فهرست مطالب

روشهای هوشمند در صنعت برق - پیاپی 25 (بهار 1395)

فصلنامه روشهای هوشمند در صنعت برق
پیاپی 25 (بهار 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/01/30
  • تعداد عناوین: 6
|
  • محمد رحمانیان، احمد حاتم، محمدعلی شفیعیان* صفحات 3-20
    عمل فشرده سازی ویدیو با بهره گیری از افزونگی زمانی و فضایی موجود در رشته ویدیو انجام می گیرد. این افزونگی ها را می توان به ترتیب با اعمال یک تبدیل، تخمین و جبران سازی حرکت و کوانتیزاسیون به گونه ای کارآمد جبران سازی نمود. استانداردهای موجود برای فشرده سازی ویدیو مانند MPEG مبتنی بر تبدیل کسینوسی بلوکی می باشند که در آن تصویر ورودی باید به صورت بلوک هایی درآید. بنابراین همبستگی در عرض مرزهای بلوک حذف نشده و این امر منجر به مقدار قابل توجهی نویز بلوکی می گردد. با استفاده از تبدیل موجک می توان بر این پدیده غلبه نمود. اما چنین الگوی فشرده سازی از نظر زمان اجرا کمی کند است و برای غلبه بر این مشکل نیز از تبدیل موجک چندسطحی استفاده می شود. در واقع استفاده از تبدیل موجک باعث می شود که عمل تجزیه نمودن بر روی بعد زمان نیز علاوه بر بعد مکانی صورت گیرد. هدف از این مقاله دستیابی به یک الگوریتم فشرده سازی سریع تر و با نرخ فشرده سازی بالاتر می باشد. برای این منظور یک الگوریتم فشرده سازی ویدیو مبتنی بر تبدیل ویولت سه سطحی معرفی و شبیه سازی شده است. برای انجام عمل پیش گویی از شبکه عصبی استفاده شده است. نتایج شبیه سازی ها مزایای استفاده از تبدیل موجک را آشکار می کنند. این نتایج نشان می دهندکه الگوریتم پیشنهادی از نظر زمان اجرا سریع تر و از نظر نرخ فشرده سازی کارآیی بهتری نسبت به استاندارد MPEG را از خود نشان می دهد. همچنین ویدیوی نهایی به دست آمده دارای کیفیت دیداری قابل قبولی برای چشم انسان می باشد و به دلیل نیاز به حجم کم حافظه می توان از آن در تجهیزات قابل حمل استفاده نمود.
    کلیدواژگان: فشرده سازی ویدیو، تخمین حرکت، جبران سازی حرکت، کدگذار و کدگشای ویدیو، استاندارد MPEG
  • نرگس ملک پور، محمد امین هنرور *، عبدالمهدی دادگرپور صفحه 15
    در این مقاله یک آنتن چند ورودی چند خروجی MIMO با ابعاد کوچک mm226×31 که دارای پهنای باند GHz 10/6 -3/1 می باشد و در وسایل قابل حمل نیز کاربرد دارد پیشنهاد شده است. آنتن پیشنهادی شامل دو آنتن منوپل مربعی شکل می باشد که هر کدام از آن ها توسط یک خط تغذیه ی مایکرواستریپی 50Ω تغذیه شده است و دو صفحه ی منوپل به همراه خطوط تغذیه یشان در یک طرف زیرلایه قرار گرفته اند. برای افزایش ایزولاسیون و همچنین افزایش امپدانس پهنای باند دو خط تشدید کننده ی مدار باز به صفحه ی زمین اضافه کرده ایم که در طرف دیگر زیرلایه قرار دارند. در این مقاله با استفاده از شبیه سازی تمام موج مقادیر ضریب انعکاس، همبستگی متقابل، بهره، بازده، تزویج متقابل و الگوهای تشعشعی را نشان داده ایم و نتایج نشان می دهند که آنتن پیشنهادی دارای امپدانس پهنای باند بزرگتر از GHz10/6- 3/1 برای (S11< -10 dB) است و تزویج متقابل بین دو دهانه نیز برایS21< 3 dB ، کمتر از dB 16- می باشد و دارای همبستگی کمتر از 0.003 می باشد. با توجه به پارامترهای گفته شده این آنتن یک کاندید خوب برای استفاده در وسایل قابل حمل در محدوده یUWB می باشد.
