نام پژوهشگر: میر محمد اتفاق

عیب یابی سیستم های دینامیکی با استفاده از سیستم ایمنی مصنوعی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تبریز 1389
  فرشید عباسی دوست وطن   مرتضی همایون صادقی

با توجه به کاربرد روز افزون روش های عیب یاب در زمینه های مختلف بدلیل تاثیر بسزای آن بر افزایش کارایی سیستم های صنعتی، مدیریتی و پزشکی، طراحی روش های توانمند در عیب یابی اهمیت فراوان یافته است. سیستم های مکانیکی مانند ماشین آلات دوار، انواع سازه ها و سیستم های حرارتی و غیره در زمینه های مختلفی بکار برده می شوند. گستره کاربرد و تاثیر غیر قابل انکار این سیستم ها در زندگی روزمره اهمیت پایش وضعیت این سیستم ها را دو چندان کرده است. تحلیل ارتعاشی به علت بوجود آوردن طیف وسیعی از اطلاعات ارزشمند با سرمایه گذاری کم برای بررسی وضعیت کارکرد این سازه ها مورد استفاده قرار می گیرد. قابل ذکر است در بعضی از موارد نیز محقق با ترکیب روش های دیگر کار عیب یابی را انجام می دهد، به عنوان مثال، پی. جی. دمپسی ]3[ با ترکیب تحلیل وضعیت روغن با تحلیل ارتعاشی موفق به تشخیص عیب گردیده است. امروزه با پیشرفت روز افزون تکنولوژی ریزپردازنده ها و ظهور تجهیزات سریع ، دقیق و روان، امکان اندازه گیری، ثبت و انجام عملیات آماری بر روی اطلاعات وضعیت سازه به سهولت امکان پذیر شده است. با این روش این امکان برای ما فراهم می گردد تا به جای توقف و بازکردن هر سازه، با انجام اندازه گیری پارامترهای مشخص، در زمان کنترل کیفی و یا در دوره های زمانی خاص، اطلاعات کاملی از وضعیت سازه دریافت و عملکرد آینده آن سازه را پیش بینی نماییم و سپس تنها سازه هایی که واقعاً نیاز به تعمیرات و یا تعویض قطعات دارند، تشخیص داده شود. به سبب در دسترس بودن نوع اطلاعات متفاوت از سیستم ها، روش های عیب یابی مربوط به هر یک از بخش های اشاره شده با هم متفاوت بوده، ولی اساس این روش ها با هم یکسانند. در تحقیق حاضر به بررسی توانایی یکی از این روش ها در عیب یابی سیستم های دینامیکی پرداخته شده است. روش هوشمند ارائه شده از سیستم ایمنی بدن الهام گرفته و با عنوان سیستم ایمنی مصنوعی شناخته می شود. این روش با استفاده از اطلاعات دینامیکی سیستم در حالت های مختلف می تواند وجود و یا عدم وجود عیب را تشخیص داده و نوع آن را شناسایی کند. توانایی این روش در عیب یابی سیستم دینامیکی ساده سه درجه آزادی و سازه هایی مانند تیر ترک دار و سازه پیچیده تر عمرانی مورد بررسی قرار گرفته است. در فصل سوم نتایج مربوطه ارائه شده است.

مدل سازی موتور احتراق داخلی به روش شبکه های عصبی مصنوعی به منظور کنترل حالتهای آن
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تبریز 1390
  توحید سردارمهنی   جعفر کیقبادی

