دربیشـتر طرحـهای مربوط به لغزش چرخـها،اختلاف بین سرعت نرمالیـزه شده وسیله نقـلیه وسرعت چرخـهای وسیله نقلیه به عنوان متغیری که باید کنترل شود مطرح شده است. هدف ازاین کنترل کننده،حداکثرکردن گشتاورکششی درحالیکه پایداری سیستم تضمین شود می باشد. رابطه بین نیروی کششی ولغزش چرخها یک رابطه غیر خطی وتابعی ازشرایط جاده می باشد. وجوداین عوامل غیرخطی ازیک طرف ووجودقیود برروی متغیرهای مساله ازطرف دیگرباعث شده که مابرای تحلیل مساله ازتئوری کنترل بهینه برای سیستم کنترل کشش استفاده کنیم. دراین پایان نامـه ابتدا برنامه ریزی خطیومربعیچند پارامـتری ومحاسبـات لازم برای بـکارگیری مساله بررسی شده است. برنامه ریزی های چندپارامتری خطی ومربعی به خوبی برروی مسایل تنظیم حالتها در مبدا ومساله تعقیب به راحتی می تواند پیاده سازی شود. به دلیل ذات غیرخطی دینامیک های لغزش چرخها،یک مدل خطی و استاندارد نمی تواند برای بررسی عملکردسیستم کنتـرل کشش به کار گرفته شود. ما نشان خواهیم داد که چگونه یک مدل مرکب منـطقی دینامیکی برای سیستم کنترل کشش با استفاده ازتلفیق کننده زبان توصیف سیستمهای هایبرید بدست می آید. دوروش موثر برای محاسبه مساله وجود دارد، استفاده از مدل های تکه ای مستویو مرکب منـطقی دینامیکی. ما این روش کنترل را به مدلهای و مربوط به سیتم کنترل کشش اعمال کرده و قانون کنترل کشش غـیر خطی رامحاسبه می کنیم وسپس شبیه سازی های مربوط به آن را انجام می دهیم.

به دلیل توسعه روزافزون فناوری های ارتباطی از یک سو و از سوی دیگر پیچیده تر شدن فرایند های صنعتی، استفاده از سیستم های کنترل تحت شبکه با استقبال مواجه شده است. در این سیستم ها ارتباط بین اجزای کنترلی شامل کنترل کننده، حسگر و عملگر از طریق یک شبکه ی ارتباطی برقرار می گردد که به دلیل شرایط غیرایده آل محیطی، احتمال گم شدن و یا تأخیر بسته های انتقالی در شبکه وجود دارد. از این رو طراحی کنترل کننده در سیستم های تحت شبکه باید به صورتی انجام شود که پایداری سیستم در حضور تأثیرات نامطلوب شبکه حفظ گردد. کنترل mpc به عنوان یکی از روش های کنترلی پرکاربرد در دهه های گذشته محسوب می شود. در این شیوه از کنترل، حالت ها و خروجی های آینده با استفاده از مدل سیستم پیش بینی می گردند و به دلیل همین قابلیت پیش بینی، این روش به یکی از روش های مورد توجه در کنترل تحت شبکه تبدیل شده است. در این پایان نامه، یک شیوه ی طراحی کنترل کننده ی mpc برای کاربرد تحت شبکه ارائه شده است. به این منظور، در ابتدا مدل سیستم کنترل تحت شبکه معرفی می گردد. در مرحله ی مدل سازی، تأثیر بروز پدیده های تأخیر و گم شدن بسته های ارسالی در شبکه، مد نظر قرار گرفته و با بررسی یک پروتکل انتقال اطلاعات در صنعت، درستی فرضیات مدل سازی نشان داده شده است. در ادامه، ساختار سیستم کنترل پیشنهادی ارائه و روش طراحی کنترل کننده ی پیشنهادی، بر اساس مدل سیستم، معرفی گردیده است. اثبات پایداری سیستم تحت کنترل نیز با استفاده از قضیه ی لیاپانوف صورت می گیرد. روش کنترل پیشنهادی بر اساس حل دسته ای از lmiها استوار است که تمامی آن ها حالت خطی و استاندارد دارند؛ لذا برای حل آن ها می توان دسته ی وسیعی از حل کننده های عددی را به کار برد. در ادامه نشان داده می شود که تمام lmiهای تشکیل شده در کنترل کننده، در صورتی که در یک لحظه قابل حل باشند، در تمام لحظات بعد نیز قابل حل خواهند بود. به این ترتیب، اطمینان حاصل می گردد که کنترل کننده ی پیشنهادی هیچگاه با یک lmi غیر قابل حل روبه رو نخواهد شد. رعایت محدودیت های ورودی و خروجی سیستم، از دیگر مواردی است که مورد توجه قرار گرفته است. به این منظور، محدودیت های سیستم به صورت lmi بیان شده و به دسته lmiهایی که باید توسط کنترل کننده حل شوند، اضافه می گردند. در نهایت روش طراحی کنترل کننده ی mpc پیشنهادی به حالت مقاوم تعمیم داده شده است. در این حالت فرض بر این است که نامعینی سیستم به صورت چندوجهی مدل شده است که در واقع هر وجه، نمایانگر یک سیستم خطی و تغییرناپذیر با زمان است. در این حالت نیز پس از معرفی روش طراحی کنترل کننده ی mpc پیشنهادی، با استفاده از قضیه ی لیاپانوف، پایداری سیستم اثبات شده است. رعایت محدودیت های ورودی و خروجی سیستم نیز در این حالت، مشابه با حالت بدون نامعینی صورت می گیرد.

انرژی یک کمیت اساسی در طبیعت بوده و بر اساس آن اولین قانون ترمودینامیک بنا گردیده است. عملگرها لزوماً انرژی را به سیستم تزریق می¬کنند و یا انرژی سیستم را از بین می¬برند. حس¬گرها به ¬منظور اندازه¬گیری برخی متغیرهای مورد¬ علاقه، انرژی سیستم را می¬گیرند. تمام الگوریتم¬های کنترلی که از فیدبک استفاده می¬کنند، حداقل یک متغیر فیزیکی سیستم را که باید کنترل شود، اندازه می¬گیرند؛ بنابراین تمام الگوریتم¬های کنترل باید حداقل یک عملگر به ¬منظور کنترل سیستم داشته¬ باشند؛ در نتیجه، به صورت غیرمستقیم، تمام الگوریتم¬های کنترلی بر انرژی سیستم اثر می¬گذارند. دو ایده اساسی در شکل دهی انرژی: تعادل انرژی و شکل دهی توان می باشد. دیگر الگوریتم¬های کنترلی می¬توانند تحت این دو عنوان طبقه¬بندی شوند. در کنترل کننده های شکل دهی انرژی به جای بررسی سیگنالی سیستم، سیستم¬های دینامیکی به عنوان دستگاه¬های تبدیل انرژی در نظر گرفته می¬شوند. کنترل کننده پمپ-میرایی نوعی از کنترل کننده های شکل دهی انرژی می باشد که به منظور حرکت از یک نقطه تعادل به نقطه تعادل دیگر طراحی شده است. بهینه سازی یک روش ریاضی است که با پیدا کردن بیشینه یا کمینه¬ی یک تابع در مناطق قابل بررسی سر و کار دارد. هیچ حرفه یا صنعتی وجود ندارد که متأثر از مسائل بهینه سازی نباشد. بسیاری از روش¬های بهینه سازی به دنبال یافتن بهترین راه حل هستند. بهینه سازی دسته ذرات نسبتاً یک روش جدید، پیشرفته و قدرتمند در بهینه سازی است که به صورت عملی نشان داده شده است که در بسیاری از مسائل بهینه سازی به خوبی عمل می کند. این پایان نامه نیز از این الگوریتم برای یافتن بهترین حل در تمام فضای جست و جو کمک گرفته است. در این گزارش پیشنهادی ارائه می¬گردد که هدفش بهینه کردن کنترل کننده های مبتنی بر انرژی با استفاده از یک تابع هدف ساده می باشد. روش به کار گرفته شده منجر به پاسخ سریع و خواص همگرایی مطلوب و نیز کاهش نوسانات سیستم می-گردد.