    کلیدواژگان: آنتن چند ورودی چند خروجی (MIMO)، فوق پهن، باند (UWB)، کاهش تزویج متقابل، ابعاد کوچک
  • امیررضا معدلی*، خوشنام شجاعی صفحات 25-32
    در این مقاله، مسئله طراحی کنترل سیستم بالگرد دو روتوره بدون سرنشین، در فضای سه بعدی بدون حضور نامعینی بر اساس روش کنترل تطبیقی سطح دینامیکی مورد بررسی قرار گرفته است. روش کنترل تطبیقی سطح دینامیکی مشکل انفجار پیچیدگی موجود در روش کنترل غیر خطی گام به عقب یا روش پسگام [45]، را با استفاده از فیلترهای مرتبه اول برطرف می کند. در ابتدا معادلات و توابع دینامیکی هلیکوپتر مورد بررسی قرار می گیرند. سپس مقایسه تکنیک کنترل سطح پویایی دینامیکی با تکنیک کنترل غیر خطی گام به عقب[45]، بررسی می گردد و در نهایت سیستم مذکور با هر دو روش کنترل سطح پویای تطبیقی و کنترل غیر خطی گام به عقب شبیه سازی می گردد. روش کنترل غیر خطی سطح پویایی دینامیکی تضمین می کند که تمامی سیگنالهای حلقه بسته به صورت مجانبی برای همه شرایط اولیه پایدار می باشند و همچنین با انتخاب پارامترهای طراحی مناسب می توان همگرایی خروجی های سیستم را به کرانی بسیار کوچک از اطراف صفر تضمین نمود. نتایج شبیه سازی ارائه شده، نشان دهنده کارایی شیوه کنترلی مفروض می باش
    کلیدواژگان: هلیکوپتر، کنترل غیر خطی، کنترل غیر خطی گام به عقب، کنترل سطح پویایی دینامیکی
  • میثم واهب*، علی هاشمی، حسین امامی، مهدی امامی صفحات 31-40
    امروزه یکی از مسائل تخصصی و با اهمیت در ساخت شناورهای دریایی، طراحی سامانه ارتباط مخابراتی آنها است. همیشه این موضوع مطرح بوده که چگونه می توان ارتباط مناسبی برای شناورها در فواصل گوناگون و شرایط آب و هوایی مختلف دریا برقرار کرد، با توجه به اینکه محدودیت هایی همچون، حجم تجهیزات، وزن قابل تحمل و... در شناورها همیشه وجود داشته است. یکی از قسمت های اصلی سامانه ارتباط مخابراتی شناورها، آنتن است. مشکل اصلی، استفاده از آنتن ها و دکل های گوناگون در شناور می باشد، زیرا نیاز است امواج با طول موج های مختلف و در مسیرهای گوناگون منتشر شوند. اگر بتوان آنتن را طوری طراحی کرد که با ابعاد مورد نظر و حتی الامکان کوچک، باند فرکانسی وسیع و همچنین همه جهات اطراف را پوشش داد، می توان گفت تا اندازه ای مشکل اشاره شده برطرف می گردد. هدف از این مقاله طراحی و شبیه سازی یک نمونه آنتن یکپارچه پهن باند و همه جهته است، که محدودیت ها و مشکلات فوق در شناور را تا حد مناسبی برطرف نموده و از تجمیع دو آنتن درباند فرکانسی HF1=3-30MHZو VHF2/UHF3=150-450MHZتشکیل شده است. این آنتن یکپارچه دارای مشخصات الکتریکی و فیزیکی (اهم)50=امپدانس ورودی، پلاریزاسیون خطی عمودی، VSWR4<2.5، (dBi)Gain<4.8>-12، قطر حداکثر 18cm و ارتفاع حداکثر 538.2cm می باشد.
