حرکت ماهوارهها و ایستگاههای فضایی حول زمین در مدارهای خاصی انجام میشود که دارای ویژگیهای خاصی میباشند. این حرکت تحت تاثیر گرانش زمین قرار دارد. از آنجا که میدانیم، نیروی جاذبه زمین در نقاط مختلف زمین براساس شکل آن و مدلهای ارائه شده متفاوت میباشد. عدم کروی بودن زمین باعث بروز اغتشاشاتی در نیروی جاذبه آن میشود و نیروی جاذبه آن در نقاط مختلف سطح زمین یکسان نمیباشد. بنابراین نیروی جاذبه وارده از طرف زمین بر روی ماهوارهها و ایستگاههای فضایی در لحظات مختلف در مدار متفاوت میباشد. این نیروی وارده باعث تغییر در ارتفاع و دیگر پارامترهای مداری ماهوارهها و ایستگاههای فضایی می شود. موقعیت این اجسام در فضا طبق رابطه معادله مدار بدست میآید. در کتابهای رایج مکانیک مداری برای تعیین ارتفاع و دوره تناوب مدارها (دایروی، بیضوی، هذلولی و سهمی) فرمولهای خاصی ارائه شده است که در طراحی مورد استفاده قرار میگیرند. در این پروژه ابتدا توضیحاتی در مورد مدارهای تکرارپذیری رد زمینی که معروف ترین نوع مدارهای پریودیک میباشند داده می شود. در ادامه اثبات معادلات دیفرانسیل مرتبه دو حرکت ماهواره حول دستگاه زمین مرکز انجام می شود و سپس اثر اغتشاشی j2 را در این معادلات وارد میکنیم. با حل این معادلات دیفرانسیل مرتبه دو و روش حل مستقیم این معادلات و عملیاتهای ریاضی میتوان جوابهای مربوط به x و y و z را بدست آورد. این جوابها که تابعی از زمان میباشند مشخص کننده موقعیت ماهواره در زمانهای مختلف میباشند. در ادامه معادله مدار با اثر اغتشاشی j2 را بدست میآوریم. در انتها برای ارزیابی معادلات بدست آمده نمودارها و جداولی ارائه میشوند که نتایج عددی را با نتایج معادلات موجود در کتابها و مدارهای معروف مقایسه میکنند.

در این پژوهش طراحی مسیر حرکت در مسأله سه جسم محدود دایروی به منظور برپایی منظومه ماهواره ای مد نظر بوده است. امروزه همگام با پیشرفت دانش و تکنولوژی، نقش بخش خصوصی در عرصه فضایی پر رنگ تر می شود. در این راستا کاهش هزینه ها می تواند یکی از عوامل موثر برای حضور این بخش در این گونه فعالیت ها باشد. منظومه های ماهواره ای از جمله مواردی است که بخش خصوصی خواهان بهره برداری از آن است. اما هزینه های زیاد آن مانع این موضوع است. بخش اعظم این هزینه مروبط به برپایی منظومه ها است. در این پژوهش روشی نو مبتنی بر دینامیک سه جسم ارائه شده که کاهش هزینه در این بخش را در پی خواهد داشت. در این پژوهش مسیرهایی از مدار پارک زمینی به مدار هاله ای حول نقطه لاگرانژی زمین-ماه و بالعکس محاسبه و طراحی شده اند. طراحی مسیر در دینامیک سه جسم شامل حل یک مسأله با شرایط مرزی است که نوع ماموریت تعیین کننده نوع آن شرایط است. ابزارهای متنوع با ویژگی مختلف برای حل چنین مسأله ای وجود دارند. در این پژوهش از روش پرتابه ای چندگانه به خاطر پابرجایی به منظور حل مسأله با شرایط مرزی استفاده شده است. از نکات مهم در استفاده از روش پرتابه ای چندگانه، ارائه حدس اولیه مناسب از جواب است. در این پژوهش از منیفلدهای پایدار و ناپایدار مدار هاله ای به عنوان این حدس اولیه استفاده شده که منجر به نتایج قابل قبولی شده است.

