با گسترش و توسعه علوم و فناوری های فضایی در کشور، مباحث مربوط به ماهواره روز به روز فزونی می یابد. یک ماهواره جهت حصول مأموریت تعریف شده دارای زیر سیستم های مختلف است. یکی از مهمترین آنها زیر سیستم کنترل وضعیت است که وظیفه جهت دهی و نگهداشتن ماهواره را بر عهده دارد. در واقع سیستم کنترل وضعیت ماهواره به کمک عملگرها و قوانین کنترل، جهت ماهواره را کنترل و آنرا پایدار می نماید. در بررسی کنترل وضعیت نیاز به شناخت دینامیک ماهواره امری ضروری و اجتناب ناپذیر می باشد. گشتاورهای محیطی هرچند در مقایسه با مقادیر زمینی بسیارکوچکترند اما حتی این مقادیر کوچک هنگامی که جهت گیری باید دقیق باشد بسیار مهم می باشند. در این پایان نامه، ابتدا دینامیک ماهواره را همراه با گشتاورهای اغتشاشی وارد بر ماهواره مورد بررسی قرار گرفته است. ابزار اعمال گشتاور کنترلی به پیکره ماهواره، عملگرهای ماهواره می باشند.با توجه به اهمیت عملگرها درکنترل وضعیت، عملگرهای مورد استفاده، توضیح داده شده است. پس از شبیه سازی، و ضرورت گشتاور کنترلی، از قانون کنترل مود لغزشی استفاده شده است. بدین منظور بطور مختصر الگوریتم کنترل مود لغزشی بیان گردیده و سپس به منظور کاهش پدیده chattering، تابع ریاضی جدیدی که وظیفه آن تنظیم پارامتر شرط لغزش است معرفی می شود.به منظور نشان دادن قابلیت الگوریتم کنترلی جدید مود لغزشی، مانور زاویه ای یک ماهواره انعطاف پذیر، شبیه سازی می گردد. که این شبیه سازی شامل الگوریتم مود لغزشی متداول و جدید می باشد. در مرحله شبیه سازی، عملگرهای سیستم از چرخ های عکس العملی در نظر گرفته می شوند. پس از انجام شبیه سازی، دینامیک و کنترل وضعیت ماهواره انعطاف پذیر در حرکت صفحه ای مورد بررسی قرار می گیرد. بدین منظور، بالک های خورشیدی ماهواره به عنوان اجزای انعطاف پذیر در نظر گرفته شده و تقریب تیر اویلر- برنولی در مورد آنها به کار رفته است. در قسمت بعدی به منظور کنترل ماهواره ، از قانون کنترل مود لغزشی متداول و جدید استفاده شده است. اثرات ورودی کنترلی به دست آمده بر روری مدل انعطافی سیستم مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج به دست آمده از شبیه سازی مجموعه، بیانگر عملکرد مطلوب کنترلی جدید می باشد.

این پایان نامه در یک تقسیم بندی کلی شامل دو بخش عمده می باشد، ابتداعا سعی کرده ایم که با تلفیق روشهای نوین آنالیز سیگنال مبتنی بر موجک به استخراج ویژگیهای ارتعاشاتی شافت دوار موتور توربوفن بپردازیم و فرکانسهای طبیعی آنرا استخراج نمائیم در بخش دوم مبحث عیب یابی را مورد توجه قرار داده ایم و به صورت عمده روی کشف ترک تنفسی در شافت دوار تمرکز کرده ایم در این قسمت با استفاده از گراف میانگین مربع ضرائب بسط موجک تغییر در ویژگیهای سیگنالهای ارتعاشاتی به دلیل وجود ترک مورد بررسی قرار گرفته است . در واقع استفاده از گراف میانگین مربع ضرائب موجک به جای موجک پیوسته که در اکثر تحقیقات انجام گرفته مورد استفاده قرار گرفته اند موضوع جدیدی بوده که در این پایان نامه مورد توجه قرار گرفته است و با استفاده از این روش به آشکارسازی تاثیر تحریک پیچشی هارمونیک گذرا روی سیگنالهای ارتعاشات جانبی شافت جهت کشف ترک تنفسی پرداخته ایم و در نهایت حساسیت روش پیش گفته به عمق ترک و اندازه تحریک پیچشی اعمال شده مورد بررسی قرار گرفته است به طور خلاصه فصول این پایان نامه شامل موارد زیر می باشد: ? در فصل اول مقدمه ای از ویژگیهای موجک و اهمیت بکار گیری آن ارائه شده است ? در فصل دوم ریاضیات موجک مورد بررسی دقیق قرار گرفته و مبانی موجک گسسته توضیح داده شده و کدهای مورد نیاز برای انجام محاسبات پایان نامه، از توضیحات داده شده استخراج گردیده است ? در فصل سوم هندسه مدلی را که مورد آنالیز قرار داده ایم آورده شده است البته جزئیات بیشتر در سی دی پیوست در بخش فایلهای solidworks قابل حصول است ? در فصل چهارم مدل ساخته شده در فصل سوم در نرم افزار adams مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و به استخراج سیگنالهای ارتعاشاتی پرداخته شده است و از کدهای حاصله از فصل دوم در تحلیل این سیگنالها بهره گیری شده است البته لازم به ذکر است برای اینکه توضیحات داده شده در فصل دوم قابل فهم باشد در پیوست الف مبانی ریاضیاتی روشهای سنتی آنالیز سیگنال به صورت مبسوط آورده شده است همچنین در پیوست ب آنالیز ارتعاشاتی یک شافت به صورت تحلیلی و با استفاده از ریاضیات توضیح داده شده در پیوست الف شرح داده شده که از نتیجه این پیوست به عنوان ابزاری برای چک کردن کارایی نرم افزار adams و کدهای حاصله از فصل دوم استفاده شده است

