حسین دارابی؛ جعفر روشنییان
دوره 8، شماره 2 ، تیر 1394، ، صفحه 27-39
چکیده
بهینهسازی مشارکتی یکی از روشهای بهینهسازی طراحی چندموضوعی دو سطحی است، که از سطح سیستم و سطح موضوع تشکیل شده و در حل مسائل پیچیدة مهندسی کاربرد دارد. بهدلیل همگرایی سخت این روش در سطح موضوع و به علت نویزی بودن قیود سطح سیستم از طرفی و لزوم مینیممکردن تابع هدف در سطح سیستم از طرف دیگر؛ در این روش بهینهسازی، طراح، ناگزیر از ...
بیشتر
بهینهسازی مشارکتی یکی از روشهای بهینهسازی طراحی چندموضوعی دو سطحی است، که از سطح سیستم و سطح موضوع تشکیل شده و در حل مسائل پیچیدة مهندسی کاربرد دارد. بهدلیل همگرایی سخت این روش در سطح موضوع و به علت نویزی بودن قیود سطح سیستم از طرفی و لزوم مینیممکردن تابع هدف در سطح سیستم از طرف دیگر؛ در این روش بهینهسازی، طراح، ناگزیر از استفاده از الگوریتمهای تکاملی بهمنظور مینیممکردن تابع هدف در سطح سیستم است. بنابراین، ثابت شده است که بهکارگیری این الگوریتمها با توجه به ماهیت مربوطه بسیار پرهزینه و زمانبر است. در این مقاله، با بررسی انجام شده، نحوة جدیدی از بهکارگیری الگوریتمهای بهینهسازی ابداع شده است که با استفاده از آن در حل مسائل نمونه، نتایج خوبی حاصل شده است. نشان داده شده است که با استفاده از این شیوه تعداد فراخوانی تابع یا زمان حل مسئله و به تبع آن هزینةمحاسبات بهطور محسوسی کاهش خواهد یافت. همچنین نشان داده شده است که این شیوه بعضاً باعث افزایش دقت نیز خواهد شد.
سید حسین ترابی؛ جعفر روشنییان؛ حمید عربشاهی
دوره 8، شماره 2 ، تیر 1394، ، صفحه 67-78
چکیده
در این مقاله، طراحی آنلاین الگوریتم هدایت و کنترل ماهوارهبر با رویکرد یکپارچهسازی و بر مبنای کنترل بهینه ارائه شده است. مدل معادلات پرواز به صورت غیرخطی و در صفحة پرواز استخراج شده است که جهت حل آن بر مبنای روش حل عددی با ترکیب الگوریتم حل ابتدا به انتها ODEبا درنظرگیری شرایط اولیه برای متغیرهای حالت یکپارچه و متغیرهای کمکی و ...
بیشتر
در این مقاله، طراحی آنلاین الگوریتم هدایت و کنترل ماهوارهبر با رویکرد یکپارچهسازی و بر مبنای کنترل بهینه ارائه شده است. مدل معادلات پرواز به صورت غیرخطی و در صفحة پرواز استخراج شده است که جهت حل آن بر مبنای روش حل عددی با ترکیب الگوریتم حل ابتدا به انتها ODEبا درنظرگیری شرایط اولیه برای متغیرهای حالت یکپارچه و متغیرهای کمکی و الگوریتم بهینهسازی fmincon SQP بر مبنای منطق shooting methodاقدام شده است. بهمنظور صحهگذاری طراحی، نتایج حل این الگوریتم با نتایج حل یک الگوریتم مجزای هدایت و کنترل معتبر برای ماهوارهبر مقایسه شده است. تابع هدف شامل حداقل تلاش کنترلی، ترمهای ترمینال و مینیممسازی زمان سوزش است. نتایج نشاندهندة برآوردهسازی این مقادیر، دستیابی به دقت بیشتر، تلاش کنترلی کمتر و هماهنگی بیشتر در عملکرد الگوریتمهای هدایت و کنترل در نگرش یکپارچه نسبت به نگرش مجزاست.
