امروزه علاقمندی محققان به فهم بهتر اصول حرکت سیستم های بیولوژیکی باعث شده تا مطالعه بر روی رباتهای دو پا بسیار مورد توجه قرار گیرد. عملکرد ربات دوپا از طریق الگوی حرکت و توانایی سیستم کنترل کننده آن، تعیین می شود. الگوی حرکت، نوع حرکت ربات را تعیین می کند و کنترل کننده، نحوه ردیابی الگوی در نظر گرفته شده، پایداری و مقاومت سیستم در قبال نامعینی ها را مشخص می کند. ربات دوپا یک سیستم غیر خطی و چند متغیره است و بکار گیری روش های کنترل بهینه کلاسیک در مورد آن سخت و حتی ناممکن می باشد. دیگر روش های کنترل بهینه نیز مشکلاتی مثل حل عددی و یا همزمان مسئله بهینه سازی را دارند. به همین دلیل در تحقیق حاضر سعی بر آن است ضمن توسعه روش های طراحی کنترل بهینه غیرخطی برای سیستم های چند متغیره، قانون کنترل بهینه ای برای دینامیک غیرخطی و چند متغیره ربات دوپا بدست آید که با استفاده از حداقل مقدار ورودی کنترلی، ورودی مرجع ردیابی و پایداری حرکت نیز تضمین شود. اساس روش پیشنهادی، کنترل پیش بین می باشد و با استفاده از روش لیاپانوف، قانون کنترلی بگونه ای توسعه داده می شود که پایدار مقاوم بودن سیستم تضمین گردد. مزیت روش پیشنهادی در این است که قانون کنترل بهینه غیرخطی بصورت تحلیلی و بصورت یک رابطه بسته بدست می آید و دیگر نیازی به حل مسئله بهینه سازی بصورت همزمان و عددی نیست. در زمینه تعیین الگوی حرکت بهینه که یکی دیگر از موضوعات مهم این تحقیق می باشد، سعی بر آن است طراحی الگوی حرکت بر اساس نقش بالاتنه در حفظ تعادل ربات صورت گیرد. در طراحی الگو علاوه بر در نظر گرفتن شرایط و قیود پیوستگی و تکرار پذیری حرکت، مسئله سازگاری الگو و کنترل کننده مورد توجه قرار می گیرد. عموماً طراحی الگوی حرکت بهینه بر اساس تامین پایداری و قیود حرکتی صورت می گیرد و در طراحی به ویژگی های سیستم تحت کنترل و توانایی های کنترل کننده آن توجه نمی شود. این موضوع باعث می شود تا بین الگو و کنترل کننده سازگاری وجود نداشته باشد و نتوان به عملکرد بهینه دست پیدا کرد. در این تحقیق برای حل این مشکل بحث طراحی بهینه و همزمان الگوی حرکت و کنترل کننده مطرح می شود تا با در نظر گرفتن شرایط و محدودیت های مربوط به سیستم و توانایی های سیستم کنترل کننده، پارامترهای موثر در عملکرد ربات، به گونه ای تعیین شوند که بهینه بودن رفتار سیستم تضمین گردد. نتایج حاصل از تحلیل ها و شبیه سازی های انجام شده نشان می دهد که استفاده از روش کنترل بهینه غیرخطی پیشنهادی و طراحی همزمان آن با الگوی حرکت، می تواند روش مناسبی برای تعیین عملکرد بهینه ربات باشد.