    کلیدواژگان: آنتن یکپارچه پهن باند، شناورهای دریایی، آنتن همه جهته
  • شیما پاکدامن تیرانی، آوید آوخ * صفحات 41-50
    شبکه حسگر بی سیم متشکل از تعداد زیادی گره های حسگر است که در یک محیط به طور گسترده پخش شده و به جمع آوری اطلاعات می پردازند. از جمله چالش های اساسی در این شبکه ها، کاهش تعداد ارسال ها و درنتیجه، افزایش طول عمر شبکه می باشد. یکی از ایده های مطرح به منظور افزایش طول عمر شبکه، مسئله کنترل موقعیت گره چاهک می باشد. محل این گره، نقش به سزایی در بهبود توازن بار شبکه ایفا می کند. اهمیت این موضوع تا حدی است که امروزه از گره های چاهک متحرک در شبکه های حسگر بی سیم استفاده می شود. در کنار این مهم، نظریه نمونه برداری فشرده نیز به شکل چشمگیری منجر به کاهش تعداد ارسال های داده در این شبکه ها می شود. در این مقاله، از روش نمونه برداری فشرده پیوندی به همراه مسیریابی مبتنی بر خوشه بندی استفاده می گردد. با استفاده از مدل مرسوم شبکه های حسگر بی سیم به بررسی اثر تغییر محل گره چاهک بر تعداد ارسال ها و کارآیی شبکه پرداخته می شود. برای تحقق این هدف، در پنج حالت مختلف، فرمول محاسبه تعداد کل ارسال ها به دست می آید. در نظر گرفتن حالت های مطرح شده، جهت یافتن بهترین محل برای گره چاهک از نظر تعداد ارسال ها و میزان مصرف انرژی در شبکه حسگر است. با توجه به مدل مصرف انرژی رادیویی مرتبه اول در شبکه های حسگر بی سیم، کاهش حجم داده ارسالی، میزان مصرف انرژی را نیز کاهش و طول عمر شبکه را افزایش خواهد داد.
    کلیدواژگان: شبکه های حسگر بی سیم، نمونه برداری فشرده، خوشه بندی، محل گره چاهک، تعداد ارسال ها
  • اسماعیل کریمی*، ابراهیم برزآبادی صفحات 51-60
    در این مقاله به طراحی و شبیه سازی تقویت کننده کم نویز (LNA) در فرکانس 2.4GHz در فناوری CMOS پرداخته شده است. فرایند شبیه سازی با نرم افزار HSPICE RF انجام گرفته است. استفاده از ساختار کسکود به توان مصرفی پایین تر همراه با بهره ولتاژ و بهره توان بالاتر منجر می شود. شبکه ی تطبیق اضافه شده در این مقاله باعث بهبود پارامتر S11به مقدار قابل قبولی شده و باعث شده است که کنترل خوبی بر قسمت حقیقی امپدانس، از طریق انتخاب مناسب شبکه تطبیق در ورودی و خروجی، در مدار داشته باشیم. با انتخاب مناسب المان های مدار در این ساختار توانسته ایم بین پارامترهای مدار شامل عدد نویز، بهره، توان مصرفی و پایداری مصالحه مناسبی انجام دهیم که به عدد نویز، ضریب انعکاس ورودی و توان مصرفی پایین همراه با بهره بالا منجر شده است. در فرکانس 2.4GHz و با ولتاژ تغذیه 1.8v، توان مصرفی 1.9mW و سایر پارامترهای مدار بدین صورت است:NF=1.21dB، Av=28dB، S11=-29.25dB، S12=-35.49dB، S21=18.46dB
    کلیدواژگان: تقویت کننده کم نویز(LNA)، تطبیق امپدانس، نویز فیگر (NF)، بهره، پایداری
|
  • Mohammad Rahmanian, Ahmad Hatam, Mohammad Ali Shafieeian* Pages 3-20
    Videos are made up of a temporal sequence of frames and are projected at a proper rate to create the illusion of motion. This means that there exists a high correlation between adjacent temporal frames so that when projected at a proper rate, smooth motion is seen. Correlation between adjacent temporal frames is called interframe correlation. In order to decode compressed video bit stream uniformly by various platforms and devices, the bit stream format must be predefined. Thus, there must be a standard for a video compressor, which will enable all standard-compliant compressed video data to be decoded anywhere. The goal is to propose a new video compression algorithm based on wavelet transform and neural networks. Using wavelet transform leads to factorization in temporal as well as spatial domain. The goal in this paper is to achieve a compression algorithm which would be faster and has more compression ratio. Neural networks are used for prediction which is one of the most important functions in any video compression scheme. Furthermore, the proposed algorithm is compared with MPEG standard. Simulation results show the befits of using wavelet transform which reveal that the proposed algorithm is faster and has better performance in some aspects compared to MPEG standard. The video which obtained from proposed algorithm has acceptable in human visual and since it needs less than space for storing, it is suitable for portable devices.
