در این رساله، از یک سو به مساله طراحی کنترل کننده مقاوم برای سیستم های با نامعینی پارامتری بیضوی و از سوی دیگر به طراحی سیگنال ورودی در شناسایی سیستم برای کنترل مقاوم، پرداخته می شود. بدلیل وجود نویزهای اندازه گیری، پروسه های متداول شناسایی سیستم ( شناسایی بر پایه پیش بینی خطا) یک مدل نامی از سیستم بهمراه یک مجموعه نامعینی پارامتری بیضوی شکل را نتیجه می دهند. در این رساله، روش های نوینی جهت طراحی کنترل کننده مقاوم برای سیستم های بدست آمده از پروسه های متداول شناسایی سیستم، ارائه می شوند. در طراحی کنترل کننده مقاوم برای این نوع از سیستم ها با نامعینی ساختاری پارامتری، طراحی کنترل کننده دینامیک فیدبک خروجی مرتبه ثابت مدنظر قرار می گیرد. عملکرد مطلوب در پروسه طراحی به صورت جایابی ناحیه ای قطب های حلقه بسته و همچنین شکل دهی توابع تبدیل حلقه بسته به صورت نرم و یا خواهد بود. با توجه به این اصل که عملکرد مقاوم در یک سیستم حلقه بسته علاوه بر کنترل کننده، تابعی از شکل مجموعه نامعینی است، برای دستیابی به یک عملکرد مطلوب مقاوم، همزمان با طراحی کنترل کننده مقاوم، مساله طراحی شکل مجموعه نامعینی مدنظر قرار می گیرد. از آنجایی که شکل مجموعه نامعینی در پروسه شناسایی سیستم تابعی از طیف سیگنال ورودی است، حل این مساله منجر به طراحی سیگنال وروردی در شناسایی سیستم می گردد. شکل دهی مجموعه نامعینی به صورت حل یک مساله بهینه سازی محدب، ارائه شده است که حل آن منجر به تعیین سیگنال مناسبی جهت شناسایی سیستم و تعیین کنترل کننده مقاومی جهت دستیابی به عملکرد مطلوب می گردد. نتایج حاصل از شبیه سازی روش های ارائه شده در این رساله بر روی دو سیستم واقعی، کارامدی روش های ارائه شده را نشان می دهند.

در این پایان نامه به مسئله طراحی کنترلگر مقاوم مرتبه مشخص با جایگذاری قطب و قید عملکردی بهینه سازی نرم برای سیستم های با نامعینی پارامتری بیضوی پرداخته شده است. مسائل کنترل مقاوم با نامعینی بی ساختار به علت موجود بودن ابزارهای تحلیل و طراحی مورد نیاز و سادگی نسبی آنها توسعه بسیار بیشتری نسبت به مسائل با نامعینی ساختارمند و پارامتری داشته اند. با این وجود به علت محافظه کاری بالا در روش های مبتنی بر نامعینی بی ساختار، نیاز و تمایل به سمت مواجهه با نامعینی پارامتری افزایش یافته و در حال گسترش است. از سوی دیگر پیچیده تر شدن سیستم ها مسیر مدل سازی آنها را از قوانین پایه به سمت شناسایی منحرف ساخته که به علت وجود نویز، مدل حاصل از شناسایی، مدلی نامعین خواهد بود که می توان آن را با ساختاری بیضوی در نظر گرفت. نقطه قوت اساسی حل مسئله در این گزارش، مرتبه مشخص بودن کنترلگر است. با توجه به اینکه عموم روش های کنترل مقاوم کنترلگر های لااقل هم مرتبه با مرتبه سیستم نتیجه می دهند، طراحی کنترل برای سیستم های گسترده نیازمند توسعه روش های طراحی کنترلگر مرتبه پایین و مشخص از قبل است. این روش ها منجر به مسائل غیرمحدب می شوند که حل آنها در حالت کلی امکان پذیر نیست و می بایست راه حلی مانند تقریب به یک مسئله محدب برای آنها ارائه کرد که مسلماً موجب محافظه کاری است. در این پایان نامه نیز با اتخاذ همین راه حل سعی در کاهش اثر محافظه کارانه قید کارایی با نرم بر روی طراحی کنترلگر مقاوم داشته ایم. نتایج حاصل از شبیه سازی، ارائه شده در ‏فصل 5-، کارآمدی روش بکار رفته را نشان می دهد.