در سال های اخیر با پیشرفت تکنولوژی موتور های احتراق داخلی و مجهز شدن آن ها به سیستم های کنترل حلقه بسته، توسعه ی روش های کنترل غیر خطی برای بهبود عملکرد موتور های احتراق داخلی را امکان پذیر کرده است. در این پروژه سیستم کنترل حالت های مورد نیاز در مسئله کنترل حلقه بسته موتور از طریق یاددهی شبکه های عصبی مصنوعی با استفاده از شبیه سازی مدل های مقادیر متوسط انجام می شود که این مدل ها برای مدل سازی و کنترل متغیر های حالت موتور ارائه شده اند. برای شناسایی سیستم از دو شبکه عصبی مصنوعی پایه شعاعی و پرسپترون دو لایه استفاده شده است و الگوریتم های یادگیری این شبکه های مصنوعی ارائه شده است. نتایج نشان می دهد که در مقایسه با مدل شبکه عصبی پایه شعاعی، شبکه ی عصبی پرسپترون دو لایه توانایی شناسایی دینامیک موتور را با دقت بیشتری دارد. در ادامه، روش کنترل پیشگو مبتنی بر شبکه های عصبی مصنوعی جهت کنترل حلقه بسته ی مقدار لامبدا در موتور استفاده شده است. در این سیستم کنترلی عملیات بهینه سازی مقید جهت کمینه کردن تابع هزینه ی معرفی شده با الگوریتم کاهش گرادیان انجام شده است. در پایان نتایج کنترل پیشگو با نتایج روش مود لغزشی مرتبه اول مقایسه شده است.

بررسی پایداری دینامیکی ماشین سنگ تخت در مقابل ارتعاشات خود تحریک لرزش
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تبریز - دانشکده مکانیک 1391
  سجاد پاکزاد   مهران محبوب خواه

