در این مقاله مساله کنترل بهینه زمانی برای حرکت نقطه به نقطه یک بازوی مکانیکی رباتی با مفاصل الاستیک، ورودیهای کنترلی محدود و قید تکانه در طول مسیر حرکت مطالعه می شود. ابتدا معادلات دینامیکی و قید تکانه برای یک بازوی با مفاصل الاستیک استخراج می شود. سپس معادله قید و معادلات حرکت در شکل فضای حالت با استفاده از روش اختلاف به جلو منفصل می گردد. بدین ترتیب مساله کنترل بهینه زمانی به صورت یک مساله بهینه سازی با پارامترهای محدود تبدیل می شود. از جعبه ابزار بهینه سازی MATLAB برای حل مساله بهینه سازی با قیود مساوی و نامساوی استفاده می شود. این روش باعث راحتتر شدن پیاده سازی و حل مساله کنترل بهینه زمانی با قید تکانه می گردد. روش ارایه شده برای یک بازوی مکانیکی یک عضوی با مفصل الاستیک پیاده سازی شده و برخی از نتایج ارایه گردیده است. نتایج حاصل نشان می دهد که حرکت یک بازوی مکانیکی رباتی در صورت وجود قید تکانه نرم تر بوده که این خود باعث کاهش ارتعاش مکانیکی و کاهش سایش در مفاصل می گردد.

مسئله ردیابی مسیرهای زمانی مرجع یکی از مسائل مهم و مورد توجه در زمینه کنترل ربات های متحرک چرخ دار به شمار می رود. در این مقاله، مسیله کنترل ردیابی مسیر زمانی مرجع در حضور نامعینی های ساختاری، قیود غیرهولونومیک و اغتشاشات خارجی برای ربات متحرک چرخ دار تراکتور-تریلر، تا حد قابل توجهی حل شده است. طرح پیشنهادی بر این اساس است که ابتدا معادلات فضای حالت تراکتور-تریلر از معادلات دینامیک و سینماتیک آن استخراج و به یک فرم همبسته بیان شده است. در ادامه، با در نظرگرفتن معادلات فضای حالت سیستم، الگوریتم کنترلی مورد نظر متشکل از دو حلقه کنترلی خارجی و داخلی ارایه شده است، به این ترتیب که ابتدا با انجام خطی سازی فیدبک ورودی-خروجی، قانون کنترل در حلقه داخلی به فرم فیدبک غیرخطی تولید شده است که این الگوریتم به طور پیوسته، حذف دینامیک های غیرخطی سیستم را بر عهده دارد. سپس، با استفاده از ترکیب خروجی تولید شده در مرحله خطی سازی با الگوریتم کنترلی مد لغزشی ترمینال و طراحی یک کنترل کننده عصبی مقاوم تطبیقی زمان محدود در حلقه خارجی، عملکرد صحیح و سریع سیستم حلقه بسته در حضور نامعینی ها تضمین شده است. الگوریتم کنترلی پیشنهادی درنهایت، کران داری سیگنال های حلقه بسته و همگرایی دقیق خطای ردیابی در زمان محدود را تضمین نموده است. در پایان، میزان اثربخشی طرح پیشنهادی، از طریق تیوری لیاپانوف تعمیم یافته و شبیه سازی با استفاده از نرم افزار متلب اثبات و ارایه شده است.

اگرچه پایداری و پایدارسازی سیستم های سوئیچ ضربه ای در سالیان اخیر مورد توجه قرار گرفته است ولی همچنان مسائلی مانند اشباع محرک ها بطور کامل بررسی نشده است. این مقاله، پایدارسازی نمایی کلاسی از سیستم های سوئیچ ضربه ای غیرخطی را بررسی می کند که منابع مختلفی از نایقینی های صفرنشونده را در بردارد و در آن سیگنال کنترل دارای نُرم محدود است. به دلیل محدود بودن سیگنال کنترل، پایداری محلی مورد توجه این مقاله می باشد. به منظور استخراج شرایط پایداری محلی، در ابتدا برای یک مدل جامع تر از سیستم های سوئیچ ضربه ای، بر اساس تکنیک توابع لیاپانوف چندگانه و حداقل زمان مابین دو سوئیچ متوالی، شرایط کافی تحت هر قاعده سوئیچ دلخواه ارائه می گردد. شرایط بیان شده خود نیز به صورت محلی بوده که نسبت به تکنیک های سراسری موجود، شانس دستیابی به هدف را بیشتر می نماید. همچنین برخلاف تکنیک های رایج در توابع لیاپانوف چندگانه، این مقاله همگرایی به یک کران غایی به اندازه کافی کوچک را در نظر دارد چرا که نایقینی های مورد نظر صفرنشونده می باشند. در ادامه، نتایج حاصل از مدل جامع به سیستم مورد نظر اعمال شده و شرایط کافی پایداری به شکل نامساوی های ماتریسی خطی و دوخطی بیان می گردد. پس از این، به منظور رسیدن به پارامترهای سیگنال کنترل پایدار کننده به همراه بزرگترین ناحیه همگرایی و کوچکترین کران غایی، یک مسأله بهینه سازی معرفی شده است. در نهایت، با بیان چند مثال، کارایی روش ارائه شده نشان داده شده است.

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.

