particle swarm algorithm
در نشریات گروه برق-
The utilization of renewables is developing rapidly due to environmental issues and a lack of fuel fossils. In this regard, wind turbines, as a type of renewable energy source, have been widely adopted in the power system thanks to their higher power generation capacity. Numerous methods have been introduced so far to control wind turbines, which are essential in generating wind energy. The sliding mode control, because of its unique features like being resistant to external disturbances, dynamics unmodeled and uncertainty, the relative simplicity of the control law, a relatively small amount of calculations, and straightforward implementation, is amongst the most preferred control designs in this realm. In this study, the control strategy is based on a combination of sliding mode and particle swarm optimization and is applied to a wind turbine with a grid-connected squirrel cage induction generator. The proposed method maximizes the power output of the wind turbine by limiting small changes in the electromagnetic torque. The main goal of the suggested design is to reduce the squared error of the electromagnetic torque, rotor speed, and stator current. The sliding mode control for the wind turbine helps obtain optimal values for the parameters of the design.Keywords: Wind Turbine, sliding mode control, Particle Swarm Algorithm
-
مسائل زیست محیطی ناشی از انتشار آلاینده های تولید شده توسط نیروگاه های تولید انرژی الکتریکی با سوخت های فسیلی اخیرا به موضوعی با اهمیت تبدیل شده است. در این پژوهش، ضرایب الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات(PSO) برای حل مساله توزیع بار اقتصادی جهت کاهش انتشار آلاینده های محیط زیست بدست آمد. مطابق با روش کلرک ضریب یادگیری شخصی برابر با 4962/1 ، ضریب یادگیری کلی برابر با 4962/1 و ضریب اینرسی برابر با 73/0 بدست آمد. همچنین ضریب جریمه مطابق با الگوریتم بهینه سازی هم تکاملی ازدحام ذرات (CPSO)، برابر با 8/15 بدست آمد. در نتیجه بهینه سازی ضرایب توسط روش تاگوچی نشان داد که مقدار بهینه ضریب یادگیری شخصی برابر با 5/1 ، ضریب یادگیری کلی برابر با 5/1، ضریب اینرسی برابر با 70/0 و ضریب جریمه برابر با 15 می باشد که در این حالت مقدار انتشار آلاینده ها نسبت به ضرایب تعیین شده توسط کلرک به میزان %5/6 و نسبت به ضرایب تعیین شده توسط الگوریتم بهینه سازی هم تکاملی، %2/1 کاهش یافت.کلید واژگان: محیط زیست، توزیع بار اقتصادی، بهینه سازی، الگوریتم ازدحام ذرات، روش تاگوچیEnvironmental issues due to the emission of pollutants produced by fossil fuel power plants have recently become an important issue. In this study, the coefficients of particle swarm optimization (PSO) algorithm to solve the problem of economic dispatching to reduce the emission of environmental pollutants were obtained. According to Clerk method, personal learning coefficient was equal to 1.4962, global learning coefficient was equal to 1.4962 and inertia coefficient was equal to 0.73. Also, the penalty coefficient according to the Co evolution particle swarm (CPSO) optimization algorithm was 15.8. As a result, optimization of coefficients by Taguchi method, it showed that the optimal value of personal learning coefficient is equal to 1.5, global learning coefficient is equal to 1.5, inertia coefficient is equal to 0.70 and penalty coefficient is equal to 15, in this case the amount emission of environmental pollutants were reduced by 6.5% compared to the coefficients determined by Clerk and 1.2% compared to the coefficients determined by the Co evolution particle swarm (CPSO) optimization algorithm.Keywords: The Environment, Economic dispatching, Optimization, Particle Swarm Algorithm, Taguchi method
-
موتورهای القایی خطی دارای دو ساختار یک طرفه و دوطرفه هستند که با توجه به مزایا و معایبشان، در کاربردهای خاصی استفاده می شوند. با توجه به مزایایی همچون عدم وجود نیروی عمودی در نوع دوطرفه، این نوع موتورها دارای کنترل پذیری بهتری نسبت به نوع یک طرفه بوده و محبوبیت بیشتری به خصوص برای سیستم های حمل و نقل ریلی پیدا کرده اند. در مقالات، غالبا نوع یک طرفه مورد توجه بوده و در خصوص نوع دوطرفه، کارهای کمتری گزارش شده است. در این مقاله، ابتدا روابطی برای محاسبه پارامترهای مدار معادل این موتورها با در نظر گرفتن اثر انتهایی ارایه شده است. در ادامه با توجه به مدار معادل به دست آمده، روشی برای طراحی آن ها ارایه می شود. سپس با استفاده از روش ارایه شده، یک نمونه موتور القایی خطی دوطرفه طراحی شده و با به کارگیری الگوریتم بهینه سازی گروهی ذرات، موتور با هدف کاهش وزن و افزایش ضریب توان و بازده، بهینه شده است. یکی از موارد مهم در طراحی که هزینه ساخت را تحت تاثیر قرار می دهد، وزن ماشین است. نتایج بهینه سازی نشان می دهد که وزن اولیه از 44 کیلوگرم در حالت غیربهینه به 31/18 کیلوگرم در حالت بهینه کاهش می یابد. برای تایید نتایج، ابتدا نتایج بهینه سازی با نتایج اجزای محدود مقایسه شده و سپس یک نمونه آزمایشگاهی از موتور القایی خطی دوطرفه با طراحی بهینه، ساخته شده و نتایج آن با نتایج تحلیلی مورد مقایسه قرار گرفته است. مقایسه نتایج آزمایشگاهی به همراه نتایج اجزای محدود با نتایج بهینه سازی، نتایج روش پیشنهادی را تایید می کند.
