پایان نامه طراحی ثابت نگهدار ارتفاع پهپاد در مد طولی به روش QFT
چکیده
در این پایان نامه، طراحی و شبیه سازی سیستم کنترل ارتفاع یک هواپیمای بدون سرنشین (پهپاد)، مورد نظر می باشد. ابتدا به سراغ نحوه به دست آوردن مدل دینامیکی هواپیما خواهیم رفت. می توان با استفاده از مشتقات پایداری، مدل دینامیکی پهپاد را به صورت معادلات دیفرانسیل خطی و تغییر ناپذیر با زمان نشان داد که پارامترهای آن به صورت تابعی از چند متغیر مشخص در محدوده خاصی در تغییر می باشند. پس از به دست آوردن مدل دینامیکی هواپیما، به سراغ طراحی کنترلگر مناسب برای آن خواهیم رفت. در چنین سیستم هایی برای تضمین پایداری و کارآیی مطلوب، تئوری کنترل قدرتمند، پیشنهاد گردیده است. نشان داده شده است که با استفاده از روش QFT، می توان به پایداری و کارآیی مورد نظر در کل محدوده تغییرات مدل سیستم دست یافت. در پایان کنترلگر به دست آمده را بر روی مدل خطی و غیرخطی سیستم، شبیه سازی خواهیم کرد.
فصل اول: مقدمه
1-1) مقدمه
پهپاد (U.A.V) نوعی هواپیما اعم از بال ثابت یا بال چرخان می باشد که بدون سرنشین بوده و می توان آن را از دور توسط اپراتور و یا درون خود آن، به صورت از پیش برنامه ریزی شده کنترل و هدایت کرد.
کاربردهای گوناگونی برای پهپاد وجود دارد که اهم آنها عبارتند از:
– اجرای ماموریت های گشت و شناسائی مواضع دشمن.
– هدف مصنوعی برای آزمایش سیستم های پدافند هوائی.
– ایفای نقش موشک های هدایت شونده.
– حمل کننده سیستم های مولد اغتشاشات رادیویی.
– تقویت کننده مخابراتی متحرک.
آزمایشگاه پرنده برای تست انواع زیر سیستم های مورد استفاده در هواپیما.
از مزایای عمده پهپاد در اجرای چنین ماموریت هائی می توان موارد زیر را نام برد:
– عدم حضور خلبان در صحنه عملیات.
– پایین بودن هزینه ساخت.
– اختفا از دید رادار دشمن (به علت ابعاد کوچک و استفاده از بدنه با مواد مرکب).
پهپاد مورد نظر در این پروژه، نوعی پهپاد با بال ثابت است. پهپاد معمولا به دو روش کنترل می شود. در روش اول، فرامین لازم توسط اپراتور زمینی و از طریق یک خط رادیویی به پهپاد ارسال می گردد و اپراتور، کنترل مستقیم پرنده را در دست دارد. در روش دوم سیستم هدایت و ناوبری درون محموله هوایی، فرامین لازم را جهت تعیین مسیر پرواز صادر می نماید. سیستم کنترل خودکار پرواز (AFCS) که خود نیز بخشی دیگر از محموله هوائی می باشد با واسطه شدن بین فرامین صادر شده از طرف اپراتور و یا از طرف سیستم هدایت و ناوبری از یک سو و محرک های سطوح کنترل از سوی دیگر، پاسخ های مناسب و مورد نظر را در متغیرهای حرکت هواپیما ایجاد می نماید. در محموله هوائی پهپاد سخت افزار AFCS به صورت دیجیتالی و توسط یک پردازنده اجرا می شود. در کامپیوتر کنترل پرواز اعمالی مانند خواندن سیگنال خروجی سنسورها چه به صورت آنالوگ و چه به صورت دیجیتال، محاسبه الگوریتم کنترل و تولید فرامین مناسب جهت حرکت محرک ها برنامه ریزی می شود. در ضمن عوامل مورد نیاز برای ارسال اطلاعات به ایستگاه زمینی برای رویت خلبان و ذخیره سازی فراهم گردیده است.
2-1) تعریف مسأله
از آنجایی که کنترل هر سیستم نیاز به شناخت آن سیستم دارد، لذا در ابتدا مطالعه در زمینه دینامیک پرواز هواپیما جهت شناخت مدل و یا تابع تبدیل سیستم لازم است، به عبارتی ضروری است که مدلی از سیستم در اختیار داشته باشیم. مدلسازی هر سیستمی در کل به دو صورت قابل حصول است. در روش اول، با استفاده از قوانین حاکم بر فیزیک، سعی بر این است که حتی الامکان روابط اساسی دینامیک سیستم استخراج شده و سپس پارامترهای مجهول چنین روابطی به نحوی محاسبه و اندازه گیری شوند و یا دامنه تغییرات آنها مشخص گردند. در این روش تمام پارامترهای مجهول دارای توصیف و مفهوم فیزیکی خاصی خواهند بود.