هدف این پژوهش مدل سازی یک روبات شش پا با استخراج معادلات دینامیکی و کنترل این روبات است. معادلات سینماتیکی روبات با استفاده از یکی از اصول رایج نصب دستگاه های مختصات روی این روبات بدست می آید و سپس با تشخیص قیود هولونومیک و غیر-هولونومیک حاکم بر روبات و استفاده از روش لاگرانژ معادلات دینامیکی روبات بدست می آید. الگوریتمی برای تولید شیوه گام برداری پایدار روبات بصورت ریتمیک ارائه شده است و پایداری حرکت روبات با استفاده از چند معیار پایداری در طول حرکت بررسی و تضمین شده است. استفاده از روش توزیع نیرویی اصلاح شده نیز در راستای کاهش انرژی و عدم لغزش روبات در حل مستقیم معادلات دینامیکی روبات پیشنهاد شده است که گشتاروهای مطلوب و نیروهای عکس العملی بهینه را می دهد. پس از تایید معادلات دینامیکی بدست آمده, محیط در تماس با روبات نیز با استفاده از روش compliance method مدل سازی شده است تا بتوان بوسیله آن نتایج بدست آمده از بخش های قبل را شبیه سازی نمود. در پایان با طراحی یک کنترل کننده و پیاده سازی و حل معکوس معادلات دینامیک روبات نتایج بدست آمده ارائه و بررسی شده است.

