ایمنی بالا و صرفه اقتصادی از مهمترین پارامترهای طراحی و ساخت کشتی می باشند. به منظور دست یابی به این اهداف، لازم است حرکت کشتی کنترل شود. بر اساس نوع کشتی و عملیاتی که انجام می دهد، تنظیمات خاصی برای مسیر مورد نظر و همچنین حدود قابل قبول حرکت ناشی از امواج که عملیات تحت آن می تواند انجام گیرد وجود دارد. این محدودیت ها می توانند بر روی حرکت های مطلق یا نسبی شامل جابه جائی، سرعت، شتاب و همچنین پاسخ های منتج شده از جابه جائی ها مانند میزان بروز دریازدگی اعمال شوند. اما باید توجه داشت که دینامیک کشتی به علت وجود عبارت های میرایی غیرخطی و دوران بین دستگاه مختصات متصل به زمین و دستگاه مختصات متصل به بدنه، غیرخطی می باشد. هر چند امکان خطی سازی معادلات دینامیکی و سپس طراحی کنترل کننده خطی وجود دارد، ولی این شیوه کنترلی نمی تواند پایداری جامع سیستم را تضمین کند. همچنین باید توجه داشت که کشتی تحت تاثیر اغتشاش های غیر قابل پیش بینی محیطی مانند امواج و عدم قطعیت هایی ناشی از شرایط سفر دریایی مانند شرایط بارگیری و تراز قرار دارد. از این رو طراحی اتوپایلوت و پایدارساز roll برای کشتی همواره یک مسئله چالش برانگیز بوده است. اما مرور تحقیقات انجام شده نشان می دهد که در اکثر موارد این دو موضوع کنترلی به صورت مجزا در نظر گرفته شده اند. در صورتی که تداخل بین کانالهای yaw و roll غیر قابل اغماض می باشد. همچنین اکثر تحقیقات مبتنی بر کنترل کننده مدلغزشی بر اساس مدل خطی سازی شده کشتی انجام شده اند و در هیچ یک از آنها حدود عدم قطعیت به صورت تحلیلی محاسبه نشده و تنها یک بهره ثابت برای مقابله با عدم قطعیت در نظر گرفته شده است. در این تحقیق ابتدا با استفاده از شیوه کنترل مد لغزشی، دو کنترل کننده غیرخطی یک ورودی-یک خروجی جهت اتوپایلوت (کنترل yaw با استفاده از سکان) و پایدارساز roll (کنترل roll با استفاده از بالک ها) طراحی شده اند. سپس یک کنترل کننده مد لغزشی دو ورودی-دو خروجی غیرخطی نیز برای کنترل توام roll و yaw طراحی شد. همچنین در ادامه، ایده جدید استفاده از بهره سوئیچینگ تعمیم یافته برای افزایش تاثیر ورودی ها در خروجی های کنترلی متقابل پیشرفت داده شد. یکی از خصوصیات برجسته کنترل کننده های طراحی شده این است که در آنها حدود عدم قطعیت به صورت تحلیلی محاسبه شده و مقاومت آنها نسبت به منابع مختلف ایجاد عدم قطعیت، تضمین شده است. البته باید توجه داشت که این شیوه کنترلی دارای مشکلات عملی مانند پدیده چترینگ نیز می باشد. برای کاهش این مشکل در هر مرحله از طراحی، کنترل کننده ها با استفاده از متغیر سوئیچینگ انتگرالی ارتقا داده شدند. در نهایت جهت ارزیابی کارایی کنترل کننده های پیشنهادی، 3 معیار کمی متوسط خطای تعقیب، درصد کاهش roll و تلاش کنترلی در نظر گرفته شد. نتایج شبیه سازی سیستم های کنترلی طراحی شده بر روی مدل غیرخطی کشتی در دو وضعیت مختلف دریای آرام و امواج بسیار سخت بیان گر کارایی بالاتر کنترل کننده مدلغزشی چند متغیره مبتنی بر متغیر سوئیچینگ انتگرالی و بهره سوئیچینگ تعمیم یافته، نسبت به سایر سیستم های کنترلی می باشد.

یکی از مباحث اصلی در تمامی سیستم ها، بحث تصمیم گیری است که در دهه های گذشته، در بخش های مختلف تغییرات اساسی ایجاد کرده است؛ بطوریکه می توان گفت نبض اصلی تمامی سیستم ها تصمیم گیری می باشد. روش های مختلفی برای تعریف و تعیین ساختار مسائل مختلف وجود دارد که در این پایان نامه از روش ساختاری استفاده شده است. در این روش مسئله تصمیم گیری بصورت مجموعه ای از معیارها و گزینه ها طرح شده و هدف نهایی تعیین اولویت گزینه ها می باشد. این نوع مسئله تصمیم گیری را مسئله تصمیم گیری چند معیاری می نامند. روش های مختلفی برای ارزیابی مسائل تصمیم گیری چند معیاری وجود دارد که در این پایان نامه از دو روش جمع وزندار و انتگرال چاکت استفاده شده و نتایج حاصل با هم مقایسه گردیده اند. روش انتگرال چاکت حالت تعمیم یافته روش جمع وزندار بوده و مشخصه عمده آن هم اینست که همپوشانی بین معیارها را در نظر می گیرد. در این پایان نامه پس از معرفی و آشنایی کامل با انتگرال چاکت و مسائل تصمیم گیری چندمعیاره، کارایی آن در یک سیستم نمونه مورد ارزیابی قرار گرفته است. از آنجائیکه صنعت برق یکی از صنایع بسیار مهم در کشورهاست و خاموشی های برق هم که اکثراً مربوط به بخش توزیع بوده و باعث تحمیل خسارات اجتماعی و اقتصادی بسیاری به مصرف کنندگان می گردند، لذا مدیریت خاموشی ها درسیستم توزیع بررسی شده است. گاه و به علت های مختلف در شبکه توزیع برق با مسئله کمبود توان مواجه می شویم که در چنین شرایط اضطراری، مجبور هستیم تعدادی از فیدرها را از شبکه خارج نماییم. بنابراین، مسئله ای که با آن روبر می باشیم، خاموش نمودن فیدرهای مناسب ضمن توجه به برقدار ماندن حتی الامکان بارهای مهم شبکه است که در حال حاضر در کشور ما این عمل به عهده اپراتورهای پست ها میباشد. در این پایان نامه روشی ارائه شده است که به این مسئله از دیدگاه یک مسئله تصمیم گیری چند معیاری پرداخته و انتخاب فیدرها را بصورت اتوماتیک و در کمترین زمان ممکن انجام می دهد. روش پیشنهادی این پایان نامه استفاده از انتگرال چاکت بعنوان یک روش تصمیم گیری برای انتخاب فیدرهای مناسب است. برای حل این مسئله معیارهای مختلفی همچون هزینه ناشی از خاموشی ها، وجود بیمارستان ها، مراکز نظامی، فرودگاه ها، مناطق صنعتی و غیره در فیدرها در نظر گرفته شده و از آنجائیکه میزان مصرف هر کدام از مصرف کننده های مختلف در ساعات مختلف شبانه روز و همچنین در فصول مختلف سال متفاوت است، این مسئله در بازه های زمانی مختلف بصورت جداگانه بررسی شده است. در این پایان نامه روش های مذکور بر روی یک شبکه توزیع با 42 باس اعمال گردیده و نتایج نشان می دهند وقتی که فقط مجبور به خاموشی بخشی از شبکه باشیم، روش انتگرال چاکت عملکرد خوبی خواهد داشت.