شبکه های عصبی فازی، یک نوع از سیستم های هوشمند ترکیبی هستند که بر اساس محاسبات عصبی فازی بنا شده اند. این ساختار از ترکیب سیستم های فازی و شبکه های عصبی حاصل شده است. شبکه های عصبی با وجود آنکه دارای مزایای دقت نگاشت ورودی- خروجی و قدرت تطبیق پذیری هستند، اما به دلیل عدم قدرت تفسیر، صرف زمان قابل ملاحظه برای کشف ساختار داخلی و طولانی بودن زمان آموزش محدودیت هایی را ایجاد می کنند. از طرف دیگر سیستم های فازی نیز دارای ضعف تطبیق پذیری هستند. لذا می توان شبکه های عصبی فازی را که مزایای سیستم های فازی و شبکه های عصبی را به طور یکجا دارا هستند، برای کاربرد های مختلف بکار برد. برای حل مشکل نامعینی در متغیرهای زبانی از منطق فازی استفاده می شود. درجه عضویت در فازی نوع -1، یک عدد غیر فازی است. اما تعیین دقیق این مقدار عددی بسیار مشکل است، خصوصاً در سیستم های ناشناخته و یا به شدت غیرخطی و دارای نامعینی، این امر بسیار مشکل ساز است. در سال های اخیر با تعمیم منطق فازی نوع -1 به منطق فازی نوع -2، جهش چشم گیری در هوش محاسباتی و سیستم های هوشمند حاصل شده است. به دنبال معرفی منطق فازی نوع -2، شبکه های عصبی نوع اول به شبکه های عصبی فازی نوع -2 گسترش یافتند. در فازی نوع -2، درجه عضویت یک عدد فازی است. در برخی سیستم ها تعیین دقیق درجه عضویت کار دشواری است، بنابراین منطق فازی نوع -2 می تواند کار گشا باشد. سیستم های فازی نوع -2 با قدرت انعطاف پذیری بیشتر و توانایی در مدلسازی سیستم های با نامعینی بالا، در سال های اخیر بیشتر مورد توجه قرار گرفته اند. یکی از کاربرد های مهم شبکه های عصبی فازی نوع -2 شناسایی سیستم های دینامیکی غیرخطی است. در این پایان نامه راهکار های گوناگون در شناسایی سیستم های دینامیکی غیر خطی با شبکه های عصبی فازی نوع -2 و همچنین بحث ساده سازی مدل های عصبی فازی نوع-2 (روش کاهش تعداد قواعد) مورد بحث واقع شده و شبیه سازی این راهکار ها برای سیستم های دینامیکی و نتایج حاصله از آن مورد بررسی قرار گرفته است.

h بینهایت غیرخطی روشی مقاوم است که تا به امروز توانمندیهای خود را در زمینه حذف اغتشاش و مقاومت در برابر نامعینی ها در سیستم های مختلف نشان داده است. با این حال حل تحلیلی مساله h بینهایت غیرخطی دشوار بوده و معمولا از روش تقریب سری تیلور برای حل آن استفاده می شود که از طریق آن می توان به کنترل کننده با پیچیدگی (مرتبه) دلخواه دست یافت. کنترلرهای مرتبه بالاتر با اینکه دارای عملکرد بهتری هستند، در عوض دارای پیچیدگی محاسباتی و مشکلات پیاده سازی عملی بسیار زیادی می باشند. در این پایان نامه یک روش کنترلی جدید که ترکیبی از کنترلر های h? غیرخطی و خطی سازی فیدبک است، ارائه شده است که از هیچگونه تقریبی در پروسه طراحی آن استفاده نمی شود. برای ارزیابی کنترلر پیشنهادی سه کنترلر h بینهایت غیرخطی، مدلغزشی دینامیک و روش ارائه شده روی مدل غیرخطی یک قطار مغناطیسی شناور تحت اغتشاشات محیطی، نویز اندازه گیری و نامعینی وزنی پیاده شده و پاسخ سیستم در هر مورد باهم مقایسه شده اند. نتایج شبیه سازی نشان داد که که کنترلر پیشنهادی علیرغم پیچیدگی ساختاری کمتر، نسبت به دیگر کنترلرها دارای عملکرد موثرتر (مخصوصا در حذف اغتشاش) می باشد.

کنترل تطبیقی مدل آزاد یک روش تطبیقی است که هیچ نیازی به اطلاعات در مورد سیستم و تنظیمات مدل فرآیند ندارد. این کنترلر از اطلاعات ورودی- خروجی سیستم کنترل شده برای طراحی کنترلر استفاده می‏کند. لزوم استفاده از این کنترل‏کننده و مشخصه‏های این نوع کنترل به قرار زیر می‏باشد: ? شناخت کمی دقیقی از فرآیند لازم نمی‏باشد؛ ? هیچ شناسایی کننده یا مکانیزمی شناسایی فرآیندی در سیستم موجود نیست؛ ? هیچ طراحی کنترل‏کننده‏ای برای فرآیند خاصی مورد نیاز نیست؛ ? شاخص و آنالیز پایداری سیستم حلقه بسته موجود است. در حالت کلی استفاده از کنترل تطبیقی وابسته به یافتن مدل ریاضی سیستم است، اما پیدا کردن مدل ریاضی بعضی سیستم‏ها کاری دشوار است، بر طبق این امر، ارائه یک کنترل‏کننده تطبیقی مدل آزاد بهبود یافته براساس یک روش هوشمند مثل فازی یا عصبی و یا قوانین ابتکاری می‏تواند باعث وابستگی کمتر و یا تقریبا ناچیز کنترلر به مدل ریاضی سیستم گردد، این امر در فصل دوم و سوم این پایان‏نامه به صورت نظری بررسی شده و در فصل چهارم این کنترلر پیشنهادی بر روی چند سیستم پیاده و شبیه‏سازی گردیده است.