در این پایان نامه، به منظور دستیابی به یک روش مناسب جهت تشخیص و ارزیابی تلفظ واکه-های ادا شده توسط فارسی زبانان و مقایسه ی آنها با تلفظ درست و بدون اشکال انگلیسی زبانان، از روش های شناسایی سیستم و شبکه ی عصبی استفاده شد. در فصل اول به ارائه ی ادبیات موضوع، اهداف تحقیق و روش های پیش رو برای انجام این پژوهش پرداخته شد. در فصل دوم، پس از تشریح مکانیزم گفتار و تولید اصوات در انسان و ارائه ی مقدماتی از روش-های مختلف معرفی شده در فصل قبل جهت آشنایی بیشتر، با کمک روش فانیکس، آواهای مختلف زبان انگلیسی اعم از واکه ها و هم خوان ها، دسته بندی شده و از میان آنها، تعدادی از آواهایی که فارسی زبانان به دلیل فقدان آنها در ساختار آواشناسی زبان فارسی و یا مأنوس شدن تلفظ نادرست آنها با واژگان این زبان عموماً اشتباه تلفظ می کنند، شناسایی و به تفکیک نوع اشکالات و عیوب گفته شده، انتخاب و با ذکر کلمات نمونه، مجدداً دسته بندی گردید. در فصل سوم، با تهیه ی یک پروتکل آزمایشی، کلمات انتخاب شده توسط جمعی از کاربران، با درجات مختلف تسلط به زبان انگلیسی ذخیره شد. تمامی شرایط مورد نظر جهت نمونه برداری درست اطلاعات تعیین شده، در نظر گرفته شده و به کاربران تفهیم شد. اطلاعات فردی و پیشینه ی زبان آموزی کاربران نیز در طی فرایند گفته شده، ثبت و اطلاعات آماری منتج از این اطلاعات، ارائه گردید. همین طور به منظور ارزیابی تلفظ های ذخیره شده، توسط چهار داور مسلط به زبان انگلیسی و به طور خاص، مطلع از روال و روند کار صورت گرفته در این تحقیق، امتیازدهی صورت گرفت و در پایان، میانگین امتیازات داده شده توسط داوران برای هر واکه، به عنوان خروجی مطلوب شبکه ی عصبی طراحی شده در فصل بعد، انتخاب شد. در فصل چهارم، به ارائه ی نتایج شبکه های عصبی طراحی شده پرداخته شد. ابتدا پس از استخراج پارامترهای سیگنال های به دست آمده در فصل قبل، برای مرتبه های سه تا چهارده مدل arx، با استفاده از روش شناسایی سیستم، نتایج به دست آمده از شبکه های عصبی طراحی شده برای چهار واکه ای که هر یک دارای یک دسته اشکالات تلفظی مورد بحث بودند، از طریق محاسبه ی مجذور میانگین مربعات مقایسه شده و مرتبه ی 9 که میانگین مقادیر به دست آمده برای آن، کمترین مقدار نسبت به بقیه بود، به عنوان مرتبه ی مناسب انتخاب گردید و بر این اساس، شبکه های پرسپترون چند لایه برای واکه های مختلف طراحی شد. از مجموع داده هایی که پردازش روی آنها صورت گرفته و اطلاعات استخراج شده به عنوان ورودی در اختیار شبکه قرار می گیرد، به طور متوسط برای هر کلمه، از 70 الگو برای آموزش شبکه استفاده شده و شبکه ی آموزش دیده، در شش مرحله و در هر مرحله توسط 10 الگو از مجموع 50 الگوی تست، مورد سنجش و ارزیابی قرار گرفت و در پایان، برای اطمینان از صحت کار و نتایج به دست آمده، از دو کمیت میزان همبستگی و مجذور میانگین مربعات برای دو دسته ی نمرات به دست آمده از طریق شبکه ی آموزش دیده و نمرات مطلوب که پیش از این توسط داوران داده شده بود، استفاده شد. به این صورت که برای هر یک از شش دسته ی ذکر شده، به طور جداگانه، میزان همبستگی امتیازات به دست آمده و امتیازات مطلوب محاسبه شده، مجذور میانگین مربعات امتیازات به-دست آمده و امتیازات مطلوب نیزمحاسبه گردید و میانگین این اعداد برای هر کلمه که نماینده-ی یکی از نمونه واکه های مورد نظر می باشد، به عنوان معیاری برای صحت فرایند آموزش، مورد محاسبه قرار گرفت. نتایج به دست آمده از آموزش شبکه، نشان می دهد که روش های به کار رفته در این تحقیق، به درستی انتخاب شده اند و می توان از آنها برای کارهای پیش رو نیز استفاده کرد. در مورد انتخاب کلمات، به نظر می رسد بهتر بود کلمات مناسب تری انتخاب می شدند که تمایز بین تلفظ های درست و نادرست، در آنها بیشتر به چشم می آمد. همان طور که در نمودارهای پایان فصل چهارم نشان داده شده است، در بعضی موارد، شبکه، امتیاز واکه ی مورد نظر را با اختلاف حدود 40 امتیاز، پیش بینی کرده است. این مساله، البته با توجه به دقیق نبودن و وجود اختلافاتی از این دست در چهار دسته امتیازات داده شده توسط داوران، تا حدودی طبیعی ست. اما وجود همین اختلاف امتیازها هم می تواند دلیلی برای تجدید نظر در بعضی کلمات انتخاب شده به عنوان شاخص واکه ی مورد نظر باشد. به عنوان یک مورد خاص، می توان از کلمه ی china نام برد که معمولا در تلفظ انگلیسی فارسی زبان ها، با اشتباه تلفظی / ?: / به جای / ? / همراه است. اما این تفاوت در تلفظ های ضبط شده، چندان واضح و مشخص نبوده و امتیازات داده شده توسط داوران نیز، از همبستگی کمتری با هم نسبت به دیگر کلمات برخوردار بود ولذا در شبکه های عصبی طراحی شده برای این کلمه، نتایج مناسبی به دست نیامد. نکته ی دیگر، تعداد الگوهای ورودی ست که به فرایند نمونه گیری و ضبط تلفظ کلمات بر می-گردد. برای طبیعی تر شدن جامعه ی آماری و در دست داشتن انواع متنوع تری از تلفظ های فارسی زبانان، بهتر است از اقشار مختلف جامعه، نمونه گیری صورت گیرد. در این تحقیق، با وجود تلاش های بسیاری که در این زمینه صورت گرفت، اما جامعه ی آماری به دست آمده، خالی از نقص نیز نبوده و به دلایل و معذوریت های مختلف، در ضبط و ذخیره سازی تلفظ بسیاری از اقشار جامعه، موفقیتی حاصل نشد. از آنجایی که نمونه برداری های مورد نظر، جهت انجام پردازش سیگنال و آموزش شبکه ی عصبی صورت گرفت، باید سعی می شد از ضبط صدا در شرایط استودیویی و بدون هیچ نویزی اجتناب کرده و نمونه برداری در شرایط طبیعی، اما حتی المقدور با حداقل نویز انجام شود که فراهم نمودن همین شرایط نیز در بسیاری از موارد، مقدور نبود. گذشته از این، مشکل دیگر در طی این فرایند، یافتن افراد بومی یا افرادی با پیشینه ی اقامت طولانی مدت در کشورهای انگلیسی آمریکایی زبان بود که تمایل به همکاری داشته باشند که این معضل به خصوص در یافتن خانم هایی با شرایط گفته شده، بیشتر به چشم می خورد. بدیهی ست در صورت مناسب بودن کلیه ی شرایط و تهیه ی الگوهای بیشتر، نتایج به دست آمده از شبکه های عصبی آموزش دیده نیز بهتر می شد.

