فهرست مطالب
نشریه مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران
سال پانزدهم شماره 2 (پیاپی 43، تابستان 1396)
- الف - مهندسی برق
- تاریخ انتشار: 1396/06/30
- تعداد عناوین: 9
-
-
صفحات 73-82پایداری گذرا یکی از مسایل پراهمیت در بهره برداری از سیستم های قدرت است و لذا ارزیابی وضعیت پایداری گذرای شبکه امری ضروری است. روش های معمول ارزیابی وضعیت پایداری گذرا به صورت آفلاین می باشد که بر اساس آن مجموعه ای از اقدامات پیش گیرانه اتخاذ می شود و یا مجموعه ای از اقدامات اصلاحی تحت عنوان تدابیر ویژه حفاظتی برای عملکرد در شرایط زمان واقعی طراحی می شود. به منظور کاهش ریسک تدابیر اتخاذشده در شرایط زمان واقعی، در این مقاله روشی جدید برای تخمین برخط پایداری گذرا ارائه شده است که بر اساس ترکیب اندازه گیری های محلی و ناحیه گسترده عمل می کند. بر اساس این روش ابتدا سیستم قدرت دوناحیه ای با دسته بندی ژنراتورهای هم نوا و بر اساس روش تک ماشین معادل ساده سازی شده و سپس از معیار سطوح برابر برای پیش بینی پایداری گذرای آن استفاده می شود. بر اساس نوآوری روش پیشنهادی، سطح شتاب دهنده منحنی توان الکتریکی بر حسب زاویه رتور شبکه تک ماشینه معادل در لحظات وقوع خطا از روی سطوح شتاب دهنده محاسبه شده در هر یک از شین های ژنراتوری به صورت محلی محاسبه می شود که دقت محاسبات را افزایش می دهد. نتایج شبیه سازی انجام شده بر روی شبکه های نمونه 11شینه با چهار ژنراتور سنکرون و 39شینه با 10 ژنراتور سنکرون، کارآمدی روش پیشنهادی را نشان می دهد.کلیدواژگان: اندازه گیری های ناحیه گسترده، تدابیر ویژه حفاظتی، تخمین پایداری گذرا، روش تک ماشین معادل، معیار سطوح برابر
-
صفحات 83-92موتورهای سنکرون مغناطیس دایم پنج فاز اغلب کاربردهای خاص صنعتی و نظامی دارند که در آنها کنترل سرعت و طراحی مناسب درایو با حجم کوچک تر و قابلیت اطمینان بالاتر از اهمیت به سزایی برخوردار است. استفاده از مبدل ماتریسی سه فاز به پنج فاز تکنیک مناسبی است که در ساختار چنین درایوهایی استفاده می شود. از آنجایی که ولتاژهای ورودی این مبدل های ماتریسی مستقیما از ولتاژهای منبع تغذیه سه فاز تامین می شوند یکی از عواملی که استفاده از این مبدل ها را ناکارامد می نماید وجود نامتعادلی ولتاژ در شبکه سه فاز است که موجب نامتعادلی جریان های استاتور، نوسانات گشتاور الکترومغناطیسی، کاهش بازده و... خواهد شد. در این مقاله با استفاده از روشی مبتنی بر کنترل مستقیم توان و حذف عوامل نوسان ساز گشتاور، مشخصه های سرعت، گشتاور و شار این نوع موتورها در شرایط نامتعادلی ولتاژ منبع بهبود یافته و دارای کمترین تغییرات و نوسانات خواهند شد. شبیه سازی و مقایسه منحنی ها و نتایج با استفاده از نرم افزار Matlab/Simulink انجام شده است.کلیدواژگان: سرعت، گشتاور، موتور سنکرون مغناطیس دایم پنج فاز، مبدل ماتریسی
-
صفحات 93-102شناسایی خودکار نوع مدولاسیون سیگنال های دیجیتال برای سامانه های مخابرات هوشمند یک ضرورت است. اغلب روش های طبقه بندی خودکار نوع سیگنال های دیجیتال مسئله را در کانال های نویز سفید جمع شونده بررسی می کنند. با این وجود محیط های مخابره واقعی از جمله کانال های مخابرات بی سیم، با اثرات محوشوندگی روبه رو هستند. تعداد بسیار کمی از روش ها برای کانال های محوشدگی ارائه شده است. این مقاله یک روش بسیار کارامد برای شناسایی نوع سیگنال های دیجیتال کلیدزنی جابه جایی فاز Mتایی پیشنهاد می دهد. روش ارائه شده ترکیبی ابتکاری است متشکل از شبکه عصبی پرسپترون چندلایه به عنوان طبقه بند و الگوریتم زنبور به عنوان بهینه ساز و همچنین یک همسان ساز برای کاهش اثرات کانال استفاده شده است. یک ترکیب مناسب از آمارگان مرتبه بالا تا مرتبه هشت، به عنوان مشخصه های سیگنال ها در نظر گرفته شده است. نتایج شبیه سازی کارامدی بالای تکنیک ارائه شده را برای تشخیص نوع سیگنال های دیجیتال، حتی در نسبت های سیگنال به نویز پایین، تایید می کنند.کلیدواژگان: الگوریتم زنبور، تشخیص نوع مدولاسیون، شبکه عصبی
