فهرست مطالب

  • سال چهل و هشتم شماره 4 (پیاپی 86، زمستان 1397)
  • تاریخ انتشار: 1397/12/22
  • تعداد عناوین: 40
|
  • مهناز اثباتی، مجتبی احمدیه خانه سر *، علی شهزادی صفحات 1425-1436
    هدف این مقاله بهبود عملکرد سیستم های کنترل شبکه با استفاده از ارتباط کنترل شده با منطق فازی بهینه شده است. با استفاده از منطق فازی و تخمین گرهای بهینه فیلتر کالمن تعیین می شود که چه زمانی داده ها روی شبکه قرار گیرند تا ترافیک شبکه کاهش یابد. لازم به توضیح است که نیازی نیست که همواره اطلاعات روی شبکه ارسال شود و اندازه گیری ها به صورت محلی قبل از ارسال پردازش می شوند. در این مقاله، از الگوریتم های بهینه سازی مبتنی بر جمعیت برای تنظیم پارامترهای سیستم فازی کنترل منطق ارتباطی استفاده می شود. عملکرد کنترل کننده های تنظیم شده با استفاده از نتایج به دست آمده از الگوریتم های بهینه سازی ازدحام ذرات، الگوریتم ژنتیک، الگوریتم رقابت استعماری، الگوریتم بهینه سازی بر پایه جغرافیای زیستی، الگوریتم کلونی مورچه ها مقایسه می شوند. روش به دست آمده بر روی دو سیستم جرثقیل سقفی شبکه شده با مشخصه های غیرخطی شبیه سازی می شود. نتایج شبیه سازی اعتبار روش پیشنهادی را اثبات می کند. درحالی که همه الگوریتم ها نتایج قابل قبولی ایجاد کرده اند، بهترین عملکرد در استفاده از الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات از لحاظ کمینه کردن تابع هدف و خطای ردیابی مشاهده شده است و نشان داده می شود این الگوریتم قادر است مشکل هماهنگ سازی دو جرثقیل تحت شبکه به هنگام جابه جایی بار با حجم بالا را، با کارآیی بالا حل کند.
    کلیدواژگان: سیستم های کنترل شبکه، منطق ارتباطی فازی، الگوریتم های هوشمند، تخمین گرهای حالت
  • فائزه اسدالهی، رامین ده دشت حیدری * صفحات 1437-1449
    امروزه پخش زنده محتوای چندرسانه ای مانند ترافیک های ویدئو وVoIP ، در شبکه های سلولی به شکل فزاینده ای مرسوم شده است. شبکه LTE باهدف ارائه سرعت بالا، همراه با تامین کیفیت سرویس و درنهایت به دست آوردن رضایت بیشتر مشتریان به بازار معرفی شده است. مدیریت منابع رادیویی، راهکاری است که برای رسیدن به این اهداف در این شبکه ها وجود دارد. برای دست یافتن به این مهم، از زمان بندها به صورت آگاه از وضعیت کانال و آگاه از کیفیت سرویس برای تخصیص منابع به انواع ترافیک ها استفاده می شود. یکی از این زمان بندهای مهم و کارا، روش زمان بندی تابع نمایی (EXP RULE) است که باوجود کارایی خوب آن، ازنظر پارامترهایی همچون نرخ از دست رفتن بسته و تاخیر نیازمند بهبود است تا به حد مطلوب برسد. در این مقاله، باهدف بهبود نرخ از دست رفتن بسته و تاخیر به طور خاص و به طورکلی بهبود سایر پارامترهای کیفیت سرویس در شبکه های LTE، یک روش زمان بندی جدید معرفی شده است که نام گذاری آن بر اساس عملکرد این زمان بند به صورت ترکیبی وزن دار شده از توابع نمایی و لگاریتمی (HWEL) است. در این مقاله انجام شبیه سازی و مقایسه عملکرد روش زمان بندی تابع نمایی و روش پیشنهادشده توسط نرم افزار LTE-Sim انجام شده است. برای ترافیک های پخش زنده ویدئو و VoIP مشاهده گشته است که زمان بند پیشنهادی در این تحقیق توانسته است پارامترهای تاخیر، نرخ از دست رفتن بسته، توان عملیاتی و منصفانه بودن را در ترافیک ویدئو به ترتیب به میزان 21 ،29.8، 7.8 و 1.1 درصد و همچنین پارامترهای تاخیر و توان عملیاتی را در ترافیک VoIP به ترتیب به میزان 23.5 و 0.7 درصد بهبود دهد.
    کلیدواژگان: الگوریتم زمان بندی نسل چهارم، تخصیص منابع رادیویی، ترافیک پخش زنده، ترکیب وزن دار شده قاعده های نمایی-لگاریتمی (HWEL)، تکامل بلندمدت، کیفیت سرویس
  • محمد اسدپور*، بهزاد مظفری تازه کند، میرهادی سیدعربی صفحات 1451-1460
    در سال های اخیر ارسال اطلاعات مخابراتی سرعت بالا از طریق کانال انتقال قدرت (Power Line Communication) بیش تر مورد توجه محققین در عرصه مخابرات قرار گرفته است. در این مقاله یک الگوریتم مناسب برای تخمین کانال PLC با استفاده از مالتی پلکس تقسیم فرکانسی متعامد (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)ارائه شده است. کانال PLC با ویژگی های فیدینگ چندمسیره و فرکانس گزین تحت تاثیر نویزهای ضربه ای بوده و این عوامل باعث افزایش خطا در تخمین کانال می شوند. در این مقاله، یک روش مناسب برای تخمین کانال براساس تئوری بیزین ارائه می شود. یک هسته جدید مقاوم در مقابل اثرات چندمسیره و نویزهای ضربه ای با پیچیدگی محاسباتی کمتر در ماشین بردار رابط(Relevance Vector Machine)برای تخمین پاسخ ضربه کانال PLC پیشنهاد می شود. انتخاب مقادیر مناسب پارامترهای مهم این هسته جدید پیشنهادی در مدل ماشین بردار رابط، خطاهای بیتی و متوسط مجذور را به شدت کاهش می دهد. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که عمل کرد روش پیشنهادی نسبت به روش های ارائه شده از جمله روش Huang براساس پارامترهای مختلف ارزیابی، بهبود بیش تری یافته است.
    کلیدواژگان: PLC، نویز ضربه ای، OFDM، هسته، چندمسیره، RVM
  • هادی افکار، محمد علی شمسی نژاد *، محمود عبادیان صفحات 1461-1471
    متعادل سازی بار از موضوعات مهم در سیستم های توزیع است. از طرفی امروزه استفاده از منابع تولید پراکنده نظیر فتوولتائیک برای تولید انرژی رو به افزایش است. در این مقاله، اینورتر رابط شبکه فتوولتائیک، با توانایی متعادل سازی توان اکتیو و راکتیو بار در شبکه توزیع سه فاز چهارسیمه پیشنهاد می شود. استراتژی کنترل پیشنهادی برمبنای ارائه روش مولفه های اکتیو و راکتیو لحظه ای جریان در سیستم های تک فاز با قاب مرجع متغیر متناسب با ولتاژهای شبکه است. دو مبدل DC/DC و DC/AC برای اتصال فتوولتائیک به شبکه استفاده می شود. مبدل DC/DC وظیفه ردیابی حداکثر توان فتوولتائیک و مبدل DC/AC وظیفه متعادل سازی توان اکتیو و راکتیو بار و تزریق حداکثر توان فتوولتائیک به شبکه را برعهده دارد. با به کارگیری ساختار مبدل 3H-bridge برای اینورتر رابط شبکه، امکان رسیدن به اهداف کنترلی در شبکه های توزیع سه فاز چهارسیمه با ولتاژ پایین فراهم شده است. نتایج شبیه سازی در نرم افزار MATLAB/SIMULINK برای یک سیستم توزیع سه فاز چهارسیمه، توانایی استراتژی کنترلی پیشنهادی را در رسیدن به اهداف کنترلی نشان می دهد.
    کلیدواژگان: اینورتر رابط شبکه فتوولتائیک، جبران سازی، نامتعادلی توان اکتیو و راکتیو، سیستم توزیع سه فاز چهارسیمه
  • وحید امیری گوشکی، هاشم واجد سمیعی* صفحات 1473-1480
    در این مقاله از ابر سطح الکترومغناطیسی جدیدی جهت کوچک سازی آنتن ریزنوار استفاده شده است. این ابر سطح در بالای آنتن (به صورت رو لایه) قرار داده شده است. هدف اصلی در اینجا، کاهش اندازه ابعاد آنتن هست. بنابراین، رو لایه به طور مستقیم روی آنتن اصلی بدون هیچ فاصله هوایی قرار می گیرد. برای مقایسه و نشان دادن میزان کوچک سازی انجام شده، یک آنتن دیگر که در فرکانس آنتن کوچک سازی شده تشدید می کند (حتی الامکان با عملکردی نزدیک به عملکرد آنتن ازنظر پارامترهای تشعشعی)، در نرم افزار طراحی شده و پارامترهای دو آنتن نظیر اندازه، بهره تشعشعی، بازدهی تشعشعی، پهنای باند و تطبیق باهم مقایسه شده است. با این کار امکان کوچک سازی ساختار کلی آنتن تا حدود 50 درصد فراهم می شود. ازآنجاکه در این روش کوچک سازی ساختار آنتن اصلی بدون تغییر می ماند (حتی تغذیه آنتن جهت تطبیق جابجا نمی شود و ابعاد آنتن نیز بدون تغییر می ماند)، می توان تغییر و بهبود پارامترهای آنتن کوچک سازی شده (با رولایه مبتنی بر ابر سطح الکترومغناطیسی) را ناشی از تاثیر مستقیم رولایه روی آنتن دانست. نتایج شبیه سازی و اندازه گیری تاثیر این رولایه را روی پارامترهای آنتن نشان می دهند.
    کلیدواژگان: کوچک سازی، آنتن ریزنوار، ابر سطح الکترومغناطیسی
  • سعید پاک روان، حسن توکلی* صفحات 1481-1490
    کدهای قطبی براساس ایده ای که قطبش کانال نام دارد، به تازگی توسط آریکان مطرح شده است. ماتریس مولدی که در کار آریکان برای طراحی کدهای قطبی درنظر گرفته شده یک ماتریس 2×2 به فرم بوده است. بااین حال می توان کدهای قطبی را برای ماتریس هایی به فرم که در آن هر عدد صحیح بزرگ تر از 2 است، طراحی نمود. در حالتی که ماتریس مولد یک ماتریس 3×3 است، برخلاف کار آریکان، با فرم های متفاوتی در انجام عمل پلاریزاسیون روبرو هستیم و همچنین انتخاب ماتریس مولدی از این بین که منجر به بهترین عملکرد شود، یک چالش اساسی در طراحی این کدها است. در این مقاله این مسئله برای ساده ترین حالت یعنی بررسی شده است. با استفاده از نتایج شبیه سازی حالت های موجود، به بررسی بهترین ماتریس برای کدهای قطبی پرداخته شده است. درنهایت به طور مختصر در مورد پیچیدگی و احتمال خطای این طرح نکاتی ارائه شده است.
    کلیدواژگان: قطبش کانال، ماتریس مولد، کدهای قطبی، خطای نمایی، پارامتر باتاچارایا، ظرفیت
  • فرزانه جعفرپیشه، حامد خدادادی * صفحات 1491-1503
    یکی از موثرترین درمان هایی که برای سرطان پیشنهاد می شود، یک درمان ترکیبی شامل شیمی درمانی و ایمنی درمانی است. در این پژوهش مدل غیرخطی چند ورودی شامل روش های درمانی شیمی درمانی و ایمنی درمانی برای رشد تومور سرطانی در نظر گرفته شده است. به دلیل اثرات مخرب شیمی درمانی و اثرات مقاومت دارویی، باید از حد مشخصی از دارو استفاده کرد. همچنین، لازم است درمان حتی الامکان در بازه زمانی محدود صورت گیرد. یکی از راه کارهای انتخاب شده برای این منظور، پروتکل درمانی بهینه است که در این مقاله از روش کنترل بهینه بر مبنای حل معادله ریکاتی وابسته به حالت استفاده شده و برای مدل غیرخطی توسعه یافته طراحی می شود. در ادامه برای نشان دادن انعطاف پذیری در طراحی، مقادیر متفاوتی برای ماتریس وزنی مربوط به ورودی در نظر گرفته شده و حساسیت کنترل کننده پیشنهادی مورد ارزیابی قرار می گیرد. سیستم در تمام حالت ها حول نقطه تعادل بدون تومور به پایداری می رسد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد درمان سرطان با کنترل کننده پیشنهادی در مقایسه با نتایج مدل مرجع استفاده شده، در زمان کمتر و با مصرف داروی کمتر محقق می شود.
    کلیدواژگان: سرطان، مدل رشد تومور، کنترل بهینه، معادله ریکاتی وابسته به حالت، شیمی درمانی، ایمنی درمانی
  • مجتبی خدرزاده *، میثم صادقی صفحات 1505-1515
    در این مقاله، یک مبدل واسط بهبودیافته مبتنی بر مبدل چندسطحی مالتی سل خازن های شناور به منظور اتصال زیرشبکه های ac و dc یک ریزشبکه هیبرید فشارمتوسط، پیشنهاد شده است. ازجمله مهم ترین مزایای مبدل واسط پیشنهادی در مقایسه با مبدل های مرسوم می توان به افزایش در تعداد سطوح ولتاژ خروجی به همراه کاهش اندازه فیلتر، افزایش در تعداد حالت های دست یابی به سطوح ولتاژ مورد نظر،کاهش سطح ولتاژ و توان تجهیزات و خودتنظیمی طبیعی ولتاژ لینک dc و خازن های شناور اشاره نمود. مبدل چندسطحی پیشنهادی می تواند محدودیت های تبادل توان بین زیرشبکه های ac و dc را حداقل نماید. در این صورت پیچیدگی های کنترلی سیستم هیبرید به صورت قابل توجهی کاهش خواهد یافت. مبدل واسط براساس جهت تبادل توان هر دو نقش اینورتری و یکسوکنندگی را در سیستم هیبرید ایفا می نماید و می تواند کیفیت توان سیستم را به ویژه در حالت جزیره ای بهبود بخشد. هم چنین قابلیت جالب توجه مبدل واسط در تثبیت ولتاژ لینک و باس dc زیرشبکه dc در عین حفظ کیفیت شکل موج های خروجی در بخش ac، ازجمله ویژگی های جالب توجه ساختار پیشنهادی می باشد. برای دست یابی به مزایای اشاره شده یک سیستم کنترلی بهبودیافته نیز برای مبدل واسط پیشنهاد شده است. ساختار پیشنهادی در نرم افزار PSCAD/EMTDC شبیه سازی شده و نتایج شبیه سازی جهت تایید عملکرد و مزایای ساختار پیشنهادی ارائه شده است.