همانگونه که میدانیم هر سیستمی شامل ورودی و خروجی می باشد. ورودی یک سیستم یک عدد است و به تبع خروجی آن نیز یک عدد می باشد. اما به دلیل خطاهایی که در ورودی (خطاهای خارجی) یا داخل سیستم (خطاهای داخلی) رخ می دهد، نمی توان دقیقا مطمئن بود که ورودی ما همان است که انتظار داریم. بنابراین با توجه به منابع خطای احتمالی به جای یک عدد در ورودی، باید یک بازه از اعداد در نظر گرفت،در این حالت خروجی نیز به صورت یک بازه است. بنابراین ما می توانیم خروجی های احتمالی را پیش بینی کنیم و در سیستم های خود تعداد بیت های کافی را برای آن در نظر بگیریم و اینگونه از سرریز خروجی جلوگیری کنیم. در اینجا روشی برای بهبود بخشیدن به روش affine arithmetic )aa) ارائه شده، به طوریکه به کمک این روش جدید، بازه خروجی ناشی از آن نسبت به روش aa، برای توابعی با چند متغیر دقیق تر است و بیش تخمینی کمتری دارد. به کمک این روش مدار طراحی شده به تعداد بیت های کمتری نیاز دارد و بنابراین از نظر اقتصادی به صرفه تر است. از طرف دیگر می توانیم میانگین و واریانس خروجی را نیز بدست آوریم. فیلترها بخش مهمی از مدارها هستند. کوچکترین فیلتری که بقیه فیلترها با درجات بالاتر از آن بدست می آیند، فیلتر درجه دو است. فیلتر fir، فیلتری بدون فیدبک است که خروجی آن تنها ناشی از ورودی هاست، بنابراین بررسی ساده ای دارد. اما فیلتر iir، فیلتری فیدبک دار است که خروجی آن نه تنها به ورودی ها بلکه به خروجی های قبلی نیز وابسته است بنابراین در صورتی که خروجی ها به درستی تخمین زده نشوند، خطاهای آن ها به همراه خطای ورودی های جدید وارد مدار شده و خطای بزرگتری را در خروجی ایجاد می کنند بنابراین بررسی دقیق خروجی های فیلتر ضروری است. در بخشی از این پایان نامه خطای خروجی فیلتر درجه دو به دلیل خطای ورودی بدست آمده است. در واقع برای اینکار یک فیلتر درجه دو iir، به صورت یک فیلتر fir تخمین زده می شود و اینگونه ماکزیمم و مینیمم خروجی در هر مرحله بدست می آید. این روش برخلاف روش های دیگر، سریع است و خروجی های دقیقی دارد.

ظهور پیشرفت های بسیار چشمگیر در صنایع الکترونیک، طراحان را ملزم به ارائه ی روش هایی از طراحی منطبق بر نیازهای روز می کند. از این بین، یکی از حوزه هایی که سرعت به روزرسانی بسیار بالایی را می طلبد، مدارات و سیستم های vlsi است. مدارات مجتمع در مقیاس های بزرگ، ویژگی ها و محدودیت های خاص خود را دارند. این مدارات، باید قابلیت جای گیری مناسب در فضای تراشه را داشته باشند. با توجه به اینکه اندازهی قطعات در حال کوچک تر شدن است؛ فضای اختصاص یافته به هر تابع مداری نیز کاهش می یابد. بنابراین جای گیری این قطعات بر سطح تراشه ها مهم تر می شود. یک تراشه، قبل از قابل ساخت شدن فرآیند بسیار دقیقی را طی می کند و مراحل متنوعی را می گذراند. یکی از مراحلی که درست قبل از ساخت تراشه وجود دارد، مرحلهی طراحی فیزیکی است. این مرحله در طراحی مدارات مجتمع خطی ابتدا بستر لازم را برای پیاده سازی اصول طراحی فراهم می کند، سپس اجزای مختلف مداری را جایابی می کند و ارتباط بین اجزای ذکر شده را سازمان دهی می کند. در واقع، جایابی مکان دقیق هر کدام از پارامتر های مداری را بر اساس الگوریتم های بهینه سازی نمایش می دهد. از آنجایی که ساختار مسئله ی جایابی به گونه ای است که معمولاً پاسخ روشن و شفافی ارائه نمی شود، استفاده از الگوریتم ها برای به دست آوردن دسته جواب های بهینه الزامی است. الگوریتم بهینه سازی مورد استفاده در این مسئله بهینه سازی گروه ذرات بود که به عنوان یکی از مدرن ترین و کاراترین الگوریتم ها در مباحث بهینه سازی شناخته شده است. چون توابع هدف بهینه سازی تعریف شده طول سیم و همپوشانی بودند، الگوریتم باید به نحوی استفاده می شد که هر دو را بهینه کند. اما