وبلاگ

:
در این پروژه در ابتدا برای آشنایی هر چه بیشتر با مطالب موجود، سعی بر ارائه تعاریف پایه و مفاهیم عمومی در زمینه آشوب و كنترل و سنكرونیزاسیون تطبیقی سیستم های Chaotic گردید. مثل تعریف دینامیك غیرخطی آشوب و تعریف مربوط به روشهای سنكرونیزاسیون كه در ادامه نیز اشارهای بسیار مختصر به آن می شود.
از مهمترین شناسه های سیستم آشوب می توان به موارد زیر اشاره كرد:
1- حساسیت بسیار بالا به شرایط اولیه
2- حساسیت بسیار بالا به تغییر پارامترهای سیستم
3- تأثیر فیدبك خروجی بر ادامه فعالیتهای سیستم
با آغاز بحث آشوب در سیستمهای غیرخطی و كنترل آن، روشها و نظریات و تئوریهای كنترلی گوناگونی اعم از خطی و غیرخطی در این زمینه پیشنهاد و ارائه گردید؛ نظیر:
– كنترل فیدبك خطی
– كنترل فیدبك با تأخیر زمانی

– كنترل بازگشتی یا Back Stepping Control

– متغیرهای لغزشی و…
یكی از مباحث مطرح شده در زمینه فوق، مبحث كنترل تطبیقی و یكسان سازی سیستمهای آشوب است كه كماكان مسائل زیادی را برای طرح و تحقیق و ارائه در خود جای داده است.
تحقیقات و بررسیهای بسیاری در زمینه كنترل تطبیقی و یكسان سازی سیستمهای دینامیكی آشوب صورت گرفت و نتایج مطلوبی حاصل گردید كه در اغلب آنها “روش كنترل تطبیقی، “تئوری پایداری لیاپانف”، “طراحی تخمینگر پارامترهای مجهول” و… نقش محوری را بر عهده داشتند.
Chen,Ch.Hua,Pikovsky,Fradkov,Coworker و… ازجمله محققانی بوده اند كه تلاشهای بسیاری در زمینه تجزیه و تحلیل موضوع مورد اشاره انجام دادند كه نتایج بررسیهای برخی از این محققین ارائه و روشهای بكار گرفته شده توسط هر كدام كه گاه باهم شباهتها و تفاوتهایی داشتند با یكدیگر مقایسه گردید.از این موارد می توان نمونه های زیر را نام برد:
– پیاده سازی قانون كنترل تطبیقی و سنكرونیزاسیون آشوب به سیتمهایی نظیر Arneodo
– طراحی و پیاده سازی كنترل تطبیقی و سنكرونیزاسیون سیتم آشوب Chen (کلیه پارامترها نامعین)
– شناسایی پارامتر و كنترل سیستم Unified Chaotic با دیدگاه كنترل تطبیقی
– اعمال روش قانون كنترل تطبیقی سنكرونیزاسیون سیستم unified با سویچ متناوب پیوسته تأخیردار
– طراحی و پیاده سازی كنترل كننده تطبیقی خالص برای سنكرونیزاسیون سیستم لرنز
در تمام این موارد نتایج شبیه سازی ارائه شده، مهر تأییدی بر اجرای موفق طراحی ها بود.
بعد از آشنایی مقدماتی در واقع تعریف مسأله در زمینه سنكرونیزاسون تطبیقی آشوب بصورت زیر مطرح گردید:
با توجه به اینكه سنكرونیزاسیون تطبیقی آشوب به معنای طراحی قانون كنترل بر اساس روش تطبیقی با هدف یكسان و همانند سازی دو سیستم آشوب یكسان (كه اغلب با نامهای Drive & Response Systems و یا Master & Slave Systems معرفی می شوند) با شرایط اولیه مختلف یا یكسان سازی دو سیستم آشوب با دینامیك مختلف می باشد:
“چگونه قانون كنترل u براساس روش كنترل تطبیقی با هدف سنكرونیزاسیون سیستمهای آشوب گونه -كه در حقیقت یكسان سازی سیستمهای غیرخطی آشوب با مدل نامعین(با پارامترهای مجهول) با دینامیك یكسان و شرایط اولیه مختلف یا با ساختار دینامیكی متفاوت و به فرم كلی x(t)=A.x(t)+f(x در ناحیه پایداری آنهامی باشد، طراحی و پیاده سازی شود؟”
در واقع طراحی قانون كنترل تطبیقی برای سنكرونیزاسیون را می توان به دو دسته طبقه بندی كرد:
1- طراحی كه نیاز به مدل دقیق ریاضی و مشخص سیستم دارد و كنترل طراحی شده اغلب ساده است.
2- طراحی قانون كنترل برای سیستمهایی كه همه یا بخشی از اطلاعات مربوط به سیستم ناشناخته و نامعین (مجهول) می باشد كه معمولا منجر به طراحی یك قانون كنترل پیچیده می گردد.
با توجه به اینكه در كاربردهای عملی، اغلب مدل ریاضی دقیق سیستم قابل دسترس نمی باشد لذا علاقه محققان به اجرایی ساختن كنترل كننده های موثر و ساده افزایش پیدا كرده و توجه فراوانی را معطوف خود داشته است.

