https://www.jsstpub.com/ علوم و فناوری فضایی fa daily 1 Sat, 01 Nov 2025 00:00:00 +0330 Sat, 01 Nov 2025 00:00:00 +0330 https://www.jsstpub.com/article_220588.html سامانه‌های هوافضایی به دلیل انعطاف‌پذیری و محرک‌های الکترومکانیکی یا الکتروهیدرولیک اشباع شده با عدم قطعیت و غیرخطی مواجه می‌شوند. روش‌های طراحی کنترل برای مقابله با چنین مشکلاتی متضمن محاسبات زیاد است. برای دستیابی به طراحی کنترل‌کننده سریع و دقیق برای سیستم های کنترل پیچیده‌تر، بسیاری از روش‌های طراحی پیشرفته باید خودکار شوند. نظریه QFT، به عنوان یک روش قدرتمند برای پرداختن به مسائل پیچیده، نیازمند محاسبات فراوانی است که خودکارسازی روش را ضروری می‌سازد. در چارچوب QFT، اشباع را می‌توان با معماری هوروویتز یا معماری بدون تداخل، شامل یک حلقه داخلی در اطراف المان اشباع در حلقه کنترل، بررسی کرد. فراجهش خطا یک مشکل رایج در حلقه‌های کنترل دارای اشباع است. ورودی سامانه بدون فراجهش، خروجی سامانه بدون فراجهش وسرعت کاهش خطای ورودی سامانه سه شرطی هستند که در مقالات برای جلوگیری از این مشکل فرض شده‌اند. این شرطها را می‌توان به شرطهایی روی جبران‌ساز حلقه داخلی نگاشت کرد. این مقاله یک الگوریتم جامع برای خودکارسازی فرآیند به دست آوردن شرطهای ذکر شده در بالا، با فلوچارت‌های دقیق برای تسهیل توسعه نرم‌افزار ارائه می‌کند. برای بررسی الگوریتم پیشنهادی، مرز جبران‌کننده حلقه اشباع، برای یک محرک هیدرولیکی با استفاده از کدهای کامپیوتری پیاده‌سازی شده در محیط Matlab تعیین می‌شود. نتایج میانی و نهایی برای پیگیری محاسبات، مرحله به مرحله ارائه می‌شود. در نهایت، درستی مرز حاصل با قرار دادن نقاط آن در عبارت ریاضی شرطها و مشاهده اینکه آیا نقاط حاصل شرطها را برآورده می‌کنند، بررسی می‌شود. https://www.jsstpub.com/article_225098.html این مقاله به بررسی شناسایی مدارهای تناوبی و رفتار دینامیک وضعی فضاپیما در مسأله سه‌جسمی محدود دایروی (CRTBP) می‌پردازد و از نگاشت پوانکاره به‌عنوان یک ابزار تحلیلی نوآورانه استفاده می‌کند. مسأله CRTBP حرکت فضاپیما را تحت تأثیر گرانش دو جرم اصلی توصیف می‌کند و به دلیل نبود راه‌حل تحلیلی بسته برای دینامیک‌های مداری و وضعی، چالش‌هایی را ایجاد می‌نماید. برای غلبه بر این مسئله، این مطالعه از نگاشت پوانکاره به‌عنوان یک روش عددی کارآمد بهره می‌گیرد تا شرایط اولیه مناسب برای حرکت تناوبی را شناسایی کرده، پیچیدگی ریاضی را کاهش داده و عملکرد محاسباتی را بهبود بخشد. یکی از نوآوری‌های قابل توجه در این تحقیق، ترکیب دینامیک وضعی فضاپیما با تحلیل مبتنی بر نگاشت پوانکاره است. اگرچه این کوپلینگ یک‌طرفه است— به این معنی که حالت‌های وضعی بر تناوب مدار مداری تأثیر نمی‌گذارند— اما ساختار نگاشت‌های پوانکاره را تحت تأثیر قرار می‌دهد. شکل و موقعیت جزایر موجود در این نگاشت‌ها با تغییر در نسبت لختی فضاپیما تغییر می‌کنند، که حساسیت روش به رفتار وضعی و کاربردپذیری آن در سناریوهای واقعی را نشان می‌دهد. روش پیشنهادی با دو تکنیک کلاسیک — تقریب مرتبه سوم و روش مبتنی بر نظریه فلوکه — مقایسه شده است. این تحلیل تطبیقی نشان می‌دهد که نگاشت پوانکاره توازن مطلوبی میان سادگی، کارایی محاسباتی و دقت فراهم می‌آورد و قادر است مدارهای تناوبی را بدون نیاز به مدل‌های مرتبه بالا یا تصحیحات پیچیده با اطمینان شناسایی کند. در مجموع، این مطالعه سهمی نوآورانه و کاربردی در طراحی مأموریت‌های فضایی ارائه می‌دهد و چارچوبی قدرتمند و در دسترس برای تحلیل دینامیک مدار-وضیت است . https://www.jsstpub.com/article_228269.html تشکیل لخته خون در رگ‌های فضانوردان در فضا می‌تواند پیامدهای خطرناکی به همراه داشته باشد. در نبود گرانش، مایعات بدن از پاها به سمت سینه و سر منتقل می‌شوند. این جابه‌جایی بر جریان خون در شریان‌ها و رگ‌های سر تأثیر می‌گذارد. خارج‌سازی لخته خون در رگ‌های فضایی می‌تواند به بهبود سلامت فضانوردان کمک کند. هرچند استفاده از دارو برای از بین بردن لخته خون در ورید فقط برای اندازه‌های بسیار کوچک کاربرد دارد. زمانی که لخته خون بزرگ است، استفاده از امواج اولتراسوند با ایجاد حباب‌های کوچک می‌تواند روشی مفید برای از بین بردن لخته‌ها در رگ‌ها باشد. هدف مقاله حاضر دستیابی به شدت بهینه امواج اولتراسوند است تا با ایجاد میدان فشار لازم ناشی از فروپاشی حباب در خون، لخته‌ها را تغییر شکل دهد. فشار فروپاشی درون حباب با استفاده از معادله Rayleigh–Plesset (RP) محاسبه شده است. علاوه بر این، یک شبیه‌سازی هم‌پیوندی جریان و ساختار لخته با استفاده از معادلات کامل ناویه-استوکس که حوزه خون را می‌سازند و معادلات گسسته خطی‌شده برای محیط لخته برای محاسبه فشار فروپاشی مطلوب حباب که برای تغییر شکل لخته‌ها ضروری است، انجام می‌شود؛ که این امر در کاربردهای پزشکی اهمیت بالایی دارد. نتایج شبیه‌سازی برای نشان دادن کارایی روش پیشنهادی ارائه می‌شود. https://www.jsstpub.com/article_232115.html در این پژوهش تحلیل ارتعاشات آزاد و پنل فلاتر چندلایه‎های کامپوزیتی دارای الیاف منحنی‌شکل با رویکرد حل عددی آیزوژئومتریک با استفاده از تئوری لایروایز ارائه می‌گردد. با توجه به کاربرد گسترده سازه‌های ساخته‌شده از مواد مرکب در صنایع هوافضا و مکانیک، از ورق‌های کامپوزیتی با سفتی متغیر به‌منظور کنترل خواص مکانیکی مطلوب و طراحی کارآمدتر استفاده گردید. به‌منظور افزایش دقت پاسخ نسبت به تئوری تک‌لایه‌ی معادل و نیز افزایش