@article { author = {منتظری, مرتضی and جعفری, علی and راستی, علی}, title = {Design and Implementation of Model Predictive Controller for Turbofan Engine Fuel Control}, journal = {Aerospace Mechanics}, volume = {15}, number = {1}, pages = {1-12}, year = {2019}, publisher = {Imam Hussein University}, issn = {2645-5323}, eissn = {2980-8103}, doi = {}, abstract = {In this paper, design and implementation of model predictive controller for turbofan engine fuel control are proposed. The satisfaction of operational and structural limits of the engine is a controller design challenge. The control system must ensure that the engine operates without any limit violation at all times, i.e.without over-speed of the shaft, compressor stall, combustion chamber blow out and turbine over-temperature. In this regard, a controller is required which can take into account these constraints while obtaining an optimal control input. Therefore, the model predictive control for turbofan engine fuel control using a linear model of the engine at one operating point is designed. The simulation results show that while model predictive control generate optimal control signal, all the constraints are perfectly satisfied. After assuring the valid performance of the controller in computer simulations, the fuel control algorithm is implemented on a hardware framework. For this purpose, the controller algorithm is implemented on a microcontroller and hardware-in-the-loop test is performed. The results of the hardware-in-the-loop simulation indicate the correct implementation of the model predictive controller on the hardware framework.}, keywords = {Turbofan Engine,Fuel Control,Model Predictive Control,Linear Model,Hardware-in-the-Loop}, title_fa = {طراحی و پیاده‌سازی کنترل پیش‌بین مبتنی بر مدل خطی گسسته برای کنترل سوخت موتور توربوفن}, abstract_fa = {در این مقاله، طراحی و پیاده‌سازی کنترل پیش‌بین مدل برای کنترل سوخت موتور توربوفن انجام شده است. ارضاء قیود عملکردی و ساختاری موتور چالشی برای طراحی کنترل‌کننده ایجاد می‌کند. سیستم کنترل باید اطمینان دهد که موتور در شرایط سلامت کامل، یعنی بدون فرارفت سرعت محور، استال کمپرسور، خاموشی محفظه احتراق و فرارفت دمای توربین کار می‌کند. در این راستا کنترل‌کننده‌ای مورد نیاز است که بتواند این قیود را ضمن بدست آوردن سیگنال کنترل بهینه لحاظ کند. به همین دلیل، کنترل پیش‌بین مدل برای کنترل سوخت موتور توربوفن با استفاده از یک مدل خطی از موتور در یک نقطه عملکردی طراحی شده است. نتایج عملکرد این کنترل‌کننده نشان می‌دهد که ضمن تولید سیگنال کنترلی بهینه، تمامی قیود در محدوده مورد نظر قرار گرفته‌اند. پس از اطمینان از عملکرد مناسب کنترلر در شبیه‌سازی‌های کامپیوتری، الگوریتم کنترل سوخت به صورت سخت‌افزاری پیاده‌سازی شده است. بدین منظور الگوریتم کنترلی بر روی یک میکروکنترلر پیاده‌سازی شده و تست سخت‌افزار در حلقه انجام گرفته است. نتایج حاصل از تست سخت‌افزار در حلقه، نشان‌دهنده پیاده‌سازی صحیح کنترل پیش‌بین طراحی‌شده بر روی سخت افزار مورد نظر می‌باشد.}, keywords_fa = {موتور توربوفن,کنترل سوخت,کنترل پیش‌بین مدل,مدل خطی,سخت‌افزار در حلقه}, url = {https://maj.ihu.ac.ir/article_202598.html}, eprint = {https://maj.ihu.ac.ir/article_202598_03b822369d17e8b543959e826ff3826d.pdf} } @article { author = {Z, E and امیری آتشگاه, محمد علی and r, n}, title = {Behavioral Guidance and Control of a Flying Robot for Leader-Follower Concept}, journal = {Aerospace Mechanics}, volume = {15}, number = {1}, pages = {13-24}, year = {2019}, publisher = {Imam Hussein University}, issn = {2645-5323}, eissn = {2980-8103}, doi = {}, abstract = {Recent progress in the aerial robots’ technology facilitates these platforms to incorporate in complex missions such as delivering, search and rescue, and surveillance over urban environments. An accurate control and guidance system is necessary to broaden the mission domain, increase the reliability of robots, and enhance compliance with safety and communicative constraints. In this research, a hybrid flight controller besides a Guidance system is proposed for a quadrotor aerial robot which contains separate guidance and control modules. Realization and implementation capacity of the generated control law is particularly considered in the design of control system. Furthermore, in the design of the control system, dynamical limitations of quadrotor specially underactuated-ness are considered in order to enable the quadrotor to track a three-dimensional trajectory. Guidance subsystem is designed based on a behavioral algorithm, which produces a trajectory based on leader-follower concept for both linear and nonlinear dynamic inversion controllers. The simulation results exhibit the potency of the presented method for further researches on obstacle avoidance and formation flights.