-
صفحات 103-113در این مقاله ساختار کنترلی با عملکردی مقاوم در حضور عدم قطعیت های پارامتری سیستم جهت بهبود مشخصات اینورتر سینوسی خالص در تمامی شرایط عملکردی و بارگذاری ارائه شده است. کنترل کننده رفتار سریع و دقیق مبدل در شرایط مختلف بارگذاری جهت افزایش کیفیت ولتاژ و کاهش هارمونیک های خروجی را تضمین می کند. این کنترل کننده با یک عملکرد لغزشی و با بهره گیری از ولتاژ خروجی و جریان خازن در فرایند کنترل، علاوه بر ایجاد یک تعقیب دقیق ولتاژ خروجی از مرجع، توانایی دفع اغتشاشات پریودیک ناشی از بارگذاری را به طور مطلوب دارد. همچنین حالت های خطا را در سریع ترین زمان ممکن به سمت صفر برده و حالت های گذرای بسیار مطلوبی را در لحظات بروز خطا که همان لحظات اسپایک های شدید و دامنه های بزرگ جریان در خروجی می باشد را به همراه دارد. از دیگر ویژگی های کنترل کننده ارائه شده افزایش وسعت ناحیه پایداری تحت محدوده وسیعی از بارگذاری در شرایط مختلف می باشد. درستی عملکرد کنترل کننده پیشنهادی بر روی یک اینورتر سه سطحی NPC تک فاز که دارای حساسیت بالایی در امر کنترل به منظور افزایش کیفیت، کاهش هارمونیک و THD موج خروجی می باشد با یک کنترل کننده مد لغزشی تک شیب با همان مشخصات بارگذاری و مرجع مقایسه شده است.کلیدواژگان: اعوجاج هارمونیکی کل (THD)، کنترل کننده مد لغزشی، مدولاسیون عرض پالس (PWM)
-
صفحات 114-120روش های هدایت افزایشی مختلفی جهت دنبال کردن توان بیشینه در آرایه های فتوولتائیک مطرح شده است. انتخاب بهینه اندازه گام سرعت رسیدن به نقطه بهینه و دقت ردیابی را تعیین می کند. در این مقاله یک روش جدید برای دنبال کردن نقطه بیشینه توان معرفی خواهد شد که بر پایه روش هدایت افزایشی که یکی از روش های پایه و اولیه است و روش گرادیان کاهشی می باشد. در روش هدایت افزایشی اندازه گام مشخص کننده سرعت رسیدن به نقطه مورد نظر است، به این ترتیب که با یک گام ثابت بزرگ تر عمل دنبال کردن با سرعت بالاتری انجام می گیرد اما سیستم حول نقطه بیشینه توان نوسان خواهد کرد و دقت عمل پایین خواهد بود. همچنین با استفاده از گام کوچک تر مشکل نوسان حول نقطه هدف برطرف شده اما سرعت رسیدن به آن کاهش می یابد. هدف ایجاد یک موازنه بین دقت همگرایی و سرعت دنبال کردن می باشد. در این مقاله گام به صورت متغیر در نظر گرفته می شود به طوری که قابلیت افزایش یا کاهش مقدار خود را تحت شرایط مختلف دارد. پس از این که الگوریتم ولتاژ نقطه بهینه را پیدا می کند باید ضریب وظیفه کلید مبدل به گونه ای تنظیم گردد که ولتاژ خروجی آرایه برابر با ولتاژ بهینه باشد. برای این منظور معمولا از کنترل کننده PI استفاده می شود که با تغییر شرایط ممکن است عملکرد مطلوبی از خود نشان ندهد. لذا در این مقاله از روش کنترلی عاطفی BELBIC به عنوان یک کنترل کننده هوشمند استفاده می شود. نتایج حاصل از شبیه سازی و نمونه آزمایشگاهی عملکرد مطلوب روش ارائه شده را نشان می دهد.کلیدواژگان: دنبال کننده توان بیشینه (MPPT)، نقطه بهینه (MPP)، هدایت افزایشی با گام تطبیقی (AINC)، کنترل کننده عاطفی (BELBIC)
-
صفحات 121-128مقاله پیش رو به ارائه روشی برای کنترل هم زمان ریپل گشتاور و شار در کنترل DTC موتور PMSM می پردازد. برخلاف الگوریتم های پیاده شده قبلی بر مبنای کنترل سیکل وظیفه بردارهای ولتاژ که توجهی به وضعیت شار استاتور نمی گردید، در این مقاله با استفاده از کمینه سازی یک تابع هدف دومتغیره گشتاور و شار، ریپل شار استاتور نیز به همراه ریپل گشتاور کنترل شده و در نتیجه باعث دایره ای تر شدن مسیر شار استاتور در دستگاه مختصات ساکن و کاهش ریپل و هارمونیک جریان می گردد. برای نیل به این هدف در هر سیکل کنترلی، معادلات دینامیکی شار استاتور نیز به همراه معادلات دینامیکی گشتاور بررسی شده و وضعیت بردار شار و گشتاور موتور در انتهای زمان اعمال هر بردار ولتاژ پیش بینی خواهد شد. سپس انحراف معیار هر دو متغیر ریپل گشتاور و ریپل شار بررسی شده و مجموع نرمالیزه شده این دو به عنوان تابع هدف انتخاب می گردد. در پایان یک زمان بهینه تغییر بردار ولتاژ برای کمینه کردن تابع هدف مزبور محاسبه خواهد شد و کارایی روش پیشنهادی با پیاده سازی در محیط MATLAB Simulink راستی آزمایی می گردد.کلیدواژگان: کنترل مستقیم گشتاور و شار، موتور سنکرون مغناطیس دایم، کنترل سیکل وظیفه بردارهای ولتاژ، مقدار موثر ریپل گشتاور، مقدار موثر ریپل شار استاتور، کنترل پیش گویانه
