---

در چند دهه گذشته، شناسایی متغیرهای حالت و پارامترهای یک مدل دینامیکی از روی داده های اندازه گیری شده ناقص و مخدوش با نویز مورد توجه محققان قرار گرفته است. فیلترهای کالمن و H بینهایت از معروفترین روشهای شناسایی مدل و پالایش داده های مخدوش هستند. فیلتر کالمن در صورت وجود اطلاعات کافی در مورد نویزهای فرآیند دارای عملکرد مناسبی است بگونه ای که میانگین مجذور خطای تخمین را حداقل می نماید. همچنین فیلتر Hبینهایت مستقل از اطلاعات نویزهای فرآیند، بوسیله یک حد بالای محدود کننده تخمینی ارائه می دهد که در مقابل اغتشاشات مدل مقاوم است. در این مقاله فیلتر ترکیبی کالمن و H بینهایت ارائه گردیده است که بوسیله آن محدوده اجرایی فیلتر H بینهایت درحالی بکار برده خواهد شد که به طور همزمان محدوده اجرایی فیلتر کالمن که همان حداقل نمودن میانگین مجذور خطای تخمین است برآورده شود. با استفاده از روش بهینه سازی چند هدفی نقاط پارتو غیر برتر طراحی از دید دو تابع میانگین مجذور خطا و حد بالای فیلتر H بینهایت برای دو مورد مطالعاتی ارائه گردیده است. شبیه سازی برای دو مورد مطالعاتی نشان دهنده عملکرد مقاوم و کمینه بودن میانگین مجذور خطاها برای نقطه مصالحه طراحی است.

---

مساله تخمین متغیرهای حالت مدل دینامیکی سیستم یکی از موضوعات مورد علاقه مهندسین کنترل است. فیلترهای کالمن، اچ-بینهایت و فیلتر ترکیبی کالمن/اچ-بینهایت از جمله متداول¬ترین فیلترهایی می باشند که جهت تخمین متغیرهای حالت مخدوش با نویزهای گوسی و سفید کاربرد دارند. چنانچه نویزهای فرآیند یا اندازه گیری رنگی باشند فیلترهای مذکور دارای عملکردی در حد مطلوب نخواهند بود. در این مقاله، روش بهینه¬سازی چند هدفی (الگوریتم ژنتیک چند هدفی) برای طراحی فیلتر ترکیبی کالمن/اچ-بینهایت در شرایطی مورد استفاده قرار گرفته است که متغیرهای حالت سیستم دینامیکی با نویزهای رنگی مخدوش شده¬اند. همچنین برای تحلیل اثر نویزهای رنگی بر تخمین متغیرهای حالت یک آونگ وارون از روش افزایش بعد متغیر حالت استفاده شده است و با استفاده از الگوریتم ژنتیک چند هدفی، نمودار نقاط پارتو غیر برتر از دید هر دو تابع هدف فیلترهای کالمن و اچ-بینهایت حاصل شده است. شبیه سازی برای یک آونگ وارون بیانگر این موضوع است که استفاده از روش پیشنهادی می¬تواند سبب بهبود قابل ملاحظه¬ای در عملکرد فیلترهای کالمن و اچ/بینهایت در شرایط وجود نویز رنگی شود. همچنین با استفاده از روش پیشنهادی می توان از ویژگی های مثبت هر دو فیلتر کالمن و اچ-بینهایت بطور همزمان بهره برد به گونه¬ای که در نقطه مصالحه طراحی در شرایط وجود نویز رنگی مقادیر توابع میانگین مجذور مربعات خطاهای تخمین و حد بالای خطاهای تخمین کمینه گردند.

---

فیلتر کالمن آنسنتد (UKF) یکی از معروفترین فیلترها جهت تخمین متغیرهای حالت آغشته با نویز گوسی و سفید یک سیستم غیرخطی است. همچنین این فیلتر در تخمین پارامترهای شبکه‌های عصبی چند لایه ای نیز مورد استفاده قرار می گیرد. شبکه عصبی نوع GMDH یکی از پرکاربردترین شبکه های عصبی است که از توانایی بالایی در مدل سازی داده های پیچیده برخوردار است. در تحقیقات زیادی از روش های گوناگون نظیر تجزیه مقادیر منفرد و الگوریتم ژنتیک برای تعیین ضرایب این شبکه عصبی استفاده شده است. در این مقاله، از فیلتر کالمن آنسنتد جهت تخمین پارامترهای شبکه های عصبی نوع GMDH برای داده های آزمایشگاهی دارای قطعیت و عدم قطعیت استفاده شده است. با استفاده از این روش، ضرایب بر روی جدول داده های آزمایشگاهی بدون درنظر گرفتن نامعینی بدست آمدند و برای بررسی مقاوم بودن مدل بدست آمده در برابر نامعینی های موجود در داده ها از روش مونت کارلو استفاده گردید. نتایج شبیه سازی برای دو جدول داده های آزمایشگاهی چند ورودی- یک خروجی نشان می دهند که الگوریتم ارائه شده نسبت به سایر روش ها، رفتار بسیار مقاومتری در مواجهه با نامعینی ها دارد.