    کلیدواژگان: تولیدپراکنده، مبدل مالتی سل خازن شناور، ریزشبکه هیبرید AC، DC، مبدل واسط، ولتاژ فشارمتوسط
  • فرزاد خواجه خلیلی، محمد امین هنرور* صفحات 1517-1527
    در این مقاله، یک آنتن دوقطبی سر-آتش مایکرواستریپ، با بهره بالا در باند فرکانسی موج میلی متری (GHz 57-64)، طراحی شده است. افزایش بهره آنتن، با مفهوم ضریب نفوذپذیری مغناطیسی منفی، با استفاده از تیغه های متامتریالی پیشنهادی که در صفحه افقی آنتن دوقطبی تعبیه شده اند، حاصل گردیده است. هر یک از این تیغه ها، توسط یک تک سلولی جدید بارگذاری شده اند. نتایج حاصل از شبیه سازی تمام موج، حاکی از این حقیقت است که طرح پیشنهادی، باعث بهبود بهره به میزان 6.2 dBiنسبت به نمونه اولیه آنتن دوقطبی بدون استفاده از ساختارهای متامتریالی گردیده است. در این ساختار، از تعداد 28 تیغه متامتریالی از تک سلولی های پیشنهادی استفاده شده است. این تک سلولی ها، قابلیت ایجاد دو تشدید مغناطیسی را داشته که می توانند در راستای بهبود بهره در یک باند فرکانسی وسیع، نقش شایانی را ایفا نمایند. چگونگی تحقق این میزان افزایش بهره، وابسته به تعداد و چینش مناسب تیغه های متامتریالی در اطراف آنتن می باشد. استفاده از تیغه های متامتریالی پیشنهادی، علاوه بر جایگذاری روی صفحه افقی آنتن، در پایین آن نیز، به طور متقارن تعبیه شده است که این امر منجر به این مهم می شود که الگوی تشعشعی آنتن نچرخد و گلبرگ اصلی آن، در راستای مطلوب، ثابت باقی بماند.
    کلیدواژگان: آنتن دو قطبی، سر-آتش، موج میلی متری، متامتریال، تک سلولی، بهره، الگوی تشعشعی
  • مراد درخشان، حسین مروی* صفحات 1529-1540
    در اینجا کشف و رده بندی وقایع صوتی محیطی با استفاده از نگاشت سگمنت بر دیکشنری در نمایش تنک مورد پژوهش قرار گرفته است. یکی از مشکلات رویکردهای مبتنی بر دیکشنری، نبود کنترل لازم در نحوه نگاشت سگمنت های ورودی بر بردارهای پایه دیکشنری جهت شناسایی صدای موجود در سگمنت است. این عدم کنترل، سبب تجزیه سگمنت به تعدادی از اصوات کوچک که بخش های سگمنت هستند می شود. در اینجا الگوریتمی جهت کنترل صریح نگاشت هر سگمنت بر بردارهای پایه دیکشنری پیشنهاد شده است که از طریق به کارگیری تابع انحراف-بتا و کنترل تنکی تجزیه نامنفی دنبال می شود و کل سگمنت را به عنوان یک واقعه صوتی شناسایی می کند. در عمل با کنترل میزان تنکی، هر سگمنت با مجموع چند بردار پایه تقریب زده می شود به طوری که کل سگمنت یکجا شناسایی شود. این الگوریتم در مراحل تست جهت شناسایی صداهای محیط اداری بکار رفته و نتایج به دست آمده گویای رشد نرخ شناسایی صداها می باشد که تاییدی بر موثر بودن روش پیشنهادی است.
    کلیدواژگان: کشف و رده بندی وقایع صوتی، تجزیه نامنفی، تولید دیکشنری، بردارهای پایه، تجزیه تنک، تابع انحراف بتا، نگاشت سگمنت، نمایش زمان-فرکانس
  • عبدالرضا ربیعی* صفحات 1541-1548
    در یک سیستم قدرت مقدار راکتانس خط، عموما بیش تر از مقدار مقاومت خط می باشد و درنتیجه روش هایی همچون روش نیوتن رافسون استاندارد و روش های مبتنی بر نیوتن رافسون، به راحتی در این سیستم ها همگرا می شوند. اما در حالت استفاده از جبران سازی سری همانند استفاده از خازن سری، میزان راکتانس خط کاهش پیدا می کند و درنتیجه نسبت R/X خط انتقال افزایش می یابد که در این حالت شرایط سیستم تغییر کرده و روش های مبتنی بر نیوتون رافسون استاندارد، یا دارای همگرایی با سرعت کم (تعداد تکرار بالا) و یا به کلی واگرا می شوند. درواقع با کم شدن مقدار راکتانس خط،اصطلاحا عدد شرایط سیستم (نسبت بیش ترین مقدار ویژه به کمترین مقدار ویژه ماتریس ژاکوبین) افزایش یافته و روش نیوتون رافسون استاندارد در این سیستم همگرا نمی شود. در این مقاله از کاربرد یک روش جدید مبتنی بر تکرار برای حل سیستم های با نسبت R/X بالا ارائه شده است. مزیت این روش ارائه شده این است که مستقل از نسبت R/X، در کلیه سیستم ها با تعداد تکرار کم، همگرا می شود. روش پیشنهادی روی شبکه های تست 9، 30 و 118 باس IEEE همچنین 11 و 2383 باس شبیه سازی و تحلیل شده است. نتایج به دست آمده نشان از دقت بالا و کارایی روش ارائه شده در حل مسائل پخش بار سیستم های قدرت می باشد.
    کلیدواژگان: پخش بار نیوتن رافسون، عدد شرایط سیستم، نسبت R، X خط، ماتریس ژاکوبین
  • محمد امین رجبی نژاد، سید یوسف موسی زاده، علیرضا جلیلیان* صفحات 1549-1558
    در منابع انرژی تجدیدپذیر مانند توربین های بادی و سیستم های انرژی خورشیدی، به دلیل آنکه توان تولیدی به صورت مستقیم وابسته به شرایط جوی و میزان وزش باد است، خروجی انرژی مزرعه های بادی و خورشیدی دارای ماهیتی تصادفی است. این ماهیت تصادفی می تواند منجر به مشکلاتی مانند نوسانات توان و فرکانس، کاهش کیفیت توان و قابلیت اطمینان در محل اتصال این منابع به شبکه شود. در این مقاله، یک ریزشبکه ی متصل به شبکه مبتنی بر سیستم توربین بادی و فتوولتائیک با در نظرگرفتن شرایط جوی و تغییرات سرعت باد مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور کاهش نوسانات توان، یک سیستم ذخیره ساز انرژی باتری به کارگرفته شده است. سیستم کنترل ذخیره ساز انرژی باتری، دارای سه بخش است. به واسطه دو سطح کنترلی اول، توان مرجع برای میراسازی نوسانات توان سیستم های تولید پراکنده محاسبه می شود. فرآیند محاسبه توان مرجع با در نظرداشتن عمر مفید سیستم ذخیره ساز و حفاظت آن، انجام شده است. سپس توان مرجع تولید شده به سیستم کنترلی پیشنهادی مبدل منبع ولتاژ جهت کنترل مبدل اتصال دهنده ذخیره ساز باتری به شبکه داده می شود. جهت صحت سنجی کاربرد سیستم ذخیره ساز انرژی باتری جهت کاهش نوسانات توان منابع تولید پراکنده شبیه سازی در محیط نرم افزار MATLAB/ Simulink انجام گرفته است. نتایج به دست آمده، کارایی سیستم کنترلی برای کاهش نوسانات توان تولیدی سیستم های تولید پراکنده را تایید می کند، به گونه ای که محتوای هارمونیکی نوسانات فرکانس متوسط از مقدار 15.5 درصد به 5.4 درصد رسیده است.
    کلیدواژگان: توربین بادی، ذخیره سازه انرژی باتری، کاهش نوسانات توان، منابع تولید پراکنده، ریزشبکه ها، سیستم فتوولتائیک
  • مرضیه رشیدیان، بابک گنجی*، محسن رحیمی صفحات 1559-1570
    با افزایش سطح نفوذ انرژی باد به شبکه، توجه به کیفیت توان موضوع مهمی شده است. از مهم ترین جنبه های کیفیت توان، پدیده سوسوزدن و هارمونیک ها هستند. عوامل مختلفی در انتشار پدیده سوسوزدن و ایجاد نوسانات توان ناشی از توربین های بادی متصل شده به شبکه موثر هستند برای مثال مشخصات باد )سرعت متوسط باد، اثرات سایه برج و برش باد و نوع توربین مورداستفاده)، شرایط شبکه (نسبت ظرفیت اتصال کوتاه شبکه و زاویه امپدانس شبکه) و نوع روش ردیابی حداکثر نقطه توان. در این مقاله عملکرد دو روش ردیابی حداکثر نقطه توان OTCو TSR در انتشار نوسانات بررسی می شود و با انتخاب بهترین روش ردیابی و شرایط شبکه، با اضافه کردن فیلتر نوسانات ناشی از اثر سایه برج و برش باد کاهش داده شده است. کلیه جنبه های آیرودینامیکی، مکانیکی و الکتریکی یک مزرعه بادی متصل شده به شبکه با استفاده از نرم افزارهایFAST و Matlab/Simulink مدل می گردد. نتایج شبیه سازی صحت عملکرد روش پیشنهادی را در بهبود نوسانات توان نشان می دهد.
    کلیدواژگان: توربین بادی سرعت متغیر، ژنراتور القایی تغذیه دوگانه، کیفیت توان، ردیابی حداکثر نقطه توان و فیلتر میان نگذر
  • علی زعفری، مصطفی جزایری* صفحات 1571-1582
    شاخص های عملکرد فنی- اقتصادی یک فیلتر فعال تحت تاثیر تلفات مبدل هایی است که در ساختار آن به کار گرفته می شوند. در این مقاله روابط موردنیاز برای محاسبه انواع تلفات در دو نوع فیلتر سنتی VSC و دیگری CSC و یک فیلتر ترکیبی مبتنی بر به کارگیری هم زمان هردو مبدل VCSC که اخیرا در مراجع معتبر پیشنهاد شده، استخراج گردیده است. با وجود مزایای مهم در فیلتر VCSC، همواره یک تردید و نگرانی از نظر میزان تلفات به دلیل به کارگیری هم زمان دو مبدل متفاوت وجود دارد. با این انگیزه، تلفات به چهار بخش اصلی شامل تلفات بخش AC، بخش DC، هدایت و کلیدزنی در کلیدها تقسیم بندی می شوند. این روابط امکان مقایسه نسبی تلفات در فیلترهای سنتی را با فیلترVCSC فراهم می سازند. نتایج حاصل از شبیه سازی ساختارهای مختلف فیلتر فعال در یک سیستم آزمایشی نمونه در محیط سیمولینک/ متلب نشان می دهد که فیلتر پیشنهادی VCSC از نظر میزان تلفات نزدیک به فیلتر مبتنی بر VSC و بسیار کمتر از فیلتری است که از CSC سود می برد. این در شرایطی است که به کارگیری دو مبدل به طور هم زمان در یک فیلتر یک پارچه و به ازای یک THD یکسان باعث افزایش قابلیت اطمینان و نیز تجمیع مزایای هر دو فیلتر سنتی می شود. همچنین تلفات هر سه فیلتر در شرایط نصف توان نامی بار و به ازای پنج فرکانس کلیدزنی مختلف مورد ارزیابی قرار می گیرد تا محاسبات انجام شده در شرایط مختلف اعتبارسنجی شوند.
    کلیدواژگان: فیلترفعال، مبدل منبع ولتاژ، مبدل منبع جریان، فیلتر یکپارچه(VCSC Scheme)، جریان مرجع، تلفات، فرکانس تفکیک
  • محسن سرخابی، داریوش نظرپور *، سجاد گلشن نواز صفحات 1583-1594
    از میان راه حل های متعدد کنترل شارش توان اکتیو و راکتیو، ادوات انعطاف پذیر جریان متناوب سیستم انتقال (FACTS) در دو دهه اخیر بسیار مورد توجه بوده اند. با وجود این که این ادوات اساس کنترل مدرن شارش توان در خطوط انتقال را تشکیل می دهند هنوز نتوانسته اند به طور موثر در شبکه های انتقال قدرت نفوذ کنند. اصلی ترین نقطه ضعف آن ها پیچیدگی کنترل و تعمیرات به همراه هزینه بالای ساخت و پیاده سازی آن ها می باشد. در این مطالعه ابتدا تجهیز ترانسفورماتور کنترل پذیر شبکه (CNT) به عنوان جایگزین مناسبی معرفی شده و سپس بهره گیری از آن به منظور کنترل شارش توان در سیستم قدرت مطرح می شود. این تجهیز شامل یک ترانسفورماتور تپ چنجر متغیر زیر بار با یک مبدل دوطرفه توان پایین AC-AC است. به دلیل سادگی ساختار و کم هزینه بودن آن، این تجهیز راه حل مناسبی برای کنترل دوطرفه شارش توان می باشد. به منظور تنظیم موثر پارامترهای کلیدزنی، روش منابع متعامد مجازی دوگانه (DVQS) مورداستفاده قرار گرفته و از منطق فازی جهت پیاده سازی اهداف کنترلی در کنترل شارش توان اکتیو و راکتیو در هنگام بروز خطا بهره گرفته می شود. جهت ارزیابی عملکرد روش پیشنهادی، مطالعات شبیه سازی بر روی یک سیستم نمونه پایه ریزی شده است. نتایج به دست آمده عملکرد مناسب روش پیشنهادی را در کنترل موثر شارش توان در سیستم قدرت نشان می دهد.