سرعت محاسباتی نسبت به مدل الاستیسیته سه‌بعدی، از تئوری لایروایز فریرا به همراه فرضیات تئوری برش مرتبه اول برای فرض میدان جابجایی بهره گرفته شده است. در ادامه، با استفاده از روش انرژی و اصل کار مجازی و با فرض تئوری پیستون مرتبه اول برای شبیه‌سازی فشار آیرودینامیک، معادلات حاکم برای ارتعاشات آزاد و پنل فلاتر ورق استخراج گردید. گسسته‌سازی هندسه با روش حل عددی آیزوژئومتریک صورت پذیرفت که در آن از توابع پایه نربز مکعبی که برای مدل‌کردن دقیق هندسه بکار می‌رود، همزمان به عنوان تابع تقریب در فرمولبندی اجزای محدود نیز استفاده شده است. نتایج عددی از حل مساله مقدار ویژه بدست آمد و پارامترهای مختلفی از جمله نوع چیدمان، میزان انحنای الیاف، شرایط مرزی و نسبت‌های ابعادی در صفحات کامپوزیتی با الیاف منحنی ارائه گردیده است. مقایسه نتایج به‌دست‌آمده با نتایج دیگر پژوهش‌ها انطباق خوبی دارد و دقت و کارایی فرمولبندی ارائه‌شده را نشان می‌دهد. https://www.jsstpub.com/article_232243.html بهینه‌سازی طراحی منظومه‌های ماهواره‌ای در مدار پایین زمین (LEO) به دلیل ابعاد پیچیده مسئله، یک چالش اساسی محسوب می‌شود. اگرچه الگوریتم‌های ژنتیک (GA) ابزارهای مناسبی هستند، اما عملکرد آن‌ها به تنظیمات اولیه پارامترها بسیار حساس بوده و اغلب به همگرایی زودرس منجر می‌شوند. این مقاله یک الگوریتم ژنتیک کاملاً تطبیقی (AGA) جدید را معرفی می‌کند که با بهره‌گیری از یک چارچوب پویا و خوداصلاح‌کننده، این محدودیت را برطرف می‌سازد. در این الگوریتم، یک حلقه کنترل خارجی، اندازه جمعیت و نرخ تقاطع را بر اساس معیارهای بلادرنگ تنوع و رکود همگرایی تنظیم می‌کند.پس از تأیید تاب‌آوری الگوریتم با عملکردی ۳۸۰ برابر بهتر از بهترین GA استاتیک روی تابع معیار Rastrigin، از AGA برای بهینه‌سازی یک منظومه ماهواره‌ای LEO با هدف حداکثرسازی پوشش بر فراز تهران استفاده شد. نتایج نشان داد که AGA با دستیابی به ۱۹.۴۵ ساعت پوشش روزانه، بهبود ۱۴.۴ درصدی نسبت به GA استاتیک (۱۷ ساعت) ایجاد کرد. همچنین، زمان محاسباتی الگوریتم به ۱۵ ساعت کاهش یافت که نشان‌دهنده کاهش چشمگیر ۸۰.۸ درصدی نسبت به زمان ۷۸ ساعتی GA استاتیک است. این تحقیق، یک روش کارآمد و قابل اعتماد برای طراحی منظومه‌های ماهواره‌ای ارائه می‌دهد که الگویی برای حل مسائل مهندسی پیچیده با حساسیت بالا به پارامترها محسوب می‌شود. https://www.jsstpub.com/article_232575.html این مطالعه به چالش بحرانی انتخاب معماری بهینه سامانه ماهواره‌ای Walker برای تضمین پوشش منطقه‌ای پیوسته و مؤثر می‌پردازد. به‌طور خاص، تمرکز بر تحلیل مقایسه‌ای دو پیکربندی رایج، Walker Star و Walker Delta، است تا مشخص شود کدام‌یک عملکرد بهتری را در یک منطقۀ جغرافیایی مشخص، یعنی خاورمیانه، ارائه می‌دهد. با توجه به افزایش تقاضا برای خدمات مبتنی بر ماهواره با قابلیت اعتماد در کاربردهای منطقه‌ای، شناسایی طراحی سامانهٔ ماهواره‌ای مناسب از نظر فنی و همچنین کارایی هزینه‌ای، امری ضروری است. برای مواجهه با این چالش، رویکردی مبتنی بر شبیه‌سازی با استفاده از نرم افزار متلب و Systems ToolKit (STK) به کار گرفته شد. مطالعه فرض می‌کند عدد ثابتی از ماهواره‌ها وجود دارد تا چارچوب مقایسه‌ای کنترل‌شده‌ای فراهم شود. متلب برای راه‌اندازی سناریو، محاسبات پارامتریک و visualization نتایج به کار رفت، در حالی‌که STK برای مدل‌سازی دقیق مدار، تحلیل پوشش زمینی و ارزیابی پویایی عملکرد استفاده شد. شاخص‌های کلیدی کارایی همچون مدت فاصلهٔ (gap)، مدت دسترسی (access)، و درصد مساحتی که پوشش داده می‌شود، محاسبه و تحلیل شد تا اثربخشی هر پیکربندی را به‌طور کمی ارزیابی کند. نتایج، بینشی واضح نسبت به نقاط قوت و ضعف نسبی هر نوع سامانهٔٔ ماهواره‌ای ارائه می‌دهد و هدف آن پشتیبانی از تصمیم‌گیری‌های آگاهانه‌تر در طراحی و اجرای شبکه‌های ماهواره‌ای منطقه‌ای است. https://www.jsstpub.com/article_232667.html مسابقه CanSat ایران، مسابقه‌ای در سطح دانشجویی است که هر ساله برگزار می‌شود. در بخش سنجش از دور این مسابقه، یک ماموریت پردازش تصویر طراحی می‌شود. در این مقاله، یک چارچوب ساده، کاربردی و دقیق مبتنی بر الگوریتم‌های خوشه‌بندی برای یافتن اهداف و نواحی درون آنها پیشنهاد شده است. الگوریتم‌های K-means، fuzzy cmeans و الگوریتم ژنتیک (GA) در این مطالعه به کار گرفته شده‌اند. چارچوب پیشنهادی بر روی یک تصویر شبیه‌سازی شده و یک تصویر گرفته شده توسط CanSat اعمال شد. نتایج نشان می‌دهد که الگوریتم‌های خوشه‌بندی برای تشخیص اهداف در تصویر مناسب هستند. علاوه بر این، مساحت تخمین زده شده توسط چارچوب پیشنهادی نزدیک به مساحت به دست آمده از اندازه‌گیری میدانی است. https://www.jsstpub.com/article_233448.html بیشتر کپسول‌های بازگشتی مدرن معمولاً دارای ساختاری مخروطی با قاعده کروی هستند که این طراحی به دلیل خواص آیرودینامیکی مطلوب و توانایی تحمل بارهای حرارتی بالا در فاز ورود به جو انتخاب می‌شود. یکی از ویژگی‌های کلیدی این کپسول‌ها نسبت برآ به پسا پایین است که با جابه‌جایی اندک مرکز جرم از محور تقارن کپسول حاصل می‌شود. این ویژگی در یک زاویه حمله مشخص می‌شود. در این پژوهش، با هدف تحلیل دقیق رفتار دینامیکی کپسول‌های بازگشتی، ابتدا کلاس‌های مختلف کپسول‌های ورود مجدد معرفی شده و سپس از مدل جوی بحرانی برای استخراج مقادیر چگالی جو در ارتفاع‌های مختلف استفاده شده است. این اطلاعات به‌منظور محاسبه نیروهای آیرودینامیکی