روش های جبری تخمین عیب بر اساس مشاهده گرهای ورودی نامعلوم، با فرض برقراری شرط تطابق بین خروجی و ورودی نامعلوم قابل پیاده سازی هستند. شرط تطابق کاربردهای عملی این روش ها را محدود می کند. در این مقاله روشی برای تخمین عیب ارائه شده که نیازی به برقراری شرط تطابق نیست. بر خلاف روش های معمول در روش ارائه شده در این مقاله نیازی به تخمین خروجی کمکی، برای تخمین عیب برای سیستم های با ورودی نامعلوم نامنطبق نمی باشد. در روش پیشنهادی ابتدا ورودی نامعلومی به دو ورودی منطبق و نامنطبق تقسیم شده و سپس با فرض وجود مدل دینامیکی برای ورودی نامعلوم نامنطبق و اضافه کردن این مدل به مدل اصلی، سیستم جدیدی حاصل شده که تنها دارای ورودی نامعلوم منطبق است. برای سیستم جدید که شرایط تطابق برای ورودی نامعلوم آن صدق می کند، با استفاده از استراتژی حذف کامل اثر ورودی نامعلوم، مشاهده گر مرتبه کاملی طراحی شده که قادر است تمام متغیرهای حالت را تخمین بزند. برای تخمین عیب از قانون تطبیق سریع بهره برده شده که شرایط پایداری و وجود آن توسط قیود LMI بیان گردیده است. در انتها کارایی روش پیشنهادی با حل یک مثال عددی بر روی تک لینکی با مفصل انعطاف پذیربررسی شده است.

در این مقاله به طراحی یک سیستم آشکارساز عیب مقاوم با تلفیق باندگراف و مشاهده گر ورودی نامعلوم پرداخته شده است. روش پیشنهادی یک سیستم آشکارساز عیب دو مرحله ای بوده که در هر مرحله برخی معیارهای مطلوب یک سیستم تشخیص عیب در نظر گرفته می شود. در مرحله اول، مبتنی بر مدل باندگراف، معادلات فضای حالت بر اساس متغیرهای انرژی استخراج شده و با استفاده از مشاهده گر ورودی نامعلوم حالت ها و خروجی های سیستم به نحوی تخمین زده می شوند که نسبت به اغتشاشات وارده به سیستم بی تاثیر باشند. سپس با استفاده از فرم روابط تحلیلی افزونگی بر حسب خطای تخمین خروجی که شامل تاثیر عیب بوده و تاثیر اغتشاش در آن برطرف شده است به آشکارسازی عیب پرداخته می شود. به منظور آشکارسازی عیب از آستانه تطبیقی استخراج شده از جمله نامعین روابط تحلیلی افزونگی بر حسب خطا استفاده می شود. نتایج شبیه سازی برای یک سیستم تعلیق فعال خودرو نشان دهنده عملکرد بسیار مناسب روش پیشنهادی است.

کنترل آرایش متغیر با زمان سیستم چندعاملی برای اجسام پرنده بدون سرنشین در ساختار رهبر-پیرو در این مقاله مورد مطالعه قرارگرفته است. فرض بر این است که تعداد عوامل در حین حرکت تغییر می کند. با تغییر تعداد عوامل، آرایش مطلوب نیز، به صورت چندضلعی های منتظم با اضلاع ثابت به گونه‫, ای تغییر می‫, ‫, یابد که فاصله نسبی پیروهای همسایه از یکدیگر ثابت نگه داشته شود. یک کنترل کننده دو حلقه ای ارایه شده است که در آن، حلقه داخلی با استفاده از قانون کنترل خطی ساز بازخورد، دینامیک عوامل را خطی می کند. حلقه بیرونی نیز، یک کنترل کننده بازخورد حالت انتگرالی است که از بردار موقعیت نسبی و سرعت نسبی همسایگان برای حفظ آرایش در اجماع بهره می برد. پیروها از مسیر رهبر اطلاعی ندارند و فقط با حفظ فاصله نسبی نسبت به همسایگان خود آرایش را حفظ و رهبر را دنبال می کنند. ضرایب کنترلی به صورت غیر برخط و با حل معادله جبری ریکاتی و بر اساس قضیه گراف تعیین می شود و لذا نیازی به تنظیم برخط ضرایب نیست. پایداری سیستم حلقه بسته تحت قانون کنترل پیشنهادی از طریق قضیه پایداری لیاپانوف بررسی شده و شبیه سازی های مختلفی برای نشان دادن توانایی کنترل کننده پیشنهادی انجام شده است.