لرزه یک ارتعاش خود تحریک است که می تواند در حین عملیات ماشینکاری بوجود آید و یک محدودیت جدی برای بهره وری و کیفیت سطح قطعه کار به حساب می آید. لرزه اثرات مخرب زیادی دارد که از جمله آنها می توان به کیفیت پایین سطح ماشینکاری شده، دقت غیر قابل قبول، صدای بیش از حد ماشینکاری، سایش غیر متناسب سطح ابزار، صدمه به ماشین ابزار، کاهش نرخ براده برداری، افزایش هزینه و بسیاری موارد دیگر اشاره کرد. دستگاه سنگ یکی از ماشین ابزارهای مهم صنعت می باشد که برای رساندن قطعه کار به کیفیت مناسب سطح و دقت قابل قبول استفاده می شود. از آنجا که در عملیات سنگزنی دقت و کیفیت سطح بسیار مهم می باشد، بنابراین وجود ارتعاشات باعث عدم کارایی فرایند سنگزنی خواهد شد. بنابراین عدم وجود لرزه در سنگزنی یکی از موارد بسیار مهمی است که باید به آن توجه داشت. چون هدف از انجام این پایان نامه بررسی پایداری دینامیکی ماشین سنگ تخت در مقابل ارتعاشات خود تحریک لرزه می باشد، بنابراین پارامترهای دینامیکی دستگاه سنگ تخت، مورد استفاده قرار می گیرند که برای بدست آوردن آنها از تست آنالیز مودال استفاده می شود. در این پایان نامه ابتدا در مورد تجهیزات و روشهای انجام تست آنالیز مودال بحث شده و سپس تست آنالیز مودال تجربی بر روی دستگاه سنگ تخت مدل armstanok ساخت کشور شوروی سابق انجام گرفت. در این تحقیق با توجه به امکانات آزمایشگاهی موجود از روش تست single-point و حالت roving accelerator بهره گرفته شده است. برای تحلیل نتایج اطلاعات بدست آمده از تست مودال تجربی از نرم افزار mescope ves که یکی از قدرتمندترین نرم افزارها جهت تحلیل داده های تست آنالیز مودال است، استفاده شد. برای انجام تحلیل، فایل های uff ساخته شده توسط نرم افزار pulse labshop نیاز بود. نمودارهای پاسخ فرکانسی به نرم افزار pulse labshop توسط دستگاه آنالیز مودال داده می شود که در این نرم افزار نقاط و جهات تحریک و پاسخ نمودار بدست آمده تعریف می شود و فایل uff را که قابل تحلیل توسط نرم افزار mescope ves است ایجاد شود. چون در دستگاه سنگ تخت میز بر روی پایه قرار گرفته است و صلبیت بالایی دارد بنابراین در ارتعاشات تمرکز بر روی کلگی دستگاه سنگ تخت می باشد که بصورت خمشی ارتعاش می کند. بنابراین برای تمرکز و دقت بیشتر بر روی کلگی نیز آنالیز مودال جداگانه ای انجام گرفت. همچنین چون انجام تست آنالیز مودال تجربی هزینه بر است و امکان انجام آن به خاطر امکانات لازم در همه جا مقدور نمی باشد بنابراین می توان از مدل المان محدود و تست مودال در محیط نرم افزاری نیز بهره جست. به همین منظور در این پایان نامه تست آنالیز مودال توسط نرم افزار المان محدود نیز انجام گرفته است. برای تست مودال توسط نرم افزار المان محدود ابتدا یک مدل در نرم افزار طراحی catia تهیه شده و به نرم افزار ansys وارد می شود. در این نرم افزار نیز با تعریف شرایط تکیه گاهی، مواد تشکیل دهنده، شرایط مش زنی و همچنین نوع روش حل تست مودال، آنالیز مودال بر روی مدل انجام گرفت. با انجام تحلیل مودال توسط نرم افزار ansys فرکانسهای طبیعی و شکل مودهای ارتعاشی مدل محاسبه شده اند. برای ارزیابی صحت مدل المان محدود با استفاده از نتایج تست مودال تجربی باید فرکانس های طبیعی و شکل مودهای ارتعاشی حاصل از مدل المان محدود و تست مودال تجربی با یکدیگر مقایسه شوند. مقایسه فرکانسهای طبیعی مدل المان محدود و تست مودال تجربی حاکی از نزدیکی نتایج با یکدیگر است. که اختلاف ناچیز بوجود آمده ناشی از عدم مدل سازی دقیق ابعاد دستگاه، عدم مدل سازی دقیق جنس و شرایط اتصالات و تکیه گاهی، وجود خطا در وسایل تست آنالیز مودال تجربی و امکانات محدود تست آنالیز مودال تجربی از جمله عدم وجود شتاب سنجهای متعدد و لرزشگر بزرگ می باشد. در بخش دیگر این پایان نامه بر روی معادلات ارتعاش حاکم بر روی مدل سازه مورد مطالعه بحث شده است. از آنجاییکه در طرف دوم معادله ارتعاشی نیروهای سنگزنی وجود دارد، به نیروهای سنگزنی نیز بر اساس مدلهای ریاضی و آزمایشات تجربی پرداخته شده است. در نیروهای سنگزنی ضرایب ثابتی وجود دارد که بدست آوردن این ضرایب مستلزم انجام آزمایشات تجربی می باشد که از آزمایشات تجربی انجام گرفته توسط محققان قبلی استفاده شد. سپس با مشخص شدن هر دو سمت معادله ارتعاشی و معادلات حاکم بر پایداری فرایند سنگزنی، معادله پایداری مربوط به نمودار پایداری بدست آمد. نمودار پایداری مرز بین منطقه پایدار و عاری از ارتعاش و منطقه ناپایدار ماشینکاری را مشخص می کند. بعبارت دیگر، دیاگرام پایداری نشان می دهد که برای یک قطعه از جنس خاص، حداکثر عرض برشی در یک سرعت مشخص چه مقدار می تواند باشد تا فرایند پایدار بماند. به این ترتیب می توان حداکثر سرعت برشی و حداکثر عرض برشی را به نحوی تعیین کرد که فرایند ماشینکاری پایدار باشد. با استفاده از روابط حاکم بر پایداری فرایند سنگ زنی و نتایج تست مودال تجربی توسط برنامه ای که در محیط نرم افزار matlab نوشته شده است نمودار های پایداری بدست آمد. بعد از بدست آمدن نمودار پایداری برای اطمینان از صحت این نمودار های یک سری تست شتاب سنجی در حین فرایند سنگ زنی انجام شد. در این تست ها نقاطی از نمودار انتخاب شدند و تحت آن شرایط عمل سنگ زنی انجام گرفت و نتایج مشاهده شده صحت نمودار پایداری بدست آمده را نشان داد.