    کلیدواژگان: کنترل شارش توان، ترانسفورماتور کنترل پذیر شبکه، کنترل کننده مبتنی بر منطق فازی، روش کلیدزنی مبتنی بر منابع متعامد مجازی دوگانه
  • امیر سزاوار، حسن فرسی *، سجاد محمدزاد صفحات 1595-1603
    بازیابی تصویر یکی از موضوعات مهم و چالش برانگیز در حوزه بینایی ماشین و پردازش تصویر است. تاکنون تحقیقات زیادی در زمینه بازیابی بر روی روش های مختلف انجام شده است. از دهه 70 میلادی بازیابی مبتنی بر کلمه معرفی شد و پس از گذشت دو دهه با توجه به افزایش حجم داده ذخیره شده و ناکارآمدی این روش ها، بازیابی مبتنی بر محتوا پایه گذاری شد. دراین روش محققان با توجه به استخراج ویژگی از تصاویر، به نتیجه بهتری دست یافتند. اما وجود فاصله معنایی میان ادراک انسان و ویژگی های سطح پایین استخراج شده از تصاویر از یک سو و از سوی دیگر افزایش بی رویه حجم داده پیرو پیشرفت فناوری، باعث شد تا روش های ابداع شده ناکارآمد شوند و پژوهش ها به سمت الگوریتم های جدیدتر معطوف شوند. با توجه به موفقیت و رشد چشم گیر الگوریتم های یادگیری عمیق، برآن شدیم تا روشی جدید مبتنی بر یادگیری عمیق به منظور بازیابی تصویر پیاده سازی کنیم. در این مقاله پس از معرفی شبکه های عصبی کانولوشن به عنوان زیرمجموعه ای از روش های یادگیری عمیق، سیستم بازیابی مبتنی بر شبکه عصبی کانولوشن پیشنهاد می دهیم و با اجرای این سیستم بر روی سه پایگاه داده ALOI، Corel و Mpeg7 و محاسبه سه معیار (P(0.5) ،P(1 و ANMRR و مقایسه آن ها با روش های دیگر، نشان می دهیم که این مدل از دقت خیلی بالاتری نسبت به سایر الگوریتم های مرسوم، برخوردار است.
    کلیدواژگان: بازیابی تصویر، روش مبتنی بر کلمه، روش مبتنی بر محتوا، یادگیری عمیق، شبکه های عصبی کانولوشن
  • عباس شه بازیان، علیرضا فریدونیان* صفحات 1605-1615
    دستیابی به حد مناسبی از پایایی در سیستم توزیع انرژی الکتریکی، یکی از اهداف حرکت به سوی شبکه های توزیع هوشمند است. یکی از ویژگی های مهم شبکه هوشمند، توانایی خودترمیمی در این شبکه ها می باشد. کلیدهای کنترلی با توجه به عملکردی که دارند، موجب بهبود خودترمیمی و درنهایت افزایش دسترس پذیری، آمادگی و پایایی سیستم می شوند. لذا به کارگیری این تجهیزات در شبکه های الکتریکی از اهمیت بالایی برخوردار است. مشارکت اصلی این مقاله با توجه به اهمیت مدل سازی خطی مسائل برای نیل به بهینه مطلق، ارائه یک فرمول بندی نوین برنامه ریزی خطی برای مسئله مکان یابی و نوع سنجی کلیدهای کنترلی(کلید کنترل از راه دور و دستی) و ارائه سناریوهای مختلف برای مشخص کردن بهترین انتخاب نوع کلیدها و آرایش کلیدها در برنامه ریزی های شبکه توزیع، به صورت پایایی محور است. از طرفی، با تحلیل حساسیت نسبت به بیشینه سرمایه گذاری اولیه و ضریب حساسیت تعریف شده در تابع هدف، که دو بخش تابع هدف را وزن دهی می کند، تحلیل جامعی از نحوه به کارگیری کلیدها در شبکه توزیع ارائه شده است. تابع هدف انتخاب شده برای این مسئله دو بخش دارد که هر بخش توسط ضریب تنظیم به صورت یکایی در تابع هدف مشارکت داده شده اند. بخش اول تابع هدف شامل هزینه سرمایه گذاری اولیه، هزینه قطعی مشترکین، هزینه تعمیرات و نگهداری تجهیزات است و بخش دوم تابع هدف شاخص پایایی سایدی (میانگین تداوم وقفه) است. نتایج برنامه ریزی ارائه شده در مقاله، اهمیت خطی بودن مسئله مکان یابی و نوع سنجی کلیدهای کنترلی را در شبکه توزیع نشان می دهد. در حل برنامه ریزی خطی مطرح شده از حل کننده سیپلکس استفاده شده است.
    کلیدواژگان: برنامه ریزی خطی، شبکه توزیع هوشمند، کلید کنترل از راه دور، کلید کنترل دستی، سیمپلکس، پایایی
  • هادی صادقی، مسعود رشیدی نژاد *، امیر عبدالهی صفحات 1617-1631
    در این مقاله، ضمن معرفی سیاست هایی که امروزه در کشورهای مختلف، به منظور کاهش آلاینده های انتشاریافته از بخش تولید و نیز ترویج واحدهای تجدیدپذیر به تصویب و اجرا رسیده اند، به ارزیابی اثرات برخی از آن ها بر مسائل اقتصادی و زیست محیطی، درچهارچوب برنامه ریزی توسعه تولید پرداخته می شود. در این راستا، ابتدا با ترکیب رایج ترین این سیاست ها با مدل برنامه ریزی توسعه تولید، مدلی جامع تحت عنوان IRCGEP همراه با قیود لازم برای شبیه سازی سیاست های انرژی، ارائه می گردد؛ مدل مزبور، طی سناریوهای متعدد از دید یک شرکت تولیدی، در قالب یک مسئله غیرخطی آمیخته با اعداد صحیح، با استفاده از نرم افزار بهینه سازی GAMS حل می شود. سپس، با توجه طرح های بهینه توسعه، اثر سیاست های در نظر گرفته شده بر مولفه هایی چون مازاد رفاه مصرف کنندگان انرژی الکتریکی، خسارت های زیست محیطی، و نیز سود شرکت تولیدی ارزیابی می گردد. در این میان، شاخصی مناسب تحت عنوان شاخص قیمت مجازی نیز برای محاسبه مازاد رفاه مصرف کننده متاثر از بار مالی برخی از سیاست ها، ارائه می شود؛ ضمن آن که تخمین خسارت های زیست محیطی با به کارگیری شاخص هزینه اجتماعی کربن صورت می گیرد. نتایج حاصله علاوه بر تاثیر مثبت سیاست های انرژی بر ترویج منابع تجدیدپذیر و کاهش انتشار آلاینده های بخش تولید، مبین کارآمدترین سیاست در میان سیاست های مورد بررسی، از دیدگاه اقتصادی – زیست محیطی نیز است.
    کلیدواژگان: سیاست های انرژی، طرح توسعه ظرفیت، قیمت مجازی، مازاد رفاه مصرف کننده، خسارات زیست محیطی
  • سید محمد طباطبایی، عبدالله چاله چاله* صفحات 1633-1644
    مشکلات عصبی-حرکتی دربرگیرنده طیف وسیعی از بیماری ها هستند که موجب اختلال در عملکرد ماهیچه های ارادی و یا اعصاب می شوند. یکی از روش های تشخیص خودکار این بیماری ها، بررسی سیگنال های ماهیچه ای توسط برنامه های کامپیوتری است. برنامه هایی که به این منظور توسعه می یابند شامل چندین مرحله پردازش هستند که استخراج ویژگی و دسته بندی از مراحل اصلی آن ها است. در این مقاله روشی مبتنی بر تحلیل بافت طیف سیگنال برای استخراج ویژگی ارائه شده است که برخلاف روش های زمانی، فرکانسی و زمان-فرکانسی مبتنی بر موجک، با استخراج توامان روابط زمان و فرکانس از سیگنال های ماهیچه ای موجب تشکیل یک بردار ویژگی با قابلیت تمایز بالا و ابعاد پایین می گردد. همچنین، جهت دسته بندی ویژگی ها، ماشین بردار پشتیبان، k-نزدیک ترین همسایه، تحلیل تمایزی، رگرسیون منطقی و ترکیب آن ها در دو حالت کلی و با تفکیک باندهای فرکانسی مورد بررسی قرار گرفته اند. به منظور برآورد روش پیشنهادی در این تحقیق از پایگاه داده سیگنال های ماهیچه ای اندام تحتانی استفاده شده است. با توجه به نتایج به دست آمده از آزمایش ها ، دقت دسته بندی %89.40 با استفاده از ماشین بردار پشتیبان با هسته RBF در حالت تفکیک باندهای فرکانسی حاصل شده است که به میزان %3.40 نسبت به بهترین روش قبلی دقیق تر است.
    کلیدواژگان: توزیع زمان-فرکانس، تصویر زمان-فرکانس، طیف نگار، تحلیل بافت، الگوی دودویی محلی، ماتریس هم رخداد
  • سعید عبادالهی *، مهیار مدنی اصفهانی، مهدی گلستانی صفحات 1645-1652
    در این مقاله، یک روش جدید برای طراحی قانون هدایت، جهت ردیابی یک هدف پرنده متحرک ، بر پایه کنترل مدل پیش بین مقاوم (RMPC) ارائه شده است. در این راستا معادلات حرکتی با استفاده از معادلات غیرخطی سینماتیکی بیان گشته است. اساس این طراحی بر پایه قانون کنترلی حاصله از فیدبک حالت است. در این راستا از نامعادلات ماتریسی خطی (LMI) برای بهینه نمودن تابع هزینه، برای به دست آمدن سیگنال کنترلی، استفاده شده است. این روش کنترلی، بهینه ترین زاویه خط دید (LOS) را برای هدف پرنده متحرک به دست آورده و میزان سیگنال کنترلی را تنظیم کرده تا ردیابی هدف متحرک انجام شود. این روش جدید در مقابله با اغتشاش ها بسیار مقاوم بوده و برای نشان دادن این مزیت، با استفاده از شبیه سازی های عددی، روش پیشنهادی به سیستم غیرخطی اعمال شده است.
    کلیدواژگان: کنترل مدل پیش بین مقاوم، قانون هدایت، نامعادلات ماتریسی خطی، سیستم های غیرخطی
  • امید عبدی منفرد، عارف درودی*، امین درویشی صفحات 1653-1662
    به دلیل کاربرد فراوان موتورهای القایی در صنایع مختلف، تشخیص خطای سریع و به موقع در این نوع موتورها به منظور پیشگیری از معیوب شدن پروسه های صنعتی یک امر ضروری تلقی می شود. در این مقاله روشی جدید برای تشخیص خطای میله شکسته روتور که ازجمله خطاهای رایج در موتورهای القایی قفس سنجابی است، ارائه شده است. روش ارائه شده برمبنای تحلیل جریان استاتور و پردازش سیگنال به کمک روش تبدیل موجک پیوسته (CWT) است. مزیت روش، تشخیص خطای میله شکسته روتور در حالت کار عادی موتور و در بارهای مختلف است. برای استفاده از این روش تشخیص خطا ابتدا بایستی داده های جریان استاتور موتور را در شرایط سالم و معیوب بدست آورده و سپس با تحلیل این داده ها و استفاده از یک شاخص مناسب خطای موردنظر را تشخیص داد. از روش عناصر محدود (FEM) برای تحلیل موتور در دو حالت سالم و معیوب استفاده خواهد شد.
    کلیدواژگان: موتور القایی قفس سنجابی، تحلیل جریان استاتور، تبدیل موجک پیوسته، تشخیص خطای میله شکسته
  • ارمغان علی عسکری، سیدعلی رضا داوری *، بهاره زلرعی صفحات 1663-1675
    در این مقاله، یک رویت گر حلقه بسته شار استاتور جدید بر مبنای مدل ولتاژ (مرتبه کاهش یافته) در کاربردهای روش کنترل مستقیم گشتاور (DTC) برای موتورهای القایی ارائه شده است. قاعده روش کنترل مستقیم گشتاور، بر پایه کنترل شار و اندازه آن بوده، لذا تخمین شار یکی از مباحث کلیدی در این روش است. استفاده از رویت گرهای مرسوم حلقه باز مدل ولتاژ می تواند سبب بروز مشکلاتی از قبیل ظاهر شدن آفست1 دی-سی در خروجی، اشباع انتگرال گیر و تخمین نادرست در سرعت های پایین شود. یکی از راه حل های موجود برای جبران این نارسایی ها و بهبود عملکرد سیستم محرکه، استفاده از رویت گرهای حلقه بسته است. رویت گر ارائه شده در این مقاله، یک رویت گر حلقه بسته جدید کاهش مرتبه یافته بر مبنای جابه جایی قطب های تابع تبدیل آن به سمت چپ در صفحه مختصات مختلط است. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهند که عملکرد DTC در نقاط کار مختلف به خصوص، در سرعت های پایین بهبودیافته و همچنین رویت گر در شرایط بحرانی قادر به حفظ پایداری خود است.
    کلیدواژگان: کنترل مستقیم گشتاور، تخمین شار استاتور، مدل استاتور، مدل ولتاژ، موتور القایی، نقاط کار
  • حمیده فاطمی دخت، مرجان کوچکی رفسنجانی * صفحات 1677-1689
    در این مقاله، با استفاده از نظریه مجموعه های فازی، الگوریتمی برای انتخاب سرخوشه و بهبود الگوریتم زنبورعسل به منظور مسیریابی در شبکه های ویژه خودرویی ارائه شده است. با توجه به اینکه تغییر سریع توپولوژی و ازدحام در شبکه های ویژه خودرویی باعث شکست اتصال ها می شوند، پروتکل پیشنهادی با بررسی میزان پایداری و ازدحام اتصال ها، میزان اعتبار هر گره و اتصال را محاسبه می کند. با توجه به اهمیت به دست آوردن توابع عضویت بهینه در سیستم استنتاج فازی، از الگوریتم جستجوی گرانشی برای تعدیل توابع عضویت استفاده می شود. در انتها، پروتکل پیشنهادی با استفاده از نرم افزار متلب شبیه سازی شده و با روش های مسیریابی دیگر مانند AODV، VANET QoS-OLSR و الگوریتم زنبورعسل مقایسه می شود که نتایج به دست آمده نشان می دهد این الگوریتم نرخ تحویل بسته بیشتر و تاخیر انتها به انتهای کمتری دارد.
