۱۳۷

%۰٫۸

%۶٫۴

%۲۵٫۲

%۱۲٫۸

%۵۴٫۸

۴-۲-۲- تحلیل بخش اول پرسشنامه

پس از تحلیل داده‌های به دست آمده از پرسش‌نامه توزیع شده برای بررسی زیرساخت فرهنگی شهر الکترونیک در بین شهروندان همدانی، نتایج ذیل حاصل شده است.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

مطابق داده‌های جمع‌ آوری شده، پراکندگی سنی افراد نمونه آماری مطابق نمودار زیر است.

شکل ۱۶: پراکندگی سنی افراد نمونه آماری
از آنجاییکه رایانه (کامپیوتر) یکی از ابزارهای مهم برای بهره‌گیری از فناوری اطلاعات و ارتباطات است. تعداد بالای کامپیوترهای شخصی در شهر می‌تواند یک مزیت محسوب شود. اطلاعات جمع‌ آوری شده نشان می‌دهد ۲۴% افراد جامعه آماری نظرسنجی شده دارای کامپیوتر شخصی می‌باشند که این عدد به نوبه خود نشان ‌دهنده ضریب نفوذ پایین کامپیوتر می‌باشد.

شکل ۱۷: درصد مالکیت شخصی کامپیوتر
نتایج حاصل از پرسشنامه نشان می‌دهد که تقریباً %۷۰ شهروندان با کامپیوتر آشنایی داشته و از آن در زندگی روزمره خود استفاده می‌کنند. این امر نشان دهنده اینست که در صورت ارائه خدمات شهری مبتنی بر وب، پتانسیل نسبتاً خوبی در بین شهروندان برای بهره‌گیری از خدمات وجود دارد.

شکل ۱۸: میزان آشنایی شهروندان با کامپیوتر
بررسی‌های صورت گرفته در خصوص میزان شرکت شهروندان در دوره‌های آموزشی مرتبط با فناوری اطلاعات و ارتباطات نشان می‌دهد که ۴۳% از افراد نظرسنجی شده، آموزش‌های مقدماتی (شامل مبانی کامپیوتر و اینترنت) را دیده‌اند و ۱۷% نیز آموزش‌های حرفه‌ای و تخصصی را داشته‌اند. اما مابقی افراد تاکنون در هیچ دوره آموزشی شرکت نکرده‌اند.
یکی دیگر از نکات قابل تأمل، روش‌های متداول جهت دریافت آموزش توسط شهروندان است. آمارها نشان می‌دهند که اغلب افرادی که با فناوری اطلاعات و ارتباطات آشنایی دارند، آموزشهای لازم را در محل کار یا تحصیل خود دیده‌اند.

شکل ۱۹: میزان شرکت شهروندان در دوره‌های آموزشی ICT

شکل ۲۰: مقایسه روش های دریافت آموزش ICT در بین شهروندان (درصد)
میزان و نحوه استفاده از اینترنت به عنوان یکی دیگر از شاخص‌های اصلی فرهنگ شهر الکترونیک شناخته می‌شود. شکل ۲۳ نشان می‌دهد که حدود نیمی از افراد جامعه آماری از اینترنت استفاده نمی‌کنند. اما بین افرادی که کاربر اینترنت هستند حدود ۲۹% آنها در منزل خود به اینترنت دسترسی دارند. حدود ۱۳% برای دسترسی به اینترنت به کافی‌نت‌ها مراجعه می‌کنند و حدود ۱۷% آنها در محل کار یا محل تحصیل خود از این امکان استفاده می‌نمایند.

شکل ۲۱: مقایسه مکانهای استفاده شهروندان از اینترنت
میزان تمایل و هچنین اعتماد شهروندان برای استفاده از فناوری اطلاعات و ارتباطات در زندگی روزمره، شاخص دیگری است که در نمودارهای بعدی به آنها پرداخته شده است. بر این اساس اغلب شهروندان حاضرند که بجای روال عادی کارها و مراجعه حضوری برای انجام فعالیت‌های روزمره شهری، از فناوری‌های نوین اطلاعاتی و ارتباطاتی (مانند بانکداری الکترونیک، خرید آنلاین، …) استفاده کنند اما با توجه به نحوه کارکرد فعلی، اعتماد زیادی به این فناوری‌های نوین ندارند.

شکل ۲۲: میزان تمایل شهروندان به استفاده از فناوری اطلاعات و ارتباطات در زندگی شهری

