هدف از انجام این پروژه بهبود عملکرد یک موشک آشیانه یاب غیر فعال برد کوتاه می باشد. برای انجام این کار حالت های مورد نیاز در پیاده سازی قانون هدایت و هدایت فاز انتهایی، که قابل اندازه گیری مستقیم در این نوع موشک ها نیستند (نظیر فاصله از هدف و سرعت نزدیک شدن به هدف) به کمک فیلترهای غیر خطی تخمین زده می شوند. این کار در گذشته با استفاده از فیلتر کالمن توسعه یافته و اندازه گیری زاویه افق دید انجام شده بود. در این پروژه برای افزایش دقت تخمین با ارایه روشی برای اندازه گیری t go که قابلیت پیاده سازی عملی در این نوع موشک ها را دارد، از روش های تخمین غیر خطی دقیق تر شامل ukf و فیلتر ذره ای استفاده شده است. در پیاده سازی روش ukf، به منظور بدست آوردن تخمین دقیق تر از ترکیب اطلاعات بدست آمده از چند فیلتر استفاده شده است. همچنین در روش فیلتر ذره ای برای جلوگیری از مسیله degeneracy درات از روش resampling سیستماتیک و به منظور کاهش حجم محاسبات و کاهش تعداد ذرات مورد نیاز تخمین از روش های ekf و ukf در تقریب چگالی proposal بهینه استفاده شده است.

مدلسازی، حل معادلات غیرخطی حاکم، شناسایی و کنترل مقاوم یک بازوی انعطاف پذیر هدف این رساله است. پس از مدلسازی غیرخطی با ابزار قرتمندی بنام مشتق عمومی فرچت به خطی سازی معادلات پرداخته و سپس با روش مشتق درونیاب تعمیم یافته، حل عددی معادلات انجام شده است. از نطر شناسایی نیز توابع تبدیل متعددی برای نشان دادن سیستم حاکم بدست آمده اند که نتایج بدست آمده هم تئوری و هم تجربی بوده اند. پس از شناسایی به امر کنترل مقاوم بازوی انعطاف پذیر در حضور نامعینی ها و مدلهای نامی شناسایی شده اشاره شده است و برای اجرای کنترل و طراحی کنترلر از روش پایدارسازی همزمان چندجمله ایها بهره گرفته شده است.

در این رساله به ارزیابی عملکرد سیستمهای کنترل دیجیتالˆسیستمهای کنترل با نمونه برداری (sampled-data) پرداخته خواهد شد. بطور خاص ، روش pim (نگاشت سیستم ورودی یا plant input mapping) که تکنیکی جدید در طراحی کنترل کننده های دیجیتال با استفاده از طراحی بعمل آمده در زمان پیوسته است ، مورد بررسی دقیق قرار می گیرد. روش نامبرده دارای خاصیت استقنایی پایداری تضمین شده برای کلیه پریودهای نمونه برداری غیرمعیوب (nonpathological) بوده، و قابل استفاده در کلیه حالات با سیستم تحت کنترل (plant) و کنترل کننده ناپایدار، غیرمینیم فاز، و حتی غیر مربعی می باشد، و تنها شرط لازم برای اعمال آن، وجود کنترل کننده پیوسته مناسب است . علاوه بر نمایش خواص بالا، ارزیابی کاملی از رفتار بین لحظات نمونه برداری و مشخصات همگرایی بعمل خواهد آمد. خصوصا بازیابی عملکرد پیوسته سیستم کنترلی دیجیتال طراحی شده با روش pim، زمانیکه پریود نمونه برداری به صفر نزدیک می شود، مورد تحلیل دقیق قرار می گیرد. کلیه بررسی ها و اثباتها با بکارگیری معیار نرم القایی (l -induced norm)l و تکنیک -lifting که هر دو ابزارهایی بسیار ارزشمند در بررسی رفتار زمانی سیستمهای sampled-data مس باشند-ارائه می گردند.

روشهای شناسایی زیرفضا در خلال دهه گذشته توجه زیادی را به خود معطوف داشته است . این توجه بخاطر توانایی این روشها در ایجاد مدلهای فضای حالت دقیق برای سیستمهای خطی چند متغیره بطور مستقیم از داده ورودی-خروجی می باشد. اساس روشهاس زیر فضا بر تئوری تحقق کلاسیک فضای حالت که در دهه 60 توسعه یافته، استوار است و ابزار اساسی این روشها تفکیک به مقادیر استثنایی و تفکیک qr هستند. در این تحقیق، مفاهیم اساسی روشهای زیرفضا مورد بررسی قرار گرفته است و سه الگوریتم زیرفضا در قالب یکسانی بیان شده اند. سپس با بکارگیری الگوریتمهای زیرفضا برای شناسایی تعدادی سیستم واقعی، ویژگیهای این روشها رد مقایسه با روشهای کلاسیک شناسایی مورد ارزیابی قرار گرفته و نشان داده شده است که روشهای زیرفضغا معایب و مشکلات روشهای کلاسیک را ندارند.

