اهمیت سیستم فرمان در کنترل و هدایت وسیله نقلیه و استفاده روزافزون سیستم فرمان های قدرت در خودروها، ارائه مسائل مربوط به تحلیل و بررسی این سیستم ها را لازم می نمایاند. در این پایان نامه نخست به معرفی و نحوه عملکرد انواع جعبه فرمان های مکانیکی پرداخته شده است . سپس به مزایا و معایب هر کدام از سیستم های مکانیکی اشاره کردیده است . با آشنایی اولیه حاصل شده از این سیستم ها، سپس جعبه فرمان های قدرتی مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته و انواع آنها با توجه به تقسیم بندی های مختلف ، در قالب یکی از آن دسته بندی ها معرفی شده است . تقسیم بندی انجام شده بر اساس نوع قرارگیری ادوات هیدرولیتیکی با سه دسته سیستم های اهرم بندی (لینکیجی)، نیمه مجموعه ای و مجموعه ای کامل ارائه شده است . بخاطر متداول بودن و رایج بودن کاربرد جعبه فرمان های مجموعه ای کامل سعی شده است که این مورد اخیر بیشتر بررسی گردد. در این خصوص انواع جعبه فرمان های مجموعه ای کامل ارائه شده و نحوه عملکرد هر کدام مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است . سپس به پیشرفت های حاصل شده در این زمینه و پیدایش جعبه فرمان های مجهز به سنسور سرعت اشاره شده است . همچنین نحوه عملکرد تجهیزات اصلی جعبه فرمانهای هیدرولیک بیان گردیده است . برای بررسی مسائل طراحی، مواردی که در جریان طراحی باید مورد توجه قرار گیرند و سیستم را بر اساس آن تحلیل نمود، مشخص شده است . یکی از جعبه فرمان های موجود مجهز به شیر کنترل با جابجایی خطی شبیه سازی گدیده است . در این الگو سعی شده که کلیه حرکتها در سیستم به جابجایی خطی تبدیل گردند تا نحوه عملکرد و استخراج معادلات حاکم بر آن آسانتر شود. با توجه به الگوی ارائه شده، معادلات حاکم بر هر کدام از اجزاء جعبه فرمان بدست آمده و با داشتن فرضیاتی آنها به معادلات خطی تبدیل شده اند. سپس دیاگرام بلوکی هریک از عضوها ترسیم گردیده است . با ارتباط دادن دیاگرام ها، مدار کنترل کل مجموعه جعبه فرمان بدست آمده است . در قسمت پایانی نتایج حاصل از این دیاگرام ها ارائه گردیده و نتایج براساس سه ورودی استاندارد پله، شیب و ورودی سینوسی مورد بررسی قرار گرفته است . همچنین تاثیر برخی از پارامترهای سیستم در رفتار مجموعه نشان داده شده است . و در آخر پیشنهاداتی برای ادامه کار پروژه مطالبی بیان می گردد.