شکل ۲۳: میزان اعتماد شهروندان به فناوری‌های نوین اطلاعاتی و ارتباطاتی

۴-۲-۳- تحلیل بخش دوم پرسشنامه

به کمک داده‌های بدست آمده از جدول شماره ۱۴ و پس از وزن‌دهی به پاسخ‌ها، نتیجه در قالب شاخص ۱۰ نمره‌ای محاسبه شده و نهایتاً میانگین شاخص بدست آمده است. بر اساس داده‌های بدست آمده از پرسشنامه‌ها، عدد شاخص ۴٫۱۱ بدست آمد.
همانطور که در بخش ۳-۳ اشاره گردید، طبق آخرین آمار اعلام شده توسط موسسه اکونومیست در سال ۲۰۰۸، شاخص آمادگی الکترونیکی در ایران ۳٫۰۸ می‌باشد. اگرچه عدد ۴٫۱۱ فقط نمایانگر شاخص آمادگی الکترونیکی در شهر همدان در حوزه زیرساخت فرهنگی می‌باشد اما با شاخص جهانی اعلام شده انطباق دارد. برای درک بهتر وضعیت زیرساخت فرهنگی در شهر همدان می‌توان عدد شاخص بدست آمده را با شاخص کشورهای پیشرو- مطابق جدول شماره ۱۱- مقایسه نمود. عدد ۸٫۸۸ برای کشور دانمارک، ۸٫۸۵ برای آمریکا و سوئد و ۸٫۷۲ برای هنگ کنک در مقایسه با عدد ۴٫۱۱ برای شهر همدان گویای فاصله نسبتاً زیاد همدان در زمینه آمادگی برای استفاده از فناوری‌های نوین شهرهای الکترونیک، با سایر شهرهای و کشورهای پیشرو می‌باشد.
برای اطمینان بیشتر می‌توان شاخص زیرساخت فرهنگی بدست آمده را با زیرشاخص فرهنگ که در گزارش موسسه اکونومیست ارائه شده است، مقایسه گردید. طبق آمار ارائه شده در این گزارش عدد شاخص محیط فرهنگی و اجتماعی^[۶۲] برای ایران برابر ۴٫۸۷ می‌باشد که با عدد بدست آمده توسط محقق یعنی ۴٫۱۱ انطباق بسیار خوبی دارد. با مقایسه عدد ۴٫۱۱ با شاخص زیرساخت فرهنگی کشورهای پیشرو (ارائه شده در گزارش اکونومیست) از جمله آمریکا (۹٫۰۰)، هنگ کنگ (۷٫۴۷)، سوئد (۸٫۶۰)، استرالیا (۹٫۱۳)، دانمارک (۸٫۶۷)، سنگاپور (۷٫۷۳)، هلند (۸٫۰۰) و … میتوان به تفاوت نسبتاً زیاد وضعیت زیرساخت فرهنگی همدان با زیرساخت کشورهای پیشرو پی برد. شایان ذکر است در گزارش موسسه اکونومیست، تنها ۱۱ کشور فیلیپین (۴٫۵۳)، کلمبیا (۴٫۸)، سریلانکا (۴٫۸)، نیجریه (۴٫۵۳)، اکوادور (۴٫۶)، پاکستان (۳٫۴)، ویتنام (۳٫۸)، قزاقستان (۳٫۸)، الجزایر (۴٫۳۳)، اندونزی (۳٫۵۳)، آذربایجان (۳٫۲) از لحاظ شاخص محیط فرهنگی و اجتماعی بعد از ایران قرار گرفته‌اند.
لذا این تفاوت گویای این مطلب است که در حال حاضر فرهنگ استفاده از شهر الکترونیک در بین شهروندان همدانی در حد کل کشور ایران بوده و در مقایسه با کشورهای پیشرو از ضعف نسبی برخوردار است.

۴-۴- سؤال فرعی دوم

به منظور پاسخگویی به این پرسش که آیا منابع مالی و بودجه لازم برای پیاده‏سازی شهر الکترونیک همدان وجود دارد یا نه، در ابتدا به سازمان‌های مربوطه برای جمع‌ آوری آمار و ارقام بودجه تخصیصی به فناوری اطلاعات و ارتباطات در شهر همدان مراجعه شد. طی مراجعات محقق به سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی استان همدان، استانداری و شرکت مخابرات استان همدان هیچیک از سازمان‌ها با استدلال محرمانه بودن، حاضر به ارائه آماری در این زمینه نشدند. نهایتاً با توجه به عدم دسترسی به آمارهای محلی به سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی کشور مراجعه شد که متأسفانه این سازمان نیز هیچگونه آماری در این زمینه ارائه نداد.
با توجه به عدم دسترسی به آمارهای محلی و کشوری، نهایتاً با مراجعه به آمارهای سازمان‌های بین‌المللی از جمله بانک جهانی، سازمان ملل و اتحادیه جهانی مخابرات، نسبت به پاسخگویی به سوال دوم اقدام شد.
به همین منظور به کمک آمارهای بین‌المللی میزان بودجه سرانه فناوری اطلاعات و ارتباطات برای ایران و سایر کشورها بر مبنای اطلاعات سال ۲۰۰۶ محاسبه گردید. بر این اساس در ابتدا با مراجعه به آمارهای بانک جهانی، سهم هزینه‌های فناوری اطلاعات و ارتباطات از میزان تولید ناخالص داخلی هر کشور و همچنین میزان تولید ناخالص داخلی استخراج شده و بر مبنای آن بودجه تخصیصی هر کشور برای توسعه فعالیت‌ها و پروژه‌های فناوری اطلاعات و ارتباطات مسخص گردید. سپس با توجه به جمعیت هر کشور، بودجه سرانه فناوری اطلاعات و ارتباطات (بودجه تخصیصی ICT برای هر نفر) محاسبه گردید.
به منظور انجام یک تحلیل منطقی و امکان انجام مقایسه صحیح، ۱۰ کشوری که طبق آخرین آمار ارائه شده دارای بالاترین رتبه در زمینه آمادگی دولت الکترونیک بودند انتخاب شدند. همچنین برای اینکه امکان مقایسه بهتر فراهم گردد آمار کشوهای چین، ترکیه، امارات متحده عربی و اوکراین نیز ارائه شده و سرانه بودجه ICT هریک محاسبه گردید. حاصل کار در جدول و نمودار بعدی ارائه شده است.
جدول ۱۵: سرانه بودجه فناوری اطلاعات و ارتباطات در کشورهای منتخب و مقایسه با ایران

