فهرست مطالب

روشهای هوشمند در صنعت برق - پیاپی 17 (بهار 1393)

فصلنامه روشهای هوشمند در صنعت برق
پیاپی 17 (بهار 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/03/05
  • تعداد عناوین: 8
|
  • محمد بهنام، حسین پورقاسم صفحات 3-14
    هدف از این تحقیق طراحی یک سیستم بازیابی تصاویر پزشکی مبتنی بر محتوا و ارائه روشی نوین برای کاهش شکاف معنایی موجود بین ویژگی های دیداری و مفاهیم مورد جستجوی کاربر می باشد. به طور کلی عملکرد سیستم های بازیابی تصویر تنها بر اساس ویژگی های دیداری کاهش می یابد چرا که این ویژگی ها اغلب در توصیف مفاهیم معنایی تصویر ناتوان اند. در این تحقیق این مشکل با ارائه راهکاری نوین در سطح بازخورد ربط و با استفاده از انتقال فضای ویژگی های تصاویر مرتبط و غیر مرتبط به فضایی جدیدتر، با ابعاد کمتر و دارای همپوشانی کمتر مرتفع می گردد. برای این منظور با استفاده از تکنیک های آنالیز مولفه های اصلی(PCA) و آنالیز تفکیک کننده خطی (LDA) فضای ویژگی ها را تغییر داده و سپس با بهره گیری از ماشین بردار پشتیبان (SVM) به طبقه بندی تصاویر مرتبط و غیرمرتبط می پردازیم. الگوریتم ارائه شده بر روی پایگاه داده ای شامل 10000 تصویر اشعه X پزشکی از 57 کلاس معنایی ارزیابی شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که الگوریتم ارائه شده به طور قابل توجهی دقت سیستم بازیابی را بهبود می بخشد.
    کلیدواژگان: بازیابی تصاویر بر اساس محتوا، شکاف معنایی، بازخورد ربط، آنالیز مولفه های اصلی، آنالیز تفکیک کننده خطی، ماشین بردار پشتیبان
  • مهرداد جعفربلند، عبدالامیر نکوبین صفحات 15-20
    هدف این مقاله طراحی موتور جریان مستقیم بدون جاروبک مغناطیس دایم دو فاز و بررسی اثر ساختار شیارها بر روی عملکرد موتور برای تعیین بهترین ساختار می باشد. در ابتدا با استفاده از نرم افزار کامپیوتری RMxprt موتور جریان مستقیم بدون جاروبک با شیارهای متفاوت طراحی شده و نتایج هرکدام از طراحی ها در حالت بار کامل ارایه شده است، سپس برای مقایسه روش عددی و روش تحلیلی در شبیه سازی، موتور جریان مستقیم بدون جاروبک در شرایط متفاوت با استفاده از نرم افزار Maxwell3D طراحی و به روش اجزای محدود مورد تحلیل الکترومغناطیسی قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که با تغییر ساختار شیارهای استاتور راندمان و عملکرد موتور تغییر قابل توجهی یافته است. بنابراین با انتخاب صحیح ساختار شیارهای استاتور می توان به عملکرد مطلوب موتور دست یافت.
    کلیدواژگان: موتور بدون جاروبک، روش اجزای محدود، ساختار شیارها
  • سجاد دهقانی، ناصر پرهیزگار صفحات 21-30
    عملکرد الگوریتم های شکل دهی پرتو در شرایط عدم قطعیت در بردار هدایت و یا در ماتریس کوواریانس داده، به شدت خراب می شوند. در این مقاله یک روش جدید برای مقاوم سازی الگوریتم شکل دهی پرتو وفقی حداقل واریانس ارائه می شود که هم نسبت به عدم قطعیت در بردار هدایت و هم نسبت به عدم قطعیت در ماتریس کوواریانس داده مقاوم می باشد. این روش شامل حداقل سازی یک مساله بهینه سازی با تابع هزینه مرتبه دوم و قید غیر محدب است. در این مقاله نشان داده خواهد شد که مساله بهینه سازی غیر محدب به یک مساله محدب تبدیل شده و بردار وزن شکل دهنده پرتو مقاوم سازی شده به دست می آید.
