فهرست مطالب

مهندسی برق - سال چهل و نهم شماره 4 (پیاپی 90، زمستان 1398)
  • سال چهل و نهم شماره 4 (پیاپی 90، زمستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1399/03/11
  • تعداد عناوین: 40
|
  • مهدی اخباری*، حامد سوری صفحات 1439-1449

    در این مقاله با استفاده از مشخصه‌ی گذرای مولفه‌ی خطای ولتاژ و جریان اندازه گیری شده در یک طرف خط انتقال، الگوریتمی برای آشکارسازی خطا در خطوط HVDC پیشنهاد شده است. در الگوریتم پیشنهادی، هنگامی که واحد شروع عملکرد حفاظت در سیستم حفاظت وجود خطایی را تایید کند، الگوریتم آشکارساز خطا از میزان همبستگی سیگنال‌های ولتاژ و جریان خطا برای تعیین جهت خطا استفاده می کند، سپس با استفاده از مولفه هارمونیکی فرکانس‌ بالای  جریان خطا، وجود خطا در زون حفاظتی تشخیص داده می شود. درانتها، با حذف کوپلینگ بین جریان‌های قطب مثبت و منفی خط انتقال، قطب دارای خطا از قطب سالم در سیستم دوقطبی‌ تمایز داده می شود. نتایج شبیه سازی برای انواع خطا‌ها گویای صحت عملکرد روش پیشنهادی می‌باشد.

    کلیدواژگان: خطوط انتقال جریان مستقیم ولتاژ بالا، آشکار سازی خطا، حفاظت سیستم قدرت، ضریب همبستگی
  • شقایق استادی عیلکی، حامد وحدت نژاد*، سید محمد رضوی صفحات 1451-1461

    سنجش جمعیتی موبایل یک الگوی جدید است که با استفاده از داده‌های حس شده توسط کاربران موبایل، اطلاعات جمعیتی استخراج و سپس خدمات مردم محور ارایه می‌گردد. با این حال، اکثر کاربران تمایلی به مشارکت داوطلبانه‌ در این فرایند ندارند. از این رو وجود مکانیزم‌های انگیزشی به منظور ترغیب کاربران به مشارکت الزامی است. در این مقاله بر اساس داده‌های ارسالی کاربران، یک مکانیزم انگیزشی مبتنی بر امتیاز پیشنهاد می‌شود. این مکانیزم (CAI) با استفاده از اطلاعات زمینه‌ی به دست آمده از داده‌ی کاربر، کیفیت داده را می‌سنجد و بر اساس آن به کاربر امتیاز می‌دهد. در مرکز مکانیزم انگیزشی از سیستم استنتاج فازی به منظور محاسبه‌ی امتیاز استفاده می‌شود. با استفاده از شبیه‌سازی، مکانیزم پیشنهادی ارزیابی و تاثیر هریک از پارامترها بر امتیاز کسب شده توسط کاربر نشان داده می‌شود. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که این مکانیزم می‌تواند به حل مشکل عدم توازن قیمت در مناطق مختلف سنجش کمک نماید و با تعداد کم مشارکت‌کننده در هر نقطه‌ی سنجش نیز داده‌‌های باکیفیت را جمع‌آوری کند.

    کلیدواژگان: سنجش جمعیتی موبایل، مکانیزم انگیزشی، آگاهی به زمینه
  • محمد اسدپور*، مریم فرهنگ، لادن اکبری، کامبیز عابدی صفحات 1463-1468

    در سال‌‌های اخیر افزاره های نوری مبتنی بر بلورهای فوتونی، به دلیل ویژگی‌‌های جالب بلورهای فوتونی مانند تلفات ناچیز، سرعت گروه بسیار پایین، انعطاف‌‌پذیری در شکل و ابعاد و همچنین مناسب بودن برای مدارهای مجتمع در ابعاد نانو، بسیار مورد توجه قرار گرفته‌‌اند. در این مقاله، با استفاده از بلورهای فوتونی دو بعدی، نحوه طراحی یکی از ضروری‌‌ترین عناصر مدارهای مجتمع نوری یعنی دی‌‌مالتی‌‌پلکسر تمام نوری بررسی شده است. برای این منظور ابتدا یک ساختار فوق‌‌العاده فشرده از دی‌‌مالتی‌‌پلکسرهای مبتنی بر تشدیدگرها مورد بررسی قرار گرفته و سپس با ایجاد دو خم 90 درجه با مهندسی در ساختار میله های دیواره خم، با عملکرد بالا در کانال های خروجی،‌‌ میانگین بازده انتقال توان در یکی از کانال ها 94.28% بدست آمده است.

    کلیدواژگان: بلورهای فوتونی، دی مالتی پلکسر، خم 90 درجه، تشدیدگر
  • ایراندخت امیرجانی مروی، مرتضی رحیمیان*، رضا ارجمند صفحات 1469-1481

    در این مقاله، اثر هم‌بستگی زمانی-مکانی تولید بادی بر هزینه عدم‌تعادل در بازار زمان‌حقیقی به‌طور آماری تحلیل می‌شود. بدین منظور، مسیله تسویه بازار زمان‌حقیقی فرمول‌بندی می‌شود. تولید بادی به‌صورت بار الکتریکی منفی مدل‌سازی می‌شود. بار الکتریکی نیز غیرحساس به تغییرات قیمت در نظر گرفته می‌شود. به‌علاوه، قیود مربوط به محدودیت‌های زمانی واحدها و محدودیت‌های شبکه در مدل تسویه بازار زمان‌حقیقی مدنظر قرار می‌گیرد. با استخراج هم‌بستگی زمان-مکانی تولید توان بادی از اطلاعات واقعی، عدم‌قطعیت تولید توان بادی به‌صورت مجموعه‌ای از سناریوها مدل‌سازی می‌شود. نتایج شبیه‌سازی برای سیستم 24-bus RTS ارایه می‌شود. اثرگذاری هم‌بستگی زمانی-مکانی تولید توان بادی بر قیمت بازار زمان‌حقیقی و هزینه عدم‌تعادل به کمک شبیه‌سازی آماری مطالعه می‌شود. همچنین اثر هم‌بستگی زمانی-مکانی تولید توان بادی بر هزینه عدم‌تعادل از دیدگاه تولیدکنندگان بادی تحت دو مکانیسم تسویه تک‌قیمت و دوقیمت به‌صورت آماری در نظر گرفته می‌شود. نتایج برای حالات مختلف نشان می‌دهد متوسط درآمد (هزینه) ناشی از اضافه (کمبود) تولید تولیدکنندگان بادی در مکانیسم تسویه تک‌قیمت بیشتر (کمتر) است. اگرچه اختلاف انحراف‌معیار درآمد (هزینه) تولیدکنندگان بادی در این دو مکانیسم تسویه تحت‌تاثیر خطای پیش‌بینی تولید بادی می‌تواند مثبت یا منفی باشد.

    کلیدواژگان: تولید توان بادی، هم بستگی زمانی-مکانی، بازار زمان حقیقی، مکانیسم های تسویه تک قیمت و دوقیمت
  • رضا آخوندی، منصور اوجاقی* صفحات 1483-1494

    موتور‌های القایی نقشی بی‌بدیل در راه‌اندازی چرخ صنعت و چرخه تولید ایفا می‌کنند. به همین دلیل، هم در زمینه بهبود فرآیند ساخت و تولید و هم در زمینه پایش وضعیت آن‌ها تحقیقات زیادی انجام می‌شود. این مقاله به یکی از عیوب رایج مربوط به این نوع موتور‌ها، یعنی عیب گردش روغن در یاتاقان لغزشی می پردازد و سعی بر این دارد که برای آشکارسازی عیب مزبور راه کاری مفید و موثر ارایه دهد. براین اساس ابتدا موتور القایی که در یکی از یاتاقان های خود دچار عیب گردش روغن است، با تعریف تابع فاصله هوایی مناسب و با استفاده از تیوری تابع سیم پیچ اصلاح شده مدل سازی و شبیه سازی می گردد. سپس جریان استاتور در حالت های سالم و معیوب به منظور کشف روشی موثر و غیرتهاجمی برای تشخیص عیب اخذ و ذخیره می شود. سیگنال جریان استاتور با استفاده از ترکیبی از روش تجزیه مود تجربی و تبدیل هیلبرت پردازش شده و سپس شاخصی مناسب جهت آشکارسازی عیب گردش روغن ارایه می‌گردد. درنهایت کارایی شاخص پیشنهادی با اعمال آن برروی سیگنال جریان استاتور بدست آمده از چند موتور القایی واقعی، مورد ارزیابی قرار گرفته و در عمل به اثبات می رسد.

    کلیدواژگان: پایش وضعیت، تئوری تابع سیم پیچ، تبدیل هیلبرت-هانگ، عیب گردش روغن، موتور القایی، یاتاقان لغزشی
  • علی اصغر آقایی، حسن رضا میرزایی* صفحات 1495-1504

    برخورد صاعقه به سیستم های قدرت موجب ایجاد اضافه ولتاژهای گذرایی با دامنه زیاد و مدت‌زمان بسیار کوتاه درآن ها می شود که به ولتاژ ضربه صاعقه موسوم هستند. در آزمایشگاه های کنترل کیفی کارخانجات سازنده ترانسفورماتور جهت اطمینان از کیفیت سیستم عایقی ترانسفورماتور در تحمل چنین ولتاژهایی، به کمک یک ژنراتور ضربه ولتاژهایی با شکل موج مشابه تولید کرده و به ترانسفورماتور اعمال می کنند. با توجه به نقش تعیین‌کننده‌ پاسخ فرکانسی ترانسفورماتور در شکل موج تولیدشده توسط ژنراتور ضربه و همچنین متفاوت بودن پاسخ فرکانسی ترانسفورماتورهایی با طراحی های مختلف، یکی از چالش های مهم، تولید شکل موج ضربه استاندارد مطابق با الزامات قید شده در استاندارد IEC60060-1 می باشد. در آزمایشگاه های فشارقوی معمولا با تغییر تجربی مقادیر مقاومت های سری و موازی ژنراتور ضربه و دیگر پارامترهای آن، به شکل موج ضربه استاندارد دست‌ می یابند. با این وجود در برخی از ترانسفورماتورهای خاص به کمک این رویه تجربی که همراه با سعی و خطا بوده و زمان بر است، شکل موج ضربه استاندارد بدست نمی آید.  برای حل این مشکلات، در این مقاله یک روش مدل‌سازی دقیق برای مدار تست ضربه ترانسفورماتور ارایه شده و مقادیر بهینه مقاومت های ژنراتور ضربه توسط الگوریتم ژنتیک تعیین شده اند. سپس نتایج مدل‌سازی به کمک تست های تجربی مورد اعتبارسنجی قرار گرفته است.