مدلسازی و عیب یابی شفت ترکدار دوار به روش آنالیز مودال تک ورودی تک خروجی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تبریز - دانشکده مهندسی مکانیک 1391
  محمود جدی   مرتضی همایون صادقی

وجود ترک درسازه ها و در نتیجه شکست این سازه های ترک دارتحت بارهای دینامیکی ازعمده ترین مسائل مورد بحث وبررسی محققین می باشد. به منظورمطالعه دقیق رفتار دینامیکی سیستم های ترک دار،مدل سازی ناحیه ترک ازاهمیت ویژه ای برخوردار است. در این پایاننامه سیستم های متغیر با زمان خطی که رفتار دینامیکی آنها با معادلات دیفرانسیل مرتبه دوم با ضرایب ثابت توصیف می گردد، مورد بررسی قرار گرفته اند. ماتریس ژیروسکوپی بصورت نامتقارن در نظر گرفته شده و ترک بصورت فنر پیچشی مدل شده و از کلیه ترم هایی که سبب غیرخطی شدن سیستم می شود صرفنظر شده است. اهمیت اصلی این پایاننامه در قسمت تجربی و تجزیه و تحلیل داده های تجربی و بدست آوردن فیچر های اصلی سیستم نهفته است. در این پایاننامه برای اولین بار سیستمی برای تحریک شفت حین دوران ابداع شده است که سبب تحریک فرکانس های طبیعی سیستم و همچنین کاستن اثرات نویز های خارجی بر روی پاسخ ارتعاشی سیستم می شود. هدف تعیین میزان تاثیر عمق ترک و مکان ترک بر روی مشخصات مودال شفت می‏باشد. به همین منظور برای تحلیل تئوری با استفاده از متد المان محدود شفت به 10 گره و 9 المان خطی تقسیم شد و ماتریس‏های فضایی سیستم بدست آمد سپس با استفاده از روش هیلبرت نیومارک در محیط نرم افزار متلب رفتار سیستم شبیه‏سازی گردید. جهت ایجاد ترک در عمق و محل‏های مختلف 5 عدد شفت همسان و هم اندازه به قطر10میلی‏متر و طول 800 میلیمتر، از جنس فولاد1030 aisi carbon انتخاب شد. مشاهده شد که با افزایش عمق ترک، مقدار فرکانس طبیعی کاسته ‏می‏شود. وقتی عمق ترک بتدریج افزایش می یابد، دامنه فرکانس ها تمایل به رشد نشان می دهند. هرچه ترک به وسط شفت نزدیکتر می‏شود سفتی سامانه کاهش می‏یابد و مقدار فرکانس‏های طبیعی کاهش می‏یابند. این تحقیق کاربرد نیروی تحریک خارجی بر روی سیستم روتور دوار برای تشخیص ترک را آشکار می کند. داده های آماری گسترده ای حین آزمایش تجربی جمع آوری شد وضعیت های متفاوت ترک در شفت آنالیز و مقایسه شد. داده های عملی در مورد شفت، بیانگر این بود که وقتی سیستم تحت نیروی لرزاننده چه در حین دوران و چه ساکن تحریک می‏شود، فرکانس های طبیعی قابل وضوح تر بدست می آیند.