وارد بر کپسول در معادلات حرکت مورد استفاده قرار گرفت. مطالعه‌ای جامع بر معادلات ورود مجدد صورت گرفته و به‌طور خاص، معادلات دوبعدی مسطح حرکت تجزیه ‌و تحلیل شده‌اند. در این مدل‌سازی،جسم پرنده به‌صورت جرم نقطه‌ای با ضرایب آیرودینامیکی وابسته به زاویه حمله مدل‌سازی شده است. در ادامه، تأثیر پارامترهایی همچون زاویه مسیر ورود، فشار دینامیکی، و سرعت اولیه بر پایداری دینامیکی مسیر حرکت در حالت کنترل‌نشده بررسی شده است. در حرکت کنترل ‌نشده، کپسول فاقد عملگرهای فعال برای هدایت است و تنها ویژگی‌های ذاتی آیرودینامیکی و توزیع جرم تعیین‌کننده پایداری و مسیر آن هستند. این نوع حرکت به‌ویژه در مأموریت‌های ساده‌تر یا کم‌هزینه اهمیت دارد. مطالعه حاضر درک واضح‌تری از اینکه چگونه جابه‌جایی‌های کوچک مرکز جرم بر ثبات ورود مجدد کنترل نشده یک کپسول فضایی تأثیر می‌گذارد، ارائه می‌دهد. این مطالعات می‌تواند در طراحی بهتر مأموریت‌های آینده مورد استفاده قرار گیرد. https://www.jsstpub.com/article_232190.html زلزله یکی از مهم‌ترین بلایای طبیعی به شمار می‌آید که همواره تهدیدی جدی برای انسان‌ها ایجاد می‌کند. پیش‌بینی دقیق این پدیده از چالش‌های اساسی بشر بوده و تاکنون تلاش‌های متعددی برای دستیابی به آن صورت گرفته است. یکی از رویکردهای نوین که در سال‌های اخیر مورد توجه قرار گرفته، بهره‌گیری از ماهواره‌های کوچک، برای پایش تغییرات لایه‌ی یونوسفر پیش از وقوع زلزله است. تغییرات دما و چگالی الکترون در این لایه می‌تواند به‌عنوان شاخصی از فعالیت‌های پیش‌زلزله‌ای مورد استفاده قرار گیرد.نتایج بررسی داده‌های چند مأموریت مشابه نشان می‌دهد که این روش قادر است ناهنجاری‌های پیش‌زلزله‌ای را با دقت قابل‌قبولی شناسایی کند. در این مقاله، طراحی اولیه یک ماهواره مکعبی یک‌واحدی با رویکرد سیستمی ارائه شده است، به‌گونه‌ای که در هر زیرسیستم، اجزا و پارامترهای کلیدی موردنیاز برای طراحی بررسی و تحلیل شده و مقادیر عددی مربوط به آن‌ها ارزیابی گردیده است. نتایج حاصل نشان می‌دهد که این چارچوب طراحی می‌تواند گامی مؤثر در جهت ساخت یک نانوماهواره یک‌واحدی مقرون‌به‌صرفه، دقیق و بهینه برای تحقیقات مرتبط با مأموریت پیش‌بینی زلزله شود.در این پژوهش، طراحی اولیه یک ماهواره مکعبی یک واحدی با مأموریت پیش‌بینی زلزله از طریق اندازه‌گیری دما و چگالی الکترون ارائه شده است. محموله اصلی این ماهواره مکعبی به دلیل سادگی ساختار و دقت بالاتر نسبت به سایر روش‌ها انتخاب شده است. فرایند طراحی شامل تعریف و تحلیل مأموریت، مهندسی سیستم، طراحی محموله و زیرسیستم‌ها است. https://www.jsstpub.com/article_232245.html این پژوهش به بررسی نقش حیاتی منظومه‌های ماهواره‌ای در اقتصاد در حال رشد فضا می‌پردازد و بر افزایش سهم آن‌ها در ارتقاء ارتباطات جهانی، ناوبری و توسعه اقتصادی تأکید دارد. با افزایش سریع نیاز به زیرساخت‌های قابل‌اعتماد فضایی، طراحی و بهینه‌سازی منظومه‌های ماهواره‌ای کارآمد به یک چالش مهندسی اساسی تبدیل شده است. در این تحقیق، تعیین پارامترهای کلیدی طراحی مداری برای منظومه‌های ماهواره‌ای با تمرکز بر توسعه یک پیکربندی بهینه برای منطقه کلان‌شهری تهران مورد بررسی قرار گرفته است. به‌منظور مقابله با پیچیدگی ذاتی و ابعاد بالای مسئله طراحی منظومه، یک رویکرد ترکیبی بهینه‌سازی معرفی شده است که مزایای الگوریتم ژنتیک (GA) و الگوریتم ازدحام ذرات (PSO) را تلفیق می‌کند. مسئله به‌صورت یک مسئله بهینه‌سازی سی متغیره فرمول‌بندی شده است که استراتژی‌های جست‌وجوی سراسری و محلی را در بر می‌گیرد. در ابتدا، الگوریتم ژنتیک برای جست‌وجوی فضای وسیع جواب و شناسایی بهینه‌های جهانی با کیفیت بالا به کار گرفته می‌شود. این پاسخ‌ها به‌عنوان شرایط اولیه برای مرحله دوم، یعنی فرآیند بهینه‌سازی دقیق‌تر با الگوریتم ترکیبی GA-PSO استفاده می‌شوند که کیفیت پاسخ را بیشتر بهبود می‌بخشد و بازده محاسباتی را افزایش می‌دهد. در این فرآیند دومرحله‌ای، مقدار تابع هدف نسبت به حالت استفاده صرف از الگوریتم ژنتیک، ۶۱۰ ثانیه بهبود یافت که کارایی روش پیشنهادی را نشان می‌دهد. نتیجه نهایی، طراحی یک منظومه ده‌ماهواره‌ای مدار LEO است که پوشش بهینه بر فراز تهران را با ۱۷ ساعت پوشش روزانه فراهم می‌کند. یافته‌ها بر پتانسیل بالای روش‌های پیشرفته محاسباتی در بهبود طراحی منظومه‌های ماهواره‌ای تأکید دارد. https://www.jsstpub.com/article_233451.html این مقاله یک مدل شبکه عصبی برای پیش‌بینی رفتار مکانیکی مواد الاستومری تقویت‌شده با الیاف پیوسته را در تغییر شکل‌های بزرگ معرفی می‌کند. مدل‌سازی بر اساس انرژی کرنش ماده انجام می‌شود که تابع اسکالر از مقادیر تانسوری مربوط به میدان تغییر شکل و جهت‌گیری الیاف است. داده‌های مورد نیاز برای آموزش شبکه عصبی، با استفاده از روش همگن‌سازی میکرومکانیکی بر روی یک عنصر حجمی نماینده که نشان‌دهنده ریزساختار ماده است، به دست آمده است. با اعمال تغییر شکل‌های بزرگ به این عنصر حجمی، پاسخ میکرومکانیکی ماده هایپرالاستیک ارزیابی شده و رفتار مکانیکی معادل برای کل ماده مرکب تعیین می‌شود. مدل نهایی توسعه‌یافته با استفاده از شبکه عصبی و نتایج میکرومکانیکی، می‌تواند به‌عنوان یک مدل رفتاری برای تحلیل اجزای محدود مورد استفاده قرار گیرد. یافته‌های این تحقیق به‌وضوح نشان می‌دهند مدل شبکه عصبی قادر به پیش‌بینی نتایج پیچیده تحلیل میکرومکانیکی است. این امر تأییدی بر کارایی روش ارائه‌شده در مدل‌سازی رفتار مواد