    کلیدواژگان: ولتاژ ضربه صاعقه، ژنراتور ضربه، ترانسفورماتور، شکل موج استاندارد، الگوریتم ژنتیک
  • احمد بهزادی نژاد، علیرضا نمدمالان* صفحات 1505-1515

    در روش‌های کلیدزنی فرکانس پایین، منابع جریان مستقیم (DC) تنظیم شونده همراه با زوایای کلیدزنی درجه‌های آزادی سیستم را به‌منظور کاهش یا حذف هارمونیک‌ها به‌صورت موثر افزایش می‌دهند. استفاده از منابع DC متغیر هزینه، تلفات و پیچیدگی سیستم را افزایش می‌دهد. این مقاله یک روش جدید برای اینورترهای چندسطحی آبشاری تمام‌پل بر اساس منبع DC متغیر گسسته به‌منظور کاهش تعداد منابع DC تنظیم شونده ارایه می‌دهد. در این مقاله، برای تنظیم ولتاژ خروجی یک رویه بهینه‌سازی بر اساس تغییرات گسسته منابع جریان مستقیم ارایه شده است؛ که منجر به کاهش موثر هارمونیک‌ها و بهبود کیفیت ولتاژ خروجی می‌شود. در روش بهینه‌سازی، مقادیر نزدیک به بهینه منابع DC و زوایای کلیدزنی با استفاده از الگوریتم ژنتیک چندهدفه (MOGA) به‌دست می‌آید. به‌منظور تایید امکان‌پذیری راه‌حل جدید، یک نمونه آزمایشگاهی بر اساس اینورتر هفت سطحی آبشاری تمام‌پل با سه سلول پیاده‌سازی شده است. نتایج شبیه‌سازی و پیاده‌سازی عملی، اثربخشی روش پیشنهادی بر مبنای منابع DC متغیر گسسته را در کاهش هارمونیک‌ها و تنظیم ولتاژ نشان می‌دهد.

    کلیدواژگان: اینورتر چندسطحی آبشاری تمام پل، منابع DC متغیر، اعوجاج هارمونیک کل (THD)
  • حمید بهنیا، مهدی اخباری* صفحات 1517-1525

    در این مقاله تاثیر کلیدزدنی بهینه انتقال (TS) بر برنامه‌ریزی یک‏پارچه تعمیرات واحدهای نیروگاهی و خطوط انتقال (IMS) بررسی و مدل شده‏است. مسیله برنامه‌ریزی یک‏پارچه تعمیرات واحدهای نیروگاهی و خطوط انتقال با در‏نظر‏گرفتن کلیدزنی بهینه به‏صورت یک مسیله برنامه‌ریزی خطی مختلط با عدد صحیح فرموله‌ شده است. وجود متغیرهای فراوان برنامه‏ریزی تعمیرات با بازه زمانی های مختلف از یک ‌سو و متغیر باینری کلیدزدنی بهینه انتقال ازسوی‏دیگر، حل این مسیله را با استفاده از حل‌کننده‌های متداول موجود دشوار ساخته‏است. در این مقاله یک روش تجزیه به‏منظور مدیریت بار محاسباتی مسیله برنامه‌ریزی جامع تعمیرات و کلیدزنی بهینه ارایه شده‏است که مسیله برنامه‌ریزی یک‏پارچه تعمیرات با کلیدزنی بهینه انتقال را به دو زیرمسیله برنامه‌ریزی یک‏پارچه تعمیرات (IMS) و کلیدزدنی بهینه خطوط انتقال (TS) تجزیه می‏کند و این دو زیرمسیله را به‏صورت تکراری حل خواهند‏شد. مدل و روش تجزیه ارایه‌شده، برروی سیستم تست قابلیت اطمینان IEEE پیاده‌سازی شده‏است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که اضافه‏کردن TS به IMS، برنامه تعمیرات خطوط انتقال و واحدهای نیروگاهی را تغییر می‌دهد و منجر‏به کاهش هزینه می‌گردد.

    کلیدواژگان: برنامه ریزی تعمیرات، کلیدزنی بهینه، شبکه هوشمند، تجزیه، برنامه ریزی خطی با عدد صحیح
  • امیرحسین بیانی، داریوش دیدبان*، نگین معزی صفحات 1527-1532

    در این پژوهش، کاهش جریان دوقطبی در ترانزیستور تونلی نانونوار ژرمانن برپایه نظریه تابعی چگالی و روش تابع گرین غیرتعادلی مورد بررسی قرار می‌‌گیرد. در این راستا با استفاده از دو روش پیشنهادی یعنی استفاده از همپوشانی گیت برروی درین و همچنین کاهش میزان دوپینگ سمت درین نسبت به سورس، میزان کاهش جریان تونلی ناشی از حفره ها مورد شبیه سازی و مطالعه قرار می‌گیرد. نتایج به‌دست‌آمده با استفاده از نرم افزارهای کوانتوم اسپرسو و نانوتیکدویدز نشان‌دهنده این هستند که با امتداد طول گیت بر روی قسمتی از ناحیه درین، جریان دوقطبی کاهش می‌یابد که این کاهش جریان با افزایش طول همپوشانی بیشتر می شود. از طرفی با کاهش میزان دوپینگ سمت درین نسبت به سورس مجددا کاهش جریان دوقطبی اتفاق می‌افتد. در ادامه با تلفیق هردو روش پیشنهادی مشاهده می‌شود که می‌توان به‌خوبی جریان دوقطبی را در این افزاره کاهش داد که این موضوع یک امر مهم در طراحی مدارات دیجیتال به حساب می‌آید.

    کلیدواژگان: نانو نوار ژرمانن، ترانزیستور تونلی، جریان دو قطبی، همپوشانی گیت-درین، ناخالصی درین
  • هادی بیشه، بهادر فانی، غضنفر شاهقلیان* صفحات 1533-1545

    رشد سریع منابع تولید پراکنده در شبکه‌های توزیع منجربه ایجاد چالش‌های جدیدی در هماهنگی حفاظتی رله‌های اضافه جریان شده‌است. تاکنون، روش‌های تطبیقی مختلفی به‌منظور حل مشکل ناهماهنگی منابع تولید پراکنده ارایه شده‌است، اما با این وجود، ضریب نفوذ غیرقابل پیش‌بینی منابع DG نصب‌شده، اهمیت یک روش مستقل از ضریب نفوذ را برجسته می‌کند. این مطالعه یک راه‌کار آفلاین، سریع، عملیاتی و ارزان‌قیمت را ارایه می‌دهد که هماهنگی حفاظتی را در هر ضریب نفوذ و مکان منابع DG تضمین می‌کند. به این منظور، در ابتدا، در ضریب نفوذها و مکان‌های مختلف منابع DG، عمل‌کرد سیستم حفاظتی سنتی موردمطالعه قرار می‌گیرد که بدترین حالات ناهماهنگی مشخص شود. سپس، باتوجه‌به استانداردهای رله‌ها، منحنی مشخصه حفاظت پشتیبان به‌نحوی اصلاح می‌گردد که بتواند هماهنگی را در بدترین حالات حفظ کند. راه‌کار پیشنهادی برروی یک شبکه توزیع که به تعداد زیادی DG مجهز است، اعمال شده‌است. نتایج با موفقیت کارایی روش پیشنهادی را اثبات می‌کند. این حقیقت این روش را یک گزینه جذاب برای شبکه‌های توزیع همراه با منابع DG می‌کند.

    کلیدواژگان: حفاظت شبکه توزیع، ضریب نفوذ منابع تولید پراکنده، هماهنگی رله های اضافه جریان
  • عبدالبصیر تیباش، اسدالله شاه بهرامی* صفحات 1547-1558

    تبدیل موجک گسسته دوبعدی (2D-DWT) به‌صورت گسترده‌ای در کاربردهای مختلف پردازش داده‌های چندرسانه‌ای ازجمله استانداردهای فشرده‌سازی تصاویر و ویدیو مورداستفاده قرار می‌گیرد. بااین‌وجود، این تبدیل دارای پیچیدگی محاسباتی بالاتری نسبت به تبدیل‌های مرسوم مانند تبدیل گسسته کسینوسی و دیگر توابع موجود در استانداردهای فشرده‌سازی است و بیشترین درصد از زمان اجرا را به خود اختصاص می‌دهد. در این مقاله، برای بهبود کارایی 2D-DWT از مجموع دستورات فناوری‌های توسعه برداری پیشرفته AVX/AVX2 و جمع ضرب ترکیبی (FMA) که قابلیت پردازش 256 بیت داده با استفاده از معماری یک دستورالعمل و چندین داده (SIMD) که توسط اکثر پردازشگرهای همه‌منظوره (GPP) پشتیبانی می‌گردد، پیشنهادشده است. با استفاده از این فناوری‌ها قابلیت پردازش هشت داده 32 بیتی برای اعداد اعشاری و شانزده داده 16 بیتی برای اعداد صحیح شانزده بیتی در ثبات‌های SIMD یک GPP فراهم می‌گردد. بعلاوه نحوی نگاشت تبدیل‌های مختلف موجک به روش پردازش‌های سطری-ستونی که پردازش‌های سطری و ستونی را جداگانه انجام می‌دهد و مبتنی بر خط که هر دو، سطرها و ستون‌های تصویر را در یک حلقه پردازش می‌کند، استفاده‌شده است. نتایج پیاده‌سازی موازی‌سازی تبدیل‌های مختلف بر روی یک پلتفرم GPP نشان داد که کارایی، 2D-DWT به ازای اندازه تصاویر مختلف را می‌توان تا 28.8 برابر نسبت به پیاده‌سازی سریال بالا برد. همچنین نگاشت مبتنی بر خط که باعث استفاده بهتر از ساختار سلسله مراتبی حافظه می‌گردد، کارایی را نسبت به نگاشت سطری – ستونی بیشتر بهبود می‌دهد.

    کلیدواژگان: پردازشگرهای همه منظوره، پردازش موازی، تبدیل موجک گسسته دو بعدی، موازی سازی سطح داده، یک دستورالعمل چندین داده
  • سید محمدمهدی حاج سید ابوترابی، محمد سروی* صفحات 1559-1567

    توان خروجی آرایه‌های خورشیدی به دما و شدت تابش وابسته است. آرایه‌های خورشیدی دارای بازده پایینی هستند. برای افزایش بازده سیستم فتوولتاییک، ردیابی نقطه حداکثر توان آرایه‌های خورشیدی موردنیاز است. ازطرفی پدیده‌های نامتعارفی مانند ابرها، برروی آرایه‌های خورشیدی سایه جزیی ایجاد می‌کنند که در این شرایط منحنی ولتاژ-توان آن‌ها چندین نقطه بیشینه محلی دارد. روش‌های ردیابی معمولی به‌دلیل تمایل به هم‌گرایی در نقطه حداکثر توان محلی، مناسب شرایط سایه جزیی نیستند؛ بنابراین در این مقاله، یک روش جدید ردیابی نقطه حداکثر توان باقابلیت ردیابی نقطه حداکثر توان سراسری ارایه می‌شود. روش ارایه‌شده توسط میکروکنترلر STM32F407VGT6 به همراه مبدل DC به DC از نوع باک پیاده‌سازی می‌شود. مدارهایی برای اندازه‌گیری دما و تابش ارایه می‌گردند. همچنین مقایسه‌ای بین روش پیشنهادی و روش P&O برای بررسی کارایی روش پیشنهادی انجام می‌شود. نتایج آزمایشگاهی و شبیه‌سازی صحت روش پیشنهادی را تایید می‌کنند.

