شکی نیست که موتورهای سوئیچ رلوکتانس از نظر کارآیی، قیمت تمام شده و مقاوم بودن در بسیاری از موارد از انواع دیگر موتورهای الکتریکی برتر هستند.اما ایجاد ریپل در گشتاور و همچنین نویز صوتی موجب شده است که با استقبال مناسبی در صنعت رو به رو نشوند. به همین علت تلاش های بسیاری در جهت بهبود طراحی و کنترل آنها انجام گرفته است. در این نوشتاربا استفاده از ترکیب روش های کنترل هوشمند مانند سیستم های فازی نوع دو و استفاده از بهینه سازیهای چند هدفه تکاملی و برخط، توانسته ایم یک کنترل ساده، مقاوم و منعطف را طراحی نماییم. برای طراحی این کنترل کننده تنها کافیست با انجام چند آزمون ساده بر روی مدل شبیه سازی شده ی موتور، تجربه ی یک کنترل نسبتا مناسب را بدست آورده و سپس تجارب محدود و پر از نایقینی خود را به یک سیستم فازی نوع دو که دارای توانایی مدل کردن ابهامات است؛ منتقل کنیم. سپس با پیاده سازی آن بر روی موتور واقعی (یا شبیه ساز در اینجا) و استفاده از سنسورهای مناسب،می توانیم عملکرد کنترل کنندهی طراحی شده را توسط یک الگوریتم تکاملی ژنتیکی چند هدفه بهبود می بخشیم.دو نوع روش سوئیچینگ در این تحقیق پیشنهاد شده اندکه هر یک دارای ویژگی های منحصر به فردی هستند و هر دو از کنترل مد لغزشی برای ثابت نگاه داشتن گشتاور استفاده میکنند. با مقایسه ی این روش با روش های موجود در می یابیم که علی رغم سادگی در طراحی، عملکرد آن همردیف روشهای بسیار خوب قرار می گیرد. به این معنا که می تواند نوسانات گشتاور را به حداقل مقدار ممکن برساند و در ضمن به خاطر استفاده از بهینه سازی برخط، بدون داشتن حساسیت به پارامترهای موتور، هرگونه تغییری را در مدل موتور دنبال کرده و در نهایت بهترین کنترل را تحت هر شرایطی بیابد. ویژگی خوب ساختار پیشنهاد شده آنست که می توانیم به سادگی بهینه سازهای چندهدفه را با آن ترکیب کنیم. یعنی مثلا با قرار دادن سنسورهای مناسب، کاهش نویز صوتی یا کاهش میزان مصرف یا هر ترکیب دلخواهی از معیارها را در نظر گرفته و عملکرد موتور را برای آنها بهینه نماییم. ترکیب سیستم های فازی نوع دو که توانایی مدل کردن ابهامات را دارند با بهینه سازها که به نوعی وظیفه ی رفع ابهامات را بر عهده دارند ترکیب مناسبی به نظر می رسد که می تواند فرآیند تولید کنترل کننده های پیچیده را ساده و سریع نماید.