کشور

روند بلند مدت سری­های زمانی یک جزء ملایم و آرام سری­ها زمانی است که فرآینده ملایم رشد یا کاهش در سری­های زمانی را در یک دوره گسترده و طولانی از زمان نشان میدهد. (فرشادفر، ۱۳۸۱: ۲۹۲)
۲-۶-۲- روند خطی
اگر مقادیر یک سری زمانی در نمودار سری زمانی کم و بیش در اطراف یک خط راست پراکنده باشند، آنگاه روند خطی می­نامند و در غیر صورت روند غیر خطی نامیده می­ شود. در یک روند خطی مقادیر سری زمانی به میزان ثابتی افزایش یا کاهش پیدا می­ کنند، یعنی نرخ رشد یا تنزل آن ثابت است.
استفاده از روند : مطالعه داده ­ها در یک دوره طولانی به ما کمک می­ کند تا نظر کلی درباره طرح رفتار پدیده مورد بررسی کسب کنیم. دقت منحنی روند یا مطالعه روند یا برآورد­هایی که از آن بدست می ­آید بستگی به قابلیت اعتماد نوع برازش شده به داده ­های معلوم دارد.
با تحلیل روند می­توانیم دو یا چند سری زمانی را در دوره­ های مختلفی از زمان با هم مقایسه و نتایج مهمی را کسب کنیم. با حذف مقادیر روند یک سری زمانی داده شده می­توانیم نوسانات کوتاه و نامنظم را مطالعه کنیم.
۲-۶-۳- نوسانات کوتاه مدت
در بیشتر سری­های زمانی علاوه بر نوسانات دراز مدت نیروهایی وجود دارند که به طور دوره­ای در یک زمانی تکرار می­شوند و بنابراین مانع جریان هموار مقادیر سری­ زمانی در جهت بخصوصی می­شوند. نوسانات کوتاه مدت را می­توان به دو صورت تقسیم نمود:

