یکی از مهم ترین چالش ها در زمینه کنترل سیستم های ابعاد وسیع، بررسی عملکرد و تعیین انرژی مصرفی سیستم است. این انرژی مصرفی، به صورت یک تابع هزینه سوپروایزری برای کل سیستم تعریف می شود. اما از آنجا که روش مناسب برای کنترل سیستم های ابعاد وسیع استفاده از کنترل و یا محاسبات توزیع شده است این تابع هزینه نیز باید به صورت توزیع شده مورد بررسی قرار گیرد. بنابراین با توجه به محاسبات توزیع شده و این نکته که همواره نامعینی هایی در سیستم وجود دارد، بررسی عملکرد و محاسبه انرژی مصرفی سیستم به صورت دقیق ممکن نیست. پس یافتن کران بالای مناسبی به صورت یک هزینه تضمین شده از اهمیت بسیاری برخوردار است. به وسیله این کران بالا می توان تضمین کرد که کاهش عملکرد ناشی از نامعینی های سیستم، همواره از مقدار معینی بیشتر نخواهد بود. امروزه، ساختار کنترل توزیع شده به خاطر مزایای فراوان برای تبادل اطلاعات، با شبکه های مخابراتی ترکیب شده است. استفاده از شبکه غیر ایده آل، چالش جدیدی را برای تضمین پایداری و میزان انرژی مصرفی در سیستم به وجود می آورد. در این پایان نامه، به مدلسازی، تحلیل پایداری، بررسی عملکرد و طراحی کنترل کننده توزیع شده در حضور رفتار های ناشی از شبکه غیر ایده آل برای سیستم های کنترل تحت شبکه می پردازیم. به منظور افزایش دقت مدلسازی با استفاده از زنجیره مارکوف و سیستم های خطی دارای پرش مدلسازی جدیدی برای سیستم های تحت شبکه ارائه می دهیم. به وسیله توابع لیاپانوف-کراسوفسکی مناسبی، شروط کافی پایداری مجانبی را به دو صورت مستقل از تأخیر و وابسته به آن بررسی می کنیم. این شروط کافی، بر مبنای نامساوی های ماتریسی خطی می باشند و طراح را قادر می سازند تا به راحتی و با به کارگیری حل کننده های عددی پایداری سیستم را بررسی کند. برای بررسی عملکرد سیستم یک تابع هزینه به صورت سوپروایزری برای کل سیستم ابعاد وسیع تعریف می شود. این تابع هزینه در هر زیر سیستم نیز با در نظر گرفتن آثار زیر سیستم های همسایه معرفی می شود و کنترل کننده طوری طراحی می شود تا علاوه بر پایداری سیستم حلقه بسته، کران تابع هزینه سوپروایزری را کمینه کند. در نهایت، قضایایی جهت طراحی کنترل کننده فیدبک حالت پایدارساز به منظور به دست آوردن کمینه کران تابع هزینه سوپروایزری پیشنهاد می شود. بیشترین مقدار مجاز تأخیر و گم شدن پشت سر هم بسته ها را نیز در هر زیر سیستم بدست می آوریم. همچنین، یک ساختار کنترل جدول بهره بر اساس کیفیت انتقال اطلاعات توسط شبکه ارائه می دهیم. برای بررسی عملکرد در این مدل، تابع h_? را برای کل سیستم تعریف می کنیم و کنترل کننده h_? را با به کارگیری حل کننده های عددی برای حل نامساوی ماتریسی خطی به دست آمده طراحی می کنیم. بررسی صحت و کارایی عملی روش های پیشنهادی، با یک مثال عددی در هر فصل مطرح و نتایج شبیه سازی ها ارائه می شوند.

اندازه¬گیری مستقیم شارحرارتی و فشار داخلی در سیلندرهای هدفمند مدرج مستلزم داشتن تجهیزات پیچیده، حساس و گران¬ قیمت می¬باشد. در برخی از موارد نیز به دلیل وجود درجه دمای بالا در مرزهایی از جسم این امر امکان پذیر نمی¬باشد. از اینرو در این پایان¬نامه بدون نیاز به عوامل ذکر شده، شار حرارتی و فشار داخلی سیلندرهای هدفمند به طور قابل قبولی با استفاده از الگوریتم معکوس و روش گرادیان مزدوج، تخمین زده شده¬اند. اطلاعات ورودی مورد استفاده در الگوریتم معکوس، که معمولا دما و یا کرنش¬ روی مرز خارجی اجسام هستند، یا به روش آزمایشگاهی و با استفاده از حسگرها و یا به روش شبیه¬سازی و با استفاده از حل مستقیم مسئله قابل دستیابی می¬باشند. در این پایان نامه به دلیل عدم دسترسی به اطلاعات آزمایشگاهی، جهت شبیه¬سازی این اطلاعات، از حل معادلات حاکم بر مسئله مستقیم استفاده شده است. معادلات حاکم که به دو دسته حرارتی و مکانیکی تقسیم¬بندی می¬شوند، به ترتیب بر اساس قانون فوریه و تئوری سه بعدی الاستیسیته استخراج می¬شوند. از آن¬جا که این معادلات از جمله معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزیی محسوب می¬شوند، جهت حل آنها از روش کارآمد دیفرانسیل کوادریچر افزایشی استفاده شده است. این روش در مقایسه با دیگر روش¬ها از سرعت همگرایی بالایی برخوردار می¬باشد. مسائل معکوس به مسائل بد وضع معروفند، این بدان معنا می¬باشد که وجود خطاهای کوچک در اطلاعات ورودی، خطاهای بزرگ در نتایج تخمینی حاصله را در پی دارند. از طرف دیگر با توجه به اینکه هیچگونه اطلاع اولیه¬ای از نوع تابع مورد تخمین در دسترس نمی¬باشد، روند تخمین با استفاده از یک حدس اولیه دلخواه شروع می¬شود. بنابراین در این پایان نامه از روش گرادیان مزدوج همراه با معادله الحاقی که یکی از پایدارترین روشها جهت حل مسائل معکوس به حساب می¬آید، استفاده شده است. این روش نسبت به حدس اولیه و خطاهای اندازه گیری حساس نبوده و نتایج ارائه شده در این پایان نامه گویای این مطلب می¬باشد. خواص مادی پوسته استوانه¬ای مورد بررسی به نحوی است که به صورت قانون توزیع توانی در راستای ضخامت دارای تغییرات پیوسته و تدریجی می¬باشد. از آنجا که جهت بدست آوردن اطلاعات ورودی از روش شبیه¬سازی استفاده شده، لذا اطمینان از روش حل و تئوری مورد استفاده بسیار حائز اهمیت می¬باشد. از این¬رو صحت فرمولاسیون و روش حل ارائه شده، در حالت حدی با نتایج موجود در منابع علمی در دسترس مقایسه شده-اند. نتایج حاصل از تخمین شار حرارتی و فشار داخلی وابسته به زمان و مکان ارائه شده در این پایان نامه، می¬تواند به عنوان یک مرجع علمی جهت تخمین معکوس پارامترهای مجهول در مواقعی که اندازه گیری آنها به صورت مستقیم سخت یا غیر ممکن باشد، راهگشای مهندسین گردد. همچنین می¬تواند به عنوان یک منبع جهت مطالعات آتی در زمینه مسائل معکوس مورد استفاده قرار گیرد.