روبات های انسان نما سیستم های روباتیک انسان گونه ای هستند که به واسطه شکل و ساختار خاصی که دارند، دارای قابلیت های فراوانی هستند و لذا مورد توجه محققین قرار گرفته اند. از این رو برای موفقیت در بعضی محیط های جهان واقعی روبات های انسان نما نیاز به داشتن حرکت های دوپایی دینامیکی پایدار دارند و این در حالی است که سطح تحرک پایداری دینامیکی آن ها در محیط های واقعی، غیر کافی می باشد. رویکرد های متفاوتی در طول چند دهه اخیر معرفی شده اند که شامل روش های دینامیکی و هوشمند می باشند. دو مورد از عمده ترین مفاهیم مورد استفاده در روش های کنترل روبات های انسان نما و دوپا مولد الگوی مرکزی و نقطه گشتاور صفر می باشد. هر کدام از این مفاهیم نقاط ضعف و قوتی به همراه دارند. روش های بر مبنای مفهوم نقطه گشتاور صفر دارای پیچیدگی دینامیکی بالایی هستند ولی به سادگی قابل پیاده سازی هستند. در مقابل عمده روش های بر مبنای مولد الگوی مرکزی ساده تر هستند ولی جهت پیاده سازی، بسیار زمانبر و پرهزینه می باشند. در این پایان نامه سعی شده است طی دو رویکرد، دو مفهوم مذکور ترکیب شده و یک سیستم کنترل ترکیبی برای کنترل رفتار راه رفتن روبات انسان نمای نائو در شرایط محیطی مختلف، ارائه شود. در رویکرد اول یک شبکه مولد الگوی مرکزی وظیفه تولید خط سیر های حرکتی پایدار را بر عهده دارد و سپس با اعمال بازخورد زمان واقعی نقطه گشتاور صفر به شبکه موجود، سعی در حفظ پایداری روبات در برخورد با اغتشاشات شده است. در رویکرد دوم فرایند تولید خط سیر های حرکتی بر مبنای یک ماژول تولید مسیر بر مبنای روش جبران سازی در فضای مفصلی می باشد و سپس با استفاده از یک شبکه ساده تر و اعمال نقطه گشتاور صفر به آن فرایند کنترل روبات صورت می پذیرد. در نهایت کارایی سیستم مذکور در نرم افزار شبیه سازی روباتیک وبتز مورد ارزیابی قرار گرفته و نتایج اعلام شده است. نتایج بیانگر عملکرد مناسب و قابل قبول ساختار پیشنهادی کنترل کننده می باشد.

ه طور کلی هزینه های مصرفی برای ساخت و آماده سازی یک وسیله پرنده ، هزینه های بسیار زیادی است . این هزینه ها لزوم وجود یک سیستم شناسایی و جبران خرابی را توجیه می نماید .شناسایی و تشخیص خطا روشهای گوناگونی دارد ، یکی از این روش ها شناسایی و تشخیص خطا توسط مشاهده گر ها است. در این روش با استفاده از جهش خطای تخمین مشاهده گر و خارج شدن آن از محدوده ی تعریف شده، سیستم متوجه بروز خرابی می گردد .هر اندازه سیستم دارای مقاومت بیشتری نسبت به اغتشاشات و نامعینی ها باشد، تشخیص خرابی با سهولت بیشتری صورت می گیرد .یکی از روشهای طراحی مشاهده گر مقاوم در برابر اغتشاشات ،طراحی مشاهده گر بر پایه ی تئوری مدلغزشی است .ع?وه بر مقاوم بودن این روش ، می توان با استفاده از مشاهده گر مدلغزشی مدل خرابی ایجاد شده را بازسازی نمود و بع?وه با استفاده از بازسازی خرابی و اعمال آن در مشاهده گر مدلغزشی می توان یک سیستم جبران خطا ایجاد کرد . استفاده از سامانه جبران ساز خرابی، می تواند خرابی ایجاد شده در سیستم را جبران کند و سیستم قادر سازد تا که در هنگام بروز خرابی به حرکت عادی خود ادامه دهد . در این پایان نامه پس از بررسی انواع مشاهده گر های مدلغزشی ، دو مشاهده گر مدلغزشی اوتکین و ادواردز برای یک ماهواره بر طراحی گردید .در ادامه با فرض وقوع خرابی در ژیرسکوپ ماهواره برعملکرد مشاهده گر های مد لغزشی طراحی شده مورد بررسی قرار می گیرد .سپس با در نظر گرفتن عوامل اغتشاشی و تصادفی ،عملکرد مشاهده گر های طراحی شده با عملکرد فیلتر کالمن و مشاهده گر لیونبرگ مورد مقایسه قرار می گرفت. در انتها با استفاده از مشاهده گر مدلغزشی، خرابی ایجاد شده بازسازی شده و با اعمال آن به سیستم جبران ساز خرابی ، اثر خرابی ایجاد شده حذف گردید .