هایپرالاستیک ناهمسانگرد است. مزیت اصلی این رویکرد، در توانایی آن برای کاهش چشمگیر زمان محاسبات در شبیه‌سازی‌های ماکروسکوپیک نهفته است، زیرا مدل شبکه‌ی عصبی به‌عنوان یک مدل رفتاری جایگزین، نیاز به تحلیل مستقیم ریزساختار در هر گام محاسباتی را مرتفع می‌سازد. این مدل به محققان امکان می‌دهد تا رفتار کلی مواد هایپرالاستیک ناهمسانگرد را بر اساس ویژگی‌های مواد تشکیل‌دهنده و ساختار داخلی آنها، با دقت بالا پیش‌بینی کنند. https://www.jsstpub.com/article_233452.html باتوجه‌به گسترش کاربرد سامانه‌های موقعیت‌یاب جهانی GNSS، حفاظت از این سامانه به یکی از مهم‌ترین اقدامات بدل شده است. از میان حملات به این سامانه‌ها خطرناک‌ترین حملات مربوط به حمله فریب است؛ زیرا که در این حمله گیرنده سیگنال GPS نمی‌تواند بین سیگنال اصلی و سیگنال فریب تمایز قائل شود. این امر موجب حل اشتباه معادلات ناوبری و در نهایت تشخیص موقعیت اشتباه می‌شود. به علت عدم وجود یک روش یکتا برای شناسایی حمله فریب؛ روش‌های گوناگونی وجود دارند که باتوجه‌به نیاز مورداستفاده قرار می‌گیرند. یک دسته از روش‌ها استفاده از الگوریتم‌های خوشه‌بندی یادگیری ماشین بدون ناظر است. الگوریتم‌های خوشه‌بندی مبتنی بر چگالی هر چند که رویکرد خوبی از خود نشان می‌دهند بااین‌وجود به علت وابستگی شدید به پارامترهای ورودی آن چنان کارآمد نخواهند بود. در این مقاله با الگوریتم HDBSCAN که الگوریتمی سلسله‌مراتبی مبتنی بر چگالی است؛ سیگنال فریب آشکارسازی می‌گردد. این الگوریتم با تحلیل فاز، نرم هم‌بسته گیری و توان سیگنال فریب نسبت به سیگنال اصلی، جعلی بودن آن را تشخیص می‌‌دهد. برای بررسی عملکرد این الگوریتم از شاخص‌های Silhouette، Dunn و Confusion Matrix استفاده می‌شود. در آزمون‌های میدانی، الگوریتم پیشنهادی بر روی گیرنده نرم‌افزاری پیاده‌سازی و بادقت 98/43 درصد سیگنال فریب را به‌درستی تشخیص می‌دهد.- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - https://www.jsstpub.com/article_233453.html تأثیر پارامترهای مداری بر تعداد دفعات رؤیت‌پذیری ماهواره از ایستگاه‌های زمینی با هدف بهینه‌سازی طراحی مدار در مأموریت‌های پایش اقلیم فضا مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا، مسیر ماهواره با استفاده از مدل دینامیکی دو جسم طی یک بازه‌ی ۲۴ ساعته شبیه‌سازی شد و تعداد دفعات در دید بودن نسبت به شبکه‌ای شامل پنج ایستگاه زمینی در نقاط مختلف ایران محاسبه گردید. برای ارزیابی سهم هر یک از پارامترهای مداری شامل نیم‌قطر اصلی، خروج از مرکز، میل مداری، گره صعودی، آرگومان حضیض و ناسانی میانگین بر تعداد گذرها، از روش تحلیل حساسیت جهانی سوبول استفاده شد. نتایج شاخص‌های مرتبه اول نشان داد که میل مداری و آرگومان حضیض به‌ترتیب با بیشترین مقادیر شاخص (تا 0.45 و 0.18) بیشترین تأثیر مستقل را بر خروجی مدل دارند. در مقابل، پارامترهایی نظیر گره صعودی و ناسانی میانگین اگرچه در شاخص مرتبه اول تأثیر اندکی داشتند، اما در شاخص کل، اثر تعاملی آن‌ها بسیار چشم‌گیر بوده و در مواردی از 0.9 نیز فراتر رفته است. در ادامه، سناریوهایی با بیشترین تعداد رؤیت در بازه زمانی شبانه‌روز شناسایی شدند؛ به‌گونه‌ای که ایستگاه‌های زمینی ۱ تا ۵ همگی سناریوهایی با ۹ گذر ثبت کرده‌اند. پارامترهای مداری متناظر با این سناریوها ترکیب‌های متنوعی از ویژگی‌های هندسی را شامل می‌شوند؛ از جمله مدارهایی با خروج از مرکز پایین (0.0028) یا بالا (0.0915)، و میل‌های مداری در حدود بازه ۴۰ تا ۶۰ درجه. این یافته‌ها می‌توانند به طراحی دقیق‌تر و چندهدفه‌ی مدارهای ماهواره‌ای برای بهبود پوشش زمانی، افزایش دفعات گذر و ارتقاء قابلیت پایش اقلیم فضا کمک کنند. https://www.jsstpub.com/article_233454.html تقویت‌کننده‌های کم‌نویز (LNA) نقش حیاتی در سیستم‌های ارتباطی، به‌ویژه در بخش گیرنده، ایفا می‌کنند، زیرا سیگنال‌های دریافتی ضعیف را با حداقل نویز تقویت می‌کنند. این تقویت‌کننده‌ها در انواع مختلفی وجود دارند، اما ساختار سورس مشترک با تخریب القایی به دلیل تعادل بهینه بین عدد نویز، بهره و تطبیق امپدانس ورودی، یکی از پرکاربردترین توپولوژی‌ها در این زمینه محسوب می‌شود. در این مقاله، طراحی و شبیه‌سازی یک LNA برای باند GSM 1.8 گیگاهرتز با هدف دستیابی به بهره بالا، عدد نویز کمتر از 2 دسی‌بل و مصرف توان پایین ارائه شده است. ساختار طراحی‌شده از تکنیک‌های اوج‌گیری القایی، پیکربندی آبشاری برای بهبود پایداری و ایزولاسیون و شبکه‌های تطبیق امپدانس استفاده می‌کند. شبیه‌سازی‌ها با استفاده از ابزار Cadence Virtuoso با شبیه‌ساز SpectreRF، مبتنی بر فناوری TSMC 0.18 μm RF CMOS، با پارامتر S و تحلیل‌های خطی و غیرخطی انجام شد. نتایج نشان می‌دهد که تقویت‌کننده طراحی‌شده دارای بهره ۱۷.۸۸ دسی‌بل، عدد نویز ۱.۸۷ دسی‌بل و توان مصرفی ۴.