در سال های قبل، نظارت و کنترل فرایندهای صنعتی به طور دستی انجام می شد. اپراتورها با مشاهده-ی مقادیر متغیرهای کنترلی، تصمیم گیری می کردند. پیشرفت های بعدی در ابزارهای کنترلی مانند حسگرها و کنترل کننده های مکانیکی، بادی و روغنی در دهه های 30 و 40 میلادی به تکمیل اتوماسیون صنعتی کمک کرد. این حرکت تکاملی در دهه ی 50 با پیدایش ابزارهای الکتریکی ادامه یافت و به این صورت روند تولید با حجم بالا سیر صعودی و موفق خود را طی کرده و به مرحله ای کنونی رسیده است. کاهش هزینه های زمانی و مالی با افزایش حجم تولیدات، اهمیت بیشتری پیدا کرد. مدیران صنایع دریافتند برای دستیابی به سود و کیفیت کار بالاتر بایستی به دنبال راه های بهینه برای کاهش هزینه ها باشند. روش هایی که منجر به هزینه های بالا بودند و یا در زمان طولانی تر به پایان می رسیدند از نظر اقتصادی غیرقابل استفاده شدند. در این میان بحث جدیدی با عنوان زمان بندی به میان آمد که با در نظر گرفتن این بحث و بهینه سازی بر مبنای آن سود اقتصادی افزایش قابل توجهی یافت. اکنون زمان بندی یکی از حیاتی ترین موضوع های مورد بحث در مدیریت فرآیندهای صنعتی می باشد که محاسبه ی بهینه ی آن با توجه به نوع محیط صنعتی، قیود، محدودیت های فرایندهای تولیدی و معیارهای عملکرد می تواند خیلی آسان یا بسیار مشکل باشد. زمان بندی در واقع، تخصیص منابع به چندین وظیفه می باشد که این منابع می توانند ماشین های موجود در یک کارخانه، باندهای یک فرودگاه، کارگران در یک محوطه ی کاری یا بخش های یک محیط محاسبه کننده باشند. وظایف نیز می توانند پرواز و نشستن هواپیما در یک فرودگاه یا مراحل یک پروژه ی محاسباتی باشد. یک برنامه ی زمان بندی مناسب با استفاده ی بهینه از منابع منجر به انجام کارها در زمان مناسب و قابل قبول می شود.‍ در این پایان نامه، هدف بررسی مسئله ی زمان بندی کار کارگاهی چندگانه یا انعطاف پذیر (fjsp) است. در کارهای کارگاهیjsp)) اصولا چندین کار توسط چندین ماشین انجام می شود. هر کار قابلیت اجرا توسط یک یا چندین ماشین مشخص را دارد که از قبل تعیین شده است. اگر هر یک از کارها را بتوان توسط همه ی ماشین ها یا چند ماشین از کل ماشین های موجود انجام داد مسئله انعطاف پذیری دارد و برای حل آن بایستی علاوه بر در نظر گرفتن مدت زمان کل انجام پروژه، تخصیص هر کار به ماشین مناسب نیز صورت بگیرد. در صورتی که هر کار فقط توسط یک ماشین صورت پذیرد با مسئله ی راحت تری روبرو هستیم و تنها هدف، بهینه سازی یک پارامتر مانند زمان یا سود می باشد. در حالت کلی کارها به دو دسته ی استاتیک و دینامیک تقسیم می شوند. در این گونه مسائل همه کارها و اطلاعات آنها در زمان صفر آماده و مشخص هستند. هر کاری را می توان توسط یک یا چندین ماشین مشخص که از ابتدای اجرای برنامه تعیین شده است، انجام داد. در زمان صفر کار مربوط به هر ماشین و زمان شروع و اتمام هر کار دقیقا مشخص می شود و تا آخر اجرای الگوریتم برنامه ی زمان بندی تغییر نمی کند، هیچ گونه تغییری در متغیرهای مسئله رخ نمی دهد، همچنین فرض بر این است که همه ی ماشین ها در زمان صفر آماده هستند و در طول اجرای برنامه ی زمان بندی خرابی ماشین و توقف در انجام کارها صورت نمی گیرد. در این گونه مسائل معمولا هدف بهینه کردن زمان کل انجام کار است. اغلب مقالات و پروژه ها مربوط به مسائل استاتیک می باشند.