    کلیدواژگان: شبکه های ویژه خودرویی، هوش جمعی، خوشه بندی، مسیریابی، نظریه مجموعه های فازی، الگوریتم جستجوی گرانشی، اعتبار
  • طاهره فداییان، سیداصغر غلامیان، هدی قریشی* صفحات 1691-1698
    در این مقاله، راهبردجدیدی از مدولاسیون پهنای پالس مبتنی بر مفهوم تجزیه مدار پایه، به عنوان جایگزینی برای روش های متعارف مدولاسیون ناپیوسته در یکسوساز ویینا پیشنهاد گردیده است. براساس روش پیشنهادی، یکسوساز ویینا در هر ناحیه کاری معین به دو مبدل بوست دوسطحی تجزیه شده که این امر کاهش چشمگیری در پیچیدگی طراحی کنترل کننده به همراه خواهدداشت. ازطرفی، در مقایسه با سایر روش های متعارف مدولاسیون پهنای پالس پیوسته، راهبردپیشنهادی سبب کاهش تلفات کلیدزنی در فرکانسهای کلیدزنی مشابه نیز می گردد. در این مقاله، پیاده سازی نرم افزاری روش کنترلی تحت توان نامی 882 وات و فرکانس کلیدزنی 10 کیلوهرتز برروی یکسوساز ویینا صورت گرفته است. نتایج شبیه سازی موید برتری روش پیشنهادی نسبت به سایر روش های مدولاسیون پیوسته و ناپیوسته به ترتیب از نقطه نظر کاهش تلفات و کاهش پیچیدگی ساختار کنترلی می باشد.
    کلیدواژگان: یکسوساز ویینا، تجزیه مدار پایه، مدولاسیون پهنای پالس ناپیوسته، تعادل نقطه خنثی
  • محمدرضا فلاح زاده، علی زنگنه* صفحات 1699-1709
    در این مقاله مدلی جهت پیشنهاددهی قیمت یک تجمیع کننده خودروهای الکتریکی در شبکه توزیع به منظور فروش انرژی V2G ارائه شده است. قیمت پیشنهادی تجمیع کننده جهت فروش V2G از طریق مدل مسئله بهینه سازی دوسطحی میان بهره بردار مستقل شبکه توزیع (DSO) و تجمیع کننده خودروهای الکتریکی و با استفاده از مفهوم مسئله تئوری بازی استکلبرگ تعیین می گردد. در مدل دوسطحی پیشنهادشده، تجمیع کننده خودروهای الکتریکی قیمت پیشنهادی فروش V2G و برنامه ریزی شارژ و دشارژ خودروها را باهدف بیشینه نمودن سود خود در سطح بالای مسئله ارائه می دهد. از سوی دیگر در سطح پایین مسئله، بهره بردار شبکه توزیع با توجه به قیمت پیشنهادی تجمیع کننده و قیمت بازار برق و باهدف کمینه سازی هزینه ها، برنامه ریزی جهت تعیین سهم تامین انرژی موردنیاز خود از شبکه سراسری یا تجمیع کننده خودروهای الکتریکی را انجام می دهد. در نقطه تعادل این بازی، قیمت پیشنهادی تجمیع کننده و انرژی موردنیاز بهره بردار شبکه جهت دریافت از V2G و شبکه سراسری تعیین می گردد. با استفاده از شرایط بهینگی کیروش کاهن تاکر مسئله بهینه سازی دوسطحی پیشنهادی به یک مسئله ریاضی تک سطحی غیرخطی با شرایط مساوی تبدیل می شود. نتایج عددی به دست آمده جهت بررسی کارایی مدل پیشنهاددهی قیمت تجمیع کننده خودروهای الکتریکی تحلیل شده است.
    کلیدواژگان: تجمیع کننده خودروهای الکتریکی، برنامه ریزی دوسطحی، اتصال خودرو به شبکه، شبکه توزیع
  • رباب کاظمی * صفحات 1711-1718
    در این مقاله به طراحی عنصر سازنده یک آرایه آنتن 2×2 برای چرخش پرتو در سامانه هایGPS و BGAN پرداخته شده است. عنصر مورد بررسی یک آنتن مارپیچ چهاربازویی چاپی (PQHA) است که در مد محوری کار می کند و برای تغذیه از یک شبکه یکپارچه با چرخش فاز ترتیبی °0، °90، °180 و °270 برای دستیابی به قطبش دایروی راستگرد (RHCP) بهره می برد. آنتن مشخصات تشعشعی RHCP با خلوص بالا را تا محدوده زاویه ای °60± =θ حفظ می کند و باند فرکانسی وسیع ارسال و دریافت اطلاعات سامانه BGAN و GPS از MHz1525 تا MHz1660 را پوشش می دهد. در این باند، افت بازگشتی آنتن بهتر از dB 11 و نسبت محوری کمتر از dB 1.9 است. آنتن پیشنهادی قابل حمل با پهنای باند نسبتا وسیع و پوشش تشعشعی نیم کروی با قطبش دایروی راستگرد است که آن را برای ارتباطات BGAN و GPS مناسب می سازد.
    کلیدواژگان: آنتن مارپیچی چهاربازویی چاپی (PQHA)، شبکه تغذیه یکپارچه، GPS، BGAN، قطبش دایروی راستگرد (RHCP)
  • عباس کتابی*، شیلا صفایی صفحات 1719-1730
    امروزه سیستم های فتوولتاییک جایگاه ویژه ای در شبکه های قدرت یافته اند. ازآنجاکه اینورترها عناصر اصلی انتقال انرژی خورشیدی به شبکه هستند، لازم است عملکرد مطلوب و قابلیت اطمینان بالایی داشته باشند. انتخاب توپولوژی و نحوه کنترل اینورتر دو عامل مهم در رسیدن به این اهداف است. اینورترهای چندسطحی ماژولار به دلیل ویژگی های شاخص خود جایگزین مناسبی برای اینورترهای چندسطحی مرسوم می باشند. در این مقاله ساختار جدیدی از اینورتر چندسطحی ماژولار ارائه شده است. جهت کنترل هم زمان جریان بار، متعادل سازی ولتاژ خازن ها و کاهش جریان چرخشی از روش کنترل پیش بین استفاده می شود. عملکرد مبدل در حالت ماندگار و شرایط مختلفی مانند کاهش یا افزایش ولتاژ شبکه و تغییرات فرکانس شبکه و تغییر میزان تابش بررسی می گردد. نتایج شبیه سازی با استفاده از نرم افزار MATLAB/SIMULINK برای تایید کارایی این اینورتر و مقایسه با ساختار چندسطحی مرسوم ارائه می شود.
    کلیدواژگان: اینورتر چندسطحی ماژولار (MMC)، کنترل پیش بین (MPC)، سلول خورشیدی (PV)، هارمونیک اغتشاشی کل (THD)
  • احسان کرمی، گئورک قره پتیان*، پیمان کریمیان صفحات 1731-1740
    در این مقاله، از حوزه هارمونیک توسعه یافته به منظور شبیه سازی و تحلیل دقیق هارمونیکی ترانسفورماتور نوع هسته ای پنج ستونه در شرایط گذرا علاوه بر حالت ماندگار استفاده می شود. برای این منظور، از مدل فرکانس پایین ترانسفورماتور همراه با در نظرگیری مدار مغناطیسی، مناسب برای مطالعات در محدوده فرکانسی عملکردی سیستم های قدرت استفاده خواهد شد. سپس نحوه مدل سازی هسته مغناطیسی غیر ایده آل مطرح شده و روابط ریاضی لازم به منظور پیاده سازی مناسب آن ها در حوزه هارمونیک توسعه یافته بسط داده خواهد شد. درنهایت، تحلیل جریان هجومی یک نمونه ترانسفورماتور با پیاده سازی روابط در نرم افزار Matlab شبیه سازی و به منظور بررسی دقت نتایج حاصل از شبیه سازی انجام شده با نتایج منتج از نرم افزار آنالیز حالت گذرا در سیستم های قدرت مورد مقایسه قرار گرفته اند.
    کلیدواژگان: تحلیل حوزه زمان، تحلیل حوزه فرکانس، کیفیت توان، حالات گذرا، ترانسفورماتور نوع هسته ای پنج ستونه، حوزه هارمونیک توسعه یافته
  • محمدعلی گنج علی، وحید شال چیان* صفحات 1741-1752
    اختلال شناختی خفیف (MCI) مرحله ابتدایی بیماری آلزایمر(AD) قلمداد می شود. تشخیص زودهنگام این عارضه، احتمال درمان و جلوگیری از تبدیل آن به زوال عقلی را افزایش می دهد. هدف این مطالعه، تفکیک و طبقه بندی دو گروه افراد سالم و بیماران MCI به وسیله روش پردازشی پیشرفته با به کارگیری فیلترهای فضایی-طیفی در استخراج ویژگی از سیگنال های الکتروانسفالوگرام EEG است. روش پیشنهادی بانک فیلتر الگوی فضایی مشترک (FBCSP) است که اخیرا در مطالعات واسط های مغز و کامپیوتر برای جداسازی تصورات حرکتی با موفقیت استفاده شده است ولی تاکنون درکاربرد تشخیص MCI بررسی و به کارگیری نشده است. تحلیل و بررسی روی داده های 9 فرد بیمار MCI و 12 فرد سالم صورت گرفته و با روش های رایج استخراج ویژگی از توان باندهای فرکانسی و الگوی فضایی مشترک (CSP) کلاسیک مقایسه شده است. به کارگیری روش FBCSP دقت تفکیک 100 درصد را در ارزیابی بایک نمونه خارج شده درپی داشت. یافته های این مطالعه، برتری قابل توجه روش FBCSP نسبت به روش توان باندهای فرکانسی و CSP کلاسیک را در دقت تشخیص MCI نشان می دهد. نتایج این مطالعه بر نقش استفاده از ترکیب های فضایی یادگیری شده در هریک از زیر باندهای فرکانسی برای استخراج ویژگی های موثر در تفکیک افراد سالم از بیماران MCI تاکید دارد.
    کلیدواژگان: اختلال شناختی خفیف، آلزایمر، الکتروانسفالوگرام، بانک فیلتر الگوی فضایی مشترک
  • جمشید محمودی، محمد میرزایی *، امیرعباس شایگانی صفحات 1753-1763
    یکی از عوامل مهم و موثر بر توزیع پتانسیل و میدان الکتریکی و همچنین وقوع تخلیه الکتریکی در مقره ها، انباشته شدن بارهای سطحی برروی آن ها می باشد. بارهای الکتریکی به علل مختلف همچون وقوع پدیده کرونا، یونیزاسیون و غیره ایجاد و برروی مقره ها جمع می شوند. لذا باید درک کاملی از بارهای سطحی و رفتار دینامیکی آن وجود داشته باشد. در این مقاله، اثر حضور بارهای سطحی بر توزیع پتانسیل و میدان الکتریکی در طول مقره های پلیمری تحت ولتاژ DC موردبررسی و تحلیل قرار می گیرد. بدین منظور مقره های پلیمری با فاصله خزشی متفاوت انتخاب و سپس این مقره ها شبیه سازی و تحلیل می گردند. کلیه شبیه سازی ها به روش اجزاء محدود و با استفاده از نرم افزارCOMSOL Multiphysics® انجام و نتایج مورد تحلیل قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی نشان داده است که حضور بارهای سطحی به شدت بر توزیع پتانسیل و میدان الکتریکی در طول مقره های پلیمری موثر و می تواند بستر لازم را برای وقوع تخلیه الکتریکی در آن فراهم آورد.
    کلیدواژگان: مقره های پلیمری، بارهای سطحی، ولتاژ DC، توزیع میدان الکتریکی، توزیع ولتاژ، روش المان محدود
  • قادر مصطفایی، محمد بهدادفر*، محمدرضا نوری فرد، محسن احمدزاده بلقان علیا صفحات 1765-1772
    یکی از راهکارهای پیاده سازی سرویس IPTV، استفاده از ساختارهای ساده شبکه غیرفعال نوری است. در این شبکه ها، الگوریتم های زمان بندی بسته، نقش مهمی را در فراهم آوردن سطوح مورد نیاز QOS بازی می کنند. الگوریتم چرخش نوبتی وزن دار، یکی از متداول ترین الگوریتم ها در این زمینه است. در این مقاله، روش وزن دهی جدیدی برای الگوریتم چرخش نوبتی وزن دار معرفی خواهد شد که در آن وزن هر صف، در هر دور به طور پویا تعیین می شود. این کار باعث می شود که اگر در یک صف ترافیک هجومی ورودی وجود داشته باشد، از حذف شدن بیش از حد بسته ها در آن صف جلوگیری شود. نتایج شبیه سازی شده به وسیله شبیه ساز NS-2 نشان می دهد که الگوریتم پیشنهادی، عملکرد بهتری در نرخ از دست دادن بسته نسبت به الگوریتم های قبلی در ترافیک های هجومی ورودی از خود نشان می دهد.
    کلیدواژگان: IPTV، شبکه های اترنت غیرفعال نوری، چرخش نوبتی وزن دار، ترافیک هجومی
  • فاطمه مظلوم تهرانی، محمد دانایی*، پرویز کشاورزی صفحات 1773-1783
    در این مقاله دو موج بر نور آهسته بلور فوتونی برمبنای یک تزویج گر سمتی طراحی شده و به منظور تطبیق این موج برها به موج بر متداول W1، ساختارهایی پیشنهاد شده است. برای شبیه سازی این ساختارها از روش های تفاضل محدود در حوزه زمان و نیز از روش بسط موج تخت استفاده شده است. در ساختار نور آهسته اول، ضریب شکست گروه 18.05 و مقدار GBP برابر با 0.278 و در ساختار دوم با تغییر شبکه بلور فوتونی مثلثی به مربعی در قسمتی از ساختار، ضریب شکست گروه 11.37 و GBP برابر با 0.255 حاصل می گردد. برای تطبیق این موج برها به موج بر W1، طبقه های تطبیق گری برمبنای انشعاب Y طراحی و پیشنهاد شده است. در محل اتصال مدار تزویج و موج بر نور آهسته از تکنیک افزایش تدریجی حفره ها استفاده شده است تا تطبیق خوبی بین موج بر نور آهسته و معمولی در بازه بسامدی موج بر بلور فوتونی حاصل گردد. به این منظور یک پالس نوری به ساختار تابیده شده و میزان توان گذری، بازتابشی و پهنای باند در هر حالت محاسبه شده است. پهنای باند حاصل شده برای ساختار اول nm 28 و برای ساختار دوم برابر nm 7 می باشد. در ساختار اول، میزان بیشینه توان عبوری شبیه سازی شده به 97.3%و در ساختار دوم به 98.5%% می رسد. با توجه به پهنای باندnm 28 حاصل شده در ساختار اول، موج بر نور آهسته پیشنهادی، طول موج nm 1550 استفاده شده در مخابرات نوری را به خوبی پوشش می دهد.