این پایان نامه در مورد حل مسئله بهینه تزریق مداری با استفاده از ایجاد بسط توابع متعامد است. مبنای کار بر اساس تقریب برای کنترل و وضعیتها، با استفاده از بسط سری های چبیشف استوار است. مسائل کنترل بهینه با شرایط سرحدی ثابت یا آزاد و نیز با اضافه شدن قیود با حل پیچیده و وقت گیر مواجه می شود اما در این روش با صرف وقت کمتر و دقت بالا و تعداد جملات کمتر از سایر چند جمله ای های مشابه خود(چند جمله ای های توابع متعامد)، مسئله با معادلاتی ساده تر روبرو است. در انتها می توان با یافتن ضرایب مجهول بسط، معادلات نهایی را سریعتر محاسبه کرد. با جاگذاری تقریبها در معادلات دینامیک سیستم، شرایط مرزی و نیز شاخص عملکرد، مسئله کنترل بهینه به یک مسئله بهینه سازی پارامتری تبدیل می شود. در انتها نتایج بدست آمده از روش چند جمله ای توابع متعامد، با نتایج حل دقیق مقایسه شده که دقت بسیار بالای این روش را نشان می دهد.

در این پروژه کنترل وضعیت ماهواره با استفاده از تراستر گاز سرد با مدولاتور pwpf انجام شده است. این مدولاتور در سیستم های کنترل وضعیت معتبر می باشد و تمام مزیتهای سیستم های کنترل وضعیت بنگ بنگ را در خود حفظ کرده است. از مزایای آن مصرف سوخت کمتر و دقت بالا می باشد. ابتدا در فصل 2 به تشریح معادلات دینامیک حرکتی مدل پرداخته شده است. روشهای ایجاد گشتاور کنترلی در فصل 3تشریح شده است. سپس به تشریح شبیه سازی کنترل وضعیت ماهواره با استفاده از روش ماتریس کسینوس مسیر در محیط سیمولینک در فصل 4پرداخته شده است. مدل شبیه سازی شامل 12 تراستر ، شبیه سازی دینامیکی مدل و بلوک ایجاد گشتاور کنترلی با استفاده از یکی از روشهای مشروحه در فصل 3 می باشد. در قسمت بعدی به کنترل وضعیت ماهواره با استفاده از تراستر گاز سرد با روش کنترلی ماتریس کواترنیون پرداخته شده است. در انتها کنترل بهینه وضعیت ماهواره با استفاده از کنترلر خطی lqr انجام شده است. البته کنترل lqr کنترل خطی می باشد و برای زوایای فرمان کوچک (تا درجه20) قابل استناد می باشد.

در این به طراحی و پیاده سازی زیرمجموعه تامین انرژی ماهواره پرداخته شده است. بدین منظور ابتدا به طراحی بر مبنای تحلیل آماری این زیر مجموعه میپردازیم. سپس روشهای طراحی مهندسی زیرمجموعه تامین انرژی را بررسی نموده، مزایا و معایب هر یک را بررسی مینماییم و در ادامه یک روش طراحی از بین این روشها استخراج مینماییم که مزایای تمامی روشها را داشته باشد و معایب تا حد امکان حذف شوند. به منظور ارزیابی روش پیشنهاد شده در انتها از آن برای طراحی زیرمجموعه تامین انرژی شبیه ساز سه درجه آزادی آزمایشگاه تحقیقات فضایی استفاده شده است.

سیستم tcas iiدارای توانایی های منحصر بفردی جهت افزایش ایمنی پرواز میباشد، این مسئله با مقایسه نمودارهای موقعیت هواپیما ها بدون در نظر گرفتن سیستم tcasii و با توجه به سیستم فوق قابل مشاهده است. ولی در هر صورت نتیجه بخش بودن این سیستم به عکس العمل های بموقع و درست خلبان وابسته میباشد. علیرغم اینکه نصب سیستم جلوگیری از برخوردبر روی هواپیماها اجباری شده است ولی بررسی سوانح ناگوار هوایی هواپیماهای مجهز به سیستمtcas iiگواه برآن دارد که هنوز در سیستم های ایمنی پرواز نواقصی وجود داشته وتشخیص میزان یا نسبت مقصر بودن عوامل اصلی دخیل در سانحه (کنترلر مراقبت پرواز، خلبانها یا محدودیتهای سیستم tcas) به راحتی میسر نیست. بلکه آنچه مسلم است جهت بکارگیری و بهره برداری ازسامانه cns/atm (سیستم های ارتباطی, ناوبری و نظارتی هواپیما همانند سیستم هشداردهنده برخورد هوایی و...) باید قبلابه عوامل پرواز آموزش های علمی و عملی لازم ارائه شده باشد.