۳ میلی‌وات است که آن را برای کاربردهای حساس RF، به‌ویژه در دستگاه‌های تلفن همراه و ایستگاه‌های پایه، مناسب می‌سازد. https://www.jsstpub.com/article_233456.html در سازه‌های هوافضا، تشدید پارامتری یا ناپایداری دینامیکی، یک پدیده مخرب، می‌تواند به دلیل منابع تحریک نوسانی مانند نیروی رانش موتور رخ دهد. مواد و سازه‌های آگزتیک به طور فزاینده‌ای در صنایع پیشرفته مانند هوافضا و هوانوردی توسعه یافته‌اند. به دلیل نسبت پواسون منفی آنها، رفتارهای استاتیکی و دینامیکی جالبی از خود نشان می‌دهند. در این مقاله، از یک ساختار آگزتیک در هسته یک پوسته استوانه‌ای ساندویچی نازک استفاده شده است. تأثیر پارامترهای هندسی سلول واحد ساختار هسته آگزتیک سلولی طبق رابطه موجود برای خواص مکانیکی معادل مدل‌سازی شده است. بر اساس نظریه کلاسیک پوسته، پایداری دینامیکی پوسته‌های استوانه‌ای ساندویچی سه لایه آلومینیومی با هسته آگزتیک تحت بارگذاری ترکیبی استاتیکی و تناوبی بررسی شده است. بسط یک حالت نرمال برای معادلات حرکت منجر به یک سیستم معادلات متیو-هیل می‌شود. از روش بولوتین برای تعیین نواحی ناپایداری برای حل معادلات متیو-هیل استفاده شده است. اعتبارسنجی نتایج فرکانس طبیعی و پایداری دینامیکی با مقایسه با انتشارات سایر محققان انجام می‌شود. سپس، مطالعه پارامتری با بررسی تأثیر پارامترهای هندسی سلول واحد بر پایداری دینامیکی پوسته انجام می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که زاویه گوشه و نسبت ابعاد سلول واحد، اندازه و فرکانس مبدا نواحی ناپایدار را کنترل می‌کنند. https://www.jsstpub.com/article_233459.html کاربرد کامپوزیت‌ های لایه ای الیافی در سازه‌ های مختلف مخصوصا در کاربرد های مربوط به مهندسی هوافضا روز به روز در حال افزایش است. در این مقاله توزیع تنش های سه بعدی در یک پوسته ی استوانه ای کامپوزیتی با لایه‌گذاری متعامد که تحت بارگذاری گسترده بصورت شعاعی قرار دارد مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. برای فرمول بندی مساله از تئوری لایه ای بر مبنای جابجایی استفاده شده است. ابتدا میدان جابجایی و کرنش در پوسته‌ استوانه ای بر اساس تئوری لایه ای نوشته شده است، سپس با استفاده اصل حداقل انرژی پتانسیل کل، معادلات حرکت حاکم بر مساله و شرایط مرزی متناسب برای پوسته ی استوانه ای کامپوزیتی با لایه گذاری متعامد در تئوری لایه ی به دست آمده است، در نهایت معادلات حاکم برای استوانه کامپوزیتی با لایه‌گذاری متعامد حل شده و شرایط مرزی در لبه های استوانه اعمال شده است. سپس در قسمت نتایج عددی، صحه سنجی نتایج عددی با مقایسه این نتایج حاضر با نتایج موجود در منابع انجام شده است و نشان داده شده است که تئوری لایه‌ ای ارائه شده برای حل مساله کارایی و دقت بالایی دارد. همچنین همگرایی پیش‌ بینی تئوری لایه‌ای با افزایش تعداد لایه‌های عددی بررسی شده است. سپس نتایج عددی متعدد برای توزیع تنش های سه بعدی برای پوسته ی استوانه ای کامپوزیتی با لایه‌گذاری متعامد که تحت بارگذاری شعاعی است، محاسبه شده است و نتایج متعددی از توزیع تنش‌های مختلف ارائه شده است. همچنین اثر پارامترهای مختلف بر نتایج عددی مورد بررسی قرار گرفته است. https://www.jsstpub.com/article_233460.html تثبیت تصاویر رادار دهانه مصنوعی (SAR) یکی از پیش‌پردازش‌های حیاتی برای بسیاری از کاربردهای سنجش از دور است. با این حال، وجود نویز لکه‌ای و بافت‌های همگن در تصاویر SAR این کار را با چالش‌ همراه می­کند. در این پژوهش روشی برای تثبیت تصاویر SAR پیشنهاد می­شود. روش پیشنهادی، (SARNet)، یک شبکه عصبی عمیق سبک و بهینه مختص تصاویر SAR است که برای هر نقطه کلیدی سه توصیف‌گر مجزا تولید می‌کند تا دقت ایجاد تناظر میان نقاط ویژه را افزایش دهد. این روش بر روی مجموعه داده‌ای متنوع شامل تصاویر Radarsat، Sentinel-1، ALOS-PALSAR و ERS-2 ارزیابی شده است. نتایج تجربی نشان می‌دهد که SARNet به همراه الگوریتم تناظر زیرتوصیف‌گری به طور قابل توجهی تناظرات دقیق‌تری میان نقاط ویژه برقرار می‌کند. این شبکه دقتی قابل قیاس نسبت به روش‌های یادگیری عمیق پیشرفته دارد، درحالی‌که کمترین تعداد پارامتر (۱۱۵ هزار) را در بین روش‌های مقایسه‌ شده داراست. https://www.jsstpub.com/article_233462.html این مقاله به ارائه یک رویکرد نوین برای طراحی بهینه مسیر انتقال مداری یک ماهواره با رانش پیوسته می‌پردازد. در این پژوهش، زاویه نشانه‌روی پیشران به‌عنوان پارامتر کنترلی با استفاده از سری فوریه محدود تقریب زده شده و ضرایب سری فوریه از طریق الگوریتم ژنتیک انتخاب شده است. هدف از این بهینه‌سازی، تضمین رسیدن به موقعیت مطلوب در مدار نهایی و تحقق شرایط مماسی در نقاط ورود و خروج جهت کاهش میزان پیشران مصرفی است. مزیت روش پیشنهادی، توانایی آن در لحاظ‌کردن اغتشاشات مداری، مانند اثر پخیدگی زمین، بدون افزایش قابل‌توجه پیچیدگی محاسبات است. مدل پیشنهادی همچنین نیازی به تعیین تعداد چرخش‌های مداری از پیش ندارد؛ بنابراین انعطاف‌پذیری بالایی در طراحی مأموریت دارد. نتایج عددی به‌دست‌آمده و شبیه‌سازی‌های انجام شده نشان می‌دهند که این روش، دقت و کارایی مناسبی در انتقال بین مدارهای مختلف دارد. همچنین، تحلیل عملکرد این روش در برابر تغییرات پارامترهایی نظیر نیروی رانش و شرایط اولیه مداری، نشان‌دهنده پایداری و قابلیت تطبیق بالای آن است. در مجموع، این مقاله یک چارچوب کارآمد برای طراحی مانورهای رانش پیوسته در مأموریت‌های فضایی ارائه داده است که به کاهش مصرف سوخت، کاهش زمان انجام عملیات و بهینه‌سازی هزینه‌های کلی مأموریت منجر شده است. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - https://www.jsstpub.com/article_233465.html آتش‌سوزی‌ها بخش جدایی‌ناپذیری از پویایی طبیعی بوم‌سازگان‌ها هستند و نقش مهمی در تجدیدحیات گیاهی، چرخه عناصر غذایی، تنوع‌زیستی و ساختار بوم‌سازگان‌ها ایفا می‌کنند. با این حال، در دهه‌های اخیر، تغییر اقلیم به همراه فعالیت‌های انسانی باعث افزایش فراوانی، شدت و دامنه آتش‌سوزی‌ها شده‌اند. با توجه به اهمیت شناخت و مدیریت مناطق با ریسک زیاد آتش‌سوزی، هدف این مطالعه ارزیابی مخاطره آتش‌سوزی در مناطق حفاظت‌شده جنگل‌های معتدل هیرکانی در شمال ایران است. برای این منظور، از مدل شبیه‌سازی FlamMap MTT استفاده شد تا الگوهای تاریخی آتش‌سوزی‌های در دوره 2022-1992 در مناطق حفاظت شده استان گیلان تحلیل شود. استفاده از مجموعه داده‌های کامل و به‌روز از داده‌های تاریخی آتش‌سوزی امکان ارائه تحلیل دقیق و قابل اعتماد از نتایج مدل شبیه‌سازی را فراهم آورد. استان گیلان، به دلیل وقوع آتش‌سوزی‌های مکرر، به‌ویژه در فصول پاییز و زمستان، به عنوان منطقه مورد مطالعه انتخاب شد. نقشه‌های مخاطره آتش‌سوزی با استفاده از شاخص‌های احتمال سوختن (BP) و طول شعله شرطی (CFL) تولید شده و با داده‌های میدانی و تحلیل‌های مکانی پشتیبانی شدند. نتایج نشان می‌دهد که حدود ۸ درصد از آتش‌سوزی‌ها در مناطق حفاظت‌شده رخ داده است، اگرچه این مناطق کمتر از یک درصد کل مساحت استان را شامل می‌شوند، اما تقریباً 6/17 درصد از مناطق حفاظت‌شده در زون‌های با مخاطره زیاد یا بسیار زیاد قرار دارند. این یافته‌ها بر اهمیت استفاده از مدل‌سازی آتش‌سوزی برای حفاظت و مدیریت مؤثر جنگل‌های معتدل هیرکانی، برنامه‌ریزی پیشگیرانه و کاهش ریسک‌های ناشی از آتش‌سوزی تأکید می‌کنند و می‌توانند راهنمایی ارزشمند برای سیاستگذاران محیط زیست و مدیران منابع طبیعی باشند. https://www.jsstpub.com/article_233467.html در این پژوهش با تمرکز بر سامانه‌ های نظارت فضایی کشورهای پیشرو ، به تحلیل اصول طراحی ، فناوری‌های به‌ کار رفته، و راهبردهای عملیاتی و کاربردی آن‌ها می‌ پردازد. ابتدا، سامانه‌ های کلیدی نظارت فضایی و پایش اجرام فضایی در کشورهای ایالات متحده، چین ، روسیه و اتحادیه اروپا بررسی شده و مشخصات فنی آن‌ها تحلیل می‌ شود. بر اساس این بررسی ها، ایالات متحده از شبکه‌ ای گسترده از رادارهای آرایه فازی چند باندی و تلسکوپ‌های اپتیکی پیشرفته در قالب یک سامانه پایش اجرام فضایی یکپارچه استفاده می‌ کند که سطح پوشش جهانی جامعی را فراهم می‌ آورد. چین با تمرکز بر تلسکوپ‌ های اپتیکی بزرگ و شبکه‌ های اپتیکی منطقه‌ ای، توانسته در نظارت بر مدارهای GEO (geosynchronous equatorial orbit) به پیشرفت قابل‌ توجهی دست یابد، درحالی‌ که روسیه به بهره‌ گیری از زیرساخت‌های راداری قدیمی شوروی همراه با فناوری‌ های مدرن پرداخته است. اروپا نیز با ترکیب حسگرهای اپتیکی و راداری در قالب یک شبکه چند ملیتی، بر اهداف علمی و تجاری متمرکز است. بر اساس این تحلیل‌ ها، سامانه‌ ی پایش اجرام فضایی بومی برای ایران پیشنهاد شده است که شامل حسگرهای زمینی و فضایی با معماری یکپارچه، ازجمله رادارهای آرایه فازی و تلسکوپ‌ های مجهز به اپتیک تطبیقی ، و همچنین زیرساخت نرم افزاری پردازش داده پیشرفته است. این سامانه نظارت فضایی با بهره‌ گیری از فناوری‌های بومی، قابلیت گسترش و توسعه همکاری بین‌ المللی طراحی شده و قادر است ایران را به‌ عنوان یک بازیگر مسئول در جامعه فضایی بین‌ المللی مطرح سازد. https://www.jsstpub.com/article_233901.html میکروجلبک هماتوکوکوس پلوویالیس منبع غنی از استازانتین، نوعی کاروتنوئید قرمز رنگ، بوده که در سیتوپلاسم سلول جلبک تحت شرایط تنش تجمع می‌یابد و از تیدیل سلول‌های رویشی متحرک به سلول‌های کیست غیر‌متحرک در چرخه زندگی سلولی جلبک ایجاد می‌شود. در تولید صنعتی استازانتین، دیواره کیست‌ها برای آزادسازی استازانتین به طور مکانیکی تخریب می‌شود، ولی سلول‌ها زنده‌مانی خود را از دست می دهند. در این مطالعه، تاثیر پرتاب زیرمداری بر سلول‌های جلبک در دو مرحله، آپلانوسپور و کیست برای اولین بار بررسی شد. برای آزمایش پرتابی، نمونه ها در کپسول زیستی در یک بیورک قرار گرفتند و سپس امکان جوانه زنی کیست‌ها، آزادسازی زئوسپورها و تولید استازانتین مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان داد که 71% از کیست ها بعد از 2 روز از پرتاب جوانه زدند، زئوسپورها آزاد شدند و آپلانوسپورها نیز شروع به تجمع استازانتین نمودند. بیومس سلولی بعد از 7 روز تغییر چندانی را با شاهد نشان نداد. شرایط پرتاب منجر به افزایش 1/2 و 3/1 برای محتوای H2O2 به ترتیب بعد از 2 و 7 روز از پرتاب شد. بالاترین مقدار استازانتین (1/26 میلی گرم بر گرم وزن تر) و محتوای فنلیک کل (6/935 میلی گرم بر گرم وزن تر) در نمونه های 7 روز پس از پرتاب مشاهده شد. یافته های این مطالعه نشان داد که جلبک هماتوکوکوس پلوویالیس می توانند در شرایط پرتاب بقا داشته باشد و به عنوان کاندید امیدوارکننده ای برای کشت در سیستم پشتیبان حیات انسان در فضا می باشد. https://www.jsstpub.com/article_233903.html https://www.jsstpub.com/article_234329.html در این پژوهش، یک مطالعه موردی بر روی یک منظومه ماهواره‌ای فرضی مبتنی بر ماهواره‌های استاندارد کیوب‌ست ۱۲ واحدی (12U) انجام گرفته است. ابتدا، مشخصات فنی کلیدی ماهواره، از جمله جرم زیرسیستم‌های اصلی آن، به تفصیل استخراج و ارائه شده است. جرم زیرسیستم‌هایی نظیر کنترل وضعیت و تعیین موقعیت (۱.۸۴۵ کیلوگرم)، پردازنده مرکزی (۰.۷۱۶ کیلوگرم)، تأمین توان الکتریکی (۲.۱۸۲ کیلوگرم)، سازه (۳.۹۶۵ کیلوگرم) و محموله (۱۳ کیلوگرم) مشخص گردیده که منجر به جرم کل ماهواره‌ای کمتر از ۲۴ کیلوگرم می‌شود.