اعمال الگوریتم های فرامکاشفه ای برای بالانس دینامیکی مکانیزم پیچید? لنگ و لغزنده
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تبریز - دانشکده علوم ریاضی 1392
  حبیب امدادی جوقان   محمد رضا فیضی درخشی

در این پژوهش به بررسی روش های بهینه سازی مسال? بالانس دینامیکی مکانیزم پیچید? لنگ و لغزنده پرداخته می شود. این روش ها زیرمجموعه ای از الگوریتم های تکاملی محسوب می شوند. الگوریتم های تکاملی، روش های بهینه سازی تصادفی هستند که بر روی یک جمعیت یا مجموعه ای از جواب ها کار می کنند و در نهایت با توجه به تابع برازش و همچنین عملیات مختص مربوط به نوع الگوریتم، به جواب بهینه دست می یابند. بالانس دینامیکی این مکانیزم، مساله ای غیرخطی بوده و از پیچیدگی بسیار بالایی برخوردار است. به همین دلیل، برای بهینه سازی آن از الگوریتم های فرامکاشفه ای همچون الگوریتم پرندگان (pso)، کلونی زنبور عسل مصنوعی (abc)، رقابت استعماری (ica)، جستجوی ممنوع (ts)، تبرید شبیه سازی شده (sa)، ترکیب جستجوی ممنوع و تبرید شبیه سازی شده (hsats) و ترکیب ژنتیک و پرندگان (hgapso) استفاده می شود. از آن جایی که هدف از بهینه سازی این مساله، کمینه کردن میزان نیروها و ممان های ارتعاشی است، لذا یک مدل بهینه سازی با هدف کمینه کردن مقدار هزین? تابع هدف بکار گرفته شده است. در این مکانیزم بالانس دینامیکی با افزودن جرم های بالانس کننده انجام می گیرد و تعیین مقدار بهین? جرم ها و زاوی? قرارگیری آن ها منجر به حذف نیروهای نابالانسی می شود. همچنین قیودی برای این جرم ها در نظر گرفته می شود که برای هر راه حل محاسبه می شوند و نباید تحت هیچ شرایطی نقض گردند. بهینه سازی بالانس این مکانیزم تاکنون به غیر از الگوریتم ژنتیک با هیچ الگوریتم دیگری انجام نگرفته است؛ بنابراین این پژوهش در این حوزه به عنوان اولین تحقیق با الگوریتم های فرامکاشفه ای مذکور محسوب می گردد. پیاده سازی و مقایس? نتایج، نشان از برتری قابل توجه الگوریتم پرندگان (pso) دارد به این معنا که این الگوریتم نسبت به الگوریتم ژنتیک علاوه بر این که 99/0 برابر هزینه تابع هدف کمتری بدست می آورد، بلکه 32/3 برابر زمان کمتری نیز برای رسیدن به جواب بهینه صرف می کند. همچنین اعتبارسنجی نتایج بهینه سازی برای اندازه گیری بالانس و مقایس? سیگنال سرعت و شتاب مکانیزم مورد توجه و آزمایش تجربی می باشد.

بررسی الگوریتم های خوشه بندی با رویکرد بهبود در دقت آنها
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تبریز - دانشکده ریاضی 1392
  فاطمه محمودلو   محمد رضا فیضی درخشی

خوشه بندی قرار دادن داده ها در گروه هایی است، که اعضای هر گروه از زاویه ی خاصی شبیه یکدیگرند، بطوریکه شباهت درون هر خوشه حداکثر و شباهت بین داده های درون خوشه های متفاوت، حداقل باشد خوشه بندی فرآیند یادگیری . بدون ناظر است که از قبل هیچ دانشی درباره برچسب داده ها ندارد. روش های زیادی برای خوشه بندی وجود دارد که می توان آنها را به روش های افرازبندی و سلسله مراتبی تقسیم کرد. در این پایان نامه از الگوریتم فراابتکاری جدیدی به نام الگوریتم جنگل که از طبیعت جنگل الهام گرفته شده، برای خوشه بندی استفاده شده است.در این الگوریتم، برای رهایی از بهینه های محلی، تغییراتی در قسمت دانه پراکنی محلی انجام شد و نتایج خوبی بدست آمد. برای ارزیابی، روش ارائه شده را روی دو سری مجموعه داده مورد آزمایش قرار دادیم. سری اول شامل داده های استاندارد و سری دوم شامل مجموعه داده های حقیقی استخراج شده جهت عیب یابی سیستم های دوار مکانیکی، است. همچنین از روش های شناخته شده ای نظیر روش های ga، pso، aco، cas_c و k-means برای مقایسه نتایج بدست آمده استفاده شده است. این الگوریتم برای داده های استاندارد کمترین مقدار مجموع مجذور فاصله درون خوشه ها را بدست آورد. این مقدار در داده iris برابر 96.6557 با انحراف معیار 0.001، در wine برابر 16292.4100 با انحراف معیار 5.3474 و در داده های glass برابر 210.5340 با انحراف معیار 1.8029 است که در مقایسه با دیگر روش ها، روش فوق نتیجه مطلوبی را تولید می کند. همچنین در این روش فاصله درون خوشه ها کاهش و فاصله بیرون خوشه ها افزایش پیدا کرده است. علاوه بر این روش فوق درصد خطای خوشه بندی پایین تری نسبت به دیگر روش ها دارد.