    کلیدواژگان: بلورهای فوتونی، موج بر نور آهسته، تزویج گر سمتی، تفاضل محدود در حوزه زمان، بسط موج تخت، مدار تزویج
  • معین منعمی، سمیه حسن پور دربان* صفحات 1785-1794
    تاب آوری سیستم به عنوان مفهوم جدیدی در صنعت برق از اهمیت ویژه ای برخوردار شده است. این مقاله، با در نظرگرفتن نرخ تغییر فرکانس به عنوان شاخصی جدید برای تاب آوری سیستم، در مقابل حوادث نادر و شدید که منجر به خروج واحدها و ناپایداری های فرکانسی می شود، به معرفی مدل تاب آور ورود و خروج واحدهای حرارتی می پردازد. این مدل با استفاده از مساله کلیدزنی بهینه واحدهای تولید پراکنده، قراردادهای قطع بار اضطراری و استفاده از حذف بار فرکانسی تطبیقی خودکار روشی موثر برای حل مساله در مدار قرارگرفتن واحدهای نیروگاهی به منظور جلوگیری از ناپایداری فرکانسی شبکه ارائه می نماید و در هنگام وقوع حادثه نقطه کار سیستم را در حالتی پایدار نزدیک به نقطه بهینه قرار می دهد. تمام مراحل شبیه سازی در نرم افزار MATLAB بر روی شبکه استاندارد 57 باسه IEEE انجام شده است. نتایج شبیه سازی روش پیشنهادی زمانی که با مساله مرسوم برنامه ریزی ورود و خروج واحدهای نیروگاهی با صرف نظر از کلیدزنی بهینه واحدهای تولید پراکنده مقایسه می شود، اثربخشی این رویکرد نوآورانه را در افزایش ثبات فرکانس سیستم قدرت نشان می دهد.
    کلیدواژگان: تاب آوری شبکه، در مدار قرارگرفتن واحدهای نیروگاهی، کلیدزنی بهینه واحدهای تولید پراکنده، بارهای قابل قطع، حذف بار فرکانسی تطبیقی خودکار
  • محمد مهدوی فخر، محسن حمزه *، علی بزرگ مهر صفحات 1795-1806
    با توجه به تقاضای روزافزون برای مصرف انرژی الکتریکی، نیاز به ذخیره سازی آن بیش از پیش احساس می شود. در راستای برآورد این نیاز تکنولوژی های مختلف ذخیره سازی انرژی فراهم آمد. در این میان، به منابع ذخیره ساز چرخ طیار به دلیل چگالی توان بالا و دینامیک سریع توجه خاصی شده است. در این مقاله یک ساختار جدید برای اتصال منابع چرخ طیار به شبکه های توزیع dc معرفی می شود. ازجمله ویژگی های این ساختار آن است که اولا ولتاژ dc لینک بالایی را برای مدارات داریو موتور BLDC فراهم می آورد که این موضوع سبب افزایش انرژی قابل ذخیره سازی در منابع چرخ طیار می شود. ثانیا، مبدل پیشنهادی دارای ساختار تشدیدی بوده که سبب افزایش راندمان مبدل و بهره برداری حداکثری از انرژی ذخیره شده در منابع چرخ طیار می شود. مبدل پیشنهادی یک مبدل دوسویه بوده تا بتوان شارژ و دشارژ منابع چرخ طیار را به کمک یک مبدل انجام داد.مدل سازی مبدل پیشنهادی در دو حالت عملکرد آن صورت می گیرد و با انجام شبیه سازی از عملکرد آن اطمینان حاصل می شود.
    کلیدواژگان: مبدل ایزوله تشدیدی دوسویه، منابع چرخ طیار، شبکه توزیع، مراکز داده
  • مرضیه نجار، سیدمحمدحسین معطر* صفحات 1807-1817
    با رشد فناوری اطلاعات، امنیت شبکه به عنوان یکی از مباحث چالش برانگیز مطرح است. تکنیک های تشخیص نفوذ مبتنی بر ناهنجاری یک فناوری ارزشمند برای حفاظت از شبکه ها در برابر فعالیت های مخرب است. در این مقاله رویکردی جدید مبتنی بر مدل مخفی مارکوف (HMM) و ماشین یادگیری مفرط (ELM) جهت تشخیص نفوذ ارائه شده است. در مدل پیشنهادی، داده هایی که از ترافیک شبکه جمع آوری شده اند، ابتدا پیش پردازش می شوند. سپس دنباله مشاهدات، به HMM داده می شود و مدل با الگوریتم بام-ولچ آموزش می بیند. در مرحله شناسایی نفوذ با اعمال الگوریتم ویتربی بر روی مشاهدات به دست آمده، محتمل ترین دنباله حالات استخراج می شوند. در مرحله بعد، دنباله حالات به عنوان ورودی برای شبکه ELM در نظر گرفته می شوند و دسته بند داده های جدید را با توجه به آنچه آموزش دیده به یکی از کلاس های نرمال یا حمله نسبت می دهد. مجموعه داده مورداستفاده Darpa98 می باشد که داده های ترافیک شبکه است. مشکلاتی همچون ناکافی بودن داده های آموزش و اثر کاهش نمونه های آموزشی بر صحت نهایی در این مجموعه داده مورد آزمایش قرار گرفته است، که مدل پیشنهادی نتایج بهتری نسبت به روش های پیشین ارائه کرده است. آزمایش ها نشان می دهد که این رویکرد توانسته نسبت به سایر روش ها نرخ صحت بالاتر و نرخ مثبت کاذب کمتری را حاصل نماید و کارایی تشخیص نفوذ را بهبود بخشد.
    کلیدواژگان: سیستم تشخیص نفوذ، مدل مخفی مارکوف، الگوریتم ویتربی، شبکه عصبی پیش خور، ماشین یادگیری مفرط
  • مجدالدین نجفی *، زهرا نادعلیان، شهاب الدین رحمانیان، وحید غفاری نیا صفحات 1819-1829
    ناوبری بلادرنگ ربات ها در محیط های بسته همیشه یک چالش مهم در کنترل و هدایت آن ها بوده است. یک راهکار برای این مسئله تعیین موقعیت ربات با پردازش تصویرهای آرایه ای از دوربین های نصب شده در محیط است. البته روش هایی که تاکنون ارائه شده اند از معایب مختلفی مانند متکی بودن به تصاویر همه دوربین ها رنج می برند. در این مقاله یک روش تعیین موقعیت بلادرنگ مبتنی بر تصویر برای کنترل ربات های پرنده پیشنهاد شده است. حصول دقت بالا، پردازش بلادرنگ، پوشش کامل محیط، کاهش هزینه دوربین ها، مقاوم بودن در برابر خرابی یک یا چند دوربین و رفع مشکل عدم هم زمانی تصاویر از جمله اهداف روش پیشنهادی هستند. در این روش فیلترینگ تصویر، تشخیص شی و تعیین موقعیت دوبعدی هدف در تصویر به صورت موازی برای هر دوربین انجام می شود. سپس اطلاعات حاصل از دوربین ها که لزوما هم زمان نیستند با به کارگیری یک فیلتر کالمن توزیع شده باهم ترکیب می شوند تا موقعیت سه بعدی هدف به صورت بلادرنگ استخراج شود. اعتبارسنجی عملی روش پیشنهادی برای کنترل یک کوادروتور در اتاق نشان می دهد که این روش به خوبی اهداف موردنظر را برآورده می کند.
    کلیدواژگان: ناوبری تصویری، تعیین موقعیت بلادرنگ سه بعدی، فیلتر کالمن توزیع شده
  • سعید نقوی، سید ادیب ابریشمی فر* صفحات 1831-1842
    در این مقاله یک مدار مقایسه کننده قفل شده تمام تفاضلی با استفاده از روشی جدید برای حذف آفست معرفی شده است. مدار مقایسه کننده شامل سه طبقه کلی: طبقه پیش تقویت کننده، طبقه قفل کننده و مدارهای حذف آفست می باشد. تاثیر نویز کیک-بک در ورودی به طور قابل ملاحظه ای توسط بهره مدار پیش تقویت کننده طراحی شده کاهش داده شده است. هم چنین با استفاده از طبقه قفل کننده عمل بازتولید سیگنال سریع تر انجام شده و خروجی دیجیتال با نوسان کامل فراهم می شود. مزیت اصلی طبقه آخر یعنی مدار حذف آفست پیشنهادی این است که برای حذف آفست نیازی به ایجاد وقفه در عملکرد طبیعی مدار مقایسه کننده ندارد و درنتیجه سرعت بیش تری برای مقایسه قابل دست یابی خواهد بود. برای ارزیابی عملکرد مقایسه کننده پیشنهادی شبیه سازی ها با استفاده از فن آوری 0.18 انجام شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهند مقادیر آفست ناشی از طبقات پیش تقویت کننده و قفل کننده به طور قابل ملاحظه ای در ورودی کاهش یافته و آفست منتقل شده به ورودی بسیار ناچیز و در حدود 450 می باشد. مدار مقایسه کننده پیشنهادی با فرکانس کلاک MHz500 عمل مقایسه را انجام می دهد و توان مصرفی آن 373 از منبع تغذیه 1.8 ولتی می باشد. هم چنین تاخیر انتشار آن pS138 و نویز کیک-بک آن فقط mV 0.54 می باشد.
    کلیدواژگان: مقایسه کننده تمام تفاضلی، پیش تقویت کننده، مقایسه کننده قفل شده، مدارهای حذف آفست، نویز کیک-بک
  • عباس نصری، مصطفی یارقلی* صفحات 1843-1852
    در این مقاله یک نوسان گر کنترل شده با ولتاژ توسط یک سه برابرکننده فرکانس ارائه شده است. هارمونیک دوم فرکانس سیگنال (2fo)، مستقیما برای مخلوط شدن با فرکانس اصلی ( استفاده می شود. در طراحی VCO از یک آشکارساز و مقایسه کننده برای راه اندازی قوی نوسان ساز در کلاس AB و انجام نوسان در کلاس C، برای دستیابی به نویز فاز مناسب با توان مصرفی بهینه استفاده شده است. فرکانس تولید شده VCO از GHz 5.93تا GHz 6.39 می باشد که بعد از سه برابر شدن، فرکانس 17.8 GHz تا GHz 19.19 به وجود می آید. این کار در تکنولوژی μm 0.18 تحلیل و شبیه سازی شده است. نویز فاز به دست آمده در آفست MHz 1 و MHz 10 به ترتیب dBc/Hz -114.7 و dBc/Hz -135.1 در فرکانس مرکزی GHz 17.8 است. تحلیل مونت کارلو و گوشه های تکنولوژی مقادیر به دست آمده را تایید می کنند. اندازه جانمایی مدار443 در 547.47 می باشد. هسته اصلی این مدار جریان mA 13.4 از منبع ولتاژ تغذیه 1 ولت تلف می کند.
    کلیدواژگان: نوسان گر کنترل شده با ولتاژ، نویز فاز، شرایط راه اندازی، توان مصرفی، کلاس C
  • مصطفی واحدی پور دهرایی، هما رشیدی زاده کرمانی، حمیدرضا نجفی* صفحات 1853-1866
    در این مقاله، یک مدل احتمالاتی برای برنامه ریزی هم زمان انرژی و ذخیره )چرخان و غیرچرخان( یک ریزشبکه جزیره ای با درنظرگرفتن برنامه های پاسخ گویی بار و قیود امنیتی پیشنهاد شده است. هدف مسئله شامل بیشینه کردن سود بهره بردار ریزشبکه با درنظرگرفتن قیود امنیتی ولتاژ و فرکانس است. وجود منابع دارای عدم قطعیت مانند منابع تولید تجدیدپذیر و بارها ماهیت مسئله برنامه ریزی را احتمالاتی کرده که لازم است در یک مدل مبتنی بر سناریو فرمول بندی و حل شود. در مدل پیشنهادی، از شاخص مقدار شرطی در ریسک (CVaR) برای تعدیل اثرات منفی سناریوهای نامطلوب در مدل احتمالاتی استفاده شده است. در این روش حساسیت سود بهره بردار و حاشیه های امنیت ریزشبکه در حالت های با و بدون مشارکت بارهای پاسخ گو نسبت به شاخص ریسک ارزیابی شده است. استفاده از این روش بهره بردار را قادر می سازد تا با انتخاب ضریب ریسک مناسب ضمن بیشینه کردن سود خود، حاشیه امنیت فرکانس و ولتاژ ریزشبکه را نیز بهبود بخشد. هم چنین، در این مدل برای ارزیابی واقعی تر امنیت سیستم و تعیین دقیق انحرافات فرکانس و ولتاژ در هر سناریو، از روش پخش توان بهینه AC (AC-OPF) استفاده شده است. درنظرگرفتن قیود امنیتی فرکانس و ولتاژ به صورت هم زمان (برای هر ساعت) یک مزیت این روش است.