-
صفحات 129-136در این پژوهش، اثر یک زیرسیستم رادیو- بر- تار (RoF) بر کارایی کاستی کل (TD) بخش فراسوی دستیابی چندگانه با تقسیم کد پهن باند (WCDMA) در حضور اثر نزدیک- دور ارزیابی می شود. تخمین کانال به کمک پایلوت برای از بین بردن آثار غیر خطی زیرسیستم نوری در شرایط متفاوت کانال، بازه های تخمین و ضرایب نزدیک- دور (NFF) در این پژوهش در نظر گرفته شده است. نتایج بیانگر این هستند که روش همسان سازی پیشنهادشده، قادر به جبران سازی آثار توام غیر خطینگی زیرسیستم نوری و اثر نزدیک- دور، صرف نظر از ضریب گسترش، اعوجاج سیگنال بزرگ، بازه تخمین و تعداد کاربرها می باشد.کلیدواژگان: WCDMA، اثر نزدیک، دور، همسان سازی، کاستی کل
-
صفحات 137-142در این مقاله، یک ترانزیستور MESFET با گیت تورفته در دو سمت سورس و درین و لایه مدفون نوع N در کانال (SDS-DRG) ارائه می گردد. مهم ترین پارامترهای الکتریکی ساختار پیشنهادی همچون اثر کانال کوتاه، هدایت انتقالی، جریان درین و ولتاژ شکست شبیه سازی شده و با همین مقادیر در ترانزیستورهای MESFET با گیت تورفته در سمت سورس (SS-DRG) و گیت تورفته در سمت درین (DS-DRG) مقایسه می شود. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که کاهش ضخامت کانال زیرگیت در ساختار SDS-DRG، باعث بهبود ماکسیمم هدایت انتقالی و کاهش اثر کانال کوتاه در مقایسه با ساختارهای SS-DRG و DS-DRG می گردد. کاهش ضخامت کانال زیرگیت در سمت درین در ساختار SDS-DRG، جهت افزایش ولتاژ شکست نسبت به ساختار SS-DRG استفاده می شود. همچنین لایه مدفون N با چگالی ناخالصی بالا در SDS-DRG، منجر به افزایش جریان درین اشباع در مقایسه با SS-DRG و DS-DRG می شود.کلیدواژگان: MESFET، گیت تورفته، هدایت انتقالی، اثر کانال کوتاه، ولتاژ شکست
-
صفحات 143-149کاربردهای زیادتر و متنوع تر سیستم های مخابراتی نیاز به استفاده بیشتری از تمامی طیف الکترومغناطیسی را الزامی کرده است و همچنین به وجود آمدن سیستم های چندبانده نیاز به آنتن هایی با قابلیت تشدید در چند فرکانس را افزایش داده است. امروزه با توجه به پیشرفت سیستم های بی سیم استفاده از آنتن های سبک، ساده، کوچک و ارزان که بتواند چند طیف فرکانسی سیستم را پوشش بدهد یک نیاز اساسی است. در این مقاله آنتنی با ایده فرکتالی میکرواستریپی پیشنهاد و طراحی می شود که با ابعادی کوچک و سبک و همچنین قیمتی ارزان بتواند در چندین فرکانس تشدید کند. این آنتن در محدوده فرکانسی حدود یک گیگاهرتز تا ده گیگاهرتز دارای پنج فرکانس تشدید است. نتایج اندازه گیری آنتن ساخته شده با نتایج شبیه سازی که توسط نرم افزار HFSS انجام گرفته، تطبیق خوبی را نشان می دهد. همچنین این آنتن دارای پترن مناسب و قطبش دایروی است که کاربرد آن را بیشتر می کند.کلیدواژگان: آنتن فرکتال، کوچک سازی، چندفرکانسی، آنتن میکرواستریپ، کوپلینگ مجاورتی
-