    کلیدواژگان: الگوریتم هوشمند، ردیابی نقطه حداکثر توان، فتوولتائیک، مبدل DC به DC
  • زهرا حمزوی زرقانی*، علیرضا یاحقی صفحات 1569-1576

    در این مقاله، از گرافن برای شکل‌دهی تنظیم‌پذیر پراکندگی استوانه عایق استفاده شده است. هدف، تغییر خصوصیات پراکندگی استوانه عایق به استوانه دیگر با شعاع دلخواه است. برای این منظور، ضرایب پراکندگی دو استوانه پوشیده شده با گرافن و هدف، به دست آورده شده است. با برابر قرار دادن ضرایب پراکندگی دو استوانه، امپدانس سطحی مورد نیاز گرافن برای دستیابی به هدف مورد نظر در دو فرکانس 3 و 4 تراهرتز، محاسبه شده است. با تغییرات مناسب در پتانسیل شیمیایی گرافن، ناشی از اعمال ولتاژ، این هدف به‌صورت کنترل‌پذیر، حاصل شده است. سطح مقطع راداری دو بعدی استوانه‌های بدون پوشش، هدف و پوشیده شده با گرافن از دو روش شبیه‌سازی و تحلیلی به‌دست‌آمده‌اند.

    کلیدواژگان: امپدانس سطحی، پراکندگی، سطح مقطع راداری، گرافن
  • مرتضی حیدری، محمدعلی شمسی نژاد*، محمد منفرد صفحات 1577-1590

    امروزه اینورترهای تک‌فاز متصل‌به شبکه به‌صورت گسترده‌ای در کاربردهای توان پایین، مراکز صنعتی و مسکونی به‌عنوان تامین‌کننده توان مورداستفاده قرارگرفته‌اند. در سیستم‌های تک‌فاز توان ریپلی ذاتی با فرکانسی دو برابر فرکانس شبکه باعث به‌وجودآمدن نوسانات فرکانس پایین نامطلوب در ولتاژ لینک DC و جریان خروجی می‌شود. البته این مسیله با نصب یا استفاده از یک خازن الکترولیتی بزرگ برطرف می‌شود. اما استفاده از این فیلتر پسیو به این بزرگی منجربه کاهش اجتناب‌ناپذیر طول عمر و قابلیت اطمینان سیستم می‌شود. برای غلبه بر این مشکلات از روش‌های کمکی متعادل‌سازی توان برای کاهش ظرفیت خازن و جای‌گزینی آن با خازن‌های فیلمی، استفاده می‌شود. در این مقاله با معرفی یک جبران‌گر موازی و بهره‌گیری از تیوری توان‌های لحظه‌ای ظرفیت خازن متعادل‌کننده توان کاهش چشم‌گیری داشته‌است. ساختار سیستم کنترلی پیشنهادی براساس تیوریpq اصلاح‌شده و مدل‌سازی سیستم تک‌فاز به‌صورت یک سیستم سه‌فاز نامتعادل است. شبیه‌سازی سیستم براساس سیستم فتوولتاییک 3 کیلووات نصب‌شده در دانشگاه بیرجند است. عمل‌کرد سیستم پیشنهادی به‌وسیله نتایج شبیه‌سازی تایید شده‌است و در پایان مقایسه هزینه‌ای بین ساختار پیشنهادی با ساختار متداول نیز انجام شده‌است.

    کلیدواژگان: اینورتر متصل به شبکه، تئوری توان های لحظه ای بهبودیافته، جبران گر موازی، خازن لینک DC، هزینه
  • محسن خاشعی ورنامخواستی، خوشنام شجاعی ارانی* صفحات 1591-1601

    در این مقاله، روشی برای کنترل کوادروتور براساس کنترل مد لغزشی با استفاده از شبکه‌های عصبی چبیشف پیشنهاد شده است. روش پیشنهادی ترکیبی از روش کنترل مدلغزشی و تخمینگر شبکه عصبی چبیشف می‌باشد که در آن وزن‌های شبکه عصبی به‌صورت بلادرنگ با استفاده از تکنیک‌های کنترل تطبیقی مقاوم به‌روزرسانی می‌شوند. در این پژوهش، مدل دینامیکی کوادروتور به‌منظور کنترل ردیابی وضعیت و زاویه کوادروتور به دو زیرسیستم تقسیم شده است: یک زیرسیستم تحریک کامل و دیگری تحریک نقصانی. برای زیرسیستم اول، سطوح لغزش تنها با استفاده از خطای ردیابی یکی از متغیرهای حالت طراحی می‌شوند و برای زیرسیستم دوم، سطوح لغزش با ترکیب خطی از دو متغیر حالت تعریف می‌شوند. در این مقاله، پایداری سیستم به‌وسیله تکنیک‌های مبتنی بر تیوری لیاپانوف تحلیل می‌گردد و با استفاده از نتایج شبیه‌سازی صحت عملکرد کنترل‌کننده نشان داده خواهد شد.

    کلیدواژگان: کوادروتور، کنترل مد لغزشی، شبکه های عصبی چبیشف، کنترل تطبیقی، کنترل مقاوم
  • سید یاسر درخشنده*، روح الله پورباقر صفحات 1603-1612

    سیستم‌های قدرت برمبنای دترمینان ماتریس ژاکوبین آن‌ها در مسیله پخش توان، به سیستم‌های با شرایط مطلوب، شرایط بد و غیرقابل‌حل تقسیم‌بندی می‌شوند. در این مقاله، روشی ساده و ابتکاری براساس روش نیوتن برای حل مسایل پخش توان در حالت‌هایی که سیستم قدرت در شرایط غیرقابل‌حل یا نزدیک به غیرقابل‌حل قرار گرفته ‌است، ارایه شده‌است. این روش برمبنای تلفیق ماتریس معکوس ژاکوبین با ماتریس قطری غیرتکین بنا شده‌است. اعمال این روش، باعث تغییر مقادیر ویژه صفر و تغییر این مقادیر به یک مقدار در همسایگی مقدار ویژه صفر می‌شود. روش پیشنهادی برروی سیستم‌های 2 شین، 11شین، 14 شین و 118 شین مورد ارزیابی قرار گرفته ‌است و نشان داده‌شده که اعمال الگوریتم پیشنهادی در سیستم‌های قدرت با ابعاد مختلف، می‌تواند زمان محاسبات و تعداد تکرار را در مقایسه با روش‌های دیگر کاهش دهد.

    کلیدواژگان: ماتریس ژاکوبین، پخش توان، سیستمهای غیرقابل حل
  • سورنا رادمقدم، محمد فرخی* صفحات 1613-1628

    داشتن ابزار گرفتن مناسب و تطبیق‌پذیر با کارها و اجسام مختلف از ویژگی‌های بنیادین ربات‌ها در هنگام ارتباط با محیط می‌باشد. از این‌رو، برنامه‌ریزی و طراحی سازوکاری که در آن انگشتان دست به‌طور مطلوب هدایت شوند، امری حایز اهمیت است. انگشتان ربات رفتاری کاملا غیرخطی دارند و تحت تاثیر عواملی چون اصطکاک، ویژگی‌های فیزیکی سازوکارهای انتقال توان و تغییر جهت‌گیری دست، مدل‌سازی آن‌ها با دشواری‌هایی روبرو است. از این رو، استفاده از کنترل‌کننده‌ای که به‌طور مستقل از مدل عمل نماید، بسیار سودمند خواهد بود. در این مقاله، از کنترل‌کننده فازی تاکاگی سوگنو کانگ (TSK) که پارامترهای قسمت تالی آن به‌وسیله قاعده‌ای به‌روز می‌شوند، جهت کنترل نیرو و موقعیت انگشتان ربات برای گرفتن توپ سبک و نرم استفاده می‌شود. طراحی در فضای دکارتی و عدم وابستگی به مدل دینامیکی ربات از مهم‌ترین مزایای این روش می‌باشند. بنابراین ابتدا با تعیین استراتژی‌ای برای گرفتن توپ ساکن، مقادیر مرجع نیرو و موقعیت محاسبه می‌شوند. سپس عملکرد کنترل‌کننده فازی تطبیقی با و بدون حضور عواملی چون نویز اندازه‌گیری نیرو و اصطکاک مفصلی بررسی می‌شوند. علاوه بر این، فرآیند مهارکردن توپ متحرک در حال سقوط به 3 فاز نزدیک‌شدن، قفل‌شدن (ضربه) و نگه‌داشتن تقسیم‌بندی می‌شود. سپس با بررسی نتایج به‌دست‌آمده از شبیه‌سازی، کارآمدی این روش در انجام مراحل سه‌گانه یادشده نشان داده می‌شود.

    کلیدواژگان: دست ربات، گرفتن توپ نرم، کنترل کننده فازی، نویز اندازه گیری، اصطکاک مفصلی
  • رضا رجبی، سعید شمقدری*، سید کمال الدین یادآور نیکروش صفحات 1629-1638

    در این مقاله به طراحی کنترل‌کننده برای سیستم‌های غیرخطی به روش مدل‌های خطی چندوجهی پرداخته می‌شود. ابتدا مسیله ردیابی خروجی برای حالتی که سیستم نسبت به ورودی افاین باشد، بررسی شده و در ادامه نیز برای حالت غیرافاین مسیله حل شده‌است. با درنظرگرفتن تابع لیاپانوف مربعی برای سیستم بیان‌شده به شکل چندوجهی، مسیله طراحی کنترل‌کننده به‌صورت نامعادله ماتریس دوخطی ظاهر می‌شود. توابع وزنی مدل چندوجهی به شیوه خاصی تعیین می‌شوند تا از تداخل میان نواحی جلوگیری شود و نشان داده می‌شود مسیله طراحی کنترل‌کننده ردیاب با حل یک نامعادله ماتریس خطی صورت می‌گیرد. برای بررسی پایداری و طراحی کنترل‌کننده نیز از شیوه‌ای استفاده شده که هم پایداری مدل تقریبی (چندوجهی) و هم پایداری مدل اصلی (غیرخطی) را تضمین می‌کند. درنهایت، روش‌های ارایه‌شده و نتایج گرفته‌شده برای طراحی خلبان خودکار یک پرنده مافوق صوت الاستیک به‌عنوان سیستم نمونه استفاده شده‌است. چون در این نوع پرنده پس‌خور از همه حالت‌ها ممکن نیست، روش پیشنهادی برای شرایط پس‌خور جزیی توسعه داده می‌شود. نتایج، حاکی از عملکرد مناسب روش ارایه‌شده می‌باشد.

