پیش بینی
در نشریات گروه برق-
نشریه تحقیقات کاربردی در برق و کامپیوتر و سیستم های انرژی، سال دوم شماره 2 (پیاپی 6، تابستان 1403)، صص 21 -39
در دنیای امروزی، سرطان سینه یکی از دلایل مرگ ومیر و از وحشتناک ترین بیماری ها شناخته شده است، که یکی از علل بالقوه مرگ در زنان است. بااینکه یکی از قابل درمان ترین بیماری ها محسوب می شود اما مهم این است که با تشخیص به هنگام آن میتوان میزان مرگ ومیر در طولانی مدت را کاهش داد. به عنوان راه حلی برای پیشبینی و درمان این بیماری، سیستم تشخیص خودکار بیماری در تشخیص و تجزیه وتحلیل به حوزه پزشکی کمک شایانی می کند که پاسخ سریع، قابلیت اطمینان، اثربخشی و همچنین کاهش خطر مرگ را ارائه می دهد. لذا در این مقاله از الگوریتم حافظه کوتاه مدت طولانی (LSTM) که یک الگوریتم یادگیری است استفاده شد، چراکه منجر به مدلهایی پایدارتر و با دقت بیشتر می شود. نتایج شبیه سازی و مقایسه با دیگر مقالات نشان داد که استفاده از این الگوریتم موجب بهبود دقت و حساسیت در تشخیص سرطان سینه شده و توانستیم با کمک الگوریتم LSTM به تشخیص اینکه آیا منطقه مشکوک ناژول است یا خیر برسیم. ارزیابی ها نشان می دهد که حساسیت روش پیشنهادی به خصوص در برخورد با ناژول های کوچک بسیار مطلوب است. نرخ خطای مثبت برآورد شده برای روش پیشنهادی 16.67% است که نسبت به کارهای دیگر کمتر است
کلید واژگان: سرطان سینه، الگوریتم LSTM، یادگیری ماشین، تشخیص، پیش بینی، دقتJournal of Applied Research in Electrical, Computer and Energy Systems, Volume:2 Issue: 2, 2024, PP 21 -39In today's world, breast cancer is one of the leading causes of death and one of the most dreaded diseases known, which is one of the potential causes of death in women. Although it is considered one of the most treatable diseases, it is important that with its timely diagnosis, the death rate can be reduced in the long term. As a solution for the prediction and treatment of this disease, the automatic disease diagnosis system in diagnosis and analysis is a great help to the medical field, which provides a quick response, reliability, effectiveness, and also reduces the risk of death. Therefore, in this article, the long short-term memory (LSTM) algorithm, which is a learning algorithm, was used, because it leads to more stable and more accurate models. The simulation results and comparison with other articles showed that the use of this algorithm has improved the accuracy and sensitivity in breast cancer diagnosis and we were able to determine whether the suspicious area is rough or not with the help of the LSTM algorithm. The evaluations show that the sensitivity of the proposed method is very favorable, especially in dealing with small nodules. The estimated positive error rate for the proposed method is 16.67%, which is less than other works.
Keywords: Breast Cancer, LSTM Algorithm, Machine Learning, Diagnosis, Prediction, Accuracy -
بیماری کووید-19، یک بیماری تنفسی است که در اثر سندرم تنفسی حاد کرونا ویروس-2 ایجاد می شود. پیش بینی تعداد موارد جدید و مرگ و میر می تواند گام مفیدی در پیش بینی هزینه ها و امکانات مورد نیاز در آینده باشد. هدف از مطالعه حاضر، مدلسازی و پیش بینی موارد جدید و مرگ ومیر در آینده است. 9 تکنیک پیش بینی بر روی داده های کووید-19 استان یزد به عنوان یک مطالعه موردی تحت آزمایش قرار گرفت و با استفاده از معیارهای ارزیابی میانگین مربعات خطا (MSE)، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین قدر مطلق خطا (MAE) و میانگین درصد قدرمطلق خطا (MAPE) مدل ها باهم مقایسه شدند نتایج تحلیل نشان داد، بهترین مدل با توجه به معیارهای ارزیابی مذکور برای پیش بینی موارد تجمعی بستری کووید-19 مدل رگرسیون KNN و برای موارد تجمعی فوت مدل BATS می باشد. همچنین از نظر معیارهای ارزیابی، بدترین عملکرد در پیش بینی تجمعی موارد بستری و فوت، مدل شبکه های عصبی اتورگرسیو دارد. این مطالعه می تواند درک مناسبی از روند شیوع بیماری کووید-19 در این منطقه ارائه کند تا با اتخاذ اقدامات احتیاطی و تدوین سیاست های مناسب بتوان به نحو احسن از این همه گیری عبور کرد. همچنین برخلاف مطالعات دیگر، در مطالعه حاضر، از 9 تکنیک متفاوت و مقایسه آن ها، استفاده می شود که به نوبه خود، جامعیت بررسی و اطمینان از کارائی رویکرد به کار گرفته شده در تصمیم گیری را بالا می برد.
کلید واژگان: کووید-19، سری زمانی، پیش بینی، مدلسازی آماریCoronavirus disease 2019 or Covid-19, which is also called acute respiratory disease NCAV-2019 or commonly called corona, is a respiratory disease caused by acute respiratory syndrome coronavirus-2. Forecasting the number of new cases and deaths during todays can be a useful step in predicting the costs and facilities needed in the future. This study aims to model and predict new cases and deaths efficiently in the future. Nine popular forecasting techniques are tested on the data of Covid-19 in Yazd city as a case study. Using the evaluation criteria of mean square error (MSE), root mean square error (RMSE), mean absolute error (MAE), and the mean absolute percentage of error (MAPE) of the models are compared. According to the selected evaluation criteria, the results of the comprehensive analysis emphasize that the most efficient models are the ARIMA model for predicting the cumulative cases of hospitalization of Covid-19 and the Theta model for the cumulative cases of death. Also, the autoregressive neural network model has the worst performance among other models for both hospitalization and death cases.
