فهرست مطالب
نشریه سامانه های غیرخطی در مهندسی برق
سال دوم شماره 1 (پیاپی 3، بهار 1393)
- تاریخ انتشار: 1393/02/21
- تعداد عناوین: 6
-
-
صفحات 4-26مدل غیرخطی موشک از یک سو دارای پارامتر های آئرودینامیکی فاقد قطعیت بوده و از سوی دیگر در عمل در معرض اغتشاشات قرار دارد. سیستم کنترلی اتوپایلوت باید بتواند پایداری و عملکرد مطلوب سیستم را با وجود این عدم قطعیت ها (نامعینی ها) و اغتشاشات حفظ کند. پاسخ سریع، خطای کم، مقاوم بودن سیستم و کارآیی مناسب از جمله نکاتی هستند که باید در طراحی اتوپایلوت مورد توجه قرار گیرند. به دلیل اهمیت کنترل موشک، روش های مختلفی برای طراحی اتوپایلوت ارائه شده است. در این مقاله روش جدیدی برای کاهش خطای ردیابی و افزایش مقاومت سیستم پیشنهاد می شود. این روش مبتنی بر ساده سازی طراحی بر پایه ی تکنیک گام به عقب است. برای کاهش خطای ردیابی ناشی از ساده سازی مدل موشک از یک مشاهده گر اغتشاش غیرخطی برای تخمین عدم قطعیت های موجود در برخی از پارامترهای سیستم و اغتشاشات موجود در خروجی و به روز کردن سیگنال مرجع استفاده شده است. مزیت روش ارائه شده این است که به طور کامل انعطاف پذیربوده و می تواند با روش های خطی و غیر خطی که قابلیت تضعیف اغتشاشات و مقابله با عدم قطعیت ها را ندارند، به کار رودکلیدواژگان: مشاهده گر غیرخطی اغتشاش، تکنیک گام به عقب، کنترل کننده مد لغزشی، تطبیقی، اتوپایلوت موشک، نامعینی
-
صفحات 27-44
با توسعه روز افزون ارتباطات نسل های جدید که به امتداد حضور استانداردهای قبلی در دوران تکامل تدریجی خود بسر می برد، بکارگیری مدارات گیرنده چند استانداردی گزینه ای مطلوب برای صرفه جویی در توان و مساحت محسوب می گردد. بدلیل ضعف نسبی تکنولوژی های جدید زیر دهم میکرومتر در ساخت مدارات مجتمعCMOS نوع آنالوگ، طراحی بخش های مختلف گیرنده های چند استانداردی قابل تنظیم خصوصا در قسمت پیشانی گیرنده های مخابرات بی سیم از چالش های جدی می باشد. در این تحقیق، ساختار یک مدولاتور دلتا سیگما قابل پیکر بندی مجدد بعنوان یکی از قسمت های کلیدی مدارات پیشانی گیرنده چند استانداردی مطالعه، طراحی، توسعه و شبیه سازی شده است. در طراحی مدولاتور مذکور از سه ایده نوین برای کاهش توان مصرفی به تناسب استاندارد مورد نیاز کاربر استفاده شده است. در تکنیک اول تعداد تقویت کننده های (آپ امپ) لازم برای افزایش درجه مدولاتور کاهش یافته و با استفاده از تکنیک بهبود شکل دهی نویز، یکی از آپ امپ ها با مقایسه کننده حلقه مشترکا بکار گیری شده است، در تکنیک دوم با تغییر توابع تبدیل سطح سیستم و انتقال نقطه جمع کنندگی در پیاده سازی ساختار مسیر مستقیم (FF) به ورودی طبقه ماقبل از مصرف توان و محدودیت سرعت گلوگاهی جمع کننده اجتناب شده است، و نهایتا با بکار گیری ساختار هببریدی بطوریکه پیاده سازی طبقه اول زمان پیوسته و طبقات بعدی بصورت زمان گسسته باشد، از نیازمندی مصرف توان مدار نمونه بردار و تقویت کننده گره تفریق گر ورودی مدولاتور، بطور قابل ملاحظه ای کاسته خواهد شد. شبیه سازی سطح سیستم ساختار پیشنهادی چند استانداردی با قابلیت پیکربندی جدید، نشان دهنده بهبود قابلیت مدار و بر آورده کردن مشخصات سه استاندارد نمونه GSM، WCDMA و WLAN با نوید توان مصرفی کمتر در مقایسه با موارد مشابه قبلی می باشد
کلیدواژگان: مدولاتور دلتا سیگما، هیبریدی زمان پیوسته، گسسته، مبدل های آنالوگ به دیجیتال چند استانداردی -
صفحات 45-58
در این مقاله معیار سطوح معادل در حوزه زمان که نتیجه نگاشت منحنی توان-زاویه به منحنی توان-زمان می باشد جهت شناسایی نوسان توان پایدار و ناپایدار معرفی شده است. عملکرد این الگوریتم برای سیستم تک ماشین به شین بینهایت بررسی شده است که نتایج به دست آمده منطبق بر معیار سطوح معادل منحنی توان-زاویه می باشد ولی در سیستم های چند ماشینه این الگوریتم در تمامی حالات درست عمل نمی کند. برای این منظور در سیستم های چند ماشینه از معیار بسط یافته این الگوریتم که بر مبنای تبدیل شبکه به دو دسته ماشین های بحرانی و غیربحرانی می باشد استفاده شده است. با توجه به اینکه استفاده از معیار سطوح معادل در حوزه زمان به صورت یک الگوریتم محلی برای همه ژنراتورهای شبکه پاسخ جامع و درستی نمی دهد، این معیار را برای سیستم چند ماشینه به صورت گسترده یعنی استفاده از اطلاعات توان خروجی همه ژنراتورهای شبکه که توسط واحدهای اندازه گیری فازور PMU به مرکز کنترل ارسال می شود اعمال شده است. این روش بر روی یک شبکه نمونه با استفاده از نرم افزار Digsilent شبیه سازی شده، که نتایج حاصل نشان دهنده صحت، دقت و سرعت بالای روش پیشنهادی می باشند.