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

الف) نوسانات فصلی
ب) نوسانات چرخه­ای
۲-۶-۳-۱-نوسانات فصلی
نوسانات فصلی را می­توان به صورت حرکات (نوسانات) تکراری قابل پیش بینی در حول خط روند در یک سال یا کمتر از آن تعریف کرد. برای اینکه بتوانیم نوسانات فصلی را جستجو کنیم لازم است فواصل زمانی را در واحد­های زمانی کوچکی همچون روز، هفته، ماه، یا سه ماه اندازه ­گیری کنیم.
مطالعه نوسانات فصلی برای بدست آوردن طرح تغییرات گذشته و همچنین به تصویر کشیدن طرح های گذشته برای آینده مفید است. به مجرد اینکه معلوم شود یک طرح فصلی تغییرات چرخه­ای که هر سال اتفاق می­افتد را محاسبه کنیم. بعد از تغییرات فصلی را از یک سری زمانی حذف کردیم یک سری غیر فصلی باقی می­ماند.
۲-۶-۳-۲- نوسانات چرخه­ای
تغییرات یا نوسانات چرخه­ای مولفه­ای است که در حول خط روند برای دوره­ های بزرگتر از یک سال نوسان می­ کند. با بهره گرفتن از روش مانده­ها می­توانیم تغییرات چرخه­ای را بشناسیم.
در یک سری زمانی که شامل داده ­های سالانه است فقط روند نوسانات چرخه­ای نامنظم بررسی می­ شود زیرا تغییرات فصلی یک چرخه منظم کاملی را داخل هر سال می­سازد و تاثیر آن را روی یک سال بیشتر از سال دیگر نیست. چون با بهره گرفتن از خط روند می­توانیم روند را توصیف کنیم لذا مولفه­های چرخه­ای و نامنظم باقی مانده را می­توان حذف کرد.
اگر از یک سری زمانی مرکب از داده ­های سالانه استفاده کنیم برای مقدار سری زمانی می­توانیم درصد روند را با تقسیم نمودار مقدار واقعی y به مقدار روند پیدا کنیم . این کمیت اندازه از تغییرات چرخه­ای را به صورت درصد روند به ما می­دهد، یعنی داریم:
رابطه شماره(۴) فرمول درصد روند در نوسانات چرخه­ای ۱۰۰×/y= درصد روند که در آن y مقدار واقعی سری زمانی و مقدار روند برآورده شده در همان نقطه سری است.
باقیمانده چرخه نسبی یک اندازه دیگر تغییرات چرخه­ای است. در این روش برای هر مقدار سری زمانی درصد انحراف از روند را پیدا می­کنیم، با توجه به فرمول زیر باقیمانده­های چرخه­ای نسبی را تعیین می کنیم:
رابطه(۵) فرمول باقی مانده­های نوسان چرخه­ای نسبی ۱۰۰× /=Y باقیمانده چرخه
نسبتی است که در آن y مقدار واقعی سری زمانی و مقدار روند برآورد شده در همان نقطه سری زمانی است. این دو اندازه تغییرات چرخه­ای یعنی درصد روند و باقیمانده چرخه­ای نسبی را درصدهای روند می گویند.
۲-۶-۴- نوسانات نامنظم
بعد از اینکه روند، نوسانات چرخه­ای و نوسانات فصلی از یک سری زمانی حذف شد هنوز یک عامل غیر قابل پیش بینی باقی می­ماند. تغییرات نامنظم معمولا در فواصل کوتاه پیش بینی می­آیند و از یک طرح تصادفی پیروی می­ کنند.
به عنوان مثال سرمای غیر معمول و و بیش از حد زمستان در دی ماه می ­تواند یک عامل نامنظم باشد که باعث افزایش مصرق برق و نفت می­ شود. در عین حال تمام علل تغییرات نامنظم را می­توان به سهولت تشخیص داد.
۲-۷- انواع روش­های بررسی روند
۱-روش­های پارامتری
الف) حداقل مربعات
ب) میانگین متحرک
۲-روش­های ناپارامتری
الف) Mann-kendall
بSens Stimator Slope (
۲-۷-۱- محاسن روش­های ناپارامتری
۱- بیان و درک این روش­ها آسان است.
۲- متضمن محاسبات ساده­تری هستند. (لذا روش­های سریع و آسان نامیده شده ­اند)
۳- روش­های ناپارامتری برخلاف روش­های پارامتری می­توان برای اسمی که دارای مقادیر عددی دقیقی نیستند بکار رود.
۴- این روش­ها می­توانند برای طیف وسیعی از وضعیت­ها بکار رود، زیرا که نیاز به شرایط جدی برای پارامترها­ی متناظر ندارد. (عبدالله زاده، ۲۱۷:۱۳۸۲)
۲-۷-۲- معایب روش­های ناپارامتری
۱-عیب عمده روش­های ناپارامتری این است که مقداری از اطلاعات از دست می­رود و لذا نسبت به روش های استاندارد از کارایی کمتری برخوردارند.
۲-این روش­ها نسبت به روش­های پارامتری متناظر از حساسیت کمتری برخوردارند، بدین معنی که برای رد فرضیه صفر نیاز به گواه قوی­تری داریم. (همان منبع :۲۱۸)
فصل سوم
ویژگی­های جغرافیایی
منطقه ی مورد مطالعه
۳-۱- مقدمه
استان کرمانشاه با مساحت ۲۴۶۳۶ کیلومترمربع تقریباً ۵/۱درصد کل مساحت ایران را به خود اختصاص داده و بین مدارهای ۳۳ درجه و ۳۶ دقیقه تا ۳۵ درجه و ۱۵ دقیقه عرض شمالی و نصف النهارهای ۴۵ درجه و ۲۴ دقیقه تا ۴۸ درجه و ۳۰ دقیقه طول شرقی قرار گرفته است. استان کرمانشاه در غرب کشور قرار دارد. این استان از شمال با کردستان، از شرق با همدان، از جنوب با ایلام همسایه است و در غرب نیز با کشور عراق هم جوار است. ارتفاع متوسط آن از سطح دریای آزاد در حدود ۱۲۰۰ متر می باشد. (بیگلری،۴۰:۱۳۸۶).
شکل ۳-۲- نقشه موقعیت و پراکنش ایستگاههای سینوپتیک مورد مطالعه
۳-۲-انتخاب ایستگاهها

که در رابطه بالا و . دیده می شود که اگر سیستم به درستی همگرا شود، آن گاه مدل تخمین زده شده با مدل واقعی یکسان خواهد بود. با تعریف تابع هزینه ای به شکل زیر:

(۱۴-۳)

با بهره گرفتن از مرجع[۲۶ و ۳۰] در می یابیم که در صورتی که تخیمن پارامترها از رابطه:

(۱۵-۳)

که در آن پارامتر از رابطه

(۱۶-۳)

به دست خواهد آمد، تابع هزینه معادله (۱۴-۳) به حداقل مقدار خود خواهد رسید و یا در واقع نُرم خطای تخمین حداقل می شود.
توجه: با گسسته سازی معادلات (۱۴-۳) تا (۱۶-۳) به معادلات (۷-۳)، (۱۰-۳) و (۱۲-۳) خواهیم رسید.
برای اینکه شرط همگرایی به صفر برای برقرار باشد، می بایست تحریک پایا صورت پذیرد. توضیح جامعی از این قضیه در مرجع [۲۷] آورده شده است. در اینجا با اندکی تغییر بیان این قضیه بدون اثبات آورده می شود.

( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

۵– ۳– قضیه تحریک پایا[۲۷](صفحات ۱۷۷ تا ۱۸۰)
ماتریس زیر را در نظر بگیرید:
اگر این ماتریس دارای مرتبه کامل باشد آنگاه تحریک پایا خواهیم داشت.
در واقع با بیانی ساده تر می توان گفت در صورتی که سیگنال تحریک کننده پایا نباشد، همه مود های سیستم تحریک نخواهند شد. از تئوری تحریک پایا می توان گفت ، اگر سیگنال پایا باشد، آنگاه می توان گفت که خطای تخمین. نشان داده می شود [۳۰] در صورتی که باشد، آنگاه تحریک پایا صورت می پذیرد و سرعت زاویه ای نیز همانند سایر پارامترهای نامعین می تواند تعیین گردد. سرعت زاویه ای از رابطه محاسبه می شود.
به طور خلاصه اگر سیگنال های و مورد استفاده قرار گیرند، آنگاه به صورت مجانبی به صفر میل خواهند نمود و بنابراین سرعت زاویه ای می تواند تعیین گردد.
فصل چهارم
کنترلر تطبیقی مدل مرجع بهبود یافته برای کنترل ژیروسکوپ MEMS
۱–۴– مقدمه
وقتی یک ژیروسکوپ در معرض چرخش و یا در واقع سرعت دورانی قرار می گیرد، پاسخ محور حساسیت اطلاعاتی در مورد این سرعت دورانی ارائه می دهد. با توسعه تکنولوژی MEMS، ژیروسکوپ های MEMS برای کنترل حرکات غلطشی و نیز کنترل حالت سر خوردن اتومبیل ها ، پایدار سازی دوربین ها، ابزار کمک ناوبری برای GPS، صنایع گوناگون مانند هوافضا و غیره به کار گرفته شده است[۳۳]. اما با این وجود، عیب های ناشی از ساخت و ارتعاشات محیطی که ایجاد ترمهای تداخلی نامطلوب ، اغتشاشات نامعین، نویز های ورودی و اندازه گیری، و تغییر در پارامتر های سیستم می نمایند که سبب کاهش عملکرد مطلوب سیستم را می شود. همچنین عوامل خاصی وجود دارد که بر عملکرد ژیروسکوپ ها اثر می گذارد که تحت عنوان پارامترهای تداخلی نامیده می شوند. پارامترهای تداخلی، عباراتی را شامل می شوند که در معادلات حرکت محور حسگر و محور تحریک وجود دارند و به شکل ضرایب فنریت و میرایی که در موقعیت و یا سرعت خطی ضرب شده اند، ظاهر می شوند و به این شکل یک تداخل بین معادلات حرکت محور های حسگر و محور تحریک به وجود می آورند. پارامترهای میرایی تداخل معمولا کوچک هستند و در برابر ترمهای فنریت تداخلی قابل مقایسه نیستند. در نتیجه یک سیستم کنترلی می بایست وجود داشته باشد تا عملکرد ژیروسکوپ را بهبود بخشد و پایداری سیستم را تضمین کند. برای حذف اغتشاشات و رسیدن به عملکرد مقاوم در برابر نامعینی های مدل سازی ژیروسکوپ های MEMS، روش های کنترلی پیشرفته می بایست به کار گرفته شود. دو نوع کنترل متداول در مورد ژیروسکوپ های MEMS عبارتند از: کنترل دو محور ارتعاشی(یا مد) ژیروسکوپ، و تخمین نرخ چرخشی متغیر با زمان[۳۴].کنترلر تطبیقی مدل مرجع (MRAC) یکی از از روش های متداول در کنترل تطبیقی است. این ساختار به شکل قدیمی آن برای کنترل سیستم های خطی در حضور نامعینی های پارامتری طراحی شد. با توسعه نظریه پایداری لیاپانف، این نظریه برای بهبود MRAC مورد استفاده قرار گرفت. این نظریه شرط کافی را برای عملکرد پایدار سیستم بدون لحاظ نمودن مشخصات فرکانسی کنترلر به دست آمده را فراهم می سازد. شمای کلی یک MRAC در شکل ۱-۴ نمایش داده شده است. مهمترین مشکل در به کارگیری الگوریتم MRAC با بهره های بالا، حساسیت زیاد سیستم به تاخیر زمانی سیستم می باشد. در مراجع [۳۵و ۳۶] این مشکل را به طور مفصل توضیح می دهند و یک اسلوب جدید برای طراحی کنترلر تطبیقی ارائه می کنند. کنترلر حاصل از تطبیق پذیری بالایی برخوردار است و پاسخ فرکانسی دلخواهی را با باند عملکردی قابل محاسبه به صورت تحلیلی ارائه می کند. به علاوه با توجه به [۳۷، ۳۸ و ۳۹] بر خلاف الگوریتم MRAC متداول، روش تطبیقی یاد شده دارای تضمین پایداری در برابر تاخیر زمانی در عین تطبیق پذیری بالا خواهد بود.
در زیر به پاره ای از تایخچه ای از کارهای انجام پذیرفته در زمینه کنترل تطبیقی و کنترل MEMS اشاره می شود:
استروم[۲۷]، ایونوا و سان [۴۰] و تائو[۲۹] کنترل تطبیقی مدل مرجع را توضیح می دهند. در سالهای اخیر، فعالیت های زیادی برای بهبود عملکرد کنترلر های تطبیقی صورت پذیرفته است که برای اشاره به تعدادی از آنها می توان از [۳۸، ۳۹، ۴۱، ۴۲و ۴۳] نام برد. یک قانون تطبیقی و تلفیق آن با شناسایی پارامترها، به صورت تحلیلی توسط فرادکف و آندریفسکی[۳۴ و ۴۴] پیشنهاد گردید. کائو و هواکیمیان [۳۹، ۴۵ و ۴۶] یک ساختار کنترلی جدید ارائه نمودند که تضمین می کند که ورودی و خروجی یک سیستم خطی نامعین از ورودی و خروجی یک سیستم دلخواه تبعیت کنند. زارع [۴۷ و ۴۸] از این کنترل تطبیقی یاد شده را برای کنترل برخی سیستم های پروازی بهره گرفت. برخی الگوریتم های کنترلی نیز برای کنترل ژیروسکوپ MEMS توصیه شده اند. فی و باتور [۴۹]یک کنترل تطبیقی مد لغزشی را برای کنترل ژیروسکوپ MEMS استخراج کردند تا سرعت زاویه ای را تعیین کند. باتور [۳۲] یک کنترلر مد لغزشی ارائه نمود که با ترکیب با یک استراتژی کنترلی تعدیل نیرو ترکیب شده است و سرعت زاویه ای را تخمین می زند. للاند[۴۱] یک کنترلر تطبیقی برای تنظیم فرکانس طبیعی محور تحریک یک ژیروسکوپ ارتعاشی ارائه کرد. یک کنترلر تطبیقی نیز در [۳۳] ارائه شده است که هر دو محور را تحریک می کند و تمام اعمال ژیروسکوپ را کنترل می نماید.
کار اصلی انجام شده در این بخش طراحی یک کنترلر تطبیقی مدل مرجع بهبود یافته برای یک ژیروسکوپ ارتعاشی MEMS است به طوریکه امکان تخمین سرعت زاویه ای و کلیه پارامترهای نامعین ژیروسکوپ فراهم آید و اثبات امکان استفاده از این کنترلر در چنین سیستم هایی می باشد. با توجه به جبرانسازی سریع، با انتخاب مناسبی از پارامتر های کنترلر، یک تخمین سریعتر و دقیقتر از پارامترهای سیستم در دسترس خواهد بود.
در این بخش بررسی عملکرد یک کنترلر تطبیقی مدل مرجع بهبود یافته برای یک ژیروسکوپ MEMS مورد توجه قرار خواهد گرفت. با بهره گرفتن از این الگوریتم کنترل تطبیقی، یک تخمین از سرعت زاویه ای و ضرایب میرایی و فنریت سیستم به صورت زمان حقیقی در اختیار خواهد بود. با تغییر ورودی مدل مرجع متداول، امکان وارد نمودن یک فیلتر پایین گذر به منظور حذف نوسانات ناخواسته حاصل از بهره تطبیق بالا فراهم می شود. این تکنیک تطبیقی جدید جبرانسازی سریع را برای تغییرات بزرگ در دینامیک سیستم را ممکن می سازد و این مسئله به نوبه خود تخمین یکنواختی را از سرعت زاویه ای مسیر می نماید و قوام بالایی در برابر تغییر پارامترهای سیستم و در برابر اغتشاشات خارجی ایجاد می کند. پایداری مجانبی کنترلر تطبیقی مذکور با بهره گرفتن از روش مستقیم لیاپانف تضمین می گردد. نتایج شبیه سازی، موثر بودن روش کنترلی مورد نظر را تایید می کنند.