}, keywords = {Guidance and Control,Behavioral Guidance,Nonlinear Control,Quad-Copter}, title_fa = {سامانه هدایت و کنترل رفتار- محور ربات پرنده جهت تعقیب راهبر}, abstract_fa = {امروزه، با پیشرفت فناوری، امکان به­کارگیری ربات­های پرنده چهارپره­ در ماموریت­های درون­شهری همچون تحویل کالا، پایش، جستجو و نجات فراهم شده است. یک سامانه هدایت و کنترل با اطمینان­پذیری بالا باعث ارتقا دامنه عملیاتی و اطمینان­پذیری و رعایت بهتر قیود ایمنی و مخابراتی می‌گردد. در این پژوهش، یک سامانه ترکیبی هدایت- کنترل رفتار- محور جهت تعقیب ربات راهبر برای یک ربات چهارپره ارائه می­شود. در طراحی سامانه کنترل به قابل پیاده­سازی بودن توجه ویژه­ شده است. علاوه بر این سامانه کنترل با بررسی محدودیت­های دینامیکی از جمله کم­عملگر بودن، طراحی شده تا بتواند تعقیب مسیر در فضای سه‌بعدی را ممکن سازد. همچنین سامانه هدایت بر مبنا رویکرد رفتار محور ارائه شده است. شبیه­سازی صورت­گرفته در شرایط وجود نامعینی و عدم ایده­آل­نگری در سامانه، نشان­دهنده عملکرد خوب سامانه­ هدایت و کنترل پرواز، در هر دو رویکرد کنترلی خطی و غیرخطی با وارون‌سازی دینامیکی در اجرای ماموریت می­باشد. با انجام این پژوهش، زمینه برای اعمال الگوریتم اجتناب از مانع و پرواز گروهی با رویکرد رفتارمحور در آینده فراهم شده است.}, keywords_fa = {هدایت و کنترل,هدایت رفتار- محور,کنترل غیرخطی,ربات پرنده چهارپره}, url = {https://maj.ihu.ac.ir/article_202600.html}, eprint = {https://maj.ihu.ac.ir/article_202600_af953aea9a76cf09328b60d12fda972a.pdf} } @article { author = {y, a and n, m and gh, n}, title = {Application and Evaluation of Laguerre Functions in Helicopter Flight Control System Designed by Model Predictive Control}, journal = {Aerospace Mechanics}, volume = {15}, number = {1}, pages = {25-38}, year = {2019}, publisher = {Imam Hussein University}, issn = {2645-5323}, eissn = {2980-8103}, doi = {}, abstract = {One of the major challenges in the use of predictive control systems, particularly in the fast system is computational burden. To accelerate the process and reduce the amount of computation and optimization of functions, we use the Laguerre functions. The purpose of this paper is to provide a linear predictive control method using Laguerre functions with constraints on signal and the rate control signal for a helicopter flight control system design in the status of hover maneuver. By tuning parameters of predictive control in nonlinear model, the performance of the proposed method evaluate  by two index entries, maneuverability and coupling effect based on standards for design a helicopter flight control system. Multiplicative uncertainty in state-space model has been described due to uncertainty on system modeling to study the robustness of the proposed method. The simulation results of this method have been compared with the results of generalized predictive control method. Simulation results show that in addition of public benefits in generalized predictive control, Laguerre predictive control has the advantage of reducing the time and burden of computation and it is clear to see that the control law we have obtained for the hovering flight condition achieve the top level performance in two categories under examination.}, keywords = {Predictive Control,Laguerre Functions,Helicopter,Hover Maneuver,Flight Control System}, title_fa = {طراحی و تنظیم کنترل پیش‌بین برای مدل غیرخطی بالگرد با استفاده از توابع لاگر و ارزیابی آن با شاخص‌های پیشنهادی}, abstract_fa = {یکی از چالش‌های مهم در اجرای روش کنترل پیش‌بین به­ویژه در سامانه‌های سریع، حجم محاسباتی بالای آن می‌باشد. برای کاهش حجم محاسبات این روش، از بسط توابع لاگر استفاده می‌شود. در این مقاله، روش کنترل پیش‌بین خطی با استفاده از توابع لاگر برای مدل غیرخطی دینامیک پرواز یک بالگرد دارای خلبان در وضعیت ایستا و با در­نظر گرفتن قیود سیگنال کنترل و نرخ آن ارائه شده است. با استفاده از دو شاخص قابلیت مانور و حذف تداخل ورودی‌های کنترل، پارامترهای کنترل پیش‌بین در مدل غیرخطی تنظیم شده و سپس میزان کارایی روش پیشنهادی در طراحی سامانه کنترل پرواز مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. در سامانه کنترل طراحی شده، با در­نظر گرفتن نامعینی‌ها در مدل فضای حالت، مقاومت روش ارائه شده با استفاده از شبیه‌سازی غیرخطی بررسی و با روش کنترل پیش‌بین تعمیم­یافته مقایسه شده است. شبیه‌سازی‌ها نشان ‌می‌دهد روش کنترل پیش‌بین مبتنی بر توابع لاگر علاوه بر مزایای عمومی روش کنترل پیش‌بین تعمیم­یافته، از مزیت کاهش زمان محاسباتی برخوردار بوده و در عملکرد نیز دو شاخص پیشنهادی در محدوده سطح یک قرار گرفته‌اند.  }, keywords_fa = {کنترل پیش‌بین,توابع لاگر,بالگرد,مانور ایستا,سامانه کنترل پرواز}, url = {https://maj.ihu.ac.ir/article_202601.html}, eprint = {https://maj.ihu.ac.ir/article_202601_3424150118a16397bb0f6312d5900ebc.pdf} } @article { author = {زارع, امیررضا and جهانشاهی, محسن}, title = {Velocity of Control of Electro Hydraulic Servo System by Using Fuzzy Coupled Method}, journal = {Aerospace Mechanics}, volume = {15}, number = {1}, pages = {39-50}, year = {2019}, publisher = {Imam Hussein University}, issn = {2645-5323}, eissn = {2980-8103}, doi = {}, abstract = {Electro hydraulic control systems are important in their ability to handle large torque loads and quick response. Velocity, position and torque control are the most important controlling methods for the systems. The control systems suggested before including uncertainty parameters such as: internal friction, external noises, and non-linearity in the model behavior. Parallel distributed compensator method based on Takagi-Sugeno and fuzzy controller are used in this paper by feedback error learning's idea. In addition velocity control and identification of the model is carried out by applying regulation scheme. Results indicate that the controller presents better performance and response to the other controllers Also stability of controller is validated by linear matrix inequality method}, keywords = {Electro hydraulic servo systems,Parallel Distributed Compensator approach,Fuzzy Controller,Feedback Error Learning}, title_fa = {کنترل سرعت سامانه سروالکتروهیدرولیک با استفاده از روش ترکیبی فازی}, abstract_fa = {کنترل سیستم های سروالکتروهیدرولیک به دلیل عملکرد مناسب در گشتاور اینرسی بار بالا و همچنین دستیابی به سرعت پاسخ سریع بسیار حائز اهمیت می باشد. کنترل سرعت، کنترل موقعیت و کنترل گشتاور جزء مهمترین روش های کنترلی برای این سیستم ها می باشد. روش‌های پیشنهادی که برای کنترل سیستم ارائه شده‌اند دارای یک سری عدم قطعیت در سیستم از جمله وجود اصطکاک داخلی، شار داخلی، اثر غیر خطی مدل و نویز خارجی می باشند. در این مقاله از یک روش ترکیبی با استفاده از روش جبران توزیع شده به صورت موازی و بر پایه مدل تاکاگی سوگنو و کنترل کننده فازی با ایده آموزش پسخورد خطا استفاده شده است. علاوه بر این، کنترل سرعت و شناسایی مدل سیستم توسط ایده رگولاسیون انجام شده است. نتایج تحقیق حاضر در مقایسه با سایر کنترل کننده‌ها عملکرد بهتری در پاسخگویی سیستم نشان می‌دهد. همچنین پایداری گنترل کننده توسط روش نامساوی ماتریس خطی به اثبات رسیده است.}, keywords_fa = {سامانه سروالکتروهیدرولیک,روش نامساوی ماتریس خطی,روش جبران توزیع‌شده به‌صورت موازی,کنترل‌‌کننده فازی,آموزش بازخورد خطا}, url = {https://maj.ihu.ac.ir/article_202602.html}, eprint = {https://maj.ihu.ac.ir/article_202602_af0610f90f90587a2dd59d66be9bcfc4.pdf} } @article { author = {n, e and n, m and r, m}, title = {Milling Tool Wear Prediction by Feed Motor Current Signal using MLPs and ANFIS}, journal = {Aerospace Mechanics}, volume = {15}, number = {1}, pages = {51-62}, year = {2019}, publisher = {Imam Hussein University}, issn = {2645-5323}, eissn = {2980-8103}, doi = {}, abstract = {The cutting tool wear degrades the quality, reliability and productivity of the product in the manufacturing process. Accordingly, an on-line monitoring of the cutting tool wear level is essential to preventany deterioration. Unfortunately, there is no direct method to measure the cutting toolwear on-line. Consequently, an indirect method can be adopted where wear will be estimatedfrom the measurement of one or more physical parameters appearing during themachining process such as vibrations, electrical current, cutting force, etc.In this paper, two techniques namely Adaptive Neuro - Fuzzy Inference System (ANFIS) and Multi-Layer Perceptron (MLP) have been used for prediction of tool wear in face milling. For this purpose, a series of experiment is carried out on a milling machine. It is observed that there was an increase in the current amplitude with increasing the tool wear. Besides, the effects of tool wear, feed, and depth of cut on the current are analyzed. Comparison of the tool wear detection techniques shows 92% of correct tool wear detection for ANFIS and 84% for MLP. As a result, ANFIS can be proposed as proper technique for intelligent fault detection of the tool wear and breakage due to its high efficiency in diagnosing wear and tool breakage. }, keywords = {Tool Condition Monitoring,Tool Wear,Motor Current,Multi-Layer Neural Networks,Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System}, title_fa = {پیش‌بینی سایش ابزار ماشین‌فرز با استفاده از سیگنال جریان موتور پیشروی به‌کمک شبکه ‌‌عصبی مصنوعی و سامانه‌ فازی– عصبی}, abstract_fa = {سایش لبه ابزار کیفیت قطعات تولیدی، قابلیت اطمینان و بهره‌‌وری را در فرایند