در این پایان نامه مسئله معلق کردن توپ به عنوان یک سیستم غیر خطی ساخته شده و کنترل کننده های مدلغزشی، خطی ساز فیدبک و چند کنترل کننده خطی برای آن طراحی و اجرا می گردد. از آنجایی که برای طراحی کنترل کننده مدل ریاضی سیستم باید در اختیار باشد، مدلینگ و شناسایی سیستم ساخته شده قبل از طراحی کنترل کننده انجام می پذیرد. همچنین با توجه به قابل اندازه گیری نبودن برخی از متغیر های حالت سیستم، طراحی یک تخمین گر حالت به طور مشروح مورد بررسی قرار می گیرد. در انتها کنترل کننده ها طراحی شده و با تبدیل آنها به کدهای برنامه و اجرای سیستم کنترلی نتایج ارائه می گردد. در ضمیمه نیز کدهای نوشته شده در اختیار قرار داده شده است.

در این تحقیق بسترهای جامد بنتونیت (مهرجان اصفهان), سیلیکاژل و مخلوط اکسیدهای فلزی sio2-al2o3 توسط سورفکتانت cpb, درخت سان های پلی آمیدوآمین و پورفرین اصلاح شد و در موارد زیر استفاده گردید: از بنتونیت اصلاح شده ی تک لایه و دولایه و سیلیکاژل نسل اول و دوم برای تثبیت نانو ذرات پالادیم, روتنیوم, نقره و دو ذره ای پالادیم-روتنیوم استفاده گردید, نانوذرات پالادیم بر روی بنتونیت دولایه دارای اندازه ی کوچک تر بوده و هنگامی که نانو ذرات پالادیم احیا شد, ذرات تجمع پیدا کرده و اندازه ی ذرات افزایش یافته و سطح موثر آن ها کاهش پیدا کرده است, که این کاهش سطح در بررسی کاتالیزوری کاملا مشهود است. رفتار کاتالیزوری نانوذرات پالادیم تثبیت شده بر روی بنتونیت اصلاح شده ی تک لایه و دولایه در واکنش اکسایش اتیل بنزن بررسی شد. از این بستر بنتونیت اصلاح شده ی دو لایه (cpb-daep) برای تهیه ی کمپلکس های فلزی (پالادیم (ii), منگنز (ii) و کبالت (ii)) استفاده گردید و در حضور این کاتالیزورها واکنش اکسایش اتیل بنزن انجام شد. کمپلکس پالادیم نتایج بهتری از درصد تبدیل وگزینش پذیری نسبت به استوفنون را نشان می دهد. سیلیکاژل اصلاح شده ی نسل اول در واکنش با سالیسیل آلدهید قرار گرفت و کمپلکس های پالادیم, کبالت و منگنز آن ها تهیه گردید سپس در واکنش اکسایش اتیل بنزن از آن ها استفاده شد. در این مورد نیز پالادیم نتایج بهتری از درصد تبدیل وگزینش پذیری نسبت به استوفنون را نشان می دهد. و در کل نسبت به کمپلکس های تهیه شده با بنتونیت نتایج بهتری نشان داده است که البته می توان به حضور بیشتر فلز روی سطح این کمپلکس ها مربوط دانست. از تمام بسترهای ذکر شده برای جذب آلاینده های فلزات سنگین استفاده شد و همدمای جذب آن ها توسط معادله های لانگمویر, فرندلیخ, ردلیخ-پترسون, خطی, هیل و اسمیت بررسی گردید و در نهایت بستر بنتونیت اصلاح شده ی دولایه بهترین جاذب برای این آلاینده ها شناسایی شد و تغییرات دما, زمان, مقدار کاتالیزور و ph بر روی جذب فلزات مورد بررسی قرار گرفت. از سورفکتانت daep تهیه شده به عنوان غشا در پتانسیومتری برای اندازه گیری کبالت استفاده گردید. که دارای شیب نرنستی 5ر30 میلی ولت بر دهه فعالیت بوده زمان پاسخ آن کمتر از 5 ثانیه و دامنه ی غلظت خطی آن 1-10×0ر1-7-10×85ر6 مولار را نشان می دهد. حدتشخیص الکترود از برون یابی منحنی کالیبراسیون 8-10×82ر6 مولار می باشد.

در این پژوهش ابتدا مسئله سیالیت و فاکتورهای موثر در طراحی و بهره برداری از محفظه های احتراق سیال و سپس معادلات کلی بقاء و انتقال مومنتوم، حرارت، جرم و جمعیت برای سیستم های چندفازی گاز-جامد و مدل های مربوطه مثل مدل های ضریب درگ، تابع توزیع شعاعی و ضریب نفوذ انرژی ذره ای مورد بررسی قرار گرفته است. سپس پایلوت بستر سیال گاز- جامد برای احتراق زغال سنگ طراحی و ساخته و نصب شد. و مخلوطی از ذرات ذغال سنگ با اندازه ذرات و نسبت وزنی مختلف به بستر با دمای بالا تزریق و با سرعت های مختلف هوای ورودی پدیده احتراق در داخل بستر به مدت 10 دقیقه انجام و توزیع دما در طول مدت احتراق ثبت وسپس بستر به صورت ناگهانی سرد و نمونه برداری از بالا و پایین بستر انجام و نمونه ها توسط غربال آنالیز و نتیجه آزمایش ها با هم مقایسه شده است. سپس با استفاده از نرم افزار mfix که مخصوص محاسبات cfd در سیستم های گاز- جامد می باشد، معادلات کلی انتقال جرم، حرارت، مومنتم و معادلات pb، معادلات حالت و سینتیک سوختن زغال سنگ به روش عددی حل شده است. از طریق روش اویلر-اویلر هر گروه از اندازه ذرات جامد به عنوان یک فاز جامد تعریف و رفتار و خواص آنها در محفظه احتراق بستر سیال مطالعه شده است. در روش اویلر- اویلر یا چند سیالی، مجموعه ای از معادلات ناویر– استوکس برای هر کدام از فازهای مورد مطالعه (یک فاز گاز و چند فاز جامد) استفاده می شود. برای هر فاز یک دسته معادلات دیفرانسیل پاره ای شامل معادله ی پیوستگی، معادله ی سرعت، معادله ی دمای ذره ای، معادلات موازنه جمعیت برای گروه های اندازه مختلف جامد به همراه سایر معادلات بطور همزمان به روش عددی حل می شوند. بسته به اینکه چه نوع برهم کنش های بین فازی در این معادلات در نظر گرفته شوند، معادلات کمکی مورد نیاز تعریف و به کار گرفته می شوند. به منظور حل عددی مجموعه معادلات با استفاده از نرم افزار ابتدا ناحیه محاسباتی تعریف و سپس به روش حجم محدود به المان های با اندازه کوچک تقسیم و برای هر المان مجموعه معادلات حل و سپس با استفاده از پردازش گرهای مخصوص، تحلیل ها و محاسبات لازم انجام شده است. و در نهایت داده های آزمایشگاهی با نتایج مدل ارائه شده مورد مقایسه و بررسی قرار گرفته است.