۱۰۲۶۴۴

۱۰۴۱۴۰

۹۹۶۱۴

۱۰۲۵۷۰

۱۰۲۲۱۱

۱۰۶۷۸۳

۱۰۲۲۵۲

۱۰۷۳۹۲

-z2

۸۳۰۵۵۶۰۰

۹۲۶۷۶۰۰۰

۷۴۱۷۳۶۰۰

۱۱۳۶۲۵۰۰۰

۸۲۴۰۰۸۰۰

۸۴۸۶۵۸۰۰

۷۸۴۹۹۴۰۰

۸۰۳۱۰۶۰۰

۹۰۰۴۲۴۰۰

-z3

همانطور که ملاحظه می شود، در تمامی پاسخ های غیر مسلط تولید شده توسط روش پیشنهادی ما که در جدول۵-۷ قابل ملاحظه است، مقدار پارامتر w حداقل به خوبی روش ورنر می باشد و علاوه بر اینکه تعداد بیشتری پاسخ غیرمسلط تولید نموده ایم، مقادیر متفاوتی برای تابع مطلوبیت هر پاسخ بدست می آوریم که همانطور که اشاره شد، برای جلوگیری از تحت تاثیر قرار گرفتن نتایج از نظر تصمیم گیرنده در این تحقیق اعمال گردیده است. به همین دلیل پاسخ منجر شده به بیشترین مقدار این تابع را به عنوان بهترین پاسخ انتخاب می نمائیم که پاسخ شماره ۶ با مقدار تابع مطلوبیت ۰٫۹۰۸ می باشد. ملاحظه می شود که مقدار این تابع مطلوبیت از مقدار حاصل شده برای روش ورنر که برابر ۰٫۹۰۵ بود نیز بیشتر می باشد. با توجه به نتایج حاصل از جدول ۶-۷ و مقایسه آن با نتایج جدول ۵-۸ ملاحظه می گردد که تمامی پاسخ های تولید شده در روش پیشنهادی ما دارای شرط برابر بودن معیار “و فازی” با مقدار از پیش تعیین شده ۰٫۸۹۵ می باشند در حالی که معلوم نیست برای بدست آوردن همین تعداد بردار اهداف غیر مسلط با مقدار معیار “و فازی” نزدیک به ۰٫۸۹۵ نیاز به چند تکرار از الگوریتم چبیشف کلاسیک داریم و آیا اصلا به آن خواهیم رسید یا نه.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