Keywords: COVID-19, time series, Forecasting, Statistical modeling -
Journal of Operation and Automation in Power Engineering، سال دوازدهم شماره 3 (Autumn 2024)، صص 261 -268در این مقاله، منابع انرژی تجدیدپذیر (RES) در شبکه برق گنجانده شده است. یک سیستم اتوبوس آندرا پرادش 14 بلادرنگ در نظر گرفته شده است که در آن مکان های بادخیز و آفتابی برای این مطالعه شناسایی شده است. الگوریتم جدیدی به نام Persistence - Extreme Learning Machine (P-ELM) پیشنهاد شده است. روش پیشنهادی برای پیش بینی سرعت باد و تابش خورشیدی در مناطق انتخاب شده در افق های دوره زمانی کوتاه مدت و بلندمدت استفاده می شود. مشکل جریان بار به صورت 12 مجزا با نفوذ نیروی باد و خورشید به سیستم حل می شود. یافته های تحقیق از نظر تغییرات ولتاژ و تلفات توان اکتیو مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده مشاهده شد که با ادغام باد و خورشید، تغییرات ولتاژ در هر دو بازه زمانی کوتاه مدت و بلندمدت بیشتر است، اما تلفات توان فعال کمتر از سایر موارد است.کلید واژگان: پیش بینی، الگوریتم ماشین یادگیری مداوم-افراطی، راه حل جریان نیرو، منابع انرژی تجدیدپذیر، نفوذ تجدیدپذیرJournal of Operation and Automation in Power Engineering, Volume:12 Issue: 3, Autumn 2024, PP 261 -268In this paper, Renewable energy sources (RES) are incorporated into the electricity grid. A real-time Andhra Pradesh 14 bus system is considered in which, windy and sunny locations are identified for this study. A new algorithm called Persistence - Extreme Learning Machine (P-ELM) is suggested. The suggested methodology is used to predict wind speed and solar insolation in the selected regions across the short-term and long-term time period horizons. The load flow problem is handled in 12 distinct by penetrating the wind and solar power into the system. The research findings are examined in terms of voltage variation and active power loss. The results obtained observed as, with wind and solar integration, the voltage variation is higher in both the short and long-term time frames, but the active power losses are lower than in the other cases.Keywords: Forecasting, Persistent-extreme learning machine algorithm, Power flow solution, renewable energy sources, Renewable penetration
-
Journal of Operation and Automation in Power Engineering، سال دوازدهم شماره 3 (Autumn 2024)، صص 224 -232ترانسفورماتورها یکی از مهم ترین بخش های شبکه های انتقال و توزیع برق هستند و عملکرد آنها مستقیما بر قابلیت اطمینان و پایداری شبکه تاثیر می گذارد. تعمیر و نگهداری و تعویض ترانسفورماتورهای معیوب می تواند زمان بر و پرهزینه باشد و بر این اساس باید راه حلی برای جلوگیری از آن ارایه شود. این امر منجر به مطالعاتی در زمینه مدیریت طول عمر ترانسفورماتور شد. در نتیجه، تخمین طول عمر باقیمانده ترانسفورماتور بخش مهمی برای راه حل مذکور است. بنابراین، این مقاله قصد دارد با استفاده از یک الگوریتم جدید برای تخمین طول عمر یک ترانسفورماتور با ترکیب روش های انتخاب و تکنیک های مبتنی بر هوش مصنوعی (AI) به این موضوع بپردازد. هدف اصلی این روش کاهش خطای تخمین و زمان تخمین به طور همزمان است. رویکرد پیشنهادی ترانسفورماتورها را بر اساس شرایط محیطی، کیفیت توان، کیفیت روغن و تجزیه و تحلیل گاز محلول (DGA) ارزیابی می کند. در نظر گرفتن عوامل اضافی بر معایب روش های سنتی غلبه می کند و نتیجه دقیقی به دست می دهد. در این راستا، داده های جمع آوری شده از ترانسفورماتور قدرت ایران و عراق و همچنین مناطق با شرایط مختلف در الگوریتم مورد مطالعه استفاده شده است. چندین ترکیب از الگوریتم ها برای انتخاب بهترین مورد بررسی قرار می گیرند. تجزیه و تحلیل اجزای اصلی (PCA) در مرحله بعدی برای وزن کردن پارامترهای مختلف به منظور بهبود دقت و کاهش زمان اجرا استفاده می شود. نتایج نشان می دهد که شبکه عصبی بیزی بهترین عملکرد را در پیش بینی طول عمر باقیمانده ترانسفورماتور با دقت حدود 98.4 درصد ارایه می دهد.کلید واژگان: ترانسفورماتور، فراگیری ماشین، پیش بینیJournal of Operation and Automation in Power Engineering, Volume:12 Issue: 3, Autumn 2024, PP 224 -232Transformers are one of the most important parts of the electric transmission and distribution networks, and their performance directly affects the reliability and stability of the grid. Maintenance and replacing the faulted transformers could be time-consuming and costly and accordingly, a solution should be proposed to prevent it. This led to studies in the field of transformer lifetime management. As a result, estimating the remaining lifetime of the transformer is a crucial part for the mentioned solution. Therefore, this paper aims to tackle this issue through employing a new algorithm to estimate the lifetime of a transformer by combining selection methods and Artificial Intelligence (AI)-based techniques. The main goal of this method is to reduce the estimation error and estimation time simultaneously. The proposed approach assesses transformers based on environmental conditions, power quality, oil quality, and dissolved gas analysis (DGA). Consideration of additional factors overcomes the disadvantage of traditional methods and gives a meticulous result. In this respect, the collected data from the power transformer of Iran and Iraq as well as regions with different conditions are employed in the studied algorithm. Several combinations of algorithms are investigated to choose the best one. Principal Component Analysis (PCA) is employed in the next step for weighing the various parameters to improve the accuracy and decrease execution time. Results show that the Bayesian neural network provides the best performance in the predicting remaining lifetime of the transformer with an accuracy about 98.4%.Keywords: Machine Learning, Predicting, Transformer
-
هدف از این مقاله پیش بینی زنده ماندن و یا مرگ افراد مبتلا به خون ریزی مغزی در طی سی روز بر اساس میزان خون ریزی مغزی است. تشخیص و درمان به موقع و صحیح خون ریزی مغزی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است، چنانچه در مدت این سی روز فوت بیمار پیش بینی شود، پزشک معالج باید مراقبت های ویژه و درمان قوی تری برای بیمار استفاده کند. خون ریزی های مغزی نیاز به درمان فوری و تشخیص سریع و دقیق دارند. در این مقاله با استفاده از حجم خون ریزی مغزی و سن بیمار و با استفاده از شبکه عصبی ماشین بردار پشتیبان (SVM) پیش بینی شده است که چند درصد از افراد مبتلا به خون ریزی مغزی زنده می مانند و چند درصد فوت می کنند. پارامتر های حجم خون ریزی مغزی و سن بیماران، ورودی شبکه عصبی در نظر گرفته شده است. خروجی شبکه، زنده ماندن و یا مرگ بیماران مبتلا به خون ریزی مغزی طی سی روز آینده است. داده هایی که استفاده شده شامل سن و حجم خون ریزی 66 بیمار مبتلا به خونریزی لوبار، 76 بیمار مبتلا به خون ریزی عمیق، 9 بیمار مبتلا به خون ریزی پونتین و 11 بیمار مبتلا به خون ریزی مخچه ای است. تمام مدل های خون ریزی به عنوان ورودی شبکه عصبی ماشین بردار پشتیبان در نظر گرفته شده است. دقت کلی شبکه عصبی ماشین بردار پشتیبان طراحی شده 93 درصد است. مستقل از نوع خون ریزی مغزی، زنده ماندن و یا مرگ افراد مبتلا به خون ریزی مغزی در طی سی روز پیش بینی شده است.