در مسائل عملی مهندسی کنترل، غالبا سیستم ها غیرخطی و شامل عناصر نامعینی می باشند. بازوهای انعطاف پذیر به عنوان زیرمجموعه مهمی از سیستم های غیرخطی بازوهای سبکی هستند که دارای کاربردهای فراوان در تحقیقات فضایی، نظامی و سازه های مهندسی می باشند. تحلیل دینامیکی و کنترل به روش کلاسیک و برپایه مدل این سیستم ها بسیار پیچیده بوده وبستگی به دقت مدل دارد. کنترلکنندههای هوشمند از قبیل کنترل کننده های عصبی– فازی که وابسته به مدل دقیق فرایند نمی باشند، جایگزین مناسبی برای کنترل کننده های معمول محسوب می شوند. کنترل کننده های عصبی- فازی با استفاده از منطق فازی در ساختار شبکه عصبی از قابلیت تفسیر سیستم های فازی و توانایی یادگیری شبکه های عصبی بهره می گیرند. در این پایان نامه هدف ارائه یک مدل عصبی- فازی بهبودیافته برای کنترل سیستم های غیرخطی و تنظیم موقعیت بازوی انعطاف پذیر می باشد. برای نیل به این هدف دو استراتژی پیشنهاد شده است، در استراتژی نخست از مجموعه های فازی نوع دو در ساختار شبکه عصبی- فازی بازگشتی استفاده میشود، به این ترتیب مقاومت سیستم در مقابل نویز و عدم قطعیت ها افزایش خواهد یافت. با به کارگیری خاصیت خودتکاملی در شبکه دیگر نیازی به تعیین تعداد قوانین بصورت از پیش تعیین شده نمی باشد، شبکه در ابتدا هیچ قانونی را شامل نمی باشد و تمام قوانین با استفاده از الگوریتم یادگیری ساختار و پارامترها بصورت آنلاین تشکیل و آموزش داده می شوند. الگوریتم یادگیری ساختار از خوشه بندی فازی نوع دو آنلاین استفاده میکند. برای افزایش قابلیت یادگیری شبکه، پارامترهای قسمت نتیجه با استفاده از الگوریتم فیلتر کالمن بهینه سازی می شوند. در این استراتژی پارامترهای قسمت مقدم نیز با استفاده از روش فیلتر کالمن توسعه یافته اصلاح می شوند. در استراتژی دوم ساختار کنترل کننده همانند استراتژی نخست می باشد، اما پارامترهای قسمت مقدم و وزن های فیدبک محلی با استفاده از روش گرادیان نزولی بهینه سازی می شوند. در این استراتژی دیگر نیازی به تعیین پارامترهای فیلتر کالمن توسعه یافته که بایستی از قبل توسط طراح انتخاب شود، نمی-باشد. از دیگر ویژگی های این کنترل کننده یادگیری همزمان ساختار و پارامترها در هر دو استراتژی می-باشد. نتایج شبیهسازیها عملکرد بهتر این کنترل کننده را نسبت به کنترل کننده عصبی- فازی تطبیقی و فازی از لحاظ سرعت پاسخ دهی نشان می دهند.

در این پژوهش، مساله سنکرون سازی دو سیستم آشوبناک متفاوت از طریق کنترل مود لغزشی مورد بررسی قرار می گیرد. بعد از تعریف و فرموله بندی مساله، سطح لغزشی مطلوب انتخاب شده و قانون کنترلی مناسب طراحی می شود تا مسیرهای حالت سیستم حلقه بسته خطا را به سطح لغزشی برساند و آن ها را برای زمان های بعدی در روی سطح لغزشی نگه دارد. اثرات نامعینی ها و اغتشاشات خارجی در نظر گرفته می شود و کنترل کننده مود لغزشی مقاوم طراحی می شود. سپس فرض می شود که پارامترهای هر دو سیستم پایه و پیرو نامعلوم می باشند و کنترل کننده مود لغزشی تطبیقی به همراه قوانین تطبیق مناسب پیشنهاد می شود. هم چنین، به خاطر این که به دلیل محدودیت های فیزیکی عملگرها، همواره غیرخطی گری هایی در ورودی کنترلی وجود دارند، تاثیر این غیرخطی گری ها نیز در نظر گرفته می شود و مسایل حل شده قبلی این بار با فرض ورودی غیرخطی حل می شوند. پایداری و همگرایی مجانبی سیستم حلقه بسته خطای سنکرون توسط نظریه پایداری لیاپانف اثبات می شود. از آن جایی که روش پایداری لیاپانف تنها تضمین کننده همگرایی مسیرهای حالت سیستم پیرو به مسیرهای حالت سیستم پایه، با یک زمان نشست بی نهایت می باشد، منطقی تر است که عمل سنکرون سازی در یک زمان محدود انجام پذیرد. برای رسیدن به این هدف، از تکنیک کنترل زمان محدود استفاده می شود. ابتدا سطح لغزشی ترمینال غیرتکین جدیدی معرفی می شود و همگرایی زمان محدود آن به نقطه تعادل صفر اثبات می شود. سپس قوانین کنترل غیرخطی مناسب پیشنهاد می شوند تا تضمین کننده وجود حرکت لغزشی در یک زمان محدود باشند. اثرات عوامل نامعینی ها، اغتشاشات خارجی، پارامترهای نامعلوم و ورودی غیرخطی نیز در نظر گرفته می شوند. در این قسمت نیز پایداری و همگرایی زمان محدود کنترل کننده های فیدبک غیرخطی پیشنهادی به کمک ایده کنترل زمان محدود اثبات می شوند. در نهایت، برای تخمین حالت های یک سیستم آشوبناک، رویتگر تطبیقی مناسب طراحی می شود. برای نشان دادن کارآمدی و موثر بودن کنترل کننده های طراحی شده، شبیه سازی های عددی ارائه می شوند تا صحت قضایای اثبات شده را نیز تایید کنند.

: یک شبکه تهیه و توزیع کالا از چند شرکت و موسسه تجاری تشکیل شده است. اگر تعیین سیاست های تجاری این شرکت ها فقط بر اساس معیارهای اختصاصی آن شرکت باشد و هر شرکت بدون توجه به سیاست های تجاری سایر شرکت ها عمل کند این امر منجر به کاهش سودآوری و بازده کل شبکه تهیه و توزیع خواهد شد. هدف این پروژه این است که با استفاده از روشهای هوشمند تصمیم گیری در نظریه بازی ها بازده کل شبه را بهینه کند برای این منظور اجزا شبکه به عنوان بازیکنان یک بازی در نظر گرفته می شوند. هدف تعریف مکانیزمی است که با وجود بازیکنان منطقی و خودخواه بتواند هزینه کل سیستم را بهینه کند. در این بازی سه نوع متفاوت از بازیکنان وجود دارد. بازیکنانی که فقط به دنبال سود شخصی هستند. این نوع بازیکنان به دنبال رسیدن به کوتاه ترین مسیر با کمترین هزینه در یک شبکه می باشند. گروه دوم بازیکنانی هستند که به صورت یک تیم مشارکتی عمل می کنند همانند شرکت های مسافربری. و در نهایت بازیکنی که تابع هزینه آن برابر با تابع هزینه سیستم برای بهینه سازی خود شبکه می باشد. در مدیریت یک شبکه تهیه و توزیع کالا هدف انتقال میزان کالا درخواستی بین اجزا شبکه با کمترین هزینه ممکن می باشد. در یک مزایده هر بازیکن میزان کالای درخواستی خود را به سیستم اعلام می کند و سیستم بر اساس قوانین حاکم بر بازی برنده بازی را تعیین می کند. در این نوع بازی در هر مزایده بازی ففط یک بازیکن برنده می شود. مشکل عمده این نوع از بهینه سازی ها مواجه شدن با یک مسئله np-complete می باشد. زیرا تمامی مسائل تخصیص و نظریه بازی ها دارای سطح پیچیدگی محاسباتی np-complete می باشند. در نتیجه از روش های محاسباتی تخمین در این پایان نامه برای حل صورت مسئله بهینه سازی استفاده شده است