در این پایان نامه با بررسی اجمالی بر ربات های توانبخشی، به بررسی ربات mahi که نمونه ای خاص از یک ربات توانبخشی می باشد، پرداخته شده و با تمرکز برقسمت مچ ربات که در بردارنده ربات موازی 3rps است، ادامه یافته است. سینماتیک ربات، ژاکوبین، آنالیز تکینگی و دینامیک ربات از جمله مسائلی است که در این پایان نامه، پس از بیان روابط و معادلات به وسیله نرم افزار matlab شبیه سازی شده است. در نهایت با به کارگیری این معادلات کنترل موقعیت ربات موازی 3rps به وسیله سه روشpd ، کنترل دینامیک معکوس(idc) و کنترل مقاوم دینامیک معکوس (ridc) انجام شده است. بررسی ها نشان داد که کارایی ربات در پیروی از مسیر مطلوب در حضور کنترل کننده های یادشده مطلوب بوده و میزان خطا بین مسیر مطلوب و مسیر خروجی در حدود صفر باقی می ماند. همچنین کنترل نیرو بر مبنای روش کنترل امپدانس انجام پذیرفته است و مشخص شد که کنترل امپدانس قادر به تحمیل امپدانس مطلوب بر رفتار دینامیکی ربات است. بعلاوه تاثیر پارامترهای مختلفی از جمله میزان شناخت دقیق مدل دینامیکی، اغتشاشات و بهره های کنترلی بر کارایی کنترل کننده ها بررسی شده است.

در این پروژه، هدف ساخت یک پرنده بال زن و آنالیز پارامترهای هندسی و پروازی آن می باشد. امروزه ساخت هواپیماها با ابعاد کوچک به منظور کمک رسانی در مناطق صعب العبور، جمع آوری اطلاعات و انجام عملیات های خاص، نظر دانشمندان را بخود جلب کرده است. اولین گزینه ای که برای این منظور به ذهن خطور می کند مطالعه بر روی هواپیماهای طبیعی یا همان پرندگان و حشرات می باشد. بنابراین با الهام از همان پرندگان، پرندگان بالزن پا به عرصه وجود گذاشته اند. یکی از دلایل اصلی انتخاب پرندگان برای اهداف فوق، نیاز نداشتن به باند پرواز، مصرف انرژی پایین و قدرت مانورپذیری بالای آنها می باشد. بالزن، پرنده ای است که برخلاف پرند ه های بال ثابت، نیروی لیفت و تراست خود را با بال زدن تولید می کند. ساخت بال زن بر اساس طرح بهینه شده ی مدل پارک هاوک در دستور کار می باشد. از خصوصیات این بالزن حداکثر جرم 500 گرم و حداقل مداومت پروازی 2 دقیقه می باشد. در این پژوهش پارامترهای هندسی پرنده بالزن نظیر طول دهانه بال، شکل هندسی بال، طول و قطر تیر بال، زاویه بالا رفتن و زاویه پایین آمدن بال ها و مساحت دم مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین پارامترهایی مثل زاویه پیچ دم و فرکانس بال زدن، می توانند مورد بررسی قرار گیرند. در مرحله ی بعدی سعی بر این است با ارائه یک مدل پروازی از آن در نرم افزار متلب و همچنین مدل تحلیل انرژی به روش باندگراف و نیز تحلیل پارامترها به روش مونت کارلو ، پارامترهای موثر پروازی تعیین گردد. کلید واژه ها: پرنده های بدون سرنشین، ربات بال زن، شبیه سازی صفحه ای، مدل سازی به روش باندگراف، تحلیل مونت کارلو

چکیده میزهای متحرک کاربردهای مختلفی دارند که در برخی از آنها نیاز به کالیبراسیون و اندازه¬گیری دقیق حرکت این میزها وجود دارد. هرچه دامنه حرکتی این میزها بیشتر باشد، اندازه¬گیری آنها با مشکلات بیشتری مواجه خواهد بود. در این پژوهش تلاش شده است تا با طراحی یک شیب¬سنج بهبود یافته، امکان اندازه¬گیری نوع خاصی از میزهای دو درجه آزادی، فراهم آید. از مهمترین مزایای این طرح، امکان کاربرد آن در مواردی است که امکان دسترسی به محورهای دوران وجود ندارد. هدف از طراحی، دستیابی به دقتی بهتر از °1/0 ± برای محدوده کاری °40 ± می¬باشد. در پایان روشی برای کالیبراسیون این شیب-سنج بهبود یافته ارائه گردیده است. کلید واژه: میز دو درجه آزادی، شیب¬سنج، خنثی¬سازی، دستگاه¬های مختصات، اندازه¬گیری، کالیبراسیون

