فهرست مطالب

Control and Optimization in Applied Mathematics
Volume:5 Issue: 2, Summer-Autumn 2020

  • تاریخ انتشار: 1401/01/09
  • تعداد عناوین: 6
|
  • سحر واسعی، محمدرضا ضرابی* صفحات 1-10

    از آنجا که بحث پایداری وضعیت بیماران در علوم پزشکی بسیار مهم است، این مقاله به کاربرد کنترل حالت لغزشی در دستگاه های پزشکی پرداخته است. برای این منظور، یک سیستم دینامیکی غیرخطی را در نظر می گیریم که مدل ریاضی ویروس ضعیف کننده سیستم ایمنی را نشان می دهد. این مدل غیرخطی دارای سه حالت متغیر است. سلول های سالم، سلول های عفونی و ویروس های آزاد. کنترل کننده پیشنهادی اثر دارو را در جلوگیری از تولید ویروس و جلوگیری از عفونت جدید نشان می دهد. البته لازم به ذکر است که این کنترل کننده، پایداری سیستم پویایی که برای ‎HIV‎ درنظر گرفته ایم را با وجود اختلالات محدود، تضمین می کند. پایداری و همگرایی این فرآیند توسط قضیه لیاپونوف اثبات شده و در پایان، یک مثال عددی برای نشان دادن کارایی روش پیشنهادی آورده شده است.

  • راما امیری*، محمد ضارب نیا، ریحانه رئیسی طوسی صفحات 11-24

    در این مقاله، روش قیچکی برای حل عددی معادله ی n‎-بعدی موج استفاده شده است. با این روش، ضرایب قیچکی با حل معادلات دیفرانسیل مستقل از زمان جداگانه به دست می آیند. روش پیشنهادی دارای مزیت جداسازی پارامترهای زمان و مکان است. میاحث مربوط به همگرایی و بهترین تقریب نیز بررسی شده است.

  • عباس بشیری، سید مهدی میرحسینی عالیزمینی*، محمدمهدی نصر آبادی صفحات 25-37

    با توجه به این که ارزیابی کمپین های بازاریابی تبلیغاتی یک کار بسیار مهم و پیچیده است، ولی تاکنون مدل جامعی در این زمینه ارایه نشده است. مطالعه حاضر با هدف ارایه یک چارچوب تصمیم برای ارزیابی فعالیت های بازاریابی بر منطق فازی پایه ریزی شده است که جمع آوری داده های واقعی پژوهش از یک کمپین بازاریابی سپرده بانکی ایران صورت گرفته است. برای این منظور تعداد ‎250‎ مورد جهت استخراج قوانین و ‎60‎ مورد به عنوان داده های تست در نظر گرفته شدند. اطلاعات ‎15‎ پارامتر بازاریابی تبلیغاتی اعم از تحصیلات، پیش فرض، سن، شغل، ازدواج، روز، تماس، مانده، مسکن، وام، تماس قبلی، نتیجه کمپین بازاریابی قبلی، ماه، مدت زمان تماس و کمپین دریافت گردید. سیستم خبره فازی پس از بررسی قوانین و حذف قوانین مشابه و متناقض با بهره گیری از محاسبه درجه آن ها، با ‎12‎ قانون طراحی گردید. در این سیستم با ادغام برخی عوامل در نهایت ‎6‎ متغیر ورودی و یک متغیر خروجی در نظر گرفته شد که با موتور استنتاج حاصل ضرب، فازی ساز منفرد و غیرفازی ساز میانگین مراکز مورد استفاده قرار گرفت. مشاهده می شود که سیستم طراحی شده نتایج بسیار خوبی را ارایه می دهد.

  • محمد علی ولی*، مهدی مشایخی اسفیچار، شهریار فرهمند راد صفحات 39-64
    روش تنظیم ضرایب به روش تکرار شونده ‎(IFT)‎، الگوریتمی برای تنظیم ضرایب کنترل کننده های ‎PID‎ مرتبه صحیح بدون نیاز به مدل سیستم می باشد. الگوریتم IFT با هدف بهینه سازی ضرایب کنترل کننده، در هر مرحله از طریق یک تابع هدف به صورت تکراری انجام می شود. در این مقاله برای اولین بار از این الگوریتم برای تنظیم بهینه ضرایب کنترل کننده های مرتبه کسری یا ‎ PI^α D^β استفاده شده است. برای این منظور ابتدا محاسبات مرتبه کسری و الگوریتم ‎IFT مرتبه صحیح ارایه شده، سپس الگوریتم IFT برای تنظیم ضرایب کنترل کننده های مرتبه کسری ‎ PI^α D^β به کار برده شده است. در پایان، روش پیشنهادی با مثال هایی ارایه شده است.
  • محمد غلامی بالادزائی، مرتضی گچ پزان*، اکبر هاشمی برزآبادی صفحات 65-82

    در این مقاله، از بسط '‎‎1/G‎ برای ایجاد یک رویه جهت پیدا کردن جواب تقریبی رده ای از مسایل کنترل بهینه استفاده شده است. در این روش، ابتدا توابع کنترل و حالت را با استفاده از سری های توانی که از جواب های معادله دیفرانسیل برنولی بدست می آیند، گسسته سازی می کنیم. تعداد عبارت ها در این سری ها، از روش بالانس بدست می آیند. با جایگذاری در مسئله و حل مسئله بهینه سازی بدست آمده، جواب تقریبی و نزدیک به جواب تحلیلی بدست می آید. مثال های عددی برای بررسی کیفیت روش ارایه شده، آورده شده است.