کنترل کننده های مقاوم مانند h? غیر خطی یکی از ابزارهای مفید در زمینه کنترل ربات های صنعتی و انعطاف پذیر می باشد که بدلیل قابلیت های منحصر به فرد آن همواره مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است. دراین پایان نامه با ارائه مدلهای فضای حالت برای ربات های انعطاف پذیر طراحی کنترل کننده h? غیر-خطی برای سیستم های آزمایشگاهی صورت گرفته است. در راستای تحقق این هدف ابتدا به کمک ایده های ابتکاری سیستم جامع آزمایشگاهی بصورت مجموعه ای از ربات های مفصل انعطاف پذیر، بازوی انعطاف پذیر و مفصل و بازوی انعطاف پذیر طراحی و پیاده سازی شد. البته در این مجموعه بخش های انعطاف-پذیر بطور عمد با ضرایب کم انتخاب شده اند. این سیستم آزمایشگاهی ازدو بخش الکترو- مکانیکی و الکترونیکی- کامپیوتری تشکیل شده است. بخش الکترو- مکانیکی شامل بازو، کوپلینگ فنری و موتورگیربکس دار و بخش الکترونیکی- کامپیوتری شامل برد میکرو کنترلرها، درایور موتور pwm و ارتباط دهنده سریال هستند. در این مجموعه اطلاعات مربوط به موقعیت ها توسط سنسورهای تعبیه شده در محل های خاص به برد میکروکنترلری انتقال و سپس از طریق ارتباط سریال به کامپیوتر فرستاده می شوند. همچنین سیگنال کنترل بر اساس قانون کنترل، توسط برنامه کامپیوتری محاسبه شده و سپس از طریق ارتباط سریال به میکروکنترلر درایور موتور ارسال می شود. یکی دیگر از دستاورهای این پایان نامه ارائه روشی تجربی به منظور کاستن ازاثر اصطکاک کولمب و لقی چرخ دنده ها به کمک یک سیگنال مربعی متقارن می باشد. نتایج آزمایش ها نشان داده اند که در نتیجه اعمال این سیگنال اختلاف مدل طراحی با مدل واقعی سیستم کاهش یافته است. یکی از مسائلی که همواره استفاده از کنترل کننده h? غیر خطی را محدود می سازد یافتن جواب معادله دیفرانسیل hji است. در این پایان نامه با ایجاد تغییراتی در فرض های این تئوری امکان رسیدن به جواب حل مسئله hji برای ضرایب تضعیف کوچکتر بصورت انتخابی افزایش داده شد. همچنین با تعریف ورودی های مجازی برای سیگنال های اغتشاش که بصورت حاصلضرب ظاهرمی شوند، معادلات اغتشاش بصورت درجه اول از بردار اغتشاش بیان می-شوند. در بخشی از این پژوهش روش فیدبک خطی ساز که در حالت کلی برای ربات مفصل انعطاف پذیر با مدل کوپلینگ فنر- دمپر قابل استفاده نبود، با اعمال فرض های مناسبی ارائه گردید. نتایج حاصل از شبیه سازی و آزمایش ها نشان می دهند که کنترل-کننده h? غیر خطی با مدلهای فضای حالت ارائه شده برای سیستم-های انعطاف پذیر به همراه سیگنال کاهنده اثراصطکاک کولمب ولقی چرخ دنده ها علاوه بر عملی بودن قادر است با ایجاد پایداری فرمان های ورودی را در محدوده عملیاتی مناسبی با دقت کافی ردیابی نماید. همچنین نتایج نشان می دهند که افزودن جمله مد لغزشی به کنترل کننده h? غیر خطی در حالت کلی در عمل موجب افزایش پایداری و بهبود عملکرد آن می شود.

در این پایان نامه مدل سازی دو بعدی کاتتر در صفحه بر مبنای سه رویکرد متفاوت مورد بررسی قرار گرفته است. روش اول با استفاده از تئوری الاستیکا معادلات دینامیکی سیستم را در قالب یک دستگاه معادلات با شرایط مرزی توصیف می کند. هرچند مدل بدست آمده دارای دقت بالایی برای توصیف دینامیک دو بعدی کاتتر می باشد، ولی معادلات حاصل دارای فرم بسته و بعد متناهی نمی باشند. در روش دوم بخش انتهایی (دیستال) کاتتر به صورت اتصال متوالی از رابط های صلبی در نظر گرفته می شود که مفاصل متصل کننده رابط ها دارای فنر های چرخشی هستند. مدل بدست آمده از این روش کاتتر را در چهارچوب ربات های آندراکچویتد بیان می کند. به دلیل تفاوت بسیار فاحش بین تعداد درجات آزادی و تعداد محرک ها، تئوری سیستم های آندراکچویتد نمی تواند ابزارکنترلی مناسبی برای کنترل کاتتر ارائه دهد. روش سوم مدل سازی، از پارامتر انحنا برای توصیف یکجای مجموعه نقاط واقع بر قسمت منحنی الشکل انتهایی استفاده می کند. در این متد فرض بر این است که تمامی نقاط واقع بر این بخش بر روی یک قوس یکسان واقع هستند که البته انحنای این قوس در طول زمان می-تواند تغییر نماید. از این روی این مدل، مدل انحنای ثابت نامیده می شود. در این پایان نامه، بر مبنای مدل انحنای ثابت سینماتیک مستقیم، معکوس و دیفرانسیلی کاتتر استخراج شده و نگاشت استاتیکی نیرو بین مجری نهایی و محرک ها مورد بررسی قرار گرفته است. ازآنجاییکه که مدل انحنای ثابت بر مبنای فرمول بندی لاگرانژ بدست می آید لذا ویژگی های عمومی مدل های لاگرانژین را داراست. در تحقیق پیش روی برای تامین هدف تعقیب مسیر در فضای مفصلی ، کنترل کننده دینامیک معکوس و کنترل کننده مبتنی بر روش لیاپانوف طراحی گردیده اند. کنترل کننده مبتنی بر روش لیاپانوف یک کنترلر دو وجهی متعلق به خانواده کنترل کننده های پسیو می باشد، درحالیکه کنترلر دینامیک معکوس بر مبنای خطی سازی فیدبک بنا شده است. برای جبران سازی اثر اصطکاک از روش های کنترل مقاوم استفاده گردیده است. با توجه به اهمیت کنترل سیستم ها در فضای کاری، کنترل کاتتر در فضای کاری و آنالیز تکینگی ژاکوبین نیز مورد بررسی قرار گرفته اند. مهم ترین مزیت این روش بر سایر روش های جبران سازی اصطکاک، عدم نیاز به مدل های بسیار پیچیده ای است که برای مدل سازی اصطکاک پیشنهاد شده اند. کنترلر های عمل انتگرالی برای حذف اغتشاشات ثابت بسیار موثر هستند، هر چند با توجه به ماهیت متغیر با زمان اصطکاک قابل اعمال به کاتتر نیستند. کنترل کننده لیپانوف با جمله ناپیوسته از خانواده کنترل کننده های مد لغزشی است که به خوبی اثر اصطکاک را در کاتتر حذف می نماید. برای جلوگیری از مشکلات ناشی از پدیده چترینگ ، کنترل کننده اشباعی متناظر نیز طراحی گردیده است. جبران سازی هیسترزیس نیز از طریق اصلاح مسیر مرجع کنترلر بر مبنای حلقه هیسترزیس صورت می گیرد. کنترل نیروی مجری نهایی کاتتر بوسیله روش کنترل موقعیت حلقه داخلی صورت می گیرد. در مقایسه با سایر روش های پیچیده کنترل نیرو، این روش می تواند به خوبی مساله کنترل نیروی کاتتر را حل نماید. علت این امر این است که مشکلات ذاتی سیستم (اصطکاک و هیسترزیس) در حلقه کنترل موقعیت جبران می شوند و حلقه کنترل خارجی نیرو به سادگی مساله تنظیم نیرو را حل می کند. حال آنکه سایر روشهای کنترل نیرو توانایی تنظیم نیرو در سیستم-های دارای اصطکاک و هیسترزیس را ندارند. لازم به ذکر است که فیدبک مورد نیاز برای اندازه گیری مقدار لحظه ای انحنا و طول موثر کاتتر در داخل قلب از طریق پردازش تصویر ارسالی از دستگاه های اسکن بدن بیمار تامین می شود و بدین ترتیب حلقه کنترلی سیستم کاتتر بسته می شود. در نهایت بوسیله شبیه سازی، کارایی کنترلرهای پیشنهادی بر روی کاتتر مورد بحث و بررسی قرار می گیرد.