علیرضا عالمینائینی؛ جعفر روشنییان
دوره 6، شماره 4 ، دی 1392، ، صفحه 53-62
چکیده
در این مقاله، روش هدایت چند منظورهای برای فاز بازگشت به جو ماژولهای زیرمداری توسعه داده خواهد شد. این سناریو در سه فاز تنظیم شده که هر یک اهداف خاص خود را دنبال میکند. در فاز نخست، سناریو مبتنی بر مسیر نامی است و با بهرهگیری از روش توابع حساسیت که حجم محاسباتی و ذخیرهسازی پایین و در عین حال دقت بالایی را در بر دارد، خطای اولیه ...
بیشتر
در این مقاله، روش هدایت چند منظورهای برای فاز بازگشت به جو ماژولهای زیرمداری توسعه داده خواهد شد. این سناریو در سه فاز تنظیم شده که هر یک اهداف خاص خود را دنبال میکند. در فاز نخست، سناریو مبتنی بر مسیر نامی است و با بهرهگیری از روش توابع حساسیت که حجم محاسباتی و ذخیرهسازی پایین و در عین حال دقت بالایی را در بر دارد، خطای اولیه را تصحیح میکند. با اتمام این فاز و نزدیک شدن به لایههای غلیظتر آتمسفر، بخش دوم سناریو که شکلدهی به مسیر حرکت است، پیادهسازی خواهد شد. از آنجا که بسته به مأموریت، ملاقات با هدف در مسیرهای مختلفی مورد نیاز خواهد بود، این فاز هدف طراحان مسیر را در دستیابی به مسیر بهینه و مطلوب محقق خواهد ساخت. امکان طراحی بههنگام مسیر حرکت در صورت لزوم با بهرهگیری از این سناریو نیز وجود دارد. در بخش پایانی که در ارتفاعات پایین انجام میگیرد، هدف افزایش دقت و تصحیح خطای نهایی بدون وابستگی به مسیر نامی خواهد بود. در این مقاله، بخشهای مختلف سناریوی هدایت تشریح شده و مبانی تئوریک حاکم بر آن ارائه خواهد شد. نهایتاً یک مسئلة خاص با بهرهگیری از سناریوی تشریح شده حل شده و روش ارائه شده ارزیابی میشود.
علیرضا عالمینائینی؛ جعفر روشنییان
دوره 6، شماره 3 ، مهر 1392، ، صفحه 15-26
چکیده
هدف از مقالة حاضر، تدوین یک قانون هدایتی صریح برای مسائلی با ماهیت تغییر یا اصلاح مسیر حرکت ماژولهای زیرمداری است. روش مورد استفاده، مبتنی بر حل مسئلة لامبرت بوده و از این رو، دو روش کارآمد در این حوزه معرفی شده و مورد ارزیابی و مقایسه قرار خواهد گرفت. بر این اساس یک سناریوی هدایت معرفی شده و در مسئله تحت بررسی بهکار گرفته میشود. ...
بیشتر
هدف از مقالة حاضر، تدوین یک قانون هدایتی صریح برای مسائلی با ماهیت تغییر یا اصلاح مسیر حرکت ماژولهای زیرمداری است. روش مورد استفاده، مبتنی بر حل مسئلة لامبرت بوده و از این رو، دو روش کارآمد در این حوزه معرفی شده و مورد ارزیابی و مقایسه قرار خواهد گرفت. بر این اساس یک سناریوی هدایت معرفی شده و در مسئله تحت بررسی بهکار گرفته میشود. متأسفانه تمامی روشهای حل مسئله لامبرت از فرض میدان گرانش نقطهای تبعیت میکند. با توجه به اهمیت نیروهای آیرودینامیک و اثرات نیروهای اغتشاشی حاصله از میدان گرانش و از جمله بیضی گون بودن میدان گرانش زمین، در ادامه این مقاله، روشی برای لحاظ کردن اثرات عوامل یاد شده به منظور اصلاح بلوک هدایت معرفی خواهد شد. عملیاتی بودن و قابلیت استفاده در کلیه مأموریتهای هدایت از نوع ذکر شده، از اهداف موجود در توسعه سناریوی هدایت است. در پایان، دو مسئلة نمونه با استفاده از الگوریتم معرفی شده مورد بررسی قرار گرفته و روش اتخاذ شده ارزیابی خواهد شد.
