فهرست مطالب

نشریه سامانه های غیرخطی در مهندسی برق
سال چهارم شماره 1 (پیاپی 6، تابستان و زمستان 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/04/19
  • تعداد عناوین: 6
|
  • محمد مرادی، مهدی میرزایی *، سجاد آقاسی زاده صفحات 4-25

    در مقاله حاضر یک مدل غیرخطی جدید برای میراگر مغناطیسیMR بر پایه مدل بوک -ون ساده شناسایی و ارائه می شود که علی رغم دارا بودن خاصیت غیرخطی هیسترزیس، نسبت به جریان الکتریکی خطی است. این مزیت باعث می شود که بتوان به راحتی از این مدل به عنوان مدل معکوس در سیستم کنترلی تعلیق نیمه فعال خودرو جهت تبدیل نیرو به جریان الکتریکی استفاده کرد. همچنین برای ارزیابی بهتر مدل پیشنهادی، یک مدل چند جمله ای غیر هیسترزیسی مشابه با آنچه که در مراجع وجود دارد، برای میراگر مغناطیسی طراحی شده است. مقایسه دقت مدل ها نشان می دهد که مدل بوک- ون ارائه شده در هر دو حالت مستقیم و معکوس در نواحی سرعت پایین دقت بالاتری نسبت به مدل چندجمله ای دارد. در گام دوم، یک کنترل کننده بهینه برای محاسبه ی نیروی فعال سیستم تعلیق طراحی و در کنار مدل های معکوس شناسایی شده، استفاده شده است. نتایج شبیه سازی برای کنترل سیستم تعلیق خودرو در حالتهای فعال و نیمه فعال با دو مدل میراگر بر روی یک جاده استاندارد ارائه می شوند. مشاهده می گردد که از بین دو مدل معکوس طراحی شده، مدل بوک- ون پیشنهادی، عملکرد بهتری در کنترل سیستم تعلیق نیمه فعال دارد. همچنین، با افزایش دامنه سرعت میراگر در سیستم تعلیق نتایج دو مدل تعلیق نیمه فعال به هم نزدیک تر می شوند

    کلیدواژگان: سیستم تعلیق خودرو، دمپر MR، شناسایی، هیسترزیس، مدل بوک، ون
  • بهزاد مظفری تازه کند* صفحات 26-46
    در این مقاله تاثیر توام عدم توازن IQ فرستنده و گیرنده تحت CP کوتاه و بلند مطالعه شده است. استفاده از CP با طول کوتاه اگر چه باعث افزایش نرخ ارسال اطلاعات یا سمبل ها خواهد شد ولی از طرفی تداخل بین سمبل های OFDM را افزایش می دهد. از طرفی وجود عدم توازن IQ در فرستنده و گیرنده خود باعث ایجاد اعوجاج در سیگنال دریافتی شده که این نیز به نوبه ی خود نرخ خطای بیتی را به مراتب افزایش خواهد داد. برای جبران خرابی ناشی از کانال و عوامل ذکر شده استفاده از فیلترهای تطبیقی مبتنی بر ساختار PTEQ امری ضروری است. ولی با توجه به توپولوژی این ساختار، میزان محاسبات پردازش های مربوطه حتی با بکارگیری ساده ترین الگوریتم تطبیقی نیز زیاد می باشد. در این مقاله به منظور کاهش محاسبات ابتدا الگوریتم تطبیقی مبتنی بر به روزرسانی انتخاب گر ضرایب (SCU) در این سیستم ارائه می شود. علارغم تاثیر اندکی که این الگوریتم در سرعت همگرایی دارد در فاز دوم روش پیشنهادی برای افزایش سرعت همگرایی، از تبدیل ویولت بسته ای در این ساختار استفاده می شود. سپس از روش به روزرسانی انتخاب گر ضرایب بر مبنای میزان آنتروپی موجود در بسته های ویولت، استفاده خواهد شد. در این روش نه تنها میزان محاسبات تا حد زیادی کاهش می یابد بلکه عمل کرد سیستم جبران ساز ارائه شده از لحاظ نرخ خطای بیت تا حدی بهبود می یابد. در فاز سوم الگوریتم پیشنهادی، استفاده از روش انتخاب گر داده (DSU) برای افزایش هر چه بیشتر سرعت همگرایی و کاهش میزان متوسط محاسبات در کنار روش SCU پیشنهاد می شود. استفاده ی هم زمان از دو روش مذکور در حوزه ی ویولت بسته ای برای جبران سازی اثرات کانال و عدم توازن IQ، مناسب خواهد بود و نتایج شبیه سازی نشان دهنده ی عمل کرد بهتر روش پیشنهادی می باشد
    کلیدواژگان: تبدیل ویولت بسته ای، به روزرسانی ضرایب انتخابی، روش انتخاب گر داده، عدم توازن IQ، ساختار PTEQ، فیلترینگ Set، Membership
  • امین صفری *، محمداسماعیل جنگجو صفحات 47-62
    میرایی نوسانات الکترومکانیکی برای تضمین عملکرد قابل قبول سیستم امری ضروری است. حال هنگامی که در سیستم انتقال خطایی رخ دهد، توان انتقالی در خطوط و ولتاژ شین ها دچار نوسان شدیدی می شود. برای از بین بردن این نوسانات پایدارساز سیستم قدرت (PSS) مورد استفاده قرار می گیرد. برای بهینه کردن عملکرد کلی سیستم، مسئله طراحی پارامترهای PSS به یک مسئله بهینه سازی با تابع هدف پیشنهادی غیرخطی تبدیل شده و با به کارگیری الگوریتم های بهینه سازی فاخته (COA) و الگوریتم جستجوی فاخته (CS) مسئله بهینه سازی حل می شود. پایدارسازها طوری تنظیم می شوند که نوسانات توان اکتیو در سیستم انتقال به مقدار قابل توجهی کاهش یابد. طراحی و شبیه سازی پارامترهای PSS در سیستم قدرت چهار ماشینه استاندارد تحت شرایط کاری مختلف مورد ارزیابی و تحلیل قرار گرفته است. با مقایسه نتایج حاصل از این دو الگوریتم در شبکه موردنظر، کارایی و برتری الگوریتم COA را در پایدار ساختن سیستم قدرت چندماشینه را نسبت به الگوریتم CS اثبات می شود