  • حامد سروش صفحات 83-91
    در این مقاله، با استفاده از زیرمجموعه توپولوژیکی، مسئله ی بهینه سازی ناهموار را با توابع شبه محدب تجزیه و تحلیل می کنیم. در ادامه، برخی از شرایط بهینه سازی لازم و کافی را ارایه می دهیم و توابع شبه محدب توپولوژی را توصیف می کنیم. در انتها، نتایج دوگانگی ضعیف و قوی از نوع موند-ویر را برای این مسئله بیان می کنیم.
|
  • Sahar Vaseei, Mohammad Reza Zarrabi * Pages 1-10

    In view of the tremendous importance of patients’ stability in medical sciences‎, ‎this paper addresses the application of a sliding mode control in medical devices‎. ‎In doing so‎, ‎we consider a nonlinear dynamic system that shows the mathematical model of the human immunodeficiency virus‎. ‎This nonlinear model has three variable states‎: ‎healthy cells‎, ‎infected cells‎, ‎and free viruses‎. ‎The proposed controller displays the effect of medication on preventing the production of the virus and blocking the new infection‎. ‎This controller ensures the stability of this dynamic system provided for HIV in the event of a bounded disturbance‎. ‎The stability and convergence of this process are proved by the Lyapunov theorem‎. ‎Finally‎, ‎a numerical example is given to demonstrate the efficiency of the proposed method.

    Keywords: HIV‎, ‎Mathematical modeling of HIV‎, ‎Sliding mode control‎, ‎Lyapunov stability
  • Rama Amiri *, Mohammad Zarebnia, Reihaneh Raisi Tousi Pages 11-24

    A shearlet frame approach is used to solve $n$-dimensional wave equations numerically‎. ‎By the presented procedure‎, ‎the shearlet coefficients are obtained via separate time-independent partial differential equations‎. ‎The proposed method has the advantage of separation of spatial and temporal parameters‎. ‎The issues of convergence and best approximation are also discussed.

    Keywords: Shearlet frame‎, ‎Wave equation‎, ‎Shearlet coefficient
  • Abbas Bashiri, Seyed Mehdi ‎Mirhosseini-Alizamini *, Mohammad Mehdi Nasrabadi Pages 25-37

    Evaluation of advertising marketing campaigns is a very important and complex task‎, ‎so far no comprehensive model has been presented in this regard‎. ‎The present study aims to provide a decision framework for evaluating marketing campaigns‎. ‎This article collects real-world data from an Iranian bank deposit marketing campaign‎. ‎For this purpose‎, ‎250 cases were considered to extract the rules and 60 cases were considered as test data‎. ‎Information is provided on 15 important parameters of marketing education‎, ‎defaults‎, ‎age‎, ‎occupation‎, ‎marriage‎, ‎day‎, ‎contact‎, ‎balance‎, ‎housing‎, ‎loans‎, ‎previous contact‎, ‎previous outcome‎, ‎month‎, ‎call duration, and campaigns‎. ‎A fuzzy expert system was designed with 12 rules after reviewing the rules and removing similar and contradictory rules by using their degree calculation‎. ‎In this system‎, ‎by integrating some factors‎, ‎finally, 6 input variables and one output variable were considered that were used by the product inference engine‎, ‎singleton fuzzifier, and center average defuzzifier‎. ‎It was observed that the designed fuzzy expert system provides very good results.

    Keywords: Fuzzifier‎, ‎Defuzzifier‎, ‎Fuzzy expert‎, ‎Input-output
  • Mohammad Ali Vali *, Mahdi Mashayekhi Esfichar, Shahriar Farahmand Rad Pages 39-64
    Iterative feedback tuning (IFT) is an algorithm for adjusting the coefficients of the integer-order type proportional-integral-derivative (PID) controllers without needing a system model‎. ‎The IFT algorithm is performed iteratively with the aim of optimizing the control coefficients at each stage via an objective function‎. ‎In this research‎, ‎for the first time‎, ‎the IFT algorithm is used to adjust all the coefficients of the fractional order PID controllers‎, ‎i.e.‎, ‎PI^α D^β controllers to have optimal performance‎. ‎For this purpose‎, ‎fractional order calculations and the integer-order version of the IFT algorithm are firstly presented‎, ‎and the novel IFT algorithm is then used to adjust coefficients of the PI^α D^β controller‎. ‎Finally‎, ‎the performance of the proposed method is illustrated and verified through some examples.
    Keywords: Fractional order PID‎, ‎Iterative feedback tuning‎, ‎PID controller‎, ‎PI^α D^β controller‎, ‎Fractional order calculus‎, ‎Fractional order systems
  • Mohammad Gholami Baladezaei, Morteza Ghachpazan *, Akbar Borzabadi Pages 65-82

    In this paper‎, ‎the benefits of 1/G'-expansion technique are utilized to create a direct scheme for extracting approximate solutions for a class of optimal control problems‎. ‎In the given approach‎, ‎first state and control functions have been parameterized as a power series‎, ‎which is constructed according to the solutions of a Bernoulli differential equation‎, ‎where the number of terms in produced power series is determined by the balance method‎. ‎A proportionate replacement and solving the created optimization problem lead to suitable solutions close to the analytical ones for the main problem‎. ‎Numerical experiments are given to evaluate the quality of the proposed method.

    Keywords: Optimal control problem‎ ‎1, G'-Expansion method‎, ‎Parametrization
  • Hamed Soroush Pages 83-91
    In this paper‎, ‎we study nonsmooth optimization problems with quasiconvex functions using topological subdifferential‎. ‎We present some necessary and sufficient optimality conditions and characterize topological pseudoconvex functions‎. ‎Finally‎, ‎the Mond-Weir type weak and strong duality results are stated for the problems.
    Keywords: Quasiconvex optimization‎, ‎Duality theorems‎, ‎Optimality conditions‎, ‎Pseudoconvex‎, ‎Subdifferential