کلید واژگان: موتور القایی خطی دوطرفه، نیروی خالص خروجی، بهینه سازی، الگوریتم گروهی ذرات، اجزای محدودJournal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers, Volume:19 Issue: 4, 2023, PP 185 -193Linear induction motors have single and double-sided structures which are used in special applications, according to their advantages and disadvantages. Due to advantages such as lack of normal forces in double-sided type, these motors are more controllable and popular than the single-sided type, especially for transportation applications. In literature, single-sided linear induction motors have gained more attentions; so, there are few work on double-sided type. In this paper, first, equations are proposed for calculation of the equivalent circuit parameters of these motors, considering end-effect. Then, a method is proposed to design the motor, employing the presented equivalent circuit. Using the proposed method, a double-sided linear induction motor is designed. Then, to minimize the primary weight and maximize the efficiency and the power factor, the designed motor is optimized by using Particle Swarm Optimization algorithm. One of the important factors in design that affects the construction cost is the weight of the machine. The optimization results show that the initial weight of the motor decreases from 44 kg in the non-optimal case to 18.31 kg in the optimal case. For validation, the optimization results are compared with finite element analysis results and a laboratory prototype test results. The comparison of the experimental and the finite element results with optimization results confirms the validity of the proposed method.
Keywords: Double-sided linear induction motor, net output thrust, optimization, Particle Swarm algorithm, finite element -
در این مقاله، فیلتر رنگی پلاسمونیکی شیاردار پشت و روی چشم گاوی برای کاربرد در حسگرهای تصویربرداری استاندارد سی ماس ارایه شده است. فیلتر پلاسمونیکی فیلم نازک ارایه شده از جنس نقره بوده و به کمک بهینه سازی الگوریتم ازدحام ذرات با اصلاح پارامترهای دوره تناوب، زمان وظیفه، ضخامت بدنه، ارتفاع لایه شبکه ای و قطر روزنه برای تصویربرداری مادون قرمز بهینه سازی شده است. این فیلتر پلاسمونیکی برای طول موج مرکزی nm 835 طراحی شده است که دارای بیشینه بازدهی انتقال نور 8/36% و پهنا در نصف مقدار بیشینه nm 110 می باشد. از مزیت های این فیلتر می توان به قابلیت پیاده سازی با هزینه پایین، نزدیک بودن به ناحیه حساس به نور، کاهش هم شنوایی و عدم استفاده از پلیمرهای حساس به دما که برای کاربردهای با شرایط دمایی سخت مناسب است اشاره کرد. همچنین با تجزیه و تحلیل عملکرد این فیلتر پلاسمونیکی و مقایسه آن با فیلترهای نوری دارای طول موج مرکزی مشابه، به بررسی ویژگی پلاسمون سطحی با توزیع شدت میدان الکتریکی محلی پرداخته شده است.
کلید واژگان: فیلتر پلاسمونیکی، الگوریتم ازدحام ذرات، تصویر برداری مادون قرمزIn this paper, a double-side bull’s eye plasmonic color filter used in complementary metal oxide semiconductor (CMOS) based standard imaging sensors is presented. The thin-film filter is silver-made and optimized by using a particle swarm algorithm in order to modify the corrugation period, duty cycle, film thickness, grating height and aperture diameter for infrared imaging. The filter is designed for central wavelength 835 nm, having the maximum transmittance of 38.6 % and the full width at half maximum (FWHM) of 110 nm. Inexpensive implementation, proximity to the sensitive region, reduced crosstalk and independence from temperature-sensitive polymers, are some of the advantages of this filter, making it suitable for tough temperature conditions. Moreover, using functional analysis of this plasmonic filter and comparing it to the optical filters with similar central wavelength has led us to the investigation of surface plasmon features under a local electric field intensity distribution.
