فهرست مطالب

سامانه های غیر خطی در مهندسی برق - سال پنجم شماره 2 (پاییز و زمستان 1397)
  • سال پنجم شماره 2 (پاییز و زمستان 1397)
  • تاریخ انتشار: 1398/04/10
  • تعداد عناوین: 6
|
  • هادی دلاوری*، سیده زهرا رشیدنژاد حیدری صفحات 4-22

    در این مقاله، با ترکیب حسابان کسری و تئوری کنترل مد لغزشی یک روش کنترل مد لغزشی ترمینال تطبیقی مرتبه کسری جدید برای ردیابی نقطه حداکثر توان در یک سلول خورشیدی پیشنهاد شده است. برای جستجوی نقطه حداکثر توان، روش هدایت افزایشی مورد استفاده قرار گرفته است. ابتدا یک کنترل کننده مد لغزشی ترمینال مرتبه کسری طراحی می گردد که در آن،  قانون کنترل وابسته به دانستن حد بالای نامعینی در سیستم است، اما ازآنجایی که در مسائل عملی محاسبه این حد بالا مشکل و یا در برخی موارد غیرممکن است از این رو در این مقاله یک قانون تطبیق برای محاسبه لحظه ای پارامترکنترلی آورده شده است. اثبات پایداری سطح لغزش و همچنین اثبات همگرایی سیستم حلقه بسته روش پیشنهادی با استفاده از تئوری لیاپانوف مورد بررسی قرار می گیرد. در نهایت، عملکرد کنترل کننده پیشنهادی هم در شرایط عادی و هم در شرایط سایه جزئی مورد ارزیابی قرار می گیرد. برای مقایسه بهتر علمکرد کنترل کننده پیشنهادی؛ عملکرد این کنترل کننده در مقابل تغییر بار و تغییر پارامترهای سیستم با کنترل کننده مد لغزشی ترمینال متداول (مرتبه صحیح) مقایسه می گردد.

    کلیدواژگان: سلول خورشیدی، حسابان کسری، ردیابی نقطه حداکثر توان، هدایت افزایشی، کنترل کننده مد لغزشی ترمینال تطبیقی مرتبه کسری، شرایط سایه جزئی
  • سید وهاب شجاع الدینی*، علیرضا گل دار صفحات 23-41

    در این مقاله روشی جدید برای آشکارسازی اهداف در رادارهای غیرفعال دوپایه معرفی می گردد. در این روش ابتدا سابقه زمانی سلول های تابع ابهام به صورت یک رشته تصادفی تشکیل داده می شود. سپس با تشکیل یک فیلتر وفقی با پاسخ ضربه محدود، رشته های زمانی مربوط به نویز از رشته های زمانی شامل اهداف جداسازی می شوند. برای بروزرسانی فیلتر مزبور از تابع هزینه مبتنی بر کارنتروپی استفاده می شود. برای ارزیابی کارایی روش پیشنهادی، تعدادی هدف با سرعت های مختلف شبیه سازی می شوند. روش پیشنهادی و دو روش رقیب به منظور مقایسه، به موازات برروی این داده ها اجرا می شوند. نتایج نشان می دهند که در SCNR = -30 dB  (یعنی در بدترین شرایط نویزی ممکن) و در سناریوی اول، روش پیشنهادی به لحاظ درصد آشکارسازی 7/18 درصد بهتر از روش آمارگان مرتبه بالا و 1/20 درصد بهتر از روش تخمین تابع توزیع عمل می کند. این مقادیر برای سناریوی دوم به ترتیب 3/19 و 4/21 درصد بهتر از دو روش رقیب به دست می آیند.

    کلیدواژگان: رادار غیرفعال دوپایه، تابع ابهام، فیلتر با پاسخ ضربه محدود، تداخل، پردازش وفقی، کارنتروپی
  • ناصر صادقی علیشاه، معصومه آذغانی* صفحات 42-54

    : تخمین کانال یک مرحله ی اساسی و ضروری در سیستم های چند ورودی چند خروجی انبوه است. در این مقاله یک روش تخمین غیر خطی نیمه کور برای کانال فروسو در سیستم های MIMO انبوه، پیشنهاد می گردد؛ به این ترتیب که ابتدا یک شیوه برای مدل سازی دقیق تر زیرفضای ماتریس کانال ارائه می شود. سپس با ارسال تعداد اندکی سیگنال راهنما و نیز بر پایه ویژگی رتبه پایینی ماتریس، الگوریتمی برای تخمین زیرفضا و در نتیجه تخمین خود ماتریس کانال پیشنهاد می شود. روش پیشنهادی در این مقاله انحراف جزئی از زیرفضا را که معمولا در کاربردهای عملی به وجود می آید، نیز مدل سازی نموده است. از این رو، در مقایسه با سایر روش ها عملکرد بهتری نشان می دهد. همچنین در مرحله تخمین غیرکور کانال از سیگنال های راهنمای بهینه استفاده می کنیم تا میزان خطای تخمین را بیشتر کاهش دهیم. نتایج شبیه سازی، برتری روش پیشنهادی را در مقابل همتایان خود در سناریو های مختلف تایید می کند.