کلید واژگان: آسیب های مغزی، پیش بینی، سی تی اسکن، شبکه عصبی، ماشین بردار پشتیبانThe purpose of this paper's prediction of survival or death within 30 days is based on a cerebral hemorrhage. Timely and correct diagnosis and treatment of cerebral hemorrhage are essential. If the patient's death is predicted during these thirty days, the treating physician should use intensive care and more treatment for the patient. Cerebral hemorrhages require immediate treatment and rapid and accurate diagnosis. In this article, using the volume of cerebral hemorrhage and the patient's age and using the neural network of support vector machine (SVM), it is predicted what percentage of people with cerebral hemorrhage survive and what percentage die. Parameters of cerebral hemorrhage volume and, age of patients, neural network input are considered. The network's output is the survival or death of patients with cerebral hemorrhage over the next thirty days. The data we used included the bleeding volume and age of 66 patients with lobar hemorrhage, 76 patients with deep bleeding, nine patients with Pontine hemorrhage and 11 patients with cerebellar hemorrhage. All bleeding models are considered as input to the support vector machine neural network. The overall accuracy of the designed support vector machine neural network is 93%. Regardless of the type of cerebral hemorrhage, the survival or death of people with cerebral hemorrhage within 30 days is predicted.
Keywords: brain injuries, CT scan, neural network, prediction, support vector machine -
سرطان سینه یکی از بیماری های کشنده در بین زنان است و سالانه میلیون ها نفر در سراسر جهان بر اثر این بیماری جان خود را از دست می دهند. سرطان سینه اگر در مراحل اولیه تشخیص داده شود، شانس زنده بودن بیماران را افزایش خواهد داد. یکی از روش های تشخیص بیماری سرطان سینه، استفاده از روش های کشف دانش مانند یادگیری ماشین است. روش های یادگیری ماشین می توانند با تجزیه و تحلیل اطلاعات بیماران و پرونده آنها، الگوی بیماری سرطان سینه را کشف نمایند. مزیت مهم استفاده از روش های یادگیری ماشین برای تشخیص سرطان سینه، کاهش هزینه های تشخیص و کمک به تشخیص دقیق تر توسط پزشکان متخصص است. یکی از روش های تشخیص بیماری سرطان سینه استفاده از ماشین بردار پشتیبان است. ماشین بردار پشتیبان یک روش برای طبقه بندی نمونه ها با هدف کاهش ریسک عملیاتی در طبقه بندی است. یکی از چالش های مهم ماشین بردار پشتیبان، خطای خروجی مدل به دلیل عدم انتخاب بهینه پارامترهای یادگیری است. در روش پیشنهادی برای کاهش دادن خطای طبقه بندی افراد بدخیم و خوش خیم، از الگوریتم بهینه سازی شاهین استفاده شده است. نقش الگوریتم شاهین در روش پیشنهادی بهینه سازی پارامترهای ماشین بردار پشتیبان برای کاهش دادن خطای تشخیص بیماران بدخیم است. ارزیابی ها در محیط برنامه نویسی متلب و روی مجموعه داده ویسکانسین انجام شده است. ارزیابی ها نشان می دهد روش پیشنهادی در تشخیص سرطان سینه دارای دقتی برابر 99.31% است و از روش های نظیر الگوریتم بهینه-سازی وال در تشخیص سرطان سینه دقیق تر است.
کلید واژگان: سرطان سینه، یادگیری ماشین، ماشین بردار پشتیبان، الگوریتم بهینه سازی شاهین هریس، بهینه سازی، پیش بینیJournal of New Achievements in Electrical, Computer and Technology, Volume:2 Issue: 5, 2023, PP 40 -62Breast cancer is one of the deadly diseases among women and every year millions of people around the world die due to this disease.If breast cancer is detected in the early stages,the chances of survival will increase.One of the methods of breast cancer diagnosis is the use of knowledge discovery methods such as machine learning. Machine learning methods can discover the pattern of breast cancer by analyzing the information of patients and their records.The important advantage of using machine learning methods to diagnose breast cancer is to reduce diagnosis costs and help more accurate diagnosis by specialist doctors. One of the methods of breast cancer diagnosis is the use of a support vector machine. Support vector machine is a method for classifying samples with the aim of reducing operational risk in classification.One of the important challenges of the support vector machine is the output error of the model due to the lack of optimal selection of the learning parameters.In the proposed method to reduce the classification error of malignant and benign people, Harris Hawks's optimization algorithm has been used.The role of Harris Hawks's algorithm in the proposed method is to optimize the parameters of the support vector machine to reduce the diagnosis error of malignant patients.The evaluations have been done in the MATLAB programming environment and on the Wisconsin dataset.The evaluations show that the proposed method in breast cancer diagnosis has an accuracy of 99.31% and is more accurate than methods such as Wall's optimization algorithm in breast cancer diagnosis.
Keywords: Breast cancer, machine learning, support vector machine optimization, Harris Hawks optimization algorithm, optimization, prediction -
شبکه توزیع برق یک زنجیره تامین پر اهمیت است که ترکیبی از فرآیندهای گوناگون می باشد. از آنجا که، برق کالایی به شدت فناپذیر است، بنابراین رویکردی جامع نسبت به زمان خاموشی های برنامه ریزی نشده، به منظور جلوگیری از هرگونه تلفات برق بسیار ارزشمند است. حوادث گوناگونی در شبکه های توزیع برق ایجاد اختلال می کنند که شبکه، بدون خط گرم قابل تعمیر و بازگشت به حالت اولیه می باشد. پیش بینی این حوادث و مدیریت آن ها در کاهش زمان های خاموشی برنامه ریزی نشده می تواند موثر باشد. هدف این مقاله، ارایه مدل پیش بینی مدت زمان خاموشی های برنامه ریزی نشده و انرژی به فروش نرفته بر اساس داده های ثبت شده در سامانه 121، شبکه ی شهری امور سه شرکت توزیع برق استان یزد است. نتیجه نهایی این تحقیق نشان می دهد که مدل (های) ARIMAX نسبت به مدل(های) ARIMA خطای کمتری را نشان داده و پیش بینی بهتری را ارایه می دهند. لذا استفاده متغیرهای برون زا در پیش بینی ها و عدم اکتفا به نوسانات یک متغیر می تواند نتایج بهتری در پیش بینی ها ارایه دهد. همچنین مدل به دست آمده نشان می دهد در تیرماه سال 1401 مدت زمان خاموشی بی برنامه قریب به ده ساعت در این شبکه و همچنین توان به فروش نرفته تقریبا 6 مگاوات ساعت خواهد بود.
