. هدف از این پروژه دستیابی به یک نرم افزار کاربردی است که بتواند با پیاده سازی یک مدل ارتعاشی برای محور¬های انتقال قدرت کشتی¬ها، تمامی محاسبات لنگ زنی از جمله ارتعاشات خمشی و پیچشی را انجام دهد، و در فاز دوم، نرم افزار بتواند با بهینه سازی محل و تعداد یاتاقان¬ها، سرعت های بحرانی محور را از محدوده دور کاری دور نمایید. در این پروژه به دلیل تقارن محور در راستا¬های افقی و عمودی از مدل روتور چهار درجه آزادی در دستگاه مختلط استفاده شده است. روتور¬های چهار درجه آزادی به وسیله المان¬های تیر تیموشنکو به یکدیگر متصل شده¬اند و نهایتا با تشکیل المان¬های مرکب از نود و ایستگاه، به وسیله روش مایل اشتاد و ماتریس انتقال، فرکانس¬ها در هر دور مشخصی محاسبه می¬شوند. در این پروژه تنها ارتعاشات آزاد مطالعه شده است و فرض شده که المان¬ها از لحاظ جرمی و کوپلی کاملا بالانس می_باشند و نامیزانی در محور وجود ندارد. عمل بهینه سازی با استفاده از الگوریتم بهینه سازی تکاملی ژنتیک برای یافتن بهترین محل یاتاقان¬ها انجام می¬شود به طوریکه فرکانس¬های بحرانی را از محدوده¬ی دور کاری دور کند و هزینه¬ی مربوط به یاتاقان¬ها را بر اساس نوع تابع هزینه کاهش داد. نتایج مربوط به محاسبات لنگ زنی با دو روش المان محدود در فضای حل ماتریس انتقال و روش مربعات دیفرانسیل و نتایج بهینه سازی نرم افزار با روش الگوریتم مورچه¬ها برای بررسی تفاوت¬ها مقایسه شده¬اند.

کنترل پاندول معکوس یک مسئله جالب و کلاسیک برای مهندسی کنترل است. هدف ازکنترل این سیستم، قائم نگه داشتن پاندول و حرکت ارابه در مسیر دلخواه بدون انحراف پاندول با استفاده از تنها ورودی سیستم میباشد. از آنجا که این مسأله دو درجه آزادی و فقط یک عملگر دارد بنابراین سیستم در معرض رفتار غیرخطی گردش پاندول می باشد. سیستم شامل یک پاندول عمود، یک بازوی افقی، یک سرو موتور و یک اینکودر می باشد. که سرو موتور با حرکت دادن بازو بصورت دورانی باعث تغییر وضعیت پاندول می شود و اینکودری که به پاندول متصل است زاویه گردش پاندول را اندازه گیری می کند. از طرفی زاویه حرکت بازو نیز توسط اینکودر خود سرو موتور اندازه گیری شده و به کنترل کننده ارسال می شود. کنترل کننده کار اصلی را انجام می دهد و با ورودی های گرفته شده و پردازش آنها و قانون کنترلی خود، زاویه فرمان را محاسبه نموده و به موتور ارسال می کند. در اینجا ما معادلات دیفرانسیل حاکم بر حرکت پاندول معکوس چرخشی را بدست آورده و سپس با استفاده از روش لاگرانژ آنرا خطی سازی نموده و دینامیک های بدست آمده را حول نقطه تعادل تعمیم می دهیم و مدل فضای حالت سیستم را بدست می آوریم. و در ادامه از روش طراحی کنترل مدرن، کنترل کننده مناسب تعقیب گر، را برای سیستم فوق طراحی می کنیم و عملکرد آنرا با کنترل کلاسیک، ارزیابی و مقایسه می کنیم. در این پروژه موارد زیر بررسی می شوند: • طراحی و ساخت یک کنترل کننده پایدار که پاندول را در وضعیت قائم نگه دارد و در برابر اغتشاشات کوچک مقاوم باشد. • بررسی مدل های خطی و غیر خطی سیستم اگر آنها واقعا مدل فیزیکی سیستم در یک محدوده عملکرد خاص باشند. • نتیجه گرفتن از مدل خطی سازی شده فوق حول نقطه عمود (وضعیت مطلوب سیستم) • نتیجه گرفتن از یک مدل غیر خطی سیستم پاندول معکوس گردشی • طراحی کنترل کننده به روش کلاسیک (pid کنترلر و جایابی قطب) • طراحی کنترل کننده به روشهای مدرن شامل فازی، کنترل کننده دوسطحی (فازی نظارتی) و روش lqr • مقایسه نتایج روش های مدرن با کنترل کننده کلاسیک در محیط شبیه سازی و عملی