روش دوم، مدلسازی به صورت تجربی است که باید با اجرای یک سری آزمایش و ثبت داده های ورودی – خروجی، بهترین مدل دینامیکی ممکن به این دسته برازنده شوند. واضح است که پارامترهای چنین مدلی در حالت کلی فاقد هرگونه مفهوم فیزیکی بوده و این مدل تنها تقریبی از رفتار ورودی – خروجی سیستم واقعی است.
در صنعت هواپیمایی آنچه که امروزه در مدلسازی حرکت هواپیما به صورت جهانی مورد قبول است مدلسازی به روش اول یعنی استخراج معادلات ساختار حالتی پرنده می باشد. چنین مدلسازی احتیاج به دانش آیرودینامیک و جلوبرنده ها و سازه هواپیما دارد. به طور کلی معادلات دینامیکی هواپیما با فرض اختلالات و آشفتگی های کوچک حول شرایط پرواز تریم (اندازه شتاب های خطی و زاویه ای تعادل صفر باشد) به دو دسته معادلات طولی و معادلات افقی – جهتی که کاملا مستقل و دکوپله از یکدیگر اند تقسیم می شوند و از آنجایی که در این پروژه هدف ثابت نگه داشتن هواپیما در ارتفاع مورد نظر خلبان می باشد لذا توجه خود را معطوف به معادلات طولی هواپیما می کنیم.
نشان داده شده است که معادلات حرکت هر هواپیما به صورت یک دستگاه معادلات دیفرانسیل غیرخطی و تغییرپذیر با زمان قابل بیان می باشد [ضمیمه الف]. برای هر هواپیما پوش پرواز به صورت یک ناحیه بسته در صفحه ارتفاع – سرعت هوا تعریف می گردد که هواپیما تنها قادر به پرواز درون این ناحیه بسته می باشد. با فرض آشفتگی های کوچک، خطی سازی معادلات حرکت در یک شرایط پرواز خاص درون پوش پرواز منجر به یک دستگاه معادلات دیفرانسیل خطی تغییرناپذیر با زمان خواهد شد. با توجه به امکان پرواز در شرایط پرواز مختلف، پارامترهای چنین معادلات حرکت خطی شده ای در محدوده معینی در تغییر خواهند بود، لذا با مساله عدم قطعیت پارامتریک یا ساختار یافته ای مواجه هستیم که در ضمن کراندار نیز می باشد و یک طراحی عملی باید پایداری و کارآیی خاص مورد نظر را به ازای این عدم قطعیت کراندار تامین نماید. بدون احتساب فرض آشفتگی های کوچک، معادلات حرکت در شکل غیرخطی و پیچیده خود باقی خواهند ماند. با توجه به ماموریت پهپاد مورد نظر فرض آشفتگی کوچک فرض معقولی برای ساده سازی مساله خواهد بود.
طرح توجیهی تولید دریچه منهول با قابلیت تنظیم ارتفاع و زاویه
این طرح توجیهی شامل موارد زیر است :
معرفی محصول
مشخصات کلی محصول
شماره تعرفه گمرکی
شرایط واردات
استانداردهای ملی وجهانی
قیمت تولید داخلی و جهانی محصول
موارد مصرف و کاربرد
کالاهای جایگزین و تجزیه و تحلیل اثرات آن بر مصرف محصول
اهمیت استراتژیک کالا در دنیای امروز
کشورهای عمده تولید کننده و مصرف کننده محصول
وضعیت عرضه و تقاضا
بررسی ظرفیت بهره برداری و وضعیت طرحهای جدید و طرحهای توسعه و در دست اجرا و روند تولید از آغاز برنامه سوم تا کنون
بررسی روند واردات محصول از آغاز برنامه سوم تا نیمه اول سال
بررسی روند مصرف از آغاز برنامه
بررسی روند صادرات محصول از آغاز برنامه سوم و امکان توسعه آن
بررسی نیاز به محصول یا اولویت صادرات تا پایان برنامه چهارم
بررسی اجمالی تکنولوژی و روشهای تولید و تعیین نقاط قوت و ضعف تکنولوژی های مرسوم
در فرآیند تولید محصول
ماشین آلات
بررسی و تعیین حداقل ظرفیت اقتصادی شامل برآورد حجم سرمایه گذاری ثابت
محوطه سازی
ساختمان
ماشین آلات
تاسیسات
وسائط نقلیه
تجهیزات و وسائل اداری و خدماتی
هزینه های متفرقه و پیش بینی نشده
هزینه های قبل از بهره برداری
سرمایه در گردش
برآورد حقوق و دستمزد
برآورد آب, برق, سوخت و ارتباطات
هزینه های تعمیر و نگهداری و استهلاک
هزینه های متفرقه و پیش بینی نشده تولید
هزینه های توزیع و فروش
جدول هزینه های ثابت و متغیر تولید
نتیجه گیری
میزان مواد اولیه عمده مورد نیاز سالانه و محل تامین آن
پیشنهاد منطقه مناسب برای اجرای طرح
وضعیت تامین نیروی انسانی و تعداد اشتغال
بررسی و تعیین میزان آب، برق، سوخت، امکانات مخابراتی و ارتباطی و چگونگی امکان تامین آنها در منطقه مناسب برای اجرای طرح
وضعیت حمایت های اقتصادی و بازرگانی شامل حمایت تعرفه گمرکی و حمایتهای مالی
تجزیه و تحلیل و ارائه جمع بندی و پیشنهاد نهایی در مورد احداث واحد های جدید
در صورت پیوستن ایران به سازمان تجارت جهانی وضعیت این پروژه ها چگونه خواهد بود
مراجع
پیوست ها ( بخش نامه های مربوط به قوانین واردات و صادرات )
پایان نامه بررسی ارتباط ارتفاع قوس طولی داخلی پا با آسیب های ورزشی مچ پا و زانو در دونده ها ی حرفه ای مرد
مقدمه: درک تعامل پا با زمین به دلیل پیچیدگی ساختار آن کار ساده ای نیست. استفاده از وسایل اندازه گیری فشار کف پایی می تواند وسیله ای مناسب برای تعیین وضعیت ساختاری پا باشد. نتایج تحقیقات فعلی نشان می دهد که تغییر در ساختار پا به ویژه قوس طولی داخلی می تواند احتمال بروز آسیب را افزایش دهد. همراه شدن تغییرات پاتولوزیک بیومکانیک پا با فعالیتی مانند دویدن که نیروی عکس العمل زمین را تا 5 برابر وزن بدن افزایش می دهد، هنوز هم یکی از مهمترین موضوعات مورد بحث و متناقض باقی مانده است.
هدف: هدف از انجام این تحقیق بررسی تأثیر وضعیت قوس طولی پا بر بروز آسیب های ورزشی در دونده های حرفه ای و نیز بررسی ارتباط تست بالینی ناویکولار دراپ با سنجش های فشار کف پا (پدوباروگرافی) بود.
متد: 47 دونده حرفه ای با استفاده از تست ناویکولار دراپ در سه گروه دارای قوس کف پای نرمال، Low Arch و High Arch تقسیم شدند. همچنین با استفاده از سیستم emed-x پارامترهایMaximum Force ، Peak Pressure و Contact Area نیز در دو وضعیت استاتیک و دینامیک اندازه گیری و ثبت شدند.