:
عمده ترین سلاح در حوزه سیستم های دفاع هوایی زمین پایه، موشک های زمین به هوا می باشند. برای درگیری در فاصله های بیش از چند کیلومتر موشک های زمین به هوا به سرعت جایگزین توپ های ضدهوایی می شوند. بهره مندی از مزیت استفاده این موشک ها در این فواصل لوازم دقیقی را می طلبد. برای مثال جهت تاثیر بیشتر، سرجنگی موشک های زمین به هوا در فاصله حدود 5 تا 20 متری اهداف باید منفجر شوند، اندازه این فاصله به مشخصات سرجنگی و آسیب پذیری اهداف وابسته می باشد. برای یک موشک زمین به هوا که در فاصله 30 کیلومتری هدف می باشد فاصله شعاعی 10 متری بین سرجنگی و هدف تحت زاویه 0/33 میلی رادیان (0/02 درجه) تعبیر می شود. با اطمینان کامل می توان گفت که بدون داشتن بعضی انواع هدایت حلقه بسته برای تصحیح مسیر گلوله در طول پرواز، به چنین دقتی نمی توان رسید.

فصل اول

اصول هدایت موشک های سطح به هوا
عمده ترین سلاح در حوزه سیستم های دفاع هوایی زمین پایه، موشک های زمین به هوا می باشند. برای درگیری در فاصله های بیش از چند کیلومتر موشک های زمین به هوا به سرعت جایگزین توپ های ضدهوایی می شوند. بهره مندی از مزیت استفاده این موشک ها در این فواصل لوازم دقیقی را می طلبد. برای مثال جهت تاثیر بیشتر، سرجنگی موشک های زمین به هوا در فاصله حدود 5 تا 20 متری اهداف باید منفجر شوند. اندازه این فاصله به مشخصات سرجنگی و آسیب پذیری اهداف وابسته می باشد. برای یک موشک زمین به هوا که در فاصله 30 کیلومتری هدف می باشد فاصله شعاعی 10 متری بین سرجنگی و هدف تحت زاویه 0/33 میلی رادیان (0/02 درجه) تعبیر می شود. با اطمینان کامل می توان گفت که بدون داشتن بعضی انواع هدایت حلقه بسته برای تصحیح مسیر گلوله در طول پرواز، به چنین دقتی نمی توان رسید.
این فصل برخی از مفاهیم اولیه را که در تحلیل دقت هدایت فاز نهایی به کار می روند معرفی می نماید این مفاهیم به آخرین ثانیه های مواجهه موشک با هدف اشاره می کند. مدل های هدایت بر روی خط دید (LOS) و هدایت ناوبری تناسبی (PN) شرح داده می شوند. از این مدل ها می توان به عنوان پایه هایی برای شبیه سازی ها استفاده کرد، که این شبیه سازی ها به نوبه خود برای مطالعه میزان خطای برخورد ناشی از اغتشاشاتی نظیر: مانورهای هدف، شتاب های محوری هدف، از دست دادن مکرر فرمان های هدایتی، خطاهای نشانه روی موشک، با یأس اندازه گیری و نویز ردگیری به کار می رود.