امروزه کاهش زمان و هزینه لازم در فرایند طراحی، بهینه سازی و ارزیابی سیستم‏ها از اهمیت قابل ملاحظه‏ای برخوردار است. در نتیجه فراهم آوردن محیطی آزمایشگاهی همچون سیستم سخت‏افزار در حلقه ضروری می‏نماید. از اهداف مهم این سیستم، تست و کالیبراسیون سنسورها و سخت‏افزارهای الکترونیکی و مکانیکی سیستم‏هایی از قبیل خودرو، هواپیما و... می‏باشد، چرا که دقت سنسورها بسیار مهم بوده و همواره باید تست شوند. میز سه درجه آزادی به عنوان یک میز دوار، از مشهورترین سیستم‏های فیزیکی شبیه‏ساز حرکت مورد استفاده در تست سخت‏افزار در حلقه بوده و قادر است حرکات دورانی حول سه محور roll ، pitch و yaw انجام دهد. طراحی کنترل‏کننده‏ای که بتواند میز را در حضور نامعینی‏ها و اغتشاشات به صورت مقاوم پایدار سازد و هم‏چنین دستورات دلخواه داده شده را به صورت مطلوبی رهگیری کند، مهمترین مرحله در طراحی و ساخت یک میز شبیه‏ساز برای کاربردهای با دقت بالا است. از این رو در این تحقیق کنترل کننده‏ غیرخطی با رویکردی مقاوم برای این سیستم طراحی شده است. یک روش ساده برای کنترل مقاوم، استفاده از کنترل کننده مد لغزشی می باشد. اساس این روش بر این نکته مبتنی است که کنترل سیستم های مرتبه اول، از کنترل سیستم های عمومی تر مرتبه n-ام بسیار آسانتر است. پس از اعمال این روش روی میز سه درجه، کنترل کننده h_? غیرخطی با استفاده از روش بسط سری تیلور و بر مبنای مینیمم‏سازی گین l_2 (که معیاری برای حذف اغتشاش است) طراحی شد. کنترلرهای اعمال شده بر روی این سیستم در محیط matlab شبیه‏سازی می‏شوند. نتایج نهایی شبیه‏سازی‏ها ، کارایی کنترل کننده‏ها را برای سیستمی مقاوم با پایداری مجانبی در مقابل اغتشاشات نشان می دهد.

انسان ها دانش دقیقی از جهان واقعی ندارند اما می توانند کارهای متنوعی انجام دهند. چشم های بشر نقش مهمی در زندگی آن ها دارند. با کمک چشم ها مختصات هدف را می توان بدست آورد همچنین به کمک چشم ها میتوان اشیای متنوع، با پا رامترهای نا معلوم را برداشت و آن ها را به طور ماهرانه برای انجام کارها بکار برد و می توان یک وسیله را از نقاط مختلف آن گرفته و آن را بدون مشکلی به کار برد. در هر حالت انسان ها آگاهی خود را توسعه می دهند و می توانند تجربه کسب کنند و آن را با نامعینی هایی از تجربیات قبلی تطبیق دهند. توانایی حس کردن و واکنش نشان دادن در برابر تغییرات بدون دانش دقیق از واکنش حرکتی به بشر بالاترین درجه انعطاف پذیری در فایق آمدن به تغییرات پیش بینی نشده در جهان را می دهد. بسیاری از پارامترهای بازوی مکانیکی ربات غیر خطی هستند. در حالت هایی که مدل ربات به طور دقیق سنجیده می شود کنترل کننده ها عملکرد خوبی دارند. وقتی که ربات ابزارهای با طول و نقاط گیر نامعلوم را بر می دارد این پارامترهای غیر خطی ربات تغییر می کنند و نتیجه گیری دقیق مشکل می شود. اگرچه شناسایی و سنجش ها در نتیجه گیری پارامترهای ربات ممکن است مفید باشد ولی به نظر می آید سنجش و شناسایی پارامترها برای هر شیء که ربات بر می دارد قبل از ساخت آن امکان پذیر نباشد. همچنین برای ربات غیر ممکن است که اگر از ابزاری چند بار هم استفاده کند بتواند آن را از نقاط یکسانی بگیرد. بعلاوه اغتشاشات خارجی نیز مانع عملکرد مناسب ربات می شوند. بنابراین توسعه کنترل کننده های ربات که می توانند بر انعطاف پذیری نامعینی ها فایق آیند یک گام مهم به سوی ساخت ربات ماهر است. علاوه بر آن برای اینکه ربات عملکرد مطلوبی داشته باشد یکی از نیاز های اولیه این است که بتوان دینامیک غیرخطی ربات را خطی و دیکوپله کرد. کنترل کننده های دینامیک معکوس در حالت ایده آل دینامیک خطی و دیکوپله تولید می کنند و بیان عملکرد تعقیب مسیر خیلی راحت می شود. با توجه به ویژگی بیان شده، استفاده از کنترل کننده های دینامیک معکوس