    کلیدواژگان: مدل های خطی چندوجهی، نامساوی ماتریسی خطی، سیستم های غیرخطی افاین و غیرافاین، پایداری، پرنده مافوق صوت الاستیک، پس خور جزئی
  • سید آرش رفیعی، سعیدرضا گلدانی*، بهنام محمدی ایواتلو، حمید فلقی صفحات 1639-1648

    در این مقاله، چارچوبی جدید برای حل مسیله برنامه‌ریزی توسعه تولید با درنظرگرفتن مشوق‌های سرمایه‌گذاری ارایه می‌شود. در مدل پیشنهادی، مشوق سرمایه‌گذاری قرارداد خرید تضمینی است. مسیله برنامه‌ریزی توسعه تولید، در قالب یک مدل دوسطحی ارایه می‌شود که سطح بالا بیشینه‌سازی سود سرمایه‌گذار واحد بادی را هدف قرار داده است و سطح پایین شامل مسیله بهینه‌سازی تسویه بازار با هدف بیشینه‌سازی رفاه اجتماعی توسط بهره‌بردار مستقل سیستم (ISO) می‌باشد. این مسیله دوسطحی با استفاده از شرایط KKT به یک مسیله یک‌سطحی برنامه‌ریزی ریاضی با قیود تعادل (MPEC) تبدیل می‌شود. در این مقاله قیمت قرارداد تضمینی و قیمت بازار در اثنای معادلات تسویه بازار به‌دست می‌آیند و با استفاده از آن‌ها و پیشنهاد استراتژیک قیمت توسط واحد بادی، در مورد سرمایه‌گذاری تصمیم‌گیری می‌شود.

    کلیدواژگان: برنامه ریزی توسعه تولید، مسئله دوسطحی، تعیین (پیش بینی) قیمت قرارداد، پیشنهاد استراتژیک قیمت
  • مسعود زادسر، محمودرضا حقی فام* صفحات 1649-1663

    قابلیت خودترمیمی به‌عنوان یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های شبکه‌های توزیع هوشمند موجب افزایش قابلیت اطمینان و تاب‌آوری در برابر وقوع اغتشاش در شبکه می‌شود. با توجه به لزوم مطالعه چالش‌های پیش روی مدیریت خروج در شبکه‌های توزیع هوشمند و توسعه راه‌کارهای پیشنهادی در این حوزه، در این مقاله به بررسی تاثیر قابلیت خودترمیمی و مدیریت خودکار خروج بر قابلیت اطمینان شبکه توزیع هوشمند پرداخته شده است. برای این منظور با تشریح فضای مسیله و ارایه مدل کنترلی و بهره‌برداری از شبکه در دو مد عادی و خودترمیمی، الگوریتم جدیدی برای ارزیابی قابلیت اطمینان شبکه‌های توزیع هوشمند پیشنهادشده است. در الگوریتم پیشنهادی از روش مونت‌کارلو برای ایجاد سناریوهای خروج تجهیزات استفاده‌شده است. در هر سناریوی خروج، وضعیت کلیدهای قابل‌کنترل برای ایجاد ساختار چند ریزشبکه، اجرای برنامه قطع مستقیم بار و بهره‌برداری از منابع حرارتی و ذخیره‌ساز انرژی، در چارچوب یک مسیله بهینه‌سازی تعیین می‌شود. از قابلیت‌های مدل پیشنهادی در نظر گرفتن عدم‌قطعیت منابع بادی و محدودیت‌های بهره‌برداری از شبکه توزیع ازجمله قیود ولتاژ و قیود حرارتی خطوط می‌باشد. نتایج حاصل از اجرای الگوریتم پیشنهادی بر روی شبکه اصلاح‌شده IEEE RBTS، حاکی از بهبود شاخص‌های قابلیت اطمینان شبکه با اتخاذ استراتژی مدیریت خودکار خروج در شبکه‌های توزیع هوشمند، می‌باشد.

    کلیدواژگان: خودترمیمی، ریزشبکه، شبکه توزیع هوشمند، قابلیت اطمینان، مدیریت خودکار خروج، منابع تجدیدپذیر
  • رامین زحمتی، رضا شریعتی نسب*، حسین الیاسی صفحات 1665-1679

    مدل سازی خطوط انتقال جهت تحلیل رفتار گذرای الکترومغناطیسی، نیازمند محاسبه ی ماتریس تبدیل مدال در محدوده ی وسیع فرکانسی می باشد. در این مقاله یک چهارچوب جامع جهت محاسبه ی ماتریس تبدیل به شکل هموار ارایه شده است. بر این اساس، در هر فرکانس یک مجموعه جواب عمومی برای بردارهای ویژه ی متناظر با هر مقدار ویژه محاسبه می شود. سپس بر اساس یک معیار هموار کننده و یک الگوریتم بهینه سازی، در هر فرکانس مجموعه ی بردارهای ویژه به گونه ای انتخاب می شوند که از جهش های ناگهانی جلوگیری شده و همواربودن تابع برازش‌شده برای المان های مختلف ماتریس تبدیل تضمین شود. الگوریتم پیشنهادی روی یک سیستم سه فاز کابل زیرزمینی و خط هوایی به منظور به‌دست آوردن ماتریس تبدیل پیاده سازی شده است. نتایج شبیه سازی حاکی از موثر بودن الگوریتم به کاررفته در محاسبه ی ماتریس تبدیل به شکل هموار و با دقت خیلی بالا می باشد. همچنین این الگوریتم در شرایطی که نرخ نمونه برداری فرکانسی کاهش یابد، همچنان دقت قابل توجهی را از خود نشان خواهد داد؛ به طوری که قابلیت ردیابی قابل قبولی را در نرخ‌های نمونه برداری پایین از خود نشان می دهد.

    کلیدواژگان: ماتریس تبدیل مدال، مدل خط انتقال، مقادیر ویژه، نیوتون-رافسون، لونبرگ-مارکوارت
  • مژده زندی فر*، جعفر طهمورث نژاد صفحات 1681-1696

    پردازش تصویر روشی برای اعمال برخی عملیات‌ها برروی تصویر، برای به‌دست‌آوردن تصاویری با کیفیت بالاتر یا استخراج برخی اطلاعات مفید می‌باشد. الگوریتم‌های سنتی پردازش تصویر در شرایطی‌که تصاویر آموزشی (دامنه منبع) که برای یاددهی مدل استفاده می‌شوند توزیع متفاوتی از تصاویر آزمایشی (دامنه هدف) داشته، نمی‌توانند عملکرد خوبی داشته. درواقع، وجود اختلاف توزیع شرطی بین دامنه‌های منبع و هدف، بازدهی مدل را کاهش می‌دهد. تطبیق دامنه و یادگیری انتقالی راه‌حل‌های امیدبخشی هستند که هدف آن‌ها تعمیم‌دادن یک مدل یادگیری بین داده‌های آموزشی و تست با توزیع‌های متفاوت است. در این مقاله، مسیله پردازش تصویر بین‌دامنه‌ای بدون‌نظارت مورد توجه قرار گرفته است که هیچ برچسبی برای داده‌های تست در دسترس نمی‌باشد. درواقع، روش پیشنهادی دامنه‌های منبع و هدف را به یک زیرفضای کم‌بعد مشترک براساس FLDA به‌صورت بدون‌نظارت منتقل می‌کند. روش پیشنهادی ما، اختلاف احتمال توزیع شرطی در داده‌های منبع و هدف را ازطریق واگرایی برگمن حداقل می‌کند. یک ماتریس نگاشت به‌دست می‌آید که داده‌های منبع و هدف را به یک زیرفضای مشترک انتقال می‌دهد که در آن فضا ماتریس پراکندگی بین‌کلاسی حداکثر شده و ماتریس پراکندگی درون‌کلاسی و توزیع‌های بین‌دامنه‌ای حداقل می‌شود. آزمایشات متنوع برروی 58 عملیات طبقه‌بندی بین‌دامنه‌ای برروی شش پایگاه‌داده همگانی نشان می‌دهد که روش پیشنهادی ما بهتر از روش‌های پردازش تصویر جدید ارایه‌شده در حوزه بین‌دامنه‌ای عمل می‌کند.

    کلیدواژگان: پردازش تصویر، یادگیری انتقالی، واگرایی برگمن، کاهش اختلاف توزیع شرطی، کاهش ابعاد
  • محمدحسین سعیدی نیا، محمد مهرکان فر، سید علیرضا داوری* صفحات 1697-1710

    روش کنترل مستقیم توان با استفاده از کنترل پیش‌بین مدل‌مبنا (MPDPC)، یکی از موثرترین روش‌ها در میان روش‌های متفاوت کنترل یکسوسازهای AFE می‌باشد. این روش بهترین حالت کلیدزنی را بر اساس محاسبات ساده‌ای از رفتار مبدل، با در نظر گرفتن تمامی حالات کلیدزنی ممکن انتخاب می‌کند. در شرایط تعادل شبکه، روش MPDPC کارایی مناسبی را همراه با جریان ورودی سینوسی و ضریب توان واحد ارایه می‌دهد. در شرایط عدم تعادل و هارمونیکی شبکه، جریان ورودی یکسوسازی که توسط روش MPDPC کنترل می‌شود، دارای هارمونیک خواهد بود. در این شرایط، دست‌یابی به جریان ورودی مطلوب و ضریب توان واحد امری دشوار می‌باشد. در این مقاله یک روش جدید که ترکیبی از شار مجازی و MPDPC به همراه محدودسازی نوسان توان اکتیو و راکتیو می‌باشد ارایه شده است. این روش برای محدودسازی نوسان توان اکتیو و راکتیو از یک راه‌کار جدید بر پایه شار مجازی استفاده می‌کند. به‌علاوه یک روش جدید برای پیش‌بینی جریان بر پایه شار مجازی نیز در این مقاله ارایه شده است. روش پیشنهادی از مزایای روش کنترلی شار مجازی و روش کنترلیMPDPC به‌طور هم‌زمان بهره‌مند می‌باشد. از مزایای این روش می‌توان به کنترل یکسوساز AFE با جریان‌های ورودی سه‌فاز سینوسی، عملکرد در ضریب توان واحد، پایداری در درصدهای بالای عدم تعادل و هارمونیک شبکه و محاسبات ساده در شرایط عدم‌تعادل و هارمونیک شبکه اشاره کرد. برخلاف روش‌های رایج، این روش نیازی به جداسازی مولفه‌های مثبت و منفی که دارای محاسبات بسیار دشوار است، ندارد. نتایج شبیه‌سازی و آزمایشگاهی به‌منظور اثبات کارایی روش پیشنهادی، ارایه شده‌اند.

    کلیدواژگان: کنترل پیش بین، عدم تعادل، یکسوساز AFE سه فاز
  • امین شیخی، فرشاد گودرزی، سیروس طوفان* صفحات 1711-1720

    در این مقاله یک مرجع جریان با تکنیک ترکیب ساختار ترانزیستورهای اشباع و زیرآستانه ارایه می‌شود. در این کار ابتدا با هریک از این ساختارها جریان‌های PTAT و CTAT تولید و با یکدیگر ترکیب شد. سپس برای دستیابی به ضریب تغییرات دمایی پایین جریان‌های خروجی این دو ساختار با ضرایب مناسبی جمع گردید تا یک جریان مرجع برابر با µA100 به دست آید. مدار پیشنهادی برای این مرجع جریان در تکنولوژی 0.18μm CMOS TSMC طراحی و جانمایی آن به ابعاد 177.4μm×180.5μm در نرم‌افزار Cadence رسم و مدار استخراج شده از آن شبیه‌سازی شد. نتایج شبیه‌سازی نشان دادند که این مرجع جریان در بازه دمایی ºC40- تا ºC120 برای حالت TT دارای ضریب تغییرات دمایی ppm/ºC3.68 می‌باشد. علاوه بر این، میانگین ضریب تغییرات دمایی آن برای 1000 بار تکرار مونت کارلو برابر ppm/ºC 16.384 است. همچنین نتایج شبیه‌سازی نشان داد که این مدار نسبت به تغییر یک ولتی ولتاژ تغذیه دارای حساسیت 2.9% می‌باشد. ولتاژ دو سر این مرجع جریان در 98% مقدار نامی خود برابر mV396 است. توان مصرفی این مدار در ولتاژ تغذیه V8/1 برابر 39.67µW است.

    کلیدواژگان: آینه جریان کسکودی، ضریب تغییرات دمایی، مرجع جریان
  • زهرا شیرمحمدی* صفحات 1721-1731

    استفاده از کدگذاری‌های اجتناب از همشنوایی مبتنی بر سیستم‌های عددی دودویی یکی از راه‌های مقابله با اشکال همشنوایی است که در آن از رخداد الگوهای گذار مشخص در تولید کلمه کد جلوگیری می‌شود. اما مشکل این سیستم‌های عددی دودویی، سربارهایی است که با رشد عرض کانال افزایش پیدا می‌کنند. رشد عرض کانال را می‌توان با نمایش تعداد بیشتری کلمه داده با استفاده از سیستم‌های عددی سه مقداره کاهش داد. در این مقاله، در گام اول، روشی برای محاسبه کلمه کدهای عاری از الگوهای ممنوعه 020 و 202 که بدترین تاخیر را به سیم قربانی در کانال‌های سه مقداره تحمیل می‌کنند، ارایه می‌شود. سپس در گام دوم، الگوریتمی برای تولید سیستم‌های عددی سه مقداره عاری از الگوهای ممنوعه 020 و 202 ارایه می‌شود و با استفاده از آن یک روش کدگذاری مبتنی بر سیستم‌عددی سه مقداره با نام 3D-TOD پیشنهاد می‌شود که قابلیت سیستم‌عددی را در نمایش کلمه‌کد افزایش می‌دهد. 3D-TOD از الگوریتمی استفاده می‌کند که الگوهای ممنوعه 020 و 202 را حذف می‌کند. این سیستم عددی قابلیت اعمال بر هر عرض گذرگاه دلخواهی را دارد. ارزیابی‌های انجام شده نشان می‌دهد، این کد سربار سیم‌ها و هم چنین سربار کدگشا و کدگذار را نسبت به کدهای مبتنی بر سیستم‌عددی مشابه کاهش می‌دهد.

    کلیدواژگان: کدگذاری اجتناب از همشنوایی، اشکال همشنوایی، الگوهای گذار، سیستم عددی سه مقداره، شبکه های روی تراشه
  • اشکان طاهرخانی، فرهاد بیات* صفحات 1733-1743

    در این مقاله، روشی برای بازیابی مقاوم سیگنال عیب سنسوری در حضور اغتشاش و نامعینی برای سیستم توربین بادی ارایه شده است. برای این منظور، مشاهده‌گر مد لغزشی تطبیقی به‌گونه‌ای طراحی شده است‌که عیب رخ‌داده از طریق یک قانون تطبیق برخط بازیابی شود. اهمیت روش پیشنهادی در آن است که علاوه بر مقاوم بودن در برابر اغتشاش و نامعینی‌های موجود، نیازی به مشخص‌بودن کران سیگنال عیب و عدم قطعیت وجود ندارد و صرفا کران‌داربودن آن‌ها برای دستیابی به اهداف کافی است. یک الگوریتم موثر برای تعیین پارامترهای طراحی با تکیه بر مفهوم نامساوی‌های ماتریسی خطی (LMI) ارایه شده است. روش پیشنهادی برای یک سیستم توربین بادی 5 مگاوات اعمال و نتایج شبیه‌سازی صحت و عملکرد مطلوب روش ارایه‌شده را نشان می‌دهند.

    کلیدواژگان: توربین بادی، مشاهده گر مد لغزشی تطبیقی، بازیابی عیب
  • فرنوش عارفی، علی نادیان* صفحات 1745-1755

    تشخیص بخش‌های بدن انسان یکی از مهم ترین موضوعات پژوهش در دهه‌ی اخیر بوده است. این موضوع در حوزه‌هایی مانند تشخیص فعالیت‌، تشخیص حالت و سایر سامانه‌های مرتبط با فعالیت‌های حرکتی انسان، کاربرد گسترده ای دارد. هدف از سیستم تشخیص بخش‌های بدن انسان تعلق دادن هر پیکسل انسان به بخش‌های بدن می‌باشد. در تحقیقات اخیر نشان داده‌ شده است، استفاده از نقشه‌ی عمق می‌تواند نتایج حاصل تشخیص بخش های بدن را بهبود بخشد. در این پژوهش ویژگی‌های جدیدی براساس تفاوت پیکسلی عمق ارایه ‌شده است. ویژگی اول بر اساس تفاضل پیکسلی عمق بین پیکسل ورودی و همسایه های آن‌که بر اساس توزیع وزن دار حلقوی انتخاب شدند، تعیین شدند. ویژگی دوم  تفاوت ضرایب چندجمله‌ای برازش شده از پیکسل ورودی در مقیاس‌های مختلف می‌باشد که موجب ایجاد ویژگی ای مستقل از مقیاس می‌شود. برای دسته‌بندی پیکسل ها از جنگل تصمیم تصادفی استفاده ‌شده است. مقایسه نتایج روش پیشنهادی با روش‌های موجود نشان می‌دهد روش پیشنهادی توانسته است با دقت بیشتری اجزای مختلف بدن را تشخیص و تقسیم‌بندی کند.

    کلیدواژگان: تشخیص بخش های بدن، تصاویر RGB-D، ویژگی های مبتنی بر شکل، جنگل تصمیم تصادفی
  • میترا علیدوستی، علیرضا نوروزی*، اجمد نیک آبادی صفحات 1757-1767

    طبق گزارش IMPERVA حملات منعقد در لایه کاربرد، حدود 60 درصد از کل حملات منع خدمت را تشکیل می‌دهند. امروزه حملات به لایه کسب و کار منتقل شده‌اند. ابزارهای تحلیل آسیب‌پذیری قادر به شناسایی آسیب‌پذیری‌های لایه کسب وکار (آسیب‌پذیری‌های مربوط به منطق) برنامه‌کاربردی وب نیستند. در این تحقیق راهکار جعبه سیاه برای شناسایی آسیب‌پذیری لایه کسب و کار برنامه‌کاربردی وب در مقابل حملات منع‌خدمت سیلابی را با نام BLDAST پیشنهاد می‌دهیم. هدف BLDAST ارزیابی تاب‌آوری برنامه‌کاربردی وب در برابر حملات منع‌خدمت سیلابی در لایه کسب وکار است. BLDAST ابتدا فرایندهای کسب و کار برنامه را استخراج می‌نماید سپس فرایندهای کسب و کار سنگین را انتخاب می‌کند و در نهایت، سناریوی آزمون منع‌خدمت لایه کسب و کار را اجرا می‌کند. آزمایش‌ها بر روی چهار برنامه‌کاربردی معروف نشان داد، BLDAST قادر است آسیب‌پذیری‌های لایه کسب و کار این برنامه‌ها را شناسایی کند. علاوه بر این نشان دادیم که مهاجم در حملات لایه کسب و کار می‌تواند با مصرف تنها یک در صد از منابع خود در قیاس با حملات لایه‌های دیگر، سیستم هدف را شکست دهد. بنابراین حملات لایه کسب وکار بسیار خطرناک هستند که BLDAST قادر به شناسایی آسیب‌پذیری برنامه‌های‌کاربردی در برابر این حملات است.

    کلیدواژگان: آزمون جعبه سیاه، لایه کسب و کار، فرایند کسب و کار، سناریو آزمون منع خدمت
  • مینا قدیمی، الهام امینی بروجنی* صفحات 1769-1779

    این مقاله به طراحی رویتگر تطبیقی برای سیستم‌های مرتبه کسری لیپشیتز یک‌طرفه پرداخته است. سیستم‌های لیپشیتز یک‌طرفه دسته وسیعی از سیستم‌های غیرخطی هستند که سیستم‌های لیپشیتز را نیز شامل می‌شوند. رویتگر طراحی‌شده به‌صورت هم‌زمان بردار حالت و پارامترهای ناشناخته سیستم را تخمین می‌زند و در برابر اغتشاش ورودی و اغتشاش محدود بر روی بهره رویتگر مقاوم است. با توجه به اینکه با به‌کارگیری روش  در طراحی رویتگر می‌توان به پایداری رویتگر در کنار عملکرد مطلوب دسترسی پیدا کرد، یک رویتگر  غیرشکننده برای این منظور طراحی و پایداری رویتگر بر مبنای قضیه لیاپانوف اثبات گردیده است. با به‌کارگیری نامساوی خطی ماتریسی ضمن کمینه‌سازی تاثیر اغتشاش در خطای تخمین، بهره رویتگر نیز به روش سیستماتیک به‌دست خواهد آمد. به‌منظور نمایش موثربودن رویتگر پیشنهادی، دو مثال آورده شده و نتایج شبیه‌سازی آن ارایه و با پژوهشی جدید در این زمینه مقایسه شده است. در بخش نتیجه‌گیری نیز ضمن جمع‌بندی مطالب، پیشنهادهایی برای ادامه کار مطرح شده است.