افزایش نرخ مرگ و میر ناشی از بیماری های کبدی در سال های اخیر مشهود است. از طرفی ظرفیت جبران سازی بالای کبد و عدم بروز علائم بیماری در مراحل اولیه، تشخیص این بیماری را در مراحل نخست مشکل می کند. این در صورتی است که کبد نقش مهمی در اعمال متابولیکی بدن و نیز سیستم گردش خون و گوارش دارد و شناسایی دیرهنگام کبد بیمار غالبا به از دست رفتن کبد و مرگ می انجامد. لذا در این پایان-نامه تلاش بر این است که بتوان کبد بیمار را در مراحل اولیه شناسایی کرد. بدین منظور از روش های هوش محاسباتی بهره گرفته شده است. در مرحله نخست، از شبکه های عصبی چندلایه پرسپترون و پایه شعاعی استفاده شده و نتایج حاصل از این دو نوع شبکه با روش های دیگر مقایسه شده است. سپس برای دخیل کردن دانش پزشک به عنوان فرد خبره در این زمینه، از سیستم های فازی بهره گرفتیم. همان طور که می-دانیم شبکه های عصبی قابلیت یادگیری و آموزش پذیری را دارند اما به مانند یک جعبه سیاه هستند و این مساله موجب می شود نحوه و روند دسته بندی در هنگام ارزیابی نا مشخص و گنگ است شود. این در حالی است که از شبکه های فازی می توان به عنوان جعبه خاکستری یاد کرد که امکان استفاده از دانش فرد آگاه در روند دسته بندی و شناسایی را فراهم می آورد اما این شبکه ها قابلیت یادگیری ندارند. بنابراین جهت ترکیب این دو قابلیت و رفع ضعف های موجود از شبکه های عصبی- فازی به عنوان جایگزین استفاده شد. این روش-ها صحت دسته بندی قابل قبولی ارائه می دهد. سیستم های فازی-عصبی با داده هایی با ابعاد بالا مشکل دارند. این مشکل از اینجا ناشی می شود که تعداد قواعد فازی به صورت نمایی نسبت به تعداد ورودی ها افزایش می-یابد. در این تحقیق سیستم فازی-عصبی سلسله مراتبی برای حل این مشکل پیشنهاد شده است. کارایی این سیستم هم از نظر معیارهای ارزیابی و هم تعداد قواعد و پارامترها با دسته بندی کننده فازی-عصبی مورد مقایسه قرار گرفته است. ارزیابی تمامی الگوریتم ها روی پایگاه داده کبدی bupa انجام شده است. نتایج بدست آمده علاوه بر کاهش تعداد قوانین و پارامترها بیانگر حساسیت، خصوصیت و صحت بالای دسته بندی کننده های پیشنهادی در آشکارسازی کبد بیمار می باشد. در نهایت روشی ارائه شد تا که بار محاسباتی کم تر و حساسیت، خصوصیت و صحت بالاتری در مقایسه با سایر روش ها داشته باشد و در عین حال پیچیدگی های ریاضیاتی آن کمتر بوده و بتواند به عنوان دستیار پزشک و همچنین روشی قابل فهم و کاربردی برای پزشک مورد استفاده قرار گیرد.

جابجایی یک پرنده از نقطه ای به نقطه دیگر به دو مقوله الگوریتم هدایت و حلقه کنترل سامانه پرنده تفکیک می شود. خلبان خودکار، کنترل کننده حلقه کنترل به شمار می آید. معادلات دینامیکی سامانه حلقه باز، در دستگاه سرعتی بیان شده اند تا میزان تداخل کانال ها به حداقل برسد. نیروها و گشتاورهای آیرودینامیک نیز با وجود تمام تداخلات بین کانال ها شناسایی شده اند تا دقت مدلسازی تا حد امکان افزایش یابد. در طراحی خلبان خودکار از روش سیستم های خودنوسان تطبیقی بهره برده شده است. در این روش به کمک یک عنصر غیرخطی (در اینجا رله با هیسترزیس)، یک متغیر حالت سیستم (در اینجا سرعت زاویه ای) وارد یک چرخه حدی با فرکانس نوسانات ثابت می شود. عملکرد رله مانند یک بهره متغیر است، در سیستم های خودنوسان تطبیقی تغییرات بهره رله نسبت به زمان به گونه ای صورت می پذیرد که سامانه حلقه بسته همواره در مرز ناپایداری قرار داشته باشد به همین دلیل بر این روش صفت تطبیقی را نهاده اند. به منظور توصیف رفتار رله از مفهومی به نام تابع توصیف بهره برده شده است. در مرحله اول کنترل کننده ای طراحی شده است که بتواند متغیر حالت را وارد یک چرخه حدی با فرکانس ثابت نماید. سپس با توسعه مفهوم تابع توصیف به تابع توصیف دو وردوی، حلقه خارجی سیستم که خروجی آن شتاب جانبی است تشکیل و در نهایت برای این حلقه نیز یک کنترل کننده تناسبی طراحی شده است تا بتواند رفتار مطلوب را در خروجی سیستم ایجاد نماید.