در سال های اخیر اهمیت زمانبندی به دلیل افزایش نیاز مصرف کنندگان به تنوع محصول، کاهش زمان تولید، تغییر بازارهای مصرف و سرعت توسعه تکنولوژی های جدید افزایش یافته است.در عین حال دیگر یک زمانبندی استاتیک برای سیستم های تولیدی حتی با در نظر گرفتن محدودیت های کاربردی بسیار، بدلیل در نظر نگرفتن مجموعه ای از عدم قطعیت ها و پویایی در سیستم های تولیدی واقعی مورد قبول نمی باشد و در عوض زمانبندی پویای سیستم های تولیدی بیشتر مورد توجه محققان قرار گرفته است. انگیزه این پژوهش، طراحی یک روش زمانبندی است به طوری که حتی الامکان واقعی و دارای یک سری ویژگی های مهم مانند در نظر گرفتن چندین هدف به طور همزمان، در نظر گرفتن رویدادهای غیر منتظره مانند ورود سفارش جدید، خرابی ماشین و تعمیر ماشین و انعطاف پذیری جریان باشد. سیستم های تولیدی انعطاف پذیر(fms) عموما شامل گروهی از ماشین ها می باشند که روی قطعات مختلف کارهای گوناگونی انجام می دهند؛ یک عملیات در ماشین های متفاوت می تواند پردازش شود و کلیه کارها توسط یک سیستم کامپیوتری کنترل می شوند. این انعطاف پذیری ها به شدت فضای راه حل را افزایش می دهد و زمانبندی fms را پیچیده می کند. همچنین از آنجایی که در دنیای واقعی، تولید همواره مطابق با زمانبندی از پیش تعیین شده پیش نمی رود و ممکن است رویدادهای غیر منتظره ای رخ دهد که موجب قطع زمانبندی مورد انتظار شود، مفاهیمی نظیر پویایی زمانبندی سیستم های تولیدی و در نظر گرفتن شرایط عدم قطعیت در مسئله اهمیت ویژه ای یافته است. در این پایان نامه ابتدا یک سیستم مدلسازی مناسب یعنی شبکه پتری اتفاقی (spn) برای توصیف رویدادهای نامعین و رفتارهای تصادفی در سیستم تولیدی انعطاف پذیر مورد نظر مانند خرابی ابزارهای ماشین، زمان تعمیر و زمان پردازش توسعه داده می شود. علاوه بر این یک روش توزیع ابتکاری با توجه به رفتار و ویژگی های سیستم تولیدی انعطاف پذیر معرفی می شود. در این پایان نامه از سیستم تصمیم گیری چند معیاره (mcdm) و سیستم استنتاج فازی (fis) برای انتخاب قطعات و ماشین هایی با بیشترین اولویت پردازش به هنگام ایجاد تداخل در پردازش ماشین، با هدف یافتن بهترین مسیر پردازش و کاهش زمان تکمیل کارها و تاخیر بهره گرفته می شود . برای ارزیابی عملکرد نسبی قوانین زمانبندی پیشنهاد شده، قوانین مختلف با یکدیگر مقایسه می شوند.

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.

مقاوم سازی سازه های ساختمانی در مقابل زمین لرزه از دیرباز یکی از مسائل مهم در مهندسی سازه بوده است. روش سنّتی در طرّاحی سازهها به گونهایست که توان کافی در مقابل بارها به همراه قابلیّت انعطافپذیری در مقابل تغییر شکل را داشته باشند ولی این روش ها باعث می شوند که سازه های ساختمانی یک ظرفیّت ثابت برای مقاومت در برابر زمین لرزه داشته باشند. مشکلات این روش ها باعث شده است که محقّقان روش های نوینی به نام کنترل سازه ها برای مقاوم سازی آنها در مقابل اثرات زیان بار زمین لرزه ابداع کنند. کنترل سازه های ساختمانی در حالت کلّی به دو دسته ی کنترل فعّال و کنترل غیرفعّال تقسیم می شود. کنترل فعّال سازه ها به دلیل بعضی مزایا از قبیل حسّ تغییرات محیطی و وفق دادن عملکرد کنترل، کارایی بیشتر و بهتری نسبت به سازه های غیرفعّال دارند. با توجّه به این توضیحات، کلّیات این رساله را می توان در ارائه ی روش هایی برای کنترل فعّال سازه های ساختمانی خلاصه کرد. در حالت ساده، دینامیک یک سازه ی ساختمانی را می توان با استفاده از ترکیبی از جرم ها، سختی ها و میرائی های خطّی مدل سازی کرد. ولی سازه هایی که در معرض زمین لرزه های پرقدرت قرار می گیرند رفتار غیرخطّی از خود نشان می دهند. در حقیقت، این رفتار غیرخطّی یک حلقه ی هیسترزیس را به دینامیک سازه اضافه می کند. برای مدل سازی رفتار هیسترزیسی از روش های مختلفی می توان استفاده کرد که یکی از آنها معادله ی bouc-wen می باشد. این معادله به دلیل توانایی خود در مدل سازی حیطه ی وسیعی از رفتارهای هیسترزیسی از محبوبیّت خاصّی برخورداراست. در این رساله، مدل غیرخطّی سازه های ساختمانی درنظر گرفته شده و رفتار هیسترزیسی این مدل، توسّط معادله ی bouc-wen بررسی شده است. کنترل مد لغزشی یکی از روش های طرّاحی کنترل کننده برای سیستم های غیرخطّی می باشد. همچنین روش بازگشت به عقب و روش بازطرّاحی پایدارساز لیاپانوف روش هایی برای طرّاحی کنترل کننده، به ترتیب، برای سیستم های غیرخطّی معیّن و نامعیّن می باشند. دینامیک سازه های ساختمانی که در معرض زمین لرزه قرار می گیرند را می توان به عنوان یک سیستم با اغتشاش خارجی درنظر گرفت. از طرف دیگر، پارامترهای جرم، میرائی و سختی سازه با استفاده از روش های شناسایی تخمین زده شده و شامل عدم قطعیّت می باشند. با توجّه به این توضیحات، استفاده از روش های کنترلی ذکرشده برای کنترل سازه های ساختمانی و پایدارسازی آنها در مقابل زمین لرزه و نیز در مقابل عدم قطعیّت پارامترهای سازه، مناسب به نظر می رسد. در این رساله ، از هر دوی این روش ها برای طرّاحی کنترل کننده برای سازه های غیرخطّی در دو حالت سازه با پارامترهای معیّن و سازه با پارامترهای نامعیّن استفاده شده است. کنترل کننده های پیشنهادشده ابتدا برای سازه های یک طبقه ارائه شده و سپس تعمیم آنها به سازه های چند طبقه بررسی شده است. برای بررسی عمـلکرد روش های پیشـنهادی، تعدادی شــبیه سازی انجام گرفـته و زمــین لرزه های el-centro، rinaldi و newhall به عنوان سه زمین لرزه ی شناخته شده در زمینه ی مهندسی سازه مورداستفاده قرار گرفته اند. نتایج شبیه سازی برای سازه های یک طبقه در حالت پارامترهای معیّن حاکی از کاهش پاسخ های تغییرمکان، سرعت و شتاب به ترتیب، به مقدار بیش از %98، %93 و %51 می باشند. مشابه سازه های یک درجه آزادی، کنترل کننده های تعمیم یافته به سازه های چند درجه آزادی، بر روی یک ساختمان چهار طبقه مورد آزمایش قرارگرفته و پاسخ های طبقات طی شبیه سازی به ازای هر سه زمین لرزه نشان دهنده ی کاهش چشم گیر هر سه پاسخ تغییرمکان، سرعت و شتاب در سازه ی کنترل شده نسبت به سازه ی کنترل نشده می باشند. برای شبیه سازی سازه ها با پارامترهای نامعیّن، پارامترهای ساختمان به صورت اعداد تصادفی درنظر گرفته شده و پس از اجرای شبیه سازی ها به تعداد 1000 بار، میانگین و بدترین حالت پاسخ ها برای بررسی عملکرد کنترل کننده ها استخراج شده اند. نتایج شبیه سازی برای سازه های یک طبقه با پارامترهای نامعیّن نشان دهنده ی بهبود پاسخ های سازه ی کنترل شده توسّط روش های پیشنهادی به مقدار بیش از %98 برای تغییرمکان، بیش از %92 برای سرعت و بیش از %33 برای شتاب، نسبت به سازه ی کنترل نشده می باشند. برای سازه های چند طبقه با پارامترهای نامعیّن، کاهش پاسخ تمامی طبقات در حالت کنترل شده نسبت به حالت کنترل نشده مشاهده می گردد. نکته قابل توجّه در مورد نتایج به دست آمده این است که این کنترل کننده ها قادر هستند تغییرمکان طبقات را بدون افزایش شتاب آنها، کاهش دهند. این عملکرد هم از لحاظ حفظ امنیّت سازه و هم از لحاظ حفظ سلامتی اجزای غیرسازه ای اهمیّت به سزایی دارد.