    کلیدواژگان: سیستم چندورودی چندخروجی انبوه، تخمین کانال، بهینه سازی داده های آموزشی و تخمین نیمه کور کانال، تخمین غیرخطی
  • اردشیر محمدزاده* صفحات 55-73

    دراین مقاله یک روش کنترلی تطبیقی، با ترکیب شبکه عصبی پیشنهادی به همراه کنترل کننده خطی سازی پسخور برای ردیابی و کنترل وضعیت یک ربات جابه جا کننده صنعتی ارائه می شود. ابتدا فرض می شود که دینامیک سیستم کاملا معلوم است و سیگنال کنترلی بر اساس خطی سازی پسخور طراحی می شود. سپس برای حذف اثرات نامعینی و اغتشاش، پارامترهای شبکه عصبی بر اساس قانون لیاپانوف چنان تنظیم می شوند که شرط لغزشی برقرار شود. نتایج شبیه سازی در شرایط مختلف از جمله حضور اغتشاش و تاخیر با کنترل کننده مدلغزشی معمولی مقایسه می شود. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که کنترل کننده پیشنهادی عملکرد مناسبی دارد و می تواند در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار بگیرد.

    کلیدواژگان: کنترل کننده عصبی، نرون های تحریک کننده وساکن کننده، مدلغزشی، خطی سازی پسخور، کنترل تطبیقی و ربات
  • فرهاد محجل کاظمی*، محمدرضا بنائی، مهران صباحی صفحات 74-91

    در این مقاله اینورتر منبع جریان چند سطحی جدیدی معرفی می شود که با توجه به مزایایی که دارد می تواند به عنوان یک جایگزین مناسب برای اینورترهای مرسوم در سطوح جریان متوسط استفاده شود. ساختار پیشنهادی از ماژول های اساسی تشکیل شده است که با موازی شدن این ماژول ها تعداد سطوح جریان خروجی افزایش پیدا می کند و شکل موج جریان تحویلی به بار و یا شبکه بهبود پیدا می کند.  برای نشان دادن مزیت های اینورتر پیشنهادی، مقایسه ای از نظر تعداد کلید، تعداد منبع، سطح جریان قابل تحمل و تلفات مبدل بین ساختار پیشنهادی و چند ساختار ارائه شده در مراجع مختلف انجام گرفته است. نتایج شبیه سازی در دو بخش متصل به بار و متصل به شبکه، عملکرد مطلوب اینورتر پیشنهادی در تغذیه بار و تحویل توان اکتیو به شبکه با کیفیت مطلوب را تایید می کند. همچنین یک نمونه آزمایشگاهی از اینورتر پیشنهادی در حالت متصل به بار تکفاز آماده و ارائه شده است که کیفیت عملی اینورتر پیشنهادی در تغذیه بار را نشان می دهد.

    کلیدواژگان: اینورترهای چند سطحی، اینورترهای منبع جریان، کاهش تعداد کلید در اینورترها، بهبود کیفیت جریان
  • امین پرهیزکار، رسول کاظم زاده* صفحات 92-109

    نیروگاه های بادی در برابر نوسانات دینامیکی ولتاژ به خصوص خطای اتصال کوتاه و افت ولتاژهای شدید و ناگهانی بسیار ناپایدار هستند که از مهم ترین علل آن استفاده از ژنراتور القایی در این نیروگاه ها و در نتیجه نیاز به توان راکتیو و بالا بودن جریان مغناطیس کنندگی می باشد. در این مقاله به منظور بهبود ولتاژ گذر از خطای WECS در شرایط خطا و میراسازی نوسانات سرعت روتور ژنراتور القایی، از یکUPFC  که دارای کنترل کننده های تناسبی- انتگرالی- دیفرانسیلی مرتبه کسری (FOPID) می باشد، استفاده شده است. از آنجائی که FOPID دارای دو پارامتر اضافه تر از کنترلر تناسبی- انتگرالی- دیفرانسیلی (PID) مرتبه صحیح کلاسیک (IOPID) است، انعطاف پذیری بیشتر به طراحی یک سیستم کنترل و فرصت بهتری برای تنظیم دینامیک سیستم می دهد. نتایج بررسی ها نشان می دهد که کنترلر FOPID تنظیم شده به وسیله ی الگوریتم تجمع ذرات پرندگان (PSO) ارائه شده، عملکرد دینامیکی بهبود یافته ای نسبت به PID سنتی و کنترلر فیدبک در یک محدوده وسیعی از شرایط کاری را نشان می دهد

    کلیدواژگان: توربین های بادی، کنترل کننده یکپارچه توان، عملکرد توربین، عملکرد دینامیکی
|
  • Hadi Delavari*, Seyede Zahra Rashidnejad Heydari Pages 4-22

    In this paper, by combining fractional calculus and sliding mode control theory, a new fractional order adaptive terminal sliding mode controller is proposed for the maximum power point tracking in a solar cell. To find the maximum power point, the incremental conductance method has been used. First, a fractional order terminal sliding mode controller is designed in which the control law depends on knowing the upper bound of uncertainty in the system, but in practical application it is difficult or in some cases impossible to calculate this upper limit. In this paper, an adaptive law is given for online calculating of this parameter. The stability proof of the sliding surface, as well as the proof of finite time convergence of closed-loop system, are investigated using the Lyapunov theory. Finally, the performance of the proposed controller is evaluated both in normal and partial shading conditions. For a better comparison of the proposed controller, the performance of this controller is compared in the presence of load variations and the variations of system parameters with the conventional (integer order) terminal sliding mode control.