در این نوشتار، جبران سازی خطا در کنترل مجموعه ربات های متحرک همکار به هنگام رخداد خطاهایی همچون تغییر میزان اصطکاک سطح و یا تغییر پارامترهای تایر مورد تحلیل و بررسی قرار می گیرد. مدل سازی هایی توسط معادلات نیوتن (بر اساس نیرو) و معادلات لاگرانژ از ربات متحرک با فرض غلتش به همراه لغزش صورت می پذیرند تا از طریق انطباق رفتارهای مدل های مذکور صحت و دقت مدل سازی های انجام شده مورد بررسی قرار گیرد. تشخیص پارامترهای مجموعه ربات ها به هنگام وقوع خطا با بهره گیری از معادلات تایر و ربات، همچنین داده های مربوط به سرعت طولی و جانبی و دورانی چرخ صورت می پذیرد. لازم به ذکر است الگوریتم تخمین پارامتر ارائه شده توانایی تشخیص بسیاری از خطاها همچون کاهش ناگهانی ارتفاع موثر تایر، ساییدگی تایر و یا تغییر ضریب اصطکاک جاده-تایر را نیز دارا می باشد. جهت کنترل آرایش گروه، روش ساختار مجازی مورد استفاده قرار گرفته است و به منظور پیروی ربات از مسیر مطلوب در سطوح متفاوت الگوریتم کنترلی بر اساس روش خطی سازی فیدبک پیشنهاد و مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. از طرفی دیگر نحوه ی قرار گیری هر ربات نسبت به جسم مورد جابجایی نیز، مسئله ای چالش برانگیز در نحوه ی ایجاد آرایش و کنترل آن می باشد، لذا آرایش بهینه توسط روش بهینه سازی الگوریتم ژنتیک و pso به دست می آید.

شبیه ساز بار آیرودینامیکی یکی از مهم ترین ابزارهای تست پایداری و عملکرد عملگرهای سطوح کنترلی در وسایل پروازی است. اولین گام برای طراحی موفق یک سیستم شبیه ساز بار آیرودینامیکی به دست آوردن یک مدل ریاضی دقیق از عملگر بار گذار است. با بررسی های صورت گرفته عملگر الکتروهیدرواستاتیکی به عنوان عملگر بار گذار در شبیه ساز بار انتخاب شد. سپس مدلی ریاضی متفاوتی از عملگر الکتروهیدرواستاتیکی شامل عوامل موثر در عملکرد عملگر هم چون افت فشار، اصطکاک غیرخطی سیلندر و موتور و مدارهیدرولیکی داخلی ارائه گردید. تاثیر مدل سازی این عوامل در کاهش سطح نیروی خروجی عملگر، زمان شروع دوران محور موتور، زمان شروع حرکت خطی عملگر هیدرولیک، ایجاد فراجهش در سرعت دورانی محور موتور، ایجاد فراجهش در اختلاف فشار بین دو محفظه ی سیلندر و حذف نوسانات نیروی خروجی به نمایش درآمد. مدل ریاضی ارائه شده با مدل سازی موجود در نرم افزار matlab sinhydraulic ارزایابی شد. تطابق نتایج نشان از صحت مدل سازی ریاضی داشت. در ادامه معادلات سینماتیکی و دینامیکی پیکربندی شبیه ساز جهت تحلیل سینماتیکی و دینامیکی ارائه گردید. سپس با در اختیار داشتن مدل ریاضی عملگر الکتروهیدرواستاتکی و معادلات سینماتیکی و دینامیکی پیکربندی، نیروی خروجی عملگر در دو حالت بدون اغتشاش و همراه با اغتشاش، با استفاده از کنترل کننده فازی pid کنترل شد. لذا با کنترل نیروی عملگر الکتروهیدرواستاتیکی هنگامی که اغتشاش نیرویی به آن وارد می شود، فرآیند شبیه سازی بار آیرودینامیکی تکمیل گردید.