مسیر یابی یکی از مهم ترین شاخه های علم روباتیک است. هر کجا روبات متحرکی وجود داشته باشد چالش های مربوط به مسیر یابی نیز وجود دارند. تاکنون تحقیقات بسیاری در زمینه مسیر یابی در محیط های ایستا با روش های تقریبی و دقیق صورت گرفته است. مسئله مسیر-یابی در محیط های دینامیک نیز به همان گستردگی محیط های ایستا مورد مطالعه قرار گرفته است، اما تعداد معدودی از مقالات وجود دارند که یک روش کلی و عملی برای مسیر یابی در محیط هایی با موانع متحرک ارائه دهند. در این پایان نامه یک روش مسیر یابی مبتنی بر فازی برای حرکت در میان موانع متحرک نا معلوم ارائه شده است. فرض شده است که نانو روبات در داخل یک رگ خونی در حال حرکت است. شکل ایستای رگ معلوم می باشد، بنابراین محیط ایستا که شامل موانع ایستا است معلوم است، ولی هیچ اطلاع اولیه ای در مورد موانع دینامیک وجود ندارد. در این حالت یک روش online و real-time برای جلوگیری از برخورد با موانع ضروری است. در روش پیشنهادی ابتدا با استفاده از تکنیک های واکشی نقاط ویژگی تصاویر، برخی از این نقاط مورد نیاز معین می شوند، سپس با استفاده از این نقاط مسیر کلی بین نقطه شروع و هدف به مسیر-های کوچک محلی تقسیم می شود. نقطه شروع هر مسیر محلی یک نقطه شروع محلی و نقطه پایان هر مسیر محلی یک نقطه هدف محلی فرض شده است. برای رسیدن به نقطه هدف کلی باید از برخورد نانو روبات با موانع جلوگیری شود. هر برخوردی می تواند به شکست در مسیر-یابی منجر شود. برای جست و جوی اهداف محلی و جلوگیری از برخورد با موانع یک کنترل-کننده فازی با دو استراتژی طراحی شده است. استراتژی اول target seeking و استراتژی دوم obstacle avoidance نام گذاری شده است. موقعیت و سرعت موانع مختلف توسط نانو-سنسور های تعبیه شده بر روی نانو روبات شناسایی می شوند. به منظور اثبات کارایی روش پیشنهادی، از شبیه سازی به روش مونت کارلو استفاده شده است، که در آن فرض شده است موانع دینامیک با فواصل زمانی تصادفی با توزیع نمایی به سمت نانو روبات می آیند.

بیشتر سیستم های طبیعی و عملی دارای دینامیک غیرخطی بوده و تکنیک های ساده و موثر کنترل خطی در پایدارسازی و برآورده کردن معیارهای کنترلی بر روی چنین سیستم هایی کارا نیستند. روش های محدود موجود برای کنترل سیستم های غیرخطی نیز در بسیاری موارد قادر به طراحی کنترل کننده ی مناسب برای داشتن مشخصات مطلوب نیستند. به خصوص زمانی که نامعینی در مدل ریاضی سیستم وجود داشته باشد، استفاده از روش های طراحی موجود برای طراحی یک کنترل کننده ی غیرخطی که بتواند در مقابل نامعینی ها از خود مقاومت نشان داده و عملکرد مطلوب را حفظ نماید کاری بسیار دشوار است. یک روش کارا برای تحلیل و طراحی کنترل کننده جهت استفاده برای پایدارسازی و کنترل سیستم های پیچیده ی غیرخطی که در دهه های اخیر ارائه شده مدل سازی سیستم با استفاده از قوانین اگر-آن گاه فازی و در واقع، تبدیل دینامیک غیرخطی به چند دینامیک خطی محلی است. مشهورترین مدل مورد استفاده، مدل موسوم به تاکاگی-ساجنو است که کاربردهای عملی و موفق زیادی در کنترل سیستم های غیرخطی با استفاده از این مدل گزارش شده است. مزیت این مدل سازی، همان طور که ذکر شد، تقریب سیستم غیرخطی با چند زیرسیستم خطی است و بدیهی است که در برخورد با چنین سیستمی، استفاده از تکنیک-های کنترل خطی کاربردی خواهد بود. بحث کنترل مقاوم یکی از مهم ترین مباحث در کنترل سیستم های عملی است که در آن از تکنیک هایی استفاده می شود که کنترل کننده ی طراحی شده در مواجهه با نامعینی های موجود در مدل ریاضی سیستم یا اغتشاش های تحمیلی بر سیستم، مشخصه های پایداری و دیگر مشخصه های مطلوب کنترلی را همچنان حفظ کند. چندین تکنیک برای کنترل مقاوم سیستم های خطی وجود دارد که نسخه های غیرخطی آن ها یا مبهم و غیر کاربردی بوده و یا کنترل کننـده ی طراحی شده توسـط آن ها بسـیار پیچیده و دارای درجه ی بالا می باشد. مدل سازی سیستم های غیرخطی با مدل فازی تاکاگی-ساجنو امکان استفاده از روش های کنترل مقاوم خطی را فراهم می کند. این مسئله، موضوع چندین تحقیق در سال-های اخیر است. در این پایان نامه، پس از مطالعه ی مختصر روش های ارائه شده در کنترل مقاوم سیستم های غیرخطی با استفاده از مدل فازی تاکاگی-ساجنو، روش بهبود یافته ای در قالب یک قضیه ارائه شده است که شرایط پایدارسازی مقاوم سیستم های غیرخطی را که حالت های غیر قابل دسترس یا غیرقابل اندازه گیری آن توسط یک رویت گر فازی تخمین زده شده است مشخص می کند. این شرایط در مقایسه با کارهای پیشین ملایم تر بوده و به عبارت دیگر، امکان پایدارسازی با استفاده از روش پیشنهادی بیشتر است. نتایج شبیه سازی برخی از روش های قبلی و روش پیشنهادی نشان داده است که کنترل کننده ی طراحی شده با استفاده از روش ارائه شده در این پایان نامه دارای بهره های کوچک تر بوده و کارایی مقاوم سیستم نیز نسبت به دیگر سیستم ها بهتر شده است.