عملکرد مطلوبی در کنترل ربات خواهند داشت. مسئله ای که مطرح است، این است که کنترل کننده های دینامیک معکوس نیاز به اطلاعات دقیق از پارامترهای ربات دارند و در صورت تغییر پارامترها و نیز در حضور نا معینی ها و اغتشاشات خارجی کنترل کننده عملکرد مناسبی نخواهد داشت. لذا این پژوهش به توسعه کنترل کننده دینامیک معکوس خواهد پرداخت و کنترل کننده جدیدی را ارائه خواهد کرد که علاوه بر غلبه بر اغتشاشات نامعین، نیازی به اطلاعات دقیق از پارامترهای ربات نخواهد داشت. کنترل کننده پیشنهادی بر اساس ترکیب کنترل دینامیک معکوس، کنترل مد لغزشی و کنترل تطبیقی طراحی شده است.

کنترل مکانیکی علف های هرز توسط تعداد قابل توجهی از کشاورزان مورد استفاده قرار می گیرد لذا، هدایت دقیق تراکتور و کولتیواتور یکی از مسائل مطرح در کشاورزی دقیق و مقوله کنترل مکانیکی علف هرز محسوب می شود. از این رو، تحقیق حاضر بر کنترل سیستم فرمان گیری تراکتور و حرکات جانبی کولتیواتور سوار بر آن تکیه دارد. این تحقیق همانند سایر تحقیقات صورت گرفته در این حوزه با هدف کلی کاهش دادن دشواری کار هدایت تراکتور، قادر ساختن راننده به اختصاص زمان بیشتر برای کنترل کیفیت کارهای زراعی و کاهش هزینه، افزایش دقت و کاهش صدمات گیاهی صورت پذیرفت. در ضمن تحقیق حاضر جز نخستین گام های تحقیقی برداشته شده در ایران در حوزه هدایت خودکار ادوات کشاورزی است. با توجه به این که گام اولیه در مباحث طراحی سیستم کنترل، مدل سازی سیستم مکانیکی موجود می باشد، لذا با بررسی منابع صورت گرفته، از مدل دینامیکی yaw سه چرخ برای شبیه سازی رفتار دینامیک تراکتور و کولتیواتور متصل به آن استفاده شد. در مدل سازی کولتیواتور سوار از روابط کینماتیکی استفاده گردید و موقعیت آن از روی روابط هندسی موجود محاسبه شد. با توجه به کلیه مزایای مطرح برای سیستم الکتروهیدرولیک، این سیستم به عنوان سیستم کارانداز در نظر گرفته شد. با محاسبات اولیه صورت گرفته، در هر دو مورد استفاده از سیلندر هیدرولیک shore-western سری 910 و سوپاپ خودکار moog سری 72 مفروض بوده است. شبیه سازی ها برای هر دو سیستم به طور مجزا در نرم افزار matlab انجام گرفت و طبق نتایج حاصل از شبیه سازی، سیستم کنترل کولتیواتور قادر بود شاسی فرعی کولتیواتور را به طور جانبی کنترل نموده و تیغه ها را در مجاورت ردیف های محصول و بدون آسیب به خود محصول هدایت کند. بخش دیگر تحقیق بر کارایی سیستم تحت کار در شرایط مزرعه و غلبه بر عدم قطعیت های موجود در سیستم کنترل متمرکز بود. با توجه به این که همواره عوامل ناشناخته ای وجود دارند که در مدل سازی اعمال نشده اند، و نیز با توجه به تاثیر عوامل ناشناخته دیگری که ماهیت کار خارج جاده ای و خصوصاً کار در مزرعه می باشد، استفاده از تکنیک های کنترل مقاوم در طراحی کنترل کننده مد نظر قرار گرفت. ملاک عملکرد مطلوب سیستم کنترل در این تحقیق سرعت پاسخ سیستم و تسریع در فرمان گیری تراکتور و کولتیواتور به مسیر موردانتظار با کمترین انحراف و حداقل آسیب به ردیف محصول بوده است که طبق نتایج به دست آمده این هدف به صورت مطلوب برآورده گردید. در بخش نهایی تحقیق حاضر، ارزیابی عملی کنترل کننده مقاوم طراحی شده برای کارانداز الکتروهیدرولیکی مورد توجه قرار گرفت و سیستم بر روی سکوی تست موجود در آزمایشگاه هیدرولیک و تله روباتیک دپارتمان مهندسی مکانیک دانشگاه مانیتوبا پیاده سازی گردید و سه پارامتر کلیدی عملکرد یعنی پایداری، پیروی از مسیر و قابلیت حذف اغتشاش (نیروی خارجی) مورد ارزیابی قرار گرفت. طبق نتایج حاصل از سکوی تست، عملکرد کلی سیستم کنترلی بسیار مطلوب ارزیابی گردید. همچنین نتایج عملی، هم خوانی بسیار نزدیکی با نتایج شیبه سازی های صورت گرفته نشان داد که این امر می تواند بر دقت مدل سازی ها دلالت داشته باشد.