    Keywords: video compression, motion compensation, motion estimation, video encoder, decoder, MPEG standard
  • Narges Malekpoor, Mohammad Amin Honarvar*, Abdolmehdi Dadgarpour Page 15
    In this paper, A compact multiple-input-multiple-output (MIMO) antenna with a small size of 26×31mm2 is proposed for portable ultrawideband (UWB) applications. The antenna consists of two square-monopole antenna with microstrip-fed by a 50- Ω printed on one side of the substrate. To enhance isolation and increase impedance bandwidth, two long ground stubs are added to the ground plane on the other side. Simulation is used to study the antenna performance in terms of reflection coefficients at the two input ports, coupling between the two input ports, radiation pattern, realized peak gain, efficiency and envelope correlation coefficient. Results show that the MIMO antenna has an impedance bandwidth ( for S22
    Keywords: Multiple, input, multiple, output (MIMO) antenna, ultrawideband (UWB), mutual coupling reduction
  • Amir Reza Moadeli*, Khoshnam Shojaee Pages 25-32
    In this paper, the system control design problem twin rotors helicopters Unmanned Aerial Vehicles (UAV) in three dimensional space Without uncertainty based on the dynamic adaptive control is studied. the adaptive Dynamic surface control approach complexity explosion problem in non-linear control step back or backstepping method [45] using the First-order filters removed. The first helicopter dynamic equations and functions are examined. Then, the Dynamic surface control techniques by compare non-linear control technique back stepping [45] is checked and the system is simulation by both techniques adaptive Dynamic surface control and nonlinear control back stepping method. The proposed adaptive dynamics surface nonlinear control method approach is able to guarantees that all the signals in the closed-loop system are asymptotically stable for all initial conditions and you can also choose appropriate design parameters of the system output converges to a small neighborhood of origin ensured . Finally, simulation results are presented, showing the effectiveness of control methods are given.
    Keywords: Helicopter, Nonlinear Control, Backstepping Nonlinear Control, Dynamic Surface Control
  • Maisam Vaheb*, Ali Hashemi, Hossein Emami, Mahdi Emami Pages 31-40
    Nowadays one of the specialized and important issues in construction of marine floats is to design the communication telecom system between them. Always this issue has been posed how to establish an appropriate communication for floats in different distances and different weather conditions in the sea. Due to the restrictions, such as equipment size, weight bearing on the floats has always existed.One of the main parts of telecom communication system is antenna.The main problem, use antennas and Towers various in floats, As required, waves with different wavelength sand different routes to be published. If the antenna can be designed with small dimensions and possible,wide frequency range and also covered omni-directions, the problem has been mentioned above somewhat is resolved. The purpose of this paper is to design and simulate of a sample of integration broadband antenna and omni-directional, that resolve About restrictions above and Integration of two antennas in frequency range of VHF/UHF=150-450MHZ and HF=3-30MHZ with characteristics of 50ohm input impedance, linear vertical polarization, VSWR
    Keywords: Integrated broadband antenna, marine floats, omni directional antenna
  • Esmaeel Karimi*, Ebrahim Borzabadi Pages 51-60
    Abstract: This paper presents the design and simulation of low-noise amplifier (LNA) with .18CMOS technology in 2.4GHz frequency addressed, the process HSPICE RF simulation software has been done. Using cascode structure leads to lower power consumption with higher voltage gain and power gain. Matching network was used in the design of this circuit has a very good improves on the parameter S11 and allows to have a good control on the real part of the impedance of circuit by appropriate selection of matching network in input and output. By right choosing of circuit elements in this structure can have an approllllojjpriate compromise among the circuit parameters like noise figure, gain, power and stability to reaching noise figure (NF), input reflection coefficient and low power consumption with high gain. In the 2.4GHz frequencyl with 1.8V supply voltage and 1.9 mW power consumption, the circuit parameters are: NF=1.21dB, Av=28.dB, S11=-29.25dB, S12=-35.49dB, S21=18.46dB
    Keywords: Low, Noise Amplifier (LNA), Impedance matching, noise figure, Gain, Stability