عملکرد بهینهی هر دو به صورت همزمان امکان پذیر نبود، بنابراین ساختار الگوریتم باید به نحوی تغییر می کرد که هر دو تابع هدف در امر بهینه سازی دخیل باشند و مناسب ترین راه حل موجود آن استفاده از الگوریتم چند هدفه بود. هر کدام از اجزای مداری قابل مکان یابی در فضایی مستطیلی شکل به نام ماژول تعریف می شوند. الگوریتم بهینه سازی در ساختار سیستم هایی با ماژول های ناهمگون و fpga ها اعمال شد که هر کدام الزامات خاص خود را داشتند. نتایج اعمال الگوریتم چند هدفه به مداری با ماژول های ناهمگون و مقایسه ی آن با سایر روش ها اثبات خوبی برای استفاده از الگوریتم منظور اعمال می شود. قبل از توضیح مسئله در مورد fpga ها باید متذکر شد که ساختار بلوک ها (ماژول ها) در یک fpga با مداری با ماژول های ناهمگون تفاوت اساسی دارد: اول اینکه این بلوک ها بر خلاف ماژول های یادشده، کاملاً با یکدیگر همسان هستند. مورد دوم اینکه فضای درگیر در این بلوک ها، فضایی گسسته بود. بنابراین الگوریتم برای تأمین این اهداف بهینه سازی باید تغییر می کرد. در کنار خاصیت چند هدفه بودن، باید گسسته نیز بود. نتایج استفاده از الگوریتم چند هدفهی گسسته مختص fpga در داده های تست متفاوت و مقایسه با سایر روش ها، گویای این موضوع بود که می توان از این تئوری در طراحی بهره برد.

بهره برداری از منابع تولید پراکنده در شبکه های تجدید ساختار یافته مزایایی نظیر کاهش تلفات و افزایش قابلیت اطمینان را با خود به همراه داشته است. حضور منابع تولید پراکنده در شبکه قدرت چالش هایی نیز به همراه داشته است که جزیره ای شدن، یکی از مهمترین چالش های بکارگیری منابع تولید پراکنده در شبکه های توزیع به شمار می رود که می تواند آسیب هایی در زمینه بهره برداری و ایمنی ایجاد کند. بنابراین، تشخیص جزیره ای شدن برای بهره برداری از منابع تولید پراکنده در شبکه برق ضروری است. شرایطی که در آن یک یا چند منبع تولید پراکنده در یک ناحیه فعال باشند و این ناحیه از نظر الکتریکی از بقیه شبکه برق جدا شده باشد را جزیره ای شدن می نامند. روش های تشخیص جزیره ای شدن به دو دسته کلی روش های مخابراتی یا راه دور و روش های محلی تقسیم می شوند که روش های محلی دارای سه زیر گروه تکنیک های پسیو، تکنیک های اکتیو و تکنیک های ترکیبی و جدید است. در این پایان نامه، روشی مبتنی بر قوانین فازی برای تشخیص جزیره ای شدن طراحی و شبیه سازی شده است که قابلیت بکارگیری در ناحیه هایی که چندین منبع تولید پراکنده در شبکه حضور دارند را دارد. در روش ارائه شده، ولتاژ و جریان شبکه در نقطه اتصال مشترک اندازه گیری می شود و پس از محاسبات لازم، پارامترهای ورودی به کنترلگر فازی ارسال می شود و کنترلگر فازی بر اساس قوانین فازی تعیین شده، به تصمیم گیری می پردازد و سیگنال خروجی را که نمایانگر شرایط شبکه است صادر می کند. شبکه مطالعه شده در محیط نرم افزار matlab/simulink شبیه سازی شده است، دارای دو منبع تولید پراکنده متصل به شبکه فعال است و به منظور ارزیابی عملکرد روش پیشنهادی، سناریوهای مختلفی در نظر گرفته شده است. سه حالت مهم و تاثیر گذار تغییر ناگهانی بار، خطای اتصال کوتاه و کلید زنی خازنی درشبیه سازی ها لحاظ شده است و بار درون ناحیه جزیره شده توان های اکتیو و راکتیو گوناگونی را تجربه کرده است. با در نظر گرفتن نتایج حاصل از شبیه سازی ها می توان چنین ادعا کرد که روش پیشنهادی تشخیص جزیره ای شدن که مبتنی بر قوانین فازی طراحی شده است، دارای سرعت بالا و ناحیه عدم تشخیص صفر است و همچنین تاثیر نامطلوبی بر کیفیت توان شبکه قدرت ندارد و اضافه بر این در نواحی ای که بیش از یک منبع تولید پراکنده فعال است نیز کارآیی دارد و در شرایط خاص مانند کلید زنی خازنی، خطای اتصال کوتاه و تغییر ناگهانی بار دچار تشخیص خطا نمی شود.