در این تحقیق سعی شده که به کمک پردازش تصویر و منطق فازی پارامترهای ترافیک، حرکت وسایل نقلیه و خطر تصادف شناسایی شده و یک کنترل کنندهفازی برای پیشگیری از تصادف طراحی شده است به گونه که اگر خطر تصادف احساس شد کنترل کننده به هر دو وسیله نقلیه درگیر دستورات لازم را می دهد و به این ترتیب از میزان تصادفات کاسته میشود. نتایج این تحقیق نشان می دهد که اگر کنترل کننده با توجه به قصد حرکت وسایل نقلیه و میزان خطر دستور کنترلی را به هر دو وسیله نقلیه بدهد ، چون که یک هماهنگی بین آنها ایجاد می کند به میزان قابل توجهی از تصادفات و صدمات ترافیکی می کاهد.

سیستم های تعلیق فعال مانند اکثر سیستم های موجود در طبیعت ساختاری غیرخطی دارند، به همین دلیل در این پروژه برای تحلیل هرچه دقیق تر سیستم های تعلیق فعال از مدل غیرخطی سیستم استفاده شده است. مطالعه سیستم های تعلیق فعال معمولا در سه حالت مورد مطالعه قرار می گیرند: 1- مدل یک چهارم 2- مدل نصف خودرو 3- مدل خودروی کامل که در این پروژه پس از مطالعه کارهای انجام گرفته در هر سه زمینه، مدل غیرخطی برای حالت خودروی کامل ارائه شده است. هیچ گاه نمی توان تمامی پارامترهای موثر در سیستم را مدل کرد، از این رو نیاز است که کنترل کننده سیستم تعلیق فعال در برابر نامعینی های مدل نشده، مقاوم باشد. در این پروژه از کنترل کننده ی مبتنی بر روش لیاپانوف استفاده شده است. در طراحی این کنترل کننده نه به دنبال خطی سازی هستیم ونه استفاده از جملات غیرخطی مدل سیستم در کنترل کننده برای حذف جملات غیرخطی، بلکه می خواهیم خطای حالت های سیستم را به صورت مجانبی به صفر میل دهیم. از این رو کنترل کننده ی مبتنی بر روش لیاپانوف از مقاومت بسیار خوبی در برابر تغییر پارامترهای سیستم برخوردار است. برخی از پارامترهای سیستم مانند وزن سرنشینان، شیب جاده، شتاب خودرو و بسیاری از پارامترهای دیگر متغیر با زمان هستند. متغییر با زمان بودن این پارامترها باعث می شود نیازمند استفاده از کنترل تطبیقی باشیم. برای این منظور دو روش غیرمستقیم و مستقیم برای تطبیقی کردن وجود دارد. در روش غیرمستقیم برای حفظ پایداری سیستم نیاز به تحریک پایا بودن ماتریس رگرسور است یا به عبارت دیگر خروجی کنترل کننده فرکانس های کافی برای شناسایی پارامترهای نامعینی را داشته باشد که این شرط از لحاظ عملی بسیار محدود کننده است. به همین دلیل در این پروژه از روش مستقیم استفاده شده است، بدین صورت که چهار نیروی فرضی برای هر یک از سیستم های تعلیق چهارگانه در نظر گرفته شده است که رابطه ی به هنگام سازی این پارامترها از اثبات