این تحقیق بر آن است تا یک طرح و روش برای عیب یابی خرابی (fdi) سیستم کنترل وضعیت ماهواره با استفاده از شبکه هوشمند عصبی ارائه دهد. برای تحقق این هدف از سه نوع عیب یاب شبکه خرابی ، دو نوع الگوریتم با بهره گیری از شبکه عصبی و یک نوع با استفاده از مشاهده گر کالمن به کار گرفته شده است. نتایج به دست آمده نشان خواهد داد که شبکه عصبی mlp با طرح یادگیری خاص آن و الگوریتم اموزشی bp ، به خوبی دینامیک غیر خطی چرخ واکنشی ماهواره را فرا می گیرد . خرابی های مورد نظر در این تحقیق ، خرابی های رایج در سیستم تعیین و کنترل وضعیت ماهواره یعنی افت ولتاژ و افت جریان است. شبکه عیب یاب عصبی طراحی شده برای افت های مختلف و به ازای ورودی وضعیت های متفاوت مورد آزمایش قرار گرفته است. برای مقایسه توانایی طرح پیشنهادی،آن را با مشاهده گر کالمن مقایسه کرده ایم و کارایی و مزیت آن مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی بخوبی نشان می دهد که این شبکه عیب یاب هوشمند پیشنهادی از عهده آشکار سازی خرابی های عملگر چرخ واکنشی ماهواره بر می آید.

کنترل وضعیت ماهواره بنا به دلایل مختلفی که در ماموریت ماهواره وجود دارد صورت می-گیرد از جمله سمت دهی آرایه های خورشیدی به سمت خورشید و یا عکس برداری از مناطق زمینی. در این پروژه با استفاده از 12 تراستر سعی در کنترل وضعیت ماهواره ای درارتفاع 36000 کیلومتری داریم. هدف از انجام این پروژه ارائه الگوریتمی مناسب برای کنترل وضعیت یک ماهواره در مدار بالا می باشد که خواص تطبیقی داشته باشد. ماهواره ها تحت تاثیر اغتشاشات مختلف، از وضعیت مرجع خود فاصله می گیرند. هدف از طراحی کنترلر در این تحقیق رسیدن به وضعیت مرجع می باشد. در این رسیدن به مرجع دو هدف می تواند مهم باشد، یکی زمان رسیدن به وضعیت مرجع و دیگری میزان مصرف سوخت. در این تحقیق نشان داده شده که با استفاده از کنترلر های تطبیقی می توان زمان رسیدن به وضعیت مطلوب و همچنین میزان مصرف سوخت را بطور محسوس کاهش داد. در الگوریتم شبکه عصبی وزنهای اولیه را با استفاده از کنترلر تناسبی- مشتق گیر آموزش دادیم سپس بصورت وزن اولیه به کنترلر شبکه عصبی زمان حقیقی تزریق کردیم که در نتایج بدست آمده بسیار تاثیر گذار بود. در الگوریتم شبکه عصبی ترکیبی بر پایه آموزش پسخور خطا، از یک شبکه عصبی در کنار یک کنترلر تناسبی مشتق گیر استفاده کردیم که خود منجر به کاهش محسوس مصرف سوخت و همچنین زمان رسیدن به وضعیت مطلوب شد. در الگوریتم های فوق وزن ها بصورت بهنگام آموزش می بینند که این امر منجر به تطبیقی شدن کنترلر می شود. در انتهای گزارش نتایج مربوط به کنترلر های تناسبی- مشتق گیر، شبکه عصبی و کنترلر ترکیبی بر پایه آموزش پسخور را در زوایای مختلف و از لحاظ مصرف سوخت خواهید دید. نتایج نشان خواهد داد که کنترلر ترکیبی نسبت به کنترلر های تناسبی- مشتق گیر و کنترلر عصبی پاسخ مطلوب تری می دهد

از دهه های گذشته به دلیل اشتباهات انسانی در رانندگی و افزایش سرعت وسائل نقلیه، لزوم به کارگیری سیستم های ایمنی در خودروهای سواری مطرح گردیده است. سیستم های ایمنی موجود در خودرو را می توان به دو نوع سیستم های ایمنی غیرفعال و سیستم های ایمنی فعال تقسیم کرد. سیستم های کنترل فعال دینامیک خودرو به منظور بهبود ایمنی ، عملکرد و آسایش سرنشین طراحی می شوند. از جمله سیستم های ایمنی فعال می توان به سیستم های ترمز ضد قفل، سیستم های کنترل رانش، سیستم های چهار چرخ فرمان و سیستم های کنترل مستقیم گشتاور چرخشی اشاره کرد. کاربرد هر یک از این سیستم ها به طور مجزا دارای محدودیت می باشد و در شرایط خاصی دارای عملکرد مناسبی می باشد. در عین حال با به کارگیری مجزای هریک از این سیستم ها فقط می توان یکی از متغیرهای خودرو، نظیر سرعت چرخشی و یا شتاب جانبی خودرو را کنترل کرد. در سیستم های کنترل یکپارچه دو یا چند سیستم کنترلی برای افزایش پایداری با یکدیگر ترکیب می شوند. افزایش تعداد سیستم کنترلی مستقل به منظور کنترل خودرو ، علاوه بر این که منجر به افزایش پیچیدگی سیستم می گردد، برهم کنش نامطلوب و بدترشدن عملکرد کنترلی را نیز منجر می گردد. راه حل این مشکل کنترل یکپارچه دینامیک خودرو می باشد. هدف یکپارچه سازی رسیدن به عملکرد بهینه خودرو با مدیریت برهم کنش بین زیرسیستم های کنترلی به منظور جلوگیری از تاثیرات مخرب می باشد. در پژوهش حاضر، به منظور یکپارچه سازی در فرآیند کنترلی، یک الگوریتم سیستماتیک و در عین حال کاربردی برای یکپارچه سازی بیان می شود. سیستم کنترلی esp بر اساس منطق فازی و سیستم کنترلی afs براساس مود لغزشی طراحی شده و این دو سیستم کنترلی مستقل با استفاده از منطق صفحه فاز به صورت هماهنگ عمل می نمایند. در نهایت توانائی سیستم های کنترلی پیشنهادی در یک خودرو الکتریکی چهار چرخ محرک ارزیابی می شود و عملکرد آن با سیستم کنترلی ترکیبی (غیر یکپارچه) خودرو در مانورهای بحرانی مقایسه می گردد. در این پژوهش از یک خودرو الکتریکی استفاده شده است که هر یک از چرخ ها دارای عملگر ترمزی و رانشی جداگانه می باشد. به منظور طراحی کنترلی و تحلیل دینامیک جانبی خودرو، از یک مدل خطی دوچرخه ای دو درجه آزادی و یک مدل 14 درجه آزادی غیرخطی استفاده شده است.