امروزه استفاده از ربات ها برای بهبود کیفیت زندگی انسان ها، روز به روز در حال افزایش است. سامانه های رباتیکی برون پوش، سازه هایی الکترومکانیکی هستند که توسط کاربر پوشیده شده و به طور موازی با بدن عمل می کنند. این سامانه ها با ترکیب هوشمندی انسان و قدرت ربات، ضعف های موجود در بدن انسان (محدودیت اعمال نیرو) و سیستم های رباتیک (سطح هوشمندی مناسب) را پوشانده و با استفاده از آن امکان دست یابی به توانمندی های جدیدی فراهم می آورند که هم انسان و هم ربات به تنهایی قابلیت دست یابی به آن ها را به طور مجزا ندارند. در هر ربات برون پوش ضروری است که تصمیم حرکت کاربر به موقع و به درستی تشخیص داده شود و بر طبق آن دستورات مربوطه به سامانه ارسال گردد. بنابراین چگونگی طراحی سیستم کنترلی ربات های برون پوش از اهمیت بسیار بالایی برخوردار می باشد. فعالیت های بسیاری در این زمینه انجام گرفته است اما هم چنان توسعه الگوریتم های کنترلی ادامه دارد زیرا هر کدام دارای مشکلاتی هستند. امروزه معمولاً در ربات های صنعتی، سیستم های کنترل مبتنی بر مدل های خطی تقریبی، می باشند، اما روش های غیر خطی کنترل بازوی مکانیکی ماهر، نسبت به روش های ساده ی خطی، عملکرد بسیار بهتری دارند. در این پایان نامه به معرفی روشی جدید برای کنترل بالاتنه ی یک برون پوش دارای 5 درجه آزادی به منظور افزایش توان پرداخته می شود. به عبارت دیگر هدف، طراحی کنترل کننده ی غیر خطی بهینه ی مقاوم می باشد. کنترل کننده ی مذکور دارای ساختاری بسیار ساده بوده که در برابر عدم قطعیت مقدار بار مشخص و قابل حمل به وسیله بازوی مکانیکی کاملاً مصون و مقاوم است. نتایج حاصله از شبیه سازی، عملکرد و پایداری مقاوم سیستم تحت مطالعه را به وضوح نشان می دهد.

با توجه به اهمیت و حساسیت پروسه ی راه اندازی توربین گاز، کنترل دبی سوخت در حین راه اندازی از اهمیت به سزایی برخوردار است. چرا که در پروسه ی راه اندازی مواردی از قبیل شرایط آب و هوایی تأثیرگذار است و همچنین کوتاه بودن زمان راه اندازی گاهی اوقات بسیار حیاتی می باشد. پروسه ی راه اندازی به طور معمول به مرحله ای از عملکرد موتور اطلاق می شود که در آن سرعت موتور از صفر به سرعت ایده آل در حالت بی باری می رسد. همچنین در طی مراحل راه اندازی توربین گاز کمپرسور از اجزایی است که باید توجه ویژه ای به آن شود، زیرا نقشه ی کمپرسور در هنگام راه اندازی دارای نواحی ناامن و خواص منحصر به فردی می باشد. بنابراین یک درک خوب از جزئیات نقشه ی کمپرسور بسیار مهم است، چرا که باید یک عملکرد کاملاً امن تا رسیدن به نقطه ی کار فراهم باشد. معمولاً در توربین های گازی، دبی سوخت بر اساس میزان سرعت شفت موتور می باشد، درصورتی که در این پایان نامه کنترل دبی سوخت (علاوه بر تأثیرپذیری از سرعت شفت) بر اساس میزان نسبت فشار کمپرسور تعریف شده است که این کار توسط کنترل کننده ی لغزشی و کنترل کننده ی فازی صورت می گیرد. کنترل کننده ی لغزشی وظیفه ی کنترل پاشش سوخت را برعهده دارد، به ترتیبی که میزان رشد نسبت فشار کمپرسور بر اساس یک الگوی مشخص (مسیر مطلوبی که با توجه به نقشه ی کمپرسور بدست می آید) صورت پذیرد تا به سلامت از نواحی نامطلوب در نقشه ی کمپرسور عبور کرده و به نقطه ی امن برسد. از جهتی کنترل کننده ی فازی وظیفه ی نظارت بر عملیات کنترل در طی پروسه ی راه اندازی توربین گاز را برعهده دارد تا در صورت خروج از الگوی مطلوب، موارد لازم را اصلاح نماید. هرچند ماهیت کنترل کننده ی لغزشی به گونه ای است که امکان خروج از مسیر مطلوب و ورود به نواحی ناامن، در شرایط عادی کم می باشد، اما به هرحال وجود کنترل کننده ی فازی این احتمال را به حداقل می رساند. در پایان نیز عملکرد کنترل کننده ی جدید در حضور مدل غیرخطی موتور توربینی شبیه سازی شده و نتایج به دست آمده تاییدکننده ی عملکرد طراحی مناسب آن می باشد. کلمات کلیدی: توربین گاز، راه اندازی، فازی، کنترل دبی سوخت، لغزشی.

در این پروژه باز توزیع خزشی تنش ها و پتانسیل الکتریکی یک استوانه چرخان سه لایه شامل دو لایه پیزو الکتریک و لایه میانی مدرج تابعی تحت بار گذاری الکترو ترمو مکانیکی بررسی شدهاست که با استفاده از روابط پرانتل-روس به همراه روش تقریبات متوالی مندلسون تحلیل خزش استوانه انجام شده است