برای یک مقایسه صریحتر، بهترین جواب حاصل شده از روش پیشنهادی ما (بر اساس تابع مطلوبیت U) ، با سایر روش های بهینه سازی در جدول زیر قابل مشاهده است. توجه نمائید که LP_i نشانگر بهینه سازی تک هدفه به منظور بهینه سازی تابع هدف i ام مساله بدون توجه به دیگر اهداف می باشد. مشاهده می شود که روش پیشنهادی ما با توجه به تابع مطلوبیت u و همینطور متوسط درجه ارضای اهداف از تمامی روش های دیگر عملکرد بهتری داشته و در عامل w با روش ورنر برابری می کند که خود برای آن تعریف نموده بودیم.
جدول ۷-۷- مقایسه روش پیشنهادی با دیگر روش های بهینه سازی چند هدفه

چبیشف فازی

چبیشف

ورنر

زیمرمن

جمع موزون

LP3

LP2

LP1

۰٫۸۸۹

۰٫۸۵۴

۰٫۸۸۹

۰٫۸۹۱

۰٫۲۵۰

۰٫۰۳۹

۰٫۱۳۴

۱٫۰۰۰

در این روابط پهنای باند بریلوین نامیده می شود که در یک فیبر تک مد استاندارد تقریبا MHZ35 می‌باشد [۱۹]. می توانیم طیف بهره و طیف فاز پراکندگی بریلوین برانگیخته را برای یک فیبر با ورودی پمپ CW رسم کنیم که در شکل (۵-۵) نشان داده شده است.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