در این مقاله به طراحی و پیاده سازی عملی رویت گر حالت توسعه یافته بر روی دستگاه آزمایش سیستم تعلیق یک چهارم خودرو با مکانیزم مک فرسون در مقیاس واقعی و مجهز به حسگرهای متعدد پرداخته می شود. هدف این الگوریتم، تخمین عدم قطعیت های مدل و ورودی نامعلوم جاده است که منجر به تعیین یک مدل دینامیکی دقیق برای سیستم تعلیق خودرو می گردد. در این روش، جمله هایی که شامل عدم قطعیت های مدل و ورودی های نامعلوم جاده است، به عنوان متغیرهای حالت جدید به سیستم اضافه شده و با استفاده از داده های مربوط به جابجایی های جرم معلق و غیرمعلق، این عدم قطعیت ها و ورودی های نامعلوم تخمین زده می شوند. در ادامه به طراحی یک فیلتر کالمن غیرخطی با ورودی نامعلوم جهت مقایسه با رویت گر حالت توسعه یافته پرداخته می شود. نتایج آزمایشگاهی با داده های واقعی که توام با خطاهای اندازه گیری است، حاکی از دقت بالاتر رویت گر حالت توسعه یافته در ایجاد یک مدل دینامیکی قابل اعتماد برای سیستم می باشد. ضمن اینکه ساختار این رویت گر در مقایسه با فیلتر کالمن با ورودی نامعلوم ساده تر بوده و تنظیم آن راحت تر است و از تعداد خروجی های کم تری استفاده می کند. هر یک از رویت گرهای طراحی شده در ساختار یک سیستم کنترل تعلیق فعال با کنترل کننده بهینه غیرخطی استفاده می شود تا اهداف سیستم تعلیق را برآورده نماید. نتایج شبیه سازی ها به صورت نرم افزار در حلقه در محیط متلب/آدامز، عملکرد مناسب تر کنترل کننده با رویت گر حالت توسعه یافته را نشان می دهند.

در تقاطع­­های راست گوشه سه شاخه یا چهار شاخه کانال­های روباز، مطالعه جدایی جریان بسیار حائز اهمیت می­باشد. برخی پارامترهای موثر در این زمینه نسبت دبی ورودی و عمق جریان می­باشد که در این تحقیق تاثیر نسبت دبی ورودی و نسبت ارتفاع سرریزها (عمق جریان) در الگوی جریان و ابعاد ناحیه جداشدگی به صورت عددی شبیه­سازی شده است. بررسی نتایج مدل عددی نشان داد که مدل k-ω بیشترین مطابقت را با نتایج آزمایشگاهی دارد، به طوریکه میزان خطای شبیه­سازی کمتر از 20% بود. ابعاد ناحیه جداشدگی در کانال­­های اصلی و فرعی با نسبت دبی ورودی رابطه مستقیم داشت. همچنین با افزایش ارتفاع سرریزهای خروجی، عمق جریان افزایش یافت و منجر به کاهش ابعاد ناحیه جداشدگی شد. مطابق نتایج عددی، ابعاد ناحیه جداشدگی در راستای قائم از کف کانال به سطح آب افزایش یافت، به­طوری­که برای نسبت دبی 6/0 و نسبت ارتفاع سرریز 377/0، طول ناحیه جداشدگی در کف کانال، فاصله 1/0 متر از کف و در سطح آب به ترتیب در حدود 60 سانتیمتر، 75 سانتیمتر و 85 سانتیمتر بود. بنابراین از سطح آب به سمت کف کانال طول ناحیه جداشدگی در حدود 29% کاهش یافت.

دیابی آرایش برای سیستم چندعاملی رهبر پیرو نامطمئن در این مقاله مدنظر قرار گرفته است. فرض بر آن است که مسیر حرکت رهبر برای پیروها نامعلوم است و همچنین عدم قطعیت در مدل هریک از عوامل وجود دارد. هدف، طراحی کنترل کننده ای است که ردیابی کنترل آرایش را برای سیستم چند عاملی محقق سازد و نسبت به عدم قطعیت های مربوط به دینامیک هر عامل مقاوم باشد. بدین منظور، یک کنترل کننده مدلغزشی هذلولی با زمان رسیدن محدود بر پایه رویتگر حالت طراحی شده است. رویتگر طراحی شده، رویتگر زنجبره انتگرالی مشتقگیر است. رویتگر به گونه ای طراحی شده که بتواند حالت های سیستم را علیرغم عدم قطعیت های ناشناخته پارامتری مدل و تنها بر اساس اندازه گیری موقعیت عامل ها، بطور مقاوم شناسایی کند. کنترل کننده مد لغزشی نیز با بکارگیری یک سطح لغزش تانژانت هیپربولیکی، وظیفه ردیابی آرایش با ورودی نامعلوم را بر عهده دارد. بررسی تحلیلی و شبیه سازی انجام شده نشان می دهد که زمان رسیدن به سطح لغزش محدود و تابعی از پارامترهای کنترل کننده است. همچنین، ورودی کنترلی نیز محدود و ورودی و حالت ها فاقد چترینگ می باشد.