وجود سر و صدای ناخواسته در جوامع شهری و صنعتی جلوه دیگری از آلودگیهای زیست محیطی است كه تاثیر آزار دهنده در محیط كار و زندگی افراد دارد.
از این نوع آلاینده ها كه با بسیاری از صنایع مرتبط است با عنوان نویزهای صوتی یاد می شود. این آلایش ها اگر به شكل مناسب كنترل نشوند می توانند عوارض متعددی را برای افراد حاضر در محیط پدید آورند. دو عارضه مستقیم برای نویز صوتی ذكر شده است، عارضه اول آن است كه نویز صوتی در كوتاه مدت موجب خستگی ذهنی شنونده می شود و تمركز او را كاهش م یدهد كه این امر اغلب موجب تاثیر گذاری بر عملكرد افراد، پریشانی و حواس پرتی ایشان می گردد. عارضه دوم كه تنها در اثر قرار گرفتن دراز مدت در محیط دارای نویز صوتی با دامنه بالا بوجود می آید كاهش قدرت شنوایی افراد را بدنبال خواهد داشت. برای كنترل نویز صوتی دو روش كلی مورد استفاده قرار می گیرد كه از آنها با عناوین كنترل غیر فعال و كنترل فعال نویز (ANC) یاد می شود.
ایده كنترل غیر فعال، روش سنتی برای كنترل و كاهش نویز صوتی می باشد. در این روش محفظه، مانع و مواد جاذب صوت برای كاهش نویز ناخواسته بكار گرفته می شود. مواد جاذب صوت غیر فعال معمولا در اگزوزهای موتورهای احتراق داخلی كاربرد دارد. در حالیكه عای قهای صوتی مقاومتی بیشتر در فن داخل لوله استفاده می شود. مواد جاذب صوت، تضعیف صوت قابل توجهی در محدوده فركانسی بالای 500 هرتز ایجاد می نمایند و در فركانس های پائین قابلیت خود را از دست می دهد. در عمل ثابت شده است كه ضخامت عایق صوتی كه باید استفاده شود با طول موج صوت حذف شونده دارای نسبت مستقیم است.

در فركانس های پائین بدلیل بلند بودن طول موج های صوتی، استفاده از محفظه های سنگین، مواد جاذب صوت ضخیم و حجیم و خفه

 كننده های بزرگ جهت كنترل نویز ضروری می باشد. در نتیجه كاربرد كنترل كننده های غیر فعال نویز پرهزینه، حجیم، مشكل و غیر موثر است.

در روش كنترل فعال نویز برخلاف روش كنترل غیر فعال سعی نمی شود كه با استفاده از مواد جاذب، نویز تضعیف گردد بلكه هدف آن است كه نویز صوتی دیگری با همان دامنه و فركانس نویز اصلی اما با فاز مخالف ایجاد شود تا در اثر تركیب آن با نویز اولیه، نویز صوتی حذف شده و یا حداقل تا حد قابل ملاحظه ای تضعیف گردد.
روش كنترل فعال نویز توسط Paul Leug در سال 1936 میلادی اختراع شد و به ثبت رسید. اولین بار سیستم كنترل فعال نویز بر روی یك لوله كه از نظر صوتی دارای ساده ترین مدل می باشد پیاده شد. این پیاده سازی اولین گام در جهت رسیدن به سیست مهای عملی امروز بود. در این آزمایش با فرستادن یك سیگنال مزاحم یا نویز از ابتدای لوله و پخش سیگنالی دیگر با همان دامنه و فركانس نویز اصلی با فاز مخالف از طریق یك بلندگو كه باز هم در ابتدای لوله نصب شده است سعی بركاهش نویز و حداقل نمودن خطا با استفاده از سیگنال دریافتی از میكروفن خطا در انتهای لوله می باشد. این سیستم یكی از سیستم های عملی و ساده در آزمایشگاهها برای آزمون روش كنترل فعال نویز است.
بسیاری از فرآیندهای تجاری و صنعتی كه از نزدیك با افراد ارتباط دارند آلودگی بالایی از لحاظ شنیداری ایجاد می كنند و این موضوع از جمله نكاتی می باشد كه موجب گستردگی توجه به كاربرد سیستم های كنترل فعال نویز صوتی (ANC) شده است. بسیاری از صنایع، كارخانجات، سیست مهای حمل و نقل و… در عمل با آلودگی بسیاری همراه هستند و به همین دلیل تامین سلامتی افرادی كه با این سیستم ها سروكار دارند یكی از اهداف كنترل فعال نویز است.
سیستم های كنترل فعال نویز (ANC) كاربردهای زیادی در صنعت دارند كه از آن جمله به كاربرد آن در صنایع حمل و نقل و وسایل نقلیه شامل اتومبیل، وانت، كامیون، صنایع خودروهای زمینی، خودروهای نظامی، هواپیما (بخصوص نوع ملخی آن)، هلیكوپتر اشاره كرد. همچنین در سایر كاربردهای صنعتی نظیر كانال ها و دستگاههای تهویه هوا، فن ها، كانا لهای هوای صنعتی، دودكش ها، ترانسفورماتورها، كمپرسورها، پمپ ها، تونل های باد، یخچال، ماشین لباسشویی، جاروبرقی، كوره ها، رطوبت گیرها، كابین های اداری، ناحیه های آرام (ایزوله) بلحاظ صدا، گوش یهای محافظ و گوشی تلفن می توان اشاره كرد. توضیحات بیشتر در مورد كاربردهای سیستم های ANC و محدودیتهای موجود برای كاربرد آنها در حال و آینده در [HAN04] ارائه گردیده است.