تولید کاهش می‌دهد به این دلیل پایش وضعیت ابزار برای جلوگیری از شکست در هر لحظه ضروری است. متاسفانه هیچ روش مستقیمی برای اندازه‌گیری سایش ابزار وجود ندارد. در روش غیر‌مستقیم،‌ سایش با اندازه‌گیری پارامترهای فیزیکی در طول فرایند ماشین‌کاری مانند ارتعاش، جریان، نیروی برشی و ... اندازه‌گیری می‌شود. در این مقاله شبکه عصبی چندلایه (MLP) با الگوریتم پس‌انتشار و سامانه استنتاج تطبیقی فازی- عصبی (ANFIS) برای پیش‌‌بینی سایش ابزار در فرزکاری به­کار گرفته شده است. بدین منظور یک­سری آزمایش، توسط ماشین‌فرز روی قطعه‌کار انجام شد. مشاهده شد که با افزایش سایش ابزار، جریان مصرفی موتور پیشروی افزایش پیدا می‌کند. همچنین در این مطالعه تاثیر سایش ابزار، مقدار پیشروی و عمق بار بر جریان مصرفی موتور پیشروی بررسی و کارایی دو شبکه عصبی و انفیس در تشخیص مقدار سایش و شکست ابزار مقایسه شده است. نتایج نشان داد که برای 86 مورد اندازه‌گیری شده، انفیس و شبکه عصبی به­طور میانگین دارای 92 و 84 درصد موفقیت در تشخیص درست میزان سایش و شکست ابزار بودند. از آن­جایی که انفیس در مقایسه با شبکه عصبی در طبقه‌بندی سایش ابزار نتایج بهتر و قابل قبول‌تری ارائه می‌دهد، می‌تواند به­عنوان روشی مناسب برای تشخیص هوشمند سایش ابزار به­کار برده شود.}, keywords_fa = {سایش ابزار,جریان موتور,شبکه‌های عصبی چندلایه,سیستم استنتاج تطبیقی فازی- عصبی}, url = {https://maj.ihu.ac.ir/article_202603.html}, eprint = {https://maj.ihu.ac.ir/article_202603_ec1f7f394d5beacfdaab73e91d7fc982.pdf} } @article { author = {محمدحسینی, سعید and مرادی, عباس}, title = {Design and Construction of Free Gyro IMU Using MEMS Accelerometers}, journal = {Aerospace Mechanics}, volume = {15}, number = {1}, pages = {63-74}, year = {2019}, publisher = {Imam Hussein University}, issn = {2645-5323}, eissn = {2980-8103}, doi = {}, abstract = {Because of the high cost of mechanical and optical gyroscopes, in recent years the low cost measurement systems based on Micro Electro Mechanical sensor (MEMS) are widely used. These systems often are integrated with radio navigation to achieve the required accuracy. MEMS gyroscopes suffer some problems like large drift and acoustic sensitivity, compare with MEMS accelerometers. So the design of low cost inertial measurement system without using the gyroscope, and based on a suitable geometry configuration of accelerometers is considered in literature in recent years. The goal of this research is to design and manufacture of such free gyroscope measurement unit. For this purpose, first an appropriate geometry configuration of accelerometer is proposed then the mathematical relationship between the output of linear accelerometers and linear and revolving acceleration of the center of mass of the structure is derived and then the angular velocities are estimated. The proposed free gyroscope IMU is constructed using the ADXL345 accelerometers as sensors and the ARM-LPC1768 microcontroller as processing unit. The experimental results using a rotating table as reference are gathered in the Lab. The results show the suitable performance of the measurements unit.}, keywords = {Free gyro inertial measurement unit,MEMS accelerometer,LS Estimation Algorithm}, title_fa = {طراحی و ساخت بلوک اندازه‌گیری اینرسی بدون ژایرو با استفاده از چینش شتاب‌سنج‌های میکرو الکترومکانیکی}, abstract_fa = {به دلیل قیمت بالای ژایروسکوپ های مکانیکی و اپتیکی، در سال های اخیر استفاده از سیستم های اندازه گیری ارزان قیمت مبتنی بر حسگر های ارزان قیمت میکرو الکترومکانیکی ، در کنار تلفیق با سیستم های کمک ناوبری رادیویی جهت دست یافتن به دقت مورد نیاز مورد توجه قرار گرفته است. لیکن وجود مشکلاتی چون دریفت بالای ژایروسکوپ‌های MEMS و حساسیت آکوستیکی آنها ، در مقایسه با شتاب سنج های هم رده خود، موجب شده تا موضوع طراحی واحد اندازه گیری اینرسی بدون استفاده از ژایروسکوپ و تنها با استفاده از چینش شتاب سنج های ارزان قیمت MEMS روی یک پیکره هندسی مطرح گردد. بر این اساس در این مقاله ضمن معرفی معیار های بهینگی، ساختار هندسی مناسبی با پیکربندی و توزیع شتاب‌سنج ها روی آن انتخاب شده و در ادامه این ساختار و پیکربندی با شتاب‌سنج های سه محوره ارزان قیمت موجود ساخته شده و نتایج آزمایشگاهی ارائه‌گردیده است.