---

امروزه جرثقیل سقفی به صورت گسترده در صنایعی از قبیل خودروسازی، بنادر و کشتیرانی و نیز جابجایی و حمل بار در انبارها به کار گرفته می شود. اغلب مدل سازی هایی که از سیستم های دینامیکی صنعتی صورت می گیرد دارای پارامترهای مخدوش با نویز یا اغتشاش می باشند که مدل جرثقیل سقفی نیز از این امر مستثنی نیست. اغتشاش در سیستم می تواند ناشی از مدل آن و یا وسایل اندازه گیری باشد. فیلتر کالمن یکی از روش های کارآمد برای شناسایی مدل و پالایش داده های مخدوش است. با توجه به غیرخطی بودن مدل دینامیکی جرثقیل سقفی، فیلتر کالمن نا متقارن بهبود یافته با الگوریتم ژنتیک برای تخمین پارامتر های سیستم در نظر گرفته شده است. یکی از روش های معمول در کنترل پارامترهای جرثقیل سقفی استفاده از نیروی کنترلی بنگ-بنگ است. با این حال نحوه عملکرد کنترلر بنگ-بنگ وابستگی زیادی به زمان های سوئیچ شدن نیروی کنترلی دارد. در این مقاله ضمن استفاده از این کنترلر، زمان های سوئیچینگ آن با استفاده از الگوریتم ژنتیک برای سیستم مخدوش با نویز تعیین شده اند. هدف طراحی دستیابی به نقطه هدف در کمینه زمانی با کمترین میزان خطا می باشد. همچنین با در نظر گرفتن ورودی کنترلر بنگ-بنگ به مقایسه شرایط سیستم در نسبت های جرمی مختلف پرداخته شده است. نتایج شبیه سازی بیانگر عملکرد بهینه الگوریتم کالمن بهبود یافته نامتقارن در تعیین زمان سویئچینگ نقطه هدف در کمینه زمانی است.

---

موفقیت‌های اولیه فیلتر کالمن در دهه ۶۰ میلادی در کارهای فضایی منجر به تلاش در به‌کارگیری آن در کاربردهای صنعتی معمول در دهه ۷۰ میلادی شد. این تلاش‌ها به‌سرعت مشخص کرد که یک دسته عدم تطابق‌ بین فرضیات فیلتر کالمن و مسائل تخمین حالت در صنعت وجود دارد. برای مسائل صنعتی مدل دقیق سیستم و ماهیت آماری نویز فرایند به‌راحتی در دسترس نمی‌باشد. در این مقاله روشی نوین برای ترکیب دو فیلتر غیرخطی کالمن بی‌رد (UKF) و فیلتر اچ‌بینهایت بی‌رد (H∞ F) برای غلبه بر این عدم شناخت ارائه شده است که جواب میانی بین دو فیلتر را ارائه می‌دهد و در مسائل مختلف قابلیت اطمینان بیشتری نسبت به دو فیلتر دیگر دارد. از مشخصه‌های عملکردی این فیلتر بی‌نیازی از خطی سازی مسائل غیرخطی و حصول اطمینان از پاسخ مناسب‌تر نسبت به دو فیلتر دیگر با توجه به عدم شناخت ماهیت آماری نویز می‌باشد. بررسی‌ها نشان داد زمانی که در بخشی از تخمین فیلتر UKF و در بخشی دیگر فیلتر UHF بهتر عمل می‌کند، فیلتر دوگانه با ارائه یک تخمین بهینه می‌تواند نتایج بهتری ارائه کند. همچنین تحلیل واریانس مشخص کرد که فیلتر از مقاومت بالایی نسبت به ماهیت آماری نویز برخوردار است و به شکل مناسب می توان با تغییر متغیر آن جوابی مناسب یافت. صحت سنجی نتایج به کمک دو مسئله غیرخطی شبیه سازی سقوط آزاد و آونگ معکوس در حوزه مهندسی مکانیک بررسی شده است.

---

این مقاله به بررسی تاثیر میراگرهای فلزی جاری شونده U-شکل در مقاوم سازی ساختمان­های بتنی متداول خمشی متوسط نامنظم در ارتفاع می­پردازد. پس از طراحی قاب­های ضعیف کاهش نیاز لرزه­ای سازه­های مقاوم سازی شده مطابق با ضوابط تحلیل غیرخطی سازه های بتنی با مدلسازی در نرم افزار  PERFORM ۳D بررسی شده است. با انجام تحلیل­های تاریخچه زمانی دو بعدی، تحت رکوردهای دور از گسل، تغییر مکان طبقه آخر، دریفت طبقات، برش پایه، و سطح عملکرد قاب­ها، ارزیابی گردید. مطابق نتایج بدست آمده، مقدار دریفت و تغییرمکان طبقات در قاب مقاوم سازی شده با میراگر تا حدود ۳۰ درصد کاهش می­یابد. همچنین سطح عملکرد نیز با استفاده از میراگر به نحو چشمگیری بهبود می­یابد. کاربرد میراگر تاثیر چندانی بر کاهش مقدار برش پایه نداشته و در برخی موارد تا حدود ۱۰ درصد، برش پایه در قاب مقاوم سازی شده با میراگر در مقایسه با قاب بدون میراگر افزایش می یابد.