    کلیدواژگان: مقاوم سازی، عدم قطعیت، شکل دهنده پرتو حداقل واریانس با پاسخ بدون اعوجاج، Convex Optimization
  • ستاره رضاخانی، مهدی علیاری شوره دلی، اعظم قاسمی صفحات 31-40
    در این مقاله، مشکل جبران حرکات قلب در سه راستا با استفاده از طراحی کنترل کننده ی موازی نیرو و موقعیت حل می گردد. کنترل کننده موقعیت با استفاده از روش تطبیقی-موجک جهت جبران حرکات سه بعدی بافت و مواجهه با نامعینی های ساختاری در معادلات ربات، طراحی می گردد و کنترل نیرو نیز به صورت ضمنی1، انجام می شود. مدل برهم کنش بافت قلب و ابزار نهائی ربات، به صورت ارتجاعی- چسبندگی در نظر گرفته شده است. در اثبات پایداری کنترل کننده، از قانون لیاپانف و لم باربالت استفاده می شود. بدین منظور یک تابع لیاپانف مثبت معین در نظر گرفته شده و در اثبات پایداری استفاده شده است. شبیه سازی ها بر روی ربات D2M2 صورت گرفته و نشان دهنده کارایی کنترل کننده می باشد. تست مقاوم بودن عملکرد نیز در مواجه با بافت های مختلف انجام و نتایج ارائه گردیده است.
    کلیدواژگان: کنترل موقعیت، نیرو، کنترل عصبی، تطبیقی، مدل ارتجاعی، چسبندگی
  • پگاه سقا*، بهادر فانی صفحات 41-48
    ابتدا به مدل کوره قوس الکتریکی پرداخته می شود. مدل به کار رفته در این مقاله یک مدل دینامیکی نمایش داده شده با یک معادله دیفرانسیل است. سپس، این مدل در کنار مدل سیستم قدرت که به صورت مدار معادل تونن در نظر گرفته شده قرار داده می شود و نقاط کار سیستم دینامیکی کل استخراج می گردد. با خطی سازی سیستم حول نقاط کار، ماتریس ژاکوبین سیستم استخراج گردیده و نوع پایداری نقاط تعادل مشخص می گردد. در ادامه معادله محدود شده به منیفلد مرکزی برای سیستم مورد نظر به دست خواهد آمد و از روی آن به بررسی اتفاقات ممکن در سیستم فوق در مقدار بحرانی پارامتر انشعاب پرداخته می گردد. در پایان نتایج تحلیلی را با نتایج شبیه سازی که به کمک نرم افزار Auto به دست آمده، مقایسه می گردد و در انتها به این نتیجه خواهیم رسید که با استفاده از روش تحلیلی تنها یک نوع از انشعابات این سیستم قدرت مشخص می گردد ولی با استفاده از نرم افزار Auto همه انشعابات موجود در سیستم قدرت فوق مشخص می شود.