    کلیدواژگان: برنامه ریزی انرژی و ذخیره، برنامه های پاسخ گویی بار، پخش توان بهینه AC(AC-OPF)، مقدار شرطی در ریسک (CVaR)، ریزشبکه جزیره ای، منابع تولید تجدیدپذیر
  • سید امیر هاشمی* صفحات 1867-1878
    در این مقاله، برای ترانزیستور ماسفت دوگیتی متقارن با آلایش کم با استفاده از انتقال نفوذی و رانشی حامل های بار وارونه، یک مدل تحلیلی برای جریان الکتریکی ارائه شده است. نخست، با استفاده از معادله پواسون یک بعدی کانال بلند در جهت عمود بر کانال در حضور حامل های متحرک بار، معادله دیفرانسیلی برای بار کانال به دست می آید که پاسخ آن تغییرات مولفه غلظت بار کانال بلند را در امتداد عمود بر کانال نشان می دهد. پتانسیل یک بعدی کانال بلند با استفاده از این مولفه محاسبه می شود. مولفه دوبعدی پتانسیل کانال کوتاه که ناشی از اثر میدان الکتریکی عرضی در ادوات کانال کوتاه است، از حل معادله لاپلاس به دست می آید و از طریق آن، مولفه دوبعدی تغییرات غلظت بار محاسبه می شود. غلظت کلی بار کانال از جمع دو مولفه بار کانال بلند و بار کانال کوتاه به دست می آید. با استفاده از بار کل محاسبه شده و قانون گوس در زیر گیت در هر نقطه در امتداد کانال، بار وارونه در آن نقطه محاسبه می شود. برخلاف مدل های موجود که بار وارونه را فقط با استفاده مولفه کانال بلند بار در راستای عمود بر کانال محاسبه می کنند، در روش پیشنهادی نشان داده می شود که مولفه بار دو بعدی کانال کوتاه ناشی از اثر میدان الکتریکی عرضی نیز در راستای عمود بر کانال تغییرات دارد که در محاسبه بار وارونه کل کانال تاثیرگذار خواهد بود و در ادوات کانال کوتاه باید در نظر گرفته شود. تطبیق مناسب بین نتایج حاصل از مدل و نتایج شبیه سازی با نرم افزار، دقت مناسب مدل پیشنهادی را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: بار وارونگی، پتانسیل شبه فرمی، ترانزیستور ماسفت دوگیتی، جریان نفوذی و رانشی، معادله پواسون
|
  • M. Esbati, *M. Ahmadieh Khanesar, A. Shahzadi Pages 1425-1436
    The goal of this paper is improvement of the operation of networked control systems using optimized fuzzy logic controlled communication. Network traffic is reduced with optimal kalman filter estimator and fuzzy logic. It should be explained, there is no need to send information on the network continuously and the measurements are processed locally before sending. In this paper, population based optimization algorithms are used to set the parameters of fuzzy system for control the communication logic. The performance of regulated controllers are compared by the results of Particle Swarm Optimization (PSO), Genetic Algorithm (GA), Biogeography Based Optimization (BBO), Imperialist Competitive Algorithm (ICA) and Ant Colony Optimization with continuous domain (ACOR) algorithms. The proposed method is simulated on two overhead cranes over a network with nonlinear features. Simulation results prove the validation of the proposed solution. While the results of all algorithms are reasonable but PSO algorithm has best result in reducing tracking error and fitness function point of view. Simulation results illustrate the effectiveness of proposed control system in coordination of two cranes over the network in moving heavy loads.
    Keywords: Networked control systems, Fuzzy Communication logic, intelligent algorithms, state estimators
  • F. Asadollahi, R. Dehdasht, Heydari* Pages 1437-1449
    In recent cellular networks, the real-time broadcast of multimedia contents such as VoIP and Video traffics is increasingly becoming common. In this regard, 4G/LTE networks have been introduced due to providing high speed data along with QoS assurance, more security, and ultimately customer satisfaction. To accomplish these goals, radio resources management is a critical requirement and then schedulers are used in order to allocate the resources as Channel-Aware/QoS-Aware for the various traffics. One of the most important and effective schedulers is known as EXP RULE method; however these networks requires to improve in some of QoS parameters such as Packet Loss Rate (PLR) and Delay values to achieve further real-time information. In this paper, a new scheduling called Hybrid Weighted Exponential-Logarithm (HWEL) scheduler has been proposed to improve the PLR and Delay especially and improve the other QoS parameters generally in 4G/LTE networks. By performing simulations and comparisons between EXP-Rule and HWEL methods using LTE-Sim package for VoIP and Video traffics, it is observed that the proposed scheduler is a very good candidate to improve delay, PLR, throughput and fairness in the video traffics up to 21%, 29.8%, 7.8% and 1.1% and improve delay and PLR in the VoIP traffics up to 23.5% and 0.7% respectively.
    Keywords: 4G Scheduling algorithm, Hybrid Weighted EXP-LOG (HWEL), Long Term Evolution (LTE), Radio Resource Allocation, Real-time traffic, Quality of Services (QoS)
  • M. Asadpour*, B. Mozaffary Tazehkand, M. H. Seyedarabi Pages 1451-1460
    Power line communication (PLC) channel as a medium for high speed data communication transmission based on orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is considered. It is an environment with frequency selective and multipath fading features which has been contaminated by impulsive noise. These deficiencies in power line communications degrade the accuracy of channel estimation. In this article, an efficient channel estimation method based on Bayesian inference is presented. A new proposed kernel function with proper hyper-parameters in relevance vector machine (RVM) is used to estimate the PLC channel impulse response. It is shown that bit error rate (BER) and mean square error (MSE) in proposed method, are significantly decreased. Proposed channel estimation algorithm achieves good results respected to reported approaches as Huang channel estimation method.
    Keywords: PLC, impulsive noise, OFDM, kernel, multipath, RVM
  • H. Afkar, *M. A. Shams?nejad, M. Ebadian Pages 1461-1471
    Load balancing is an important issue in distributed systems. In addition, using distributed generation sources such as photovoltaic is increasing. This paper presents a photovoltaic grid interface inverter with compensation of load active and reactive power Imbalance for three-phase four-wire distribution networks. An improved control strategy based on instantaneous active and reactive current component method with variable reference frame in single-phase systems is proposed. Two DC/DC and DC/AC converters have been utilized for connecting PV to the grid. DC/DC converter is responsible for maximum power point tracking (MPPT) and DC/AC converter is responsible for injecting power to the grid as well as balancing load. Using the structure of 3H-bridge converter for grid interface inverter, it is possible to achieve control objectives in three-phase four-wire low voltage distribution networks is provided. The proposed control has been verified by simulation using MATLAB/SIMULINK software and the simulation results indicate the ability of the proposed method to achieve control objectives.
    Keywords: Photovoltaic grid interface inverter, compensation, load active, reactive power Imbalance, three-phase four-wire distribution networks
  • V. Amiri Gooshki, *M. H. Vadjed Samiei Pages 1473-1480
    In this paper, a new metasurface is proposed for miniaturization of patch antenna. The metasurface is placed on top of the patch antenna (working as a superstrate). The main purpose of this paper is to reduce dimensions of antenna. So the metasurface superstrate is placed on top with no air gap and is in direct contact with the radiating patch. For affirming the reduction in size, another patch antenna, which has the same shape with primary antenna, is designed without using superstrate to operate with approximate similar performance at the frequency of the first antenna with metasurface superstrate. The results show that this method brings size reduction about 50% in the surface of antenna. In this method of miniaturization, the only factor in reducing the resonant frequency of primary antenna is metasurface superstrate (place of feed line and the values of antenna dimensions are not changed). Therefore the antenna radiating parameters are affected just by metasurface superstrate. Consequently simulation measurement results, show effects of metasurface superstrate on the patch antenna characteristic and performance parameters.
    Keywords: Size reduction, microstrip patch antenna, metasurface Superstrate
  • S. pakravan, *H. Tavakoli Pages 1481-1490
    Polar codes were recently proposed by Arikan and are constructed based upon a phenomenon that called channel polarization. The basic polarization matrix is given as . A challenging problem related to the design of polar codes is choose a suitable generator matrix , where is an arbitrary integar and , since in this state we have several choices for , unlike Arikan works that has only just one linear form. In this paper, we have compared status , that is simplest case from changing matrix with Arikan's work. As carry out simulations for this schema to show that there is eventuality selection unsuitable channel for the transmission information and find the best generator matrix. Finally have been proposed a briefly on the probability of error and complexity in this schema.
    Keywords: Channel polarization, generator matrice, polar code, error exponent, bhattacharyya parameter, capacity
  • F. Jafarpisheh, * H. Khodadadi Pages 1491-1503
    Combination method, including chemotherapy and immunotherapy, is one of the most effective treatment approaches suggested for cancer. In this study, a nonlinear multi-input model including chemotherapy and immunotherapy is considered for treatment of cancerous tumor growth. Due to side effects of chemotherapy and drug resistance effects, the level of used drug should be limited. In addition, the treatment should be performed in limit time. One of the solutions, which can be selected for this purpose, is the optimal treatment protocol. State dependent Riccati equation is the optimal strategy of this paper, which is designed for the tumor growth model. Afterwards, in order to show the flexibility of controller designing, several values for input weighting matrices are selected and the sensitivity of the proposed controller is analyzed. System is stabilized around the equilibrium point without tumor. Simulation results demonstrate the cancer treatment using the proposed controller could be performed in less time and by using lower drug dosage in comparison to the used method of reference model.
    Keywords: Cancer, tumor growth model, optimal control, state dependent Riccati equation, chemotherapy, immunotherapy
  • M. Khederzadeh*, M. Sadeghi Pages 1505-1515
    This paper presents an improved Flying Capacitor based multilevel converter to link ac and dc subgrids of a hybrid Medium Voltage )MV ( microgrid. Increase in the number of output voltage levels with lower size of filters, increase in the number of combinations to obtain a desired voltage level (redundancy), lower voltage and power rating of components and natural self-balancing of flying capacitors and dc link voltage compared to other conventional converters are the main properties of proposed interlinking converter. The proposed multilevel converter can decrease the limitations on power transfer between ac and dc subgrids, which can significantly complicate the power management and control of hybrid systems. The interlinking converter plays both inverter-based and rectifier-based roles in hybrid system, depending on the power transfer direction. Multilevel based interlinking converters can improve the power quality of hybrid system especially during islanded modes. Furthermore, a modified control strategy has been presented for the interlinking converter. The proposed structure is simulated using PSCAD/EMTDC software and simulation results are presented to validate the effectiveness and advantages of the proposed configuration
    Keywords: Distributed generators (DGs), flying capacitor multicell (FCM) converter, hybrid ac, dc microgrid (MG), interlinking converter, medium voltage
  • F. Khajeh, Khalili, * M. Honarvar Pages 1517-1527
    In this article, an end-fire microstrip dipole antenna, with high gain and capability of operating in millimeter-wave frequency band (57-64 GHz) is designed. The high gain of the antenna, with concept of negative permeability is achieved by the proposed metamaterial slabs embedded in horizontal plane of the dipole antenna. Each slab is loaded by a novel unit-cell. The result of the full-wave simulation presents the fact that the proposed design, would cause a better gain of 6.2 dBi in comparison with conventional dipole antenna without using metamaterial structures. In this structure, 28 metamaterial slabs from proposed unit-cells are used. These unit-cells are capable of creating two magnetic resonances that can play an important role to improve the gain in a wide frequency band. How to achieve this gain enhancement, depends on the number and decoration of metamaterial slabs around the antenna. These proposed metamaterial slabs are placed on top of the horizontal plane of the antenna, and also on the bottom of the antenna plane. This would cause the main lobe to stay still to the desired direction.
    Keywords: Dipole antenna, end-fire, millimeter-waves, metamaterial, unit-cell, gain, radiation pattern
  • M. Derakhshan, *H. Marvi Pages 1529-1540
    Audio event detection (AED) is addressed by using a segment mapping on the NMF dictionary in the sparse representation. One problem with dictionary methods is the lack of controls in the decomposition process of the input signal, so the process yields some unstructured sound pieces that are not the valid audio events. We proposed an algorithm which uses sparsity constraint and beta-divergence to decompose the input segments into the predefined dictionary atoms instead. Here, the sparsity control in each segment decomposes it into a linear combination of basis vectors thereby the segment is approximated into a hypothetical audio event. This method is applied to the recognition of variety live official sound events and has promising results.
    Keywords: Audio event detection (AED), non-negative matrix factorization (NMF), dictionary creation, basis vectors, sparsity constraint, beta-divergence, mapping segment, time-frequency representation
  • A. Rabiee* Pages 1541-1548
    In the power system, usually the reactance of transmission line is greater than its resistance and thereby power flow algorithms such as Newton Raphson methods and newton based methods can easily converged. However, in the case of series compensation such as series capacitor, the reactance of transmission line is decreased and accordingly the ratio of R/X is increased. In such case system condition is changed and therefore Newton based power flow methods will converged hardly or even diverged. In fact, with increase of R/X ratio, conventionally the system condition number (the ratio of maximum to minimum eigenvalue of Jacobian matrix) is increased and Newton Raphson method is not converged. In this paper, a new iterative based method is present to solve power flow of system with high ratio of R/X. The main advantage of the proposed method is its independence to R/X ratio and will converged even for system with high ratio of R/X. The suggested method is studied based on IEEE 9-bus, 30-bus and 118-bus also 11-bus and 2383-bus test systems. The obtained results show the effectiveness and accuracy of the proposed method in solving power flow problem of power systems, independent to R/X ratio.
    Keywords: Newton Raphson load flow, Condition number of system, R, X ratio of line, Jacobian matrix
  • M. A. Rajabinezhad, S. Y. Mousazadeh, A. Jalilian* Pages 1549-1558
    In distributed generations (DG) such as wind turbines (WT) and photovoltaic systems (PV), since power production is directly dependent on weather conditions and wind speed, their powers have an intermittent nature. This intermittent characteristic can lead to power fluctuation, frequency deviation, reduction of power quality and reliability indexes at the Point of Common Coupling (PCC). In this paper, a grid-tied microgrid including WT and PV is studied and the effect of weather conditions and wind speed changes on power fluctuation and frequency deviatiom is investigated. In order to smooth the power fluctuations, a battery energy storage system (BESS) is used. Control system of this BESS consists of three control levels. Through the first two control levels, the DGs reference power is calculated aiming to smooth the network power. Effective life and protection of the BESS is considered in reference power calculation process. Afterward, the generated reference power is injected to the grid proper control system of voltage source converter connecting battery storage to PCC. In order to validate the effectiveness of BESS control system for smoothing power fluctuations of DGs, simulations studies have been done in MATLAB/ Simulink software. The results confirm that the proposed BESS control system is capable to reduce the output power fluctuations of DGs, Such a way that the average frequency of the fluctuations harmonic content reduce from 15.5 to 5.4 percent.