    کلیدواژگان: پایداری لیاپانوف، رویتگر تطبیقی، سیستم های مرتبه کسری، لیپشیتز یک طرفه، نامساوی خطی ماتریسی
  • محسن قلعه نوئی، محمد رضا اکبرزاده توتونچی*، ناصر پریز صفحات 1781-1793

    این مقاله، پایدارسازی کلاسی از سیستم های غیرخطی سوییچ ضربه ای با محدودیت نرم سیگنال کنترل را مطالعه می کند. به دلیل همین محدودیت، تنها کافی است که شرایط پایداری و فرضیات مربوط به دینامیک های غیرخطی بر روی یک زیرفضای شامل مبدا برقرار باشند. البته، این فرضیات به گونه ای است که اغلب سیستم های واقعی را پوشش می دهد. هدف در این مقاله، طراحی سیگنالی است که بتواند همگرایی نمایی مسیرهای حالت به یک کران غایی به اندازه کافی کوچک را در حضور نایقینی ها تضمین نماید. لذا در ابتدا، برای یک سیستم کلی غیرخطی، شرایطی ارایه می شود که تضمین کننده همگرایی همه مسیرهای حالت شروع شده از یک زیرفضای جذب به یک کران غایی است. این شرایط برحسب یک تابع لیاپانوف مشترک و حداقل زمان توقف بوده و تنها کافی است بر روی زیرفضای جذب برقرار باشد. در بخش دوم، با استفاده از تابع لیاپانوف تربیعی و بهره گیری از فیدبک حالت، شرایط بیان شده در بخش اول، به صورت مجموعه ای از نامساوی های خطی یا دوخطی بازنویسی می شود. همچنین یک مساله بهینه سازی ارایه می گردد که با حل آن، علاوه بر تعیین پارامترهای سیگنال کنترل، بزرگ ترین ناحیه همگرایی و کوچک ترین کران غایی به دست می آید. در نهایت، چند مثال شهودی به منظور نشان دادن کارایی روش پیشنهادی ارایه شده است.

    کلیدواژگان: سیستم سوئیچ ضربه ای، محدودیت نرم، نایقینی، نامساوی ماتریسی، ناحیه جذب، کران غایی
  • مسعود کامران کشتیبان، کامبیز عابدی*، محمد جواد شریفی صفحات 1795-1799

    در این مقاله، یک فیلتر میان‌گذر نوری مبتنی‌بر بلور فوتونی توسط تداخل‌سنج‌های ماخ-زندر غیرمتقارن به‌صورت مفهومی تحلیل و طراحی می‌شود. برای این منظور، شاخص‌های طول‌موج ازقبیل طول‌موج مرکزی، پهنای باند، تیزکردن دامنه، تخت‌کردن باند عبور برای ساختار مفهومی یک طبقه انتخاب و براساس بلورهای فوتونی دوبعدی ششگون پیاده‌سازی شده‌است. فیلتر پیشنهادی درجه آزادی طراحی بالایی داشته و با تنظیم شاخص‌های طراحی ساختار،  در طراحی فیلترهای نوری باند وسیع و باند باریک می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. پهنای باند dB 1 وdB  3  برای ساختار اولیه به‌ترتیب nm 12 و  nm 25  و برای نوع واتافتگرهای نوری به‌ترتیب  nm4 و nm 8 به دست آورده شده‌است که نشان دهنده کاهش 300 درصدی پهنای باند و تیزشدن دامنه‌های فیلتر می‌باشد.

    کلیدواژگان: فیلترهای نوری، بلورهای فوتونی، تداخل سنج ماخ -زندر، واتافتگرهای نوری
  • امین کریمی زاده، عباس کتابی* صفحات 1801-1812

    در این مقاله روشی جدید پیشنهاد شده‌است که در شرایط خاموشی سراسری سیستم قدرت، ترتیب اقدامات لازم جهت بازگرداندن هر چه سریع‌تر سیستم قدرت را تعیین می‌کند. چنان‌چه در سیستم قدرت بیش از یک واحد با قابلیت خودراه‌اندازی وجود داشته‌باشد، جهت سرعت بیش‌تر، بازگردانی به‌صورت جزیره‌ای صورت می‌گیرد. روش پیشنهادی از یک الگوریتم بهینه‌سازی دوسطحی بهره می‌برد که مجموعه اقدامات جهت بازگردانی جزیره‌ای یک سیستم قدرت اعم از جزیره‌سازی، تعیین توالی راه‌اندازی واحدها، تعیین مسیر بهینه بین شین‌ها و ترتیب برق‌دارکردن شین‌ها و خطوط انتقال را به‌صورت یک‌پارچه و هم‌زمان انجام می‌دهد. محدودیت‌های واحدها و شبکه انتقال به‌صورت قیود در مسیله بهینه‌سازی در نظر گرفته شده‌است. جهت مقایسه و نشان‌دادن برتری روش پیشنهادی نسبت به روش مرسوم، شبیه‌سازی برروی شبکه استاندارد 39 شینه IEEE انجام شده‌است

    کلیدواژگان: بازگردانی سیستم قدرت، جزیره سازی، توالی راه اندازی واحدها، مسیر بهینه انتقال توان، بهینه سازی دو سطحی، قابلیت تولید انرژی
  • جواد محبی نجم آباد، سید علی سلیمانی ابوری*، علی اکبر پویان صفحات 1813-1825

    افزایش تعداد هسته‌ها برای افزودن توان محاسباتی پردازنده‌ها، منجر به افزایش دما در سیستم‌های چندهسته‌ای می‌گردد. لذا مدیریت دما در این پردازنده‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است. مدیریت دما با رویکرد فعال، از یک مدل دمایی، برای پیش‌بینی دما پیش از رسیدن به دمای حدآستانه استفاده می‌کند. در این مقاله ویژگی‌های لازم برای پیش‌بینی دما با استفاده از ابزارهای اندازه‌گیری سیستم خوانده شده و از آن‌ها ویژگی‌های سابقه‌ای و کنترلی با استفاده از پردازش‌های پیشنهادی ایجاد شده‌اند. یک مدل دمایی برخط مبتنی بر چند فاز دمایی و برای هر فاز یک شبکه عصبی برای پیش‌بینی دما پیشنهاد شده است. فازهای مختلف دمایی با توجه به پارامترهای موثر بر دمای پردازنده با استفاده از شبکه نظریه تشدید انطباقی شناسایی شده‌اند. برای هر یک از شبکه‌های عصبی، حداقل تعداد ویژگی‌های مناسب برای پیش‌بینی در فاز دمایی مربوطه، بر پایه اطلاعات متقابل بین ویژگی‌ها انتخاب شده است. مدل دمایی پیشنهادی قادر است در زمان اجرا، در صورت برخورد با فاز دمایی جدید، آن را به مجموعه فازها اضافه کرده و شبکه عصبی مناسب برای آن را ایجاد کند. نتایج نشان می‌دهد در مدل دمایی پیشنهادی میانگین قدرمطلق خطا برای فاصله‌های زمانی مختلف کمتر از 1 درجه سانتی‌گراد است.

    کلیدواژگان: مدیریت دمای پویا، پیش بینی دما، انتخاب ویژگی، پرسپترون چندلایه ای، فاز دمایی، شبکه، نظریه تشدید انطباقی
  • امین مرادخانی*، جواد رشیدبیگی صفحات 1827-1836

    امروزه بسیاری از شرکت‌های توزیع با پدیده‌های دست‌کاری لوازم اندازه‌گیری و انشعاب غیرمجاز مواجه هستند که باعث افزایش تلفات غیر فنی شبکه فشار ضعیف شده است. اولین قدم در حذف این نوع از تلفات شناسایی مناطقی است که آلوده به این نوع تلفات هستند. روش‌های تخمین تلفات از قبل مطرح‌شده، قادر به پوشش‌دادن پدیده دست‌کاری کنتور و برق‌دزدی نیستند.  ازاین‌رو در این پژوهش روشی برای تخمین تلفات شبکه فشار ضعیف با استفاده از اطلاعات موجود معرفی شده است. ایده اصلی روش پیشنهادی مبتنی‌بر تعریف شاخص ضریب بار قرایت‌شده است و اثبات شده‌است که در صورت وجود انشعاب غیرمجاز و دست‌کاری لوازم اندازه‌گیری، این ضریب نسبت به ضریب بار واقعی فیدر کاهش خواهد‌یافت. اطلاعات مورداستفاده در این روش در سیستم GIS قابل‌دسترس است و نیازی به نصب دستگاه اندازه‌گیری دیگری ندارد. این روش پیشنهادی در 12 شبکه فشار ضعیف منطقه موسیان اجرا شده‌است و نتایج آن ارایه شده‌است.

    کلیدواژگان: تخمین تلفات، تلفات غیرفنی، دست کاری کنتور، انشعاب غیرمجاز، شبکه فشار ضعیف
  • مریم مگری، هادی گرایلو* صفحات 1837-1848

    امروزه تمایل زیادی به ذخیره طولانی مدت سیگنال‌های الکترومایوگرام (EMG) و بنابراین فشرده سازی موثر آنها وجود دارد. در این مقاله، با توجه به تغییرات زمانی نسبتا سریع سیگنالهای الکترومایوگرام، یک نسخه هموار متناظر با سیگنال الکترومایوگرام مورد نظر تولید می‌شود تا کارایی فشرده‌سازی بهبود یابد. برای هموارسازی سیگنال، برای اولین بار در این مقاله، از تکنیک پیش‌تاکید-واتاکید در حوزه تبدیل فوریه استفاده شده است. سیگنال هموار شده، به منظور افزایش تزاید مکانی، به کمک تکنیک دوبعدی‌سازی به تصویر معادل خود تبدیل و سپس به کمک تبدیل موجک و کدگذاری SPIHT فشرده‌سازی می‌شود. روش پیشنهادی به کمک دو دسته از معیارها، معیارهای قدرت فشرده‌سازی (شامل PRD و CF) و معیارهای قدرت حفظ اطلاعات کلینیکی (شامل چهار پارامتر طیفی) ارزیابی شده است. نتایج، همگی نشان‌دهنده توانمندی و برتری روش پیشنهادی در مقایسه با مهمترین روش‌های امروزی بوده‌اند.