    کلیدواژگان: کوره قوس الکتریکی، انشعاب، نرم افزار Auto
  • اشکان قنبری، مهران نیکو صفحات 49-58
    در این تحقیق، ساختاری جدید از فیبرهای فوتونیک کریستال پیشنهاد خواهد شد، که در آنها به جای استفاده از حفره های هوا در ناحیه پوسته فیبر، از میله های سیلیکای تغلیط شده با فلورین 2% به منظور کاهش مشکلات مرتبط با تغییر شکل حفره های هوا در فرآیند ساخت فیبرهای فوتونیک کریستال استفاده خواهد شد. همچنین در ادامه، تعدادی از خواص انتشاری فیبر فوتونیک کریستال پیشنهاد شده با یک فیبر فوتونیک کریستال معمولی سیلیکا همانند فرکانس نرمالیزه، ضریب شکست موثر، پاشندگی کل و پاشندگی های مراتب بالاتر(2 و 3) مورد تجزیه و تحلیل و مقایسه قرار خواهند گرفت. نهایتا مشخص خواهد شد که ساختار جدید فیبر فوتونیک کریستال از لحاظ استفاده در فرآیند ساخت بسیار ساده تر از فیبر فوتونیک کریستال سیلیکای معمولی می باشند و از لحاظ انتشار سالیتونهای فمتوثانیه در شرایط مناسبی قرار ندارد. همچنین نشان داده خواهد شد، شرایط فیبر کریستال نوری سیلیکا جهت انتشار سالیتونهای فمتوثانیه به مراتب ایده آل تر نسبت به ساختار جدید است.
    کلیدواژگان: سیلیکا، فلورین، فیبر فوتونیک کریستال، فمتوثانیه
  • سید علی مصباحی فرد، بنیامین حق نیاز جهرمی، پویا حاجبی، سید محمدتقی المدرسی صفحات 59-67
    سامانه های کنترل از طریق شبکه شامل آن دسته از سامانه های کنترلی می باشد که در آن ها ارتباط میان کنترل گر و دستگاه از طریق شبکه های مخابراتی برقرار است. اولین و بزرگترین چالش در سامانه های کنترل از طریق شبکه، مساله تاخیر زمانی می باشد که افزایش مقدار آن، به شدت عملکرد سامانه کنترلی را تحت تاثیر قرار می دهد. از جمله مسائل مهم دیگر در سامانه های کنترل از طریق شبکه مسائل امنیتی است، زیرا امکان دسترسی افراد مختلف به شبکه مخابراتی بخصوص اینترنت، زمینه حملات خطرناکی مانند حمله تقلب را به این سامانه ها فراهم می آورد. از این رو ارائه روش هایی که بتواند مقدار تاخیر زمانی را کاهش داده و امنیت سامانه را افزایش دهد، همواره در این زمینه مورد توجه بوده است. آنچه در این مقاله ارائه می شود یک روش رمزنگاری متقارن و متناسب با حجم کم داده برعلیه حملات تقلب است که ضمن برآورده کردن توام یکپارچگی و محرمانگی داده، تاخیر زمانی کمتری را نسبت به سایر روش های رمزنگاری دارد و می تواند در مقابل حملات تقلب، عملکرد سامانه کنترلی را بهبود بخشد.
    کلیدواژگان: امنیت، تاخیر زمانی، حمله تقلب، رمزنگاری، سامانه های کنترل از طریق شبکه
  • حامد بنی زمان صفحات 68-83
    تخصیص توام بیت، انتخاب رله و تخصیص زیر کانال برای دستیابی به مزایای کامل شبکه های رله ای مشارکتی مبتنی بر OFDM ضروری می باشد. در این مقاله ابتدا این مساله در یک شبکه مشارکتی OFDM مطالعه می شود. این شبکه شامل چندین زوج گره مبدا مقصد و چندین گره رله با روش کدگشایی و ارسال مجدد (DF) می باشد. هدف، کمینه سازی توان ارسالی کل تحت شرایط نرخ خطای بیت (BER) و نرخ داده می باشد. با این حال، راه حل بهینه مساله بهینه سازی بسیار پیچیده است و ممکن است غیرمنصفانه باشد. سپس با فرض آگاهی از بهره های لحظه ای کانال برای تمامی لینک ها در تمام شبکه، یک الگوریتم بازگشتی سه مرحله ای برای تخصیص منصفانه منابع با پیچیدگی کم پیشنهاد شده است. در این الگوریتم، ابتدا کاربر برتر بر اساس معیار انصاف انتخاب می شود؛ سپس رله و زیرکانال تحت شرایط مفروض به کاربر برتر اختصاص داده می شود. در پایان، بیت و توان براساس الگوریتم water-filling به زیرکانال های کاربر برتر تخصیص می یابد. علاوه بر این، برای تضمین انصاف میان کاربران، معیارهای مختلفی با هدف تحقق معاوضه موثر میان طول عمر کاربران و احتمال خاموشی آنها پیشنهاد شده است. مطالعات عددی به منظور ارزیابی کارایی الگوریتم پیشنهادی در دو سناریوی عملی انجام گردیده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که الگوریتم تخصیص منابع پیشنهادی، به یک معاوضه موثر میان کارآیی شبکه و انصاف میان کاربران دست می یابد.