کلیدواژگان: نوسان توان، پایداری سیستم، معیار سطوح معادل، حفاظت خطوط انتقال -
صفحات 59-80آنالیز مولفه های مستقل و استفاده از آن در حل مسئله جداسازی کور سیگنال های منبع یکی از مهم ترین مسائلی است که در دهه ی اخیر توجه زیادی از محققین شاخه های مختلف علوم مهندسی را به خود جلب کرده است. در این آنالیز خواص آماری مراتب بالا برای جداسازی کور سیگنال ها به کار گرفته می شود. در این مقاله جداسازی سیگنال های منبع که در یک محیط نویزی با هم ترکیب شده اند مورد توجه قرار گرفته است و از تابع خودهمبستگی غیرخطی سیگنال های منبع در حوزه ویولت به عنوان تابع هدف استفاده شده و با استفاده از الگوریتم LMS1 نقطه ی ماکزیمم این تابع محاسبه می شود. ابتدا ضرائب ویولت گسسته ی مربوط به سیگنال های مرکب نویزدار محاسبه شده و سپس بر مبنای ضرائب تقریب به دست آمده از تجزیه ی ویولت و الگوریتم LMS، نقطه ی ماکزیمم تابع هدف مورد نظر محاسبه شده و در نتیجه ضرائب فیلتر تخمین به دست می آیند. سپس با استفاده از این فیلتر سیگنال های منبع از هم جدا می شوند. از دو پارامتر 1) شاخص بازده و 2) نسبت سیگنال به تداخل و اثر گذاری نویز، برای نشان دادن کارایی الگوریتم ارائه شده، استفاده می شود. نتایج شبیه سازی در سه قسمت براساس سیگنال های تصادفی گوسی، سیگنال های صحبت و سیگنال های الکتروکاردیوگرام نشان داده شده اند. در این مقاله اثر سطح تجزیه در حوزه ی ویولت نیز مورد توجه قرار گرفته است. در انتها نتایج به دست آمده با الگوریتم جدید (NoisyNA) Shi مقایسه می شود. ملاحظه می شود که به دلیل استفاده از تبدیل ویولت و افزایش میزان همبستگی غیرخطی در این حوزه، نتایج بهتری به دست می آیدکلیدواژگان: جداسازی کور سیگنال، آنالیز مولفه های مستقل، تابع خود همبستگی غیرخطی، پردازش سیگنال صحبت، سیگنال الکتروکاردیوگرام، تبدیل ویولت گسسته
-
صفحات 81-96در این مقاله بروز پدیده ی آشوب به ازای محدوده ای از پارامترها در دینامیک وضعیت ماهواره اثبات شده و یک کنترل کننده ی غیر خطی مناسب طراحی می گردد که ضمن حصول عملکرد مطلوب سیستم ، کنترل وضعیت آشوبی را نیز تضمین کند. به این منظور با توجه به اینکه معادلات دینامیکی ماهواره ی سه محوره به صورت یک سیستم غیرخطی ناخودگردان توصیف می شود ، ابتدا تکنیکی جهت محاسبه ی نماهای لیاپانف اینگونه سیستم ها که می تواند مبین آشوبی بودن سیستم باشد ، ارائه می شود و با استفاده از آن رفتار آشوبناک سیستم در محدوده ای از پارامترها اثبات می گردد. سپس یک کنترل کننده ی مد لغزشی بازگشت به عقب بر اساس عملکرد مطلوب پیشنهاد شده و پایداری سیستم حلقه بسته بر اساس تئوری لیاپانف اثبات می گردد. علاوه بر این با تبدیل سیستم به فرم سازگار با شرایط قضیه ی ملنیکف با استفاده از این روش تحلیلی ، حذف پدیده ی آشوب در سیستم کنترل شده تضمین می گردد. محاسبه ی نمای لیاپانف سیستم حلقه بسته نیز موید این موضوع است. در پایان نتایج شبیه سازی حاصل از اعمال کنترل کننده ی پیشنهادی برای نواحی مختلف کاری ارائه می گرددکلیدواژگان: کنترل وضعیت ماهواره، حرکات آشوبی، کنترل مد لغزشی بازگشت به عقب، روش ملنیکف، نمای لیاپانف
-