Pages 73-82Transient stability analysis (TSA) is one of the important issues in the power system operation. The common methods of TSA are typically based on offline simulations so that some preventive and corrective actions may be designed to be adopted in real time conditions. To reduce the risk of these actions, in this paper a new method of transient stability estimation is proposed in which both local and wide-area measurements are used. According to the proposed method, the coherent generator groups of the two-area power system are initially identified and then the system is simplified based on the single machine equivalent (SIME) method. Thereafter, the equal area (EA) criterion is used to estimate the system transient stability. The innovation of this paper is the calculation of the acceleration area of SIME system based on the acceleration areas calculated locally in generator buses. The proposed method is applied on a10-mchine 39-bus test system and its results are presented by further explanation of its technical advantages.Keywords: Transient stability, wide area measurement, special protection system, single area equivalent method, equal area criterion
-
Pages 83-92Five-phase permanent magnet synchronous motors (PMSM) are often used for specific applications, in which the precise speed control of the motor by an appropriate driver design is important. The use of three-phase to five-phase matrix converter is a suitable technique for constructing such a motor driver. Since the input voltages of such converters are directly supplied by input three-phase supply voltages, an imbalance in the voltages will cause problems such as unbalanced stator currents and electromagnetic torque fluctuations, making it inefficient to use such converters. In this paper, a new method is proposed to remove torque oscillator factors based on direct power control (DPC). In this way, a number of features including speed, torque, and flux of the motor will improve in terms of the above-mentioned conditions. Simulations are analyzed using Matlab/Simulink software.Keywords: Permanent magnet synchronous motor, matrix converter, direct power control, unbalanced supply voltage, speed, torque
-
Pages 93-102Automatic modulation recognition of digital signals is an essential for intelligent communication systems. Most automatic classifications of digital signal types deal with recognizing signals formats in presence of additive white Gaussian noise (AWGN) in channels. However, real world communication environments, such as wireless communication channels, suffer from fading effects. There are few methods proposed to perform in fading channels. This paper presents a high efficient method for identification of M-array phase shift keying (MPSK) digital signal type. The proposed method is heuristic hybrid, formed by a multilayer perceptron (MLP) neural network as the classifier and the bees algorithm (BA) as the optimizer. An equalizer is also used to reduce channel effects. A suitable combination of higher order statistics, up to eighth, is considered as prominent characteristics of signals. Simulation results validate the high efficiency of the proposed technique in recognizing the types of digital signals even at low SNRs.Keywords: Bees algorithm, modulation recognition, neural network
-
