در این پایان نامه، با ترکیب دو روش کنترل غیرخطی مد لغزشی و بازگشت به عقب، یک کنترل کننده  ترکیبی مد لغزشی بازگشت به عقب برای یک کلاس از سیستم های غیرخطی دارای نامعینی پارامتری و اغتشاشات خارجی طراحی شده است. برای جبران نامعینی ها و اغتشاشات وارده به سیستم از کنترل کننده  مد لغزشی استفاده می شود. استفاده از روش بازگشت به عقب به عنوان یک ابزار طراحی بسیار قوی برای سیستم های غیرخطی، باعث مقاومت بیشتر کنترل کننده طراحی ‌شده در برابر اغتشاشات وارده به سیستم می شود. ترکیب این دو روش غیرخطی، نه تنها باعث افزایش معنی دار پیچیدگی طراحی نمی شود، بلکه اولاً از مزیت سادگی طراحی روش بازگشت به عقب بهره می برد، ثانیا از مزیت های گوناگون کنترل کننده مد لغزشی استفاده می کند. استفاده از کنترل کننده های مد لغزشی توسعه یافته مانند مدلغزشی ترمینال جهت افزایش سرعت همگرایی حالت ها به نقاط تعادل، مد لغزشی دینامیکی جهت کاهش چترینگ در سیگنال کنترل ورودی و همچنین مد لغزشی مرتبه کسری جهت افزایش درجه آزادی کنترل کننده، گزینه های مناسبی می باشند که از این کنترل کننده ها در ترکیب با روش بازگشت به عقب برای بهبود عملکرد کنترل کننده حاصل استفاده شود. پایداری مجانبی سیستم حلقه بسته با استفاده از تئوری پایداری لیاپانوف اثبات می شود. نهایتاً، به ‌منظور تایید نتایج نظری، کنترل‌کننده‌  ترکیبی به دو سیستم ژیروسکوپ میکروالکترومکانیکی و موتور فن کانالی اعمال ‌شده است و نتایج با کنترل‌کننده مد لغزشی مقایسه شده است. نتایج شبیه‌سازی، انجام شده با نرم افزار MATLAB، نشان می‌دهد که کنترل‌کننده‌ مد لغزشی بازگشت به عقب طراحی شده در مقایسه با کنترل‌کننده مد لغزشی، دارای عملکرد بهتر و از آن مهم تر، مقاومت بیشتر در برابر اغتشاشات خارجی و تغییرات پارامترها می باشد. همچنین در این پایان نامه برای ارتقاء بیشتر کنترل کننده، از روش منطق فازی، روش تطبیقی و همچنین رویتگر های بهره بالا و اغتشاش در بعضی طراحی ها استفاده شده است.

 در این پایان¬نامه با استفاده از کنترل بهینه غیرخطی معادله دیفرانسیلی ریکاتی وابسته به حالت (SDDRE) در حالت زمان محدود، به طراحی تنظیم¬کننده و ردیاب SDDRE برای یک کلاس از سیستم¬های غیرخطی متغیر و نامتغیر با زمان پرداخته می‌شود. معادله دیفرانسیلی ریکاتی (DRE) با استفاده از روش حل تقریبی مبتنی بر معادله لیاپانوف حل می‌شود. در صورت عدم فراهم شدن شرایط لازم برای طراحی کنترل¬کننده، راهکارهایی به ‌منظور غلبه بر این مشکل ارائه خواهد شد. روش کنترلی SDDRE اگرچه یک روش بهینه است اما در برابر اغتشاش¬های بیرونی یا نامعینی‌های سیستم مقاومت بالایی ندارد. به‌ منظور بهبود عملکرد کنترل¬کننده¬ی SDDRE در حضور اغتشاش¬های بیرونی، از ترکیب آن با تئوری کنترل مد لغزشی (SMC) استفاده‌ شده است به‌ طوری‌ که دو مدل کنترل¬کننده¬ی ساختار متغیر (VSC) مبتنی بر SDDRE و مد لغزشی مبتنی بر SDDRE پیشنهاد می‌شود. در طراحی پیشنهادی اول به ‌جای استفاده از سطح لغزش یک ناحیه لغزش با استفاده از DRE طراحی ‌شده است. با استفاده از تئوری پایداری لیاپانوف، پایداری زمان محدود این کنترل¬کننده اثبات می‌شود. در طراحی پیشنهادی دوم یک سطح انتگرالی به ‌عنوان سطح لغزش در نظر گرفته ‌شده است که یک قانون کنترل گسسته از این سطح استخراج می‌شود که با کنترل‌کننده‌ی SDDRE ترکیب می‌شود و یک قانون مقام بهینه مبتنی بر مد ¬لغزشی (ROSMC) بدست می¬آید. قانون کنترل حاصل به علت وجود ترم SDDRE بهینه می¬باشد و همچنین به علت وجود ترم گسسته ناشی از کنترل مد لغزشی در برابر اغتشاش¬های بیرونی مقاوم می¬باشد؛ همچنین با استفاده از تئوری پایداری لیاپانوف، پایداری کنترل¬کننده¬ طراحی‌ شده اثبات می‌شود. به منظور بررسی نتایج نظری، کنترل‌کننده‌های پیشنهادی با در نظر گرفتن سناریوهای مختلف به دو سیستم واقعی با دینامیک¬های غیرخطی اعمال می‌شود و نتایج با کنترل‌کننده SDDRE مقایسه شده است. شبیه‌سازی و کد نویسی در محیط نرم¬افزار MATLAB انجام شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که هر سه کنترل¬کننده در بحث ردیابی و تنظیم دارای سرعت عمل بالا و قابل¬ توجهی هستند. همچنین نتایج نشان می¬دهد که دو روش ترکیبی پیشنهادی در مقایسه با کنترل‌کننده SDDRE مرسوم، نه¬ تنها عملکرد بهینه خود را حفظ می‌کنند، بلکه نسبت به اغتشاش های بیرونی دارای حساسیت کمتر یا مقاومت بیشتری می‌باشد.