سپس، با به‌کارگیری یک مدل هزینه پیشنهادی، برآورد تفصیلی هزینه‌های مرتبط با یک واحد ماهواره 12U در چارچوب برنامه کلی منظومه ارائه شده است. نتایج این مدل‌سازی نشان می‌دهد که هزینه کل تخمینی برای هر ماهواره معادل ۱,۲۱۵,۰۰۰ دلار است. این هزینه کل، شامل مولفه‌های اصلی زیر می‌باشد: هزینه خود ماهواره (شامل سخت‌افزار و توسعه اولیه به مبلغ ۶۲۰,۱۰۰ دلار)، هزینه‌های مونتاژ، یکپارچه‌سازی و تست (۱۹۹,۱۴۰ دلار)، هزینه‌های سطح برنامه و مدیریت (۱۹۶,۱۴۰ دلار)، هزینه‌های پشتیبانی از عملیات پرتاب (۱۱۱,۱۱۰ دلار) و هزینه تجهیزات پشتیبانی زمینی (۹۲,۳۲۰ دلار).این تحقیق نشان می‌دهد که ارتباط‌دهی مستقیم مشخصات فنی زیرسیستم‌ها به مولفه‌های هزینه، امکان برآورد دقیق‌تر و تحلیل حساسیت کارآمدتر را برای برنامه‌ریزان و مهندسان سیستم‌های فضایی فراهم می‌آورد و به درک بهتر عوامل کلیدی مؤثر بر هزینه نهایی منظومه‌های ماهواره‌ای کمک شایانی می‌نماید. https://www.jsstpub.com/article_234711.html این مقاله با هدف بررسی تاثیر مکان نصب فیلم‌های ریزساختار بر عملکرد آیرودینامیکی ایرفویل، به مطالعه عددی نیروهای آیرودینامیکی حاصل از قرارگیری ریزشیارهای عرضی Vـ شکل بر روی ایرفویل NACA 8-H-12 می‌پردازد. به‌این‌منظور ریزشیارهایی با قاعده و ارتفاع μm 150 در هشت مکان مختلف بر روی سطح ایرفویلی با وتر mm 220 قرار داده شده و اثرات آنها در سرعت m/s 65 و در دو زاویه حمله (AoA) 0 و 4 درجه بررسی گردیده است. نتایج نشان می‌دهد که نیروی پسای کل می‌تواند بسته به مساحت فیلم دارای ریزشیار و موقعیت آن بر روی ایرفویل، افزایش و یا کاهش یابد. حداکثر کاهش نیروی پسای مشاهده شده در این مطالعه برابر با 6/4% و مربوط به نصب دو فیلم به طول mm 200 در میانه وتر و در سمت مکش و فشار ایرفویل با زاویه حمله صفر درجه می‌باشد. در تمام حالت‌های مورد مطالعه روند افزایش نیروی پسای فشاری با روند کاهش نیروی پسای اصطکاکی یکسان است؛ در نتیجه حالتی با بیشترین کاهش در نیروی پسای اصطکاکی، بیشترین افزایش در نیروی پسای فشاری را تجربه می‌کند و این رفتار در هر دو زاویه حمله بررسی شده قابل مشاهده است. از سوی دیگر در اکثر حالت‌ها وجود ریزشیار موجب افزایش نسبت برآ به پسا شده است. https://www.jsstpub.com/article_235314.html در طراحی منظومه‌های ماهواره‌ای، به‌ویژه در کاربردهای مرتبط با ناوبری و موقعیت‌یابی، عملکرد سیستم و هزینه‌های مرتبط با آن، از جمله عوامل کلیدی در هدایت فرآیند طراحی به شمار می‌روند. در سال‌های اخیر، منظومه‌های ماهواره‌ای مدار پایین زمین (LEO) به دلیل قابلیت تأمین پوشش گسترده، زمان تأخیر پایین و هزینه‌ی ساخت و پرتاب نسبتاً کمتر، توجه بسیاری از پژوهشگران و صنعت‌گران را به خود جلب کرده‌اند. در همین راستا، این پژوهش با هدف توسعه‌ی یک ابزار طراحی برای بهینه‌سازی هم‌زمان عملکرد و هزینه‌ی منظومه‌های ناوبری در مدار LEO انجام گرفته‌است. ابزار پیشنهادی از لینک نرم‌افزارهای MATLAB و STK توسعه یافته و از الگوریتم بهینه‌ سازی چندهدفه‌ی ازدحام ذرات (MOPSO) برای جستجوی فضای طراحی استفاده‌ می‌کند. شاخص عملکردی اصلی در این پژوهش، پارامتر دقت هندسی منظومه‌های ناوبری (GDOP) در سطح زمین در نظر گرفته شده‌است. همچنین، به‌منظور تخمین هزینه‌های کلی سامانه، از ترکیبی از مدل‌های هزینه USCM8 و SSCM استفاده شده‌است. پارامترهای طراحی شامل تعداد ماهواره‌ها، تعداد صفحات مداری، مشخصات منظومه واکر، المان‌های مداری و توان فرستنده هستند. ابزار طراحی توسعه‌یافته با انجام ارزیابی‌های چند سناریویی، قادر است تحلیل جامعی از مصالحه میان دقت پوشش‌ دهی و هزینه‌ی سامانه ارائه دهد. نتایج حاصل از شبیه‌سازی‌ها حاکی از آن است که این ابزار، با تولید پاسخ‌های معتبر و واقع‌گرایانه، می‌تواند به عنوان یک ابزار دقیق در طراحی مفهومی منظومه‌های ماهواره‌ای ناوبری مورد استفاده قرار گیرد. این پژوهش می‌تواند گام مؤثری در جهت تلفیق روش‌های بهینه‌سازی هوشمند با ابزارهای شبیه‌سازی فضایی تلقی شود و زمینه‌ساز تحقیقات پیشرفته‌تری در حوزه طراحی سامانه‌های فضایی باشد. https://www.jsstpub.com/article_235317.html مدل‌سازی یکپارچه حرکت نسبی وضعی-انتقالی فضاپیما، موضوعی نوظهور و مورد توجه برای طراحی، تحلیل و کنترل سیستم‌های فضایی چندعاملی است. کواترنیون دوگانه یک راه‌حل رضایت‌بخش برای این مسئله پیچیده است. از سوی دیگر، کنترل پیش‌بین مدل (MPC) یک روش کنترل قدرتمند مدل-مبنا با برتری‌های شناخته‌شده نسبت به سایر رویکردهای کنترل مدرن مورد استفاده در زمینه کنترل فضاپیما است. تعبیه مدل کواترنیون دوگانه در رویکرد MPC برای سیستم‌های پیچیده، یک چارچوب کنترلی ارزشمند را به دست می‌دهد. با این حال، این انگاره مشتمل بر برخی دشواری‌هاست که لازم است برای آن‌ها غلبه شود. این موضوع در پژوهش حاضر، مورد بررسی دقیق قرار گرفته است. برای این منظور، ابتدا مفهوم کواترنیون دوگانه و ابزارهای مربوطه بررسی می‌شوند. متعاقباً، فصل مشترک‌های بالقوه بین روابط کواترنیون دوگانه و چارچوب MPC برجسته می‌شوند. بر این اساس، یک روش MPC تکه‌ای-همگر مبتنی بر مدل کواترنیون دوگانه برای یک مأموریت کنترل نسبی وضعی-انتقالی فضایی که چرخ‌های عکس‌العملی را به عنوان عملگرهای وضعی دربرداشته و در عین حال مشتمل بر یک عملگر ایده‌آل برای حرکت انتقالی است، معرفی و توسعه داده می‌شود. اثربخشی روش یکپارچه پیشنهادی با شبیه‌سازی ارزیابی می‌گردد. https://www.jsstpub.com/article_235318.html تلفیق مستقیم داده‌های سامانه ماهواره‌ای ناوبری جهانی (GNSS) و سامانه ناوبری اینرسی (INS) با بهره‌گیری از یک فیلتر کالمن، روشی بسیار کارآمد برای ارتقای دقت و پایداری در راه‌حل‌های ناوبری به شمار می‌رود. این رویکرد، با ارائه عملکردی برتر در سرعت و دقت تخمین، از روش‌های غیرمستقیم متمایز می‌شود. این برتری با ساده‌سازی ساختار فیلتر و کاهش تأخیرهای پردازشی که اغلب در سایر تکنیک‌های تلفیق مشاهده می‌شود، حاصل می‌گردد. به‌منظور اعتبارسنجی این مزایا، در این پژوهش به پیاده‌سازی یک فیلتر کالمن توسعه‌یافته (EKF) غیرخطی برای تحلیل دقیق تخمین پارامترها پرداخته شده است.