    کلیدواژگان: فشرده سازی سیگنالهای الکترومایوگرام، هموارسازی سیگنال، تکنیک پیش تاکید-واتاکید، تبدیل فوریه، دو بعدی سازی، تبدیل موجک، کدگذار SPIHT
  • غلامحسین مولودیان، سیروس بهرامی*، حمیدرضا قوهستانی صفحات 1849-1855

    در این مقاله به طراحی، شبیه‌سازی و ساخت یک فیلتر پایین‌گذر با استفاده از خطوط مایکرواستریپ و عملکرد مناسب پرداخته شده است. برای طراحی فیلتر، از قوانین طراحی فیلترهای چپی‌شف مرتبه پنجم استفاده شده است. برای بهبود عملکرد شاخص‌های فیلتر پایین‌گذر طراحی‌شده، از سلول‌های سرکوب‌گر شعاعی و استاب‌های باز استفاده شده است که باعث افزایش باند توقف و باند گذار باریک می‌شود. طرح فیلتر پیشنهادی پس از طراحی، با استفاده از نرم‌افزار ADS مورد شبیه‌سازی قرار گرفته و در نهایت بر روی زیرلایه Rogers-RO4003c با ضخامت 508/0 میلی‌متر (20 میل) و ثابت دی‌الکتریک 3.38 ساخته شده است. فرکانس قطع فیلتر پیشنهادی برابر 1/1 گیگاهرتز و پهنای باند توقف آن نزدیک به 28.5 گیگاهرتز می‌باشد. نرخ تغییر وضعیت فیلتر مناسب و برابر با 79 دسی‌بل بر گیگاهرتز می‌باشد. اندازه فیلتر پیشنهادی نسبتا کوچک و ضریب شایستگی فیلتر بالا و برابر با 26663 می‌باشد. نتایج شبیه‌سازی و نتایج مربوط به اندازه‌گیری نمونه ساخته شده باهم مطابق و رفتار نسبتا یکسانی دارند. از فیلتر پیشنهادی به‌دلیل عملکرد مناسب می‌توان در سیستم‌های مخابراتی استفاده نمود.

    کلیدواژگان: فیلتر پایین گذر، باند توقف عریض، باند گذار باریک، ضریب شایستگی بالا
  • مرجان نادران طحان*، امیر جمشیدنژاد، نگار میردریکوند صفحات 1857-1868

    سرطان ریه یکی از سخت‌ترین و خطرناک‌ترین سرطان‌ها به شمار می‌رود که می‌تواند در مراحل اولیه، به صورت یک جسم کوچک با قطری کمتر از سه سانتی متر، بنام ندول، مشاهده شود. این ندول‌ها به دو دسته‌ی خوش‌خیم و بدخیم یا سرطانی تقسیم‌بندی می‌شوند. در این مقاله، یک سیستم تشخیصی جهت شناسایی و دسته‌بندی ندول‌های ریوی پیشنهاد می‌شود، که در فاز اول ریه‌ها از تصویر سی‌تی‌اسکن طی عملیات ناحیه‌بندی کانتور فعال جدا می‌شوند. سپس براساس ویژگی‌های سیفت (SIFT)، دسته‌بند بگینگ پیشنهادی تصاویر ریه را به دو دسته سالم و بیمار دسته‌بندی می‌کند. در فاز دوم، براساس یک ناحیه‌بندی گراف کات تمام خودکار، ندول‌ها از تصویر ریه استخراج شده و قطر آن‌ها اندازه‌گیری می‌شود. در پایان، ندول‌ها براساس اندازه و ویژگی‌های بافتی تصویر (هارالیک) به دو دسته خوش‌خیم و بدخیم طبقه‌بندی می‌شوند. جهت ارزیابی عملکرد روش پیشنهادی، از تصاویر مجموعه داده LIDC استفاده گردید و کارایی آن در شناسایی ندولها و در مقایسه با روش‌های دیگر با معیار دقت 97% و از نظر طبقه‌بندی ندول‌ها به خوش‌خیم و بدخیم با دقت 96% قابل رقابت است.

    کلیدواژگان: ندول های ریوی، تصاویر سی تی اسکن، ناحیه بندی گراف کات، ویژگی سیفت، ویژگی های هارالیک، دسته بند ترکیبی
  • مریم نورائی آباده، سید حسن میریان حسین آبادی* صفحات 1869-1881

    پیچیدگی سیستم‌های نرم‌افزاری و وابستگی جوامع به این سیستم‌ها رو به افزایش است. با توسعه فن‌آوری‌های تحت وب و رویکردهای سرویس‌گرا، ضرورت تطبیق با نیازهای کاربران در هنگام درخواست برای اعمال تغییرات و تکامل سیستم‌ها، بر این پیچیدگی افزوده است. روش‌های توسعه نرم‌افزار مدل-رانه با تمرکز بر استفاده از مدل به‌عنوان مصنوع اصلی و به‌کارگیری رویکردهای خودکار، توسعه محصولات نرم‌افزاری دارای کیفیت بالا را وعده داده است. هدف از این مقاله ارایه رویکردی مدل-رانه برای انتخاب خودکار زیرمجموعه مناسب از موارد آزمون برای آزمون رگرسیون مبتنی بر مدل با استفاده از انتشار تغییرات و تبدیل مدل افزایشی است. استفاده از تبدیل مدل افزایشی امکان انتشار خودکار تغییرات مدل و درنهایت انتخاب مجموعه موارد آزمون سازگار جهت انجام آزمون بعد از تغییرات را در سطح انتزاعی فراهم می‌آورد. دقت و کارایی چارچوب پیشنهادی با معرفی معیارهای بسندگی جدیدی بر اساس مدل تغییرات بر روی سه موردمطالعه ارزیابی و تحلیل شده است. از مزایای این روش تخمین زودهنگام میزان تلاش برای تجزیه و تحلیل تاثیر تغییرات، کاهش هزینه آزمون رگرسیون مستقل از سکو و انتخاب زیرمجموعه مناسب برای آزمون رگرسیون برای تشخیص زودهنگام خطای تولید محصول نرم‌افزاری است.

    کلیدواژگان: توسعه مدل-رانه، آزمون رگرسیون، تبدیل مدل افزایشی، مدل تغییرات، سازگاری، معیار پوشش
  • سید مجید هاشم زاده، محمد هجری* صفحات 1883-1894

    در این مقاله یک روش جدید برای استخراج نقطه پیک سرتاسری (GMPP) آرایه فتوولتاییک PV تحت شرایط سایه جزیی (PSC) ارایه شده‌است. در روش پیشنهادی، نشان داده می‌شود که مستقل از الگو و شدت تابش، موقعیت GMPP همواره در همسایگی پیک سرتاسری یکی از ردیف‌های آرایه PV می‌باشد. لذا، تعداد نقاط پیک محلی مورد آزمون در روش پیشنهادی برخلاف روش‌های موجود که به تعداد سطوح تابشی مختلف در سطح آرایه می‌باشد، مستقل از الگو و شدت تابش بوده و برابر تعداد ردیف‌های موازی در آرایه فتوولتاییک می‌باشد. بر این اساس، برای ردیابی GMPP در PSC، ابتدا GMPP هر ردیف تخمین زده می‌شود و سپس هر کدام از نقاط تخمین‌زده‌شده به مبدل الکترونیک قدرت اعمال شده و نقطه‌ای که بیش‌ترین توان را به‌دست دهد به‌عنوان GMPP آرایه PV شناخته می‌شود. نتایج عددی و مطالعه مقایسه‌ای با روش‌های مشابه، عمل‌کرد مطلوب الگوریتم پیشنهادی را در یافتن GMPP از نظر دقت و سرعت، تایید می‌کند.

    کلیدواژگان: آرایه PV شامل چند ردیف، تخمین، مبدل الکترونیک قدرت، ردیابی نقطه حداکثر توان، سایه جزئی
  • بهنام همایی، سعید اباذری*، مجتبی برخورداری یزدی صفحات 1895-1903

    با گسترش استفاده از شبکه‌های ارتباطی و ساختار سایبر- فیزیکی در سیستم‌های قدرت، حملات سایبری به تهدیدی جدی در شبکه‌ی برق تبدیل‌ شده‌است. برهم کنش شبکه‌های ارتباطی (لایه سایبری) و شبکه‌های برق (لایه فیزیکی)، فرایند تخمین حالت سیستم‌های قدرت را نسبت به حملات سایبری آسیب‌پذیر کرده‌است. در این مقاله، مسیله‌ی تشخیص حمله‌ی تزریق داده‌ی غلط (‌FDI) در شبکه‌ی برق با در‌‌نظر‌‌‌گرفتن اندازه‌گیری‌های انجام‌شده توسط واحد اندازه‌گیری فازور (PMU) و تخمین دینامیکی متغیرهای حالت سیستم توسط تخمین‌گر کالمن مورد بحث قرارگرفته ‌است. حمله‌ی موردنظر به کانال‌های ارتباطی بین PMU و تخمین‌گر حالت صورت می‌گیرد. نشان داده ‌شده ‌است به‌دلیل ماهیت هوشمند حمله ی FDI طراحی‌شده، آشکارساز  که کارایی خوبی برای تشخیص سایر انواع حملات سایبری دارد، قادر به تشخیص این نوع حمله نیست. در مقابل روش ارایه‌شده که از آشکارساز فاصله اقلیدسی و فیلتر کالمن استفاده می کند، کارایی خوبی در تشخیص حمله ی FDI از خود نشان می دهد. اگر مهاجم با الگوریتمی پیشرفته و بر اساس اطلاعاتی که از شبکه و پارامترهای آن دارد، حمله را به‌گونه‌ای طراحی کند که در چند PMU به‌طور جزیی تزریق داده غلط انجام شود، آشکارساز طراحی‌شده قادر خواهد‌بود این حمله را به‌‌سرعت تشخیص دهد. احتمال تشخیص نادرست به‌دلیل اثر نویز کمتر از 1 درصد است. تاثیر حمله‌ی FDI بر تخمین‌ حالت سیستم و کارایی روش موردمطالعه در تشخیص حمله در سیستم استاندارد 14 باسه ‌IEEE نشان داده‌ شده‌است.

    کلیدواژگان: حملات سایبری، حمله ی تزریق داده ی غلط (FDI)، واحد اندازه گیری فازور (PMU)، فیلتر کالمن
|
  • M. Akhbari*, H. Soori Pages 1439-1449

    In this paper, an algorithm is proposed for fault detection in HVDC lines using transient characteristic of the fault component of voltage and current measured on one side of the transmission line. In the proposed algorithm, when the starting unit of the protection system confirms the occurrence of fault, the fault voltage, and current correlation level is used to determine the fault direction and then by using high-frequency harmonic component of the fault current the fault is detected in the protective zone. Finally, by removing the coupling between the currents of positive and negative poles the faulted line is distinguished from a healthy line in the DC bipolar system. The simulation results for a variety of faults verify the validity of the proposed method.

    Keywords: High voltage direct current transmission lines, fault detection, power system protection, correlation coefficient
  • Sh. Ostadi Eilaki, H. Vahdat-Nejad*, S. M. Razavi Pages 1451-1461

    Mobile crowd sensing is a new paradigm that uses the data sensed by mobile users to extract population data and then provides people-centered services. However, most users do not tend to participate voluntarily in this process. Therefore, availability of incentive mechanisms is mandatory to encourage users’ participation. In this paper, based on users-submitted data, a score-based incentive mechanism is proposed. This mechanism measures data quality via obtained contextual information from user data, and accordingly, gives score to the user. The fuzzy inference system is used in the center of the incentive mechanism to calculate the score. The proposed mechanism is evaluated via simulation and the effect of each parameter on the score acquired by user is shown. Simulation results show that this mechanism could be helpful in solving the problem of price imbalance in different areas of measurement and also is able to collect high-quality data at each measurement point with few number of participants.