در این رساله، هدایت بهینه و مقاوم موشک در فازهای میانی و پایانی پرواز بر علیه اهداف ثابت و متحرک در فضای سه بعدی مورد بررسی قرار می گیرد. در فاز میانی پرواز، دو معیار عملکرد متداول که برای هدایت موشک در نظر گرفته می شود عبارتند از حداقل زمان پرواز و حداکثر سرعت نهایی موشک که به ترتیب معمولا برای اهداف نزدیک و دور استفاده می شود. ابتدا با استفاده از روش حل عددی گرادیان، مسأله هدایت بهینه در فاز میانی برای هر دو تابع هزینه مذکور شبیه سازی می شود. زمان نهایی بدست آمده از مسأله حداقل زمان و سرعت نهایی بدست آمده از مسأله حداکثر سرعت نهایی موشک، به ترتیب زمان نهایی بهینه و سرعت نهایی بهینه در نظر گرفته می شود. در ادامه، یک تابع هزینه ترکیبی متشکل از زمان پرواز و سرعت نهایی موشک با یک ضریب وزنی متغیر ارائه می شود. با به کارگیری حل عددی برای معیار عملکرد ترکیبی، این ضریب وزنی به گونه ای بدست می آید که اختلاف درصدی زمان نهایی بدست آمده از معیار عملکرد ترکیبی و زمان نهایی بهینه، با اختلاف درصدی سرعت نهایی بدست آمده از معیار عملکرد ترکیبی و سرعت نهایی بهینه، برابر باشد. به عبارت ساده تر، هر دو کمیت زمان نهایی و سرعت نهایی بدست آمده از معیار عملکرد پیشنهادی، با نسبت یکسان به مقادیر بهینه بسیار نزدیک می باشند. در ادامه با انجام شبیه سازی های متعدد برای شرایط نهایی مختلف، رابطه ای ریاضی برای این تابع وزنی بر حسب فاصله نسبی اولیه موشک و هدف و همچنین ارتفاع هدف استخراج می شود. در ادامه، برای فاز پایانی پرواز با در نظر گرفتن معادلات نسبی حرکت موشک و هدف و برای اهداف دارای مانور، با ارائه یک سطح سوئیچینگ جدید و با ترکیب قانون هدایت ناوبری تناسبی و تئوری کنترل مد لغزشی یک قانون هدایت ناوبری تناسبی مقاوم طراحی می شود. همچنین، با ترکیب روش کنترل بهینه sdre و تئوری کنترل مد لغزشی، یک قانون هدایت بهینه مقاوم برای فاز پایانی پرواز طراحی می شود. به منظور بررسی کارایی قوانین هدایت طراحی شده، برای سناریوهای مختلف شبیه سازی های متعددی انجام می شود و عملکرد آنها با قانون هدایت ناوبری تناسبی افزوده مقایسه می گردد. در مقایسه با قانون ناوبری تناسبی افزوده، مهمترین ویژگی قوانین هدایت مقاوم طراحی شده، مقاوم بودن در برابر اغتشاشات شتاب هدف و همچنین عدم نیاز به منحنی دقیق شتاب هدف می باشد.

عمل جراحی بای پس عروق کرونر روش درمانی مهمی در مبتلایان به بیماری های عروق کرونر می باشد. امروزه در جراحی قلب تمایل فزاینده ای به تخمین مرگ و میر و پیش آگاهی بیماران پس از عمل جراحی وجود دارد و مدلهای مختلفی برای تعیین عوامل خطر مرتبط با عواقب وخیم پس از این روش در مانی طراحی شده است. در حال حاضر در دنیا علاقه ی زیادی به پیش گویی نتایج حاصل از عمل جراحی قلب وجود دارد. در واقع، همه مراکز و کلینیک های جراحی مایلند بدانندکه با استفاده از چه مشخصات و قوانینی می توان برای انجام عمل جراحی قلب بیمار تصمیم گیری کرد تا بیماران بیشترین سود را، چه از نظر دستیابی به سلامتی خود و چه از نظر اقتصادی ببرند. با این هدف است که این مراکز به دنبال طراحی و تهیه ی قوانین و مدلهایی مرتبط با بیمار و مشخصات وی هستند تا بتوان توسط آنها نتایج حاصل از جراحی را پیشگویی کرد. علاوه بر این، با استفاده از این مدل و با پیش بینی نتایج می توان هزینه هایی را که بیمار یا سیستم بهداشتی درمانی متعاقب عمل جراحی قلب متحمل می شود پیش بینی کرد و هزینه ی اثر بخشی عمل را تعیین نمود. در این پایان نامه ابتدا به بررسی روشها و سیستم های پیش بینی مرگ و میر در عمل جراحی باز قلب پرداخته، و روشهای ارائه شده برای تعیین مرگ و میر را بررسی کرده و کاستی های موجود در روشهای قبلی را بیان می کنیم. در مرحله ی بعد با استفاده از منطق فازی یک سیستم پیش بینی قوی تر و دقیق تر طراحی کرده ایم که نتایج حاصل از آن به نتایج واقعی نزدیکتر بوده و دیدی ریز بینانه وموشکافانه نسبت به موضوع دارد. بعد از این مرحله با استفاده از تئوری قابلیت اطمینان سیستم ها، به سوالات متعددی پاسخ داده شده و پارامتر های جدیدی از جمله احتمال زنده ماندن بیمار تا یک سال بعد، پیش بینی شده است. درنهایت تابع تبدیلی برای مرگ و میر ارائه شده است که با رسم منحنی زمانی تغییرات مرگ و میر، می توان میزان مرگ و میر بیمار را از لحظه ی تحت نظر قرار گرفتن در بیمارستان، تا لحظه ی عمل، پیش بینی کرده و بدین ترتیب بهترین زمان برای انجام عمل جراحی را به صورت قابل قبولی پیش بینی نمود