صفحات 97-112با توجه به افزایش روزافزون تولیدات پراکنده در سالهای اخیر، یکی از نگرانی های اصلی در مورد این منابع شرایط جزیره ای است. پدیده جزیره-ای شدن تولیدات پراکنده می تواند مشکلاتی از قبیل به خطر انداختن جان پرسنل های تعمیر خط و آسیب دیدن تجهیزات سیستم ایجاد نماید. توربین های بادی یکی از مهمترین این تولیدات بوده که اکثر ژنراتورهای آنها از نوع القایی است. تاکنون روش های اندکی برای تشخیص حفاظت ضد جزیره ای این توربین ها ارائه شده است. در این مقاله روشی مناسب بمنظور تشخیص جزیره ای بر اساس تبدیل موجک برای توربین های بادی پیشنهاد می شود. در این روش از نرخ تغییرات فرکانس برای تشخیص استفاده می گردد. زیرا این سیگنال نویزپذیری کمتری نسبت به سیگنال های ولتاژ و جریان دارد. نرخ تغییرات فرکانس در هر بازه زمانی با استفاده از ویولت Symlets تجزیه شده و از روی ضریب d8 شرایط جزیره ای تشخیص داده می شود. آزمایش های جزیره ای و کلیدزنی در شرایط مختلف بار، با استفاده از ویولت های مادر مختلف در تمامی سطوح تجزیه انجام یافته و ضریب d8 ویولت Symlets سیگنال نرخ تغییرات فرکانس به عنوان بهترین سیگنال تشخیص انتخاب شده است. برای اثبات کارایی روش پیشنهادی، سیمولاتور توربین بادی 2 کیلووات اجرا شده و روش پیشنهادی برای حالت های مختلف شرایط جزیره ای، استارت موتور و کلیدزنی در این سیستم پیاده سازی می گردد. نتایج بدست آمده از این سیستم با روش دیگری مقایسه می شود و برتری الگوریتم پیشنهادی نشان داده می شود. نتایج بدست آمده در هر دو حالت کارایی روش پیشنهادی را نسبت به روش های دیگر نشان می دهدکلیدواژگان: تشخیص جزیره ای، سیمولاتور توربین بادی، تبدیل موجک، نرخ تغییرات فرکانس، تولیدات پراکنده
-
Pages 4-26Generally nonlinear modelling of aerospace system has uncertainty in model parameters and also in real situation different disturbances are applied to system. In spite of these uncertainties and disturbances, autopilot control system should be guarantee stability and desired performance of system. The conditions such as fast response, low tracking error, system robustness must be considered in autopilot design. In this paper, a new method is suggested to reduce the tracking error and increase system robustness. The proposed method is based on Backstepping approach. To reduce the tracking error, resulted from the simplification of the missile model, a nonlinear disturbance observer is used to estimate the uncertainty and also update the reference signal. In addition nonlinear disturbance observer is used to eliminate output disturbance. The advantage of the proposed method is its complete flexibility and also it can be employ for linear and nonlinear systemsKeywords: Nonlinear disturbance observer, Backstepping method, Adaptive, sliding mode controller, Uncertainty, Aerospace guidance, Disturbance
-
Pages 45-58
The equal area criterion method is proposed for the power swing detection. Although this method is good for a single machine system, the method cannot distinguish the stable power swing from the unstable one in a multi machine system. In this paper, a novel method for distinguishing the stable power swing from the unstable one is proposed. In the proposed method the network is separated into the critical and noncritical machines. This method is performed by Digsilent software
Keywords: Power swing, Equal area criterion, Transmission line protection -