میکروژیروسکوپ ها سنسورهایی هستند که به طور معمول در بسیاری از زمینه های کاربردی از قبیل مکانیابی، پایدارسازی و وسایل الکترونیکی تجاری، مورد استفاده قرار می گیرند. اصل کاری حاکم برای اینگونه سنسورهای ارتعاشی عبارت است از انتقال انرژی از یک محور اولیه به یک محور ثانویه. در خلال فرآیند ساخت اینگونه سنسور ها معمولاً مشکلات ناشی از ساخت وجود خواهند داشت. اینگونه مشکلات باعث بوجود آمدن ترم های ناخواسته میرایی و فنریت نامتقارن بین دو محور خواهند شد و نتیجه این ترم های ناخواسته ایجاد مشکل در اندازه گیری صحیح سرعت زاویه ای می باشد. علاوه بر مشکلات ساختاری ذکر شده، وجود اغتشاشات حرارتی و مکانیکی نیز موجب اختلال در کارکرد صحیح سنسور خواهد شد. با توجه به اینگونه مشکلات ساختاری و محیطی، اندازه گیری صحیح سرعت زاویه ای و نیز حداقل سازی مقدار کوپلینگ بین دو محور، امری چالش برانگیز در زمینه کنترل اینگونه سنسورها می باشد. در این کار پژوهشی با ارائه دو کنترلر تطبیقی متفاوت به رویارویی با این مشکلات خواهیم پرداخت. کنترلر اول یک کنترلر تطبیقی غیر مستقیم با مود لغزشی تناسبی انتگرالی می باشد. کنترلر دوم نیز تنها از یک الگوی تطبیقی استفاده می کند. این کنترلرها به تخمین همزمان پارامترهای سنسور و سرعت زاویه ای در زمان واقعی می پردازند. نشان داده خواهد شد که علاوه بر تخمین در زمان واقعی، کنترلر تطبیقی غیر مستقیم با مود لغزشی نسبت به اغتشاشات خارجی مقاوم بوده و می توان از کارایی ثابت سنسور در حضور اغتشاشات محیطی و خطاهای ساختاری اطمینان حاصل کرد. شبیه سازی های عددی انجام شده نشان دهنده کارایی دو الگوی کنترلی می باشند.

هدف اصلی از انجام این پژوهش طراحی یک سیستم کنترلی هوشمند برای فرآیند سبقت گیری با در نظر گرفتن رفتار ریزساختار رانندگان است. در این پژوهش، مدل سازی، شبیه سازی و کنترل رفتار سبقت-گیری مورد توجه قرار گرفته است. مدل سازی این رفتار بر مبنای داده های واقعی خواهد بود و بر خلاف مدل-های موجود، از مقدار لحظه ای تمامی پارامتر ها استفاده می شود. سپس با استفاده از این داده های واقعی، به جای طراحی مدلی بر مبنای معادلات ریاضی، مدلی بر مبنای ورودی-خروجی طراحی می کنیم که با توجه به غیرخطی بودن رفتار سبقت گیری رویکرد مناسب تری برای مدل کردن این رفتار می باشد. در ابتدا، برای مدل-سازی این رفتار، با استخراج پارامترهای مورد نیاز از مجموعه ی داده های واقعی، ابتدا یک مدل شبکه عصبی برای مسیرحرکت رفتار سبقت گیری طراحی می شود. سپس، در ادامه، دو مدل پیش بین بر اساس سیستم استنتاج تطبیقی فازی-عصبی چند ورودی-چند خروجی (manfis) طراحی می گردد. بعد از طراحی مدل-ها، با مقایسه ی خروجی آن ها با رفتار واقعی، استفاده از معیارهای خطای مختلف و مقایسه با خروجی مدل-های دیگران، عملکرد مدل ها سنجیده می شود. نتایج نشان می دهند که مدل های ارائه شده از لحاظ مختلف نسبت به مدل های موجود برتری دارند. بعد از مدل سازی دینامیک سیستم، یک کنترل کننده فازی برای هدایت مسیرحرکت خودروی سبقت گیرنده در بزرگراه های شهری با جریان ترافیک یک طرفه ارائه می شود. اعتبارسنجی و صحه گذاری کنترل کننده ارائه شده به صورت کامل با مقایسه با رفتار واقعی راننده انسانی و استفاده از معیارهای خطای مختلف صورت می پذیرد. نتایج حاصل نشان می دهند که کنترل کننده ارائه شده قادر است به خوبی مسیرحرکتی مشابه مسیرحرکت مطلوب ارائه دهد. هم چنین، کنترل کننده طراحی شده قادر است با اصلاح اشتباهات رفتار یک راننده انسانی، نکات لازم را ایمنی سرنشینان و خودروها رعایت کند.