}, keywords_fa = {واحد اندازه‌گیری اینرسی بدون ژایرو,شتاب سنج های MEMS,الگوریتم تخمین LS}, url = {https://maj.ihu.ac.ir/article_202604.html}, eprint = {https://maj.ihu.ac.ir/article_202604_684aee486c2f65d939024387cb5fc7a7.pdf} } @article { author = {ب, ح and ابراهیمی ممقانی, علی and حسینی, روح اله}, title = {Energy Harvesting from Nonlinear Vibrating System Using Two Impacting Cantilever Beam}, journal = {Aerospace Mechanics}, volume = {15}, number = {1}, pages = {75-88}, year = {2019}, publisher = {Imam Hussein University}, issn = {2645-5323}, eissn = {2980-8103}, doi = {}, abstract = {This paper aims at investigating the mechanical behavior of a nonlinear system consisting of two coupled beams and a PZT material attached on each beam, excited with a single resonant frequency, for energy harvesting. In order to model the beams, in-extensional assumption and Euler-Bernoulli beam theory are utilized. It is assumed that the beams undergo large amplitude vibrations; which necessitates the application of a nonlinear theory which is taking into account curvature-related and inertial-related nonlinearities. Numerical studies were carried out to study the effect of the different parameters such as external resistance load, gap distance between beams on the nonlinear behavior of the system. It was obtained that as the gap distance between beams decreases, the scavenged power increases and the system behavior tends to exhibit non-periodic response. In addition, a comparison was done between linear and nonlinear systems shown that considering nonlinearity in the system accompanies a shift in the resonance frequency and induces hardening nonlinear behavior in the system.}, keywords = {Energy harvesting,Cantilever impacting beams,Nonlinear vibration,Harmonic base excitation,Numerical Method}, title_fa = {بررسی برداشت انرژی از یک سامانه ارتعاشی غیرخطی شامل دو تیر یک‌سر گیردار برخوردی}, abstract_fa = {در کار حاضر با هدف برداشت انرژی با لایه پیزوالکتریک، به تحلیل ارتعاشات غیرخطی دو تیر یکسرگیردار با فاصله از هم و تحت تحریک هارمونیک پایه، پرداخته می‌شود. برای مدل کردن تیرها از تئوری تیر اویلر-برنولی با شرط غیرکشسانی و همچنین فرض رابطه غیرخطی بین انحناء و جابجایی استفاده شده است. برای حل سریع مسئله از روش عددی استفاده‌ شده است. تأثیر عوامل مختلف مانند مقاومت خارجی، لقی بین تیرها در رفتارهای غیرخطی سیستم مطالعه شدند. نتایج نشان دادند که هرچقدر لقی سیستم کوچک‌تر باشد، توان دریافتی افزایش می‏یابد و سیستم نیز تمایل به رفتار غیرپریودیک پیدا می‏کند. همچنین غیرخطی بودن سیستم باعث دور شدن فرکانس رزونانسی از فرکانس طبیعی سیستم شده و موجب رفتار غیرخطی سفت‌شونده می‌شود.}, keywords_fa = {برداشت انرژی,تیر یکسرگیردار برخوردی,ارتعاشات غیرخطی,تحریک هارمونیک پایه,روش عددی}, url = {https://maj.ihu.ac.ir/article_202605.html}, eprint = {https://maj.ihu.ac.ir/article_202605_382906954b7f8b12a4a495059e86adca.pdf} } @article { author = {جعفری, سید سجاد and n, m and یاس, محمد حسین and براتی, فرزان}, title = {Investigation of Functionally Graded Carbon Nanotube Distribution Effect on the Frequency of Annular Sector Plates on Pasternak Elastic Foundation}, journal = {Aerospace Mechanics}, volume = {15}, number = {1}, pages = {89-106}, year = {2019}, publisher = {Imam Hussein University}, issn = {2645-5323}, eissn = {2980-8103}, doi = {}, abstract = {In this paper, free vibration of functionally graded carbon nanotube annular sector plates is studied. Distribution of carbon nanotubes is continuous and meaningful and gradual changes of materials in the direction of thickness are in the form of volume fraction. Annular sector plate is placed on the Winkler-Pasternak two parameters elastic foundation. The motion equations of plate are derived using the Hamilton principle and the refined plate theory. These coupled differential equations are transformed to ordinary equations using the trigonometric series expansion of space variation functions and then are solved with the help of differential quadrature method. The obtained results are compared with the other researcher’s results and an excellent agreement can be observed between them. Finally, the effects of different geometric parameters, different distributions of carbon nanotubes in the thickness direction, elastic foundation, and also different boundary conditions on the natural frequencies are investigated.}, keywords = {functionally graded,Carbon nanotube,free vibration,annular sector plates,differential quadrature method,Elastic foundation}, title_fa = {بررسی تأثیر توزیع نانولوله‌های کربنی تابعی روی فرکانس‌های ورق قطاعی بر روی بستر الاستیک}, abstract_fa = {در این مقاله ارتعاش آزاد ورق گرد قطاعی سوراخ‌دار تابعی هدفمند که با نانولوله‌های کربنی تقویت‌شده‌اند بررسی شده است. توزیع نانولوله‌های کربنی به‌صورت پیوسته و تغییرات تدریجی و هدفمند در راستای ضخامت ورق، به‌صورت کسر حجمی می‌باشد. ورق گرد قطاعی روی بستر الاستیک دو پارامتری وینکلر-پاسترناک قرار گرفته است. معادلات حرکت ورق با استفاده از اصل همیلتون و تئوری بهبودیافته استخراج گردیده است. این معادلات دیفرانسیل کوپل شده با استفاده از بسط سری مثلثاتی توابع تغییر مکان‌ها، به معادلات دیفرانسیل معمولی تبدیل شده و به کمک روش عددی مربعات تفاضلی حل شده‌اند. نتایج به‌دست‌آمده با نتایج دیگران محققان مقایسه و مطابقت بسیار خوبی بین آن‌ها مشاهده‌شده است. درنهایت اثرات پارامترهای مختلف هندسی، توزیع‌های مختلف از نانولوله‌های کربنی در راستای ضخامت، اثر بستر الاستیک و همچنین شرایط تکیه‌گاهی مختلف بر روی فرکانس‌های طبیعی بررسی‌ شده است.