فهرست مطالب

مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران - سال ششم شماره 3 (پیاپی 15، پاییز 1387)

نشریه مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران
سال ششم شماره 3 (پیاپی 15، پاییز 1387)

  • 70 صفحه،
  • تاریخ انتشار: 1387/08/21
  • تعداد عناوین: 11
|
  • سرمقاله
    صفحه 189
  • رحمت الله هوشمند، معین پرستگاری صفحه 191
    یکی از مسائل مهم در بهره برداری از سیستم های قدرت پخش بار اقتصادی دقیق و مبتنی بر واقعیت می باشد. به این منظور در این مقاله پخش بار اقتصادی به وسیله الگوریتم پیشنهادی PSO انجام می پذیرد. برای نزدیک شدن شرایط مسئله پخش بار اقتصادی به شرایط واقعی تابع هزینه مصرف سوخت نیروگاه های سیستم قدرت به صورت ناصاف در نظر گرفته می شود. از طرف دیگر کاهش میزان آلودگی ناشی از نیروگاه ها نیز به عنوان جزیی از اهداف مساله در نظر گرفته شده و به همین علت هم زمان با پخش بار اقتصادی پخش آلودگی نیز انجام می شود. از طرفی برای انجام پخش بار اقتصادی واقعی و بهینه باید محدودیت های نقطه کار سیستم و تلفات شبکه نیز در روند بهینه سازی مد نظر قرار گیرد که این محدودیت ها در الگوریتم پیشنهادی در نظر گرفته شده است. در انتها نتایج روش پیشنهادی با دیگر روش ها (از قبیل روش جست و جوی تابو، الگوریتم ژنتیک و شبکه های عصبی) مقایسه شده است، در نتیجه خصوصیات و مزایای واقعی این روش مشخص تر می گردد. همچنین نتایج شبیه سازی نشان می دهد که روش PSO یک روش سریع با دقت قابل قبول می باشد.
    کلیدواژگان: الگوریتم PSO، بهینه سازی تابع هزینه ناصاف، پخش بار آلایندگی، پخش بار اقتصادی
  • مجید نیری پور، علی یزدیان ورجانی، مصطفی محمدیان صفحه 199
    در این مقاله مدل کنترل کننده یک پارچه توان (UPFC) با استفاده از فرم اصلاح شده معادلات دوخطی بیان شده است. سپس با استفاده از روش دوم لیاپانوف و با در نظر گرفتن تابع انرژی ورودی ها طوری به دست آورده شده که تحت شرایط معینی مشتق تابع انرژی همواره نزولی باشد. در نهایت کنترل کننده به دو روش طراحی می شود. در روش اول تغییرات متغیرهای حالت به عنوان ورودی کنترل کننده جهت به دست آوردن سیگنال های مدوله کننده به مبدل های موازی و سری در نقطه کار اضافه می شوند. در روش دوم، متغیرهای حالت غیر خطی به کنترل کننده مبدل سری اعمال و از کنترل کننده PI در مبدل موازی استفاده می شود. مقایسه این دو نوع کنترل کننده با کنترل کننده PI بیانگر کاهش دامنه نوسان اول پس از رفع اغتشاشات بزرگ می باشد. سادگی کنترل کننده و طراحی کنترل کننده های خطی مبدل موازی و سری به طور هم زمان از مزیت های استفاده از این روش کنترلی نسبت به کنترل کننده های PI می باشد.
    کلیدواژگان: کنترل کننده یک پارچه توان، مبدل موازی، مبدل سری
  • مهدی هندیجانی زاده، علی یزدیان ورجانی، مصطفی محمدیان صفحه 208
    علی رغم گسترش سیستم های AC، محرک های DC همچنان یکی از پرکاربردترین سیستم های درایو در صنعت می باشند. یکی از مسایلی که ممکن است تلاش های فراوان جهت طراحی یک کنترلر مناسب برای این سیستم ها را بی نتیجه کند، وجود پارامترها و متغیرهایی است که ممکن است در حین کار سیستم متحرک عوض شوند. بهترین راه حل پیشنهادی در جهت رفع این مشکل استفاده از روش های کنترلی می باشد که تا حد ممکن نسبت به این تغییرات حساس نبوده و پاسخ مطلوب سیستم را همچنان حفظ کنند. یکی از این روش های کنترلی مدرن، روش کنترل مدلغزشی می باشد. اما این روش کنترلی که بر اساس متغیرهای حالت سیستم تعریف می گردد، دارای معایبی است. یکی از این معایب، ثابت بودن پارامترهای خود کنترلر است. در این حالت هرچند که پاسخی مناسب تر از روش های کلاسیک به دست می آید، اما بهینه ترین پاسخ هم برای ما نخواهد بود. پاسخ بهینه در زمان نشست کمتر، اورشوت کمتر و پایداری بیشتر سیستم تبیین می گردد. در این مقاله با به خدمت درآوردن منطق فازی در جهت انعطاف بخشی کنترلر مدلغزشی، پاسخی بهینه جهت کنترل موقعیت دقیق و مقاوم موتور DC، حاصل گردیده است. در این پاسخ، بهبود زمان نشست و اورشوت کمتر در کنار افزایش پایداری سیستم مورد هدف بوده است.
    کلیدواژگان: موتور DC، کنترل مدلغزشی، کنترل فازی، کنترل موقعیت
  • ناصر بایی، محسن پارسا مقدم صفحه 215
    در این مقاله روش جدیدی برای استراتژی پیشنهاد قیمت در بازارهای نقطه ای برق ارائه شده است. یک روش بهینه سازی دوسطحی برای حداکثرسازی سود شرکت های غیرمشارکتی، با در نظر گرفتن تمام قیود شبکه به کار رفته است. در این روش نقاط تعادل بازار به عنوان تعادل نش محاسبه شده اند. به منظور در نظر گرفتن رفتار تمام شرکت های بازار و در نتیجه محیط رقابتی تر، هم تولیدکنندگان و هم مصرف کنندگان به عنوان بازیکنان بازار در نظر گرفته شده اند. برای اجتناب از رسیدن به نقاط ماکزیمم محلی در بهینه سازی از روش الگوریتم ژنتیک استفاده شده است. روش پیشنهادی برای سیستم 9 شینه با نتایج رضایت بخش به کار رفته است.
    کلیدواژگان: بازارهای غیر مشارکتی، نقطه تعادل نش، الگوریتم ژنتیک، پخش بار بهینه مستقیم (DCOPF)
  • ساناز مسچی، مسعود علی اکبر گلکار، احسان هاشم زاده صفحه 221
    فلیکر ولتاژ و هارمونیک ها مشکلات کیفیت توان هستند که توسط کوره های قوس الکتریکی به سیستم قدرت تحمیل می شوند. برای مطالعه دقیق کوره ها و پیداکردن راه حل مقابله با اثرات منفی آنها احتیاج به یک مدل مناسب از رفتار دینامیکی کوره ها داریم. در این مقاله ابتدا به بررسی مدل های مختلف کوره های قوس الکتریکی که به صورت جامع در اکثر مقالات آمده، پرداخته می شود. سپس با توسعه دینامیکی مدل ها و به دست آوردن مشخصه دینامیکی آنها فلیکر ناشی از مدل های مختلف، تحت شرایط یکسان شبیه سازی و با مقایسه و تحلیل نتایج، مدل مناسب و دقیق تر معرفی می شود. در انتها روش جدیدی برای مدل سازی فلیکر تولیدی کوره بر مبنای مدولاسیون طول قوس فعال در طی فرآیند ذوب پیشنهاد می گردد.
    کلیدواژگان: شبیه سازی، فلیکر، کوره قوس الکتریکی، هارمونیک
  • مهرناز مناجاتی، احسان الله کبیر، عبدالرضا نبوی صفحه 227
    گشتاورها در پردازش تصویر و برای بازشناسی الگو، بینایی ماشین و بسیاری از تکنیک های استخراج ویژگی های شیئ به کار می روند. به دلیل بار محاسباتی الگوریتم های محاسبه گشتاور، کاربرد آنها در حالت بی درنگ با مشکل مواجه است. این موضوع با افزایش مرتبه گشتاورها واضح تر می شود. در این مقاله دو ساختار جدید بر پایه آرایه تپنده، با استفاده از خاصیت های موازی سازی، خط لوله و متراکم کننده، برای محاسبه گشتاورهای تا مرتبه 14، 00M تا 77M، تصاویر خاکستری در حالت بی درنگ ارائه می شود. پیاده سازی ساختارها در تکنولوژی 18/0 میکرون CMOS انجام می شود.
    یک سلول ساختار اول قادر است گشتاور مرتبه (p+q) از یک تصویر 1024×1024 را با سرعت 125 فریم در ثانیه محاسبه کند. با اتصال 11 سلول به یکدیگر و استفاده از عملکرد موازی، ساختار فوق می تواند 49 گشتاور اول یک تصویر 1024×1024 را با سرعت fps 30 محاسبه کند. بیشینه فرکانس کار ساختار 1، MHz 133 و توان مصرفی ساختار متشکل از 5 سلول، mW 36/14 است.
    ساختار دوم با استفاده از سلول های ساختار اول پیشنهاد شده است که جمع کننده های سلول ها به بیرون از آنها انتقال داده شده اند. برای تسریع محاسبه مجموع خروجی های سلول ها، عملیات جمع با استفاده از متراکم کننده و یک جمع کننده انجام شده است. با استفاده از این روش، زمان نهفتگی نسبت به ساختار اول با استفاده از 9 سلول 3/3 برابر کمتر شد. بیشینه فرکانس کار این ساختار MHz 125 و توان مصرفی آن mW 34/58 است. کارآیی ساختار دوم از لحاظ فرکانس و توان مصرفی مشابه ساختار اول است و برای محاسبه گشتاورها در حالت بی درنگ مناسب است.
    کلیدواژگان: آرایه تپنده، پردازش بی درنگ، پردازش تصویر، ساختار خط لوله، گشتاور
  • مصطفی حیدری، احسان نادرنژاد، محمدرضا کرمی ملایی صفحه 235
    در این مقاله، روشی جدید برای غنی سازی سیگنال های صوتی ارائه شده است. در این روش که مبتنی بر روش تفریق طیفی موجک می باشند، از ضرایب پیش گویی خطی (LPC) برای تخمین و استخراج نویز استفاده شده است. سپس به مقایسه روش پیشنهادی با روش تفریق طیفی موجک پرداخته ایم و مشاهده شده است که روش پیشنهادی به میزان چشم گیری، نسبت سیگنال به نویز در سیگنال های صوتی آغشته به نویز را در مقایسه با روش تفریق طیفی موجک، بهبود بخشیده است. ضمن اینکه از نظر تست شنوایی نیز وضع به همین گونه بوده است.
    کلیدواژگان: آنالیز LPC، تبدیل موجک، تفریق طیفی، غنی سازی سیگنال صوتی، نویز
  • محمد بهرامی، عباسعلی لطفی نیستانک، بابک میرزاپور صفحه 241
    شبیه سازی تاثیر باران بر روی انتشار امواج در یک محیط نیازمند دانستن اطلاعات در مورد مشخصاتی همچون ضریب شکست، شکل و اندازه قطرات است. این پارامتر ها بر اساس اندازه گیری به دست می آیند، سپس بر این اساس می توان پارامترهای پراکندگی ناشی از یک ذره را حساب نمود و در نهایت نتایج را برای مجموعه ذرات تعمیم داد. در این مقاله با استفاده از نحوه توزیع قطرات باران و با استفاده از روش ممان پارامترهایی همچون تضعیف، تغییر پلاریزاسیون و شیفت فاز محاسبه شده است. نتایج شبیه سازی با توصیه های ITU در این رابطه مقایسه شده و نشان داده شده که توصیه های ITU که حالت عام دارند به طور تقریبی متوسطی از تضعیف را ارائه می دهند.
    کلیدواژگان: انتشار امواج، روش ممان، ریزش باران، پراکندگی امواج
  • رستم علی جهان دیده، حمید بهنام، نسرین احمدی نژاد صفحه 247
    اولتراسوند یک ابزار تشخیصی بسیار مهم برای تفکیک توده های بدخیم و خوش خیم سرطان سینه می باشد. تفسیرهایی که بر روی تصاویر اولتراسوند انجام می شود در برخی موارد دچار انحراف می شود و خطای انسانی نمود پیدا می کند. یک سیستم کمکی رایانه ای می تواند برای متخصص نظر ثانویه ای را ایجاد کند و در طبقه بندی توده ها به دو گروه خوش خیم و بدخیم موثر باشد. در تحقیقات گذشته توانایی تحلیل بافتی تصاویر سونوگرافی در طبقه بندی ضایعات نشان داده شده است. در تحلیل های صورت گرفته ویژگی های بافتی ناحیه دارای توده مد نظر بوده است در حالی که مفسران تصاویر اولتراسوند برای تشخیص نوع توده، نواحی اطراف توده را نیز مورد توجه ویژه قرار می دهند. با توجه به این مسئله در این مطالعه به بررسی ویژگی های موثر اطراف توده در تشخیص نوع توده پرداخته ایم. از این رو چهار ویژگی بافتی از سه ناحیه (ناحیه دارای توده، ناحیه پشت توده و ناحیه هم عمق و مجاور ناحیه پشت توده) به همراه ویژگی های ریخت شناسی توده مورد بررسی قرار گرفت. این ویژگی ها در شش حالت ترکیبی مورد بررسی قرار گرفتند و نتایج معناداری حاصل شد. برای طبقه بندی از ابزار شبکه عصبی نوع MLP استفاده شد. پایگاه داده ها با 36 تصویر شکل گرفت که نتایج تشخیص آنها توسط آزمایش های پاتولوژیک به صورت 18 تصویر خوش خیم و 18 تصویر بدخیم مورد تایید قرار گرفت.
    کلیدواژگان: سونوگرافی، طبقه بندی سرطان سینه، حذف اسپکل، ویژگی های ریخت شناسی و بافتی
  • تقدیر و تشکر
    صفحه 254
|
  • R. Hooshmand, M. Parastegari Page 191
    Precise and practical based economic dispatch is one of the most important problems in power systems. Thus, this paper proposes usage of particle swarm optimization (PSO) algorithm for solving economic dispatch problem. In this study real constraints of economic dispatch problem are considered. For this purpose, it has been considered that the fuel cost function is a non-smooth one. On the other hand, reduction of the pollutants that is emitted from fossil fuel power plants is one of the goals of the optimization problem, so that we fulfill economic and emission dispatch at the same time for solving practical and optimum economic dispatch problem with consideration of many constraints in the operating point and transmission losses, these constraints are included in the proposed method. Finally, simulation results of the proposed method for economic dispatch are compared with those of the other methods such as tabu search, genetic algorithm, and artificial neural network. The results clearly show that the proposed method gives global optimum and fast solution compared to the other methods.
  • M. Nayeripour, A. Yazdian Varjani, M. Mohamadian Page 199
    In this paper the model of UPFC is represented by a bilinear equation. Then with the second method of Lyapunov, the input of converter is derived such that the derivative of energy function is negative. The design of controller is carried out with two methods. In the first method, the controller is linearized at operating point. In the second method, the nonlinear method is used in the series converter and the PI controller is used in the shunt converter. Reduction of first swing peak after fault clearing is the main advantage of designed controller with respect of PI controller.
  • M. Hendijani, Zadeh, A. Yazdian Varjani, M. Mohamadian Page 208
    In spite of improvement of the AC drive systems still the DC drives are widely used in industry. One of the problems associated with control of DC motor which might cause unsuccessful attempts for designing a proper controller would be the time-varying nature of DC motors parameters and variables which might be changed while working with the motion systems. In these conditions, the control system will not response properly. One of the best suggested solutions to overcome this problem would be the use of sliding mode control (SMC). SMC is not sensitive to parameters changes and yet would have a fair response to the systems variations. However, SMC suffers from some deficiencies including inflexibility in controller parameters. A Better response can be achieved by SMC in compare with classical methods but it is not the most optimized response. The fair solution can be defined through faster fulfillment of target, less overshoot and more consistency of the system against the changes of the parameters. In this paper, a new fuzzy based method is presented to increase the SMC ability to reach a more convenient solution. Optimized response can be achieved in terms of shorter settling time, less overshoot, and more stability.
  • N. Baei, M. Parsa Moghaddam Page 215
    This paper, presents a new approach for bidding strategy in spot electricity markets. A two-level optimization method is used for profit maximization of non-cooperative firms, while taking into account overall system constrains. In this approach, the market equilibrium points are determined as Nash Equilibria. In order to capture the behavior of all market participants and therefore, a much more competitive environment both the suppliers and consumers are considered as the players of the market. To avoid local maxima solutions, Genetic Algorithm based optimization is incorporated. The proposed method has been applied to IEEE 9 bus system with satisfactory results.
  • S. Meschi, M. A. Golkar, E. Hashemzadeh Page 221
    Voltage flicker and harmonics are the power quality problems which are introduced to the power system as a result of behavior of the arc furnace operation.To analyze harmonic and flicker generated by an arc furnace, accurate arc furnace models are needed. In this paper, different arc furnace models with different level of complexity are reviewed.In the first part of this paper a new developed time domain static model based on a piece-wise linear approximation of the V-I characteristics of the arc furnace is presented.In the second part of the paper, dynamic model for an arc furnace using MATLAB (Simulink) is presented. In addition to this, the novelty of this simulation technique lies in the fact that the variation of power transmitted to the load by the arc furnace during the cycle of operation is considered, thus making the proposed model more accurate and dependent on the operating conditions of the load.Finally recommendations are made for the application of some of these models and the accuracy of the presented model to other models from the practical point of view by using MATLAB is shown.
  • M. Monajati, E. Kabir, A. Nabavi Page 227
    Moments are utilized in image processing for pattern recognition, machine vision and numerous feature extraction techniques. Due to computational complexity, it is difficult to use high order moments in real time processing. This paper presents the design of two new architectures for real time computation of moments, up to order 14, M00 to M77, in gray level images, based on parallel systolic arrays and pipelining technique, using a 0.18μm CMOS technology.Implementation of the moment processing element (MPE) of the first architecture illustrates a processing speed of 125 frames/s for 1024×1024 grey-level images. The maximum operating frequency and the power consumption for an architecture with 5 elements is 133 MHz and 14.36 mW, respectively. Since the design is very low power, the number of parallel MPE’s can be easily increased. Simulation shows that with 11 parallel MPE’s, the first 49 moments of 1024×1024 image are computed with the speed of 30 frames/sec.To further decrease the latency of the first architecture, the second architecture is proposed, in which the add operation is performed only with a single adder and a compressor. Simulation shows that the latency of the second architecture is 3.3 times lower than that of the first architecture. Implementation of the second architecture illustrates the maximum operating frequency and the power consumption of 125 MHz and 58.34 mW, respectively. Operating frequency and power consumption of the second architecture is approximately the same as that of the first architecture which befit real time applications.
  • M. Heydari, E. Nadernejad, M. R. Karami Page 235
    In this paper, we proposed a new method for speech enhancement. The method is based on wavelet spectral subtraction. We use linear predictive coding (LPC) for noise estimation and extraction. The proposed method was compared with the wavelet spectral subtraction method. The new method increased signal to noise ratio of the noise contaminated speech signal more than wavelet spectral subtraction method. Also, good results have been achieved in auditory test (Mean Opinion Score).
  • M. Bahrami, A. Lotfi Neyestanak, B. Mirzapour Page 241
    To simulate the effects of rain on the wave propagation, refractive index, size, and pattern of the rain drops should be characterized. By finding these parameters through the measurements, one is able to calculate scattering parameters from a particle and then extend it to a group of particles. In this study, attenuation, polarization changes, and phase shift are calculated by considering rainfall distribution and moment method. Based on the comparison of the simulation results and ITU recommendations, it is shown that ITU recommendations model is general and approximately presents average attenuation.
  • R. Jahandideh, H. Behnam, N. Ahmadinejad Page 247
    Ultrasonography is one of the most useful diagnostic tools for human soft tissue and is one of the methods that are in routine use for distinguishing benign and malignant breast tumors. But its diagnosis is operator dependent. In previous researches texture analysis for solid breast mass classification is used. In those works texture features of the tumor are used, but sonologists notice to the features of the surrounding area of the tumors for their diagnosis. In this research as well as the morphological features of the mass the features of the surrounding area of the mass are also considered. MLP neural network is used for classification. 36 breast sonography images are used that 18 of them proved to be benign and 18 of them proved to be malignant through biopsy. The features are used in different combinations and it is shown that using the texture features of behind the tumor area and the same depth near the tumor provide meaningful result and also compensate the different adjustments of the systems.