    Keywords: Battery energy storage system, Distributed generation, Photovoltaic System, Power fluctuation smoothing, Mcrogrids, Wind turbines
  • M. Rashidian, *B. Ganji, M. Rahimi Pages 1559-1570
    With increase of wind power penetrations into the power system, attention to power quality becomes an important issue. Important aspects of power quality are flicker and harmonics. There are numerous factors that affect on flicker emission and power oscillations of grid-connected wind turbines for example wind characteristics (mean wind speed, tower shadow and wind shear effects and type of used wind turbine) and the grid conditions (short circuit capacity ratio and grid impedance angle) and type of the maximum power point tracking. In the present paper, performances of two maximum power point tracking methods (TSR and OTC) in fluctuations emission are evaluated and fluctuations caused by the tower shadow are then reduced by adding filter when the best MPPT method and grid conditions are selected. All aerodynamic, mechanical and electrical aspects of a wind farm connected to the grid are modeled using FAST and MATLAB/SIMULINK. The simulation results are given and they show well the effectiveness of the method proposed for improvement of power fluctuations.
    Keywords: Variable-speed wind turbine, doubly fed induction generator, power quality, maximum power point tracking, band reject filter
  • A. Zafari, * M. Jazaeri Pages 1571-1582
    Techno-economic performance indices of an active power filter are affected by power losses of the converters that are used in its structure. In this paper, the equations needed to calculate the losses in both conventional VSC and CSC based and also VCSC based filters which has been recently proposed in valuable references, are derived. Despite the significant advantages in a VCSC filter, there are always doubt and concern for the losses due to the use of two different converters. With this motivation, the losses are divided into four main sections including AC losses, DC losses, conducting and switching losses in semiconductors. These equations provide the possibility of relative comparison of losses between traditional filters and VCSC one. Simulation of various structures of active filter in a typical test system in MATLAB/SIMULINK environment shows that total losses in the proposed VCSC based filter is near to VSC based and much lower than CSC based one. This is on condition that the simultaneously use of two converters in a unified filter and with a same THD, increases the reliability and aggregates benefits of both conventional filters. Also, for validating the computations, power losses of filters are assessed in half of the nominal load power and for five switching frequencies.
    Keywords: Active filter, voltage source converter, current source converter, unified filter(VCSC scheme), reference current, losses, separation frequency
  • M. Sorkhabi, D. Nazarpour*, S. Golshannavaz Pages 1583-1594
    Through the numerous solutions for active and reactive power flow control in power systems, flexible ac transmission system (FACTS) devices have been in the center of attention in the last two decades. Although these devices are recognized as the utmost and modern technologies for power flow control, there is a very lukewarm reception in power systems. The main hurdles are known as high cost implementation, sophisticated design and control requirements, and long-duration interruptions for maintenance purposes. In this study, controllable network transformer (CNT) is first introduced as a suitable alternative of FACTS devices which is deemed for power flow control in power systems. This devise contains an under load tap changing (ULTC) transformer followed with a biridectional low rated AC-AC converter. Simplicity of structure and hence a low cost implementation of this device ends in a suitable solution for bidirectional power flow control. To end in effective switching parameters, dual virtual quadrature sources (DVQS) approach is utilized. Meanwhile, a fuzzy logic controller (FLC) is devised for active and reactive power flow controls in faulty situations. To evaluate performance of the proposed approach, simulation studies are conducted on a typical power system. The obtained results demonstrate outperformance of the proposed approach in effective power flow control.
    Keywords: Power flow control, controllable network transformer, fuzzy logic control, dual virtual quadrature source
  • A. Sezavar, H. Farsi*, S. Mohamadzadeh Pages 1595-1603
    Image retrieval is an important issue of machine vision and image processing. Many researches have been done in image retrieval. In 70’s, Text-Based image retrieval had been created before Content-Based image retrieval have been introduced since 90’s cause of large amount of data stored and inefficient previous methods. On this way, researcher reached better conclusion by extracting features from pictures. Semantic gap between these features and human concept, and burst increase in amount of images which were saved, caused researchers to think about new algorithms. Excellent successes on deep learning algorithms encourage us to implant a new method for image retrieval based on deep learning. In this paper, after reviewing deep convolutional neural networks as a kind of deep learning methods, we introduce a new retrieval system based on deep convolutional neural networks and by testing it on three famous databases, ALOI, Corel and MPEG7, computing P(0.5), P(1) and ANMRR and comparing them with other methods which have been used since recent years, we show the superior accuracy of this method in comparison to the other methods.
    Keywords: Image Retrieval, Text-Based image retrieval, Content-Based image retrieval, Deep learning, convolutional neural networks
  • A. Shahbazian, * A. Fereidunian Pages 1605-1615
    Achieving an appropriate level of reliability in electrical distribution systems is one of the main goals toward smart distribution grid. Moreover, self-healing is a significant features of smart distribution grid. Self-healing can be improved through installation of remote-controlled switches, which leads to an increase in availability and reliability. Thus, it is important to install controllable equipment in distribution grid. In this paper, a mixed integer linear program (MIP) is introduced to allocate remote-controlled and manual switches. In addition, reliability-centered approach is considered to find the best arrangement of switches in distribution grid. A sensitivity analysis is conducted on maximum investment cost, leads to a comprehensive analysis on installation of switches in distribution grid. Moreover, the objective function includes investment cost, customer interruption cost and maintenance cost. The formulation is solved by CPLEX solver.
    Keywords: Linear Programing, smart Distribution Grids, remote-Controlled Switches, manual Controlled Switches, CPLEX, reliability
  • H. Sadeghi, m. rashidinejad*, A. Abdollahi Pages 1617-1631
    In this paper, the impacts of energy policies on environmental and economic issues are investigated in the context of generation expansion planning (GEP) problem. Furthermore, detailed explanations on how these policies work is elaborated. For this purpose, first, by incorporating some of the most popular energy policies into the GEP problem, a comprehensive model is proposed. Named Integrated Renewable-Conventional Generation Expansion Planning (IRCGEP), the model is based on a suitably modified objective function and additional constraints. The IRCGEP model is formulated as a mixed integer non-linear programming problem and solved in several scenarios using GAMS optimization package from a generation company point of viewed. Then, regarding the obtained optimized expansion strategies, the effects of the policies on the generation company’s profit, electricity consumers surplus, and environmental damages cost is examined. In this framework, to analyze the consumer surplus affected by financial burden of the policies, an appropriate price criterion, the so called “virtual price”, is also proposed. Analyzing the cost of environmental damages derived from power sector emission is accomplished by the estimated social cost of carbon. Obtained results reveal that the energy policies have positive impacts on renewable energy promotion as well as emission mitigation. In addition, among considered policies, the most effective policy is introduced from an economic-environmental perspective.
    Keywords: Energy policies, capacity expansion strategy, virtual price, consumer surplus, environmental damages cost
  • S. M. Tabatabaei, * A. Chalechale Pages 1633-1644
  • S. Ebadollahi*, M. Madani, M. Golestani Pages 1645-1652
    In this paper, a new guidance law based on Robust Model Predictive Control (RMPC) is proposed for intercepting flying maneuvering targets. The presented guidance law is calculated by nonlinear kinematics. The design is based on a state feedback control law in which Linear Matrix Inequalities (LMI) has been used in order to optimize a cost function, subject to constraint on the control input. This Robust MPC method is utilized to obtain optimal Line Of Sight (LOS) angle tracking performance for maneuvering flying vehicle. It is shown that the control signal obtained from the problem stabilizes the nonlinear plant. Numerical simulations are implemented to the nonlinear plant and the effectiveness of the guidance law has been demonstrated.
    Keywords: Robust model predictive control, Guidance law, Linear matrix inequalities, Nonlinear plant
  • O Abdi Monfared, A. Doroudi*, A Darvishi Pages 1653-1662
    Induction motors have numerous applications in various industries. In order to avoid industrial processes failures, fast and timely fault detection of motors is essential. In this paper, a novel method is presented for on-line detection of broken rotor bars which is a common rotor faults in induction motors. The method is based on the stator current analysis and signal processing using continuous wavelet transform (CWT). The most advantage of the method is that it detects the broken rotor bars in normal operations and at different loading conditions. In this method, the stator current signal should first be analyzed in the healthy and faulty conditions and then the broken bar can be diagnosed using a proposed index. Finite element method (FEM) is applied to simulate the motor under healthy and faulty conditions.
    Keywords: Squirrel cage induction motors, stator current analysis, continuous wavelet transform, detection of broken bars fault
  • A. Aliaskari, *S. A. Davari, B. Zarei Pages 1663-1675
    In this paper, a new closed-loop stator flux observer based on the voltage model (reduced-order) in direct torque control (DTC) applications for induction motors is proposed. The rule of DTC is based on controlling flux and its angle. Therefore, flux estimation is one of the fundamental issues in this method. Using the conventional open-loop voltage model observers can cause some problems such as, appearing dc offset in output, integrator saturation and incorrect estimation in low-speeds. One of the available solutions for compensating these shortcomings and improving the drive system performance is using closed-loop observers. The proposed observer in this paper is a novel closed-loop reduced-order observer based on shifting poles of its transfer function to the left in the complex plane. The simulation results show that the DTC performance is improved in different operation points, especially in low-speeds and also the observer is able to keep its stability in critical conditions.
    Keywords: Direct torque control, stator flux estimation, stator model, voltage model, induction motor, operation points
  • H. Fatemidokht, marjan koocheki* Pages 1677-1689
    In this paper, a new protocol to select cluster-heads and improve the Bee algorithm in order to routing in Vehicular Ad Hoc Networks (VANETs), which utilizes fuzzy set theory, is proposed. As regards the rapid topology change and congestion in VANETs lead to links failure, the proposed protocol calculates the validity value of each node and link based on the connectivity and the congestion level of the links of the route. Despite the importance of achieving optimal membership function in fuzzy inference system, Gravitational Search Algorithm (GSA) is employed to tune the fuzzy membership functions (MFs). Finally, the proposed protocol is simulated by MATLAB and compared with other routing protocols such as AODV, VANET QoS-OLSR and Bee algorithm that experimental results show that this algorithm achieves high data packet delivery ratio and low end to end delay.
    Keywords: Vehicular Ad Hoc Networks (VANETs), Swarm Intelligence, Clustering, Routing, Fuzzy set theory, Gravitational Search Algorithm (GSA), Validity
  • T. Fadaeian, S. A. Gholamian, * Ho. Ghoreishy Pages 1691-1698
    In this paper, a novel pulse width modulation strategy based on circuit level decoupling concept is presented for Vienna rectifier as an alternative of conventional discontinuous modulation methods. Based on the proposed strategy, the Vienna rectifier can be decoupled into two two-level boost converters in every defined operating section, and though the controller design will be simplified. Moreover, compared to conventional continuous PWM methods, the proposed scheme, can also results in reduction of the switching loss by one third at the same switching frequencies. In this paper, the software implementation of the control technique has been carried out on Vienna rectifier under 882w output power and10 KHz switching frequency. The simulation results prove the effectiveness of the proposed method over other continuous and discontinuous modulation schemes, in terms of loss reduction and reduced complexity in control structure.
    Keywords: Vienna rectifier, circuit-level decoupling, discontinuous pulse width modulation, neutral point balance
  • M. R. Fallahzadeh, *A. Zangeneh Pages 1699-1709
    In this paper, a bidding strategy model is presented for electric vehicles’ (EVs) aggregator to sell the aggregated energy in the distribution network. The bidding price of the EVs’ Aggregator is determined through the Stackelberg game theory. It is modeled based on a bilevel programming problem between distribution system operator (DSO) and the aggregator. In the upper level of proposed bilevel model, the aggregator offered its optimal bidding price and EVs’ charge and discharge scheduling to maximize its profit. On the other hand, according to the price of the electricity market and bidding by the aggregator, DSO tries to optimally schedule the portion of energy which is supplied from either main grid or EVs’ aggregator to minimize its cost. In the equilibrium point of the problem, the optimal bidding price of the aggregator and the purchased energy from the aggregator and main grid is determined. The proposed bilevel programming problem is transformed into a single level mathematical programming problem with equilibrium constraints (MPEC) using the Karush-Kuhn-Tucker optimality conditions. The obtained numerical results is used to assess the proposed bidding strategy of EVs’ aggregator.
    Keywords: Electric vehicles’ aggregator, bilevel programming, vehicle to grid (V2G), distribution network
  • R. Kazemi* Pages 1711-1718
    This paper presents the design of an element of a steerable 2×2 array antenna for GPS and BGAN applications. The element is a printed quadrifilar helical antenna which an integrated sequential phase shift rotation feed employed to enhance the circular polarization (CP) characteristics of the antenna. The integrated feed network is designed to provide a balanced RF signal to the four helical arms with a 90ᵒ sequential phase difference between them. The antenna maintains a low cross polarization up to ±60ᵒ, over transmit and receive frequency coverage from 1525 MHz to 1660 MHz, a return loss better than 11 dB with RHCP performance, and an axial ratio below 1.9 dB. The proposed antenna has a compact size, low cost and light-weight, with a relatively wide bandwidth, and almost-hemispherical radiation pattern with excellent right hand CP radiation that is suitable for L1-band GPS and BGAN satellite communications.
    Keywords: printed quadrifilar helical antenna (PQHA), integrated feed network, GPS, BGAN, right-hand circular polarization (RHCP)
  • A. ketabi*, Sh. Safaee Pages 1719-1730
    Today, PV systems have been widely used in power networks. The important issues about them are efficiency and power quality. In this way, inverters have the important role to achieve high efficiency, control power injected into the grid and improve power quality. The selection of inverter topology and the control strategy are two necessary factors to achieve the specified performance objectives. In this way, multilevel inverters with modularity and low cost can be a good choice for the next generation of efficient and reliable solar power stations. This paper introduces the improved topology of the photovoltaic supported MMC for grid interface. To observe all the control requirements simultaneously, only with one controller, FCS-MPC is used. It satisfies the control objectives like constant power in grid voltage sag/swell, synchronizing grid utility voltage with output current and low total harmonic distortion. The validity of the proposed system and the comparison with conventional topology is confirmed by MATLAB/SIMULATION.