جعفر روشنییان؛ سیدمحمدمهدی حسنی؛ محمدمهدی نظری؛ مهدی علیاری
دوره 6، شماره 2 ، تیر 1392، ، صفحه 49-56
چکیده
یکی از روشهای شناسایی خرابی توسط مدل، شناسایی خرابی با استفاده از رؤیتگرهاست. در این مقاله، رؤیتگری از نوع رؤیتگرهای مد لغزشی برای شناسایی خرابی در ژیروسکوپ ماهوارهبر طراحی میشود. در ادامه با معرفی انواع خرابیهای موجود در یک حسگر و همچنین اعمال آن به ژیروسکوپ یک ماهوارهبر، شناسایی خرابی با استفاده از رؤیتگر طراحی شده انجام ...
بیشتر
یکی از روشهای شناسایی خرابی توسط مدل، شناسایی خرابی با استفاده از رؤیتگرهاست. در این مقاله، رؤیتگری از نوع رؤیتگرهای مد لغزشی برای شناسایی خرابی در ژیروسکوپ ماهوارهبر طراحی میشود. در ادامه با معرفی انواع خرابیهای موجود در یک حسگر و همچنین اعمال آن به ژیروسکوپ یک ماهوارهبر، شناسایی خرابی با استفاده از رؤیتگر طراحی شده انجام میپذیرد. در این روش در صورت بروز خرابی احتمالی، رؤیتگر طراحی شده با استفاده از جهش خطای تخمین، آن خرابی را تشخیص میدهد. با بررسی نتایج شناسایی خرابی توسط رؤیتگر مد لغزشی در حضور اغتشاشات، عملکرد مناسب رؤیتگر مد لغزشی برای شناسایی خرابی تأیید میشود.
مهدی جعفری؛ مرتضی طایفی؛ جعفر روشنییان
دوره 6، شماره 2 ، تیر 1392، ، صفحه 57-66
چکیده
معادلات دینامیک مسیر پرواز میتواند ابزاری ارزان و کارا برای تصحیح خطاهای موقعیت و سرعت فضایی در سامانة ناوبری اینرسی در فناوریهای هوافضایی باشد و نقش مؤثری ایفا کند. اگرچه سامانة ناوبری اینرسی، یک راه حل برای تشخیص حرکتهای دینامیک سریع و با دقت بالاست، اما دقت خروجی موقعیت و وضعیت این سیستم با گذشت زمان کاهش چشمگیری پیدا میکند. ...
بیشتر
معادلات دینامیک مسیر پرواز میتواند ابزاری ارزان و کارا برای تصحیح خطاهای موقعیت و سرعت فضایی در سامانة ناوبری اینرسی در فناوریهای هوافضایی باشد و نقش مؤثری ایفا کند. اگرچه سامانة ناوبری اینرسی، یک راه حل برای تشخیص حرکتهای دینامیک سریع و با دقت بالاست، اما دقت خروجی موقعیت و وضعیت این سیستم با گذشت زمان کاهش چشمگیری پیدا میکند. در این مقاله، به تلفیق سیستم ناوبری اینرسی با یک سیستم کمک ناوبری بر مبنای حل آنلاین معادلات پرواز پرداخته میشود. برای این منظور دو پیشنهاد استفاده از فرم لاگرانژی معادلات کپلر و بیان نیوتون معادلات پرواز سه درجه آزادی انتقالی مورد مطالعه قرار گرفته است. دقت بالا و قابل حل بودن به صورت آنلاین توسط کامپیوتر پرواز از ویژگیهایی است که در توسعة این معادلات مد نظر قرار گرفته است. برای تلفیق پارامترهای پروازی حاصل از ناوبری اینرسی و معادلات پرواز از الگوریتم فیلتر کالمن استفاده شده است. در پایان با توجه به نتایج شبیهسازی پرواز یکماژول فضایی نمونه، خطاهای موقعیت و سرعت برای دو حالت پیشنهادی مورد مقایسه قرار گرفته و مزایا و معایب هر یک از روشها ارائه شده است.