روش¬های مختلفی برای آشکارسازی و جایابی عیب توسعه¬یافته¬اند. اما درمیان آنها، روشهای آشکار¬سازی و جایابی عیب مبتنی بر روابط افزونگی تحلیلی، به¬وفور در سیستمهای پایش و نظارت برخط مورد استفاده قرار می¬گیرند. در این رساله، برای به¬دست آوردن روابط افزونگی تحلیلی، از روش باندگراف استفاده شد. از طرف دیگر، از آنجایی¬که در همه مقالات منتشرشده برای سیستمهای تراکم¬پذیر به¬روش باندگراف، به¬دلیل پایین بودن سرعت، از اثرات ممنتوم سیال صرف¬نظر شده¬است، لذا لازم بود اثرات ممنتوم سیال در جریانهای مافوق صوت مدنظر قرارگیرند. به¬این منظور، میدان¬ ke برای جریان آیزنتروپیک معرفی و روابط میدان نازل آیزنتروپیک r برای نازل همگرا- واگرا توسعه داده-شدند و کاربرد میدان جدید ke از طریق نتایج آزمایشگاهی اعتبارسنجی ¬شد. علاوه¬بر آن، توسعه میدان جدید برای جریان غیرآیزنتروپیک در یک نازل همگرا- واگرا، منجر به معرفی میدان nike شد. این میدان علاوه بر درنظرگرفتن معادلات ممنتوم، قادر است محل ایجاد شوک قائم درون یک نازل همگرا- واگرا را محاسبه نماید. یکی از مزایای میدان¬های جدید این است که می¬توانند به¬راحتی در نرم¬افزارهایی مانند20-sim ,symbols2000, ms1 به¬کار گرفته¬شود؛ بنابراین با استفاده از خواص ساختاری باندگراف، معادلات حالت به صورت سیستماتیک استخراج و با استفاده از روشهای عددی مناسب حل می¬شوند و نیاز به استخراج معادلات به¬صورت دستی و حل آنها مرتفع می¬گردد. در گام بعدی، میدان¬های جدید برای مدل¬سازی یک سیستم عملگر گاز سرد آزمایشگاهی مورد استفاده قرار گرفتند. بعد از اطمینان از صحت مدل¬سازی، از مدل به¬دست آمده جهت به¬دست آوردن روابط افزونگی تحلیلی و طراحی سیستم پایش و جایابی عیب در غیاب عدم¬قطعیت¬ها استفاده شد. در گام آخر نیز به¬منظور درنظر گرفتن عدم¬قطعیت در سیستم¬های تراکم¬پذیر و به¬دست آوردن آستانه¬های تطبیقی، فرم عدم¬قطعیت lft برای میدان ظرفیتی c و میدان نازل آیزنتروپیک r توسعه داده¬شد. روابط افزونگی تحلیلی برای محاسبه مانده¬ها و آستانه¬های تطبیقی، از مدل باندگراف استخراج ¬شدند و سپس از روی روابط به¬دست آمده، مقادیر عددی مانده¬ها و آستانه¬های تطبیقی محاسبه شدند. نهایتا از طریق نتایج آزمایشگاهی نشان داده¬شد میدان جدید ke بعلاوه فرم¬های lft توسعه¬یافته، قادر به آشکارسازی و جایابی عیب در سیستم تراکم¬پذیر هستند.

در این پژوهش، مسئل? مدل سازی و کنترل شش-درجه آزادی حرکت کوپل شده پرواز آرایشی ماهواره ها در حضور اغتشاشات مداری مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا مدل جدیدی برای توصیف حرکت نسبی دورانی و انتقالی در پرواز آرایشی ماهواره ها ارائه شده است. در قدم بعدی، بر پای? این مدل، سه کنترل کنند? غیرخطی جدید برای سیستم طراحی گردیده است. اثبات پایداری تمامی کنترل-کننده های ارائه شده در این پژوهش به صورت کامل تشریح گردیده و درنهایت، با شبیه سازی عددی آن ها، به صحت سنجی روش های پیشنهادی پرداخته شده است.