استفاده از گشتاوردهنده های مغناطیسی به عنوان تنها عملگرهای کنترل وضعیت سمتی ماهواره های کوچک، در کنار مزایای بسیارآن دارای مشکل کنترل ناپذیری می باشد. از آنجا که گشتاورمکانیکی تنها در صفحه ی عمود بر بردار میدان مغناطیسی زمین قابل تولید است، لذا ماهواره قادر به تولید گشتاور حول این بردار نمی باشد واین امر سبب مشکل کنترل ناپذیری شده است. خوشبختانه به علت حرکت وچرخش ماهواره، راستای کنترل ناپذیری در طی مدار تغییر می کند لذا ماهواره قادر به تولید گشتاور در راستاهای مختلف در طی زمان خواهد بود و می توان وضعیت سمتی را تنها با بکارگیری این عملگرها کنترل و پایدار نمود. تقریبا تمام کنترلرهای رایج طراحی شده تا به امروز برای کنترل وضعیت سمتی این ماهواره ها و انجام ماموریت های سمتی، نیاز به زمانی بیش از یک یا دو برابر دوره ی تناوب مداری ماهواره دارندکه این امر سبب می شود، استفاده از این کنترلرها در ماموریتهایی که دارای محدودیت زمانی هستند، چندان مطلوب نباشد. در این پژوهش پس از مقدمه ای برمبانی ریاضی لازم برای مساله کنترل وضعیت سمتی ماهواره های مغناطیسی، مساله ی زمان بهینه ی ماموریت سمتی ماهواره های اشاره گر به راستای اینرسی با استفاده از حساب تغییرات وتوسط یک الگوریتم عددی حل شده و نشان داده می شود که ماموریت مطلوب در کسرکوچکی از یک دوره ی تناوب مداری ماهواره قابل انجام خواهد بود. سپس به منظور بستن حلقه ی کنترلی و افزایش کارایی کنترلر، از شبکه عصبی با وزنهای متغیر با زمان استفاده خواهد شد. نهایتا کنترلرهای حلقه باز و حلقه بسته توسط شبکه عصبی، در شرایط عدم قطعیت و خطاهای مدلسازی مختلف ، مورد آزمایش مونت کارلو قرار می گیرد تا میزان کارایی آن در حضور این عوامل بررسی شود.

در این پایان نامه، کنترل وضعیت ماهواره در مدار زمین و با ارتفاع کم (leo) با استفاده از روش ترکیبی شبکه های عصبی مصنوعی و الگوریتم ژنتیک مورد مطالعه قرار گرفته است. عملگر استفاده شده برای کنترل وضعیت، چرخ های عکس العملی هستند. دینامیک ماهواره به صورت غیر خطی مدل و یک کنترلر تناسبی-مشتق گیر (pd) غیر خطی برای آن طراحی شده و از داده های آن برای آموزش اولی? شبکه عصبی استفاده شده است. cmac (کنترلر مدل مخچه ای) یکی از انواع شبکه های عصبی است که با گذشت بیش از دو دهه از توسع? تئوری آن، کاربرد آن در کنترل روبات های چند درجه آزادی نسبتا متداول است. در این تحقیق پس از بررسی و شرح تفصیلی این شبکه عصبی، برای اولین بار از cmac، برای کنترل وضعیت ماهواره استفاده شده است. پس از آموزش آفلاین شبکه عصبی cmac و قرار گرفتن آن به عنوان کنترلر، وزن های آن به صورت آنلاین به روز شده اند. در شبیه سازی ها از پارامترهای یک ماهواره واقعی استفاده شده است. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که عملکرد cmac در کنترل وضعیت ماهواره از کنترلر های pd، lqr و مود لغزشی بهتر است و ماهواره در زمان کمتر و با تولید گشتاور کوچکتر به وضعیت مطلوب می رسد. همچنین نتایج به دست آمده با داده های واقعیِ گزارش شده از ماهواره مذکور نیز مقایسه شده است.

با پیشرفت تکنولوژی بخصوص پیشرفت دنیای مجازی و نرم افزارها ، رفته رفته سعی بر آن شده است که در ساخت پروژه های عظیم جایگزینی دقیق تر ، ارزان تر و سریع تر نسبت به ساخت نمونه اولیه فیزیکی ارائه شود. نمونه سازی مجازی پاسخی بر این نیاز بود. در این پایان نامه جهت ردیابی یک هدف متحرک، یک نمونه سازی مجازی از ربات چشم چابک در محیط ویباتس صورت گرفته است. علت استفاده از ربات چشم چابک سرعت وشتاب زاویه ای بالای آن است. برای تشخیص موقعیت هدف از روش های پردازش تصویر استفاده شده است. برای حل سینماتیک معکوس این ربات شبکه عصبی مورد استفاده قرار گرفته است. از حل سینماتیک معکوس که در آن به ازای مقادیر دلخواه از موقعیت های نقطه کاری، موقعیت های متفاوت برای زوایای سرو موتور را می توان یافت، برای ایجاد یک بانک اطلاعاتی مفید برای آموزش شبکه عصبی استفاده شده است. در نهایت با شبکه عصبی کنترل کننده مناسب برای سیستم طراحی شده است به نحوی که بتواند هدف متحرک را تعقیب کند. نتایج ارائه شده حاکی از دقّت بالای کنترل این سیستم دارد.