کلید واژگان: شبکه توزیع برق، پیش بینی، خاموشی برنامه ریزی نشده، سری زمانی، انرژیElectric power and power distribution are prominent infrastructures for economic development in any developing country like Iran. Also, the power distribution network is a very important supply chain that combines a variety of processes. Smart electrical energy distribution networks are one of the latest technologies in the world. The main goal of these networks is to provide reliable electricity, increase the reliability factor and network stability, and respond to the growing needs of customers with minimal damage to the environment, profit, and high efficiency. In the last three decades, the rapid evolution and prevalent adoption of information systems, distribution analysis tools, computational models, and more recently, the emergence of smart grid technologies have given utilities access to the data and tools required for improving these analyses and the possibility of increasing the efficiency of power distribution systems (by, for example, reducing losses and optimizing voltage profiles). Forecasting the future state of the network with the least error brings us closer to the smart network. Because electricity is a mortal product, a comprehensive approach to unplanned power extinction (outage) time is very valuable in preventing any power distribution losses. Various accidents disrupt (cause breakdowns in) the power distribution network, which can be repaired and restored without a hotline. One of the main reasons for customers' power outages is the blackouts in the distribution field, which are affected by technical and non-technical events in the electricity distribution networks. Forecasting these events and managing them can be effective in reducing unplanned power extinction (outage) time. The purpose of this article is to present a model for predicting the duration of unplanned power extinction (outage) and unsold energy based on the data recorded from 121 systems (controllers), the urban network of the three power distribution companies in Yazd province. The final result shows that the ARIMAX model(s) shows less error than the ARIMA model(s) and presents better prediction. Therefore, using exogenous variables in predictions and not being satisfied with the fluctuations of a variable can improve predictions. The model proposed for predicting unsold energy is ARIMAX(1,0,1)(0,0,0) considering the number of incidents and the time of unplanned outages as exogenous variables. The model also shows that in July 2022, the unplanned power extinction (outage) time of this network will be approximately ten hours and also the unsold power will be approximately 6 MWH. On the other hand, the community is without electricity and dissatisfaction has arisen, which lies in economic and social losses. Therefore, with this warning, managers should re-examine the factors of disruption and lack of electricity supply and think of measures to reduce these blackouts when planning for this month of the year
Keywords: Power distribution network, forecasting, unplanned blackouts (outage), time series, energy -
ردیابی اهداف متحرک یکی از کاربردهای شبکه های حسگر است. در طراحی یک الگوریتم ردیابی هدف متحرک دو مساله کاهش انرژی مصرفی و بهبود کیفیت ردیابی حایز اهمیت است. یکی از راهکارهای کاهش مصرف انرژی، تشکیل خوشه ردیاب است و دو چالش مهم در تشکیل خوشه ردیاب زمان و چگونگی تشکیل آن است. به منظور کاهش تعداد پیام های مبادله شده برای تشکیل خوشه ردیاب، یک مکانیزم حراج تطبیق داده می شود. پیشنهاد هر حسگر در حراج با هدف برقراری موازنه ای مناسب میان طول عمر شبکه و دقت ردیابی به صورت پویا و مستقل ارایه می شود. از این گذشته، از آنجایی که خوشه ردیاب می بایست قبل از رسیدن هدف به ناحیه مورد نظر تشکیل شود (خصوصا زمانی که سرعت هدف بالا است) جلوگیری از تاخیر در تشکیل خوشه ردیاب چالشی دیگر است. عدم توجه به چالش مذکور منجر به افزایش نرخ گمشدگی هدف و به تبع آن اتلاف انرژی می شود. برای غلبه بر این مشکل، پیش بینی موقعیت هدف در دو گام بعد توسط شبکه عصبی و تشکیل هم زمان خوشه های ردیاب در یک و دو گام بعد را پیشنهاد می دهیم. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان دهنده عملکرد مناسب تر الگوریتم پیشنهادی در مقایسه با الگوریتم AASA است.
کلید واژگان: شبکه های حسگر بی سیم، ردیابی هدف متحرک، حراج، پیش بینی، شبکه عصبی، خوشه بندیOne of the applications of sensor networks is to track moving target. In designing the algorithm for target tracking two issues are of importance: reduction of energy consumption and improvement of the tracking quality. One of the solutions for reduction of energy consumption is to form a tracking cluster. Two major challenges in formation of the tracking cluster are when and how it should be formed. To decrease the number of messages which are exchanged to form the tracking cluster an auction mechanism is adopted. The sensor’s bid in an auction is dynamically and independently determined with the aim of establishing an appropriate tradeoff between network lifetime and the accuracy of tracking. Furthermore, since the tracking cluster should be formed and activated before the target arrives to the concerned region (especially in high speed of target), avoidance from delay in formation of the tracking cluster is another challenge. Not addressing the mentioned challenge results in increased target missing rate and consequently energy loss. To overcome this challenge, it is proposed to predict the target’s position in the next two steps by using neural network and then, simultaneously form the tracking clusters in the next one and two steps. The results obtained from simulation indicate that the proposed algorithm outperforms AASA (Auction-based Adaptive Sensor Activation).
Keywords: Wireless Sensor Networks, Moving Target Tracking, Auction, Prediction, Neural Network, Clustering -
توان بالای عبوری از خطوط انتقال و هزینه های هنگفت ناشی از بروز خطاها در این خطوط باعث توجه ویژه محققین به مسایل مربوط به حفاظت در این حوزه شده است. ضعف های موجود در روش های حفاظت سنتی و وابستگی شدید آن ها به شرایط بهره برداری سیستم اهمیت موضوع تشخیص پیش از موعد خطا و پیش بینی آن با روش های جدید را دوچندان می کند. تشخیص به موقع و صدور هشدارهای مربوط به احتمال وقوع خطا با تحلیل داده ها و اطلاعات بدست آمده از سیستم و بررسی روابط بین پارامترهای مختلف قابل انجام است. در این مقاله از روش های مبتنی بر یادگیری ماشین که با دقت مناسب و مستقل از ناحیه عملکردی سیستم توان پیش بینی وقوع خطا را دارند استفاده گردیده است. برای بررسی عملکرد مدل ها تعداد زیادی داده در شرایط بهره برداری متنوع تولید شده و به عنوان ورودی به الگوریتم های تحت بررسی داده شده است. همچنین تاثیر شرایط آب و هوایی مختلف به عنوان یکی از عوامل مهم در وقوع خطاها در خطوط انتقال در این مطالعه لحاظ شده است. به منظور افزایش جامعیت، بررسی صحت و مقایسه پذیری نتایج از سه روش KNN، SVM و درخت تصمیم در دو حالت (داده های نامتعادل و متعادل سازی شده در دسته بندی های موجود) استفاده شده و نتایج آن ارایه گردیده است. شبیه سازی ها و مدل سازی های ارایه شده در این مقاله با استفاده از نرم افزارPython انجام گردیده اند.
کلید واژگان: خطا، خط انتقال، یادگیری ماشین، پیش بینیThe high power passing through transmission systems and the high costs due to the fault occurrence in these lines have encouraged researchers to pay special attention to protection issues in this area. The limitations and deficiencies of traditional protection methods and their strong dependencies on the system operating conditions doubles the importance of early fault detection and its prediction utilizing new techniques. Timely detection and warning issuance toward the possibility of fault occurrence can be accomplished by analyzing the data and information obtained from the system and examining the relationships between different parameters. In this paper, machine learning methods are used, which have the ability to predict the occurrence of faults with appropriate accuracy independent of the operating area of the system. To evaluate the performance of the models, a large amount of data has been generated in various operating conditions and applied as input to the algorithms under study. Also, the effects of different weather conditions as one of the important factors have been considered. For the sake of greater generality, accuracy check, and comparability of the results, three methods including KNN, SVM, and decision tree in two modes (unbalanced and balanced data in the existing classes) have been used, and the outcomes have been presented. The simulations and modeling presented in this paper have been implemented using Python and MATLAB.
