تقدیم به:
همدل­ترین یارم، همسر مهربانم، دکتر فاطمه آرامش که با تشویق و سماجتش مجال نداد تا کاهشی در تلاشم برای به سرانجام رساندن این تحقیق انجام پذیرد

و
ستارگان همیشه فروزان آسمان زندگیمان
پدر و مادر گرانقدرمان
سـپاس­گـزاری
اکنون که این رساله به پایان رسیده است بر خود فرض می­دانم که از استاد ارجمند جناب آقای پروفسور خالوزاده تشکر ویژه­ای انجام دهم که از ابتدای کار تا به پایان همواره با راهنمایی­های لازم و بسیار مفید و ارزشمند، بنده را در انجام هر چه بهتر کار یاری رساندند. همچنین سپاس ویژه­ای نیز از اساتید محترم جناب آقای پروفسور خیاطیان و جناب آقای دکتر لطف­آور می­دارم که نهایت تلاش و راهنماییهای لازم را برای ارائه هر چه بهتر و خالی از خطا بودن این اثر به انجام رسانده­اند.
چکیده
کنترل غیرخطی بهینه­ جرثقیل­های حامل کانتینر با بهره گرفتن از معادلات ریکاتی وابسته به حالت (SDRE) در حضور اغتشاش باد
به کوشش
وحید رحمانی قلعه
هدف اصلی از انجام این پروژه، طراحی یک کنترل­ کننده­ غیرخطی بهینه به منظور کاهش و تضعیف اثر اغتشاش باد بر تاب خوردن جرثقیل­های حامل کانتینر است. اغلب کنترل­ کننده­ها برای این دسته از سیستم­ها طوری طراحی شده که بار را با بیشترین سرعت وکم ترین تاب خوردن از مبدا به مقصد انتقال دهد، به گونه ­ای که هنگام رسیدن کانتینر به مقصد، تاب خوردن­ به صورت کامل از بین رفته باشد. در تحقیق حاضر، کنترل­ کننده را با ایجاد درجات آزادی اضافی به سیستم مکانیکی، جدا از ارابه طراحی کرده، و با اعمال این روش کنترل­ کننده در حمل بار تداخلی ایجاد ننموده، در نتیجه سرعت حمل و نقل افزایش می­یابد. به منظور حفظ ماهیت غیرخطی سیستم، از کنترل­ کننده­ بهینه­ غیرخطی استفاده شد که این عملگر توسعه ­یافته کنترل­ کننده­ های بهینه­ خطی می­باشند، به گونه ­ای که در این عملگر معادلات ریکاتی، وابسته به حالت است. در تحقیق حاضر با در نظر گرفتن اغتشاش باد، معادلات جدید اثبات گردید، پس از استفاده از این معادلات، مشاهده شد که حذف حرکت تاب خوردن جرثقیل، با شتاب حرکتی قابل قبول ارابه امکان پذیر است.
کلید واژه: جرثقیل حامل کانتینر، کنترل غیرخطی، کنترل بهینه، مدل سازی، اغتشاش باد
فهرست مطالب

۱- فصل اول: مقدمه ۱
۱-۱- پیشگفتار ۱
۱-۲- ضرورت طراحی کنتر­ل­کننده ۳
۱-۳- تاریخچه ۴
۱-۴- رویکرد به مسئله ۸
۱-۵- ساختار پایان نامه ۱۰
۲- فصل دوم: مدل­سازی و شبیه­سازی جرثقیل­های حامل کانتینر در حضور اغتشاش باد ۱۱
۲-۱- مقدمه ۱۱
۲-۲- مدل­سازی سیستم­های مکانیکی ۱۱
۲-۳- مدل­سازی جرثقیل­های حامل کانتینر ۱۳
۲-۴- مدل­سازی باد ۱۸
۲-۵- شبیه­سازی جرثقیل حامل کانتینر در حضور اغتشاش باد ۲۱
۲-۶- جمع­بندی ۲۵
۳- فصل سوم: کاهش و تضعیف اثر اغتشاش توسط کنترل­ کننده­ SDRE 26
۳-۱- مقدمه ۲۶
۳-۲- خطی­سازی توسعه یافته ۲۹
۳-۳- تنظیم­کننده­ های بهینه غیرخطی ۳۲
۳-۴- روش­های حل معادله ریکاتی وابسته به حالت (SDRE) 38
۳-۵- کنترل­ کننده و رویتگر SDRE 40
۳-۶- طراحی کنترل­ کننده در صورت عدم فراهم شدن شرایط لازم برای کنترل ۴۶
۳-۶-۱- دینامیک مشتق ناپذیر ۴۶
۳-۶-۲- وجود عوامل تاثیر گذاری که به حالات سیستم وابسته نیستند ۴۷
۳-۶-۳- وجود عامل وابسته به حالتی که شرط دوم را نقض می­ کند ۴۹
۳-۶-۴- متغیرهای حالت ناپایدار و کنترل­ناپذیر و در عین حال کراندار ۵۰
۳-۶-۵- غیرخطی­گری در ورودی ۵۰
۳-۶-۶- محدودیت حالت­ها ۵۱
۳-۷- جمع­بندی ۵۶
۴- فصل چهارم: کنترل تاب خوردن جرثقیل حامل کانتینر در حضور اغتشاش باد ۵۷
۴-۱- مقدمه ۵۷