پایداری سیستم تعلیق فعال با استفاده ازقضیه پایداری لیاپانوف بدست آمده است. با توجه به وجود ناپیوستگی در رابطه ی مربوط به عملگرهای هیدرولیکی، پدیده ی وزوز بوجود می آید که با تعریف بازه ی همگرایی به جای نقطه ی همگرایی، بر این مسئله فائق آمده ایم. به عبارت دیگر وقتی سیگنال خطا کمتر از مقدار معینی بود آن را نادیده می گیریم. باید توجه داشت که مدل سیستم تعلیق خودروی کامل دارای هفت درجه آزادی است. بدنه خودرو دارای سه درجه آزادی و چهار درجه آزادی دیگر مربوط به جرم های غیرفنری هریک از سیستم های تعلیق چهارگانه خودرو است. به عبارت دیگر ما برای تفکیک حرکات مربوط به شیب جاده ( عرضی و طولی) از حرکات حاصل از اغتشاشات به این چهار درجه آزادی نیاز داریم تا صفحه جاده را تخمین بزنیم. بدین منظور در این پروژه بعد از معرفی روابط هندسی حاکم بر جرم های غیرفنری، و با توجه به این اصل هندسی که برای هر سه نقطه ی مجزا، صفحه یکتایی وجود دارد که از آن سه نقطه عبور کند و همچنین وجود چهار نقطه برای جرم های غیرفنری، چهار صفحه تخمین بدست می آید که با استفاده از شیوه ی کمترین مربعات خطا بهترین صفحه برای جاده تخمین زده می شود.

مدل غیر خطی موشک از یک سو دارای پارامترهای آیرودینامیکی فاقد قطعیت بوده و از سوی دیگر در معرض اغتشاش قرار داد. سیستم کنترلی اتوپایلوت باید بتواند پایداری و عملکرد مطلوب سیستم را با وجود این عدم قطعیت ها و اغتشاشات حفظ کند . پاسخ سریع ، خطای مینیمم ، مقاوم بودن سیستم و کارایی مناسب ازجمله نکاتی هستند که باید در طراحی اتوپایلوت مورد توجه قرار گیرند . ?hغیرخطی روشی مقاوم ، در زمینه حذف اغتشاش و مقاومت در برابر نامعینی ها است. با این حال حل تحلیلی مسأله ?hغیرخطی دشوار بوده و معمولاً از روش تقریب سری تیلور برای حل آن استفاده می شود که از طریق آن می توان به کنترل کننده با پیچیدگی (مرتبه) دلخواه دست یافت. کنترلرهای مرتبه بالاتر با اینکه دارای عملکرد بهتری هستند، در عوض دارای پیچیدگی محاسباتی و مشکلات پیاده سازی عملی بسیار زیادی می باشند. در این پایان نامه روشی برای ساده سازی روش طراحی و حذف اغتشاش در طراحی اتوپایلوت موشک ، ارائه شده است . برای ارزیابی کنترلر پیشنهادی ، دو کنترلر ?hغیرخطی و تطبیقی – لغزشی بر روی مدل غیر خطی یک موشک در حضور نامعینی و اغتشاش پیاده شده و پاسخ سیستم در هر مورد با هم مقایسه شده اند. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که کنترلر پیشنهادی علیرغم پیچیدگی ساختاری کمتر، نسبت به دیگر کنترلرها دارای عملکرد موثرتر (مخصوصاً در حذف اغتشاش) می باشد.