با گسترش روزافزون فناوری های مرتبط با پردازش کوانتومی اهمیت دسترسی به ادواتی برای حصول تزویج قوی میان ذرات هرچه بیشتر نمایان می گردد. در این میان زیرساختار مبتنی بر فناوری فوتونیک از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است و در حقیقت بهترین دستاوردها در این خصوص توسط این فناوری بدست آمده اند. امکان تشخیص و گسیل تک فوتونها، و نیز تولید حالات درهم تنیده میان فوتون ها و الکترونها در ساختارهای حالت جامد میسر است مشروط به آن که ذرات باردار اصطلاحاً در تزویج قوی با میدان الکترومغناطیس فوتونها قرار بگیرد.یکی از موفق ترین مسیرهای حصول این هدف در دنیای امروز توسط جاسازی نقاط کوانتومی در کاواک های بلور فوتونی است. البته باوجود اینکه فناوری و فرآیندهای ساخت این ادوات بسیار پیشرفته و دشوارهستند، و در حال حاضر در انحصار معدودی از گروه های پژوهشی دنیاست، دانش تئوری در پس پرده این ادوات در ایران قابل مطالعه است.

توسعه شبکه های قدرت نوسانات خود به خودی با فرکانس کم را، در سیستم به همراه داشته است. بروز اغتشاش هایی نسبتاً کوچک و ناگهانی در شبکه باعث بوجود آمدن چنین نوساناتی در سیستم می شود. در حالت عادی این نوسانات بسرعت میرا شده و دامنه نوسانات از مقدار معینی فراتر نمی رود. اما بسته به شرایط نقطه کار، مقادیر پارامترهای سیستم و تجهیزات بکار رفته ممکن است این نوسانات برای مدت طولانی ادامه یافته و در بدترین حالت دامنه آنها نیز افزایش یابد. امروزه جهت بهبود میرایی نوسانات با فرکانس کم سیستم، در اغلب شبکه های قدرت پایدارکننده های سیستم قدرت (pss) به کار گرفته می شود.این پایدار کننده ها بر اساس مدل تک ماشین – شین بینهایت سیستم در یک نقطه کار مشخص طراحی می شوند. بنابراین ممکن است با تغییر پارامترها و یا تغییر نقطه کار شبکه، پایداری سیستم در نقطه کار جدید تهدید شود.موضوع این پایان نامه طراحی پایدار کننده های مقاوم مرتبه ثابت برای سیستم های قدرت است، به قسمی که پایداری سیستم در محدوده وسیعی از تغییر پارامترها و تغییر شرایط نقطه کار تضمین شود. در این راستا ابتدا مروری بر روش های طراحی کنترل کننده مقاوم سیستم قدرت داشته و به مطالعه ی چند روش طراحی پایدارساز مقاوم برای سیستمهای قدرت تک ماشینه و چندماشینه ی ذکر شده در مقالات مختلف پرداخته می شود. سرانجام ضمن نقد و بررسی این روش ها، یک روش جدید برای طراحی pss ارائه می شود. در این روش، مسئله طراحی پایدار کننده مقاوم مرتبه ثابت به مسئله پایدار کردن مجموعه¬ای از مدلهای سیستم در نقاط کار مختلف و کاهش اثر اغتشاش بر خروجی مورد نظر سیستم تبدیل می شود. این مسائل نیز به حل مسائل بهینه¬سازی تحت قیود نامساوی ماتریسی خطی تبدیل می گردند. سرانجام کارایی روش فوق در طراحی پایدار کننده¬های مقاوم برای یک سیستم قدرت تک ماشینه در دو مسئله مختلف (اثر تغییر پارامترها بر پایداری دینامیکی و اتصال کوتاه سه فاز) تحقیق شده و برتری آن بر روش کلاسیک و پایدارساز مقاوم طراحی شده با روش های موجود به اثبات می¬رسد. قابل ذکر است که کنترل کننده ی طراحی شده، علاوه بر پایداری مقاوم و کارایی مقاوم بهتر نسبت به دو نوع دیگر، دارای مرتبه پایین تری بوده، که این امر در پیاده سازی عملی کنترل کننده بسیار حائز اهمیت می باشد و پیاده سازی آن را آسان تر می سازد. در ضمن در مسئله¬ی طراحی پایدارساز مقاوم، عملکردهای و نیز بطور مجزا مورد بررسی قرار می¬گیرند.