در سال های اخیر، توان بادی نقش مهمی را در تولید انرژی ریزشبکه ها ایفا کرده است. با این وجود، طبیعت تصادفی سرعت باد که به نامعینی در پیش بینی توان بادی منجر می شود، مشکلاتی از جمله دست بالا گرفتن توان بادی را به زمان بندی بهینه ریزشبکه تحمیل می کند. در این پایان نامه، مفهوم احتمالاتی تطبیقی بازه اطمینان (APCCI)، برای برطرف کردن مشکلات مذکور پیشنهاد شده است. هدف اصلی APCCI ارائه شده، اصلاح میزان ریسکی است که برای زمان بندی توربین بادی با دیگر منابع انرژی توزیع یافته(DERs) تحمل می شود. این اصلاح، به وسیله کاهش سخت گیری های غیر ضروری صورت می پذیرد. روش پیش بینی مورد استفاده در این پایان نامه، شبکه های عصبی مصنوعی (ANN) می باشد. به منظور افزایش دقت پیش بینی، تجزیه موجک (WD) به سری زمانی توان بادی اعمال و پس از آن، نتایج به ANN ارسال شده است. در مرحله بعد، سطوح قابل اتکا برای توان بادی پیش بینی شده، بر اساس APCCI به دست می آید. یک سیستم ذخیره انرژی (ESS) به منظور کاهش اثرات خطای پیش بینی بر روی ریزشبکه و نیز افزایش انعطاف پذیری زمان بندی به کار گرفته شده است. همچنین یک فرمول بندی فراگیر با قیود عملیاتی، به منظور مدل کردن مسئله بهینه سازی ارائه شده است. برای حل مسئله بهینه سازی چند هدفه، الگوریتم ژنتیک چند هدفه بر پایه مسئله پخش بار اقتصادی (EDNSGA-II) پیشنهاد و اعمال شده است. الگوریتم بهینه سازی، چند پاسخ را که شامل ترکیب های مختلفی از اهداف (هزینه و زیست محیطی) است، تولید می کند. روش موسوم به تکنیک هایی برای اولویت ترجیح با شباهت به راه حل ایده آل (TOPSIS)، به منظور تصمیم گیری مصالحه آمیز بین راه حل ها به کار گرفته شده است. در نهایت الگوریتم پیشنهاد شده به یک ریزشبکه که شامل میکروتوربین، پیل سوختی، فتوولتائیک، توربین بادی و سیستم ذخیره انرژی می باشد، اعمال شده است. ارزیابی نتایج نشان می دهد که APCCI پیشنهاد شده به خوبی عمل می کند و توانایی تطبیق پذیری با سطوح مختلف بازه اطمینان در شرایط مختلف را دارا می باشد. علاوه بر این، نتایج، برتری WNN را بر ANN در پیش بینی توان بادی تایید می کنند. همچنین نتایج، کارآمدی الگوریتم پیشنهادی EDNSGA-II را در مقایسه با NSGA-II نشان می دهند.

در این پایان‌نامه، در ابتدا براساس تئوری حسابان مرتبه کسری و کنترل مد لغزشی مرتبه صحیح، یک کنترل‌کننده مقاوم جدید به¬¬ نام کنترل‌کننده مد لغزشی مرتبه کسری (FOSMC) برای یک کلاس از سیستم‌های غیرخطی ارائه ‌شده است. به‌طورکلی، در الگوریتم FOSMC براساس عملگرهای مرتبه کسری متغیرهای حالت، یک مانیفلد خطی دلخواه به ‌عنوان سطح لغزش در نظر گرفته می‌شود، که می‌تواند پایداری مجانبی و عملکرد مطلوب سیستم کنترل حلقه بسته را تضمین کند؛ سپس، قانون کنترل براساس تئوری پایداری لیاپانوف برای برآورده کردن شرط لغزشی طراحی می‌شود.
در ادامه، به ‌منظور بهبود نرخ همگرایی با خاصیت مقاوم بودن و هم‌چنین داشتن درجه آزادی بیشتر، یک کنترل‌کننده مد لغزشی ترمینال مرتبه کسری ارائه شده است. پایداری زمان محدود سیستم حلقه بسته برای روش طراحی کنترل‌کننده مد لغزشی ترمینال اثبات شده است. برای شبیه¬سازی کنترل¬کننده¬های مرتبه کسری از جعبه‌ابزار FOMCON نرم¬افزار MATLAB استفاده ‌شده است. نهایتاً، به ‌منظور تایید نتایج نظری، کنترل‌کننده‌های ارائه شده به دو سیستم ترمز ضد قفل و مخزن‌های کوپل شده اعمال ‌شده است. دو سناریوی مختلف برای شبیه¬سازی در نظر گرفته ‌شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که کنترل‌کننده‌های مد لغزشی مرتبه کسری و ترمینال مرتبه کسری ارائه شده در مقایسه با کنترل‌کننده مد لغزشی مرتبه صحیح، نه‌ تنها عملکرد کنترلی بهتری با چترینگ کمتری را ارائه می‌دهد، بلکه نسبت به اغتشاشات خارجی و تغییرات پارامترها دارای حساسیت کمتر و به عبارتی مقاومت بیشتری نیز می‌باشد.