تحلیل جامع داده‌های پروازی واقعی، تأییدکننده این نکته است که روش تلفیق مستقیم، مزایای چشمگیری را در پی دارد. از جمله این مزایا، افزایش قابل‌توجه در دقت تخمین و همچنین پایداری و استحکام بیشتر در برابر شرایط نامساعدی چون افت کیفیت سیگنال یا مانورهای دینامیکی است. این رویکرد همچنین سرعت همگرایی بالاتری را به نمایش میگذارد که به راه‌حل ناوبری امکان می‌دهد تا سریع‌تر به پایداری برسد. علاوه بر این، یکی از یافته‌های کلیدی این است که روش مستقیم، فرآیند تخمین خطاهای اولیه INS را تسریع می‌بخشد. این قابلیت، به تعیین سریع‌تر شمال جغرافیایی در طول مرحله ترازکردن سامانه می‌انجامد که خود عاملی حیاتی برای استقرار سریع سیستم است. در نهایت، این نتایج، تلفیق مستقیم را به‌عنوان راه‌حلی مقاوم و کارآمد برای چالش‌های ناوبری در عصر حاضر برجسته می‌سازد. https://www.jsstpub.com/article_235319.html انباشت خطا در سیستم‌های ناوبری اینرسی مرسوم به‌دلیل انتگرال‌گیری منجر به دریفت در مقادیر واقعی موقعیت، سرعت و وضعیت یک وسیله بدون سرنشین می‌شود. در این پژوهش، به‌منظور جلوگیری از انباشت خطای ناشی، الگوریتم سیستم ناوبری اینرسی دوار (RINS) حول محور عمودی برمبنای حسگرهای اینرسی (IMU) ارزان‌قیمت پیاده‌سازی شده است. به این منظور، ابتدا، تاثیر انواع خطاهای بایاس، شدت مقیاس و خطای ناترازیابی در طی زمان در سیستم ناوبری اینرسی دوار در سناریوی استاتیک تحلیل شده و مقایسه‌ای با سیستم ناوبری اینرسی متعارف انجام شده است. سپس، میزان تأثیر هر یک از عوامل خطا در تست دینامیکی با انجام شبیه‌سازی نرم افزاری برای سیستم ناوبری اینرسی دوار تک‌درجه‌آزادی انجام شده و با نتایج شبیه‌سازی سیستم ناوبری اینرسی متعارف مقایسه شده است. در نهایت، سیستم ناوبری اینرسی دوار بر روی یک میز تک‌درجه‌آزادی کالیبراسیون، که در محیط آزمایشگاه سیستم های کنترل دانشکده مهندسی هوافضای دانشگاه صنعتی شریف است، پیاده‌سازی شده است. نتایج حاکی از عملکرد مناسب سیستم ناوبری اینرسی دوار در کاهش خطاهای بایاس، کاهش شدت مقیاس و کاهش خطای ناترازیابی حول محورهای x و y بدنی است. https://www.jsstpub.com/article_235320.html کالیبراسیون دقیق بایاس حسگرهای اینرسی نقش حیاتی در جلوگیری از انباشت و افزایش تدریجی خطاها در سامانه‌های ناوبری اینرسی ایفا می‌کند. روش‌های متداول مانند فیلتر کالمن و نسخه‌های گوناگون آن، معمولاً دارای پیچیدگی محاسباتی بالا، وابستگی شدید به مدل‌سازی دقیق نویز، و نیازمند تنظیم دقیق پارامترها برای تضمین پایداری و همگرایی هستند. برای رفع این چالش‌ها، در این پژوهش یک روش کالیبراسیون جبری برخط نوین ارائه می‌شود که دینامیک خطای سامانه ناوبری اینرسی را بازنویسی کرده و مؤلفه‌های بایاس شتاب‌سنج و ژیروسکوپ را به‌صورت صریح و تحلیلی جدا می‌کند. الگوریتم پیشنهادی بایاس‌ها را با حل یک دستگاه معین معادلات خطی، تشکیل‌شده از حالت‌های خطای بین سامانه مرجع و سامانه وابسته، برآورد می‌کند و بدین ترتیب نیاز به فیلترسازی تکراری یا به‌روزرسانی احتمالاتی را به‌طور کامل حذف می‌نماید. نتایج شبیه‌سازی در شرایط سکون و پرواز پیمایشی نشان می‌دهند که روش پیشنهادی از دقت بالا، همگرایی سریع، و مقاومت قابل توجه در برابر نویز اندازه‌گیری برخوردار است. همچنین یافته‌ها پایداری عددی مطلوب و سازگاری آن با تغییرات زمانی حسگرها را تأیید می‌کنند. در مجموع، این روش با هزینه محاسباتی بسیار کم، تخمین دقیق و پایدار بایاس را فراهم کرده و گزینه‌ای سریع، کارآمد و قابل اعتماد برای کاربردهای ایمنی‌حساس نظیر هوانوردی، وسایل خودران و رباتیک ارائه می‌دهد. https://www.jsstpub.com/article_235321.html در این مقاله، یک رویکرد ترکیبی بر پایه‌ی استفاده‌ی همزمان از توابع پایه‌ی بی‌اسپلاین و اسپلاین صفحه‌ نازک برای شکل‌دهی سطح آنتن بازتابنده در ماهواره‌های زمین‌ ثابت (GEO) ارائه شده است. در این روش، اختلال سطح بازتابنده به‌صورت مجموع بسط‌های این دو تابع مدل‌سازی شده است و ضرایب بسط با بهره‌گیری از روش بهینه‌سازی کمین‌بیش تعیین می‌شوند. از آنجا که توابع اسپلاین صفحه‌نازک با کمینه‌سازی انرژی خمش موجب ایجاد سطحی هموارتر می‌شوند و توابع بی‌اسپلاین توانایی بالایی در تنظیم دقیق الگوی تشعشع دارند، ترکیب این دو تابع به سطحی هموار و در عین حال دقیق منجر می‌گردد. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که روش ترکیبی پیشنهادی، با وجود کاهش حدود ده درصد در سرعت همگرایی و دقت نسبت به روش بی‌اسپلاین، موجب کاهش بیش از نود درصد در انرژی خمش سطح و در نتیجه ایجاد سطحی به‌مراتب صاف‌تر، یکنواخت‌تر و از نظر ساخت پایدارتر می‌شود. همچنین، خطای ریشه میانگین مربعات (RMS) در فرآیند بهینه‌سازی در این روش حدود شصت درصد کمتر از روش مبتنی بر اسپلاین صفحه‌نازک خالص به‌دست آمده است. این نتایج نشان می‌دهد که روش ارائه‌شده ضمن حفظ دقت الگوی تشعشع، سطحی هموارتر، کاراتر و از نظر ساخت، عملی‌تر و قابل اعتمادتر فراهم می‌کند و در مجموع نسبت به روش‌های متداول کارایی بالاتری دارد.