    کلیدواژگان: تخصیص پویای منابع، تسهیم چندگانه فرکانسی متعامد چندکاربری، شبکه رله ای مشارکتی، انصاف، کیفیت خدمات
|
  • Mohammad Behnam, Hossein Pourghasem Pages 3-14
    The purpose of this study is to design a content-based medical image retrieval system and provide a new method to reduce semantic gap between visual features and semantic concepts. Generally performance of the retrieval systems based on only visual contents decrease because these features often fail to describe the high level semantic concepts in user’s mind. In this paper this problem is solved using a new approach based on projection of relevant and irrelevant images in to a new space with low dimensionality and less overlapping in relevance feedback level. For this purpose، first we change the feature space using Principal Component Analysis (PCA) and Linear Discriminant Analysis (LDA) techniques and then classify the feedback images applying Support Vector Machine (SVM) classifier. The proposed framework has been evaluated on a database consisting of 10،000 medical X-ray images of 57 semantic classes. The obtained results show that the proposed approach significantly improves the accuracy of retrieval system.
    Keywords: Content, based image retrieval, semantic gap, relevance feedback, principal component analysis, linear discriminant analysis, support vector machine
  • Mehrdad Jafarboland, Abdolamir Nekoobin Pages 15-20
    Designing a two-phase brushless direct current motor (BLDC) and analyzing effects of stator slots structure on the motor operation are main objectives of this paper. At first BLDC motor with three different structures for stator slots is designed by using RMxprt software and efficiency of BLDC motor for different structures in full-load condition has been presented، then the BLDC motor in different conditions by using Maxwell 3D software is designed and with finite element method is analyzed electromagnetically. The results of simulations show that by varying stator slots structure efficieny and operation of motor have changed significantly therefore with correct choosing of stator slots structure intersted operation can be found.
    Keywords: Stator slots, simulation, BLDC motor
  • Sajad Dehghani, Naser Parhizgar Pages 21-30
    Adaptive beamforming methods are known to degrade in the presence of steering vector and covariance matrix uncertinity. In this paper، a new approach is presented to robust adaptive minimum variance distortionless response beamforming make robust against both uncertainties in steering vector and covariance matrix. This method minimize a optimization problem that contains a quadratic objective function and a quadratic constraint. The optimization problem is nonconvex but is converted to a convex optimization problem in this paper. It is solved by the interior-point method and optimum weight vector to robust beamforming is achieved.
    Keywords: Robustness, Uncertainty, Minimum Variance Distortionless Response Beamforming, Convex Optimization
  • Setareh Rezakhani, Mehdi Aliyari Shoorehdeli, Azam Ghasemi Pages 31-40
    In this paper، the problem of 3D heart motion in beating heart surgery is resolved by proposing a parallel force-motion controller. Motion controller is designed based on neuro-adaptive approach to compensate 3D heart motion and deal with uncertainity in dynamic parameters، while an implicit force control is implemented by considering a viscoelastic tissue model. Stability analysis is proved through Lypanov’s stability theory and Barballet’s lemma. Simulation results، for D2M2 robot، which is done in nominal case and viscoelastic parameter mismatches demonstrate the robust performance of the controller.