در سال های اخیر، علم رباتیک در زمینه های مختلف پیشرفت چشمگیری داشته است. در این میان، ربات های دو پا به دلیل شباهتی که با انسان دارند می توانند جانشین و همکار خوبی برای انسان ها در شرایط کاری مختلف باشند. برای اینکه ربات دوپا بتواند در شرایط و محیط های مختلف کارایی داشته باشد، باید قادر به عبور از ناهمواری های موجود در مسیر باشد. برای حفظ تعادل دینامیکی هنگام عبور از ناهمواری ها، ربات باید قادر باشد گام های خود را در هر لحظه و بر اساس شرایط مسیر تنظیم و تولید کند. برای این منظور روند تغییر زوایای مفاصل باید طوری باشند که مفاصل ران و مچ پا مسیر مناسبی را ردیابی کنند. در این پایان نامه به بررسی مسئله ی طراحی الگوی حرکت ربات دوپا جهت حرکت در مسیر صاف و ناهموار پرداخته شده است. برای حرکت ربات در مسیر هموار الگوی جدیدی بر اساس مدل gcipm و با در نظر گرفتن حرکت zmp در کف پای تکیه گاهی ارائه گردیده است. مسیر مرجع برای حرکت مفاصل ربات با استفاده از سینماتیک معکوس استخراج شده و حرکت ربات با استفاده از نرم افزار working model 4d شبیه سازی شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی مزیت روش ارائه شده را نشان داده اند. در شبیه سازی های انجام شده برای مسیر ناهموار، مسیر حرکت بصورت یک سطح هموار در نظر گرفته شده است که بر روی آن ناهمواریهای کوچکی وجود دارد. به منظور حفظ پایداری ربات هنگام حرکت در مسیر ناهموار استفاده از کنترل کننده ی پیشنمایش مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین یک کنترل کننده ی فازی در مچ پای ربات جهت تنظیم مچ پا ارائه شده است. نتایج نشان می دهند که با اعمال کنترل کننده ی فازی ارائه شده، کمر ربات حرکت پایداری خواهد داشت.

در این پایان نامه طراحی کنترل کننده ی مدلغزشی تطبیقی برای سیستم های دینامیکی همراه با نامعینی ارائه شده است. در حقیقت برای داشتن مزایای دو روش کنترل تطبیقی و مقاوم از ترکیب دو روش یعنی کنترل مقاوم تطبیقی بهره گرفته شده است. در بین روش های کنترل مقاوم، کنترل مدلغزشی به خاطر سادگی کاربرد و کم بودن خطای محاسباتی برگزیده شده است. همچنین برای رفع معایب این روش کنترل تطبیقی به کار گرفته شده است. در روش کنترل مدلغزشی دانستن حد بالای نامعینی ها لازم است، اما این کار در عمل ساده نیست. با ترکیب این روش با کنترل تطبیقی، نیازی به دانستن حد بالای نامعینی ها نیست. در کنترل مدلغزشی سیگنال کنترلی به دلیل استفاده از بهره ی کنترلی بالا و به دلیل سوئیچینگ دارای مولفه های فرکانس بالا بوده و پدیده ی چترینگ ایجاد می شود و این امر باعث کاهش طول عمر محرک ها می شود. کنترل تطبیقی بکار رفته در این پایان نامه مشکل چترینگ را حل می کند. این کنترل کننده بر روی جرثقیل هوایی دو درجه ی آزادی پیاده سازی شده است. دلیل استفاده از جرثقیل هوایی به عنوان سیستم کنترلی غیرخطی بودن آن و بررسی مقاومت این سیستم کنترلی نسبت به تغییرات پارامتری و اغتشاشات خارجی می باشد. در روش پیشنهادی عملکرد ردیابی تضمین شده و پایداری مقاوم توسط تئوری لیاپانوف اثبات شده است. نتایج شبیه سازی نشان دهنده ی عملکرد خوب و مقاوم بودن کنترل کننده ی پیشنهادی می باشد.

در این پایان نامه یکی از موضوعات به روز در زمینه سیستم های مرتبه کسری یعنی همزمان سازی سیستم های آشوبناک مرتبه کسری مورد بررسی قرار گرفته است. به طور کلی همزمان سازی سیستم های آشوب مشتمل بر دو سیستم است، یک سیستم آشفته ی مرتبه کسری به عنوان راه انداز و سیستم آشفته مرتبه کسری دیگر بعنوان پاسخ آنگاه یک سیگنال خروجی از سیستم راه انداز جهت راه اندازی سیستم پاسخ ارسال می گردد. هدف آن است که متغیر های حالت دو سیستم آشوبناک مرتبه کسری به طور یکسان و همزمان با یکدیگر رفتار کنند .

فرزکاری یکی از رایج ترین عملیات براده برداری می باشد و درصد بسیار زیادی از قطعات صنعتی از قبیل قالب ها، حفره ها و پروفیل ها توسط عملیات فرزکاری5/2 بعدی تولید می شوند. زمان کل مورد نیاز برای فرزکاری قطعات به دو قسمت تقسیم می شود: زمان ماشینکاری که ابزار عملا در حال براده برداری از قطعه می باشد و زمان غیرماشینکاری (airtime) که ابزار بدون انجام براده برداری در فضا در حال حرکت می باشد.