پدیده هانتینگ نوعی ناپایداری توامان جانبی و یاو در وسایل نقلیه ریلی است که بر راحتی سفر تاثیرگذاشته و در حالت بحرانی موجب خروج از خط می شود. این پدیده معمولا در قطارهای سرعت بالا رخ داده و سرعتی که در آن این پدیده رخ می دهد به عنوان سرعت بحرانی هانتینگ شناخته می شود. در این پایان نامه قصد بر این است تا با استخراج معادلات حرکت یک واگن، حرکت آن در مسیر مستقیم با تمرکز بر روی ناپایداری هانتینگ مورد بررسی قرار گیرد. برای مدل سازی واگن از یک سیستم 29 درجه آزادی با درجات آزادی شامل جابه جایی های عرضی و عمودی و دوران های یاو و رول برای هر یک از چرخ و محورها و برای هر یک از قاب های بوژی، و جابه جایی عرضی، جابه جایی عمودی و دوران های یاو، پیچ و رول برای بدنه واگن استفاده شده است. در واقع در این مطالعه اثرات درجات آزادی جابه جایی عمودی و دوران رول چرخ و محورهای و قاب های بوژی بر سرعت بحرانی هانتینگ مورد بررسی قرار خواهد گرفت. ابتدا تئوری خطی کالکر برای به دست آوردن معادلات استفاده شده است و سپس معادلات با استفاده از تئوری غیرخطی هئوریستیک به دست آمده است و نتایج به دست آمده در رابطه با ناپایداری هانتینگ مورد مقایسه قرار گرفته است. به منظور بررسی تاثیر درجات آزادی مختلف بر رفتار دینامیکی هانتینگ مدل هایی با 6، 10 و 14 درجه آزادی توسعه داده شده است و اثر درجات آزادی گوناگون مورد مطالعه قرار گرفته است.

دینامیک آشوبناک ماهواره ژیروستات سه محوره در حرکت وضعی-مداری تحت تاثیر گشتاورهای اغنشاشی گرادیان جاذبه زمین مورد بررسی قرار گرفت. در مدل سازی دینامیکی، از روش همیلتون در کنار معادلات سینماتیکی استفاده شد. بدلیل پیچیدگی های موجود در مدل ماهواره ژیروستات، مرتبه معادله همیلتونین سیستم با استفاده از تبدیل کانونی دپریت توسعه یافته توسط متغیرهای جدید وضعی-مداری سرت-آندویر کاهش داده شد. سپس با روش های تحلیلی همچون انتگرال ملنیکف و هندسه منیفلد ریچی در کنار روش های عددی مانند نمای لیاپانف، مسیرهای صفحه فازی، مقاطع پوانکاره و پاسخ های سری زمانی به تحلیل و اثبات آشوب در سیستم پرداخته شد. مقادیر منفی اسکالر ریچی در کنار مقادیر مثبت بزرگترین نمای لیاپانف و نتایج حاصل از انتگرال ملنیکف مبین وجود دوشاخگی هیتروکلینیک و آشوب در پاسخ های سیستم است. بنابراین با انتخاب پارامترهای سیستم طبق تابع ملنیکف، می توان از وقوع آشوب در سیستم جلوگیری نمود. مطابق معادله همیلتونین، با توجه به تاثیر اغتشاش گونه حرکت انتقالی در دینامیک وضعی، در بحث کنترل وضعی ماهواره، تنها به کنترل آشوب دینامیک دورانی ماهواره ژیروستات پرداخته می شود. برای این منظور، از کنترلر آشوب ogy بر پایه خطی سازی نگاشت پوانکاره استفاده شده که منجر به تولید سیگنال ضعیف کنترلی و کاهش مصرف انرژی می شود. برای تخمین نگاشت پوانکاره از ماشین های بردار پشتیبان (svm) بهره برده شد. سپس کنترلر بهینه و گسسته مربعی خطی (lqr) روی نگاشت پوانکاره خطی شده طراحی شد. نتایج حاصل از کنترلر dlqr-ogy حاکی از ایجاد رفتاری پایدار و مقاوم در کنار حذف آشوب در پاسخ های سیستم می باشد.