در این مقاله یک تخمینگر نوین برای تخمین بلادرنگ تأخیر زمانی در سیستم های L. T. I. تک ورودی-تک خروجی، با تأخیر متغیر با زمان و نامعلوم در ورودی کنترلی ارائه شده است. واضح است که تابع تبدیل لاپلاس یک سیستم تأخیردار، شامل یک عامل تأخیر زمانی (عامل نمایی و غیر گویا) است. در این مقاله فرض بر این است که تنها پارامتر نامعلوم و متغیر با زمان در سیستم، پارامتر تأخیر زمانی سیستم است. در راستای طراحی تخمینگر پیشنهادی، ابتدا بایستی به منظور گویاکردن تابع تبدیل سیستم، از یک تقریب پده (Pade) برای عامل نمایی تأخیر زمانی استفاده شود. لذا تابع تبدیل جدید که تقریبی از تابع تبدیل اصلی سیستم است، شامل یک پارامتر (متغیر با زمان) تأخیر زمانی خواهد بود. پس از نوشتن یک تحقق فضای حالت، از تابع تبدیل مذکور و در نظر گرفتن پارامتر تأخیر زمانی به عنوان یک متغیر حالت اضافی، یک سیستم با معادلات حالت غیر خطی تولید خواهد شد. نهایتاً با استفاده از یک فیلتر کالمن (خطی و توسعه یافته برای معادلات حالت خطی سازی شده و غیر خطی) حالت های این سیستم، از جمله تأخیر زمانی سیستم، پیش بینی می شوند. در پایان، نتایج شبیه سازی ها، عملکرد نسبتاً مطلوب تخمینگر پیشنهادی در مواجهه با تأخیرهای متغیر با زمان و نامعلوم را نشان می دهند.

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

در این تحقیق حل عددی معادله های حاکم بر جریان های دوفازی (فشار ترکننده-درجه اشباع ترکننده) در محیط متخلخل و در شرایط همدمایی، با استفاده از ترکیب دو روش المان محدود نامنطبق خطی و گالرکین ناپیوسته پنالتی داخلی ارائه شده است. این ترکیب از مدل عددی برای اولین بار در زمینه مدل سازی جریان های دوفازی به کار رفته است و به عنوان نوآوری این تحقیق تلقی می شود. معادله فشار با استفاده از روش المان محدود نامنطبق به کمک المان های کروزیکس-راویارت خطی ناپیوسته و معادله انتقال غالب درجه اشباع نیز با استفاده از روش های گالرکین ناپیوسته پنالتی داخلی وزنی حل می شوند. استفاده از روش المان محدود نامطبق در حل معادلات جریان موجب شده تا، به دلیل استقرار درجات آزادی روی مرکز وجوه مشترک المان ها، مقادیر فشار و سرعت از تطابق مطلوب تری برخوردار شوند. در این مدل سازی از شرایط مرزی نوع رابین در مرزهای ورودی استفاده شده است و برای گسسته سازی زمانی معادله های همبسته حاکم، از تکنیک حل های متوالی بهره برده شده است. به منظور بهبود وضوح نتایج و حفظ پیوستگی بردار نرمال سرعت در ناپیوستگی ها و ناهمگنی ها، از نگاشت فضای H(div) با کمک المان های خطی راویارت-توماس استفاده می شود. در پایان هر گام زمانی نیز با استفاده از محدودکننده شیب چاونت-جافر اصلاح شده، نوسانات غیرفیزیکی مقادیر درجه اشباع در هر المان حذف می شوند. همچنین به منظور صحت سنجی و بیان کارایی مدل در تسخیر شوک های ناگهانی در محل تماس دو فاز سیال و ناهمگنی ها، به حل مدل های بنجمارک و نمونه پرداخته شده است.