یافته ها: آزمون آماری 2χ ارتباطی بین آسیب های دویدن و ارتفاع قوس نشان نداد(58/0=P). همبستگی بین تست بالینی ناویکولار دراپ و Modified Arch Index محاسبه شده از سنجش های پدوباروگرافی در دو وضعیت استاتیک و دینامیک بین 32/0 تا 57/0 بود.
بحث و نتیجه گیری: می توان گفت بدلیل ماهیت مولتی فاکتوریال آسیب های دویدن تغییر در ارتفاع قوس نمی تواند ریسک آسیب را افزایش دهد.
فهرست مطالب:
مقدمه ........................................................................................................................13
بخش اول
1-1-استخوان شناسی پا ........................................................................................15
2-1-عضلات پا ...................................................................................................16
1-2-قوس های کف پایی ....................................................................................20
2-2-قوس طولی داخلی ........................................................................................21
3-2-تعادل در ساختار پا .......................................................................................23
4-2-کینتیک پا ...................................................................................................28
1-3-معاینه دیداری غیر کمی ................................................................................32
2-3-مقادیر انتروپومتریک .....................................................................................33
3-3-شاخص های فوت پرینت ...............................................................................37
4-3-ارزیابی های رادیوگرافیک ............................................................................41
بخش دوم
فصل اول
بیان مسأله ......................................................................................................45
دلایل انتخاب موضوع .....................................................................................47
فصل دوم
مروری بر مطالعات پیشین .................................................................................50
فصل سوم
اهداف ...........................................................................................................57
فرضیات .........................................................................................................57
فصل چهارم
متغیر های تحقیق .............................................................................................59
تعریف متغیر ها ................................................................................................59
نوع مطالعه ......................................................................................................59
فهرست مطالب: (ادامه)
روش جمع آوری اطلاعات ...............................................................................60
جامعه مورد مطالعه ...........................................................................................60
تعداد نمونه .....................................................................................................60
روش نمونه گیری ............................................................................................60
ملاحظات اخلاقی ...........................................................................................60
روش کار .......................................................................................................61
فصل پنجم
یافته های تحقیق ..............................................................................................68
فصل ششم
بحث .............................................................................................................79
نتیجه گیری ....................................................................................................86
محدودیت های طرح و پیشنهادات برای مطالعات آتی ..........................................86
پیوست
پرسشنامه شماره یک .......................................................................................89
پرسشنامه شماره دو ..........................................................................................90
فرم رضایتنامه ..................................................................................................91
جداول ضمیمه .................................................................................................92
تعریف واژه ها ........................................................................................................ 96
منابع مورد استفاده ...................................................................................................98