رفتار توربین گازی و سایر سیکل های وابسته به آن در زمان افت فرکانس شبکه، با عملکرد سایر تولید کننده های رایج در شبکه های برق متفاوت است و تغییر بارهای بزرگ و ناگهانی می تواند منجر به ناپایداری آن گردد. هدف این رساله، بررسی عملکرد توربین گازی در زمان افت فرکانس، ریشه یابی علت این رفتار و ارائه راه کار مناسب برای بهبود عملکرد آن در زمان افت فرکانس می باشد. علت حساسیت توربین گازی به افت فرکانس به این نکته باز می گردد که، دبی هوای عبوری از توربین گازی به سرعت آن وابسته می باشد. با افت فرکانس شبکه و در نتیجه کاهش دبی هوای عبوری از توربین، دمای کاری توربین افزایش می یابد. این مسئله سبب می گردد که مدار کنترل دما فعال گردیده و مانع از افزایش بار توربین گردد. به همین دلیل، سرعت توربین بیشتر کاهش می یابد و در نهایت سبب ناپایداری توربین می گردد. این مسئله یک مشکل ساختاری و ذاتی در توربین گازی بوده و به طراحی کنترل کننده وابسته نمی باشد و به همین دلیل راه کارهای ارائه شده برای حل این مشکل با تغییر کنترل کننده چندان موفق نبوده اند. در پژوهش حاضر، برای حل این مشکل به کارگیری تزریق بخار رخداد محور به درون محفظه در زمان افت فرکانس پیشنهاد شده است. به منظور استفاده از تزریق بخار برای کنترل بهتر فرکانس یک حلقه کنترلی به مجموعه مدارهای کنترلی توربین اضافه شده است. این حلقه که بر اساس کنترل رخداد محور توسعه داده شده است، با عبور سرعت توربین از یک محدوده مشخص فعال شده و با تزریق بخار به محفظه احتراق گاورنر را در کنترل بهتر فرکانس کمک می نماید. عملکرد این الگوریتم کنترلی جدید با استفاده از یک مدل جعبه خاکستری که برای شبیه سازی تزریق بخار توسعه داده شده است، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که حلقه کنترلی اضافه شده می تواند عملکرد گذرای توربین را با تزریق مقدار کمی بخار بهبود دهد و در نتیجه آن، توربین می تواند افت فرکانس های بزرگ تری را تحمل کند. همچنین نتایج نشان می دهد که تزریق بخار می تواند با کاهش بیشینه دما و گرادیان آن در محفظه احتراق به افزایش عمر قطعات توربین کمک نماید. برای بررسی عملکرد سیکل های وابسته به توربین گازی رفتار دو سیکل مرطوب استیگ و سیکل ترکیبی در زمان افت فرکانس مورد بررسی قرار گرفته است. این موضوع از آن جهت حائز اهمیت می باشد که این اطلاعات به بهره برداران کمک خواهد کرد که سیکل مناسب خود را با توجه به ویژگی های فرکانسی مورد انتظار خود از شبکه به درستی انتخاب نمایند. نتایج این بررسی نشان می دهد که عملکرد سیکل مرطوب به طور قابل ملاحظه ای بهتر از سیکل ترکیبی مشابه در زمان افت فرکانس می باشد.

معاینات لمسی به عنوان یک تکنیک دستی برای تشخیص بافت های بیمار از بافت های سالم می-تواند مورد استفاده قرار گیرد. با توجه به کاربردهای نوین ربات ها و سیستم های کنترلی در حوزه ی پزشکی، طراحی ابزارهایی با قابلیت تشخیص نا به هنجاری های بافت می تواند کمک بزرگی را به پزشکان انجام دهد. در پایان نامه پیش رو مراحل طراحی و ساخت ربات تشخیص گر تومور دانشگاه خواجه نصیر شرح داده می شود. سپس با استفاده از این دستگاه تست هایی بر روی نمونه های مصنوعی ساخته شده از جنس سیلیکون، که دربرگیرنده توده هایی با جنس، قطر و عمق های مختلف هستند، انجام شده است. آزمایش مکان یابی توده، اسکن سه بعدی بافت، آزمایش بررسی خاصیت هیسترزیس بافت و آزمایش رفتار وابسته به زمان بافت نرم بر روی نمونه های مصنوعی انجام گردید. در ادامه آزمایش های ذکر شده بر روی بافت کلیه گوسفندی انجام شد که نتایج حاصل حاکی از توانمندی دستگاه در تشخیص مکان، عمق و قطر توده های جاسازی شده در بافت های مصنوعی و بافت حیوانی می باشد.

معاینات لمسی (پالپیشن) به عنوان یک تکنیک دستی برای تشخیص بافت های بیمار از بافت های سالم می تواند مورد استفاده قرار گیرد. با توجه به کاربردهای نوین ربات ها و سیستم های کنترلی در حوزه ی پزشکی، مدلسازی های انجام شده از بافت های بیولوژیک اهمیت ویژه ای پیدا می کند. همچنین بدلیل افزایش استفاده از سیستم های رباتیک و هوشمند در معاینه های پزشکی و تشخیص تومور، طراحی کنترلر و هوشمندسازی معاینه ها نقش بسیار مهمی را ایفا می کنند. در پایان نامه پیش رو در ابتدا با تومورها، بافت های بیولوژیکی و راه های تشخیص توده ها آشنا می شویم. سپس روش حس لامسه مصنوعی مورد بحث و بررسی قرار می گیرد و معاینه به روش لامسه مصنوعی به کمک اجزای المان محدود مدلسازی می گردد. در ادامه روش های هوشمند سازی مورد استفاده تشریح می شوند. در نهایت با ترکیب روش های هوشمندسازی روش بهینه برای معاینه بافت حاصل می شود.