در این پایان نامه یک مبدل dc-dc سه پورت نیمه ایزوله برای استفاده در سیستم های فتولتائیک ارائه می شود. این کانوتر به عنوان یک عامل واسط، هر سه پورت سیستم را به یکدیگر متصل می کند. این ساختار سیستم در مقایسه با ساختارهای قدیمی یک سری مزایایی دارد: (1) اتصال آرایه فتوولتائیک، باتری و بار به یکدیگر توسط یک مبدل سه پورت، بدون نیاز به مبدل اضافی دیگر (2) کنترل توان اکتیو سیستم مابین سه پورت باتری، بار مصرفی و آرایه فتوولتائیک، بطوریکه ماکزیمم توان آرایه فتوولتائیک استخراج و هر مقدار انرژی اضافی سیستم در باتری ذخیره می شود. (3) ایزوله بودن پورت بار از پورت های آرایه فتوولتائیک و باتری (4) بکارگیری ادوات کمتر (5) راندمان بیشتر. الگوریتم کنترلی سیستم قابلیت تامین و تنظیم مشخصه بار تحت شرایط متغیر محیطی و تغییرات بار مصرفی، پیاده سازی الگوریتم ردیابی نقطه ماکزیمم توان آرایه فتوولتائیک و کنترل شارژ باتری را دارد. همچنین به کارگیری فیلترهای clc و lc در سمت آرایه فتوولتائیک و باتری باعث کاهش ریپل ولتاژ و ریپل جریان زیاد ناشی از این پورت ها می شود. مدل دینامیکی و تابع تبدیل مبدل به دست آمده، رابطه مابین متغیرهای وابسته با متغیرهای کنترلی را مشخص می کند. نتایج شبیه سازی انجام شده در نرم افزار matlab simulink ، مزایا و عملکرد سیستم ارائه شده، تحت شرایط مختلف را بیان می کند.

در این پایان نامه، اثر مدل های مختلف دینامیک تراستر بر روی رفتار کنترل وضعیت یک ماهواره صلب با استفاده از دو دسته تراستر با گشتاور مخالف بررسی شده است. در بسیاری از منابع از دینامیک ایده آل یا ایده آل با تأخیر زمانی خالص به عنوان مدلسازی دینامیک تراستر بهره گرفته شده است، با این حال مطالعه اندکی برای مدل تأخیر زمانی خالص به همراه تابع تبدیل مرتبه اول و دوم برای دینامیک تراستر صورت پذیرفته است. دینامیک تراستر بکار گرفته شده در این تحقیق، متشکل از یک تأخیر زمانی خالص و یک تابع تبدیل مرتبه دلخواه با قطبهای یکسان (حاصلضرب تأخیرهای مرتبه اول یکسان) می باشد. این مدل، تقریبی برای دینامیکهای تراستر میباشد. در اینجا اثر این مدلهای مختلف برای دینامیک تراستر بررسی شده است. بنابراین، یک مطالعه قیاسی برای کنترل وضعیت تک محوره و سه محوره یک ماهواره صلب با استفاده از کنترلگرهای غیرخطی از نوع بنگ-بنگ، بنگ-بنگ با ناحیه مرده، اشمیت تریگر و مدولاتور پهنای پالس- فرکانس پالس صورت پذیرفته است. اثر مرتبه تابع تبدیل تراستر (تا مرتبه 5) بر روی رفتار کنترل وضعیت با استفاده از کنترلگرهای یاد شده، با استفاده از دو دسته تراستر با گشتاور مخالف بررسی شده است. تغییر علامت کنترلگرها توسط دو دسته تراستر به منظور بهبود دقت می باشد. مرتبه تابع تبدیل را می توان به عنوان یک عدم قطعیت برای مسئله کنترل وضعیت در نظر گرفت. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که بسته به نوع کنترلگر و مقادیر پارامترها، می توان به نتایج متفاوتی به ازای مقادیر مختلف مرتبه تابع تبدیل تراستر دست یافت.