در تمام نواحی مغز فعالیت های نوسانی با ماهیت الکتریکی دیده میشود که شامل محدوده گسترده ای از فرکانس ها و دامنه ها میشود، با این وجود وظیفه این نوسانات در پردازش اطلاعات حسی هنوز نامشخص است برای فهمیدن ارتباط بین تصاویر دیده شده و نوسانات ایجاد شده در مغز ، مدلی برای قشر بینایی در نظر گرفته شده است و سیگنال هایی که از تالاموس مغز میمون بیهوش که در حال دیدن تصاویر ویدیویی است دریافت شده است را به ورودی مدل پیشنهادی می دهیم تا اثر یک ورودی طبیعی را بر قشر بینایی مغز مشاهده کنیم نتایج بدست آمده با سیگنالهای دریافتی از قشر بینایی میمون آزمایش شده مطابقت دارد سپس با استفاده از یک متدی که قبلا در آزمایشگاه بدست آمده و بصورت ریاضی جریان های پیش سیناپسی قشر بینایی را بیان میکند .یک مدار آنالوگ با استفاده از ابزار vlsi برای آن پیشنهاد می کنیم ،سپس با شبیه سازی آن توسط نرم افزار hspiceپی به درستی و کارایی مدار می بریم که این مدار می تواند به عنوان بخشی از یک واسط مغز- ماشین که برای افراد نابینا و کم بینا بکار گرفته می شود استفاده شود.

موضوع مورد نظر دراین تحقیق طراحی و شبیه سازی تلفیق داده در یک شبکه راداری که دارای هم پوشانی هستند می باشد. تلفیق داده به معنی ترکیب کردن داده های خروجی سنسورهای رادار غیرمشابه میباشدکه از نظر دقت در برد سنجی و زاویه سنجی با هم متفاوت می باشند. این سنسورها جهت تشخیص بهتر موانع موجود در جاده در قسمت جلوی خودرو و در یک ردیف نصب شده اند. هر رادار داده های مربوط به گزارش خود از موقعیت هدف را به مرکز تلفیق داده ارسال می کند، با اعمال الگوریتم تلفیق داده به این داده ها می توان به تخمین دقیق تری از مکان و سرعت هدف دست یافت . روش انجام کار بدین صورت است که با اعمال روش تخمین فیلتر کالمن و کالمن توسعه یافته برروی اطلاعات ارسالی از سنسورها مقدار خطا کاهش یافته و سپس انواع روش های تلفیق اطلاعات سنسورها (سلسله مراتبی و جمعی) در دو سطح تلفیق داده های مشاهدات و تلفیق داده های ردیابی بررسی شده است. هدف از انجام این تحقیق تلفیق دادههای ردیابی به منظور یکپارچه کردن پوشش منطقه و بهبود دقت تخمین موقعیت هدف بعد از مرحله ردیابی میباشد که از معیار میانگین مربعات خطا برای ارزیابی سامانه استفاده کرده ایم. نتایج حاصله نشان دادکه، خطای مکان یابی هر کدام از سنسورها علاوه بر دقت رادار به موقعیت هدف نسبت به رادار نیز وابسته است دیگر اینکه با افزایش تعداد سنسورها دقت مکان یابی بیشتر شده و رفته رفته دقت مکان یابی هدف با افزایش تعداد سنسورها بهتر شده است بطوریکه خطای مکان یابی مرکز تلفیق در هر لحظه بهتر از خطای مکان یابی تک تک سنسورهایی که در آن لحظه دارای هم پوشانی هستند می باشد.