}, keywords_fa = {مواد هدفمند,نانولوله های کربنی,ارتعاش آزاد,ورق قطاعی,روش تفاضل مربعات,بستر الاستیک}, url = {https://maj.ihu.ac.ir/article_202606.html}, eprint = {https://maj.ihu.ac.ir/article_202606_e3b29a0426178939b7a03a9bd6e9815c.pdf} } @article { author = {بابایی, علیرضا and ستاینده, سید محمد رضا and فرخ فال, حمید}, title = {Multidisciplinary Design Optimization of an Unmanned Air Vehicle and Final Solution Selection Based on Fuzzy Satisfaction Degree Function}, journal = {Aerospace Mechanics}, volume = {15}, number = {1}, pages = {107-122}, year = {2019}, publisher = {Imam Hussein University}, issn = {2645-5323}, eissn = {2980-8103}, doi = {}, abstract = {In this paper, a comprehensive structure is expressed for multidisciplinary design optimization of the unmanned air vehicle and the design optimization of Predator MQ-1 has been studied for validation. The considered modules in the multidisciplinary analysis are performance, aerodynamic, weight, center of gravity, stability and control derivatives, trim and dynamic stability characteristics. The minimization of take-off weight and cruise drag are considered as objective functions. Since two objective functions are considered, therefore multi-objective genetic algorithm (with the non-dominated sorting concept) is used as optimizer which can generate set of optimal solutions as Pareto fronts. A method based on fuzzy logic named satisfaction degree function is expressed for final solution selection. The strengths of this paper are its comprehensiveness (the number of design modules, the number of design variables and constraints) and the presentation of a simple and efficient method for final solution selection. The optimization results show the effectiveness of the structured framework and suggested method.}, keywords = {Multidisciplinary Design Optimization,Unmanned Air Vehicle,Satisfaction Degree Function,Fuzzy Logic}, title_fa = {بهینه سازی طراحی چندموضوعی یک هواپیمای بی سرنشین و انتخاب حل نهایی براساس تابع درجه رضایت مندی فازی}, abstract_fa = {در این مقاله، یک ساختار جامع برای بهینه‌سازی طراحی چندموضوعی هواپیماهای بی‌سرنشین بیان و سپس جهت اعتبارسنجی آن بهینه-سازی طراحی هواپیمای بی‌سرنشین Predator MQ-1 مورد بررسی قرار گرفته است. موضوعات درگیر در آنالیز چندموضوعی عبارتند از: عملکرد، آیرودینامیک، تخمین جرم، مرکز جرم و ممان اینرسی‌ها، تخمین مشتقات پایداری و کنترل، تریم و تخمین مشخصه‌های پایداری دینامیکی. کمینه‌سازی وزن برخاست و نیروی پسآی فاز سیر هدف‌های در نظر گرفته شده در این تحقیق می‌باشند. از آنجایی که دو تابع هدف در نظر گرفته شده است از الگوریتم ژنتیک چندهدفه ( با مفهوم مرتب‌سازی نامغلوب) به عنوان بهینه‌ساز استفاده شده است که قادر به ایجاد مجموعه‌ای از حل‌های بهینه تحت عنوان پرتو فرانت می‌باشد. جهت انتخاب یک حل نهایی از میان پرتو فرانت‌ها در این مقاله روشی بر مبنای منطق فازی تحت عنوان درجه رضایت‌مندی مطرح گردیده است. از نقاط قوت این تحقیق می‌توان به جامعیت آن (تعداد موضوعات درگیر در طراحی، تعداد متغیرهای طراحی و قیود مساله) و همچنین ارائه یک روش ساده و موثر جهت انتخاب حل نهایی اشاره کرد. نتایج بهینه‌سازی نشان‌دهنده کارآمدی ساختار تدوین شده و همچنین روش پیشنهادی می‌باشند.}, keywords_fa = {بهینه‌سازی طراحی چندموضوعی,هواپیمای بی سرنشین,تابع درجه رضایت مندی,منطق فازی}, url = {https://maj.ihu.ac.ir/article_202607.html}, eprint = {https://maj.ihu.ac.ir/article_202607_cecd28fa4bfbd05f2c31a9b4059dffa7.pdf} } @article { author = {سلطانپور, محمدرضا}, title = {Fuzzy Robust Backstepping Control Design for Control of Underactuated Mechanical Systems with Two Degrees of Freedom}, journal = {Aerospace Mechanics}, volume = {15}, number = {1}, pages = {123-135}, year = {2019}, publisher = {Imam Hussein University}, issn = {2645-5323}, eissn = {2980-8103}, doi = {}, abstract = {In this paper, a fuzzy robust backstepping control is presented to control of underactuated mechanical systems with two-degrees of freedom. To do this, the system is divided into two first and second subsystems. Subsequently, for each of these sub-systems, a robust backstepping controller is designed. The mathematical proof shows that the first and second subsystems, with the application of controllers in the presence of existing structured and un-structured uncertainties, have global asymptotic stability. Because this system only has one input, so simultaneous control of the first and second subsystems will not be possible. For this reason, for connecting sub-systems, a function with specific characteristics is defined, which can be used to control these subsystems simultaneously, and also the global asymptotic stability of closed loop system in the presence of existing uncertainties can be guaranty. Then, using fuzzy logic, a fuzzy approximator is presented to implement this particular function. Since the switching terms are used in proposed control input, the occurrence of undesirable chattering phenomenon in the control input is inevitable. Therefore, using fuzzy theory, a solution is proposed to overcome this phenomenon in the amplitude control input.