Keywords: Plasmonic Filter, Particle Swarm Algorithm, Infrared Imaging -
طراحی بهینه موتورهای الکتریکی به دلیل وجود پارامترهای طراحی مکانیکی، الکتریکی و مغناطیسی یک مساله پیچیده بهینه سازی تلقی می شود، اگرچه اخیرا به واسطه به کارگیری روش های بهینه سازی هوشمند قابل حصول شده است. در این مقاله طراحی بهینه موتور آهن ربای دایم بدون جاروبک رتور خارجی برای کاربرد در ذخیره ساز فلایویل با استفاده از الگوریتم ازدحام ذرات (PSO) به منظور دستیابی به چگالی گشتاور بیشینه در یک بازه سرعت انجام گرفته است. ابتدا معادلات طراحی موتور که مورد استفاده توابع ارزیابی الگوریتم می باشند ارائه شده اند و سپس روند پیاده سازی الگوریتم برای بهینه سازی موتور با تابع هدف چگالی گشتاور تشریح شده است. روند بهینه سازی تابع به همراه تعریف محدودیت های طراحی و مقادیر اولیه پارامترهای موتور به طراحی بهینه ابعاد آن منجر شده است. نتایج طراحی و بهینه سازی با استفاده از روش آنالیز المان محدود (FEA) مورد ارزیابی قرار گرفته و پارامترهای عملکردی ماشین محاسبه و تحلیل شده اند. در نهایت مدل ساخته شده موتور به همراه نتایج عملی ارائه شده که نشان دهنده کاربردی بودن الگوریتم پیشنهادشده می باشد.کلید واژگان: طراحی موتور آهن ربای دایم، بهینه سازی، الگوریتم ازدحام ذرات، تحلیل المان محدود، چگالی گشتاور بیشینهOptimum design of electrical motors may be considered as a complex optimization problem due to the wide variety of mechanical, electrical, electromagnetics parameters, although recently it can be accomplished utilizing heuristic optimization algorithms. In this paper optimum design of an out-runner PM BLDC motor for flywheel energy storage applications is performed. The optimization utilized particle swarm optimization (PSO) algorithm to achieve maximum torque density. Accordingly, the motor design equations are employed in the fitness function of the algorithm. Based on the random initial values and respecting the designs constraints, the optimum design is achieved. Effectiveness of the algorithm results are verified by finite element analysis (FEA) and motor operating parameters are obtained and analyzed. Finally, the prototype of the motor is fabricated and experimental results are demonstrated to show the applicability of the model and analysis.Keywords: Permanent magnet motor design, particle swarm algorithm, optimization, FEA, maximum torque density
-
مدیریت تقاضای انرژی از اهمیت فراوانی در برنامه ریزی و تامین امنیت اقتصادی کشورها برخوردار است. شناسایی عوامل موثر بر روند تقاضای انرژی کشور و پیش بینی مصرف آتی آن می تواند به سیاست گذاران و فعالان در بازار انرژی در جهت تصمیم گیری های اقتصادی و بهبود عملکرد بازار و تامین امنیت سوخت کشور کمک کند. امروزه روش های نوینی برای مدل سازی و پیش بینی پدیده های مختلف ابداع گشته است که در میان این روش ها الگوریتم های تکاملی جایگاه ویژه ای دارند. در میان الگوریتم های تکاملی، الگوریتم ژنتیک و الگوریتم بهینه یابی انبوه ذرات از جمله شناخته شده ترین و پرکاربردترین روش ها در علوم مختلف می باشند. از این رو، در این مطالعه برای تخمین و پیش بینی روند تقاضای انرژی کشور از الگوریتم های ژنتیک و انبوه ذرات در قالب دو الگوی خطی و نمایی استفاده شده و کارایی آنها مورد ارزیابی قرار گرفته است و با استفاده از کاراترین الگو و روش و بر اساس سناریوهای مختلف، روند آتی تقاضای انرژی کشور تا سال 1404 پیش بینی شده است. نتایج مطالعه نشان دهنده دقت وکارایی بالای الگوی نمایی برآورد شده با استفاده از الگوریتم انبوه ذرات در مقایسه با الگوریتم ژنتیک بوده است. همچنین نتایج مطالعه نشان می دهد که کارایی الگوهای خطی برآورد شده با استفاده از هر دو الگوریتم تفاوت محسوسی ندارند. با این حال، بررسی نتایج الگوها و روش های مختلف برآورد شده کارایی و دقت بالای الگوی نمایی برآورد شده با استفاده از الگوریتم انبوه ذرات را تائید می کند.