در این پروژه اجزاء یک سیستم کامل ربات بررسی شده و انواع مختلف پیکربندیهای پایه ای ربات بیان شده است . سپس ربات "mitsubishi rv-ml" که از نوع رباتهای شبیه انسان (anthropomorphic) با 5 درجه آزادی می باشد بررسی شده است . مشخصات ابعادی و کنترلی این ربات با اشکال و جداول مناسب ارائه گردیده است . این ربات جهت شبیه سازی تئوریهای کنترل نیرو و موقعیت بکار گرفته شده است . با ذکر روش بدست آوردن معادلات سینماتیکی، معادلات سینماتیک مستقیم و معکوس ربات مذکور به صورت صریح بدست آمده است . مدل دینامیکی ربات از طریق روش لاگرانژ فرمول ریزی شده و برنامه های کامپیوتری جهت محاسبات شبیه سازی در روشهای مختلف برحسب نوع روش کنترلی با زبان matlab 5.1 تدوین گردیده است . با ذکر توضیحاتی در مورد دسته بندی روشهای کنترلی به دو دسته بر مبنای مدل دینامیکی ربات و بدون درنظر گرفتن مدل دینامیکی ربات ، انواع مختلف این روشهای کنترلی بررسی شده است . در کنترل موقعیت ، روشهای کنترل مستقل مفاصل بروش pd، کنترل پیش رو (feedforward)، کنترل به روش گشتاور محاسبه شده (computed torgue) و در کنترل دوگانه موقعیت و نیرو، روشهای کنترل دوگانه پیشرو و روش شتاب تعیین شده (resolved acceleration) برطبق دیاگرامهای جعبه ای ارائه شده در پروژه، برنامه ریزی شده اند. با در نظر گرفتن مسیر مشخص برای حرکت نقطه انتهایی ربات که یک خط راست می باشد،تئوریهای مذکور شبیه سازی شده و نتایج بصورت گرافهایی ارائه گردیده است . برطبق نتایج بدست آمده، بهبود عملکرد کنترلی ربات در کنترل موقعیت متغیرهای کنترلی در روشهای برمبنای مدل دینامیکی ربات (پیش رو و گشتاور محاسبه شده) نسبت به روش کنترل مستقل مفاصل که از مدل دینامیکی ربات بهره نمی گیرد، مشاهده شده است . در میان روشهای کنترل موقعیت برمبنای مدل دینامیکی ربات نیز روش گشتاور محاسبه شده بعلت بکارگیری متغیرهای واقعی در دینامیک معکوس و عبور سیگنالهای پس خور از دینامیک معکوس ربات ، نتایج بهتری را نسبت به روش پیش رو ایجاد کرده است . وابستگی روشهای برمبنای مدل دینامیکی ربات به مدل دینامیکی فرض شده برای ربات با تغییراتی در مدل بدست آمده برای ربات ، بصورت حل دوباره کنترل موقعیت پیش رو با فرض وجود خطا در مدل بسیار کاهش می یابد. محیط تماس ربات بصورت فنر مدل شده است و کنترل موقعیت ˆنیرو به دو روش پیش رو و شتاب تعیین شده شبیه سازی گردیده است . در این میان روش پیش رو بعلت داشتن گشتاور پیش بینی برطبق نیروی مطلوب مورد نظر نقطه انتهایی ربات نتایج بهتری را نسبت به روش شتاب تعیین شده ایجاد کرده است .

با توجه به فوق ایمنی بودن سیستم ترمز خودرو و نقش حیاتی آن در پیشگیری از بوجود آمدن حوادث ناگوار، پژوهش بر روی عملکرد این سیستم و تاثیر آن بر عملکرد دینامیکی خودرو را ضروری و پراهمیت جلوه می دهد. در این پایان نامه پس از مدلسازی دینامیکی خودرو و سیستم ترمز و استخراج معادلات دیفرانسیل حاکم برآنها، به صورت کلی حل دو نوع مساله مدنظر قرار می گیرد. ابتدا به کمک مدلهای دینامیکی بدست آمده ، عملکرد دینامیکی خودرو هنگام ترمزگیری بررسی و تحلیل می گردد. سپس با استفاده از نتایج قسمت قبل(تحلیل) و با انتخاب تابع هدف و به کمک روشهای ریاضی مبتنی بر بهینه سازی، سیستم ترمز به منظور بهبود عملکرد دینامیکی خودرو هنگام ترمزگیری بهینه سازی (طراحی بهینه) می گردد. به طورکلی با انجام این پژوهش، علاوه بر بالا رفتن سرعت و دقت تحلیل و بررسی عملکرد دینامیکی خودرو هنگام ترمزگیری ، زمان و هزینه جهت بررسی تغییرات احتمالی درخودرو و سیستم ترمز کاهش قابل ملاحظه ای یافته است. همچنین با انجام بهینه سازی، رهیافت جدیدی در طراحی بهینه سیستم ترمز خودروها به کمک کامپیوتر ارائه گردیده که به نوبه خود می تواند کمک موثری به طراحان سیستم ترمز در مراکز تحقیق و توسعه کارخانجات خودروسازی باشد.