    کلیدواژگان: پایدارساز سیستم قدرت (PSS)، الگوریتم بهینه سازی پرنده فاخته (COA)، الگوریتم جستجوی فاخته (CS)، سیستم قدرت چهار ماشینه
  • پیمان احمدی، احمدرضا ولی *، وحید بهنام گل صفحات 63-77
    در این مقاله، ترکیب جدیدی از محاسبات مرتبه کسری با کنترل مد لغزشی زمان محدود، برای طراحی خودخلبان یک جسم پرنده بکار گرفته می شود. این ترکیب با هدف کاهش اثرات نامطلوب پدیده زیگزاک و هموارتر شدن سیگنال کنترلی روش مد لغزشی صورت می گیرد. در روش کنترل مرتبه کسری از مشتق گیر و انتگرال گیر مرتبه کسری برای ایجاد بهبود در روش های کنترل مرتبه صحیح استفاده می شود. ساختار سطح لغزش و قانون کنترل مد لغزشی به نحوی پیشنهاد داده می شود، که ضمن کاهش اثرات نامطلوب پدیده زیگزاک، پایداری حلقه بسته نیز تضمین شود. با استفاده از این الگوریتم یک خودخلبان مقاوم در برابر نامعینی ضرایب آیرودینامیکی، برای مدل یک جسم پرنده طراحی می شود و پایداری سیستم حلقه بسته با استفاده از تئوری پایداری لیاپانوف اثبات می گردد. خلبان خودکار طراحی شده توسط روش پیشنهادی، به مدل دینامیکی جسم پرنده اعمال شده و نتایج شبیه سازی، کاهش پدیده زیگزاک روش پیشنهادی نسبت به معادل مرتبه صحیح آن را نشان می دهد
    کلیدواژگان: کنترل مرتبه کسری، کنترل مد لغزشی، پدیده زیگزاک، خودخلبان موشک
  • فرهاد بیات *، محمد مهدی فرکیان صفحات 78-96
    در این پژوهش، تولید انرژی الکتریکی با استفاده از سامانه های هوابرد (کایت) مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا مدلی مناسب برای توصیف رفتار سامانه های هوابرد استخراج شده و با بهره گیری از آن، الگوریتمی جهت تولید مسیر حرکت مناسب در سامانه هوابرد در فاز کشش ارائه شده است. سپس، به منظور دستیابی به عملکرد مناسب، ردیابی مسیر مطلوب و درنتیجه تولید بهینه انرژی بادی، یک کنترل کننده مقاوم مبتنی بر روش مد لغزشی پایانه ای در حضور تغییرات پارامترهای جو و وجود نامعینی در مدل سیستم طراحی شده است. در روش پیشنهادی، استراتژی کنترل حرکت سامانه هوابرد بر تنظیم زاویه بردار سرعت آن استوار است. برای تولید مسیر مطلوب پرواز کایت در فاز کشش از شش نقطه هدف استفاده شده است که با این روش، دقت و انعطاف پذیری تولید مسیر افزایش می یابد. همچنین، تاثیر تنظیم شکل مسیر پرواز سامانه هوابرد در فاز کشش بر عملکرد سیستم و استخراج حداکثر نیروی کشش باد بررسی شده است
    کلیدواژگان: سامانه هوابرد، انرژی تجدیدپذیر، انرژی بادی، کنترل مد لغزشی پایانه ای
  • ولی الله غفاری * صفحات 97-110
    در این مقاله با در نظر گرفتن نویز در سنسورهای اندازه گیری، یک قانون هدایت پایدار در زمان محدود، پیشنهاد شده است. نویز اندازه گیری در یک حلقه هدایت می تواند بر عملکرد و پایداری آن سیستم هدایت تاثیر بگذارد. بنابراین نیاز است قانون هدایت به طریق مناسبی اصلاح گردد تا بتواند در حضور نویز اندازه گیری، عمکرد قابل قبولی داشته باشد. با استفاده از تئوری های سیستم های دینامیکی تصادفی، یک قانون هدایت وابسته به واریانس نویز اندازه گیری به گونه ای انتخاب می گردد تا عملکرد سیستم هدایت در حضور نویز اندازه گیری بهبود یابد. با قانون هدایت پیشنهادی، در حضور نویز اندازه گیری، تغییرات زاویه خط دید در زمان محدود صفر می گردد. بدیهی است که پس از گذشت این زمان محدود، زاویه خط دید مقدار ثابتی شده و در نتیجه نیرویی نیز به آن جسم اعمال نمی گردد. قانون هدایت پیشنهادی در یک سیستم هدایت دو بعدی استفاده شده است. نتیجه شبیه سازی انجام شده، کارآمدی روش هدایت پیشنهادی را نسبت به روش هدایت موجود نشان می دهد
    کلیدواژگان: زاویه خط دید، قانون هدایت، تحلیل پایداری و حلقه هدایت
|
  • Mohamad Moradi Narbin, Mehdi Mirzaei*, Sajjad Aghasizade Pages 4-25