حذف نویز صوتی در کانالهای تهویه هوا یا لوله های گرمادهی، بسیار حائز اهمیت است، روشی که امروزه مورد توجه قرار گرفته ، حذف فعال نویز می باشد . این روش بر مبنای این اصل استوار است که اگر نویز در نقطه ای که به اتفاق یا محیط مورد نظر وارد می شود کاهش داده شود، سطح نویز در کل آن محیط کاهش می یابد.کنترل تکرار شونده روش موثری برای حذف فعال نویزها و اغتشاشات هارمونیک است.

در این پروژه نخست توضیحاتی د رمورد مساله جالب وجذاب حذف فعال نویز داده خواهد شد و بطور مختصر عملکرد اینگونه سیستمها وخواص فیلترهای وفقی توضیح داده می شود. آنگاه روشهای مختلف خطی شناسایی سیستم بطور خیلی خلاصه مورد بررسی قرار می گیرد و سپس از روشهای مختلف شناسایی سیستم برای شناسایی مسیر ثانویه درحذف فعال نویز استفاده می شود و نتایج حاصل ارائه شده و با هم مقایسه می شود. در قسمت بعدی بوسیله شبیه سازیهای مختلف اثر انتخاب مدلها و ساختارهای مختلف برای شناسایی بر روی عملکرد سیستم حذف نویز بررسی می شود . در انتها نیز در مورد انتخاب مکان و تعداد مناسب میکروفنها و بلندگوها برای بدست آوردن بهترین نتیجه بحث می شود. در اینجا تاثیر انتخاب تعداد و نقاط مختلف برای میکروفنها و بلندگوها بر روی عملکرد سیستم نشان داده می شود.

یکی از استراتژی های بکار گرفته شده در هدایت اجسام پرنده، آنست که هدایت بگونه ای انجام پذیرد که در انتها، توابع معیار معینی کمینه گردد. به عبارت دیگر هدایت بصورت بهینه صورت گیرد. در مورد موشک های بالستیک زمین به زمین، که هدف ثابتی را دنبال می کنند، معمولا معیار برد موشک مدنظر فرآیند بهینه سازی قرار می یگرد، لذا لازمست هدایت بگونه ای انجام گیرد، که موشک روی مسیر بهینه از پیش طراحی شده حرکت کند تا در نهایت تابع معیار پیش تنظیم بدست آید. در اینجا روشی ارائه شده است که با استفاده از آن می توان به یک هدایت نزدیک بهینه دست یافت. اساس این روش به این صورت است که در ابتدا قانون کنترل بهینه را قبل از پرواز بدون در نظر گرفتن اغتشاشاتی که در طول پرواز ممکن است روی دینامیک جسم پرنده تاثیر بگذارد، بدست می آوریم. در بدست آوردن این قانون کنترل از روش بهینه سازی مستقیم استفاده می کنیم. در این روش ضمن آنکه از حل معادلات پیچیده دیفرانسیل سیستم و الحاقی دوری می کنیم، کلیه محدودیت های موجود روی حالت ها و کنترل را به راحتی اعمال کرده و همچنین در فرآیند بهینه سازی امکان استفاده از پارامترهایی که بصورت جداول داده موجود هستند فراهم می آوریم. پس از بدست آوردن این قانون کنترل اولیه، از آنجا که در محاسبه آن اغتشاشات پیش بینی نشده در مسیر پرواز در نظر گرفته نشده است، با استفاده از مفهوم هدایت تابعی، دو الگوریتم ساده تصحیح ارائه می دهیم که ضمن اینکه با تصحیح قانون کنترل بصورت روی خط در طول پرواز، قادر خواهد بود مسیر اغتشاشی را نسبت به مسیر پیش تنظیم بهینه تصحیح کند و در نهایت منجر به ارضا تقریبی تابع معیار شود، این روش هدایت را در مورد موشکهای سوخت جامد نیز کارا می کند. در کنار سیستم هدایت طراحی سیستم کنترل جهت تکمیل حلقه هدایت و کنترل با استفاده از روش زمان بندی بهره صورت گرفته است. نتایج شبیه سازی نشان دهنده دستیابی به اهداف مورد نظر در فرآیند بهینه سازی است. به این صورت که در حضور اغتشاشات نسبتا قوی، قانون هدایت بهینه توانسته است، تا حد قابل قبولی مسیر واقعی اغتشاشی را به مسیر نامی بهینه نزدیک کند.