Keywords: Fault, Transmission-line, Machine-learning, prediction -
در این مقاله یک الگوریتم برای پیش بینی جزیره شدگی ناخواسته ارایه شده است. در این الگوریتم برای پیش بینی جزیره شدگی ناخواسته رفتارسیگنال زمانی اندازه گیری شده سرعت و زاویه روتور ژنراتورهای سنکرون توسط یک تابع هدف مورد بررسی قرار گرفته است. ساختار این تابع هدف به نحوی تعیین شده است درلحظه تغییرات توپولوژی شبکه دارای تغییرات زانویی می باشد. در راستای پیش بینی جزیره شدگی ناخواسته، زمان وقوع خطا و رفع خطا بر اساس تغییرات این تابع هدف تخمین زده می شوند. با توجه به اینکه بهترین زمان برای پیش بینی جزیره شدگی ناخواسته بعد از رفع خطا می باشد لذا این دو زمان تخمین زده شده جهت تعیین بهترین پنجره محاسباتی جهت پیش بینی جزیره شدگی ناخواسته استفاده می شود. همچنین برای پیش بینی جزیره شدگی جهت کاهش محاسبات تابع هدف روش پیشنهادی اصلاح می گردد. برای نشان دادن کارایی روش ارایه شده الگوریتم ارایه شده بر روی شبکه ی39 باسه 10ماشینه استاندارد IEEE شبیه سازی گردیده است. نتایج حاصل نشان می دهد که می توان به وسیله تابع هدف پیشنهادی زمان رفع خطا تخمین زده شده و جزیره شدگی کنترل شده با دقت مناسب پیش بینی گردد.
کلید واژگان: جزیره شدگی، پیش بینی، ناپایداری گذرا، بهینه سازیin this paper a new algorithm has been proposed to predict unplanned islanding. To predict unplanned islanding, rotor angle and speed time series have been used. Times of fault occurrence and clearance are estimated using monitoring system response based on the variation of phasor measure data. The estimated times of fault occurrence and clearance are used to determine suitable calculation window for uncontrolled islanding prediction. The proposed algorithm is applied to IEEE 39 bus test system. The result shows that the objective function can be used to estimate fault occurring and clearance time to predict unplanned islanding.
Keywords: Islanding, Prediction, Transient instability, Optimization -
صرع یک ناهنجاری عصبی است که به دلیل طبیعت نامعلوم و ناگهانی آن باعث ناراحتی و رنج جدی در بیمار می شود. در این مطالعه یک روش جدید برای پیش بینی صرع از طریق آنالیز تغییرات ضربان قلب (HRV) پیشنهاد می شود. از آنجایی که افزایش فعالیت عصبی نورون ها در دوره preictal بیماری صرع بر روی سیستم عصبی ارادی تاثیر می گذارد و سیستم عصبی ارادی نیز بر روی ضربان قلب تاثیر می گذارد می توان نتیجه گرفت که تشنج از طریق مانیتور کردن HRV قابل پیش بینی است. در روش پیشنهادی 12 ویژگی از سیگنال HRV در حوزه های زمان، فرکانس، زمان- فرکانس و غیر خطی برای پیش بینی تشنج صرعی استخراج شده است. برای تشخیص ناهنجاری از الگوریتم کنترل فرآیند آماری چند متغیره (MSPC) استفاده شده است. الگوریتم ارائه شده بر روی پایگاه داده بومی متشکل از 17 بیمار ارزیابی شده است و نتایج به دست آمده نشان می دهد که روش پیشنهادی قادر است با دقت % 88.2 حملات صرع را پیش بینی کند. از نظر عملی با توجه به سهولت اخذ سیگنال HRV، الگوریتم پیشنهادی نسبت به الگوریتم هایی که با استفاده از پردازش سیگنال های مغزی (EEG) به پیش بینی صرع می پردازند، امیدوارکننده تر است.کلید واژگان: تغییرات ضربان قلب، پیش بینی، صرع، کنترل فرآیند چند متغیرهEpilepsy is a neural disorder with unknown nature and epileptic patients suffer from the consequences of unexpected seizures. In this paper, we proposed a new method to predict epileptic seizures using heart rate variability (HRV) signal analysis. During preictal period of epilepsy, increasing in nervous activities of neurons affects the autonomic nervous system that disturbs heart rates. Therefore, epileptic seizures can be predicted through HRV monitoring. In our method, we extracted 12 features of HRV signal from different domains: time, frequency, time-frequency and non-linear domain. We used Multivariate Statistical Process Control (MSPC) algorithm for anomaly detection which is able to detect anomalies that cannot be detected by monitoring each variable independently. This algorithm has been applied to the clinical data collected from 17 patients. The obtained results demonstrated that the proposed method can predict seizure onset with an accuracy of 88.2%. The proposed HRV-based seizure prediction algorithm is more promising than the conventional EEG-based methods from the viewpoint of practical use.Keywords: Heart rate variability, Prediction, epilepsy, multivariate statistical process control
-
پیش بینی بیماری آلزایمر با استفاده از الگوریتم های انتخاب ویژگی محاسبات نرم و بر پایه rs-fMRI و sMRIبیماری آلزایمر (AD)، یک بیماری پیشرفته و غیرقابل برگشت است که اغلب در افراد مسن رخ می دهد و به تدریج مناطق مغز را که مسئول حافظه، تفکر، یادگیری و رفتار هستند، از بین می برد. در این مقاله پیش بینی AD بر اساس تصاویر rs-fMRI و sMRI بررسی می شود. در این مطالعه سه الگوریتم انتخاب ویژگی بر اساس روش محاسبات نرم ارائه شده، که طبقه بندی MCI-C از MCI-NC با آموزش و آزمایش الگوریتم SVM انجام می شود. این اولین مطالعه ای است که از ادغام rs-fMRI و sMRI برای پیش بینی AD استفاده کرده است. نتایج حاصل از این مطالعه می تواند به مناطق شناخته شده مغز)عملکردی و ساختاری(که در بیماری آلزایمر دچار اختلال شده اند، منجر شود. علاوه بر این، روش NBS بر روی تقسیم بندی های عملکردی مغز، برای جداسازی MCI-C از MCI-NC و تشخیص زیر شبکه هایی که دارای قابلیت تشخیصی برای پیش بینی AD هستند، به کار گرفته شده است.کلید واژگان: بیماری آلزایمر، پیش بینی، تئوری گراف، اطلاعات آماری مغز، تصویربرداری تشدید مغناطیسی، آنالیز مبتنی بر شبکهAlzheimer’s disease (AD), a progressive, irreversible neurodegenerative disorder, occurs most frequently in older adults and gradually destroys regions of the brain that are responsible for memory, thinking, learning, and behavior. In this paper, AD prediction is investigated based on rs-fMRI and sMRI analysis. Three feature selection algorithms based on soft computing method has been proposed to classify MCI-C from MCI-NC through training SVM. This is the first study used to integrate rs-fMRI and sMRI for AD prediction. The results refer to the significant brain areas (functional and structural) impaired in AD. Furthermore, NBS method on brain functional parcellations has been utilized for separating MCI-C from MCI-NC and detecting the discriminative ability networks for AD prediction.Keywords: Alzheimer’s disease, Predicting, Graph theory, statistical information, sMRI, network based analysis
-
امروزه انرژی و میزان مصرف آن، محور استراتژیک برنامه ریزی های سازمانی است. گسترش سیستم حمل ونقل درون شهری بدون در نظر گرفتن شرایط گوناگون اقتصادی، علمی، صنعتی، آب و هوایی و رشد روزافزون شهرنشینی امکان ناپذیر است. تحلیل روندهای پیشین اطلاعات مصرف انرژی جهت پیش بینی روندهای آینده با درنظرگرفتن نرخ توسعه خطوط مترو، راه حلی کلیدی در راستای برنامه ریزی ها و سیاست گذاری های کلان آینده محور خواهد بود. در این پژوهش برای پیش بینی مصرف انرژی خط یک متروی تهران از مدل شبکه عصبی GMDH استفاده شده است که از قابلیت شناسایی و غربال کردن متغیرهای ورودی کم اثر در دوره آموزش شبکه و حذف آن ها در دوره آزمون، برخوردار می باشد و همچنین برای درک میزان دقت پیش بینی با مدل ARIMA مورد مقایسه قرارگرفته است. در این پژوهش، دوازده متغیر اثرگذار بر میزان مصرف انرژی متروی تهران شناسایی شده و به عنوان متغیرهای ورودی مدل در نظر گرفته شده است. نتایج حاکی از آن است که مدل شبکه عصبی GMDH، به مراتب خطای کمتری را نسبت به مدل ARIMA دارد و از دقت پیش بینی بالاتری برخوردار است.