:

با معرفی تلفن ھمراه، در اوایل دھه ی ھشتاد میلادی به عنوان یک وسیله ارتباطی ھمگانی، سیر صعودی بھره مندی از این گونه سیستمھا با رشد ھمراه بود. با گسترش استفاده از سیستمھای مخابرات سیار و شبکھھای بیسیم، بخصوص در شھرھای بزرگ و مکان ھای پر رفت و آمد، مشکل کمبود ظرفیت نمایان شد. این کمبود با بالا رفتن توقع کاربران در کیفیت و تنوع سرویسھای ارائه شده، نمود بیشتری پیدا

 کرد. استفاده از مخابرات باند پھن تا حدودی این مشکل را حل کرده است، ولی در اکثر سیستمھای مخابراتی و اطلاعاتی، طراحان با کمبود پھنای باند و افزایش تداخل روبرو ھستند.

استفاده از آنتنھای آرایه ای تطبیقی در سیستمھای مخابراتی بیسیم و سیار سلولی، مشکلات ناشی از تداخل ایجاد شده را کاھش میدھد. با استفاده از آنتنھای آرایھای تطبیقی و تغییر وزن ھا، میتوان الگوی تشعشعی را در جھت سیگنال مطلوب و صفرھا را در جھت سیگنالھای مزاحم شکل دھی نمود. برای دستیابی به الگوی تشعشعی در جھتی خاص و نحوهی كنترل و وزن دھی عناصر آرایه، الگوریتم ھای تطبیقی زیادی وجود دارد. این الگوریتم ھای تطبیقی به دو صورت است:
1- الگوریتم ھایی که نیاز بھ یک سیگنال مرجع یا رشته آموزشی دارند و به اصطلاح الگوریتم ھای مبتنی بر رشته ی آموزشی گفته میشوند.
2- الگوریتم ھایی که نیاز به یک سیگنال مرجع یا رشته آموزشی ندارند و با استفاده از الگوریتم ھای DOA، جھت ورود سیگنال به آرایه تخمین زده میشود و سپس از این اطلاعات در تعیین وزنھای آرایه استفاده میشود، به این الگوریتمھا، الگوریتمھای کور گفته میشود.
با استفاده از الگوریتم ھای مناسب تخمین جھت ورود سیگنال، میتوان به تخمینھای قابل قبولی رسید. با معلوم بودن جھت سیگنال کاربر، دامنه و فاز سیگنالھای دریافتی، باعث تقویت سیگنال مطلوب و تضعیف تداخل میشوند و این خود باعث بھبود عملکرد و افزایش ظرفیت میشود.

:
رادار، سیستمی الکترومغناطیسی است که برای تشخیص و به دست آوردن موقعیت اشیا به کار می رود. این دستگاه موج خاصی از خود متصاعد می کند (به عنوان مثال به شکل مدولاسیون پالسی با یک موج سینوسی). این موج پس از برخورد با جسم موردنظر برمی گردد. این موج را اکو می نامیم رادار با پردازش اکو اطلاعاتی از جسم به دست می آورد.
رادار مخفف کلمات Radio Detection & Ranging است و برای اولین بار در جنگ جهانی دوم برای تشخیص هواپیماهای دشمن و نشانه گیری سلاح های ضد هواپیما به کار گرفته شد. رادارها برای شناسایی اجسامی به کار می روند که چشم ما قادر به دیدن آنها نیست. مثلا اجسام در فواصل دور یا اجسام در مه. این یکی از مهمترین کاربردهای رادار است. یک رادار ابتدایی از یک فرستنده، آنتن گیرنده و یک آشکارساز انرژی تشکیل شده است.
رادارها در زمین، هوا و دریا استفاده می شوند. در ادامه به چند مورد از کاربردهای رادار اشاره می کنیم:

• کنترل ترافیک هوایی

• ناوبری هواپیما

• کاربردهای هواشناسی

• امنیت کشتی ها

• کاربردهای فضایی

• کنترل سرعت در جاده ها

• کاربردهای نظامی که تقریبا بیشترین استفاده از رادار در این قسمت است.

• 

•  

کارکردهای اصلی رادار:

• تشخیص وجود جسم

• تشخیص فاصله جسم: این کار معمولا به کمک اندازه گیری زمان رفت و برگشت موج انجام می شود.

• تشخیص ثابت یا متحرک بودن جسم: این کار به کمک دنبال کردن جسم یا استفاده از اثر داپلر انجام می شود.

• تشخیص سرعت جسم: در واقع هر سیستم راداری که قادر به تشخیص فاصله باشد، به کمک یک حافظه می تواند سرعت جسم را تعیین کند. اما معمولا از اثر داپلر استفاده می شود.

• دنبال کردن جسم.

از آنجا که امواج HF (فرکانس 3 تا 30 مگاهرتز) پس از برخورد با یونیسفر منعکس می شوند، از رادارهایی که فرکانس آنها در محدوده HF است و به رادارهای فرکانس بالا و یا HF رادار معروف هستند برای بررسی فواصل خیلی زیاد استفاده می شود. از سویی دیگر همان گونه که بعدا خواهیم دید در بررسی سطح اقیانوس ها باید طول موج امواج ارسالی توسط رادار دو برابر طول موج امواج اقیانوس باشد و با توجه به طول موج امواج HF بهترین گزینه برای بررسی سطح اقیانوس ها HF رادارها می باشند.
HF رادارها در زمینه های مختلفی از جمله مشاهده جریان های اقیانوس به کار برده می شوند. این مشاهده برای دنبال کردن اجسام متحرک بر روی آب، تشخیص جریان های گردابی، نظارت بر یخ دریاها، اخطار برای وجود سونامی و نظارت بر آلودگی های دریا به کار می روند.
رادارهای فرکانس بالا در دو مد امواج – آسمانی و امواج – زمینی کار می کنند. در رادارهای امواج – آسمانی، رادار مانند ایستگاه های مخابراتی HF امواج را در یک زاویه باریک در سطح افق و در یک زاویه عمودی بزرگ بین 5 تا 25 درجه منتشر می کنند. امواج تابیده شده با زاویه عمودی کم تا زاویه بزرگ بحرانی (که به فرکانس امواج ارسالی و چگالی الکترون های یونیسفر وابسته است) بازتاب می شوند به طوری که به سمت زمین برگشت داده می شوند.
با توجه به اهمیت رادارهای فرکانس بالا و ویژگی های منحصر به فرد آن، در این سمینار سعی شده تا در فصل دوم ویژگی های کلی رادارهای فرکانس بالا بررسی شود. در آن فصل ابتدا انواع روش های بکارگیری این رادار شرح داده می شود و سپس با تفصیل بیشتری به نحوه عملکرد رادارهای موج – آسمانی و چگونگی شکست امواج HF در اثر برخورد با یونیسفر تشریح می گردد و رابطه مربوط به شکست این امواج ارائه می شود. در ادامه این فصل نحوه عملکرد رادارهای موج – زمینی بیان شده و رابطه طول موج ارسالی و طول موج امواج اقیانوس شرح داده می شود.
در فصل سوم چند نوع از رادارهای فرکانس بالا و کاربردهای آنها شرح داده می شود و در فصل چهارم روش اندازه گیری ارتفاع و جهت امواج دریاها توسط رادارهای فرکانس بالا شرح داده می شود. در فصل پنجم روش آشکارسازی سونامی که یکی از کاربردهای مهم رادارهای فرکانس بالا در سال های اخیر است بیان می شود.