امروزه لوله های پلی اتیلن به دلیل مزایای زیادی که دارند جایگزین مناسبی برای لوله های فولادی در بسیاری از صنایع و کاربردها بشمار میروند، که یکی از آنها استفاده از این لوله ها در صنعت گاز رسانی میباشد. لوله های پلی اتیلن با گذشت زمان به دلیل برخی عوامل محیطی و یا تنشهای اعمالی دچار شکست شده و خرابیهایی از قبیل انواع ترک خوردگیها و یا سوراخ شدگیها در آنها ایجاد میشود که لزوم روشهایی جهت تشخیص این خرابیها را ایجاب میکند. از آنجایی که روشهای موجود برای تشخیص خرابی لوله های انتقال گاز پایه و اساس مغناطیسی دارند، برای لوله های پلی اتیلن قابل استفاده نیستند. از این رو در این نوشتار تلاش شده تا با استفاده از تصویر برداری از داخل لوله ها ، عیوب موجود در آنها تشخیص داده شود. برای این منظور ابتدا یک پایگاه داده از برخی عیوب رایج لوله های پلی اتیلن تهیه شده است. این عیوب شامل سه نوع ترک، 1- ترکهای طولی 2- ترکهای عرضی 3- ترکهای زاویه دار و سوراخ شدگی میباشد که هریک از این ترکها و سوراخ شدگیها بر اساس اندازه به سه دسته کوچک، متوسط و بزرگ تقسیم شده اند. پایگاه داده تهیه شده شامل 70 تصویر نمونه از هریک از این عیوب و بافت سالم لوله میباشد. در این پایان نامه در مرحله اول با استفاده از فیلترهای آشوب و گابور عیوب موجود در تصاویر تا حدودی مشخص شده و تصاویر برای مرحله بعد آماده میشوند. در مرحله دوم از هریک از تصاویر ویژگیهایی استخراج شده و برای دسته بندی به شبکه عصبی داده میشود. پس از دسته بندی عیوب، در مرحله سوم با معرفی الگوریتم تکمیل منحنی، نویز موجود در تصاویر از بین رفته و منحنی های مربوط به عیوب تکمیل میشوند. پس از حذف نویز و تکمیل منحنی های مربوط به عیوب، تصاویر برای مرحله نهایی که استخراج مشخصات مربوط به عیوب مانند طول و عرض و قطر آنها است، آماده میشوند. نتایج ارائه شده در بخش نتایج عملی کارایی این الگوریتم را در تشخیص و شناسایی عیوب موجود در جدار داخلی لوله های پلی اتیلن را نشان میدهد.

هدف این نوشتار توسعه شبیه‏ساز توربین گازی تک شفت، سایز کوچک و یک مگاوات simani جهت کامل‏تر نمودن آن با نگاهی به توربین گازی تک شفت و کار سنگین v94.2 زیمنس است. در این نوشتار ابتدا شبیه‏ساز توربین گازی simani که یک مدل فیزیکی، دینامیکی و در دسترس است موردبررسی دقیق قرار می‏گیرد. در این بررسی روش‏های به کاررفته در مدل‏سازی هر بخش، شامل مجرای ورودی، کمپرسور، محفظه‏ی احتراق، توربین، مجرای خروجی و سیستم کنترلی و همچنین معادلات به کاررفته در این بخش‏ها به خوبی تبیین شده است. سپس در راستای توسعه‏ی این مدل تعدادی از معادلات به‏کاررفته در بخش‏های مختلف، دقیق‏تر شده‏اند و همچنین بلوک igv و سیستم مه پاش، به مدل اضافه شده است. پس از اضافه شدن این بخش‏ها رفتار مدل با داده‏های واقعی توربین گازی v94.2 مقایسه می‏شود. در ادامه با الهام گرفتن از روش‏های به کاررفته در مدل simani، توربین و کمپرسور توربین گازی v94.2 به صورت فیزیکی و دینامیکی مدل شده است. در این مدل سازی از مشخصه عملکردهای واقعی توربین و کمپرسور توربین گازی v94.2 استفاده شده و همچنین نتایج این مدل‏سازی‏ با شبیه ساز توربین گازی v94.2 مقایسه شده است.