    Keywords: solar cell, fractional calculus, maximum power point tracking, incremental guidance method, fractional order terminal sliding mode controller, partial shading condition
  • Seyed Vahab Shojaedini*, Alireza Goldar Pages 23-41

    In this paper a novel method is introduced for target detection in bistatic passive radars which uses the concept of correntropy to distinguish correct targets from false detections. In proposed method the history of each cell of ambiguity function is modeled as a stochastic process. Then the stochastic processes consist the noise are differentiated from those consisting targets by constructing an FIR adaptive filter. A cost function which is based on correntropy is utilized to update the filter. The performance of the proposed method is evaluated by simulation in presence of rapid and slow moving targets. The obtained results shows the superiority of the proposed method compared to its alternatives in such manner that it detects rapid targets at least 18.7 and 20.1 percent better than HOSCM and PFCM. Furthermore it detects slow targets 19.3 and 21.4 percent better than those alternatives, all in presence of maximum noise (i.e. SCNR=-30dB).

    Keywords: Bistatic passive Radar, Ambiguity Function, Delay, Doppler, Noise, Adaptive Processing, Correntropy
  • Nasser Sadeghi, Masoumeh Azghani* Pages 42-54

    ‎Channel estimation is an essential task to fully exploit the advantages of the massive MIMO systems‎. ‎In this paper‎, ‎we propose a semi-blind downlink channel estimation method for massive MIMO system‎. ‎We suggest a new modeling for the channel matrix subspace. Based on the low-rankness property, we have prposed an algorithm to estimate the channel matrix subspace. In the next step, using optimized pilots, we estimate the unknown parameters of the model and obtain more precise approximation of the channel matrix.

    ‎‎ ‎The simulation results confirm the superiority of the suggested method over its counterparts in various scenarios‎.

    Keywords: ‎Massive MIMO‎, ‎Channel estimation‎, ‎Pilot Optimization‎, ‎Semi-blind estimation
  • Ardashir Mohammadzadeh* Pages 55-73

    This paper proposes an adaptive control method based on the feedback linearization technique and a proposed neural network,  for tracking and position control of an industrial manipulator. At first, it is assumed that the dynamics of the system are known and the control signal is constructed  by the feedback linearization method. Then to eliminate the effects of the uncertainties and external disturbances, the parameters of the proposed neural network are learned based on the Lyapunov method such that the sliding condition to be satisfied. The performance of the proposed method is compared with the sliding mode technique in presence of external disturbance, delay and uncertainties. The simulation results verify that the proposed method is effective and can be used in many applications.

    Keywords: neural ontrol, excitation, inhibition neurons, sliding mode, feedback linearzation, adaptive control, robot
  • Farhad Mohajelkazemi*, Mohamad Reza Banaei, Mehran Sabahi Pages 74-91

    A novel current source multilevel inverter is introduced in this paper which is an appropriate alternative to be employed for low/medium power applications. the proposed converter is formed basic modules which paralleling these modules increse output current levels and improve quality of injected current to load or grid. in order to validate advantages of proposed converter versus the several multilevel current source inverters, a full comparison is provided. the simulation results shows the good performance of the proposed converter in off grid and grid-connected applications. Also experimental results for single-phase load confirm the practicablity of the proposed converter.

    Keywords: Multilevel converters, Current source converters, switch reduced converters, Power quality
  • Amin Parhizkar, Rasool Kazemzadeh* Pages 92-109

    Wind powers are very unstable in voltage fluctuations, especially in short circuit error and sharp and sudden voltage drops, which one of its main reasons is the use of induction generators in these power plants and thus need to reactive power and high magnetizing current. To improve the ride_through voltage from WECS in error conditions and damping the oscillations of the induction generator rotor, a UPFC is used the controller FOPID is used in UPFC controllers for the first time. Since FOPID has two parameters more than IOPID, it has recently attracted much attention (needing more work and research motivation) as it gives more flexibility to a control system designing and a better opportunity to adjust the system dynamics, especially, if a system is to be controlled be a fractional system. The investigations indicate that controller FOPID adjusted by presented PSO algorithm, show improved dynamic performance than traditional PID and feedback controller in a wide range of operating conditions.

    Keywords: Wind turbines, UPFC, Turbine performance, Dynamic performance