سیستم های کنترل فازی به خاطر ایجاد یک چهارچوب کلی و درعین حال سیستماتیک برای پرداختن به مسئله کنترل سیستم های غیرخطی در کاربردهای مختلف، توجه بسیاری از محققین را به خود جلب کرده است؛ به طوری که استراتژی منطق فازی را به یکی از محبوب ترین ابزار های موجود برای مدل سازی و کنترل سیستم های غیرخطی با دینامیک های پیچیده تبدیل کرده است. با این وجود، استفاده از مدل فازی به جای سیستم اصلی تحت مطالعه می تواند برخی نگرانی ها را در زمینه مسئله عدم تطابق کامل بین دو سیستم ایجاد کند چراکه تمام عملیات طراحی کنترل کننده و آنالیز پایداری سیستم حلقه بسته براساس مدل فازی پیشنهادی اجرا و پیاده سازی خواهد شد. بنابراین هنوز به کار و تحقیق بیشتر روی سیستم های کنترل مبتنی بر مدل فازی، طراحی کنترل کننده فازی متناظر و آنالیز پایداری سیستم کنترلی نهایی احساس نیاز می شود. تمرکز اصلی در این رساله بر روی سیستم های غیرخطی ای خواهد بود که قابلیت مدل سازی توسط سیستم های فازی تاکاگی-ساجنو(t–s) را داشته باشند. در زمینه سیستم های کنترل فازی t–s، روش های مدل سازی و تحلیل پایداری آن ها، تحقیقات زیادی براساس تکنیک نامعادلات ماتریسی خطی (lmi) صورت گرفته است. از آنجایی که مدل متداول t–s با ترکیب فازی زیرسیستم های خطی عمل مدل سازی را انجام می دهد، مسئله اعتبارسنجی و بررسی عدم تطابق مابین سیستم غیرخطی اصلی و مدل پیشنهادی پیش از هر مسئله دیگری حائز اهمیت است. به علاوه به دلیل استفاده از تکنیک جبران سازی توزیعی موازی در طراحی کنترل کننده متناظر با مدل به دست آمده، خاصیت مقاوم بودن کنترل کننده (که از خواص ذاتی سیستم های کنترل فازی است) کاهش می یابد چراکه در این تکنیک از توابع عضویت یکسان به صورت مشترک در قسمت های مدل سازی و کنترل کننده استفاده می شود. از طرف دیگر در این تحقیقات اثر توابع عضویت، شکل و پارامترهای آن ها در شرایط پایداری به ناچار نادیده گرفته می شود زیرا با دخالت دادن پارامترهای توابع عضویت، قیود مسائل نامعادلات ماتریسی متناظر از حالت محدب بودن خارج شده و دیگر نمی توان با الگوریتم های عددی مربوطه به جستجوی راه حلی برای آن ها پرداخت. در این رساله به دنبال ایجاد یک چهارچوب جدید و در عین حال سیستماتیک جهت مدل سازی دقیق-تر بر اساس روش فازی چندجمله ای برای کلاسی از سیستم های غیرخطی هستیم. با استفاده از تکنیک تجزیه به مجموع مربعات (sos)، سیستم های کنترل فازی چندجمله ای معرفی و ارائه می-شوند. تفاوت اساسی این نوع مدل سازی با روش متداول t–s در این است که در مدل سازی فازی چندجمله ای هر زیرسیستم در حالت کلی خود غیرخطی بوده و ماتریس های غیرثابت و چندجمله ای در قسمت تالی قوانین فازی مربوطه ظاهر می شوند. در حالت کلی، سیستم نهایی از ترکیب فازی این زیرسیستم های غیرخطی به دست می آید. سپس براساس مدل سازی انجام شده و با معرفی تکنیک جدید جبران سازی توزیعی غیرموازی به طراحی کنترل کننده فازی متناظر می پردازیم. در این روش توابع عضویت به کار رفته در قسمت های مدل سازی و کنترل کننده لزوماً یکسان نبوده و خاصیت ذاتی مقاوم بودن سیستم های کنترل فازی حفظ می شود. سپس بر اساس استراتژی sos، شرایط پایداری برای سیستم کنترل فازی نهایی به دست می آید. به دلیل ظاهر شدن نامعادلات ماتریسی غیرخطی و وابسته به حالت، با استفاده از مفهوم مسئله sos و به کارگیری نرم افزار sostools شرایط پایداری به دست می آیند. این شرایط کلی تر از شرایط پایداری lmi بوده و از محافظه کاری کمتری برخوردار خواهند بود. سرانجام به عنوان یک نوآوری دیگر در این رساله، اثر توابع عضویت در شرایط پایداری سیستم های فازی چندجمله ای بررسی می شوند. در این راستا، با تقریب زدن توابع عضویت به فرم چندجمله ای، اثر آن ها در روند به دست آوردن شرایط پایداری در نظر گرفته خواهند شد. در نهایت برای برآورده کردن کارایی و پایداری سیستم های کنترل فازی چندجمله ای، پارامتر های توابع عضویت استفاده شده در مدل فازی و کنترل کننده توسط یک الگوریتم هوشمند و تعریف یک تابع هزینه مناسب تنظیم می شوند.

کنترل حرکت ربات بازوی مکانیکی با تصاویر به دست آمده از یک سیستم بینایی را visual servoing می نامند، که در سال های اخیر توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است. در بسیاری از روش های موجود برای کنترل چنین سیستمی، فرض شده است که پارامترهای دوربین از پروسه ی کالیبراسیون به دست آمده اند. اما فرآیند کالیبراسیون کاری زمان بر و خسته کننده بوده و اغلب مقادیر دقیق این پارامترها نیز در دست نیست. اهمیت این مسئله به این دلیل است که ماتریس ژاکوبین کلی یا همان مدل ربات-دوربین وابسته به این پارامترها بوده و در قانون کنترلی به طور مکرر استفاده می شود. در روش های آنلاین پیشنهادی برای تخمین این مدل، اغلب دینامیک غیرخطی ربات در نظر گرفته نشده و یا فقط حرکت صفحه ای ربات مد نظر بوده است. یکی از مشکلات اساسی برای حرکت سه بعدی در سیستم visual servo، ظاهر شدن فاکتور عمق به صورت غیر خطی در معادلات پرسپکتیو است. در پایان نامه ی حاضر بر اساس چندجمله ای درون یاب، معادلات پرسپکتیو به صورت خطی در آمده اند به طوریکه ماتریس ژاکوبین کلی را بتوان نسبت به پارامترهای نامعین سیستم خطی سازی کرد. در نتیجه، یک قانون کنترل تطبیقی جدید مبتنی بر تصویر طراحی و قواعد تطبیقی مربوط به پارامترها استخراج شده است. از یک سیستم anfis آموزش دیده نیز برای تعیین لحظه ای ضرایب چندجمله ای استفاده شده است. بر اساس دینامیک غیر خطی ربات، پایداری سیستم حلقه بسته برای قانون کنترلی پیشنهادی، با روش مستقیم لیاپانوف به اثبات رسیده است.