طراحی، مدلسازی دینامیکی و کنترل ربات کرم در لوله های استوانه ای شکل
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تبریز - دانشکده مکانیک 1393
  مهران رحمانی   احمد قنبری

حرکت رباتهای الهام گرفته شده از طبیعت ، یک موضوع جدید در علم رباتیک است که با فراگیری از طبیعت و به کارگیری آن در سیستم های مهندسی در دنیای واقعی می باشد . به طور معمول ، این زمینه در ساختن رباتهایی که از سیستمهای بیولوژی الهام گرفته شده اند مرتبط خواهد بود.تعدادی از بی مهرگان نرم تن ، شامل کرم ها ، زالوها دارای حرکت خزشی ، کششی و پیچشی ، شناور هستند .این رفتار انعطاف پذیر در صورتی که به یک ربات تبدیل شود به طور قابل ملاحظه ای می تواند در زمینه های مختلف مورد استفاده قرار گیرد.در این پایان نامه، هدف طراحی و مدلسازی یک ربات کرم وکنترل بهینه آن برای حرکت در داخل یک لوله استوانه ای شکل می باشد، که کاربردهای این ربات می تواند در آینده،در زمینه های مختلفی مانند مهندسی پزشکی ، بازرسی در صنایع مختلف باشد. برای رسیدن به این هدف از روشهای مدلسازی دینامیکی و کنترل بهینه استفاده خواهد شد. انتظار می رود ربات طراحی شده بتواند در داخل لوله استوانه ای مستقیم و یا در مسیرهای دلخواه مورد نظر حرکت کند. در پایان رفتار دینامیکی و کنترلی ربات مورد تجزیه و تحلیل قرار خواهد گرفت.

شناسایی تورق تیر ساندویچی با استفاده از مشخصه های حوزه فرکانسی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تبریز - دانشکده مهندسی مکانیک 1393
  مهدی روشنی جاجان   حسن بیگلری