کلید واژگان: پیش بینی، انرژی، متروی تهران، شبکه عصبی GMDHToday, energy and its consumption are the main strategic plan of organizations and also the development of urban transport systems by considering a variety of economic, scientific, industrial, climate and growing urbanization is essential. Analysis of past trends in energy is the key to predict future trends, with regard to the rate of development of metro, for planning and future-oriented macro economic policies. in this research has been used to predict the energy consumption of Tehran Metro Line 1 from the GMDH Neural Network Model Which is capable of detecting and screening low-input input variables In the course of training the network and removing them during the exam period. and also Was compared To understand the accuracy of the prediction with the ARIMA model. in this research, was detected twelve variables affecting Tehran's metro energy consumptionand is considered as input variables of the model. The results indicate that The GMDH neural network model has a much lower error rate than the ARIMA model and has a higher predictive accuracy.
Keywords: Forecast, Energy, GMDH Neural Network, Tehran Metro -
در این پژوهش، یک روش بهینه سازی پیش بینی فازی جدید مبتنی بر سری های زمانی فازی مرتبه بالا ارائه می شود که درآن از تابع بهینه سازی ازدحام ذرات برای بهینه کردن الگوریتم محاسبه ویژگی استفاده شده است. هدف روش پیشنهادی، پیش بینی سری زمانی فازی مرتبه بالا است و عملکرد بهتری را برای رفع مشکلات پیش بینی سری های زمانی فازی مرتبه بالا، ارائه می دهد؛ بدین منظور روش این پژوهش بدین صورت است که پس از فازی سازی سری زمانی و ایجاد روابط منطقی فازی، با استفاده از حد پایین بازه عنصر مورد پیش بینی و بازه پس از آن و اختلاف حاصل از عناصر متوالی، محاسبات خاصی را انجام داده و مجموعه ای از ویژگی ها به دست می آید؛ سپس با استفاده از تابع بهینه سازی ازدحام ذرات بهترین پارامترها انتخاب می شود. در همین راستا تابع شایستگی در روش پیشنهادی دو بخش دارد: یک بخش به صورت کلی (میانگین تمام مرتبه ها) و یک بخش به صورت جزئی (تک تک ستون مرتبه ها) است. یافته ها و نتایج تجربی حاکی از این است که: ویژگی های به دست آمده توسط روش پیشنهادی، داده های پرت و زائد کمتری دارد که این خود سبب پیش بینی نزدیک تر، با خطای کمتر می شود و در نهایت غیرفازی انجام می شود. عدد حاصل، مقدار صحیح پیش بینی شده عنصر مورد نظر است. روش پیشنهادی با استفاده از داده های سری زمانی ثبت نام دانشگاه آلاباما که شامل تعداد ثبت نام سالانه در این دانشگاه - از سال 1971 تا سال 1992 میلادی- انجام شده و با سایر روش ها، توسط میانگین مجذور خطا و میانگین خطا، برای تعیین نرخ دقت پیش بینی، مورد مقایسه قرار گرفت؛ به گونه ای که در مقایسه با سایر روش ها، شاهد خطای کمتری بودیم.کلید واژگان: پیش بینی، سری زمانی، بهینه سازی، منطق فازی، سری زمانی فازی مرتبه بالا، فازی سازی، غیرفازی سازیIt is difficult to apply the real world’s conceptions due to their uncertainty. Generally, time series are known to be non-linear or non-stationary. Regarding these two features, a system should be sensitive enough to apply the unity of time series and repeat this sensitiveness in the prediction. A predict system can exactly scrutinize the hidden features of time series and also can have high predicting runs. Lots of statistical tools such as regression analysis, gradient average, exponential gradient average and auto regression gradient average are used in traditional predictions. One of the biggest challenges of these approaches is the necessity of greater observations and the avoidance of linguistic variables or subjective experts’ ideas. Also these methods are limited to linear being assumptions. In order to dominate the limitations of traditional methods, many researchers have utilized soft computations like fuzzy logic, fuzzy neural networks, evolutionary algorithms and etc.
In this paper, we proposed a new fuzzy prediction novel based on the high order fuzzy time series. Our proposed model is based on the higher order fuzzy time series prediction computational approach. In this method a group of features are evaluated, by adding the value of the preceding element of predicting element to the result of the series’ differences. At that, particle swarm optimization is used to optimize Calculation algorithm features, which renders a better performance in order to solve the problems of higher order fuzzy time series. Then by choosing the best features, a result can be inferred as the predicting value.
The performance of the approach is presented in which after the fuzzification of time series and creating the logical fuzzy relations, by using the lower limit of the predicting element’s range and its consecutive range, and the resulted difference of sequential elements, some specific computations are done and a set of features are gained. Then, using the particle swarm optimization function, the best parameter is selected. The fitness function in the proposed method has two parts: a general section (the average of all orders) and a partial (Every columns orders). In general section, the overall average of error is shown. In Every columns orders section each column individually considered. For the second to tenth order (9 PSO separate) the answer is checked. The method is as follow; we used two parameters b and d for the feature calculation algorithm. The amount of d was manually and randomly between 3 – 1000, but PSO find the amount of b.
Properties obtained by this method, have less outliers data and waste, which it causes predicted closer, with less error.
Finally, defuzzification is performed. The yielded score is the predicted integer value of considered element.