Pages 103-113In this paper control structure with robust performance in presence of parametric uncertainties of the converter in order to improve pure sinusoidal inverter in whole functional and loading conditions is rendered. The controller guarantees fast and accurate behavior of the converter in order to increase the output voltage quality and reduce output harmonics. This controller by sliding performance and utilizing output voltage and capacitor current used in the control process, not only has exact output voltage tracking from reference but also has ability to reject the periodic disturbances due to loading. Also, it guides error states to zero rapidly and makes transient states of the converter as well as possible at error moments that is the same high spikes and loads in output current. Another characteristic of the proposed controller is, improved stability region under wide ranges of loading in different conditions. Accuracy of proposed controller on a single-phase three level NPC inverter which has high sensitivity in control in order to increase quality, decrease harmonics and THD output has been compared with a single-slope sliding mode controller with the sane loading conditions and reference. The simulations results are obtained by MATLAB.Keywords: Sliding Mode Control (SMC), Total Harmonic Distortion (THD), Pulse Width Modulation (PWM)
-
Pages 114-120Many conventional incremental conductance (INC) methods are applied for maximum power point tracking (MPPT) of photovoltaic arrays. Where, the optimization step size determines the speed of MPPT. Fast tracking could be achieved with bigger increments but the system might not operate properly at the MPP and might become oscillated at this point; therefore, there is a trade-off between the time needed to reach the MPP and the oscillation error. This article is to present an adaptive optimization step size in the INC to improve solar array performance. To adjust the MPP in the photovoltaic (PV) operation point, brain emotional learning based intelligent controller (BELBIC) is applied as an adaptive optimization step size in the INC. This would considerably increase the system's accuracy. The effectiveness of this proposed method is verified by comparing its simulation and experimental results with the conventional methods in different operating conditions.Keywords: Maximum power point tracking (MPPT), incremental conductance (INC), adaptive incremental conductance (AINC), brain emotional learning based intelligent controller (BELBIC)
-
Pages 121-128This paper presents a novel method for controlling torque and stator flux ripples in DTC control of PMSM motor. In contrast to conventional duty ratio modulation methods which do not pay attention to stator flux condition, the proposed method controls both torque and stator flux RMS ripples using minimization of a proper two variable (stator flux and torque) objective function. After realizing that, flux related machine specifications such as circular stator flux vector trajectory and current waveform quality will be developed. For this purpose, in addition to torque dynamics in any DTC control cycle, stator flux dynamics will be studied. Using this, the condition of both torque and stator flux at the end of an applied voltage vector of inverter is predicted. Then, standard deviation of torque RMS ripple and that of stator flux is studied in any control cycle and the normalized sum of these two deviations will be considered as the objective function. Finally, a proper switching instant during any control cycle is calculated for minimizing the objective function. The proposed method is validated by MATLAB simulation.Keywords: Direct torque control, Permanent magnet synchronous motor, duty ratio modulation, torque RMS ripple, stator flux RMS ripple, predictive control
