https://mej.aut.ac.ir/ نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر fa daily 1 Mon, 22 Jun 2026 00:00:00 +0330 Mon, 22 Jun 2026 00:00:00 +0330 https://mej.aut.ac.ir/article_6221.html یادگیری تقویتی عمیق به‌عنوان یکی از رویکردهای پیشرفته در حوزه یادگیری ماشین، طی سال‌های اخیر به‌طور گسترده در کنترل سیستم‌های غیرخطی و چندمتغیره، به‌ویژه در ربات‌های پرنده و کوادروتورها، مورد توجه قرار گرفته است. با وجود پیشرفت‌های چشمگیر، الگوریتم‌های متداول یادگیری تقویتی عمیق همچنان با موانعی از قبیل ناپایداری در فرآیند همگرایی، نیاز به توان محاسباتی بالا و حساسیت شدید به پیکربندی شبکه‌های عصبی روبه‌رو هستند. این چالش‌ها موجب کاهش کارایی و محدودیت در تعمیم‌پذیری الگوریتم‌ها در شرایط واقعی می‌شود. در این پژوهش، یک کنترل‌کننده یادگیری تقویتی عمیق عاطفی مبتنی بر ادغام شبکه Inception معرفی شده و با کنترل‌کننده یادگیری تقویتی عمیق مرسوم برای مسئله تعقیب مسیر در کوادروتور مقایسه می‌گردد. معماری پیشنهادی با الهام از ساختار دو‌مسیره مغز انسان شامل مسیر منطقی و مسیر هیجانی طراحی شده است که امکان ایجاد یک مدل تصمیم‌گیری دوسویه را فراهم می‌آورد. این معماری با بهره‌گیری از شبکه‌های موازی، علاوه بر افزایش سرعت واکنش عامل و کاهش بار شناختی، موجب بهبود قابلیت تعمیم در مواجهه با محیط‌های ناشناخته نیز می‌شود. در طراحی تابع پاداش، تلاش شده است تا با حفظ سادگی و در عین حال هوشمندی، عامل توانایی یادگیری طیف وسیعی از حرکات متنوع را به دست آورد. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که کنترل‌کننده پیشنهادی نسبت به نسخه متداول، عملکرد برتری در زمینه پایداری پرواز، دقت در تعقیب مسیر و کارایی فرایند یادگیری ارائه می‌دهد. https://mej.aut.ac.ir/article_6230.html کنترل پهپادهای دم‌نشین تک‌موتوره به دلیل دینامیک غیرخطی، کوپلینگ آیرودینامیکی محورها و بروز تکینگی در زوایای نزدیک به ۹۰ درجه، با چالش‌های اساسی مواجه است. مقاله حاضر، یک استراتژی هدایت و کنترل یکپارچه و مقاوم برای پرواز ایستایی و ردیابی مسیر سه‌بعدی این پرنده‌ها ارائه می‌دهد. جهت غلبه بر این چالش‌ها، یک معماری کنترلی هیبریدی بر پایه مدل‌سازی شش درجه‌آزادی توسعه یافته است. در این معماری، حلقه بیرونی (کنترل موقعیت) از فرمولاسیون برداری مبتنی بر کواترنیون بهره می‌برد تا محدودیت‌های تکینگی زوایای اویلر را مرتفع سازد. برای حلقه درونی (کنترل وضعیت)، کنترل‌ وارون دینامیک غیرخطی افزایشی به کار گرفته شده است. این الگوریتم با استفاده از بازخورد شتاب زاویه‌ای، وابستگی به مدل‌های تحلیلی پیچیده را کاهش داده و مقاومت سیستم را در برابر عدم‌قطعیت‌ها تضمین می‌کند. تخصیص فرامین کنترلی بین سطوح آیرودینامیکی و سیستم کنترل پیشران ملخ نیز از طریق الگوریتم حداقل مربعات وزن‌دار با جریمه‌های متغیر بلادرنگ انجام می‌پذیرد. افزون بر این، تکنیک فیلتر دستورات جهت مهار نویزهای سنسوری و جلوگیری از اشباع عملگرها در ساختار کنترلی تعبیه شده است. ارزیابی عملکرد سیستم از طریق شبیه‌سازی عددی در حضور عدم‌قطعیت‌های شدید پارامتریک (۳۰٪ خطای مدل‌سازی) و اغتشاشات متغیر جوی (باد درایدن) انجام گرفته است. مقایسه نتایج با روش وارون دینامیک کلاسیک، برتری چشمگیر استراتژی پیشنهادی را در دفع قوی اغتشاشات، حذف نوسانات فرکانس‌بالای عملگرها و تضمین انتقال نرم و پایدار پرنده نشان می‌دهد. https://mej.aut.ac.ir/article_6231.html در این پژوهش، ارتعاشات آزاد نانوتیرهای فراماده آگزتیک گرافن اوریگامی با استفاده از تئوری غیرموضعی ارینگن و تئوری تیر اویلر-برنولی مورد بررسی قرار می‌گیرد. نانوتیرهای تقویت‌شده با گرافن اوریگامی به دلیل ساختار هندسی خاص خود که شامل الگوهای تاخوردگی در مقیاس نانو است، رفتار آگزتیک از خود نشان می‌دهند. این رفتار ناشی از باز شدن تدریجی تاهای گرافن تحت کشش است که باعث انبساط عرضی ماده شده و در نتیجه، برخلاف مواد معمولی، در راستای عمود بر نیروی اعمالی منبسط می‌شود. خواص مؤثر ماده مرکب شامل مدول یانگ، چگالی و ضریب پواسون با استفاده از روابط همگن‌سازی و توابع اصلاح وابسته به دما و تاخوردگی محاسبه می‌شوند. معادلات حاکم با استفاده از روش انرژی، جداسازی مکان-زمان و معادلات تعمیم یافته لاگرانژ و فرکانس‌های طبیعی با حل مسئله مقدار ویژه استخراج می‌گردند. فرکانس‌های طبیعی بی‌بعد نانوتیر دو سر ساده با مطالعات موجود اعتبارسنجی شد. نتایج نشان می‌دهد که افزایش درصد وزنی گرافن اوریگامی، به دلیل افزایش مدول یانگ و کاهش چگالی، فرکانس طبیعی نانوتیر را افزایش می‌دهد. همچنین افزایش تاخوردگی، اگرچه خاصیت آگزتیک را تقویت می‌کند، اما به دلیل کاهش مدول یانگ، فرکانس طبیعی را کاهش می‌دهد. افزایش طول نانوتیر به دلیل افزایش جرم نانوتیر و همچنین افزایش پارامتر غیرموضعی به دلیل کاهش سفتی موثیر تیر نیز موجب کاهش فرکانس طبیعی می‌شوند.