In order to decide the precision of the prediction’s rate, we compare the proposed model to other methods using the mean square error and the average error. In order to show the efficiency of the proposed approach, we have implemented this method on the Alabama University’s enrollment database. It can be observed that the suggested method provides better results compared to the other methods and also renders a lower error.Keywords: Predict, Time series, Optimization, Fuzzy logic, High-order fuzzy time series, Fuzzification, Defuzzification -
بیش از سه دهه است که هیدرولوژیست ها، استفاده از مدل های چندمتغیره را جهت توصیف و مدل سازی داده های پیچیده هیدرولوژی، توصیه می کنند. درحالی که به تازگی اهمیت مدل های چند متغیره در آب شناسی مطرح شده است. در واقع در مدل های چند متغره با دخالت دادن عوامل موثر دیگر، می-توان نتایج توصیف، مدل سازی و پیش بینی پارامترهای مختلف را بهبود بخشید. در این مطالعه با استفاده دو مدل تک متغیره پریودیک آرما و چند متغیره پریودیک آرما جهت مدل سازی دبی ماهانه رودخانه نازلوچای واقع استان آذربایجان غربی در دوره آماری 1390-1341 مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج بررسی و صحت سنجی داده های مدل شده نشان داد که مدل چند متغیره پریودیک آرما به دلیل دخالت پارامترهای هواشناسی بارش و دمای حوضه، از دقت بیشتری نسبت به مدل تک متغیره پریودیک آرما برخوردار است. هم چنین مدل منتخب، نقاط بیشینه و کمینه دبی ها را به شکل مناسبی مدل می کند.کلید واژگان: پریودیک آرما، پیش بینی، دبی رودخانه، مدل سازی، مدل های چند متغیره، مدل های خطیFor over three decades, hydrologists were recommended multivariate models to describe and modeling complex hydrology data. While recently the multivariate models in hydrology is discussed. In multivariate models, the modeling and predicting various parameters can improve by involving other factors. In this study, using both univariate and multivariate periodic ARMA models for modeling monthly discharge in Nazloochaei River in West Azerbaijan Province during the period of 1962-2011 were compared .The results of evaluation and verification models showed that the multivariate periodic ARMA models by involving the climatic parameters such as temperature and precipitation of the basin, the more accurately than univariate periodic ARMA models. Also the result showed that the selected models, maximum and minimum points of discharge to the appropriate model.Keywords: Linear Models, Modeling, Multivariate Models, Periodic ARMA, Prediction, River Flow discharg
-
نیاز به پیش بینی و الگویابی مصرف گاز بخصوص در فصول سرد سال جهت مدیریت مصرف و سیاست گذاری و برنامه ریزی امری ضروری می باشد. در بخش مصارف مسکونی و تجاری که بخش عمده ای از مصرف گاز در کشور را به خود اختصاص می دهد، تاثیرات متغیر های هواشناسی بیشترین اثر را بر مصرف دارند. در این تحقیق چهار متغیر متوسط دمای روزانه، متوسط رطوبت نسبی روزانه ، ساعات آفتابی در روز و متوسط سرعت باد برای پیش بینی مصرف در بازه زمانی کوتاه مدت استفاده شده است. نتایج برای سه شهر ایلام، ایوان و مهران به شکل معادلات چند جمله ای درجه دوم و بر حسب متغیر های فوق بدست آمده است. نتایج نشان مید هد که سه مدل بدست آمده بر مبنای میانگین ریشه مربعات خطای نرمال شده به ترتیب دارای مقدار 21/0، 112/0 و 123/0 و همچنین ضریب تعیین به ترتیب 8356/0، 8706/0 و می باشند که مقدار مطلوبی می باشد.کلید واژگان: داده های هواشناسی، پیش بینی، گروه بندی داده های عددی، مصرف گاز طبیعیThe need for prediction and patterns of gas consumption especially in the cold seasons is essential for consumption management and policy planning decision making. In residential and commercial uses which account for the bulk of gas consumption in the country the effects of meteorological variables have the highest impact on consumption. In the present research four variables include daily average temperature , average daily relative humidity , sunny hours per day , and average wind speed were used to predict consumption in the short term. The results for the three cities include Ilam, Ivan and mehran have been obtained in the form of quadratic polynomial equations and according to the above variables. The results for three models based on the normalized root mean square error have are 0.21, 0.112 and 0.123. Also the rerult of coefficent of determination for three cities are 0.8356, 0.87060.7936, respectively with are favorable.Keywords: Meteorological data, Forecasting, Natural gas consumption, Group of Method Data Handeling (GMDH)
-
نیاز به طراحی سامانه هایی که قادر به اکتشاف سریع اطلاعات مورد علاقه کاربران با تاکید بر کمینه مداخله انسانی باشند از یک سو و روی آوردن به روش های تحلیل متناسب با حجم داده های حجیم ازسوی دیگر، در دنیای امروزی به خوبی احساس می شود. از این رو بهره گیری از قدرت فرآیند داده کاوی جهت شناسایی الگوها و مدل ها و نیز ارتباط عناصر مختلف در پایگاه داده جهت کشف دانش نهفته در داده ها روز به روز ضروری تر می شود. از سوی دیگر تئوری مجموعه راف را می توان به عنوان یک ابزار برای کشف وابستگی داده ها و کاهش خصیصه های موجود در یک مجموعه داده، تنها با استفاده از داده ها و بدون نیاز به اطلاعات اضافی برشمرد. در این پژوهش جهت بهبود روند انتخاب ویژگی های اصلی و بهبود تئوری مجموعه راف، از ترکیب الگوریتم مورچگان و تئوری مجموعه راف جهت یافتن زیرمجموعه ویژگی های اصلی و حذف اطلاعات غیر مفید با از دست رفتن کمینه اطلاعات استفاده شده است. نتایج حاصل از این ترکیب در ارزیابی داده های قیمت نفت نشان می دهد که ترکیب الگوریتم مورچگان و تئوری مجموعه راف در انتخاب ویژگی های مفید و بهینه، عملکرد مناسب تری نسبت به مدل های اخیر دارد.کلید واژگان: تئوری مجموعه های راف، هوش تجمعی، الگوریتم مورچگان، انتخاب ویژگی، پیش بینیDesigning a system with an emphasis on minimal human intervention helps users to explore information quickly. Adverting to methods of analyzing large data is compulsory as well. Hence, utilizing power of the data mining process to identify patterns and models become more essential from aspect of relationship between the various elements in the database and discover hidden knowledge. Therefore, Rough set theory can be used as a tool to explore data dependencies and reducing features outlined in a data set. The main purpose of the rough theory is to obtain approximate concepts of acquired data. This theory is a powerful mathematical tool for arguing in ambiguous and indeterminate terms that provides methods for remove and reduce unrelated or excessive knowledge information on the data sets. This process of data reduction is based on the main task of the system, and without losing the basic data of the data sets. Rough set theory can play a very effective role to support decision-making systems, but in some cases, with increasing data volumes, there are inconsistent or collisional results which using swarm intelligence-based methods can choose the best of the contradictory, effectless or dummy data. This will bring interesting, unexpected and valuable structures from within a wide range of data. Since the ant colony optimization compares all the exploratory paths generated by each ant and the best route is selected from the existing paths, so considering the improvement of the selecting the main features and improving the theory of the Rough set, paths are not eliminated from the possible paths. In this research, the combination of the ant colony optimization and rough set theory have been used to find the subset of the main features and to delete the inappropriate information with the loss of the minimum information. This research will improve the features reduction technique employment Rough set theory and ant colony optimization. The gist of this research is removing useless information with minimal information loss. The results on petroleum prices data evaluation demonstrate that the hybrid method is more efficient than recent methods.Keywords: Rough Set Theory, Swarm Intelligence, Ant Colony Optimization, Feature Reduction
