لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

در این مقاله، به طراحی کنترل کننده تحمل پذیر خطا برای ماهواره به منظور ردیابی مسیر مورد نظر و با درنظر گرفتن آسیب ضرب شونده در عملگر پرداخته شده است. برای این منظور از روش معکوس دینامیک غیرخطی استفاده شده و به دلیل عدم وجود تکینگی در نمایش وضعیت به کمک کواترنیون ها، استفاده از آنها در دستور کار قرار گرفته است. پایداری سیستم حلقه بسته نیز توسط روش مستقیم لیاپانوف تضمین شده است. مزیت روش پیشنهادی در این مقاله را می توان در سادگی پیاده سازی، آزادی عمل در تغییر شکل حالت گذرا و نیز اطمینان از پایداری پاسخ حلقه بسته سیستم خلاصه کرد. نتایج شبیه سازی نیز نشان از عملکرد مناسب روش پیشنهادی دارد.

پاسخ دینامیکی سیستم های متصل به آلیاژهای حافظه دار در اغلب موارد رفتار پیچیده ای است که ناشی از خصوصیات ذاتی غیرخطی آنها است. ویژگی های اساسی آلیاژهای حافظه دار مرتبط با رفتار مستهلک شونده و تغییر گسترده در خواص مکانیکی آنها است که به ترتیب ناشی از حلقه های هیسترزیس و استحاله فاز مارتنزیتی است. این خصوصیات منحصربه فرد موجب جلب توجه محققان بسیاری در زمینه های مختلف مهندسی از پزشکی تا هوافضا شده است. یکی از پاسخ های دریافتی از سیستم های متصل به آلیاژهای حافظه دار، رفتار آشوبناک است که منجر به تغییرات گسترده ای در رفتار سیستم می شود. علاوه بر آن، این گونه سیستم ها دارای حساسیت بالایی نسبت به شرایط اولیه هستند، لذا تحلیل آنها با هدف طراحی مناسب بسیار حایز اهمیت است. این مقاله به بررسی رفتار دینامیک غیرخطی و آشوبناک نوسانگر یک درجه آزادی، متصل به آلیاژ حافظه دار، در دمای کاری ثابت و حوزه سوپرالاستیک می پردازد. نیروی اعمالی توسط آلیاژ حافظه دار به وسیله مدل ساختاری برینسون استخراج می شود. از ترکیب معادلات ساختاری آلیاژ حافظه دار و روابط دینامیکی و سینماتیکی حاکم بر سامانه معادله حرکت به دست آمده و با استفاده از روش رانگ-کوتای مرتبه چهار حل می شود. ارتعاشات آزاد و اجباری سامانه تحت تاثیر نیروی تحریک هارمونیک و در گستره وسیعی از فرکانس های تحریک بررسی و در قالب مثال های عددی متنوع ارایه می شوند. ابزارهای شناخت آشوب همچون نمودارهای صفحه فاز، پاسخ زمانی، پاسخ فرکانسی، نمای لیاپانوف و نگاشت پوانکاره برای تعیین نوع حرکت به کار گرفته می شوند. شبیه سازی های عددی انواع گسترده ای از پاسخ های تناوبی، شبه تناوبی و آشوبناک را به ازای مقادیر مشخصی از فرکانس های تحریک نشان می دهند که دلیلی بر اهمیت درک مناسب رفتار این گونه سیستم ها است.

در این مقاله میکروسکوپ نیروی اتمی بر اساس تئوری غیرکلاسیک غیرمحلی مدل سازی شده و ارتعاشات غیرخطی در این سیستم تحلیل و کنترل می شود. در این مدل سازی معادله حاکم بر نانوکانتیلور اویلر-برنولی با در نظر گرفتن غیرخطی هندسی فون کارمن و بر اساس تئوری الاستیسیته غیرمحلی ارینگن با استفاده از اصل همیلتون استخراج می شود. در گام بعد با به کاربردن روش گالرکین، معادله دیفرانسیل حاکم بر دینامیک میکروسکوپ نیروی اتمی در حضور نیروهای جاذبه و دافعه واندروالس به دست می آید. معادله غیرخطی حاکم با استفاده از روش مقیاس های زمانی چندگانه حل شده و تشدیدهای اولیه و ثانویه میکروسکوپ نیروی اتمی مطالعه می شود. در این راستا منحنی های پاسخ فرکانسی و دامنه پاسخ برحسب دامنه تحریک، برای تشدیدهای اولیه، سوپرهارمونیک و ساب هارمونیک به ازای مقادیر مختلف پارامتر غیرمحلی رسم می شود. بر این اساس، نشان داده می شود که تشدیدهای اولیه، سوپرهارمونیک و ساب هارمونیک میکروسکوپ نیروی اتمی به طور چشمگیری تحت تاثیر پارامتر غیرمحلی هستند. نتایج به دست آمده نشان می دهند که استفاده از تئوری غیرمحلی برای تحلیل ارتعاشات غیرخطی میکروسکوپ نیروی اتمی یک ضرورت اساسی است. سپس، علاوه بر تحلیل دینامیکی، با طراحی و به کاربردن کنترلر مقاوم تطبیقی فازی، ارتعاشات آشوبناک در مدل غیرمحلی میکروسکوپ نیروی اتمی به طور کامل کنترل و حذف می شود. برای این کار کنترلر مقاوم تطبیقی فازی به عنوان یک روش قدرتمند به منظور کنترل آشوب در مدل غیرمحلی میکروسکوپ نیروی اتمی استفاده می شود. نتایج به دست آمده در فرآیند طراحی و کنترل میکروسکوپ نیروی اتمی کاربرد دارد.

وارون دینامیک غیرخطی یکی از روش های مطرح در زمینه کنترل دینامیک پرواز است که از توسعه آن به عنوان وارون دینامیک غیرخطی افزایشی (INDI) یاد می شود. بر این اساس، در این مقاله ابتدا مود های غیرخطی تند و کند هواپیما به دو بخش مجزا تقسیم و برای هر یک از بخش ها کنترل جداگانه ای طراحی می گردد که در حلقه خارجی از کنترل کننده PID و در حلقه داخلی از کنترل کننده مود لغزشی استفاده می شود. علاوه بر اثبات پایداری، نتایج شبیه سازی به همراه مقایسه با حالت های مدل مرجع و INDI مرسوم برای هواپیمای بویینگ 747 ارائه می شود.

در این مقاله، قانون کنترلی مقاوم برای دینامیک طولی غیرخطی موشک بر اساس تئوری لیاپانوف و کنترل مدلغزشی برای ردیابی زاویه حمله ارائه شده است. فرض بر این است که در معادلات غیرخطی، نامعینی غیرتطبیقی وجود دارد. در روش پیشنهادی، بهره های کنترل کننده توسط الگوریتم اجتماع ذرات بهینه شده است. برای این منظور تابع هزینه ای با استفاده از خطای ردیابی خروجی تعریف شده است. نتایج شبیه سازی برتری عملکرد کنترل کننده پیشنهادی را نسبت به کنترل کننده معمول PID در حضور نامعینی غیرتطبیقی نشان می دهد.