نانوسیال یا سوسپانسیون ذرات نانو، نام یک ماده جدید مهندسی است که ادعا می شود هدایت حرارتی بالاتری نسبت به سیال پایه دارد و از معلق سازی ذرات نانو در سیال پایه به دست می آید. سیالات پایه هدایت حرارتی پائینی دارند و همواره محققان به دنبال راهی برای جبران این نقص بوده اند. از جمله سیالات پایه می توان به آب، اتیلن گلیکول یا ضد یخ و انواع روغن ها اشاره کرد که در ادوات صنعتی به وفور از آنها به عنوان حامل های گرمایی استفاده می شود. طیف وسیعی از نانوذرات مانند نانوذرات فلزی، اکسید فلزی و نانوذرات غیرفلزی نظیر نانولوله های کربنی(cnt) برای ساخت نانوسیالات مورد استفاده قرار گرفته اند و در مقالات متعددی هدایت حرارتی نانوسیالات به نسبت سیال اصلی گزارش شده است و همگی بر افزایش هدایت حرارتی درآنها صحه گذارده اند، ولی اعداد ارائه شده با یکدیگر تفاوت دارند. در تحقیق حاضر هدایت حرارتی و ظرفیت حرارتی سوسپانسیون های نانوذرات اکسیدآلومینیوم و اکسید مس در روغن موتور در دماهای مختلف از 20 تا 80 درجه سانتی گراد و غلظتهای گوناگون نانوذرات تا 2 درصد حجمی اندازه گیری و گزارش شده است و اثر دو پارامتر دما و غلظت نانوذره بررسی گردیده است. این کار در قیاس با کارهای متعدد دیگر دارای دو جنبه بدیع است، یکی سیال پایه مورد استفاده که روغن موتور بوده و دیگری اندازه گیری ظرفیت حرارتی نانوسیالات ساخته شده می‍باشد. مقالاتی در ارتباط با اندازه گیری هدایت حرارتی سوسپانسیون ذرات نانولوله کربنی در روغن موتور ارائه شده اما استفاده از نانوذرات اکسید فلزی گزارش نشده است. ظرفیت حرارتی نیز از دیگر خواص حرارتی مهم می باشد که تاکنون اقدامی برای اندازه گیری آن نشده است. برای اندازه گیری هدایت حرارتی از روش سیم داغ گذرا استفاده شد. در این روش بر مبنای توزیع شعاعی حرارت در یک محیط بی نهایت با استفاده از یک سیم بلند و اندازه گیری دما در بازه های مختلف زمانی در سیم یا به عبارتی مرکز، طی یک فرایند گذرا هدایت حرارتی تعیین می شود. دستگاه اندازه گیری مورد استفاده kd2 نام دارد و متعلق به شرکت decagon device می باشد. افزودن 2 درصد حجمی نانوذره اکسید آلومینیوم به روغن موتور هدایت حرارتی آن را حدود 5 در صد افزایش داد. افزودن 2 درصد حجمی نانوذره اکسید مس به روغن موتور موجب بهبود 8 الی 9 درصدی هدایت حرارتی در آن شد. افزایش هدایت حرارتی به نسبت درصد حجمی نانوذرات مورد استفاده یک روند خطی را به نمایش می‍گذارد. هدایت حرارتی نانوسیالات با افزایش دما کاهش پیدا میکند و این رفتار آنها مشابه با خود روغن میباشد. همچنین با افزایش دما ارتقاء کمتری در هدایت حرارتی مشاهده شد. خطای اندازه گیری ها کمتر از 1 درصد است که توسط روش های مختلف تعیین و گزارش شده است. برای اندازه گیری ظرفیت حرارتی از یک کالری متر ادیاباتیک استفاده شد. این کالری متر بر مبنای دقت مورد نیاز طراحی و ساخته شد. اساس اندازه گیری با این روش، حرارت دهی به نمونه و تعیین اختلاف دمای ایجاد شده در آن در یک محیط آدیاباتیک است. افزودن 2 درصد حجمی نانوذره اکسید آلومینیوم و 17/1 درصد حجمی نانوذره اکسید مس ظرفیت حرارتی نانوسیال را به نسبت روغن موتور به ترتیب 2/5 و 4/5 درصد کاهش داد. ظرفیت حرارتی نانوسیالات با افزایش دما بیشتر شد که رفتاری مشابه روغن خالص دارد. نکته ای که در این اندازه گیری ها قابل توجه می باشد، کاهش زیاد ظرفیت حرارتی درصدهای حجمی کم و رسیدن آن به یک روند آرام تر و نسبتا خطی در درصدهای حجمی بالاتر می باشد. یکی از دلایل این روند می تواند تجمع و توده ای شدن نانوذرات در درصدهای حجمی بالا و کمتر شدن اثرات مولکولی آنها باشد. خطای اندازه گیری ها با روش های مختلف تعیین و کمتر از 1 درصد گزارش شد.

همه روزه شبکه های قدرت منطقه ای چندین هزار مگاوات ساعت انرژی را از واحد های تولیدی به مصرف¬کنندگان تحویل می دهند. تقاضا ممکن است به صورت قابل پیش بینی در طول یک روز تغییر کند اما در عمل می تواند نوسان های قابل توجهی نیز حول مقدار پیش بینی شده داشته باشد. برای اطمینان از امنیت سیستم و تحویل مطمئن توان، برنامه ریزی دقیقی لازم است. تعیین زمان بندی بهینه برای دیسپاچینگ نیروگاه ها به معنی محاسبه برنامه روزانه روشن و خاموش بودن واحدهای تولید انرژی سیستم است که با عنوان unit commitment (uc) شناخته می شود. uc یک مسأله بهینه سازی پیچیده در مقیاس بزرگ است که وضعیت کاری چند ده واحد تولیدی را با در نظر گرفتن قیود دینامیکی پیچیده تعیین می کند. هدف یافتن جدول زمانی بهینه ای است که هزینه تمام شده تولید توان را کمینه کند. در این پژوهش بعد از بررسی اجمالی روش های متداول مورد استفاده، مسأله uc در سه مرحله حل شده است: 1. مسأله uc سنتی با در نظر گرفتن مقادیر معینی برای بار پیش بینی شده و تابع هدف هزینه 2. مسأله uc با در نظر گرفتن نامعینی پیش بینی بار با تابع هدف دو متغیره هزینه و قابلیت اطمینان 3. مسألهuc سنتی با حضور سیستم های ذخیره انرژی در مرحله اول، مسأله uc سنتی با یک روش ابتکاری جدید مبتنی بر بهینه سازی ازدحام ذرات حل شده است. روش مذکور که از روش های اصلاحی جدیدی برای رفع عیب ناشی از قیود حداقل زمان روشن و خاموش بودن و هم چنین، تعادل بار و ذخیره چرخان استفاده کرده است. در مرحله اول به جواب های نزدیک به بهینه ای دسترسی پیدا کرده و در مرحله دوم با استفاده از ایده جهش مربوط به خوشه بندی ذرات، جواب های نهایی را تولید کرده است. نتایج بررسی حاکی از موفقیت روش پیشنهادی در حالت عدم وجود قید نرخ شیب و موفقیت نسبی روش، با اعمال قید نرخ شیب است. در مرحله دوم بعد از مدل سازی نامعینی تقاضای بار، مسألهuc با وجود مقادیر توانِ شناور در بازه نامعینی تقاضای بار، حل شده است تا هزینه کل را با کاهش قابل قبولی در میزان قابلیت اطمینان سیستم کاهش دهد. روش مورد استفاده یک روش فرااکتشافی جدید است که برخلاف روش مرسوم زمان محاسباتی خیلی کم تری دارد. در مرحله سوم چگونگی استفاده از منابع ذخیره انرژی در حل مسأله uc به منظور کاهش هزینه های تولید توان بررسی شده است. هدف، به دست آوردن حالت بهینة کاهش هزینه است که منجر به تغییر زمان بندی دیسپاچینگ واحدها و هم چنین مقدار دیسپاچ شده آن ها خواهد شد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

در این پژوهش ، هدف طراحی یک روبات ویژه مثلثی شکل با دو درجه آزادی جهت تعقیب مسیر است. در این راستا، روش کنترل فازی ، جهت کنترل موقعیت و کنترل سرعت این روبات جدید مورد مطالعه قرار گرفته است که برای بکارگیری آن جهت براده برداری از مسیرهای ناشناخته و مختلف مناسب تشخیص داده می شود. همچنین بررسی معادلات دینامیکی غیرخطی بدست آمده برای این روبات جدید، که برای نخستین بار صورت می گیرد ، نشان از استحکام و ویژگی منحصربفرد روبات مثلثی در برابر نیروهای بزرگتر دارد. نتایج حاصل از شبیه سازی ها برای پیگیری مسیرهای مختلف، حاکی از عملکرد مناسب این روبات است.