    In this paper, a new nonlinear model for magnetorheological (MR) damper based on the bouc-wen model is identified. This model including the hysteresis loop is linear with respect to the input current. This advantage makes it easy to use the proposed model in semi-active suspension systems as the inverse model. For better comparison, a polynomial model developed in the prevalent papers is also designed. The performance evaluation of two models shows that the proposed bouc-wen model has higher accuracy in the smaller velocity area. At the rest of the paper, an LQR controller designed for calculation of the active suspension force is integrated with the two identified inverse models. The simulation studies are carried out for active and semi-active suspension systems on a standard road. The results show that the simplified nonlinear bouc-wen model has better performance in controlling the semi active suspension system compared with the other models. In high amplitude velocities of the damper, the performance of two models is close to each other

    Keywords: Vehicle Suspension System, MR Damper, Identification, Hysteresis, Bouc, Wen Model
  • Behzad Mozaffari* Pages 26-46
    In this paper joint effect of transmitter and receiver IQ imbalance under insufficient and sufficient cyclic prefix (CP) is studied. The case of insufficient CP length leads to increase in the rate of symbol transmission, on the other hand it causes inter-symbol-interference. Morever, existence of IQ imbalance in the transmitter and receiver causes distortion in the received signals. So this problem leads to increase of bit error rate. To compensation of this effect and other impairments, simultaneously, per-tone equalization (PTEQ) structure implementation is necessary. Regarding to topology of this structure and required high length filters, the system computations will be very high, even using simplest adaptive algorithms. In this work to reduce the computational burden, an adaptive algorithm based on selective coefficient updating (SCU) has been presented. In addition, to increase of the convergence speed of adaptive algorithms,wavelet packet transform (WPT) is applied to branches of PTEQ structure in second stage. Then SCU method based on the rate of wavelet papcket entropy has been used. It must be mentioned that in this method not only computational complexity has been reduced but also bit error rate has been improved. In the third stage, the combination of both SCU and data selective updating (DSU) to increase of convergence speed and to reduce of computational complexity have been derived. Simultaneous using of two DSU and SCU methods besides WPT, is suitable for compensation ofchannel effect and IQ imbalance. Simulation results show that this algorithm not only causes considerably reduction on amount of calculations, but also have better performance
    Keywords: Wavelet packet transform (WPT), Selective Coefficient updating, Data Selective Updating, In, phase, quadrature (IQ) imbalance, Per, tone Equalization (PTEQ), Set, membership Filtering
  • Amin Safari*, Mohammad Esmaeil Jangjo Pages 47-62
    Electromechanical damping system is essential to ensure acceptable performance. However, when an error occurs in the transmission system, power transmission lines and buses voltage fluctuated severe, To eliminate the fluctuations in the power system stabilizer (PSS) is used to optimize the overall system performance, the problem of PSS parameters to an onlinear optimization problem with the objective function of the proposed conversion and optimization algorithms using Cuckoo (COA) and the cuckoo search algorithm (CS) optimization problem is solved. Stabilizers are adjusted so that the active power oscillations in the transmission system are considerably reduced. PSS parameters in network design and simulation of four standard generators under different working conditions are evaluated and analyzed. By comparing the results of the two algorithms in the network, COA efficiency and excellence in sustainable building several power generator system to the CS algorithm is proved