-
در این مقاله یک کنترل کننده غیرخطی چند متغیره با استفاده از روش کنترل پیش بین برای ردیابی مسیر ربات های متحرک غیرهولونومیک طراحی شده است. اساس این روش، پیش بینی پاسخ های مدل غیرخطی ربات در بازه زمان پیش بین با استفاده از بسط سری تیلور می باشد. قوانین کنترلی بهینه بر اساس کمینه کردن اختلاف بین پاسخ های مطلوب و پیش بینی شده خروجی های سیستم به صورت تحلیلی توسعه داده می شوند. قوانین کنترلی استخراج شده منجر به خطی سازی فیدبک خواهند شد. در اینجا از مدل سینماتیکی غیرخطی ربات برای طراحی کنترل کننده و شبیه سازی ها استفاده شده است. در ادامه، تحلیل و ارزیابی سیستم کنترلی طراحی شده همراه با نتایج شبیه سازی شده با استفاده از چندین مانور در شرایط مختلف، عملکرد بالای کنترل کننده در ردیابی مسیر مرجع هر مانور را نشان می دهند.کلید واژگان: ربات متحرک غیرهولونومیک، کنترل غیرخطی، پیش بینی، ردیابی مسیرIn this paper, a predictive approach is applied to design a nonlinear multivariable controller to generate trajectory tracking control commands of non-holonomic robots. In this method, the nonlinear responses of the mobile robot are predicted using Taylor series. The optimal control laws are analytically developed by minimizing the difference between the predicted and the desired responses of the system outputs. The obtained control laws lead to the feedback linearization. Here, the nonlinear kinematics model of mobile robot is used for design of the controller and simulations. The performed analyses along with the simulation results indicate that the designed controller can successfully track the reference trajectories with high performance in different maneuver conditions.Keywords: Nonholonomic mobile robot, Nonlinear control, Prediction, Trajectory tracking
-
مصرف گاز به عنوان منبع انرژی پاک، برای مصارف صنعتی و گرمایشی و حملونقل، بهطور گستردهای پذیرفته شده است و از میان سوختهای فسیلی، مصرف گاز برای داشتن محیط زیستی پاکتر مورد توجه بسیار قرار گرفته است. بدلیل اهمیت تاثیر مشخصه های هواشناسی در مصرف گاز شهرها و نیز امکان کاهش ناگهانی دما و در نتیجه افزایش میزان مصرف گاز شهرها، ضرورت اطلاع و پیش بینی مصرف گاز امری اجتنابناپذیر است که دراین تحقیق به آن پرداخته شده است. در ابتدا برخی از متغیرهای تاثیرگذار بر مصرف گاز با استفاده از روششناسی سطح پاسخ شناسایی گردیده است. در ادامه شبکهعصبی نوع GMDH برای مدلسازی و پیشبینی میزان گاز طبیعی مصرفی در بخش خانگی، با استفاده از مجموعه داده های ورودی-خروجی مورد مطالعه قرار گرفته است. برای ارزیابی مدل پیشنهادی، 84 داده مربوط به 7 سال متوالی از شرکت گاز شهر رشت به صورت موردی بدست آمده است. به منظور مدلسازی، داده ها به دو دسته (70% برای آموزش و 30% برای آزمایش) تقسیم شدهاند. نتایج حاصل از مدلسازی با داده های تجربی مقایسه گردید که ضریب تعیین 0.8943 بوده و تطابق بسیار خوبی با نتایج تجربی نشان داده است.کلید واژگان: پیش بینی، شبکه عصبی نوع GMDH، مدل سازی، مصرف گازIt is widely accepted that natural gas is a clean energy source that can be used to meet energy demand for heating and industrial purposes among the fossil fuels and its usage remarkably increases in order to maintain a clean environment in many countries in the world. In this paper, factors affecting gas consumption were firstly identified and then GMDH-Type Neural Networks has been used for modeling and prediction of gas consumption using input-output data set. To validate the proposed model, a case study was carried out based on the data consisted of 84 sets for 7 years obtained from regional gas distribution company of Rasht city. For modeling, the experimental data were divided into train and test sections (70% for training and 30% for testing). The predicted values were compared with those of experimental values . The GMDH-Type Neural Network model values showed a very good regression with the experimental results and the Coefficient of determination was obtained 0.8943.Keywords: Gas consumption, GMDH-NN, Modeling, Prediction
-
پیش بینی سرعت باد در مواردی همچون کنترل و برنامه ریزی جهت قطع و وصل توربین های بادی و تضمین عملکرد پایدار سیستم می تواند حائز اهمیت باشد که به طور کلاسیک به روش های متعددی صورت می گیرد. در این مقاله، ارائه روشی صرفا براساس آنالیز داده های اندازه گیری شده قبلی مد نظر است. به این منظور، ضمن بررسی آشوبناک بودن داده های سرعت باد، با ترکیب مفاهیم مربوط به نظریه آشوب و تکنیک های موجود در پیش بینی با استفاده از شبکه های عصبی، روشی جهت پیش بینی سرعت باد پیشنهاد شده است. داده های استفاده شده در این تحقیق، اطلاعات ثبت شده در ایستگاه ورزنه استان اصفهان است. در این راستا، ابتدا با استفاده از محاسبه بعد همبستگی از روی سری زمانی مفروض، آشوبناک بودن دینامیک سیستم مولد این داده ها اثبات شده و سپس فضای حالت سیستم دینامیکی مولد بازسازی شده است. بدین منظور از روش FNN برای محاسبه بعد محاط و از روش AMI برای محاسبه زمان تاخیر جهت بازسازی فضای حالت استفاده شده است. در ادامه شبکه عصبی RBF جهت پیش بینی سرعت باد پیشنهاد شده است که ساختار آن با استفاده از اطلاعات بعد محاط و زمان تاخیر محاسبه شده طراحی شده است. در پایان، روش پیشنهادی بر روی داده های عملی، اعمال و نتایج بیان شده است.کلید واژگان: آشوب، پیش بینی، سرعت باد، سری های زمانی، شبکه عصبی RBFWind speed prediction can be regarded as significant factor in control of wind turbines, schedule of the connection/disconnection of turbines and stability guarantee of power grids which is commonly carried out in various approaches. In this paper, a chaos based approach by analyzing only the previous measured data is proposed. For this purpose, in addition of evaluating the chaotic nature of wind speed data, the chaos theory with Neural Network techniques in forecasting session are combined in order that we can propose a method for wind speed prediction. For this regard, at first the correlation dimension and largest lyapunov exponent of wind speed time series are computed to prove that wind data generator process is chaotic. Then phase space of data generator dynamic is reconstructed. In this regard, we use the False Nearest Neighbors (FNN) algorithm to determine the embedding dimension and Average Mutual Information (AMI) approach to measure time delay for phase space reconstruction. Afterwards, Multi Layers Perceptron (MLP) neural networks and Radial Basis Function (RBF) neural networks are proposed to predict the wind speed which its structure is designed based on time delay and embedding dimension data. At the end, proposed methods apply on real data and results are expressed.Keywords: Chaos, Prediction, Wind Speed Time Series, RBF Neural Network
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.