مطالعه تاثیر رفتارهای مختلف هیدرولیکی همچون جریان و نفوذپذیری و یا منحنی مشخصه بر روی رفتار مکانیکی و بالعکس تاثیر جنبه های مختلف رفتار تنش کرنشی بر روی رفتار هیدرولیکی مورد توجه محققین در سالیان اخیر واقع شده است. در این تحقیق به مطالعه آزمایشگاهی و تحلیلی رفتار همبسته هیدرومکانیکی با تکیه بر رفتارهای جریان و نفوذپذیری، منحنی مشخصه آب - خاک و تراکم پذیری در خاک های غیر اشباع پرداخته شده است. مجموعه ای از آزمایش های تعیین منحنی مشخصه در راستای مطالعه تاثیر تراکم پذیری بر روی اجزای مختلف منحنی مشخصه آب - خاک شامل شیب منحنی های تر و خشک شدگی، عدد ورودی هوا، عدد خروجی هوا و اندازه هیسترسیس هیدرولیکی انجام پذیرفت. این آزمایش ها بر روی نمونه های خاک متراکم شده مختلف از نوع ماسه و رس در بازه ای از مقادیر مکش بافتی با استفاده از روش جابجایی محوری انجام پذیرفت. بر پایه نتایج حاصل به بررسی تاثیر تراکم پذیری بر روی اجزای منحنی مشخصه آب - خاک پرداخته شده است. با توجه به مشاهدات آزمایشگاهی، تغییرات عدد ورودی هوا، عدد خروجی هوا و اندازه هیسترسیس هیدرولیکی به صورت توابعی از نسبت تخلخل بیان شده اند. با استفاده از نتایج حاصل از آزمایش های منحنی مشخصه، یک مدل هیسترتیک منحنی مشخصه برای خاک های تغییر شکل پذیر با گسترش مدل پیشنهادی بروکس و کوری (1964) ارائه گردید. با استفاده از منحنی مدل منحنی مشخصه پیشنهادی، امکان پیش بینی تغییرات درجه اشباع بر روی بازه های تر و خشک شدگی به صورت تابعی همبسته از مکش بافتی و نسبت تخلخل میسر شده است. همچنین تغییرات عدد ورودی هوا، عدد خروجی هوا و اندازه هیسترسیس هیدرولیکی به صورت توابعی از نسبت تخلخل مدل سازی شده اند. صحت کارایی مدل پیشنهادی بر روی نتایج بدست آمده توسط محققین بر روی چهار نوع خاک مختلف بررسی شده است. همچنین مجموعه ای از آزمایش های تعیین ضریب نفوذپذیری در راستای بررسی تاثیر تنش های همه جانبه بر روی ضریب نفوذپذیری خاک نسبت به جریان آب انجام پذیرفت. آزمایش های مذکور بر روی سه گونه خاک مختلف ماسه، لای و رس در مقادیر مختلف درجه اشباع انجام پذیرفت. بر پایه نتایج حاصل مشاهده گردید که تاثیر تنش های همه جانبه بر روی ضریب نفوذپذیری خاک های غیر اشباع دارای روند متفاوتی با روند مشاهده شده در خاک های اشباع بوده است. در ادامه، روند متفاوت مشاهده شده با توجه به جابجایی منحنی مشخصه آب - خاک بیان شده است. در پایان، روابطی برای بیان تغییرات ضریب نفوذپذیری خاک نسبت به جریان آب به صورت توابعی همبسته از نسبت تخلخل و مکش بافتی بدست آورده شده اند. این روابط با استفاده از مدل منحنی مشخصه پیشنهادی در این تحقیق و معادله پوازیل بدست آورده شده اند. صحت روابط تحلیلی بدست آمده بر روی نتایج آزمایش های نفوذپذیری این تحقیق بر روی خاک های ماسه، لای و رس بررسی شده است.