    Keywords: Power system stabilizer (PSS), Cuckoo optimization algorithm (COA), Cuckoo search algorithm (CS), Four generator power network
  • Peyman Ahmadi, Ahmad-Reza Vali *, Vahid Behnamgol Pages 63-77
    In this paper, a new combination of fractional order calculus and finite time sliding mode control, used to design an aircraft autopilot. This combination aims to reduce the chattering phenomena and have a smoother control signal than conventional sliding mode. Fractional order control uses fractional integrator and derivative to improved integer order control methods. The sliding surface and sliding mode control law is proposed to reduce the chattering phenomena and also, closed-loop stability is guaranteed too. Using this algorithm, a robust autopilot against aerodynamic coefficients uncertainty is designed for an aircraft and proposed control law is utilized to stabilize the close loop system by Lyapunov stability theorem. The proposed autopilot is applied to the aircraft model and simulation results illustrate the reduction of chattering phenomena
    Keywords: Fractional order control, Sliding mode control, chattering phenomena, Missile autopilot
  • Farhad Bayat *, Mohammadmehdi Farkian Pages 78-96
    In this paper, electric power production using airborne systems (kites) has been investigated. In the first step, an appropriate model is extracted to describe the behavior of airborne systems. Based on this model, a new path planning algorithm is proposed for the airborne system in the traction phase. Then, in order to achieve the proper operation, tracking the desired path and thus extracting optimal wind energy, a robust controller based on the sliding mode approach is designed in the presence of variations in atmospheric parameters and uncertainties in the system model. In the proposed method, the control strategy is obtained based on the speed vector angle of the airborne. In the proposed approach, six target points are used for the path designing of the kite motion in the traction phase, which increases the precision and flexibility of the designed path. Furthermore, the effect of adjusting the shape of the flight path of the airborne system during the traction phase on the system performance and extraction of the maximum wind force is also investigated
    Keywords: Airborne System, Renewable Energy, Wind Energy, terminal Sliding Mode Control
  • Valiollah Ghaffari* Pages 97-110
    In this paper, a finite-time stabilized guidance law is addressed in presence of some measurement noises. The measurement noise would effect on the guidance system stability and or performances. Hence, in presence of measurement noise, the guidance law must be modified such a way that the noise effect on the guidance system response would be reduced. By using the stochastic stability theory, a modified guidance law, depended on the measurement noises variance, will be proposed such that the line of sight angle rate is stabilized in a finite time. After such a finite-time, no force would be applied to the vehicle actuators. Then the line of sight angle would be a constant one. The proposed method would be used in a two-dimensional numerical example. The effectiveness of the suggested method is shown in the simulation results
    Keywords: Line of sight angle, Guidance law, Stability analysis, Guidance loop