    Keywords: Modular multilevel converter (MMC), model predictive control (MPC), photovoltaic (PV) array, total harmonic distortion (THD)
  • E. Karami, *G. B. Gharehpetian, P. Karimyan Pages 1731-1740
    In this paper, Extended Harmonic Domain is used in order to simulate and exact harmonic analysis of five-limb core type transformers during the transients in addition to steady state. To this aim, low frequency model of transformer along with considering magnetic circuit, appropriate for studies in the range of power system frequency, are used. Then, modeling procedure of non-ideal core is mentioned and required mathematical equations for their appropriate implementation in extended harmonic domain will be expanded. Finally, analyzing of inrush current of a sample transformer by implementing the equations in Matlab software is simulated and in order to investigate the accuracy of the proposed method, results of the performed simulation are compared with those results derived from transient analysis in power systems software.
    Keywords: Time domain analysis, frequency domain analysis, power quality, transients, five-limb core type transformer, extended harmonic domain
  • M. A. Ganjali, * V. Shalchyan Pages 1741-1752
    Mild cognitive impairment )MCI( is an early stage of Alzheimer's disease)AD). Early diagnosis of this disease increases the likelihood of the treatment and prevents its conversion to dementia. The purpose of this study is the discrimination and the classification of two groups of healthy and MCI subjects by an advanced method of extracting spatial spectral features from electroencephalographic (EEG) signals. Filter bank common spatial pattern (FBCSP) has been recently used for classifying motor imagery EEG data in brain-computer interface researches. Here, we propose using FBCSP for classifying EEG data from healthy and MCI subjects. The proposed method was tested and compared to the popular method of frequency band-power and to the classic common spatial pattern (CSP) using a dataset of 9 MCI patients and 12 healthy subjects. A leave-one-out cross validation, using FBCSP resulted in a classification accuracy of 100% and outperformed both the frequency band-power and classic CSP methods. These results reveal the important role of using the learned spatial combinations of EEG signals in different frequency bands as effective features for discrimination of MCI and normal subjects.
    Keywords: Mild cognitive impairment (MCI), Alzheimer's disease (AD), Electroencephalogram (EEG), Filter bank common spatial pattern (FBCSP)
  • J. Mahmoodi, M. Mirzaie*, A. A. Shayegani Akmal Pages 1753-1763
    One of the main factors that lead to the reduction of the potential, electric field distribution and the insulating level is surface charge accumulation on insulators .In this paper, the effect of surface charges on potential and electric field distribution along an outdoor polymeric insulator under DC voltage is studied by computer simulations. Research has shown that the accumulation of electrical charges on the surface of insulators can affect the performance of the flashover. So to avoid the occurrence of unexpected flashover must have a thorough understanding of surface charge to be examined its impact on insulation performance under various stresses. In this current paper, electric field and potential distribution along standard polymeric insulator with different geometry were investigated in the presence of surface charges. Calculations of the potential and electric field are performed based on Finite Element Method (FEM). Numerical simulations were carried out in COMSOL Multiphysics® to study the effect of the positive and negative surface charges on potential distribution under DC positive and negative applied voltage. Simulation results show the importance of surface charges effect in potential and electric field variations and the performance of the flashover.
    Keywords: Polymeric insulator, surface charge, DC voltage, electric field distribution, potential distribution, finite element method
  • Q. Mostafaei, * M. Behdadfar, M.R. Noorifard, M. Ahmadzadeh Bolghan Olya Pages 1765-1772
    One of the solutions for implementing IPTV service is applying the simple structure of Ethernet Passive Optical Networks. In such networks, scheduling algorithms play an important role for providing required levels of Quality of Service. Among them, Weighted Round Robin, is one of the commonly used ones. In this paper, a new weight allocation scheme is proposed in which, the weight of each queue would be allocated dynamically in each round. This strategy, reduces packet loss ratio for bursty traffics entering each queue. Simulation results with NS-2, show that the proposed scheme results in better packet loss ratio for bursty traffic compared to previous methods.
    Keywords: IPTV, Ethernet passive optical network, WRR, burst traffic
  • F. Mazloumtehrani, * M. Danaie, P. Keshavarzi Pages 1773-1783
    In this paper, two slow-light photonic crystal waveguides are designed based on a directional coupler. For the coupling of the waveguides to the conventional photonic crystal W1 waveguide, matching structures are proposed. For simulating the proposed structures, finite difference time domain and plane wave expansion methods are used. For the first structure, a group-index of 18.05 and a GBP equal to 0.278 and for the second structure, by modifying a section of photonic crystal lattice structure from hexagonal to square, a group-index of 11.37 and a GBP equal to 0.255 is obtained. For matching these waveguides to the W1 waveguide, a matching stage based on a Y-splitter is designed and proposed. Gradual change technique at the intersection of slow-light waveguide and coupling stage are used in order to maximize the waveguides coupling within the photonic crystal waveguide frequency range. For this purpose, a light pulse is inserted to the structure and the transmitted and reflected powers are calculated for each case. The bandwidth obtained for the first structure is equal to 28 nm and for the second structure it is equal to 7 nm. For the first structure, the maximum simulated transmittance is equal to 97.3% and for the second structure it is equal to 98.5%. Due to the 28 nm bandwidth obtained for the first structure, the proposed slow-light waveguide is well suited for the 1550 nm wavelength which is used in optical communications.
    Keywords: Photonic crystals, slow light waveguide, directional coupler, finite difference time domain, plane wave expansion, coupling circuit
  • M. Monemi, S. Hassanpour Darban* Pages 1785-1794
    System resilience as a new concept in the power industry becomes important recently. This paper with consider to the rate of change of frequncey as a new system resilience index, introduces a resilient constraint unit commitment model to increase resilience against rare and severe events that ultimately lead to outages and frequency instabilities. This model offers an effective approach to solve unit commitment problem to prevent frequency instability by using optimal distributed generation switching problem, emergency interruptible load contracts and adaptive automatic frequency load shedding and when the event occurs, it places the system’s operating point in a stable state close to its optimal point. All simulation steps in the MATLAB software were conducted on 57-bus IEEE standard system. Simulation results of the proposed method, when compared with the conventional unit commitment approach without optimal distributed generation switching, imply the effectiveness of this innovative approach in the power system frequency stability enhancement.
    Keywords: Electric grid resilience, unit commitment, distributed generation optimal switching, emergency interruptible loads contracts, adaptive automatic frequency load shedding
  • M. Mahdavyfakhr, M. Hamzeh*, A. Bozorgmehr Pages 1795-1806
    Different storage systems have developed as the key solution for the growing demand of electric power. To this aim, the flywheel storage systems are gaining a wide acceptance for their higher power density and fast dynamic response. In this paper, a novel power electronic topology is proposed for connecting the flywheel storage systems to the distribution systems. This topology provides high dc-link voltage for the power electronic circuit required for driving BLDC motors in flywheel. Consequently, larger power can be stored in flywheel storage system. Since, it is desired to fully exploit the stored energy in flywheel systems, the proposed topology have ZVS feature, which leads to increase of power conversion efficiency. Moreover, the proposed topology is a bidirectional converter for charging and discharging purposes.Also, when the converter is in discharging mode its output voltage remains constant with changes of load. The small signal and fundamental frequency analysis is performed to model the proposed converter. The converter is simulated in Matlab environment to validate its convincing performance.
    Keywords: Isolated resonant bidirectional converter, flywheel storages, distribution grids, data centers
  • M. Najjar, * M. H. Moattar Pages 1807-1817
    With the growth of information technology, network security is raised as one of the most important issues and challenges. Anomaly-based intrusion detection system is a valuable technology for network protection against malicious activities. In this paper a new approach is proposed based on hidden Markov model (HMM) and extreme learning machine (ELM) for intrusion detection. In the proposed model, the data that have been collected from network traffic are preprocessed at first. Then, the sequence of observations, are fed into HMM and the model is trained using Baum-Welch algorithm. In the recognition phase, Viterbi algorithm is used and the optimal state sequences are extracted from the input observations. Then, the sequence of states is considered as the input of ELM network and classified to normal or attack classes. Darpa98 dataset which is network trafic data is used to evaluate the approach. We evaluated the approach on this data set for challenges such as insufficient training data and the effect of training samples insufficiency, for which the proposed model provided satisfacory results. Experiments show that our approach has higher accuracy and lower false positive as compared with other methods and the accuracy of the proposed intrusion detection system is 98 percent.
    Keywords: Intrusion detection systems, Hidden markov model, Viterbi algorithm, Feedforward neural network, Extreme learning machine
  • M. Najafi*, Z. Nadealian, Sh. Rahmanian, V. Ghafarinia Pages 1819-1829
    Indoor localization and navigation of mobile robots has remained as a challenging problem. Vision-based navigation systems have been utilized as a promising solution. But they come with deficiencies such as weak robustness against camera failures. In this paper a vision-based 3D localization and control method for aerial robots is proposed. This method addresses several key features such as higher precision, real-time processing, full area coverage, reduced camera costs and robustness against asynchronized images and camera failures. Most of the processes of the proposed method, including image preprocessing, object recognition and 2D target localization are carried out separately for each camera. Then the acquired data are fused by a distributed Kalman filter to estimate the 3D location of the robot. The method has been experimentally verified by controlling the indoor position of a small aerial robot.
    Keywords: Vision navigation system, three-dimensional target pose estimation, distributed kalman filter
  • S. Naghavi, *A. Abrishamifar Pages 1831-1842
    A Fully Differential latched comparator using a new offset cancellation technique is presented. The comparator consists of three stages: the input pre-amplifier, a latch stage and the offset cancellation circuitry. The kick-back noise can be significantly reduced by using a pre-amplifier stage. Also, the offset and noise of the latch and offset cancellation stages are attenuated by the gain of the pre-amplifier when referred to the input. Latches regenerate faster than pre-amplifiers and provide a full swing digital output for the comparator. The last stage is the offset cancellation circuitry. The main advantage of the proposed offset cancellation technique is that it does not need to make any interrupt in normal operation of comparator to eliminate offset error. In order to evaluate the performance of the comparator, simulations are performed in a 0.18µm standard CMOS technology. Simulation results show that the offset of the pre-amplifier and latch stages are significantly eliminated by this cancellation technique and only about 450µv offset voltage will be referred to the input. The proposed comparator operates at 500MHz clock frequency and dissipates 373µw from a 1.8v supply. Also, it has a propagation delay of 138ps and kick-back noise of 0.54mv.
    Keywords: Fully differential comparator, Pre-amplifier, Latched comparator, Offset cancellation, kick-back noise
  • A. Nasri, * M. Yargholi Pages 1843-1852
    In this paper, a voltage-controlled oscillator is provided by a triple frequency. Second harmonic frequency (2fo) is used directly for mixing with the frequency f0. The VCO consists of a detector and a comparator to shift LC-VCO bias condition from initial Class-AB start-up to steady class-C low current oscillation. The frequency of the VCO from 5.93 to 6.39 GHz has shown that the frequency tripling to 17.8 GHz - 19.19 GHz. This work has been simulated in a standard 0.18µm CMOS process. The simulated VCO achieves a phase noise of -114.7 dBc/Hz at 1 MHz offset and -135.1 dBc/Hz at 10 MHz offset from the 17.8 GHz carrier that Monte Carlo and corners analysis confirmed the obtained values. Circuit layout area is 443 × 547.47 , while the power consumption is 13.4 mw from a 1V supply.
    Keywords: Voltage-controlled oscillator (VCO), phase noise, start-up, power dissipation, class-C
  • M. Vahedipour, Dahraie*, H. Rashidizadeh, Kermani, H. Najafi Pages 1853-1866
    In this paper, a probabilistic model for joint scheduling of energy and reserve (spinning and non-spinning) of an islanded microgrid is proposed considering demand response programs and security constraints. The objective of the problem is to maximize the expected profit of the microgrid operator with considering voltage and frequency security constraints. The presence of stochastic sources such as renewable resources and loads made the nature of the scheduling problem stochastic which is required to be formulated and solved in a scenario-based model. In the proposed method, to minimize the adverse effects of unfavorable scenarios, the cconditional value at risk (CVaR) criteria is used in the probabilistic model. In this method, the sensitivity of operator’s profit and the microgrid security margin in the cases with/ without the participation of responsive loads are assessed with considering risk criteria. Using this method, makes the operator capable to choose a proper risk factor as well as maximizing its expected profit and improving the security margin of voltage and frequency of the microgrid. In addition, in order to assess the system security more precisely and to determine the voltage and frequency deviations in each scenario, the AC optimal power flow (AC-OPF) is applied. Considering the security constraints of voltage and frequency simultaneously (at each hour) is a benefit of this method.
    Keywords: Energy, reserve scheduling, demand response programs, AC optimal power flow (AC-OPF), conditional value at risk (CVaR), islanded microgrid, renewable resources
  • S. A. Hashemi* Pages 1867-1878
    An analytical current model has been presented for an undoped symmetric double gate MOSFET based on the drift and diffusion of the inversion charges. First, using the one dimensional long channel (1D) Poisson’s equation perpendicular to the channel with mobile charges, a differential equation for charge of the channel is achieved which its solution gives the variation of the long channel charge concentration perpendicular to the channel. The 1D long channel potential is calculated by this long channel charge. The 2D short channel potential caused by the lateral electric field (which is important in short channel devices) is the solution of the 2D Laplace’s equation. Using this potential, the 2D variation of the short channel charge is extracted. Using the total calculated charge and the Gauss’s law at each point along the channel under the gate, the inversion charge in that point is calculated. Despite the existing models in which the inversion charge is calculated from the long channel charge perpendicular to the channel, in the proposed method it is shown that the 2D short channel charge (introduced by the lateral electric field) varies perpendicular to the channel too which affects calculating the inversion charge and must be taken into account in short channel devices. Finally, using the total inversion charge, the current is calculated. Good agreement between the results of the model and the results obtained by the Atlas software shows the validity of the proposed method.
    Keywords: Inversion charge, quasi-fermi potential, double-gate MOSFET, drift-diffusion current, poisson’s equation