فضلاله موسوی؛ جعفر روشنییان؛ رضا امامی
دوره 6، شماره 1 ، فروردین 1392، ، صفحه 1-10
چکیده
در این تحقیق توسعة روش کنترل وضعیت برای ماژول زیرمداری، با استفاده از پیشرانههای گاز سرد و کاربرد روش ماتریس خطایِ کواترنین برای مأموریت کوتاه مدتِ ماژول فضایی انجام گرفته است. فرمانهای کنترل وضعیت از سیستم هدایت صادر شده و به کنترلر مبتنی بر کواترنین داده میشود تا میزان گشتاور لازم هر محور محاسبه شود. سیستم تحت کنترل دارای ...
بیشتر
در این تحقیق توسعة روش کنترل وضعیت برای ماژول زیرمداری، با استفاده از پیشرانههای گاز سرد و کاربرد روش ماتریس خطایِ کواترنین برای مأموریت کوتاه مدتِ ماژول فضایی انجام گرفته است. فرمانهای کنترل وضعیت از سیستم هدایت صادر شده و به کنترلر مبتنی بر کواترنین داده میشود تا میزان گشتاور لازم هر محور محاسبه شود. سیستم تحت کنترل دارای معادلات دینامیکِ حرکتِ وابسته و غیر خطی بوده و در ترکیب با پیشرانههای گاز سرد با عملکرد غیرخطی و ناپیوسته، دینامیک پیچیدهای حاصل میشود. قانونِ کنترلِ غیر خطی بر اساس تعریف ماتریسِ خطایِ کواترنین به همراه کاربرد مدولاتورِ سیگنالِ فرمان که زمان خاموش و روشن بودن پیشرانهها را مدوله میکند، برای فرمان به پیشرانهها طراحی شده است. از ویژگیهای این طراحی اجتناب از تکینگی موجود در طراحیهای مبتنی بر زوایای اویلر و عملکرد مطلوب برای زوایایِ فرمانِ بزرگ و با نرخ چرخش بالاست. در شبیهسازی، اثرات اغتشاشات خارجی و نامعینیِ مدلِ سیستم بررسی شده است که نشان از عملکرد مطلوب کنترل طراحی شده برای کاربرد در ماژول فضایی مورد نظر در مأموریت خواسته شده است.
جعفر روشنییان؛ سیدمحمدمهدی حسنی؛ شبنم یزدانی؛ مسعود ابراهیمی
دوره 5، شماره 4 ، دی 1391، ، صفحه 1-8
چکیده
سامانة ستارهیاب، دقیقترین ابزار ناوبری قادر است با تطبیق اطلاعات موقعیت ستارگان در دستگاه اینرسی و اطلاعات تصویر، وضعیت جسم پرنده را تعیین کند. موقعیت ستارگان به همراه مشخصات دیگری از آنها در مجموعهای موسوم به کاتالوگ ستاره گردآوری میشود. هدف از این مقاله، انتخاب یک کاتالوگ ستاره برای استفاده در یک سامانة ستارهیاب نمونه ...
بیشتر
سامانة ستارهیاب، دقیقترین ابزار ناوبری قادر است با تطبیق اطلاعات موقعیت ستارگان در دستگاه اینرسی و اطلاعات تصویر، وضعیت جسم پرنده را تعیین کند. موقعیت ستارگان به همراه مشخصات دیگری از آنها در مجموعهای موسوم به کاتالوگ ستاره گردآوری میشود. هدف از این مقاله، انتخاب یک کاتالوگ ستاره برای استفاده در یک سامانة ستارهیاب نمونه است. بدین منظور ابتدا، انواع کاتالوگهای ستاره معرفی میشوند، سپس معیارهای مختلفی برای انتخاب کاتالوگ ستاره تعیین شده و به هر یک از کاتالوگهای مورد بررسی امتیازی تعلق میگیرد. در ادامه با وزندهی مناسب به معیارهای معرفی شده- با توجه به ضرورتهای سامانة ستارهیاب مورد نظر و جمع امتیازات- کاتالوگ مناسب انتخاب میشود. نتایج نشان میدهد برای سامانة مورد نظر کاتالوگ هیپارکوس بالاترین امتیاز را دارد و مناسب است. در انتها با بهروزرسانی و تصحیح موقعیت ستارگان برای کاتالوگ منتخب، کاتالوگ مأموریت برای سامانة ستارهیاب نمونه تهیه و تدوین میشود.