یکی از عوامل مهم به منظور پایدارسازی شناورهای زیردریایی خودگردان در نظر گرفتن غیرخطی گری بالای محیط اطراف این سیستم ها می باشد. در این مقاله، ابتدا پایداری سراسری زمان محدود شناور زیردریایی خودگردان با شش درجه آزادی بدون ورودی غیرخطی بر اساس کنترل کننده زمان محدود تناسبی-مشتقی، ارائه شده است. کنترل کننده مدنظر ساده تر بوده و با مدل سازی پارامترها سروکار نداشته بنابراین به سهولت قابل اعمال می باشد. پایداری سیستم با روش مستقیم لیاپانوف، اصل تغییرناپذیری لاسال و روش همگن هندسی، تضمین شده است. در ادامه پایداری سراسری زمان محدود شناور زیردریایی با ورودی غیرخطی ناحیه مرده، نامعینی و اثرات ناشی از نویز با استفاده از روش مستقیم لیاپانوف و لم پایداری زمان محدود به اثبات رسیده است. تحلیل های نظری پایداری زمان محدود حالات شناور زیردریایی خودگردان را نشان می دهند و نتایج تحلیل ها توسط شبیه سازی تائید شده است.

طراحی حامل های فضایی که امکان استفاده مجدد را داشته باشند، می تواند به میزان قابل توجهی از هزینه ماموریت های فضایی بکاهد. این حامل ها باید مجهز به موتورهایی باشند که توانایی عملکرد مناسب در رژیم جریان مافوق صوت و ماوراءصوت را داشته باشند. طراحی ورودی هوای این موتورها به عنوان یک چالش کلیدی مطرح می شود. یکی از مهمترین مسایلی که بر کارایی این موتورها تاثیر گذار است، شوک های مایل به وجود آمده در ورودی موتور است. گذر جریان هوا از این شوک ها شرایط را برای احتراق پایدار در موتور فراهم می کند. بهینه سازی کارایی ورودی هوای این موتورها به روش های متعدد انجام می شود. در این مطالعه سعی در بهینه سازی یک ورودی هوای مافوق صوت، با استفاده از روش مگنتوهیدرودینامیک، به عنوان یک تکنیک کنترل جریانی پیشرفته، شده است. تحلیل نتایج این مطالعه حاکی از آن است که پارامتر MFR 62/21 درصد، میانگین دما و بازیابی فشارکل ذرات خروجی به سمت محفظه احتراق به ترتیب 51/10 و 5/14 درصد افزایش و واپیچیدگی جریان 93/18 درصد کاهش می یابد.

یک کنترل کننده درایو با هدف کاهش مصرف انرژی برای موتورهای القایی طراحی شده است. کنترل کننده همواره طوری عمل می کند که گشتاور مورد نیاز موتور را که یکی از ورودی های مرجع کنترل کننده است، با کمترین توان ورودی تولید کند. گشتاور از روی فلوی مغناطیسی روتور و مولفه جریان گشتاورساز استاتور استخراج شده و به سیستم کنترل، اعمال می گردد. به منظور صرفه جویی انرژی، مرجع جریان مغناطیس کنندگی بر پایه مرجع جریان گشتاورساز طوری محاسبه می شود که گشتاور تولیدی همواره در حداکثر بازده تولید شود. وجود یک رگولاتور جریان، تطابق جریان مغناطیس کنندگی واقعی با مقدار مرجع آن را تضمین می کند و موجب می شود که موتور همواره، حتی در لحظات گذرا و صرف نظر از بار اعمالی، گشتاوری پایدار تولید کند. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که استفاده از این کنترل کننده برای کاربردهایی نظیر آسانسور و خودروهای برقی مناسب می باشد.

در این تحقیق رفتار دینامیکی مکانیزم ایمنی مربوط به یک کنترل کننده به کمک روش اجزا محدود سه بعدی شبیه سازی شده و مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. این تحقیق بر روی کنترل کننده مربوط به پرتابه های با شتاب بالا تمرکز دارد. این کنترل کننده از نوع مکانیکی بوده و در نوک پرتابه قرار می گیرد. در این مکانیزم قطعات به دو دسته صلب و تغییرشکل پذیر تقسیم می شوند. قطعه تغییرشکل پذیر در نرم افزار آباکوس و قطعات صلب در نرم افزار آدامز شبیه سازی می شوند. هدف از انجام این تحقیق بررسی نحوه تغییر شکل پلاستیک قطعه تغییر شکل پذیر یعنی رینگ ایمنی و شبیه سازی عمل چرخیدن روتور یا انجام عمل مکانیزم ایمنی و مدت زمان مورد نیاز برای انجام آن می باشد. همچنین به دست آوردن زمان و سرعت زاویه مورد نیاز برای آغاز باز شدن رینگ ایمنی و بیرون آمدن پین ایمنی و سرعت زاویه متناظر با شروع چرخش روتور که سوراخ آن با محور سوزن یا سوراخ راهنما همراستا می شود، به عنوان پارامترهای مهم در مکانیزم ایمنی مطرح بوده و مورد بررسی قرار می گیرند.

در این تحقیق رفتار دینامیکی مکانیزم خودتخریب مربوط به یک کنترل کننده به کمک روش اجزا محدود سه بعدی در نرم افزار آدامز شبیه سازی شده و مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. این تحقیق بر روی کنترل کننده مربوط به پرتابه های با شتاب بالا تمرکز دارد. این کنترل کننده از نوع مکانیکی بوده و در نوک پرتابه قرار می گیرد. هدف از انجام این تحقیق، بررسی نحوه عملکرد مکانیزم خودتخریب یعنی حرکت قطعات سوزن و ساچمه ها به سمت بالا و بازگشت آن ها می باشد. همچنین بدست آوردن زمان و سرعت زاویه ای آغاز حرکت قطعات سوزن و ساچمه ها به سمت بالا و نیز بازگشت آن ها که پارامترهای مهمی در این مکانیزم هستند، مورد بررسی قرار می گیرند. در پایان، موارد رخ داده در خلال این شبیه سازی از نظر کیفی با اطلاعات موجود مقایسه شده است. این مقایسه درستی این شبیه سازی را تایید می نماید.