سازه های کامپوزیتی به دلیل نسبت بالای استحکام به وزن، مقاومت در برابر خستگی و ضریب استهلاک پایین کاربرد فراوانی درصنایع مختلف ازجمله هوافضا و خودرو دارند. از مهترین سازه های مدل شده واقعی تیرها می باشند که دانش مشخصات دینامیکی آنها درحالت آزاد (بدون تحریک) و یا تحت حرکت سیستمهای مختلف مبنایی جهت طراحی و مدل سازی سازه های واقعی درصنعت می باشد. یکی از ویژگیهای مهم تیرهای کامپوزیتی این است که نسبت به عیوب بسیار حساس هستند؛ از مهمترین آسیب های نیز می توان به تورق (delamination یا لایه لایه شدن)اشاره کرد. عیب به صورت تورق میتواند ناشی از فرآیندهای ساخت و یا اعمال بارهای خارجی(ضربه) در زمان استفاده از سازه باشد.وجود تورق در سازه کامپوزیتی کاهش قابل توجهی دریکپارچگی خواص مکانیکی مانند سفتی، سختی ایجاد می کند. تغییر در خصوصیات مکانیکی می تواند باعث تغییر در فرکانس طبیعی و مد شیب ساختار کامپوزیتی شود. شناسایی این عیب در مراحل آغازین آن می تواند از صدمات جبران ناپذیر جانی و مالی جلوگیری نماید. بنابراین روش های متنوعی برای عیب یابی اینگونه سازه ها ابداع شده است که در این میان روش های مبتنی بر مشخصه های ارتعاشی از قبیل فرکانسهای طبیعی به علت حساسیت این مشخصه ها به تورق مورد توجه محققین بوده است. یکی از تیر های جدید کامپوزیتی که پیاده سازی روش های عیب یابی بر روی آن ها کمتر مورد توجه محققین قرار گرفته است تیر های ساندویچی می باشد. بنابراین در این پایان نامه روشی بر اساس مشخصه های فرکانسی تیر ها ی ساندویچی برای تشخیص تورق ارائه شده است. به این منظور بعد از مدل سازی و شبیه سازی تیر مذکور در محیط نرم افزار matlab،فرکانسهای طبیعی تیر ساندویچی سالم و متورق استراج می گردد.سپس در گام بعدی با استفاده از ارائه روش کلاس بندی روش عیب یابی جدیدی برای این نوع سازه ها ارائه شده است.

آنالیز مودال سیستم های جرم متغیر با زمان
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تبریز - دانشکده مهندسی مکانیک 1393
  جواد پورحسین   مرتضی همایون صادقی

سیستم های خطی جرم متغیر زیر مجموعه ای از سیستم های خطی متغیر با زمان هستند که تنها جرم آن ها نسبت به زمان تغییر می کند. به طور کلی، اکثر سیستم های موجود در طبیعت و صنعت به نوعی متغیر با زمان هستند و ذات متغیر بودن در وجود آن ها نهفته است. به عنوان مثال مخزن سوخت هواپیما که معمولاً در بال قرار دارد، مصرف سوخت باعث تغییر جرم کل مجموعه می شود و یا اتومبیل در حال عبور از روی یک پل که حرکت آن روی پل باعث تغییر ماتریس جرمی آن می شود. پارامتر های مودال (فرکانس های طبیعی و ضرایب میرایی) بیانگر مشخصه های کلی یک سیستم خطی نامتغیر با زمان هستند. از آنجایی که سیستم های خطی متغیر با زمان یکی از فرضیات روش های مرسوم آنالیر مودال یعنی پایا بودن سیستم را نقض می کنند، بنابرین کاربرد این روش ها بدون منظور کردن هیچ تغییری در آن ها، برای سیستم های متغیر با زمان خطی صحیح نخواهد بود. پس، گسترش مفاهیم آنالیز مودال برای سیستم های متغیر با زمان از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در عمل، بسیاری از سیستم های که بصورت متغیر با زمان مدل شده اند، مدل سازی دقیق تری نسبت به حالت نامتغیر با زمان دارند. حال اولین سوال اصلی که به ذهن می رسد، این است که آیا می توان خواص دینامیکی یک سیستم خطی متغیر با زمان را در قالب پارامترهای مودال بیان کرد یا نه؟ اگر بلی، تا چه حد و به چه صورت. در تحقیق حاضر، به بررسی و شناسایی سیستم های خطی متغیر با زمان (که در آنها تغییر خاصیت جرمی سیستم موجب تغییرات آن نسبت به زمان می شود) از دیدگاه تئوریک پرداخته خواهد شد. بررسی بدین ترتیب است که ابتدا نحوه استخراج شبه پارامتر های مودال سیستم خطی متغیر با زمان مورد مطالعه قرار گرفته و ویژگی های این پارامتر ها بررسی می شوند. سپس این نتایج برای یک مدل شبیه سازی شده آزمایشگاهی، تیر دو سر مفصلی که در وسط آن یک جرم متمرکز متغیر با زمان قرار گرفته، اجرا خواهد شد و نتایج بدست آمده با نتایج موجود در ادبیات فن به صورت کیفی مقایسه خواهند شد.