-
Pages 129-136In this research the effect of a radio-over-fiber (RoF) subsystem on the total degradation (TD) performance of uplink wideband code division multiple access (WCDMA) is assessed in the presence of near-far effect. The study considers the use of pilot-aided channel estimation to neutralize the optical subsystem nonlinearities for different channel conditions, estimation intervals, and near-far factors (NFF). The results demonstrate that the proposed equalization technique almost compensates for the joint impact of the optical subsystem nonlinearity and the near-far effect irrespective of spreading factor, large signal distortion, estimation interval, and user number.Keywords: RoF, WCDMA, near-far effect, equalization, total degradation, uplink
-
Pages 137-142A new structure named as source/drain sides-double recessed gate with N-buried layer in the channel (SDS-DRG) silicon carbide (SiC) based metal semiconductor field effect transistor (MESFET) is presented in this study. Important parameters such as short channel effect, maximum DC trans-conductance, drain current and breakdown voltage of the proposed structure are simulated and compared with those of the source side-double recessed gate (SS-DRG) and drain side-double recessed gate (DS-DRG) 4H-SiC MESFETs. Our simulation results reveal that reducing the channel thickness under the gate at the SDS-DRG structure improves the maximum DC trans-conductance and reduces the short channel effects compared to SS-DRG and DS-DRG structures. Reducing the channel thickness under the gate at the drain side of the SDS-DRG structure is used to enhance the breakdown voltage in comparison with the SS-DRG structure. Also, N-buried layer with larger doping concentration in the SDS-DRG structure improves the saturated drain current compared to SS-DRG and DS-DRG structures.Keywords: Double recessed gate, N-buried layer, 4H-SiC MESFET, DC trans-conductance, short channel effects, breakdown voltage
-
Pages 143-149For further and various applications of communication systems, we lead to using the overall of electromagnetic spectrum. Also, because of the developing f multiband wireless systems, antenna designers are enforced to design antennas matched to the operation in multi-band and multi-frequency. On the other hand, nowadays, the use of light-weight, simple, small and inexpensive antennas is an essential requirement for covering multi bands. In this paper, a microstrip antenna is designed and suggested fractal-based and utilized FR4 substrate with small size and light, and also ability to resonance in multi-frequency by increasing fractal repetitions and self-similarity property. Therefore, this proposed structure causes the antenna resonance in more frequencies, and also leads to miniaturization of its size. This antenna operates in 1-10 GHz range includes five frequency resonance for the most of convenient applications. Also, it has appropriate pattern and circular polarization which increases its applications. The antenna has been fabricated and there is a good agreement between measurement results and full wave simulation using HFSS software.Keywords: Fractal antenna, miniaturization, multi-frequency, microstrip antenna, proximity coupling
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.