Pages 59-80Blind source separation is the technique that anyone can separate the original signals from their mixtures without any knowledge about the mixing process, but using some statistical properties of original source signals. Independent component analysis is a statistical method expressed as a set of multidimensional observations that are combinations of unknown variables which are assumed to be statistically independent with respect to each other. In this paper we will use the nonlinear autcorrelation function as an object function to separate the source signals from the noisy mixing signals. Also we apply the wavelet transform in our proposed algorithm. Maximization of the object function in wavelet domain using the LMS algorithm will be obtained the coefficients of a linear filter which separate the source signals with high SNR. To calculate the performance of the proposed algorithm, two parameters of Performance Index and Signal to Noise and Interference Ratio will be used. To test the proposed algorithm, we will use Inovation Gaussian signals, Speech signals and ECG signals. Finally level of wavelet decomposition effects will be consider on the obtained results. It will be shown that the proposed algorithm gives better results than the other methods such as NoisyNA method that has been proposed by ShiKeywords: BSS, ICA, Nonlinear Autocorrelation Function, LMS Algorithm, Speech Signal Processing, Electrocardiogram Signals, Discrete Wavelet Transform, NoisyNA
-
Pages 81-96The present paper proves chaos phenomenon for a range of parameters in attitude dynamic of a satellite and designs an appropriate nonlinear controller, while ensuring optimal system performance, the controller guarantees control of a chaotic state. As the dynamic equations of a three-axis satellite are defined as a nonlinear non-autonomous system, a technique is offered for calculating the Lyapunov exponents of such systems that may express the systems chaotic state. Using the technique, the chaotic behavior of a system is proved within a range of parameters. Then a back-stepping sliding mode controller is proposed based on the desired performance and the closed-loop system stability is proved based on the Lyapunovs theorem. Moreover, converting the system into a compatible form with the conditions of the Melnikov theorem using this analytical method ensures removing chaos phenomenon in the controlled system. Calculating Lyapunov exponents of the closed system confirms this issue. Finally, the simulation results obtained from the proposed controlling actions for different work fields are presentedKeywords: Satellite attitude control, Chaotic motions, Back, stepping sliding mode control, Melnikov's method, Lyapunov exponents
-
Pages 97-112One of the serious concern of grid connected distributed resources is islanding problem. This condition should be prevented due to several reasons concerning such as personnel and equipment safety. This paper investigated a passive islanding detection method using wavelet transforms analysis. The proposed method is based on Rate of change of Frequency (RoCoF) measurements and processing of this signal with analysis of a Symlets wavelets transform. The presented studies are based on time-domain simulations using MATLAB, and its feasibility is evaluated with an experimental analysis in comparison with the recently reported method based on Daubechies wavelet transform. The experimental system parameters are the same as those of the simulated system. The results evaluation confirm that the proposed islanding detection method succeeds in detecting islanding mode both in the experimental and simulated systems and is superior to the Daubechies wavelet transform based detection methodKeywords: Islanding Detection, Wind Turbine Simulator, Wavelet Transform, RoCoF, Distributed Generation
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.