مهدی جعفری؛ آرش سنگری؛ جعفر روشنییان
دوره 5، شماره 3 ، مهر 1391، ، صفحه 11-19
چکیده
سیستم ناوبری اینرسی، راه حلی ایدهآل برای تشخیص حرکتهای با دینامیک سریع و با دقت بالاست، اما دقت خروجی موقعیت و وضعیت این سیستم با گذشت زمان کاهش چشمگیری پیدا میکند. از طرف دیگر، سیستم موقعیتیابی جهانی قادر است همواره با یک دقت متوسط - در حدود چند متر خطا- موقعیت خود را در اطراف زمین مشخص کند. اما سیستم موقعیتیابی جهانی نیز به ...
بیشتر
سیستم ناوبری اینرسی، راه حلی ایدهآل برای تشخیص حرکتهای با دینامیک سریع و با دقت بالاست، اما دقت خروجی موقعیت و وضعیت این سیستم با گذشت زمان کاهش چشمگیری پیدا میکند. از طرف دیگر، سیستم موقعیتیابی جهانی قادر است همواره با یک دقت متوسط - در حدود چند متر خطا- موقعیت خود را در اطراف زمین مشخص کند. اما سیستم موقعیتیابی جهانی نیز به تنهایی برای ناوبری ماژولهای فضایی و مداری کافی نیست، زیرا اطلاعاتی در مورد وضعیت مدول نمیدهد. تلفیق سیستم موقعیتیابی جهانی با سیستم ناوبری اینرسی روشی کمهزینه برای فراهمکردن یک سیستم ناوبری دقیق و مطمئن در کاربردهای هوافضایی غیر نظامی و نظامی است. در این مقاله با استفاده از فیلتر کالمن توسعه یافتة یک الگوریتم برای تخمین خطای ناوبری و خطای حسگرهاو GPSطراحی شده است. حجم محاسبات این روش نسبت به فیلترهای ذرهای بسیار کمتر است و میتواند در ناوبری تلفیقی INS/GPSبه طور گسترده مورد استفاده قرار گیرد و در کاربردهای فضایی دقت ناوبری مناسبی را فراهم میکند.
سید مجتبی هاشمی دولابی؛ حسین دارابی؛ جعفر روشنییان
دوره 5، شماره 1 ، فروردین 1391، ، صفحه 61-72
چکیده
یکی از مهمترین مسائلی که در حال حاضر در سطح محافل هوافضایی مطرح است و در کشور ما نیز از موضوعات بهروز است، بحث بهینه سازی طراحـی اجسام پرنـده است. از آنجا که اجسام پـرنـده و بهطـور مثال ماهوارهبـرهایی که مـورد بحـث ایـن پژوهش هستند، از چندین زیرسیستم با تأثیر متقابل بر یکدیگر تشکیل شدهاند، برای انجام بهینهسازی طراحی آنها ...
بیشتر
یکی از مهمترین مسائلی که در حال حاضر در سطح محافل هوافضایی مطرح است و در کشور ما نیز از موضوعات بهروز است، بحث بهینه سازی طراحـی اجسام پرنـده است. از آنجا که اجسام پـرنـده و بهطـور مثال ماهوارهبـرهایی که مـورد بحـث ایـن پژوهش هستند، از چندین زیرسیستم با تأثیر متقابل بر یکدیگر تشکیل شدهاند، برای انجام بهینهسازی طراحی آنها از ساختارهای مختلف بهینهسازی طراحی چندموضوعی (MDO)، استفاده میشود. در استفاده از روشهای چند موضوعی برای بهینهسازی موضوعات کاری مختلف یکی از مسائل مهم که بسیار تأثیـر گـذار است، انتخاب الگوریتم بهینهسازی مناسب است. در این پژوهش، الگوریتم طراحی ماهوارهبر سبک سوخت مایع در فاز طراحی مفهومی به روش همه در یک مرتبه (AAO)، با درنظرگرفتن چهار موضوع سازه، آیرودینامیک، مسیر پرواز و پیشرانش با هدف کمینهسازی جرم لحظة برخاست مدلسازی شــده و عملکــرد الگوریتمهای بهینـهسازی گرادیانـی (SQP)، و تکاملی (GA)، بر روی آن از نظر سرعت رسیدن به جواب با حل یک مسئله طراحی مورد بررسی قرار گرفته است و نتایج با روش طراحی سنتی (روش طراحی آماری) مورد مقایسه واقع شده است و نشان داده شده است که چنانچه از جواب طراحی آماری بهعنوان نقطة شروع در بهینهسازی با الگوریتم گرادیانی استفاده شود، میتوان به بهینه سراسری رسید.