    Keywords: Motion compensation, neuro, adaptive controller, force control, viscoelastic tissue model
  • Pegah Sagha*, Bahador Fani Pages 41-48
    This paper first discusses about Electric arc. the model used in this paper is a dynamic model shown with a differential equation. Then، this model is placed with power system model which is considered as a thevenin equivalent model،and whole dynamical system is derived. With linearization around the work places، Jacobian Matrix of the system was extracted and the stability of equilibrium points specificed. Infollow، restricted equation to the central manifold for system intended is achieved and using that، possible events in the system the critical values of the bifurcation parameter is investigated. At the end، the analytical result is compared with the simulation results obtained with the help of Auto software. Finally، we will conclude that، using one type of the analytical method، one split of power system is characterized، but with using Auto software، all bifurcation are identified in the power system.
    Keywords: Arc furnace, bifurcation, auto software
  • Ashkan Ghanbari, Mehran Nikoo Pages 49-58
    In this research، a new structure of photonic crystal fibers (PCFs) will be proposed،in which instead of using the aire- holes in the cladding region، the flourine (2%) doped solid silica rods in order to reduce the problems associated with deformities of air-holes in the cladding region will be used. Also، in the following، a few of the propagation charactristics of the proposed Photonic Crystal Fiber with a conventional silica Photonic Crystal Fiber such as، Normalized frequency،effective refractive index،total dispersion and higher order dispersions (Group velocity dispersion and Third Order Dispersion) will be analyzed and compared. Finally it will be observed that، the proposed PCF structure is much simpler than the conventional one in the fabrication process. But they are not suitable for femtosecond solitons propagation. Also، it will be shown that، the situation of the conventional Photonic Crystal Fiber is much better than the proposed structure in the femtosecond optical solitons propagation.
    Keywords: Silica, flourine, photonic crystal fiber, femtosecond
  • Seyed Ali Mesbahifard, Benyamin Hagh Niaz Jahrimi, Pooya Hajebi, Seyed Mohammad Taghi Almadrasi Pages 59-67
    Networked control systems are control systems which controllers and plants are connected via telecommunication network. One of the most important challenges in networked control systems is the problem of network time delay. Increasing of time delay may affect on control system performance extremely. Other important issue in networked control systems is the security problems. Since it is possible that unknown people access to network especially Internet، the probability of terrible attacks such as deception attacks is greater، therefore presentation of methods which could decrease time delay and increase system immunity are desired. In this paper a symmetric encryption with low data volume against deception attacks is proposed. This method has high security and low time delay rather than the other encryption algorithms and could improve the control system performance against deception attacks.
    Keywords: Deception attack, encryption, networked control systems, security, time delay
  • Hamed Banizaman Pages 68-83
    Joint bit allocation، relay selection and subcarrier assignment are critical for achieving full benefits of OFDM-based cooperative relay networks. In this paper، first such a problem is studied in a dual hop OFDMA cooperative network consisting in multi source nodes، multiple decode-and-forward (DF) relays and a single destination node. The aim is to minimize overall transmission power under the bit-error-rate (BER) and data rate constraints. However، the optimal solution to the optimization problem is computationally complex to obtain and may be unfair. Assuming knowledge of the instantaneous channel gains for all links in the entire network، an iterative three-step resource allocation algorithm with low complexity is proposed. It performs the privileged user selection based on fairness criterion first، and then allocates subcarrier-relay with the given constraints. Finally، power and bit are assigned to the selected subcarriers based on the water-filling algorithm. In order to guarantee the fairness of users، several fairness criteria are also proposed to provide attractive trade-offs between network performance (i. e. overall transmission power، average network lifetime and average outage probability) and fairness to all users. Numerical studies are conducted to evaluate the performance of the proposed algorithm in two practical scenarios. Simulation results show that the proposed allocation algorithm achieves an efficient trade-off between network performance and fairness among users.
    Keywords: Dynamic resource allocation, multi, user orthogonal frequency division multiplexing, cooperative relaying, fairness, quality of service