}, keywords = {Underactuated system with two degrees of freedom,Structured and Un-structured uncertainties,Robust backstepping control,Fuzzy approximator}, title_fa = {طراحی کنترل پسگام مقاوم فازی برای کنترل سامانه‌های فرو تحریک مکانیکی با دو درجه آزادی}, abstract_fa = {در این مقاله، کنترل پسگام مقاوم فازی برای کنترل دسته‌ی خاصی از سیستم‌های فرو تحریک مکانیکی با دو درجه‌ آزادی ارائه می‌شود. برای اینکار در ابتدا این سیستم به دو زیر سیستم اول و دوم تقسیم می‌گردد. در ادامه برای هر کدام از این زیر سیستم‌ها، یک کنترل‌کننده‌ی پسگام مقاوم طراحی می‌شود. اثبات ریاضی نشان می‌دهد که زیر سیستم‌های اول و دوم، با اعمال کنترل‌کننده‌های پیشنهادی در حضور عدم‌قطعیت‌های ساختاری و غیرساختاری موجود، دارای پایداری مجانبی سراسری هستند. از آنجاکه این سیستم تنها دارای یک ورودی است، بنابراین اعمال همزمان کنترل‌کننده‌های زیر سیستم اول و دوم امکانپذیر نخواهد بود. به همین دلیل برای مرتبط نمودن زیر سیستم‌ها، یک تابع با ویژگی‌های خاص تعریف می‌شود که استفاده از آن می‌تواند کنترل همزمان این زیر سیستم‌ها را امکانپذیر نماید و پایداری مجانبی سراسری سیستم حلقه بسته را نیز در حضور عدم‌قطعیت‌های موجود حفظ نماید. سپس با استفاده از منطق فازی، یک تقریبگر فازی برای پیاده‌سازی این تابع خاص ارائه می‌گردد. از آنجاکه در ورودی کنترل پیشنهادی از ترمهای سویچینگ استفاده می‌شود، بروز پدیده نامطلوب لرزش در ورودی کنترل امری اجتناب ناپذیر خواهد بود. بنابراین با استفاده از نظریه‌ی فازی، راهکاری برای بر طرف نمودن این پدیده‌ و نرم نمودن دامنه‌ی ورودی کنترل ارائه می‌شود.}, keywords_fa = {سیستم فرو تحریک با دو درجه آزادی,عدم‌قطعیت‌های ساختاری و غیرساختاری,کنترل پسگام مقاوم,تقریبگر فازی}, url = {https://maj.ihu.ac.ir/article_202608.html}, eprint = {https://maj.ihu.ac.ir/article_202608_e2575dc6778608bd9ad48177fc527584.pdf} } @article { author = {K, M and S, A and N, A}, title = {Analytical Solution for Buckling of Annular Sectorial Porous Plates}, journal = {Aerospace Mechanics}, volume = {15}, number = {1}, pages = {137-152}, year = {2019}, publisher = {Imam Hussein University}, issn = {2645-5323}, eissn = {2980-8103}, doi = {}, abstract = {In this article, an analytical solution for buckling of annular sectorial porous plates, is presented. At first, based on first order shear deformation plate theory, the governing equilibrium equations and boundary conditions are obtained using minimum total potential energy principle. Then, the stability equations of the plate, are derived in terms of infinitesimal displacements using adjacent equilibrium criterion. Since these equations are highly coupled, it is so difficult to find an analytical solution for them. So, by introducing four auxiliary functions and doing some mathematical manipulations, the stability equations are decoupled and converted to two independent differential equation which can be solved analytically. For this purpose, it has been assumed the simply supported boundary conditions for the radial edges and desired boundary conditions for the circumferential edges of the plate. Finally, the critical buckling load has been calculated for different conditions of the plate. In section of numerical results, the effect of different geometrical parameters, such as sector angle, thickness and inner radius of the plate, also effect of porosity of the plate upon the critical buckling load has been studied for different arbitrary boundary conditions on circumferential edges. The result show that the effect of increase in porosity of the plate upon decrease of the critical buckling load is significantly fewer than the effect of geometrical parameters and the boundary conditions.        }, keywords = {Buckling,Annular Sectorial Plate,First order Shear Deformation Plate Theory,Adjacent Equilibrium Criterion,Porosity}, title_fa = {حل تحلیلی کمانش ورق‌های قطاعی حلقوی متخلخل}, abstract_fa = {در این مقاله، یک حل تحلیلی برای کمانش ورق­های قطاعی حلقوی متخلخل ارائه شده است. ابتدا معادلات تعادل و شرایط مرزی ورق، طبق فرضیات تئوری برشی مرتبه اول ورق و با استفاده از اصل حداقل انرژی پتانسیل به­دست آمده­اند. سپس معادلات پایداری ورق بر­حسب جابجایی‌های بسیار کوچک و با استفاده از معیار تعادل همسایگی استخراج شده­اند. به­دلیل وابستگی شدید در معادلات دیفرانسیل پایداری حاصله، ارائه حل تحلیلی برای آن­ها به آسانی امکان­پذیر نیست. از این­ رو، با تعریف چهار تابع کمکی و انجام یک­سری عملیات ریاضی، معادلات به­هم وابسته پایداری از­ هم جدا شده و به دو معادله دیفرانسیل مستقل از هم تبدیل شده­اند. پس از حل این معادلات مستقل، با در­نظر گرفتن شرایط مرزی تکیه­گاه ساده در لبه­های شعاعی و شرایط مرزی دلخواه در لبه‌های محیطی بار بحرانی کمانش محاسبه شده است. در بخش نتایج عددی، تأثیر پارامترهای مختلف هندسی نظیر زاویه قطاع، ضخامت و شعاع داخلی ورق، همچنین تأثیر میزان تخلخل ورق بر بار بحرانی کمانش آن به­ازای شرایط مرزی دلخواه روی لبه­های محیطی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل­­شده نشان می­دهد که اثر افزایش میزان تخلخل موجود در ورق در کاهش بار بحرانی کمانش، به­مراتب کمتر از اثر پارامترهای هندسی و شرایط مرزی است.}, keywords_fa = {کمانش,ورق‌ قطاعی حلقوی,تئوری برشی مرتبه اول,معیار تعادل همسایگی,تخلخل}, url = {https://maj.ihu.ac.ir/article_202599.html}, eprint = {https://maj.ihu.ac.ir/article_202599_e705b06eb4b8f73c49a7a40329b5c237.pdf} } @article { author = {قاسم زاده, سید وحید}, title = {Accurate Navigation of Marine Vessel, Using the Integration of Inertial Navigation System (INS) and Global Positioning System (GPS), Applying Extended Kalman Filter}, journal = {Aerospace Mechanics}, volume = {15}, number = {1}, pages = {153-165}, year = {2019}, publisher = {Imam Hussein University}, issn = {2645-5323}, eissn = {2980-8103}, doi = {}, abstract = {Inertial navigation is a method to determine the position, velocity and attitude of a vehicle. In these systems, three perpendicular accelerometers and three perpendicular gyroscopes are used to measure linear accelerations and angular velocities of vehicles, respectively. Using some special equations and the measured accelerations and angular velocities, the position, velocity and attitude of a vehicle can be determined. Although these systems have great advantages, some disadvantages such as the increase of error position, velocity and attitude of vehicle by the passage of time exist. These disadvantages are due to errors of inertial sensors. In this paper, firstly, a suitable error model of inertial sensors is proposed. In the following, to decrease these errors and to correct the operation of inertial navigation system; the INS is integrated with GPS. Integration of INS and GPS is done using extended Kalman filter. To this purpose, required equations and relations for integration of INS and GPS are extracted and proposed completely and illustratively. Finally, the simulation of integration of INS and GPS is presented for two different motion scenarios. The results of simulation show great improvements in characteristic of INS+GPS system in comparison to INS individually.}, keywords = {Inertial Navigation,Accelerometers,Gyroscope,GPS,Extended Kalman Filter}, title_fa = {ناوبری دقیق یک شناور دریایی به کمک تلفیق سامانه‌های INS و GPS و بهره گیری از فیلتر کالمن توسعه یافته(یادداشت مهندسی)}, abstract_fa = {ناوبری اینرسی روشی برای تعیین موقعیت، سرعت و وضعیت یک وسیله است. در این سامانه­ها، سه شتاب­سنجِ عمود برهم، و سه ژیروسکوپِ عمود بر­هم، به­ترتیب نقش اندازه­گیری شتاب­های خطی و سرعت­های زاویه­ای وسیله را بر عهده دارند؛ با استفاده از  داده­های خروجی شتاب­سنج­ها و ژیروسکوپ­ها و روابط خاص ناوبری اینرسی، تعیین موقعیت، سرعت و وضعیت انجام می­پذیرد. علیرغم برخورداری این سامانه از مزایای فراوان، این روش معایبی نیز دارد که افزایش خطای سرعت و موقعیت و وضعیت وسیله با گذشت زمان، از مهمترین معایب آن است؛ این عیب، عمدتا از خطاهای حسگرهای اینرسی حاصل می­شود. در این مقاله سعی شده است ابتدا خطاهای حسگرهای اینرسی (شتاب­سنج­ها و ژیروسکوپ­ها) با یک مدل مناسب بیان شوند. در ادامه مقاله، جهت تصحیح عملکرد سامانه ناوبری اینرسی و کاهش خطاهای حسگرهای اینرسی، از تلفیق این سامانه با سامانه GPS و به کمک فیلتر کالمن توسعه­یافته بهره­گیری می­شود. در این راستا، معادلات و روابط لازم جهت تلفیق دو سامانه مذکور، به شیوه­ای گویا و کامل، استخراج و بیان می­شوند. در پایانِ مقاله، شبیه­سازیِ تلفیقِ این دو سامانه، در قالبِ دو سناریوی حرکتی یک شناور دریایی آورده    می­شود. نتایج شبیه­سازی، نشان می­دهد که تلفیق داده­های این دو سامانه، باعث بهبود قابل ملاحظه­ای در عملکرد سامانه ناوبری اینرسی و تصحیح خطاهای آن شده است.}, keywords_fa = {سامانه ناوبری اینرسی,شتاب‌سنج,ژیروسکوپ,سامانه موقعیت‌یاب جهانی,فیلتر کالمن توسعه‌یافته}, url = {https://maj.ihu.ac.ir/article_202609.html}, eprint = {https://maj.ihu.ac.ir/article_202609_2d674297bbf672ea05d8d5a372124e6c.pdf} }