کلید واژگان: تقاضا، انرژی، پیش بینی، الگوریتم انبوه ذرات، الگوریتم ژنتیکEnergy demand management has very importance in economic security and planning. To identify the energy demand affecting factors and energy demand prediction can help Policy makers and activists in the energy market to improve market performance and better economic decisions and high fuel security. Recently, new techniques have been developed to economic variables prediction and modeling. Among these techniques Genetic algorithm and Particle Swarm Optimization are the best known and most widely used in literature including economy. Therefore, in this study the genetic algorithm and particle Swarm Optimization is used for energy demand estimation and prediction in the form of linear and exponential and then their performance in each of the models evaluated. The results indicate that accuracy and efficiency of the particle swarm optimization in both of exponential and linear forms is better than genetic algorithm. In addition, among the different forms the exponential form estimated with the particle swarm optimization is the best way to predict the future energy demand.
Keywords: Demand, Energy, Predict, Particle Swarm Algorithm, Genetic Algorithm -
در این مقاله، رویکردی جدید در جهت مدیریت توان راکتیو سیستم های قدرت، با ملاحظه ی اهداف امنیتی و اقتصادی، به منظور بهره برداری بهینه و ایمن از این سیستم ها ارائهدر این مقاله، رویکردی جدید در جهت مدیریت توان رآکتیو سیستم های قدرت، با ملاحظه اهداف امنیتی و اقتصادی، به منظور بهره برداری بهینه و ایمن از این سیستم ها ارائه شده است. مدیریت توان رآکتیو به عنوان یک مساله بهینه سازی غیرخطی چند هدفه با متغیرهای پیوسته و گسسته فرمول بندی می شود که در آن، کاهش تلفات اهمی به عنوان هدف اقتصادی و بهبود در پروفیل ولتاژ و پایداری آن نیز به عنوان اهداف امنیتی انتخاب می شوند. برای حل مساله بهینه سازی فوق از رویکرد فازی سازی اهداف و ویرایش جدیدی از الگوریتم توسعه یافته اجتماع ذرات که قابلیت بالایی در ارائه بهترین جواب ها در زمان کم دارد، استفاده شده است. تولید بهینه توان رآکتیو ژنراتورها و اندازه حداقل مقدار ویژه ماتریس ژاکوبین، دو شاخص کارآمد در ارزیابی پایداری ولتاژ سیستم تحت شرایط کاری نرمال هستند، که در این مقاله مورد توجه قرار گرفته اند. در این مقاله، همچنین شاخص جدیدی برای تولید بهینه توان راکتیو ژنراتورها در جهت ارزیابی پایداری ولتاژ پیشنهاد شده است. مدل پیشنهادی بر روی سیستم نمونه 30 باسه IEEE اجرا گردیده است که نتایج حاصله، مبین کارایی قابل قبول الگوریتم پیشنهادی در مدیریت توان راکتیو در هر دو شرایط امنیتی و اقتصادی است.
کلید واژگان: الگوریتم اجتماع ذرات، بهینه سازی چندهدفه، پایداری ولتاژ، تلفات، توان راکتیوIn this paper, a new approach is presented for reactive power management considering security and economic objectives in order to meet optimum and secure operation of power systems. Reactive power management issue is formulated as a nonlinear multi-objective optimization problem with continuous and discrete variables, in which the active losses reduction is selected as economic goal and the voltage profile improvement and its stability are also selected as security goals. The above optimization problem is solved by using the objectives fuzzification approach and a new developed version of particle swarm optimization algorithm that has highly ability to provide the best solution in less time. In this paper, the optimal production of generator’s reactive power and the minimum eigenvalue of Jacobin matrix are two effective indices that considered to assessment the system’s voltage stability under normal operation. Moreover, a new index is proposed for optimal production of generator’s reactive power that used to voltage stability assessment. The proposed model has been implemented on IEEE 30 Bus power system. The simulation results confirm acceptable performance of the proposed algorithm in management of reactive power with respect to both security and economic conditions.Keywords: Particle Swarm Algorithm, Multi, Objective Optimization, Voltage Stability, Losses, Reactive Power
- 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.