امیر توکلی؛ مهدی نیکوسخن لامع؛ جعفر روشنییان؛ مهران میرشمس
دوره 2، شماره 2 ، تیر 1388، ، صفحه 51-60
چکیده
طراحی مسیر حاملهای فضایی از مسائلی است که لزوم استفاده از بهینهسازی در آن بسیار حائز اهمیت میباشد. انجام بهینهسازی با استفاده از حل مسئله کنترل بهینه منجر به یک مسئله با شرایط مرزی مجزا شده که حل آن فقط بهصورت عددی ممکن است. از طرفی ایجاد مسئله کنترل بهینه برای مدلهای پیچیده کاری بسیار مشکل و حتی غیرممکن است و بنابراین بهینهسازی ...
بیشتر
طراحی مسیر حاملهای فضایی از مسائلی است که لزوم استفاده از بهینهسازی در آن بسیار حائز اهمیت میباشد. انجام بهینهسازی با استفاده از حل مسئله کنترل بهینه منجر به یک مسئله با شرایط مرزی مجزا شده که حل آن فقط بهصورت عددی ممکن است. از طرفی ایجاد مسئله کنترل بهینه برای مدلهای پیچیده کاری بسیار مشکل و حتی غیرممکن است و بنابراین بهینهسازی بر اساس شبیهسازی از جایگاه ویژهای در این مسائل برخوردار است. در این مقاله، مسیر یک حامل فضایی با استفاده از تعریف ورودی کنترلی بهصورت یک تابع پارامتری با توابع مختلف خطی، اسپلاین و بزییر طراحی شده و توسط الگوریتم ژنتیک، مصرف سوخت آن بهینهسازی شده است. نتایج بهینهسازی نشاندهنده این است که توابع بزییر و اسپلاین نتایج خوبی را از لحاظ ارضای شرایط مرزی انتهایی و بهینهگی بارمفید حامل فضایی و همچنین تعداد پارامترهای بهینهسازی ارائه میدهند.
محمد سینجلی؛ جعفر روشنییان؛ علی غفاری
دوره 2، شماره 1 ، فروردین 1388، ، صفحه 43-50
چکیده
در این مقاله، معادلات حرکت وضعی مانور سهمحورة ماهوارة الاستیک- با استفاده از روش اجزای محدود برای بیان جابهجایی ضمیمة الاستیک - استخراج شده است. بهمنظور انجام مانور وضعیت، یک کنترلر برای مانور وضعیت ماهواره طراحی شده است و کنترلر جداگانهای برای حذف ارتعاشات ضمیمه الاستیک که بهدلیل عملکرد سیستم کنترل وضعیت ایجاد میشود، ...
بیشتر
در این مقاله، معادلات حرکت وضعی مانور سهمحورة ماهوارة الاستیک- با استفاده از روش اجزای محدود برای بیان جابهجایی ضمیمة الاستیک - استخراج شده است. بهمنظور انجام مانور وضعیت، یک کنترلر برای مانور وضعیت ماهواره طراحی شده است و کنترلر جداگانهای برای حذف ارتعاشات ضمیمه الاستیک که بهدلیل عملکرد سیستم کنترل وضعیت ایجاد میشود، طراحی شده است. از ترکیب دو روش مد لغزشی و بازگشت به عقب بهمنظورطراحی کنترلر وضعیت استفاده شده است. کنترلر ارتعاشات با استفاده از روش فیدبک مثبت مکان طراحی شده واز پیزوالکتریک بهعنوان سنسور و عملگر برای کنترل فعال ارتعاشات استفاده شده است.