شکل (۵- ۵) رفتار رزونانس بهره بریلوین.
می توان نمودار طیف فاز را با بهره گرفتن از روابط KKR از نمودار طیف بهره بدست آورد. دو معادله دیفرانسیل (۵-۱۱) و (۵-۱۲) تا به حال به صورت تحلیلی و دقیق حل نشده اند و برای مشاهده رفتار پدیده پراکندگی بریلوین برانگیخته این دو معادله به صورت عددی حل شده اند. در اینجا ما می خواهیم با معرفی یک روش جدید جواب تحلیلی دقیق دو معادله (۵-۱۱) و (۵-۱۲) را بدست آوریم. در این روش ما ابتدا میدان الکتریکی را بر حسب فاز و توانش بیان می کنیم و معادلات (۵-۱۱) و (۵-۱۲) را برای فاز و دامنه جداگانه بازنویسی می کنیم و یک جفت معادله برای توان دو میدان و و یک معادله برای فاز میدان بدست می آوریم که قابل حل می باشند.
در ابتدا حالتی را در نظر می گیریم که افت توان پمپ فقط بخاطر تلفات فیبر باشد و از افت توان پمپ بخاطر انتقال توان به سیگنال صرف نظر می کنیم و جواب تقریبی را بدست می آوریم و در پایان را با بهره گرفتن از روش تحلیلی دقیق که در این فصل معرفی می شود بدست می آوریم و نتایج هر دو روش را با هم مقایسه می کنیم.
۵-۵-۱- جواب تقریبی معادلات دیفرانسیل جفت شده
در این بخش معادلات (۵-۱۱) و (۵-۱۲) را برای حالتی که از توان انتقالی پمپ به سیگنال صرف نظر کرده ایم حل می کنیم . با این فرض دو معادله (۵-۱۱) و (۵-۱۲) از هم مستقل شده و به صورت زیر بدست می آید:
(۵-۱۵)
در اینجا توان پمپ در خروجی فیبر به صورت می باشد. این جواب تا وقتی که توان انتقالی از پمپ به سیگنال قابل صرفه نظر کردن باشد معتبر می باشد یعنی برای توان های کوچکتر از توان آستانه معتبر می باشد. چنانچه توان پمپ به توان آستانه نزدیک باشد یا از آن بزرگتر باشد معادله (۵-۱۵) دیگر جواب صحیحی نمی دهد. در قسمت بعد جواب تحلیلی و دقیقی که بدست می آوریم برای هر توان ورودی از پمپ جواب صحیحی می دهد.
با بهره گرفتن از رابطه (۵-۱۵) می توانیم تابع انتقال فیبر را برای سیگنال بدست آوریم که به صورت زیر تعریف می شود:
(۵-۱۶)
(۵-۱۷)
(۵-۱۸)
در رابطه (۵-۱۶) عدد موج مختلط مربوط به پدیده پراکندگی بریلوین برانگیخته می باشد و رابطه (۵-۱۷) و (۵-۱۸) بترتیب طیف بهره و فاز پراکندگی بریلوین برانگیخته را می دهند. همانطور که در فصل سوم بیان شد سرعت گروه با بهره گرفتن از مشتق اول بدست می آید. در یک فیبر در حضور پدیده پراکندگی بریلوین برانگیخته از دو جمله تشکیل شده است، جمله خطی و عدد موج مختلط بریلوین :
(۵-۱۹)
برای بدست آوردن سرعت گروه از قسمت حقیقی نسبت به مشتق می گیریم و آن را عکس می‌کنیم. در رابطه (۵-۱۹) قسمت حقیقی با توجه به رابطه (۵-۱۶) متناسب با فاز تابع انتقال می بشاد که با جایگذاری آن در رابطه (۵-۱۹) داریم:
(۵-۲۰)
با گرفتن مشتق از رابطه (۵-۲۰) سرعت گروه به صورت زیر بدست می آید:
(۵-۲۱)
در اینجا می باشد. حال اگر از یک پمپ CW استفاده کنیم با جایگذاری رابطه (۵-۱۳) در رابطه (۵-۲۱) سرعت گروه به صورت زیر بدست می آید:
(۵-۲۲)
حال اگر بخواهیم تاخیر زمانی که پراکندگی بریلوین برانگیخته روی یک پالس ایجاد می کند را بدست آوریم باید اختلاف بین زمان عبور پالس از خلاء و فیبر را بدست آوریم:
(۵-۲۳)
که با جایگذاری رابطه (۵-۲۲) در رابطه بالا داریم:
(۵-۲۴)
اولین جمله رابطه (۵-۲۴) مربوط به زمان عبور پالس از فیبر بدون حضور پراکندگی بریلوین برانگیخته می‌باشد ولی جمله دوم مربوط به تاخیر زمانی پالس می شود که توسط پراکندگی بریلوین برانگیخته ایجاد شده است.
با توجه به رابطه (۵-۲۴) بیشترین تاخیر زمانی در مرکز طیف بریلوین ایجاد می شود که مقدار آن برابر است با:
(۵-۲۵)
۵-۵-۲- جواب تحلیلی و دقیق معادلات دیفرانسیل جفت شده
در این قسمت با توجه به رابطه بین توان و دامنه میدان ، ابتدا با بهره گرفتن از معادله‌های (۵-۱۱) و (۵-۱۲) معادله های دیفرانسیل جفت شده بر حسب و بدست می آوریم. سپس این دو معادله دیفرانسیل جدید را حل می کنیم و جواب های و را بدست می آوریم. بعد از آن معادله دیفرانسیل مربوط به فاز میدان الکتریکی سیگنال را بدست می آوریم و با بهره گرفتن از جواب های و رابطه ای برای فاز میدان سیگنال بدست می آوریم.
حال با توجه به رابطه بین توان و میدان الکتریکی که در بالا بیان شد ابتدا معادلات دیفرانسیل مربوط به توان سیگنال و پمپ را بدست می آوریم. اگر مشتق توان نسبت به مکان را بر حسب میدان بسط بدهیم به رابطه زیر می رسیم:
(۵-۲۶)
با جایگذاری معادله (۵-۱۱) در رابطه (۵-۲۶) داریم:
(۵-۲۷)
حال اگر رابطه (۵-۲۶) را برای بازنویسی کنیم و معادله (۵-۱۱) را در آن قرار دهیم خواهیم داشت:
(۵-۲۸)
حال می توانیم باتقسیم دو معادله (۵-۲۷) و (۵-۲۸) برهم، مشتق نسبت به z را حذف کرده و یک معادله برحسب و بدست آوریم:
(۵-۲۹)
در اینجا می باشد. معادله (۵-۲۹) یک معادله دیفرانسیل خطی مرتبه اول می باشد که با حل آن داریم:
(۵-۳۰)
در این رابطه C یک عدد ثابت می باشد و از Z مستقل می باشد. با بهره گرفتن از تابع لامبرت^[۶۵] و رابطه (۵-۳۰) می توانیم و را بر حسب همدیگر بیان کنیم.
(۵-۳۱)
(۵-۳۲)
در اینجا W تابع لامبرت می باشد.

سیگنال از انتهای فیبر (Z=L) و پمپ از سر فیبر (Z=0) اعمال می شود، بنابراین ما فقط شرایط مرزی و را داریم و شرایط اولیه نداریم و مقدار C را نمی توانیم با شرایط مرزی بدست آوریم.
حال اگر بخواهیم با بهره گرفتن از رابطه (۵-۳۲) مقدار را بدست آوریم بخاطر مجهول بودن C دو مجهول خواهیم داشت. می توان با تشکیل یک دستگاه دو معادله و دو مجهول(C و) و با بهره گرفتن از روش نیوتن- رافسون مقدار و C را بدست آوریم.
با بهره گرفتن از دو معادله (۵-۲۸) و (۵-۳۰) یک دستگاه شامل دو معادله و دو مجهول و C تشکیل می دهیم. با انتگرال گیری از رابطه (۵-۲۸) داریم:
(۵-۳۳)
با جایگذاری رابطه (۵-۳۱) در رابطه (۵-۳۳) و همراه با رابطه (۵-۳۰) دستگاه زیر را بدست می آوریم: