فهرست مطالب

مهندسی برق - سال چهل و هفتم شماره 3 (پیاپی 81، پاییز 1396)

نشریه مهندسی برق
سال چهل و هفتم شماره 3 (پیاپی 81، پاییز 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/06/20
  • تعداد عناوین: 40
|
  • مهدی احمدی جیردهی، وحید سهرابی تبار، رضا همتی صفحات 805-816
    در این مقاله، بر روی برنامه ریزی بهینه ریزشبکه مبتنی بر سیستم فازی- عصبی تطبیقی که در حضور بارهای الکتریکی و گرمایی، منابع انرژی تجدیدپذیر (باد و خورشید)، CHP، منابع انرژی مرسوم (میکروتوربین و بویلر)، سیستم های ذخیره انرژی (ذخایر الکتریکی و گرمایی) و تجهیزات D-FACTS است، تمرکز خواهد شد. تجهیزات D-FACTS بر روی خط ارتباطی بین ریزشبکه و خط اصلی نصب شده تا امکان تبادل توان افزایش یابد. در برنامه ریزی مطرح شده، سرعت باد، تابش خورشید و بارها به صورت تصادفی در نظر گرفته خواهند شد. مسئله مطرح شده به صورت خطی عدد صحیح مقید مدل شده و توابع هدف آن هزینه و آلودگی خواهد بود. نتایج نهایی نشان دهنده بهبود عملکرد ریزشبکه در حضور تجهیزات D-FACTS خواهد بود به طوری که هزینه به مقدار قابل توجهی کاهش خواهد یافت. همچنین، نشان داده خواهد شد که با استفاده از سیستم فازی- عصبی تطبیقی، با خطای بسیار پایین، زمان شبیه سازی به مقدار قابل توجهی کاهش خواهد یافت که در سیستم های مدیریتی با ابعاد بزرگ می تواند بسیار کاربردی باشد. مسئله تصادفی چندهدفه مطرح شده با استفاده از روش محدودیت اپسیلون ارتقایافته حل شده و تمامی نتایج با استفاده از نرم افزار GAMS24.1.3/CPLEX12.5.1 به دست آمده است.
    کلیدواژگان: تجهیزات D-FACTS، برنامه ریزی چندهدفه، ریزشبکه، سیستم فازی - عصبی تطبیقی، مدیریت تصادفی
  • الهه اسدی، سعید بلوچیان صفحات 817-827
    در این مقاله، کنترل مقاوم-تطبیقی مدل مرتبه کسری یک موتور جریان مستقیم سری که در معرض عدم قطعیت های پارامتری و نیز اغتشاشات خارجی قرار دارد در نظر گرفته شده است. در رویکرد اول این مقاله، یک کنترل کننده مد لغزشی به گونه ای برای سیستم نامی طراحی شده است که سیستم موتور را پایدار مجانبی کند. سپس با در نظر گرفتن عدم قطعیت ها و اغتشاشات خروجی در سیستم، روش کنترل مد لغزشی برای مقابله با عدم قطعیت های سیستم به کار رفته است. در ادامه یک کنترل کننده مقاوم-تطبیقی به گونه ای طراحی شده است که موتور جریان مستقیم سری را حتی با عدم اطلاع از کران بالای عدم قطعیت سیستم، پایدار کرده و به مقادیر مطلوب همگرا کند. نتایج شبیه سازی، عملکرد روش های کنترل پیشنهادی را به خوبی نشان می دهند.
    کلیدواژگان: موتور سری جریان مستقیم، کنترل مقاوم، تطبیقی، کنترل کننده مد لغزشی تطبیقی
  • نصیبه اسدی پرور ماسوله، اسدالله شاه بهرامی صفحات 829-842
    برآورد خودکار سن از تصویر چهره کاربردهای مختلفی ازجمله در پزشکی قانونی، مدیریت ارتباط با مشتری و کنترل امنیت دسترسی دارد. بدین منظور ویژگی های مختلفی از تصاویر چهره استخراج، پردازش و انتخاب می شوند و با استفاده از الگوریتم های دسته بندی، سن تصویر چهره موردنظر تخمین زده می شود. استخراج و انتخاب ویژگی های مناسب یک مرحله اساسی و مهم در این فرآیند برآورد خودکار است، که انجام آن معمولا سخت و مشکل است به طوری که دقت برآورد تا حد زیادی به این مرحله وابسته است. ویژگی های که برای برآورد سن استفاده می شود هم در ویژگی های محلی در قسمت های مختلف چهره مانند انواع چین وچروک ها و هم در ویژگی های عمومی مانند اندازه، شکل و ظاهر چهره وجود دارند. هدف این مقاله افزایش دقت برآورد سن، با استفاده از تلفیق ویژگی های محلی و عمومی است. ویژگی های محلی با استفاده از الگوریتم های هارالیک و هیستوگرام های گرادیان های جهت دار استخراج می شوند درحالی که ویژگی های عمومی با استفاده از مدل ظاهر فعال به دست می آیند. همچنین بررسی می شود که چه ترکیبی از ویژگی های محلی و عمومی باعث افزایش دقت می شود. نتایج پیاده سازی ها بر روی پایگاه تصاویر چهره محک زن نشان داد که تلفیق ویژگی های محلی و عمومی باعث افزایش دقت و همچنین تلفیق ویژگی های هیستوگرام های گرادیان های جهت دار با مدل ظاهر فعال نسبت به تلفیق ویژگی های هارالیک با مدل ظاهر فعال دارای دقت برآورد بیش تری است.
    کلیدواژگان: برآورد سن، الگوریتم های استخراج ویژگی، الگوریتم انتخاب ویژگی، الگوریتم نزدیک ترین همسایه
  • مریم سادات اسدی نیا، طاهره بینازاده صفحات 843-855
    این مقاله، تکنیک جدیدی به منظور پایدارسازی سیستم های سینگولار دارای تاخیر بازه ای در حضور اشباع محرک ارائه می دهد که منجر به یافتن معیار پایداری وابسته به نرخ تغییرات تاخیر و کران بالا و پایین بازه تاخیر، خواهد شد. هدف از پایدارسازی، طراحی قانون کنترل فیدبک حالت اشباع شده می باشد به نحوی که سیستم حلقه بسته، رگولار، ضربه آزاد و پایدار باشد. تاخیر زمانی نامعلوم و متغیر در بازه ای با کران بالا و پایین معلوم در نظر گرفته شده و مسئله پایدارسازی در دو حالت: مستقل از تاخیر و وابسته به بازه تاخیر بررسی می شود. ابتدا، سیستم های سینگولار دارای تاخیر و قید اشباع محرک را در نظرگرفته، شرایط وجود کنترل کننده فیدبک حالت پایدارساز مستقل از تاخیر با رویکرد LMI طی قضیه ای ارائه می شود. سپس، قضایای پایداری وابسته به بازه تاخیر، شرایط LMI جدیدی را به منظور تضمین پایداری سیستم حلقه بسته ارائه می دهند. علاوه برآن، در قضایای ارائه گردیده تخمینی از ناحیه جذب به دست آورده می شود. در پایان، برای نشان دادن کارایی و کاربردی بودن رویکرد کنترلی ارائه شده، یک سیستم مدار الکتریکی با المان جزئی (به عنوان یک سیستم عملی سینگولار دارای تاخیر) و یک مثال عددی بکار گرفته شده و نتایج شبیه سازی ها دستاوردهای تئوری مقاله را تایید نموده اند.
    کلیدواژگان: سیستم های سینگولار، تاخیر نامعلوم و متغیر با زمان، پایداری مستقل از تاخیر، پایداری وابسته به بازه تاخیر، اشباع محرک
  • مریم باسره، ولی درهمی، سجاد ظریف زاده صفحات 857-866
    دادگان متنی و از آن جمله متون خبری از حوزه های مهم بازیابی اطلاعات به شمار می رود و استخراج اطلاعات از آن ها ضروری است. این امر با استخراج عبارات کلیدی اسناد که دربردارنده محتوای اصلی متن است، صورت می گیرد. در این پژوهش، راهکاری سه مرحله ای جهت استخراج عبارات کلیدی از صفحات خبری وب پارسی، با ترکیب شیوه های زبان شناختی، یادگیری با ناظر، ابتکاری و تعداد نسبتا جامعی از شیوه های آماری ارائه می شود. همچنین، یک مجموعه داده خبری و لیستی از عبارات توقفی خبری ایجاد می گردد. در پژوهش حاضر، با توجه به ویژگی های دادگان، از دسته بند جنگل تصادفی استفاده و عملکرد خوب آن به کمک نتایج آزمایش ها ثابت می شود. به علاوه، استفاده از امتیاز تعلق گرفته به عبارات توسط دسته بند، جهت ایجاد لیستی مرتب از عبارات برای دسته بندی، به جای استفاده ازخروجی دسته بند، پیشنهاد می شود. نتایج، نشان دهنده دقت قابل قبول سیستم ارائه شده است.
    کلیدواژگان: عبارات کلیدی، استخراج عبارات کلیدی، اسناد خبری، شیوه های آماری، یادگیری با ناظر، متن کاوی، بازیابی اطلاعات
  • رضا بستانی، جواد یاوند حسنی صفحات 867-875
    در این مقاله نوسان گر LC با تزویج ضرب دری در فرکانس های باند میلی متری تحلیل شده است. با استفاده از دیدگاه مقاومت منفی و استفاده از مدل دوقطبی برای المان ها، روابط دقیقی برای فرکانس و شرط نوسان ارائه شده است. روابط جدید ارائه شده اثر مخرب پارازیتی المان ها و به خصوص RG و CGD بر رفتار نوسان ساز در فرکانس های بالاتر را به خوبی نشان داده و مشخص می کنند که در فرکانس های بالا، شرط نوسان تابع از فرکانس نوسان است. ملاحظه می شود که وجود مقاومت سری گیت باعث از بین رفتن شرط لازم نوسان در فرکانس های بالا می شود. در ادامه کمینه مقدار سلف برای داشتن بیشینه نوسان در نوسان گر تعیین خواهد شد. تحلیل های ارائه شده در تکنولوژی TSMC 0.18um RF با استفاده از نرم افزار ADS تصدیق شده است.
    کلیدواژگان: مقاومت گیت، بیشینه فرکانس نوسان، نوسان گر تزویج ضرب دری، نوسان گرهای هارمونیک اصلی، نوسان گرهای هارمونیکی
  • حمید پروین، مجید محمدپور، روح الله امیدوار صفحات 877-891
    شبکه های حسگر بی سیم (WSNها) از تعداد زیادی سنسور تشکیل شده است که دارای قابلیت هایی مانند حسگری، محاسبات، و برقراری ارتباط می باشند. توان باتری یک منبع مهم شبکه حسگر بی سیم می باشد. بنابراین عملکرد موثر شبکه حسگر بی سیم بستگی به استفاده بهینه از منبع باتری دارد. شبکه های حسگر بی سیم به طور معمول دارای محدودیت مصرف انرژی هستند. طراحی پروتکل مسیریابی مناسب به طور قابل توجهی می تواند مصرف انرژی در شبکه های حسگر بی سیم را کاهش دهد. در این مقاله یک راه کار جدید پیشنهاد شده که در آن گره به صورت خاص و در نواحی مختلف قرار گرفته تا پوشش در محیط برقرار شود و برای کاهش مصرف انرژی در گره ها، تنها یک گره در هر ناحیه در یک بازه زمانی فعال و سایر گره های ناحیه به حالت خواب خواهند رفت. برای برقراری چرخه وظایف و عدم تحمیل بار زیاد بر یک گره، گره فعال که وظیفه حس کردن و حفظ پوشش در ناحیه را برعهده دارد، در بازه زمانی بعدی ممکن است گره دیگر به عنوان گره فعال انتخاب شود. در شرایطی که بخشی از شبکه از گره تهی و اطلاعات آن در دسترس نباشد، با استفاده از تخمین اتفاق آرا توسط گره های سایر نواحی مجاور می توان سعی در تخمین مقدار آن ناحیه داشت. در واقع انتظار می رود که در روش پیشنهادی، با استفاده از ناحیه بندی محیط، تخمین اتفاق آرا و چرخه وظایف پوشش سراسری در شبکه بی سیم، کارایی بهبود یابد.نتایج حاصل نشان داده که روش پیشنهادی دارای کارایی مناسبی نسبت به سایر روش های مورد مقایسه است.
    کلیدواژگان: شبکه حسگر بی سیم، پوشش، ناحیه بندی، چرخه وظایف، تخمین اتفاق آرا
  • مریم تقی زاده، عبدالله چاله چاله صفحات 893-903
    جستجوی مبتنی بر تصویر در پایگاه داده های تصویری، یکی از موضوعات کاربردی در بینایی ماشین می باشد. جستجو بر اساس یک یا چند درخواست تصویری با محتویات یکسان در چند دهه گذشته بسیار مرسوم بوده اما بازیابی با تکیه بر چند درخواست تصویری با محتویات متفاوت چندان موردتوجه نبوده و تحقیقات چندانی در این زمینه انجام نگرفته است. در این مقاله برای بازیابی تصویر مبتنی بر چند درخواست متفاوت یک چارچوب جدید مبتنی بر ترکیب محتوای تصاویر پیشنهاد شده و برپایه این روش، چندین عملگر جدید جستجو معرفی شده است. روش پیشنهادی شامل چهار مرحله است: در مرحله اول برای هر یک از درخواست های تصویری صادر شده یک بازیابی بر مبنای ویژگی های سطح پایین انجام می شود و از نتایج این بازیابی یک بردار باینری متناظر با مولفه های تصویر به صورت خودکار به دست می آید. این بردار متناظر با نواحی و اشیاء برجسته درون تصویر است. سپس بردارهای هر درخواست تصویری با یک عملگر منطقی ترکیب و یک بردار جدید حاصل می شود. در مرحله سوم و چهارم به ترتیب عملیات بازیابی و نمایش نتایج بر اساس همین بردار جدید انجام می گردد. از ویژگی های برجسته این شیوه ارائه یک روش کارا برای ترکیب تصاویر به منظور انجام بازیابی بر اساس چند درخواست تصویری با محتویات متفاوت بوده که کاهش محاسبات پیچیده و زمان گیر و پیاده سازی آسان عملگرهای جستجو را فراهم می نماید. این عملگرها مبتنی بر تئوری مجموعه ها و در قالب عملگرهای منطقی پیشنهاد و پیاده سازی شده اند. نتایج به دست آمده از آزمایش های تجربی کارایی روش پیشنهادی را اثبات می کند. در مقایسه با روش های پیشین مقدار کارایی 27% افزایش داشته است.
    کلیدواژگان: بازیابی تصویر، چند درخواست تصویری، عملگر جستجو، عملگر منطقی، ویژگی سطح پایین
  • مهرداد جعفربلند، علی شیرزادی صفحات 905-915
    موتور سنکرون آهن ربای دائم بدون یاتاقان نوع جدیدی از ماشین های الکتریکی است که حاصل ترکیب مشخصات موتور سنکرون آهن ربای دائم معمولی و یاتاقان مغناطیسی می باشد. در اغلب تحقیقاتی که پیرامون طراحی کنترل کننده این موتور گزارش شده، از مدل های ریاضی بدون در نظر گرفتن تزویج بین سیم پیچ های گشتاور و تعلیق مغناطیسی استفاده شده است. نتایج شبیه سازی در این مقاله نشان می دهد که اگر کنترل کننده بر مبنای مدل ریاضی بدون تزویج طراحی شده و سپس همین کنترل کننده برای مدل ریاضی با تزویج مغناطیسی که نشان دهنده مدل دقیق تر و واقعی تر موتور است، مورد استفاده قرار گیرد پاسخ سیستم همراه با خطا خواهد بود. بنابراین تزویج بین دو سیم پیچ قابل چشم پوشی نیست و برای اطمینان از صحت عملکرد سیستم کنترل باید طراحی کنترل کننده با در نظر گرفتن تزویج انجام شود. در این مقاله کنترل کننده ای برای موتور طراحی شده که در آن تزویج بین سیم پیچ های گشتاور و تعلیق مغناطیسی در نظر گرفته شده است. نتایج شبیه سازی با استفاده از نرم افزار سیمولینک متلب نشان می دهد که به هنگام تغییر ناگهانی سیگنال های مرجع مولفه های جابه جایی شعاعی روتور یا تغییر ناگهانی گشتاور بار، سیستم تعلیق مغناطیسی پایدار بوده و از عملکرد مطلوبی برخوردار است. بنابراین صحت روش کنترلی پیشنهادی تایید می شود.
    کلیدواژگان: موتور سنکرون آهن ربای دائم بدون یاتاقان، مدل ریاضی، تزویج مغناطیسی، روش سیستم معکوس
  • پوریا جعفری، محمد تشنه لب، مهسان توکلی کاخکی صفحات 917-929
    با توجه به گسترش حسابان کسری، این زمینه روزبه روز بیش تر مورد توجه پژوهشگران قرار می گیرد. مهندسان کنترل نیز از این امر مستثنی نبوده و الگوریتم های کنترلی مختلفی برای سیستم های مرتبه کسری ارائه داده اند. همچنین توانایی بالای سیستم های فازی در کنترل سیستم های دینامیکی با نامعینی و اغتشاش ثابت شده است. شرط اصلی استفاده از سیستم های فازی پیاده سازی مناسب دانش فرد خبره است. در صورتی که نقصی در انتقال دانش خبره رخ دهد، دیگر سیستم فازی تقریب گر جامع نبوده و قابل اعتماد نیست. در این مقاله یک سیستم فازی تطبیقی برای کنترل سیستم های غیرخطی مرتبه کسری معرفی شده است. برای بهبود عملکرد کنترل کننده، سیگنال جبران ساز اضافه شده تا در صورتی که توابع تعلق نامناسب انتخاب گردند، باز هم عمل کنترل به خوبی انجام شود. پایداری میتگ-لفلر سیستم حلقه بسته با لیاپانوف مرتبه کسری تضمین شده و الگوریتم تصویرسازی مرتبه کسری نیز برای محدود نگه داشتن پارامترهای آزاد سیستم فازی ارائه شده است. در انتها نیز روش کنترلی پیشنهادی بر روی دو نوع سیستم غیرخطی مرتبه کسری پیاده سازی شده است. نتایج نشان می دهند که ترکیب کنترل کننده فازی با جبران ساز به خوبی اهداف کنترلی را برآورده کرده و خروجی سیستم حلقه بسته در دو حالت توابع تعلق مناسب و توابع تعلق نامناسب در بخش مقدم، بسیار قابل قبول است.
    کلیدواژگان: کنترل کننده فازی تطبیقی، سیگنال جبران ساز، سیستم غیرخطی مرتبه کسری، لیاپانوف مرتبه کسری
  • مرتضی جهان تیغ، مصطفی چرمی صفحات 931-938
    در این مقاله به ارائه روشی دومرحله ای برای بهبود دقت طبقه بندی سیگنال EEG می پردازیم. هدف اصلی این مقاله، بهبود طبقه بندی تصورات حرکتی نشات گرفته از سیگنال مغز است. در این راستا یک طبقه بند ترکیبی مبتنی بر قوانین جبر بول و الگوریتم ژنتیک ارائه شده است که برای استخراج ویژگی از سیگنال EEG، از ویژگی های حوزه زمان-فرکانس استفاده می کند که شامل شاخص های آماری و غیرآماری به دست آمده از تبدیل بسته موجک است. در این مقاله برای بهبود نتایج طبقه بندی، در مرحله اول یک مجموعه از درخت های تصمیم با خطاهای متفاوت ایجاد می شوند سپس با استفاده از الگوریتم ژنتیک این درخت ها هرس شده و ارتفاع آن ها کاهش می یابد و ویژگی های استخراج شده به طبقه بند درخت تصمیم به عنوان طبقه بند پایه داده می شود. در مرحله دوم با استفاده از الگوریتم ژنتیک قاعده ترکیب بهینه برای ترکیب نتایج طبقه بندها به دست می آید. قاعده ترکیب بر اساس قوانین جبر بول ارائه شده است. برای داده های موردنیاز از نسخه دوم مجموعه داده های BCI Competition و مجموعه داده سوم استفاده شده است. نتایج پیاده سازی روش پیشنهادی دقت 96.43% را به همراه داشته است که به نسبت روش های موجود در طبقه بندی سیگنال EEG، 6.43% عملکرد بهتری را داشته است.
    کلیدواژگان: رابط مغز و کامپیوتر، ترکیب طبقه بندها، جبر بول، الگوریتم ژنتیک، تبدیل موجک
  • علی حسامی نقشبندی، هیوا شمس صفحات 939-950
    این مقاله با استفاده از الگوریتم تکاملی ژنتیک به حل پخش بار بهینه با در نظر گرفتن توابع هدف مختلف در شرایط احتمالی متفاوت با محوریت قرار دادن قید پایداری سیگنال کوچک می پردازد. هدف نهایی از پخش بار بهینه (OPF)، پیدا کردن نقطه کار بهینه در یک سیستم قدرت با در نظر گرفتن محدودیت های موجود می باشد. با اضافه کردن قید پایداری سیگنال کوچک به محدودیت های پخش بار بهینه می توان یک حالت تدافعی و پیشگیرانه را برای جلوگیری از ناپایداری های سیگنال کوچک در نقطه کار بهینه سیستم به وجود آورد و نیز اطمینان حاصل نمود که هرگاه اختلالات کوچکی در سیستم رخ دهند، نوسانات الکترومکانیکی ایجادشده به طور موثری میرا خواهند شد و سیستم به نقطه کار عادی خود باز خواهد گشت. دو نوع تابع هدف مورداستفاده در این مقاله شامل تابع هدف کمینه کردن هزینه ژنراتورها و تابع هدف امنیت اجتماعی مورد انتظار ضمن برآورده شدن قیود مسئله، به طور مناسبی به وسیله الگوریتم تکاملی ژنتیک بهینه می شوند. استراتژی پیشنهادی قادر به حل مسئله SSSC-OPF و پیدا کردن نقاط قبل و بعد از بروز اختلال می باشد. نتایج حاصل از پیاده سازی الگوریتم و نیز شبیه سازی های انجام شده بر روی دو سیستم آزمون 9 و 24 شینه IEEE نشان دهنده کارایی و اعتبار روش پیشنهادی است.
    کلیدواژگان: پخش بار بهینه، پایداری سیگنال کوچک، الگوریتم ژنتیک، بهینه سازی مقادیر ویژه
  • محسن حسن پور ناصریه، سیدمحمدعلی محمدی، مجتبی برخورداری یزدی صفحات 951-963
    در این مقاله یک کنترل کننده پسگام تطبیقی با به کارگیری سیستم منطق فازی برای دسته ای از سیستم های غیرخطی پسخوردی غیراکید با تاخیر متغیر با زمان و پسماند نامشخص طراحی شده است. از سیستم منطق فازی به طور مستقیم به منظور تقریب زنی غیرخطی های نامشخص استفاده شده است. کنترل کننده تطبیقی-فازی، با استفاده از تکنیک پسگام و انتخاب تابعی های لیاپانوف-کراسوفسکی مناسب ساخته شده است. توسط روش کنترلی پیشنهادی، کرانداری تمامی سیگنال های سیستم حلقه بسته به مفهوم SGUUB تضمین شده است. مزیت عمده روش پیشنهادی در این مقاله این است که هیچ نیازی به ساخت معکوس پسماند، برای از بین بردن اثر پسماند نمی باشد. در پایان کارآمد بودن روش پیشنهادی به کمک دو مثال شبیه سازی نشان داده شده است.
    کلیدواژگان: کنترل کننده تطبیقی، فازی، روش طراحی پسگام، پسماند، فرم پسخوردی غیراکید، تاخیر متغیر با زمان نامشخص
  • حدیث حیدری، عبدالله چاله چاله صفحات 965-976
    برای بسیاری از محققان، روندی که به طور خودکار افراد را براساس رفتارهای بیومتریک شناسایی می کند به شدت مورد توجه واقع گردیده است. بررسی هویت به کمک عنبیه از متداول ترین روش های بیومتریک به شمار می رود که در مقایسه با سایر مولفه های بیومتریکی، باعث متمایز شدن آن در کاربردهای امنیتی شده است. الگوریتم پیشنهادی از 6 مرحله اصلی تشکیل شده است: ارتقاء تصویر با الگوریتم Retinex، مکان یابی مرزهای داخلی و خارجی عنبیه، بخش بندی عنبیه، نرمال سازی، استخراج ویژگی و کدگذاری عنبیه. در این مقاله، روش خودکار جدیدی برای استخراج ویژگی از تصاویر عنبیه ارائه شده که در این الگوریتم از روش پنجره متحرک برای تولید بردار ویژگی استفاده شده است و سپس با استفاده از الگوریتم بهبود یافته دسته ذراتمسئله تعیین مقادیر بهینه بردارهای ویژگی بهینه سازی می گردد. آزمایش های انجام شده روی مجموعه داده CASIA، نشان می دهد که با روش پیشنهادی مقاله، فضای حافظه موردنیاز تا حد قابل توجهی کاهش یافته و با بهره گیری از معیارهای مختلف عملکرد ازجمله نرخ پذیرش نادرست، نرخ عدم پذیرش نادرست، نرخ تشخیص الگوریتم به میزان 98.93%، نرخ خطای مساوی و شاخص تصمیم پذیری نشان داده شده که این روش می تواند با دقت بهتر و خطای کم تری عمل نماید. به علاوه، با استفاده از الگوریتم تکاملی پیشنهادی و با وزن دار کردن ویژگی های تصویر دقت تشخیص هویت افراد نسبت به روش های پیشین افزایش یافته است.
    کلیدواژگان: استخراج ویژگی، بهینه سازی دسته ذرات، بیومتریک ها، تشخیص عنبیه، نرخ تشخیص
  • ندا خانبانی، امیرمسعود افتخاری مقدم صفحات 977-987
    تشخیص اشارات یک وظیفه مهم در حوزه هایی مانند تعامل انسان و کامپیوتر، تشخیص زبان اشاره و رباتیک می باشد. این مقاله یک الگوریتم تشخیص اشارات برای زبان اشاره آمریکایی مختص ناشنوایان ارائه می دهد. در این مقاله، یک روش بسیار دقیق برای تشخیص اشارات ایستا از یک تصویر عمق و درخت تصمیم فازی پیشنهاد شده است. در ابتدا، از تصاویر عمق برای استنتاج ویژگی های ثابت چرخش، تفسیر و مقیاس پذیری استفاده شده است. سپس، با استفاده از یک جنگل تصادفی چندلایه ای فازی، برای طبقه بندی بردارهای ویژگی آموزش داده، که برای تشخیص اشارات دست واگذار شده است. برای بهبود طبقه بندی، از انعطاف پذیری منطق فازی و مجموعه های فازی استفاده شده است. در حقیقت، این رویکرد، استحکام سیستم های طبقه بندی چندگانه، قدرت تصادفی بودن برای افزایش تنوع درختان، و انعطاف پذیری منطق فازی و مجموعه های فازی را برای مدیریت داده های ناقص ترکیب می کند.
    کلیدواژگان: جنگل تصادفی، درخت تصمیم فازی، مجموعه های فازی، جنگل تصادفی چندلایه ای فازی
  • حسین خندانی، سیدمحمدمهدی دهقان، هادی مرادی صفحات 989-999
    در ردیابی هوایی یک هدف زمینی، ممکن است ادامه ماموریت به دلایلی از قبیل اتمام سوخت به یک پهپاد جایگزین واگذار گردد. این مقاله به دنبال ارائه یک الگوریتم برخط، برای تامین توام بیشترین احتمال بازیابی هدف و بیشترین پوشش دهی منطقه ای در فرآیند واگذاری است. پهپاد جایگزین ابتدا با استفاده از مدل تخمینی حرکت هدف و آخرین موقعیت رویت آن، مسیر حرکت هدف را پیش بینی می کند. سپس محدوده عدم قطعیت موقعیت هدف را برای هر نقطه از مسیر تعیین می نماید. موقعیتی از هدف که در آن ناحیه عدم قطعیت موقعیت هدف و پهنای دید پهپاد کمترین تفاوت را دارند، نقطه مناسب بازیابی هدف توسط پهپاد جایگزین است. از بین مسیرهای ممکن به سمت نقطه بازیابی، مسیری که بیشترین پوشش منطقه ای را فراهم نماید، بهترین مسیر بازیابی است. این مسیر با یک الگوریتم ابداعی بر پایه «انتخاب جلورونده» تعیین می شود. این الگوریتم ابتدا نقاط پوشش داده نشده منطقه را برحسب فاصله آنها از یکدیگر به خوشه های متعدد تقسیم می کند. سپس هر مرکز خوشه برحسب تاثیرگذاری که بر روی میزان پوشش دهی دارد، مشروط بر آنکه زمان طی کردن مسیر جدید، کوچک تر از زمان رسیدن هدف به نقطه بازیابی باشد، به مسیر بازیابی افزوده می شود. در هر دور از اجرای الگوریتم، با استفاده از روش «اصلاح کاهنده» تکه مسیرها به صورت بازگشتی با یکدیگر تلفیق شده تا همه حالت های مسیر بازیابی هدف بررسی شده و الگوریتم در بهینه محلی قرار نگیرد. شبیه سازی این روش و مقایسه نتایج آن با بهترین مسیر ممکن، موفقیت بالای روش پیشنهادی را در بازیابی هدف و حداکثر ساختن پوشش منطقه ای نشان می دهد.
    کلیدواژگان: پهپاد، هدف زمینی متحرک، ردیابی، واگذاری ماموریت، پوشش بهینه، پیش بینی حرکت
  • احمد دارابی، علی بهنیافر، حامد طحانیان، هاشم یوسفی صفحات 1001-1012
    در این مقاله یک الگوریتم تکراری جدید برای مدل سازی موتور هیسترزیس استوانه ای طرح معکوس (با روتور بیرونی) شارمحیطی با استفاده از روش اجزاء محدود ارائه شده است. در این الگوریتم به ازای هر ولتاژ ترمینال موردنظر، از دو حلقه تکرار، یکی برای یافتن جریان تحریک سیم پیچی استاتور و دیگری برای پیدا کردن ولتاژ فاصله هوایی استفاده می شود. به دلیل چندمقداره بودن مشخصه هیسترزیس و درنتیجه عدم امکان معرفی مستقیم آن به اکثر نرم افزارهای اجزاء محدود رایج، از تزویج یک محیط برنامه نویسی و یک نرم افزار اجزاء محدود بهره گرفته شده است. با برقراری این تزویج، در هر یک از تکرارهای داخلی الگوریتم، معرفی حلقه هیسترزیس به مدل اجزاء محدود موتور از طریق اعمال جریان به سیم پیچ های استاتور و توزیع فضایی مغناطیس شوندگی به رینگ هیسترزیس انجام می شود. همچنین، به منظور فراهم آمدن امکان مقایسه نتایج مدل سازی اجزاء محدود، یک الگوریتم مدل سازی تکراری بر پایه روابط تحلیلی نیز برای این موتور ارائه شده است. نتایج مدل سازی ها به هر دو روش اجزاء محدود و تحلیلی با دقت مناسبی به یکدیگر نزدیک می باشند.
    کلیدواژگان: موتور هیسترزیس، طرح معکوس، شارمحیطی، مدل سازی، روش اجزاء محدود
  • فرناز درخشان، فاطمه خضرلو صفحات 1013-1024
    یکی از روش های کنترل ترافیک، استفاده از روش های هوشمند برای زمان بندی چراغ های راهنمایی در تقاطع ها می باشد. در این مقاله از تلفیقی از روش های خوشه بندی و الگوریتم ژنتیک برای طراحی و پیاده سازی مدلی مبتنی بر سیستم های چندعاملی برای زمان بندی تقاطع استفاده شده است. در سیستم پیشنهادی پس از دریافت بار ترافیکی تقاطع ها، تقاطع های تاثیرگذار در بار ترافیکی یکدیگر خوشه بندی می شوند. سپس با استفاده از الگوریتم ژنتیک و اطلاعات خوشه ها، بهترین زمان بندی برای چراغ های راهنمایی تقاطع ها محاسبه می گردد. همچنین برای رفع مشکلات احتمالی در رابطه با تغییر ناگهانی میزان ترافیک تقاطع ها و جلوگیری از محاسبات زیاد در هر سیکل از چراغ راهنمایی، از تبادل پیام بین عامل های مختلف استفاده شده است. از مزایای روش پیشنهادی این است که هیچ محدودیتی در تعداد تقاطع ها و فاصله آن ها وجود ندارد. این روش قابل اجرا برای چندراهی ها نیز می باشد. همچنین پردازش به صورت توزیع شده در سطح منطقه انجام می گیرد. روش پیشنهادی با 1200 داده آزمایشگاهی در مناطق پرتردد و 357 داده آزمایشگاهی در مناطق کم تردد با 8 تقاطع توسط روش شناسی Tropos و ابزار JADE پیاده سازی و آزمایش شده است. نتایج ارزیابی روش پیشنهادی در مقایسه با سایر سیستم هایی که فقط از یک روش هوشمند برای زمان بندی چراغ های راهنمایی استفاده کرده اند، نشان داد که به طور میانگین مدت زمان اجرای چند سیکل متوالی در روش پیشنهادی کم تر از سایر روش های منفرد است. همچنین به کارگیری روش پیشنهادی در مقایسه با سیستم زمان ثابت، در مناطق پرتردد و کم تردد به ترتیب 18.5% و 30.8% زمان تاخیر وسایل نقلیه را کاهش داده است.
    کلیدواژگان: کنترل هوشمند ترافیک، سیستم های چندعاملی، عامل ترافیک شهری
  • علی اکبر دسترنج صفحات 1025-1033
    در این مقاله، یک آنتن حلزونی چهاربازویی در باند فرکانسی 2 تا GHz 4 با ویژگی های تشعشعی مطلوب برای استفاده در سیستم های جهت یابی و ردگیری مونوپالس اهداف هوایی ارائه شده است. آنتن طراحی شده، از سه بخش اصلی تشعشع کننده حلزونی ارشمیدسی چهاربازویی، بالن چهاربازویی و محفظه فلزی استوانه ای تشکیل شده است. بالن چهاربازویی شامل چهار خط ریزنوار با باریک شوندگی خطی است و امپدانس ورودی تشعشع کننده حلزونی را به صورت خطی به امپدانس استاندارد Ω 50 در پورت های تغذیه آنتن تبدیل می کند. نقش محفظه فلزی استوانه ای، تک جهته نمودن پرتو تشعشعی و درنتیجه افزایش بهره آنتن است. نتایج حاصل از شبیه سازی آنتن با نرم افزارهای HFSS و CST نشان می دهند که با استفاده از امواج دریافتی از چهار پورت این آنتن، الگوهای تشعشعی مجموع و تفاضل بسیار مناسب با قطبی شدگی دایروی ایجاد می شوند. مقدار متوسط ایزولاسیون بین پورت های مختلف آنتن تقریبا dB 28 و میزان تلفات بازگشتی هر چهار پورت ورودی در کل باند فرکانسی کم تر از dB 10 است. همچنین بهره آنتن در حالت مجموع و عمق صفر ایجادشده در حالت تفاضل در فرکانس مرکزی GHz 3، به ترتیب dB 6.58 و dB 35.18 است.
    کلیدواژگان: الگوهای تشعشعی مجموع و تفاضل، آنتن حلزونی ارشمیدسی، بالن چهاربازویی، ردگیری مونوپالس
  • روشنک رضایی پور، احد کاظمی صفحات 1035-1046
    در این مقاله، تحلیل استاتیکی RHFC به عنوان یک عنصر FACTS ترکیبی جدید، بر اساس مدل سازی ریاضی جهت پخش بار بهینه بیان می شود. همچنین، نواحی عملکردی RHFC استخراج می گردد. به علاوه، مسئله بهینه سازی RHFC جهت بهینه کردن هزینه سوخت کل ژنراتورها، تلفات شبکه، بارپذیری شبکه و هزینه نصب ادوات FACTS به عنوان توابع هدف مسئله، بر روی شبکه های استاندارد 14 شینه و 30 شینه IEEE با استفاده از نرم افزارهای GAMS و MATLAB بررسی می شود. قابل توجه است که مسئله بهینه سازی، در قالب برنامه ریزی غیرخطی (NLP) و برنامه ریزی غیرخطی آمیخته به عدد صحیح (MINLP) در نرم افزارهای مذکور مدل می شود و با استفاده از حل کننده های MINOS و DICOPT حل می گردد. به منظور مشخص کردن قابلیت عملکردی RHFC، نتایج شبیه سازی با UPFC از لحاظ فنی و اقتصادی مقایسه می گردد.
    کلیدواژگان: RHFC، نواحی عملکردی، مدل سازی حالت دائم، ادوات FACTS ترکیبی، جایابی بهینه
  • امین رنجبران، محمود عبادیان صفحات 1047-1058
    در این مقاله، استراتژی کنترلی جدیدی جهت تنظیم ولتاژ بارهای بحرانی در مقدار نامی برای ریزشبکه های فشارضعیف پیشنهاد شده است. در این مقاله بدون ارتباط مخابراتی، افت ولتاژ امپدانس رابط بین خروجی DG تا نقطه اتصال مشترک (PCC) به ازای عبور توان های اکتیو و راکتیو جبران شده است. روش کنترل Q – V اصلاح شده تا ولتاژ بار بحرانی در مقدار نامی تنظیم شود. همچنین، توان های اکتیو و راکتیو بار به صورت دقیق بر اساس ظرفیت منابع DG بین آن ها تقسیم می شود. برای کنترل مجزای توان های اکتیو و راکتیو و دقت تقسیم آن ها بین منابع از امپدانس مجازی به همراه حلقه های کنترل ولتاژ و جریان استفاده شده است. همچنین، در این روش جریان چرخشی بین منابع حداقل شده است. شبیه سازی روش پیشنهادی برای ارزیابی موثر بودن آن بر روی دو شبکه انجام شده که یکی دارای 2 واحد DG و دیگری دارای 4 واحد DG است. نتایج نشان دهنده موثر بودن روش پیشنهادی است.
    کلیدواژگان: کنترل افتی، تقسیم توان های اکتیو و راکتیو، تنظیم ولتاژ و پایداری ریزشبکه، امپدانس مجازی، حلقه کنترل ولتاژ و جریان
  • بهینه سازی وزن ها در کرنل مرکب برای طبقه بند مبتنی بر نمایش تنک کرنلی
    طاهره زارع بیدکی، محمدتقی صادقی صفحات 1059-1072
    طبقه بند مبتنی بر نمایش تنک (SRC)یکی از الگوریتم های موفق در ترکیب مفاهیم مطرح در دو حوزه نمونه برداری فشرده و آموزش ماشین است. در SRC، هر نمونه بر اساس ترکیب خطی تنکی از نمونه های آموزشی نمایش داده می شود. با توجه به موفقیت های اولیه این الگوریتم، فرم کرنلیزه آن (KSRC) نیز ارائه شده که در آن داده ها با استفاده از تابع کرنل به طور غیر صریح به فضای ویژگی جدیدی با ابعاد بالاتر نگاشت یافته و سپسSRC اعمال می شود. در این چارچوب، انتخاب کرنل مناسب اهمیت زیادی دارد. استفاده از کرنل مرکب به جای استفاده از یک کرنل، بهترین راه حلی است که تاکنون برای این مسئله ارائه شده است. در این پژوهش، برای افزایش سرعت و دقت طبقه بند، از کرنل مرکب در ساختار KSRC استفاده شده است. کرنل مرکب، با جمع وزن دار کرنل های پایه ایجاد می شود که وزن کرنل ها با به کارگیری معیارهای متفاوتی تعیین می شود. در این مقاله، با هدف حداقل سازی خطای بازسازی درچارچوب KSRC، روش هایی برای بهینه سازی وزن کرنل ها ارائه می شود. بر این اساس، ابتدا روش های پایه برای ساخت کرنل مرکب که تا کنون برای کاربرد KSRC استفاده نشده است، مورد بررسی قرار خواهد گرفت. سپس الگوریتمی، نوین جهت بهینه سازی کرنل مرکب در چارچوب مسئله KSRC ارائه می شود. برای بررسی عملکرد الگوریتم های پیشنهادی از دادگان واقعی موجود در پایگاه داده UCI و مجموعه اعداد دست نویس MNIST استفاده شده است. نتایج حاصله موید عملکرد خوب الگوریتم پیشنهادی در شرایط مختلف و مقاوم تر بودن روش پیشنهادی در مواجهه با نویز است.
    کلیدواژگان: طبقه بند مبتنی بر نمایش تنک (SRC)، طبقه بند مبتنی بر نمایش تنک کرنلیزه شده (KSRC)، کرنل مرکب
  • بهبود عملکرد الگوریتم خوشه یابی خودکار تصاویر رنگی به کمک پیش پردازش با شبکه عصبی خودسامانده (SOM)
    علیرضا سردار، رمضان هاونگی صفحات 1073-1082
    با توجه به کاربرد فراوان مسئله خوشه یابی داده ها به عنوان یکی از مسائل مهم در مبحث بازشناسی الگو، زمینه های تحقیقاتی متنوعی از جمله خوشه یابی تصاویر به این موضوع اختصاص یافته است. اکثر روش های مطرح شده برای حل مسئله خوشه یابی تصاویر، مبتنی بر الگوریتم های هوش جمعی می باشد. با توجه به حجم بالای داده ورودی در این الگوریتم ها (برابر تعداد پیکسل های تصویر)، زمان محاسباتی زیادی صرف حل مسئله می شود به طوری که برای هر عضو جمعیت و به تعداد تکرار الگوریتم، برای تمام داده های ورودی باید هزینه خوشه یابی پیشنهادشده توسط هر عضو محاسبه شود. نویسنده در سال 1391 یک الگوریتم خوشه یابی نظارت نشده را به منظور خوشه یابی تصاویر رنگی، با استفاده از الگوریتم جستجوی گرانشی بهبودیافته معرفی کرده است. در این مقاله با توجه به عملکرد مناسب شبکه عصبی نگاشت های خودسامانده (SOM)، سعی شده است ابتدا روی تمام داده های ورودی، توسط این شبکه، یک خوشه یابی اولیه انجام شود و پس از کاهش حجم داده های ورودی، به تعداد نرون های خروجی شبکه عصبی SOM، این تعداد داده محدود، به عنوان داده های ورودی الگوریتم، جهت خوشه یابی نهایی و تعیین خودکار تعداد خوشه های تصویر، مورد استفاده قرار گیرد. از طرفی با توجه به کاهش فوق العاده تعداد داده ورودی، دیگر در الگوریتم هوش جمعی، جمعیتی با تعداد اعضای زیاد و همچنین تعداد تکرار بالا مورد نیاز نیست که این خود سرعت مضاعف الگوریتم را به دنبال دارد. نتایج انجام شده برای تعدادی تصویر نشان می دهد که در روش جدید، ضمن حفظ نسبی نتایج به دست آمده قبلی، برای بعضی تصاویر، بهبود مقدار برازندگی را نیز شاهد هستیم.
    کلیدواژگان: خوشه یابی نظارت نشده، هوش جمعی، الگوریتم جستجوگر گرانشی بهبودیافته، شبکه عصبی SOM، ناحیه بندی تصویر
  • سعید سعیدآبادی، امین اشرف گندمی، سید حسین حسینی، مهران صباحی صفحات 1083-1097
    در این مقاله یک اینورتر چندسطحی سه فاز جدید با منابع ولتاژ ورودی برابر پیشنهاد شده است. در ساختار اینورتر پیشنهادی چندسطحی در حالت کلی شش کلید قدرت یک طرفه وجود دارد و بقیه کلیدهای موجود دوطرفه ولتاژ و جریان می باشند. در ساختار این اینورتر دیود وجود ندارد. منابع DC موجود در ساختار پیشنهادی برای هر سه فاز مشترک می باشد. همچنین به دلیل نبود خازن الکترولیت در ساختار اینورتر پیشنهادی، کنترل این اینورتر برای تولید ولتاژ مطلوب ساده است. برای تولید ولتاژ چندسطحی خروجی در اینورتر پیشنهادی، دو روش مدولاسیون فرکانس پایین و SPWM بر روی آن اعمال شده است. در این مقاله اینورتر پیشنهادی ازلحاظ تعداد عناصر سازنده اعم از تعداد کلیدهای قدرت و مدارات راه انداز، منابع DC ورودی و ولتاژ بلوکه شده با اینورترهای سه فاز موجود مقایسه شده است. همچنین برای ساختار اینورتر پیشنهادی محاسبات مربوط به تلفات نیز انجام گرفته و با اینورترهای مرسوم از دیدگاه تلفات نیز مقایسه شده است. درنهایت نتایج حاصل از شبیه سازی در محیط نرم افزار PSCAD/EMTDC و نتایج عملی حاصل از نمونه آزمایشگاهی برای تایید عملکرد اینورتر آورده شده است.
    کلیدواژگان: اینورتر چندسطحی سه فاز با منابع برابر، مدولاسیون فرکانس پایین، مدولاسیون پهنای باند سینوسی (SPWM)
  • سیدجلال سیدشنوا، نوید افسری اردبیلی صفحات 1099-1110
    در این مقاله یک سیستم ترکیبی تامین تقاضای انرژی الکتریکی در حالت جدا از شبکه با حضور سیستم های ذخیره ساز انرژی مورد مطالعه قرار گرفته است. در این سیستم انرژی ترکیبی از منابع تجدیدپذیر مختلف از قبیل سلول خورشیدی و توربین بادی، همچنین از اجزای پشتیبان و ذخیره ساز شامل دیزل ژنراتور و باتری برای تامین تقاضای بار با قابلیت اطمینان بالا به نحوی که تقاضای بار همواره تامین شود، استفاده شده است. دو نوع تقاضای بار AC و DC برای مصرف کنندگان در نظر گرفته شده است؛ سپس با توجه به منحنی تقاضای بار 24 ساعته برای هرکدام از آن ها، با استفاده از الگوریتم برنامه ریزی ریاضی غیرخطی مرتبه دوم، حالت بهینه مدیریت تولید بین اجزا به نحوی به دست آمده است تا با کم ترین هزینه بتوان تقاضای بار مصرف کنندگان را تامین نمود و سیستم را در بالاترین سطح قابلیت اطمینان نگه داشت. در ادامه هزینه سوخت دیزل ژنراتور و هزینه شارژ باتری با توجه به وضعیت شارژ آن برای یک روز تامین تقاضای بار در شرایط مختلف فصلی و ضرایب وزنی تولید متفاوت برای اجزای سیستم انرژی ترکیبی ارائه شده و برای شرایط مختلف بهره برداری هزینه سالیانه تامین تقاضای بار محاسبه شده است. در پایان تاثیر انواع سیستم ذخیره ساز باتری بر مسئله اعمال و باتری اسید سرب برای رسیدن به حالت بهینه بهره برداری تحت شرایط مختلف بهره برداری مورد بررسی قرار گرفته است. مدل به کاررفته و روش حل ارائه شده قابلیت های خود را در تجزیه وتحلیل حالت های مختلف به خوبی نشان داده اند.
    کلیدواژگان: سیستم ترکیبی انرژی الکتریکی، سیستم پشتیبان و ذخیره ساز، مدیریت تولید، وضعیت شارژ باتری، هزینه سالیانه تامین تقاضای بار
  • عماد صمدایی، سیداصغر غلامیان، عبدالرضا شیخ الاسلامی، جعفر ادبی فیروزجایی صفحات 1111-1120
    با توجه به گسترش منابع انرژی تجدیدپذیر، برای ایجاد منابع AC مطمئن و پایدار، اینورترهای چندسطحی با مدل ها و ساختارهای متفاوت، جایگاه ویژه ای پیدا نموده اند. در این مقاله، با در نظر گرفتن آرایشی متفاوت از نیمه هادی های الکترونیک قدرت، ساختار جدیدی از اینورتر چندسطحی نامتقارن با دو نوع استراتژی اتصال آبشاری معرفی گردیده است که در شاخص های مقایسه اینورترهای چندسطحی نظیر تعداد نیمه هادی ها، تعداد لینک های DC، تعداد سطوح قابل استحصال در خروجی، کاهش THD شکل موج خروجی و قابلیت اتصال آبشاری قابل مقایسه با مدل های مشابه می باشد. ساختار معرفی شده، به طور ذاتی قابلیت تولید سطوح منفی در ولتاژ خروجی را بدون به کارگیری مدار جانبی (نظیر مدار تمام پل) دارد. ساختار پیشنهادی به صورت تک سلول، 13 سطح خروجی و در استراتژی های اتصال آبشاری به صورت دو سلول، 25 و 169 سطح خروجی را تولید می نماید. از نرم افزار MATLAB جهت شبیه سازی ساختار پیشنهادی و استراتژی های اتصال آبشاری آن استفاده شده است. همچنین به منظور اعتبارسنجی عملی، ساختار ارائه شده در آزمایشگاه الکترونیک قدرت ساخته شد و نتایج شکل موج خروجی آن مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته است به طوری که در تمامی سطوح خروجی، میزان سقف مجاز THD را رعایت نموده است که عملکرد ساختار معرفی شده و اتصالات آبشاری آن را مورد تایید قرار می دهند.
    کلیدواژگان: الکترونیک قدرت، اینورتر چندسطحی، THD، اتصال آبشاری
  • لیلا صمیمی دهکردی، بهمن زمانی، شکوفه کلاهدوز رحیمی صفحات 1121-1132
    توسعه مدل رانده روش نوینی در تولید نرم افزار است که در آن، از روی مدل و با به کارگیری مجموعه روش هایی تحت عنوان تبدیل مدل، کد پیاده سازی به صورت خودکار/ نیمه خودکار تولید می شود. کلیه فعالیت های ممکن در روش های مدل رانده با استفاده از تبدیل ها انجام می گیرد. یکی از این فعالیت ها، تبدیل مدل به مدل است که در ساده ترین حالت، ارتباطی تک سویه را بین مدل مبدا و مقصد تعریف می کند. در این حالت، فقط می توان مدل مقصد را از روی مدل مبدا به دست آورد. اما در حالت کلی تر، مدل های مبدا و مقصد مستقلا تغییر می یابند. درنتیجه، برای سازگاری به تبدیل های پیشرفته تری به نام تبدیل دوسویه نیاز است. روش های تبدیل دوسویه دارای چالش هایی مانند ابهام در زبان تبدیل، نمادسازی خاص و صوری سازی گران هستند. جهت رفع این چالش ها، در این مقاله، روش جدیدی برای تبدیل دوسویه برمبنای چارچوب مدل رانده اپسیلون و تکنیک های ردیابی پذیری پیشنهاد می شود. در این روش، روابط بین مدل های مبدا و مقصد صوری سازی شده، سپس روی محکی شناخته شده پیاده سازی می شود. این روش بر اساس 10 معیار با سه روش تبدیل دوسویه مقایسه می گردد. نتیجه مقایسه ها برتری های روش پیشنهادی از قبیل قابلیت حمل، نگه داری، مصالحه و پشتیبانی عملگری را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: توسعه مدل رانده، تبدیل مدل دوسویه، ردیابی پذیری، چارچوب اپسیلون
  • محمدرضا علیزاده پهلوانی، میثم صنعت گر حسن کیاده، عارف بالی لاشک صفحات 1133-1145
    اینورتر نه-کلیده با دو مجموعه ترمینال سه فاز، یکی از ساختارهای بهبودیافته و قابل جایگزین با مبدل دوازده کلیده پشت به پشت می باشد که در سال های اخیر مورد توجه زیادی قرار گرفته است. این اینورتر با دو رویکرد متداول مدولاسیون پهنای پالس، فرکانس غیریکسان (DF) و فرکانس یکسان (CF) مورد استفاده قرار می گیرد. یکی از معایب استفاده از این روش های مدولاسیون، احتمال اتصال کوتاه شدن (Shoot-through) بازوهای اینورتر می باشد که منجر به کاهش قابلیت اطمینان مبدل می شود. این مقاله روش مدولاسیون جدیدی پیشنهاد می دهد که در آن علاوه بر سیگنال حامل اصلی، با استفاده از دو سیگنال حامل کمکی، پالس های کلیدزنی اینورتر نه-کلیده تولید می شوند. در این روش، ولتاژهای سه فاز قابل تنظیمی در ترمینال های اینورتر تولید می شوند که در آن احتمال وقوع هیچ گونه اتصال کوتاهی در بازوهای اینورتر وجود نخواهد داشت. در مدولاسیون ایمن پیشنهادی، نیازی به آگاهی از پلاریته جریان بار نیست و کلیدزنی اینورتر با رویکرد ساده و مطمئن به صورتی انجام می پذیرد که کیفیت موج ولتاژهای خروجی نسبت به سایر روش های موجود، از بهبود قابل ملاحظه ای برخوردار می باشد. نتایج شبیه سازی های انجام شده در نرم افزار Simulink متلب، صحت مزایای روش مدولاسیون پیشنهادی را به خوبی تصدیق می نماید.
    کلیدواژگان: مدولاسیون پهنای پالس (PWM)، کلیدزنی، اتصال کوتاه، سیگنال حامل، سیگنال مرجع
  • رضا عمادی فر، سجاد توحیدی، محمدرضا فیضی، نقی رستمی، مجتبی الدرمی صفحات 1147-1159
    گشتاور دندانه ماشین های مغناطیس دائم شارمحور (AFPM) در حالت عادی و در مقایسه با ماشین های شار شعاعی بالا است. چگالی توان، گشتاور دندانه، مشخصه های گشتاور سرعت و بازده ازجمله پارامترهایی هستند که در طراحی ژنراتورها حائز اهمیت هستند. در این مقاله آثار تغییر و انحراف شکل مغناطیس های دائم روتور بر عملکرد ژنراتور مطالعه شده است. شکل بهینه آهنرباهای روتور به منظور کاهش گشتاور دندانه و به دست آوردن توزیع چگالی شار و درنتیجه EMF القایی تقریبا سینوسی به دست آمده است. به همین منظور با شبیه سازی المان محدود یک ژنراتور شارمحور مغناطیس دائم 9 فاز با ساختار تک استاتور-تک روتور، آثار تغییر و انحراف شکل مغناطیس های روتور بر عملکرد ماشین مورد تحلیل و بررسی قرارگرفته است. برای تحلیل ژنراتور طراحی شده از روش المان محدود و از نرم افزار Flux11.2 استفاده شده است. نتایج مشخصه های خروجی ژنراتور شارمحور در شرایط بی باری و بار کامل مورد بررسی و تاثیر اعمال روش های اصلاح روتور و تغییر شکل مغناطیس های دائم بر عملکرد ماشین مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که با تغییر و انحراف بهینه شکل مغناطیس های روتور، می توان به یک شکل موج تقریبا سینوسی برای نیروی محرکه القایی رسید. همچنین با کاهش گشتاور دندانه از میزان ریپل توان خروجی کاسته شده و شکل موج جریان بهبود می یابد.
    کلیدواژگان: ژنراتور مغناطیس دائم شارمحور، گشتاور دندانه، ساختارهای ژنراتور، روش المان محدود، شکل آهنربا
  • ارزیابی احتمالاتی ولتاژ شبکه های توزیع فعال با در نظر گرفتن همبستگی بین واحدهای فتوولتائیک
    امیرحسین فرجی، مقداد تورانداز کناری، محمدصادق سپاسیان، مهرداد ستایش نظر صفحات 1161-1169
    تولیدات فتوولتائیک (PV) این پتانسیل را دارند که در آینده ای نزدیک اثرات قابل توجهی بر شبکه توزیع بگذارند. با توجه به این امر، این مقاله از یک الگوریتم پخش بار احتمالاتی (PLF) جهت بررسی اثرات عدم قطعیت تولیدات PV بر شبکه توزیع استفاده می کند. این رهیافت تحلیلی بر پایه تکنیک کامیولنت (Cumulant) بنا شده است و نیازی به محاسبات پیچیده کانوولوشن ندارد. در این روش، همبستگی بین واحدهای فتوولتائیک مجاور با استفاده از روابط مربوط به گشتاور و کامیولنت متقابل موردبررسی قرار می گیرند. به علاوه، از توزیع احتمال بتا برای مدل سازی رفتار تصادفی تولید توان در فتوولتائیک استفاده شده است. بسط تخمینی حداکثر آنتروپی بر مبنای کامیولنت برای استخراج توزیع احتمال ولتاژ شین ها به کار گرفته شده است. با استفاده از این بسط می توان توابع توزیع احتمال ولتاژ شین ها را با استفاده از کامیولنت های محاسبه شده، تخمین زد. درنهایت، روش پیشنهادی بر روی سیستم توزیع 33 شینه IEEE تست شده و نتایج حاصل تحلیل شده اند. با اجرای روش مونت کارلو و مقایسه نتایج آن با روش تحلیلی، صحت خروجی های مسئله موردبررسی و تایید قرار گرفته اند. نتایج حاصل نشان می دهند که روش پیشنهادی در عین حفظ دقت، دارای بار زمانی و حجم محاسباتی بسیار کمتری است.
    کلیدواژگان: پخش بار احتمالاتی، تابع توزیع تجمعی، تولیدات پراکنده فتوولتائیک، روش کامیولنت، روش حداکثر آنتروپی، شبکه های توزیع فعال، شبیه سازی مونت کارلو
  • گلشن قربانیان، عبدالرسول قاسمی صفحات 1171-1182
    از جدول های درهم سازی توزیع شده، به منظور مکان یابی مقیاس پذیر و توزیع شده منابع در شبکه های همتا به همتا استفاده می شود. همتاهای آلوده می توانند با دست کاری اطلاعات مسیریابی، بر روی جستجوها تاثیر بگذارند. در نبود یک گره مرکزی ناظر، آلودگی یک مسئله جدی در این شبکه ها قلمداد می شود. در این مقاله، با استفاده از نظرات همتاها در مورد یکدیگر، یک سیستم شهرت تشکیل شده است. الگوریتم اجماع پیشنهادی به همتاهای سیستم، امتیاز شهرت تخصیص می دهد. با استفاده از این الگوریتم، همتاها می توانند در مورد امتیاز شهرت همتای مورد نظر به توافق رسیده و برای ارتباط با آن همتا تصمیم گیری نمایند. نرخ موفقیت در فرآیند مکان یابی راهکار پیشنهادی بیش از 15 درصد بیشتر از الگوریتم ReDS است که به عنوان یکی از بهترین سیستم های شهرت مبتنی بر جدول های درهم سازی توزیع شده شناخته می شود که هدف آن مبارزه با آلودگی در سیستم های همتا به همتا است. در ادامه برای بهتر کردن راهکار اجماع پیشنهادی، الگوریتم اجماع وزن دار مطرح شده است. به این صورت که با توجه به امتیاز شهرت همتا، نظر ارائه شده توسط آن همتا وزن دار می شود. نرخ موفقیت مکان یابی در این روش حدودا 40 درصد نسبت به اجماع ساده بهتر شده در حالی که 14 درصد حافظه بیشتری اشغال می شود.
    کلیدواژگان: همتا به همتا، آلودگی، همتای آلوده کننده، جدول درهم سازی توزیع شده، امتیاز شهرت، جستجوی افزونه، اجماع
  • علی کریمی، مجید نیری پور صفحات 1183-1193
    با توجه به یکپارچگی و نفوذ منابع تولید پراکنده در سیستم های توزیع، جایابی بهینه آن ها در ریزشبکه ها و شبکه های توزیع ایزوله بر اساس توابع هدفی مانند کاهش تلفات، بهبود ولتاژ شین ها و... صورت می گیرد. منابع تولید پراکنده با استفاده از مبدل های الکترونیک قدرت به شبکه های فشار ضعیف متصل می گردند، به طوری که این مبدل ها در دو مد کنترل ولتاژ و توان کار می کنند. جایابی منابع تولید پراکنده با در نظر گرفتن مدهای کنترل ولتاژ و توان مبدل ها تاثیرات مثبتی بر شبکه های قدرت دارد. در این مقاله یک روش جدید به منظور جایابی مکان بهینه با افزودن واحدهای تولید پراکنده به شبکه توزیع ایزوله با در نظر گرفتن مد کنترل ولتاژ و توان با استفاده از توابع هدف کاهش تلفات، تحلیل حساسیت ولتاژ نسبت به توان اکتیو و میزان توان اکتیو در رسیدن ولتاژ به 0.9 پریونیت ارائه شده است. روش پیشنهادی بر روی شبکه توزیع استاندارد 33 و 13 شینه IEEE در حالت جزیره ای با استفاده از نرم افزار DigSilent شبیه سازی شده است.
    کلیدواژگان: جایابی منابع تولید پراکنده، حساسیت ولتاژ به توان اکتیو، مدهای کنترل توان و ولتاژ
  • ساناز کشوری، عبدالله چاله چاله صفحات 1195-1204
    شناسایی سبک هر نقاش یکی از مسائل مهم در سبک شناسی است ولی اکثر هنرمندان سبک و روش خود را توضیح نمی دهند و افراد اغلب با دنبال کردن نقاشی های یک هنرمند و با توجه به جزییات نقاشی ها به صورت تجربی سبک یک هنرمند را تشخیص می دهند. در این مقاله، با استفاده از تکنیک های پردازش تصویر برای اولین بار رویکردی بر طبقه بندی سبک نقاشان ایرانی پیشنهاد شده است. در این رویکرد جهت استخراج بردارهای ویژگی از هیستوگرام گرادیان جهت دار، الگوی باینری محلی و همچنین ترکیب این دو ویژگی استفاده شده است، با به کار بردن دسته بند ماشین بردار پشتیبان بردارهای ویژگی طبقه بندی شده اند. به منظور ارزیابی روش ارائه شده از پایگاه داده ای شامل نقاشی های پنج نقاش معروف ایرانی با نام های حسین بهزاد، کمال الملک، مرتضی کاتوزیان، سهراب سپهری و محمود فرشچیان استفاده شده است. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که روش پیشنهادی ما به خوبی می تواند سبک های نقاشی را طبقه بندی کند. سبک های متفاوت با استفاده از طبقه بند ماشین بردار پشتیبان با درصد صحت متوسط 95.48% از یکدیگر تفکیک شدند.
    کلیدواژگان: طبقه بندی سبک هنری نقاشان، الگوی باینری محلی، ماشین بردار پشتیبان، هیستوگرام گرادیان جهت دار
  • محمد لاری صفحات 1205-1212
    سامانه های مخابراتی تغذیه شونده به صورت بی سیم نوع جدید از سامانه های مخابراتی هستند که جهت استحصال توان و هم چنین برای ارسال اطلاعات خود از کانال بی سیم استفاده می کنند. این نوع از سامانه ها در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته اند. با توجه به ساختار این سامانه ها، تاخیر ارسال یک بسته داده از یک گره به ایستگاه مرکزی، شامل مدت زمان ارسال توان از ایستگاه مرکزی به گره و سپس مدت زمان ارسال داده ها از گره به ایستگاه مرکزی است. هدف این مقاله تخصیص بازه های زمانی فروسو و فراسو از ایستگاه مرکزی به گره و بالعکس و هم چنین تخصیص توان بهینه در ایستگاه مرکزی جهت کمینه سازی تاخیر ارسال داده ها است. برای این منظور، در این مقاله دو مسئله بهینه سازی تعریف و حل کرده ایم و نتایج این دو مسئله را مقایسه کرده ایم. در مسئله اول بازه های زمانی فروسو و فراسو را مساوی فرض کرده ایم و در ایستگاه مرکزی از تخصیص توان بهینه استفاده می کنیم. در مقابل در مسئله دوم، بازه های زمانی را به صورت کلی در نظر می گیریم و شرط تساوی نداریم؛ اما در این حالت نیز از تخصیص توان بهینه جهت بهبود عملکرد استفاده می کنیم.
    کلیدواژگان: بهینه سازی، تخصیص توان، تخصیص منابع، سامانه های تغذیه شونده به صورت بی سیم
  • سمانه محمدپور، طاهره بینازاده صفحات 1213-1222
    رویکرد تحلیلی مطرح در این مقاله مسئله همزمان سازی مقاوم سیستم های آشوبی در حضور قیود عملی است. قیودی که این مقاله در روند مطالعه همزمان سازی در نظر می گیرد قید اشباع محرک، اغتشاشات خارجی و عدم قطعیت های مدل است. همزمان سازی بین دو سیستم غیرخطی اصلی و پیرو رخ می دهد و قانون کنترلی به نحوی طراحی می گردد که متغیرهای حالت سیستم پیرو متغیرهای حالت سیستم اصلی را در حضور ترم های نایقینی با در نظر گرفتن قید اشباع محرک دنبال کنند. ازاین رو بر اساس مدل خطا سطح لغزش و قانون کنترلی مقاوم و قوانین تطبیقی به نحوی طراحی می گردند که همزمان سازی مقاوم رخ دهد. برای این منظور قضیه ای ارائه شده است و بر اساس رویکرد لیاپانوفی اثبات گردیده است که خطای همزمان سازی علی رغم وجود ترم های نایقینی با قید اشباع محرک به صفر می رسد. به منظور نشان دادن کارایی عملی رویکرد مطرح شده، روش مذکور بر روی سیستم عملی ژیروسکوپ که رفتار آشوبی دارد پیاده سازی می شود و شبیه سازی کامپیوتری، کارایی مناسب قانون پیشنهادی را در همزمان سازی مقاوم سیستم عملی مذکور نشان می دهند.
    کلیدواژگان: سیستم های آشوبی، همزمان سازی، کنترل مد لغزشی، اشباع محرک، تابع لیاپانوف
  • مهدی منظری توکلی، امیر عبداللهی، مسعود رشیدی نژاد صفحات 1223-1236
    مسئله برنامه ریزی مشارکت امنیت مقید واحدهای نیروگاهی (SCUC)، یک مسئله بهینه سازی بسیار پیچیده می باشد که توان خروجی بهینه ژنراتورهای سیستم قدرت را در کل دوره توزیع بار شبکه با لحاظ قیود مختلفی مانند تعادل توان مصرفی و تولیدی، محدودیت های تولید واحدهای نیروگاهی و قید تراکم خطوط انتقال تعیین می کند. در این مقاله، یک فرمول بندی جدید برای مسئله SCUC در حضور عدم قطعیت سرعت باد و بار شبکه با در نظر گرفتن منابع پاسخ گویی بار به منظور پوشش این عدم قطعیت ها و کاهش هزینه بهره برداری ارائه شده است. عدم قطعیت سرعت باد به صورت متغیر احتمالاتی با استفاده از تابع توزیع احتمال ویبال مدل شده است. همچنین، عدم قطعیت بار شبکه در هر ساعت با استفاده از اعداد Z_number مدل گردیده است. سپس بار شبکه از مدل Z_number به مدل فازی تبدیل شده است. به منظور کاهش بار شبکه در ساعات پیک از برنامه پاسخ گویی بازفروش تقاضا (DB) استفاده شده و هزینه پرداختی به این منابع به صورت تابع درجه دوم از توان کاهشی این برنامه ها مدل شده است. برای حل مسئله SCUC در حضور این عدم قطعیت ها، دو روش برش آلفا و شبیه سازی مونت کارلو با یکدیگر ترکیب شده اند. به منظور ارزیابی روش پیشنهادی، شبکه استاندارد 24 باسه IEEE اصلاح شده مورداستفاده قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: برنامه ریزی مشارکت امنیت مقید واحدها، متغیرهای امکانی و احتمالاتی، مدل Z-number، روش برش آلفا، روش مونت کارلو
  • جستجوی k نزدیک ترین همسایه تقریبی با روش ترکیب خطی
    وحیده منعمی زاده، جواد حمیدزاده صفحات 1237-1249
    مسئله جستجوی k نزدیک ترین همسایه تقریبی در ابعاد بالا یک مسئله کلاسیک در هندسه محاسباتی، شباهت تصویر و سایر زمینه های مشابه می باشد. در این مسئله، یک مجموعه داده متشکل از n نقطه در فضای d بعدی و یک پارامتر k داریم، هدف پیش پردازش مجموعه داده است به طوری که با داشتن یک نقطه پرس وجوی d بعدی Q داده شده بتوان k نقطه را یافت به طوری که k نزدیک ترین همسایه تقریبی به Q باشد. هدف این مقاله ارائه روشی جدید برای یافتن k نزدیک ترین همسایه تقریبی برای ابعاد بالا است. در روش پیشنهادی، ابتدا داده های با ابعاد بالای مجموعه داده مورد نظر درون فضای همینگ جاسازی شده، سپس با ترکیب خطی بردارهای تصادفی و داده های جاسازی شده در فضای همینگ، جدول های درهم سازی تشکیل می شود. آزمایش های زیادی بر روی پایگاه داده بزرگ تصاویر انجام گرفته است و نتایج گویای این نکته می باشد که این الگوریتم برای ماتریس های خلوت منجر به حاصل شدن جواب های مناسب تری خواهد شد. روش پیشنهادی با روش های جدید نیز مقایسه شده است که نتایج آزمایش ها و ارزیابی آن ها، نشان دهنده برتری روش پیشنهادی از نظر صحت نسبت به آن روش ها می باشد.
    کلیدواژگان: جستجوی k نزدیک ترین همسایه تقریبی، ابعاد بالا، ترکیب خطی، جاسازی، نفرین ابعاد، درهم سازی حساس به محل یا LSH
  • سعید نقدی زادگان جهرمی، علیرضا عسکرزاده، امیر عبداللهی صفحات 1251-1264
    برنامه ریزی توسعه خطوط انتقال (TEP) یکی از مسائل مهم، به خصوص در مواجهه با چالش های جدید شبکه هوشمند است. تحت محیط شبکه هوشمند، خودروهای برقی متصل به شبکه (V2Gs) که یکی از دستاوردهای این شبکه ها می باشند، می توانند به صورت یک منبع انرژی قابل حمل عمل کنند و بر مسئله TEP تاثیر بگذارند. در این مقاله، به منظور تحقیق درباره تاثیر V2Gها برTEP، یک مدل برنامه ریزی احتمالی توسعه خطوط انتقال ایستا در حضور خودروهای برقی (P-TEPV2G) معرفی شده است که تابع هدف P-TEPV2G شامل هزینه سرمایه گذاری خطوط جدید و هزینه ریسک که با محاسبه EENS به دست می آید، می باشد. به منظور مواجهه با عدم قطعیت حضور خودروهای برقی در TEP از روش تحلیل احتمالی مدل چندحالته مارکوف استفاده شده است. با توجه به پیچیدگی، قیدهای فراوان، گسسته بودن و غیرخطی بودن مسئله، از الگوریتم بهبودیافته جستجوی کوکو برای حل موثر مسئله استفاده شده است. همچنین، حضور یک بهره بردار ناوگان خودرو برقی (EV FO)، جهت مدیریت خودروهای برقی، در نظر گرفته شده است. مطالعات انجام شده بر روی شبکه 24 باس IEEE نشان می دهند که حضور خودروهای برقی در مسئله برنامه ریزی توسعه خطوط انتقال باعث کاهش هزینه ریسک و به تاخیر انداختن برخی از هزینه های سرمایه گذاری می شود.
    کلیدواژگان: برنامه ریزی احتمالی توسعه خطوط انتقال، عدم قطعیت، مدل چندحالته مارکوف، شبکه هوشمند، خودرو برقی
  • مهدی نوشیار صفحات 1265-1276
    تامین تقاضای انرژی برای مشترکین با در نظر گرفتن حداقل هزینه تولید، از مهم ترین چالش های موجود در تحقیقات اخیر است. به عبارتی دیگر، تامین توان با حداقل نمودن هزینه های تولید و برقراری قیدهای وارد بر آن هست. به دلیل ماهیت غیرخطی و پیچیدگی ذاتی موجود در این مسئله، حل آن با روش های ریاضی مستلزم محاسبات زیاد خواهد بود. به همین دلیل در این مقاله ابتدا به مدل سازی مسئله توزیع اقتصادی دینامیکی توان برای طول یک شبانه روز (24 ساعت) با در نظر گرفتن عوامل غیرخطی ازجمله، نرخ شیب افزایشی-کاهشی، تابع هزینه ناصاف با در نظر گرفتن اثر شیر ورودی، حداکثر و حداقل توان، مناطق ممنوعه تولید و غیره پرداخته شده است و سپس به کمک الگوریتم بهبودیافته جستجوی هارمونی حل شده است. به منظور ارتقای الگوریتم جستجوی هارمونی، در روش پیشنهادی از نظریه آشوب و عملگر تقاطع به اصلاح جستجوی محلی و کلی بهره گرفته شده است. در نهایت، کارایی روش پیشنهادی بر سیستم های استاندارد موجود سایر مقالات اعمال و نتایج حاصل از آن با روش های موجود مقایسه شده است. نتایج به دست آمده از روش پیشنهادی، نشان از کارایی قابل قبول روش پیشنهادی در حل مسئله غیرخطی پیشنهادی مانند توزیع دینامیکی توان دارد. همچنین، نتایج به دست آمده از الگوریتم بهبودیافته جستجوی هارمونی بر روی توابع آزمون استاندارد نشان از بهبود جستجوی محلی و نهایی دارد.
    کلیدواژگان: الگوریتم بهبودیافته جستجوی هارمونی، قیدهای غیرخطی، تابع هزینه نامحدب، بهینه سازی، مسئله توزیع دینامیکی توان
  • یک روش کنترلی کارآمد برای اینورترهای متصل بین باطری های ذخیره ساز انرژی و شبکه
    رضا همتی، ندا عزیزی، مهدی احمدی جیردهی صفحات 1277-1290
    این مقاله یک روش کنترلی کارآمد برای اینورترهای متصل به شبکه با باطری های ذخیره ساز انرژی ارائه می دهدکه شامل کنترل مجزای توان اکتیو و راکتیو و همچنین بهبود پایداری شبکه از طریق میرایی نوسانات می باشد. در روش پیشنهادی، دو حلقه کنترلی تفکیک شده برای کنترل مجزای توان اکتیو و راکتیو طراحی می گردد. علاوه بر کنترل کننده های مجزای توان اکتیو و راکتیو، دو کنترل کننده جانبی دیگر به عنوان کنترل کننده های پایدارساز بر روی اینورتر طراحی شده است. این دو پایدارساز بر روی حلقه های کنترل توان اکتیو و راکتیو قرار می گیرند و هدف آن ها افزایش پایداری اینورتر و شبکه در برابر خطای اتصال کوتاه می باشد. کنترل کننده ها و پایدارسازها به صورت همزمان توسط الگوریتم های هوشمند بهینه سازی تنظیم شده اند تا بهینه ترین رفتار شبکه به دست آید. برای نمایش عملکرد سیستم طراحی شده، انواع اغتشاشات خطی و خطاهای تک فاز و دوفاز و سه فاز در شبکه اعمال شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که کنترل کننده های طراحی شده توانسته اند به شکل قابل قبولی توان اکتیو و راکتیو را به صورت جداگانه کنترل نمایند و همچنین نوسانات شبکه را متعاقب انواع خطاها به صورت مناسبی میرا نمایند.
    کلیدواژگان: اینورتر، پایدارساز تکمیلی، پایداری دینامیکی، ذخیره ساز انرژی، سیستم قدرت چندماشینه، کنترل مجزای توان اکتیو و راکتیو
|
  • M. Ahmadi Jirdehi, V. Sohrabi Tabar, R. Hemmati Pages 805-816
    This paper focus on optimal scheduling of microgrid based on adaptive neuro-fuzzy inference system including thermal and electrical loads, renewable energy sources (solar and wind), CHP, conventional energy sources (boiler and micro turbine), energy storage systems (thermal and electrical storage), and D-FACTS devices. D-FACTS are included in the line between main network and microgrid to achieve more power transfer to the upstream grid. In the proposed planning, wind speed, solar radiation, and loads are modeled as uncertain parameters based on the stochastic approach. Problem is expressed as a linear, mixed integer, constrained, and multi objective optimization aiming at minimizing cost and pollution at the same time. Operation improvement is illustrated in final results by considering D-FACTS as cost is decreasedto a considerable amount. Also, will be shown that simulation time will be decreased to a noticeable amount that can be applicable in large scale management systems by using adaptive neuro-fuzzy inference system.The proposed multi objective and stochastic problem is solved using augmented Epsilon-constraint method. All results and calculations are calculated using GAMS24.1.3CPLEX12.5.1.
    Keywords: D-FACTS devices, multi objective programming, Microgrid, adaptive neuro-fuzzy inference system, stochastic management
  • E. Asadi, S. Balochian Pages 817-827
    In this paper, adaptive robust control of fractional order model of DC Series motor with uncertain parameters is considered. In the first approach, to achieve asymptotically stability, a sliding mode control is designed for nominal system. Then in presence of uncertain parameters and external disturbance, sliding mode control is applied. Moreover, tacking adaptive sliding mode controller is designed without awareness uncertainty bound. Finally, simulation results show performance of the proposed controller.
    Keywords: DC series motor, adaptive-robust control, adaptive sliding mode controller
  • N. Asadiparvar Masouleh, A. Shahbahrami Pages 829-842
    Automatic age estimation of the face images has different uses such as forensics, customer relationship management and access security control. For this purpose, different features are extracted, processed and selected and the age is estimated using classification algorithms. Extraction and selection of suitable features are a crucial step in this process of age estimation and it is usually so difficult that the estimation accuracy is significantly depends on this stage. Features that can be used to estimate the age are included in both local features in different parts of the face such as wrinkles and global features such as size, shape and appearance. The purpose of this paper is to increase the accuracy of age estimation using fusion of local and global features. Local features are extracted by Haralik and histograms of oriented gradients algorithms while global features are extracted by active appearance model. It is also considered that which combination of local and global features is suitable for increasing age estimation accuracy. Experimental results on some benchmarks show that the fusion of local and global features can improve the accuracy and in addition, fusion of histograms oriented gradients feathers with active appearance model has more accuracy compared to fusion of Haralik with active appearance model features.
    Keywords: Age estimation, feature extraction algorithm, feature selection algorithm, nearest neighbor algorithm
  • M. S. Asadinia, T. Binazadeh Pages 843-855
    This paper presents a new technique for the stabilization of singular systems with interval time delay in the presence of actuator saturation such that a stability criterion is obtained depending on the delay variation rate, upper and lower bounds. The purpose of stabilization is to design a saturated state feedback control law such that the closed-loop system is regular, impulse free and stable. The time delay has been considered to be time varying with known lower and upper bound. The problem of stabilization is studied in two cases. First, delay in-dependent stability theorems are proposed for singular time varying systems. Then, the delay-range-dependent conditions in terms of LMI are obtained which guarantees that the singular time-delay systems be admissible. Additionally, the proposed theorems give an estimate of domain of attraction of the closed-loop system. Finally, to demonstrate the effectiveness and applicability of the proposed control approach, a partial element equivalent circuit model (as a practical delayed singular system) and a numerical example are considered and simulation results have verified the theoretical results of this article.
    Keywords: Singular systems, time varying delay, delay-independent stability, delay-range-dependent stability, actuator saturation
  • M. Basereh, V. Derhami, S. Zarifzadeh Pages 857-866
    Text documents, especially news, are one of the important information retrieval fields which are necessary to extract information. This job, is done by extracting key phrases which include the main context of the news. In this research, a three level approach combining lingual, supervised learning, heuristic, and a relatively comprehensive number of statistical approaches, is suggested for key phrase extraction from Persian news web pages. A news dataset and a stop word list are generated. In this research, according to the data characteristics, Random Forest classifier is used; and its good performance is proved through experiments. Furthermore, using scores given by classifier to phrases, to build an ordered list of phrases, for classification, instead of using the classifier output, is suggested. Results show an acceptable f-measure.
    Keywords: Keyphrase, keyphrase extraction, news texts, statistical techniques, supervised learning, text mining, information retrieval
  • R. Bostani, J. Yavand Hasani Pages 867-875
    In this paper, a cross coupled LC oscillator is analyzed in millimeter wave band. By using the negative resistance method and two port model for the elements, more accurate formula is obtained for calculation of the oscillation frequency and the oscillation startup condition. The new developed equations demonstrate the effects of parasitic elements, especially RG and CGD, on the oscillator behavior in millimeter wave band, which leads to dependency of the oscillation condition to the oscillation frequency. The presented equation shows that the RG prevents the oscillation at high frequencies. Furthermore, minimum value of the inductor used in the oscillator is determined for maximum oscillation frequency. The presented equations are verified by simulations using Advanced Design System (ADS) and the foundry design kit for TSMC 0.18 um RF-CMOS technology.
    Keywords: Gate resistance, maximum oscillation frequency, cross coupled oscillator, fundamental harmonic oscillators, super harmonic oscillators
  • H. Parvin, M. Mohammadpour, R. Omidvar Pages 877-891
    Wireless Sensor Networks (WSNs) consist of large number of sensors which having capabilities such as sensing, computing, and communicating. Battery power is a critical resource of WSN. Therefore, an effective operation of WSNs depends upon the efficient use of its battery resource. Wireless sensor network typically has energy consumption restriction. In this paper we propose a new mechanism in which node placed in particular form and in various areas, to be covered in the environment and to reduce energy consumption in the nodes, only a node is active at a time in each area, and other area nodes are going into sleep. To establish a cycle of tasks, and intolerance of load on a node, active node that is responsible of sense and the coverage keep in the area, in the next time, another node may be selected as the active node. While part of the network is null from nodes and data are not available, using consensus estimation by other neighboring nodes can try to estimate the amount of that area. In fact, it is expected that in the proposed method, using the zoning of the environment, consensus estimation, and the tasks cycle of coverage in a wireless network, efficiency will be improved. The results showed the proposed method has suitable efficiency in compared with other similar methods.
    Keywords: Wireless sensor network, coverage, Zoning, duty cycle, consensus estimation
  • M. Taghizadeh, A. Chalechale Pages 893-903
    Image-based search is one of the most applied issues in computer vision. In the past decades, content based image retrieval (CBIR) systems using one query or multiple queries with the same semantic information were well investigated. In contrast, the CBIR systems based on multiple queries with different semantics have rarely considered in the literature. This article presents a novel framework in order to combine the content of multiple queries for image retrieval. The proposed framework introduces several new search operators. The proposed approach comprises four stages: in the first stage, for each issued query, a retrieval process based on low-level features is applied and according to the results, a binary component vector is automatically computed for each issued query. This vector corresponds to regions and salient objects inside the query image. The vectors are then combined by logical operators to generate one binary component vector. In the third and fourth stages, retrieving and showing results are performed based on the binary component vector, respectively. The remarkable advantages of the proposed method are to efficiently combine different images for retrieval purposes; also it decreases complicated and time-consuming computations as well as simplifying the implementation of several search operators. The operators correspond to the set theory and known logical operators. The experimental results distinctly exhibit the effectiveness of the proposed method. In comparison to the previous methods, it improves 27% of the performance achievement.
    Keywords: Image retrieval, multiple-query, search operator, logical operator, low level feature
  • M. Jafarboland, A. Shirzadi Pages 905-915
    Bearingless permanent magnet synchronous motor (BPMSM) is a new electrical machine combining the characteristics of conventional PM synchronous motors and magnetic bearings. Most references about motor controller design have used mathematical models without considering the coupling between torque and magnetic suspension windings. Simulation results in this study have shown that response of system is unreasonable when these controllers are used in mathematical models with considering the coupling between two windings(more perfect model). Therefore, coupling consideration between two windings is an important aspect of controller design, in order to insure its proper performance. In this study, a new controller has been designed and proposed which considers the coupling between torque and magnetic suspension windings. Simulation results using Matlab/Simulink software have shown that magnetic suspension system remains stable when the reference signals from rotor radial displacements or the load torque suddenly change. Therefore, the simulation results show the effectiveness of proposed scheme.
    Keywords: Bearingless permanent magnet synchronous motor, mathematic model, magnetic coupling, inverse system method
  • P. Jafari, M. Teshnehlab, M. Tavakoli Kakhki Pages 917-929
    Nowadays according to the rapid growth of the fractional order calculus, this field has converted to a beloved context for researchers. Also, there have been introduced various control algorithms with the fractional order approach. On the other hand, it has been proved that fuzzy systems are capable of controlling uncertain system with disturbance if they are well equipped with the expert knowledge. However, when there is not enough information to build fuzzy system or the expert knowledge cannot be properly transformed to the fuzzy inference part, a fuzzy system is not a universal approximation and cannot be applied. For these reasons, this paper proposes a direct adaptive fuzzy system with compensation to control a certain class of fractional order nonlinear systems with unknown nonlinearities. The stability criterion in fractional order definition is studied and based on a Lyapunov function candidate. Using the Lyapunov theorem ensures global Mittag-Leffler stability of the closed loop system. Free parameters are adjusted online and kept limited by the fractional order adaptation law, which is kept limited with a projection algorithm. In addition, according to the proposed method, the plant, which is little known, can be controlled effectively no matter whether the membership functions are suitable or not. Two numerical simulations show validity and effectiveness of the introduced control strategy for fractional order nonlinear models that perturbed by disturbance and uncertainty.
    Keywords: Adaptive fuzzy controller, compensation Signal, fractional order nonlinear system, fractional order Lyapunov theorem
  • M. Jahantigh, M. Charmi Pages 931-938
    In this paper we present a two-step method to improve classification accuracy of EEG signal. The main objective of this paper is to improve the classification of motor imagery derived from brain signals. In this regard a hybrid classifier based on Boolean rules and genetic algorithm is presented that uses the features of time-frequency domains for feature extraction of EEG signal which contains statistical and non-statistical indicators obtained from the wavelet packet transform. In this paper in order to improve the classification results, in the first step a set of classifiers with different errors is created. At this point the extracted features are given to the decision tree classifier as base classifier. In the second step using genetic algorithms, optimal combination rule to combine the results of the classifiers is obtained. Combination rule is proposed according to the Boolean rules. For required data, third data set from second version of BCI competition data sets is used. Implementation results of the proposed method have shown accuracy of 96.43% which compared to the existing methods in EEG signal classification, have 6.43% better performance.
    Keywords: Brain-computer interface, classifiers combination, boolean algebra, genetic algorithm, Wavelet transform
  • A. Hesami Naghshbandy, H. Shams Pages 939-950
    This paper presents a solving methodology for small signal stability constrained Optimal Power Flow (SSSC-OPF) using evolutionary genetic algorithm (GA) considering various objective functions under different contingency scenarios. The final goal of OPF is finding of optimal operating point of power system according to various constraints. By adding small signal stability constraint to the OPF problem, a preventive state for avoiding from small signal oscillatory instability is achieved. Henec, it can be guaranteed to damp electromechanical oscillations triggered by small disturbances in the system and return the operating point to the optimal condition. Two objective functions, namely minimization of total generation cost and expected-security cost subjected to the problem constraints have been considered and optimized by genetic algorithm. The proposed strategy enables to solve the SSSC-OPF problem and finds optimum operating points of the power system before and after the occurance of disturbance. The performance and effectiveness of the proposed method have been studied and simulated on the IEEE 9 and 24-bus test systems.
    Keywords: Optimal power flow, small signal stability, genetic algorithm, eigenvalues optimization
  • M. Hasan-Pour-Naseriyeh, S. M. A. Mohammadi, M. Barkhordari Yazdi Pages 951-963
    In this paper, an adaptive back-stepping controller is designed for a class of nonstrict-feedback nonlinear time-varying delay systems with unknown hysteresis using fuzzy logic systems. Fuzzy logic systems are directly employed to approximate the unknown nonlinear functions. The adaptive-fuzzy controller is constructed by using the back-stepping technique and appropriate Lyapunov–Krasovskii functionals. The proposed controller guarantees that all the closed-loop signals are semiglobally uniformly ultimately bounded. The main advantage of this paper is that the proposed control design scheme does not need to construct the hysteresis inverse. Finally, the effectiveness of the proposed approach is shown by two simulation examples.
    Keywords: Adaptive fuzzy control, backstepping design technique, hysteresis, nonstrict-feedback form, unknown time-varying delay
  • H. Heidari, A. Chalechale Pages 965-976
    For many researchers, a process that automatically identifies people based on biometric behavior seriously been considered. Iris recognition has appeared as one of the most promising methodologies to provide reliable human identification. The process of iris recognition is divided many major steps. Image enhancement using Retinex algorithm, locate internal and external borders of the iris, iris segmentation, normalization, feature extraction and matching. In this paper, a new method is proposed to feature extraction from the iris images that uses a sliding window and then the feature vectors are optimized using the improved particle swarm optimization. Experiments conducted on data collection CASIA, show that the proposed method, greatly reduced storage space requirements and performance by taking advantage of various criteria including false acceptance rate (FAR), false rejection rate (FRR), the algorithm detection rate of 98.93%, equal error rate and index decidable shown that this method can operate with better accuracy and fewer errors. Also, identity recognition accurate is increased compare to the other methods using the improved particle swarm optimization.
    Keywords: Feature extraction, particle swarm optimization (PSO), biometrics, iris recognition, recognition rate
  • N. Khanbani, A. M. Eftekhari Moghadam Pages 977-987
    Gesture recognition is an important task in areas such as human computer interaction, sign language recognition and robotics.This paper presents a Gesture reconition algorithm for recognizing American Sin Lanuage. In this article propose a highly precise method to recognize static gestures from a depth image and fuzzy decision tree. At first, article uses of depth images to derive rotation-, translation- and scale- invariant features. Then, by using of a fuzzy multi-layered random forest, trains to classify the feature vectors, which yields to the reconition of the hand signs. For improve classifing, uses flexibility of fuzzy logic and the fuzzy sets. This approach combines the robustness of multiple classifier systems, the power of the randomness to increase the diversity of the trees, and the flexibility of fuzzy logic and fuzzy sets for imperfect data management.
    Keywords: Random forest, fuzzy decision tree, fuzzy sets, fuzzy multi-layered random forest
  • H. Khandani, S. M. M. Dehghan, H. Moradi Pages 989-999
    In ground moving target tracking missions by UAVs, there are many reasons, such as running out of battery or fuel, to handover the mission to another UAV. In this paper we present an online handover algorithm with low probability of losing target while trying to maximize regional coverage along the takeover trajectory. The UAV that takes over the target predicts the target path using the estimated motion model and the last position of the target that is provided by the other UAV. Afterwards, the uncertainty surrounding each position of the target over the predicted path is computed. The position of the target in which the position uncertainty and the UAV's field of view have minimum difference, is the best place for retrieving the target. Among the possible paths to the retrieval point, the path that provides the most coverage is the best retrieval path. To determine this path, we have proposed an algorithm based on a “forward selection” strategy. In this algorithm, the uncovered and important positions of the region are clustered based on the distance from each other. Then, the centers of these clusters are added to the previous retrieved path recursively based on their effectiveness on the coverage value if the time of traveling on the new path is smaller than the time required for the target to reach the retrieval point. In each execution of the algorithm, using a “backward elimination” strategy, the coverage value of the retrieval path after recursive combination of each two adjacent clusters is checked to avoid from falling in local optima. We have simulated the proposed method and compared it with the optimal offline calculated path which shows the success of the proposed approach in retrieving the target and maximizing the regional coverage.
    Keywords: UAV (Unmanned Aerial Vehicle), ground moving target, tracking, mission handover, optimized coverage, motion prediction
  • A. Darabi, A. Behniafar, H. Tahanian, H. Yoosefi Pages 1001-1012
    This paper presents a new iterative algorithm for finite element modelling of an inversed design (outer rotor) circumferential flux cylindrical hysteresis motor. Proposed algorithm consists of two iteration loops for each input voltage, one to find the exciting current of the stator winding and the other for the air-gap voltage. Due to hysteresis characteristic being multi-valued which leads to the impossibility of direct introduction to the most of common finite element software, coupling a programming environment and the finite element software is employed. Employment of this coupling in each one of the interior iterations, the hysteresis loop is introduced to the finite element model of the motor via applying exciting current to the stator windings and spatial distribution of magnetization to hysteresis ring. Also, in order to create comparison possibility of the finite element results, an iterative modeling algorithm based on analytical equations is presented. It is shown that the results of both modeling methods are closed to each other with good accuracy.
    Keywords: Hysteresis motor, inverse design, circumferential flux, modeling, finite element method
  • F. Derakhshan, F. Khezerlou Pages 1013-1024
    Using intelligent methods is one of the efficient methods of scheduling the traffic lights at intersections to control traffic urban. In this paper used an clustering and genetic algorithms to control urban traffic at intersections based on multi-agent system. Proposed system get traffic load of each intersection. Next, uses clustering algorithm to find adjacent intersections. Then, it uses evolutionary computing algorithms to scheduling the traffic lights and also it has used exchange of messages between different agents to control possible fluctuations.The main capabilities and advantages of proposed method for simulating a multi-agent system for intelligent urban traffic control at the intersection are as follows: The number of intersection is considered infinite. Also, the distance between intersections is not limited and adjustable. Furthermore,this method is applicable to multi-ways. Due to use Multiagent technique and clustering algorithm for intersections, proposed method has been performed distributed processing which avoid excessive computational load processing in each cycle of traffic lights. For the design and implementation proposed method used Tropos methodology and JADE library. For evaluation, this proposed system tested with 1200 laboratory data in both low and heavy traffic areas. In comparison with fixed-time systems, the average run-time in sequential cycles of intersections in our combinational method is less than using the other single methods. In addition, for heavy traffic area and low traffic area, our system respectively has 18.5% and 30.8% (in average) improvement in delay time of vehicles, compared to the fixed-time methods.
    Keywords: Intelligent traffic control, multi-agent systems, urban traffic control
  • A. A. Dastranj Pages 1025-1033
    In this paper, a four-arm spiral antenna at 2-4 GHz frequency band with desirable radiation characteristics for use in direction finder and airborne targets mono-pulse tracking systems is presented. The designed antenna consists of three main parts, four-arm Archimedean spiral radiator, four-arm balun, and cylindrical metallic cavity. The four-arm balun contains four microstrip lines with linear tapering, and convert the input impedance of the spiral radiator to the 50Ω standard impedance at the antenna feeding ports, linearly. Role of the cylindrical metallic cavity is uni-directing, and consequently increasing the antenna gain. The simulation results of the antenna obtained via HFSS and CST software packages show that by using the received waves from the four ports of this antenna, much appropriate sum and difference radiation patterns with circular polarization are achieved. The average value of the isolation between the different ports of the antenna is nearly 28dB and the return loss of the four input ports at the entire frequency band is lower than 10dB. Also, the antenna gain of sum mode and null depth of difference mode at the center frequency, 3GHz, are 6.58 and 35.18dB, respectively.
    Keywords: Sum, difference radiation patterns, archimedean spiral antenna, four-arm balun, mono-pulse tracking
  • R. Rezaeipour, A. Kazemi Pages 1035-1046
    In this paper, steady state Analysis of a Rotary Hybrid Flow Controller (RHFC) as a new member of Flexible AC Transmission System (FACTS) controllers is described based on mathematical model for Optimal Power Flow. Also, operating region of RHFC is extracted. Furthermore, the optimization problem of RHFC is investigated to optimize the total fuel cost, power losses, system loadability and cost of FACTS installation as objective functions in IEEE 14- bus and 30-bus test systems using GAMS and Matlab softwares. It has been noted, thatthe optimization problem is modeled as (MINLP) and(NLP) problems in the mentioned softwares and solved using DICOPT and MINOS solvers. In order to highlight the operational ability of RHFC, the simulation results are compared to a Unified Power Flow Controller (UPFC) from economical and technical points of view.
    Keywords: RHFC, operating region, steady state modeling, hybrid FACTS devices, optimal location
  • A. Ranjbaran, M. Ebadian Pages 1047-1058
    In this paper, a new control strategy is proposed that adjusts the voltage of critical loads at nominal value in low voltage microgrids. The strategy compensates the voltage drop between the DG’s output and point of common coupling (PCC), without requiring any communication. The Q-V droop control method has been modified in order to restore the load voltage amplitude. Moreover, in the proposed method, the load is accurately shared between DGs based on their capacity. Virtual impedance along with voltage and current control loops have been used to avoid coupling between the active and reactive powers. Furthermore, this approach minimizes the circulating current between DG units. The presented control strategy has successfully been simulated for two microgrid designs with a two-DG and a four-DG unit system, where results have shown the effectiveness of this methodology.
    Keywords: Droop control, active, reactive powers sharing, voltage regulation, stability of micro grid, virtual impedance, voltage, current control loop
  • Optimization of the Weights in Multiple Kernel for Kernel Sparse Representation Based Classifier
    T. Zare Bidaki, M. T. Sadeghi Pages 1059-1072
    Sparse representation based classifier (SRC) is a well-known algorithm which combines the compressive sampling and machine learning concepts. In this classifier, each sample is represented by a linear and sparse combination of the associated training samples. Following the successful application of the SRC algorithm, the kernelized version of the classifier was also presented in which the data points are implicitly mapped into a high dimensional feature space. The SRC algorithm is then applied. Selection of a proper kernel is an important issue in such a kernel based algorithm. Using multiple kernel is a proper solution for this problem. In this study, in order to increase the accuracy and speed of the KSRC algorithm, we utilize a multiple kernel function within the framework of the KSRC. The multiple kernel is created by the weighted summation of a set of basis kernels where the kernel weights are determined using a set of different approaches. In this paper, we propose a novel method of determining the weights by using an optimization algorithm which is based on minimization of the reconstruction error of the KSRC. The proposed algorithm is evaluated considering real data sets from the UCI database and also hand written digits of the MNIST data sets. Our experimental results show the superiority of the proposed algorithm in different conditions. The proposed method is also more robust against additive noises.
    Keywords: Multiple Kernel, Sparse Representation based Classifier (SRC), Kernel Sparse Representation based classifier (KSRC)
  • Performance Improvement of Automatic Clustering Algorithm of Colored Images through Preprocessing using Self-Organizing Maps (SOM) Neural Network
    A. R. Sardar, R. Havangi Pages 1073-1082
    According to the abundant application of data clustering as an important approach in pattern recognition, many researches such as image clustering have been done in this field. Most of the suggested solutions for image clustering are based on swarm intelligence algorithm. Big amount of input data in these algorithms leads to an excessive amount of computational time in a way that for each member of the population and also for each iteration of the algorithm the cost of clustering should be considered per all the imported data. In 2012, the author proposed an unsupervised algorithm using improved gravitational search algorithm to cluster colored images. According to the suitable performance of SOM neural networks, this paper firstly, tries to perform a primary clustering on all inputs to decrease the amount of input data to the number of output neurons of SOM neural network as input of the proposed algorithm to make final clustering and automatic determining of the number of the image clusters. The lesser amount of input data causes the higher performance of the algorithm. The results show that not only the previous results are relevantly kept in the new approach, but also the fitness value for some images is improved.
    Keywords: Unsupervised clustering, swarm intelligence, improved gravitational search algorithm, SOM neural network, image segmentation
  • S. Saeidabadi, A. Ashraf Gandomi, S. H. Hosseini, M. Sabahi Pages 1083-1097
    In this paper the new structure of a symmetrical three-phase multilevel inverter is proposed. In the Proposed inverter six power switches are unidirectional and rest of the power switches that are used in the structure are bidirectional. In this inverter there isn’t a diode. A Single DC link feeds all the three phases. Also, due to the fact that there aren’t electrolytes capacitors, the control strategy for generating desirable voltage is simple. Both the sinusoidal pulse width modulation (SPWM) and the staircases modulation are effectively executed for generating voltage by proposed inverter. In this paper proposed inverter is compared from the viewpoints of the number of power switches, the number of gate drivers, the number of DC sources and the blocking voltage with the common inverters. Also, the calculation of losses for proposed inverter is done and it is compared from the viewpoint of loss with other three-phase inverters. Finally, the results of simulation that is done in PSCAD/EMTDC software package and experimental results are presented to validate the performance of the inverter.
    Keywords: Symmetric three-phase multilevel inverter, low frequency modulation, sinusoidal pulse width modulation (SPWM)
  • S. J. Seyedshenava, N. Afsari Ardabili Pages 1099-1110
    In this paper, a hybrid system of electric energy supply in presence of storage systems in off-grid applications has been studied. Different renewable sources such as solar cell and wind turbine, and backup and storage components such as diesel generator and battery were used to meet the demand of time with high reliability. Two types of load demand, i.e. AC and DC is intended for consumers. Then, according to a 24-hour load demand and using a mathematical nonlinear quadratic programming algorithm, the optimal power flow between the components has taken place with the lowest cost to consumers supplied to the load and to keep the system at the highest level of reliability so that the load demand will always be met. In the following, the cost of fuel in diesel generator and battery charging, according to battery state of charge, for one day load demand in different seasonal conditions and different production weighting coefficients for the components of the hybrid electrical energy system is provided and for various conditions of operation calculated annual costs load demand. In the end, the impact of using various types of batteries storage system and lead-acid battery to achieve the optimal state of operation investigated. The results show the effectiveness of the proposed model and the optimization algorithm.
    Keywords: Hybrid electrical energy system, backup, storage system, Energy management, battery state of charge, the annual cost of supply to the load
  • E. Samadaei, S. A. Gholamian, A. Sheikholeslami, J. Adabi Pages 1111-1120
    Multilevel inverters with various topologies are become significant power electronic devices based on the extension of renewable sources to create AC stable sources. In this paper, a new module of multilevel inverter with two cascade connections is introduced by different arrangement of semiconductor devices. The module is comparable with conventional multilevel inverter in the number of components, output levels, THD and modularity. The presented module has the inherent ability to produce negative levels without auxiliary circuit (such as H-Bridge). The proposed module creates 13 levels in single module and 25 and 169 levels in two cascade connection strategies. The module and its cascade connections strategies are simulated by Matlab. Also a prototype module is implemented in power electronics laboratory. The results show a good performance of introduced module and satisfy IEEE519 standard.
    Keywords: Power electronics, multilevel inverter, THD, cascade connection
  • L. Samimi-Dehkordi, B. Zamani, S. Kolahdouz Rahimi Pages 1121-1132
    Model-driven development is a new paradigm in software development in which the implementation code is automaticallysemi-automatically generated from the model, using a set of techniques named model transformations. All activities in model-driven approaches are performed via the application of transformations. One of such activities is model-to-model transformation, which defines a unidirectional relation between the source and target models in the simplest case studies. In this case, the only possibility is to produce the target model from the source model. However, in general, the source and target models are evolved independently. Therefore, a more advanced transformation called bidirectional transformation (Bx) is required to restore consistency. Bx approaches have several challanges such as ambiguities in transformation language, special notation, and expensive formalization. In order to cope with such challenges, in this paper, a new Bx approach is proposed based on the Epsilon model-driven framework and traceability techniques. In this approach, the relation between the source and target models is formalized, and then is implemented on a well-known benchmark. The proposed Bx approach is compared with three bidirectional approaches based on ten criteria. The result of comparison demonstrates the superiority of the proposed approach in terms of portability, preservation, reconciliation, and operation support.
    Keywords: Model-driven development, bidirectional transformation (Bx), traceability, Epsilon framework
  • M. R. Alizadeh Pahlavani, M. Sanatgar Hasankiadeh, A. Bali Lashak Pages 1133-1145
    The nine-switch inverters with two sets of three phase terminals are one of the improved topologies and in place of the back to back twelve inverters which are interested for many authors in recent years. This inverter is used by two modes of pulse width modulation: constant frequency (CF) and different frequency (DF). One of the disadvantages of using conventional methods, the Shoot-through probability in the arms of inverter, which leads to a decrease in circuit reliability. This paper proposes a new modulation method that by using two auxiliary carrier waves in addition to the main carrier wave generates gating signals of nine-switch inverter. In this method, adjustable three phase voltages are generated in inverter’s terminals, without any shoot-through in inverter’s legs. The new protected modulation doesn’t need to realize the load currents direction and it generates simple and protected gating signals such that the quality of terminal waveform has considerable improvement respect to other methods. These performances of the proposed modulation are verified by the Matlab simulations results.
    Keywords: Pulse width modulation (PWM), switching, shoot-through, carrier signal, reference signal
  • R. Emadifar, S. Tohidi, M. R. Feyzi, N. Rostami, M. Eldoromi Pages 1147-1159
    Axial flux permanent magnet machines (AFPMs) have a higher cogging torque than their radial flux counterparts. Power density, cogging torque, torque-speed characteristics, and the efficiency are the most important parameters in the design of the generators. This study aims to investigate the effects of the rotor magnets deviations which reduce the cogging torque and influence the performance of the AFPM generators. Therefore, the effects of these deviations are thoroughly studied through finite element analysis of a nine-phase single-stator single-rotor AFPM generator. FLUX 11.2 and the finite element method are jointly used to analyze this generator. The simulations are conducted under no load and full load conditions. The results show that with an optimal deviation in the rotor magnet shapes, an almost sinusoidal Electro- Motive- Force (EMF) can be obtained. In addition, reducing the cogging torque leads to output torque ripple reduction. Therefore, the current waveforms are improved.
    Keywords: Axial flux permanent magnet generator, cogging torque, finite element method, generator structures, magnet shape
  • Probabilistic Assessment of Voltage in Active Distribution Networks Considering Correlation between Photovoltaic Distributed Generations
    A. H. Faraji, M. Tourandaz Kenari Sepasian, M. Setayesh Nazar Pages 1161-1169
    Due to the development of photovoltaic distributed generation (DG) in distribution networks, these DGs can impact on the operation, planning and reliability of system. In this context, this paper has used a probabilistic load flow algorithm to assess the effects of photovoltaic generation uncertainties on the distribution networks. This method is based on the cumulants. It does not need complex computations like convolution method or high computational burden like Monte Carlo simulation. Proposed methodology can evaluate the correlation between input stochastic variables. In this paper, correlation between near wind units is analyzed. To estimate the probabilistic density functions of bus voltages, one of the most precise methods (maximum entropy) is used. Finally, suggested method is applied on the IEEE 33-bus distribution test system and the results are examined. The results analysis demonstrates the accuracy and effectiveness of the proposed method.
    Keywords: Probabilistic load flow, active distribution networks, photovoltaic distributed generations, cumulants method, maximum entropy method, cumulative distribution function, monte carlo simulation
  • G. Ghorbanian, A. Ghasemi Pages 1171-1182
    Distributed Hash Tables (DHTs) are used in the peer-to-peer networks for scalable and distributed localization of resources. However, malicious peers may affect the lookups by manipulating the routing information. Without any central monitoring nodes, pollution will be a real concern in these networks. In this paper, using the peer feedbacks about each other, a reputation system is formed. The proposed consensus algorithm assigns reputation scores to the peers of the system. By using consensus algorithm, the peers can aggregate on the reputation score of the desired peer and make a trust decision about it. The success rate of searches in the proposed consensus algorithm is 15% higher than the ReDS algorithm which is one of the best reputation systems based on DHTs that is designed against pollution in the peer to peer systems. In the following, the weighted consensus algorithm has been proposed. In the weighted consensus algorithm, the reputation scores suggested by other peers are weighted by their own reputation scores. In the weighted consensus algorithm, the success rate of the searches is approximately 40% increased while the memory usage is increased about 14% compared to the consensus algorithm.
    Keywords: Peer-to-peer, pollution, malicious peer, dht, reputation score, redundant search, consensus
  • A. Karimi, M. Nayeripour Pages 1183-1193
    Due to integration and penetration of Distributed Generations (DGs) in power distribution systems, an efficient method to locate different types of DGs in microgrids and isolated distribution networks took place with considering objectives such as power losses and improve the voltage profile. DGs are connected to low voltage networks by power electronic converters, as these converters operate in power control mode (PCM) or voltage control modes (VCM). DGs placement by considering PCM and VCM of converters has a positive effect on power networks. This paper presents a new method to find optimal placement by adding DG units to islanded distribution network with considering PCM and VCM by using Power loss, voltage sensitivity analysis and active power margin with considering voltage limitation as objective functions. The performance of the method by DigSilent software is applied on IEEE 13-bus and IEEE 33-bus distribution networks in islanded mode.
    Keywords: Distributed generation placement, voltage sensitivity analysis to active power, voltage, power control modes
  • S. Keshvari, A. Chalechale Pages 1195-1204
    Stylometry is one of the key issues in art work recognation, however most artists do not identify their styles. Generally, people often empirically recognize an artist's style through following the artist's paintings and paying attention to the painting's details. This paper, for the first time, proposes an approach to classify Iranian painter's style utilising image processing techniques. For feature extraction, histogram of gradient (HOG) and local binary patterns (LBP) are exploited applying support vector machine (SVM) for classification. To assess the proposed method, one dataset of paintings that contains five famous Iranian painters, namely Hossein Behzad, Kamal-ol-Molk, Morteza Katouzian, Sohrab Sepehri and Mahmoud Farshchian, including 326 paintings, is collected. The experimental results indicate that our proposed method can well classify the painting styles, where, different styles are classified with average accuracy rate of 95.48%.
    Keywords: Stylometry of painting, local binary patterns, support vector machine, histogram of oriented gradients
  • M. Lari Pages 1205-1212
    Wirless powered communication (WPC) systems are a new type of communication systems which use wireless channel for both energy harvesting and data transmission. WPC systems are recently considered in literatures. In this type of telecommunications, delay transmission includes the time duration of both power transfer and data transmission. In the downlink (DL) phase, the power transfers from the base station to the node and in the uplink (UL) phase, the data is transmitted from the node to the base station. Minimization of transmission delay using the optimal time durations and the optimal allocated power at the base station is the goal of our paper. For this purpose, we define and solve two optimization problems and compare the results. In the first problem, an equal time durarion in the DL and UL phases and also the optimal power allocation at the base station are assumed. Then, in the second problem, a more general case with an unequal DL and UL time duration and optimal power allocation strategy at the base statio are considered.
    Keywords: Optimization, power allocation, resource allocation, wireless powered communication systems
  • S. Mohammadpour, T. Binazadeh Pages 1213-1222
    The analytic approach proposed in this paper is synchronization of chaotic systems in the presence of practical constraints. Constraints that this paper is considered on the study of synchronization are: actuator saturation, presence of external disturbances and model uncertainties. The synchronization happens between the two nonlinear master and slave systems. Control law is designed in such a way that the state variables of the slave system follow the state variables of the master system in the presence of uncertainty and external disturbances and by considering the actuator saturation constraint. Therefore, based on the error model, sliding surface, robust control law and adaptive laws are designed in a way that robust synchronization occurs. For this purpose, a theorem is proposed and according to the Lyapunov approach it is proved that the synchronization error despite the uncertainty terms reaches zero by actuator saturation constraint. In order to show the practical performance of proposed approach, the aforesaid method is based on practical system of gyros that chaotic behavior is implemented and the computer simulations show proper performance of the proposed law in robust synchronization of aforesaid practical system.
    Keywords: Chaotic systems, synchronization, sliding mode control, saturation on actuator, Lyapunov function
  • M. Manzari Tavakoli, A. Abdollahi, M. Rashidinejad Pages 1223-1236
    Security constrained unit commitment (SCUC) is a difficult optimization problem by which the generators optimal output are scheduled over the whole dispatch period. Here, different constraints such as demand and generation equality, generators limits and transmission flow limit should be considered. This paper presents a new structure for SCUC in the presence of wind and load uncertainties. Here, demand responsive loads are called for alleviating the aforementioned uncertainties as well as minimizing the operation cost. Wind speed uncertainty is modeled by Wiebull probability distribution function as a probabilistic variable. Moreover Z_number is applied to model the demand uncertainty as a possibilistic variable. Then, demand is converted form Z_number model to fuzzy one. Demand bidding programs are also implemented to reduce demand at peak hours. Load reduction payment is modeled by a quadratic function of the reduced power. In this paper, α-cut and monte carlo methods are mixed together to solve the SCUC problem considering the abovementioned uncertainties. In order to evaluate the proposed framework, numerical simulations has been conducted over the modified IEEE-24 bus system.
    Keywords: SCUC, possibilistic, probabilistic variable, Z-number model, α-cut method, monte carlo simulation
  • Approximate k Nearest Neighbor Search with Linear Combination Method
    V. Monemizadeh, J. Hamidzadeh Pages 1237-1249
    Approximate k nearest neighbor search problem in high dimensional Euclidean spaces is a classical problem in computational geometry, image similarity search, video, and so on. In this problem, we are given a point set P of size n in the d-dimensional space and a parameter k, the goal is to preprocess P. So that given a query point q we can return fairly fast k points in which the points are good approximations of the k nearest neighbors to Q in P. In this paper, an algorithm for searching k nearest neighbor is presented for high dimensional data. In this method, first, data with high-dimensional are embedded in hamming space, then with a linear combination of random vectors and embedded data in hamming space, hash tables are formed. We conduct extensive experiments for this algorithm on big dataset of handwriting English single-digit images. This algorithm led good results for sparse matrices. Experimental results show that the proposed algorithm has the better accuracy comparing to the new methods.
    Keywords: Approximate k nearest neighbor search_high dimensional_linear combination_embedding_curse dimensional_locality sensitive hashing (LSH)
  • S. Naghdizadegan Jahromi, A. Askarzadeh, A. Abdollahi Pages 1251-1264
    Considering new challenges of smart grids, transmission expansion planning (TEP) is one of the most important issues. Under the smart grid environment, vehicle to grid (V2G) which is one of the achievements of smart grids, can be used as a portable power plant. In this paper, in order to investigate the effect of V2Gs on TEP, a static probabilistic transmission expansion planning model in the presence of V2Gs (P-TEPV2G) is introduced. The objective function in this P-TEPV2G problem consist of investment costs of new lines and risk cost that calculating by EENS. To study the uncertainty of V2Gs availability on the TEP problem, a probabilistic analysis method based on the multi-state Markov model is used. Because P_TEPV2G is a complex, non-linear and integer optimization problem including a number of constraints, an improved cuckoo search algorithm is utilized to effectively solve the problem. In the problem, it is assumed that there is an electric vehicle fleet operator (EV FO) for management of electric vehicles. On the IEEE 24-bus system, simulation results show that the availability of the electric vehicles on the TEP result in decreasing risk cost and deferring construction of new transmission lines.
    Keywords: Probabilistic transmission expansion planning, uncertainty, multi-state markov model, smart grid, electric vehicle
  • M. Nooshyar Pages 1265-1276
    Supply of energy with minimum production cost as view of consumer's payment is the most important challenge in recent researches. In other words, power supply during a day (24h) in the least costs, while satisfy the power system constraints is main aim of this paper. Since the dynamic economic dispatch (DED) had inherent nonlinearity therefore it makes a quite complexity inherent for the mathematical methods to solve it as view of computational burden. In this regard, we models dynamic economic load dispatch during a day with available constrains such as valve point effect, power system bound, ramp-rate constraints and etc and propose a new Modified Harmony Search Algorithm (MHSA) to solve it. In the proposed algorithm employ Chaos theory and local/global operators to improve search ability of original harmony search algorithm. At last, the proposed method assesses on available standard test systems compare to other existing methods. The results of the proposed method show acceptable performance in solving of nonlinear problem such as dynamic economic dispatch (DED). Also, the obtained results of the improved harmony search algorithm from test function show acceptable improvement in local search and global parts.
    Keywords: Modified harmony search algorithm, nonlinear constrains, valve point, Optimization, DED problem
  • An Efficient Control Method for Inverters Connected Between Battery Storage Systems and Network
    R. Hemmati, N. Azizi, M. Ahmadi Jirdehi Pages 1277-1290
    This paper addresses an advanced control strategy on battery storage systems for decoupled active and reactive power control as well as stability improvement through damping oscillations. In the proposed approach, two decoupled control loops are designed for active and reactive power control at the same time. Besides, two supplementary stabilizers are added to the control loops for injecting stabilization signal and stability enhancement. The proposed controllers (i.e., active and reactive power controllers) and supplementary stabilizers are optimally tuned by a meta-heuristic optimization technique. Several small-signal disturbances and large-signal faults are applied on the network to demonstrate the dynamic performance of the storage system and network under such disturbances. Nonlinear simulation results demonstrate that the proposed control strategy can successfully control active and reactive power on the desired levels as well as damp out the oscillations following faults and disturbances.
    Keywords: Inverter, supplementary stabilizers, dynamic stability, energy storage systems, multi machine electric power system, decoupled active, reactive power control