    Keywords: Mobile crowd sensing, Incentive mechanism, Context-awareness
  • M. Asadpour *, M. Farhang, L. Akbari, K. Abedi Pages 1463-1468

    In recent years, optical devices based on photonic crystals have received much attention due to valuable features of photonic crystals such as low losses, very low group velocity, flexibility in shape and dimensions as well as being suitable for integrated circuits in Nano-scale. In this paper, using two-dimensional photonic crystals, the design of optical de-multiplexer as one of the most essential elements of integrated optical circuits, is investigated. For this purpose, an ultra-compact structure of resonator-based de-multiplexers is demonstrated and then by creating two high performance 90° bends along with engineering in the structure of bending wall rods at the output channels, transmission efficiency average 94.28%  in one of the output channels has been obtained.

    Keywords: Photonic crystals, Demultiplexer, 90°bend, Resonator
  • I. Amirjani Marvi, M. Rahimiyan *, R. Arjmand Pages 1469-1481

    In this paper, impact of spatio-temporal correlation of wind production on imbalance cost in real-time market is statistically analyzed. To achieve this goal, the market clearing problem of the real-time market is formulated. Wind power production is modeled as negative electric load, which is assumed to be inelastic. Inter-temporal constraints of generating units and transmission limitations are incorporated into the market clearing model. Wind power uncertainty is modeled through a set of scenarios based on spatio-temporal correlation among wind farms captured from real-world historical data. Simulation results are provided through IEEE 24-bus Reliability Test System. The impact of spatio-temporal correlation of wind power production on real-time market price and associated imbalance cost is statistically studied. Additionally, its impact on imbalance cost incurred by wind producers under single- and dual-price settlement mechanisms is investigated. Results obtained in different cases show that expectation of revenue (cost) resulting from wind power generation excess (deficit) in single-price settlement mechanism are more (less) than the other mechanism. However, difference between standard deviations of wind producers’ revenue (cost) in these two settlement mechanisms can be positive or negative depending on the wind power forecast error.

    Keywords: Wind power production, spatio-temporal correlation, real-time market, single-, dual-price settlement mechanisms
  • R. Akhondi, M. Ojaghi * Pages 1483-1494

    Induction motors play an indispensable role in setting up the industry’s wheel and production cycle. Therefore, much research is being done to improve their construction and production and to monitor their condition. This paper aims to study and investigate a common fault related to these motors, i.e. the oil whirl fault within their sleeve bearing, and try to provide a useful and effective solution in order to diagnose this fault. For this purpose, firstly, an induction motor that has one of its bearings with oil whirl fault, is modeled and simulated by appropriate definition of the air gap function and using the modified winding function approach. Then, the stator current is obtained under both the healthy and faulty conditions to detect an effective and non-invasive method for the fault diagnosis. The stator current signal is processed using a combination of the empirical mode decomposition and Hilbert transform, called Hilbert-Huang transform and a suitable index for detecting oil whirl fault is proposed. Then, the efficiency of the proposed index is evaluated by applying it to the stator current signal obtained from the practical induction motor and its efficiency is proved in practice.

    Keywords: Condition monitoring, winding function approach, hilbert-huang transform, oil whirl fault, induction motor, sleeve bearing
  • A. A Aghaie_H. R Mirzaei * Pages 1495-1504

    The lightning strikes create fast and high amplitude transient over-voltages in power systems which are called lightning impulse voltages. To ensure the quality of the insulation system of the transformer to deal with such over-voltages, at quality control high voltage test fields of manufacturers, similar voltages are produced by an Impulse Generator and applied to the transformer. Since frequency response of the transformer has a decisive role in the generated voltage waveform and given that the frequency responses of transformers with different designs are different, a main challenge in this field is to produce an impulse waveform with specifications specified in IEC60060-1. In high voltage test fields using an empirical method, the parameters of the impulse generator such as series and parallel resistors are set to achieve a standard impulse wave shape. This try and error empirical method is time consuming and besides, the standard wave shape cannot be achieved in some special design transformers. To overcome these problems, a precise simulation method for transformer impulse test circuit is provided in this paper and the genetic algorithm is adopted to determine the optimum values of impulse generator resistors. Finally, the simulation results are validated using the experimental works.

    Keywords: Lightning Impulse Voltage, Impulse Generator, Transformer, Standard waveform, Genetic Algorithm
  • A. Behzadi Nezhad, A. Namadmalan * Pages 1505-1515

    In low switching frequency strategies, regulated DC sources along with the switching angles increase the system’s degrees of freedom to effectively mitigate or eliminate harmonics. Utilizing the variable DC sources increase the cost, losses and complexity of the system. This paper presents a new method for cascaded H-bridge multilevel inverters based on discrete variable DC source to reduce number of the regulated DC sources. In this paper, an optimization procedure for output voltage regulation is devised based on the discrete variable DC sources, which results in  effective reduction of harmonics and improvement of the output voltage quality. In the optimization method, the near optimum values of DC sources and switching angles are obtained using multi objective genetic algorithm. To verify the feasibility of the new solution, a laboratory prototype is implemented based on seven level cascaded H-bridge inverter with three cells in each phase. Simulation and experimental results validate the effectiveness of the proposed method based on the discrete variable DC sources in reduction of  harmonics and voltage regulation.

    Keywords: Cascaded H-bridge multilevel inverter, variable DC sources, total harmonic distortion
  • H. Behnia, M. Akhbari * Pages 1517-1525

    This paper models and investigates the incorporation of optimal transmission switching (TS) into integrated generation and transmission maintenance scheduling (IMS). The IMS with TS (IMSwTS) problem is formulated as a mixed-integer linear programming model. This problem is hard to solve by off-the-shelf commercial optimization solvers since on the one hand maintenance scheduling variables couple several time intervals together and on the other hand TS variables. A solution approach is proposed in this paper to address the problem’s high computational burden which decomposes the IMSwTS  problem into two subproblems, an IMS subproblem and an optimal TS subproblems, and solves them iteratively. The proposed model and decomposition approach are implemented on IEEE reliability test system. The results demonstrate that adding TS to IMS alters the maintenance schedule and brings cost saving.

    Keywords: transmission switching, integrated maintenance scheduling, decomposition, smart grid, mix integer linear programming
  • A. H. Bayani, D. Dideban *, N. Moezi Pages 1527-1532

    In this research, we investigate the ambipolar current in germanene nanoribbon tunneling field effect transistor (GeNR-TFET) using combination of density functional theory (DFT) and non-equilibrium Green’s function method (NEGF). We propose two different methods to reduce the ambipolar current in the GeNR-TFET: using overlapped gate metal to cover part of the drain side and the other idea is to decrease the doping density in the drain side. The results show that by extension of the metal gate on the drain region, the hole current from the drain to channel reduces and it is possible to reduce this current more by using longer overlapping length. Also, results prove that by decreasing the doping density in the drain side compared with the source region, the ambipolar current declines. We obtain that by mixing two proposed ways, the ambipolar current can significantly be reduced. Suppression of this ambipolar current is an important challenge in digital circuit design.

    Keywords: Germanene nanoribbon, tunneling transistor, ambipolar current, gate-drain overlap, drain doping density
  • H. Bisheh, B. Fani, G. Shahgholian* Pages 1533-1545

    The rapid growth of distributed generations (DG) in distribution grids brings new challenges in the protection coordination of overcurrent relays. So far, various adaptive techniques have been addressed to solve DG units’ mis-coordination problem, however, the un-predictable penetration of installed DG units highlights the importance of a penetration-free methodology. This study presents a novel offline, quick, applicable and cheap solution which guarantees protection coordination for any penetration and location of DG units. To do so, first, under different DG penetration levels and locations, the conventional protection performance is studied to discover the worst mis-coordination cases. Next, according to relays standards, the characteristic curve of the back-up relay is modified such that it can maintain coordination in all worst cases. The proposed methodology is applied to a power distribution network equipped with numerous DG units. The results successfully prove the effectiveness of the proposed method. This fact makes this method an attractive option for distribution systems with DG units.

    Keywords: Distribution network, photovoltaic system, coordination of the overcurrent relays, penetration of DG
  • A. Tibash, A. Shahbahrami * Pages 1547-1558

    The two-Dimensional Discrete Wavelet Transform (2D-DWT) is widely used in various applications for multimedia data processing, including image and video compression standards. However, this transform is computational intensive than conventional conversions, such as the discrete cosine transform. In this paper, in order to improve the performance of 2D-DWT,  we use Single Instruction, Multiple Data (SIMD) set instructions including Advanced Vector Extensions (AVX), Fused Multiply-Add (FMA), and AVX2 supported by most General-Purpose Processors (GPP). These technologies capable to process 256-bit data located in SIMD registers. The AVX technology can process eight 32-bit floating point numbers, while AVX2 processes sixteen 16-bit fixed-point numbers. In other words, it is possible to exploit 8- and 16-way data-level parallelism. In addition, two different way of parallelism, Row Column Wavelet Transform (RCWT) which processes rows and columns separately and Line-Based Wavelet Transform (LBWT) that processes both rows and columns in a single loop are used. Experimental results of different wavelet transform with different image sizes on a GPP show that the speedups of up to 28.8x yield. Furthermore, LBWT approach improves performance more than RCWT. This is because it uses memory hierarchy structure more efficiently than RCWT approach.

    Keywords: Data-Level Parallelism, Discrete Wavelet Transform, General-Purpose Processor, Parallel processing, Single Instruction, Multiple Data
  • S. M. Haj Seyed Aboutorabi, M. Sarvi * Pages 1559-1567

    The output power of solar arrays is dependent on temperature and light intensity. Solar arrays have low efficiency. To increase the efficiency of photovoltaic systems, the solar array maximum power point tracking is required. The exotic phenomena like clouds, on the solar arrays will provide partial shade in these conditions and voltage curve can be several local maximum points. Conventional methods because they tend to track the maximum power point of the local convergence are not appropriate in partial shade condition. So in this paper, a new method of the maximum power point tracking with the ability to track the global maximum power point is provided. The proposed method is implemented by the microcontroller STM32F407VGT6 and DC/DC buck converter. The circuits are presented to measure temperature and irradiation. Also a comparison between the proposed method and the method of P&O to verify the performance of the proposed method is done. The experimental and simulation results confirm the accuracy of the proposed method.

    Keywords: Intelligent algorithm, maximum power point tracking, photovoltaic, DC, DC converters
  • Z. Hamzavi-Zarghani*, A. Yahaghi Pages 1569-1576

    In this paper, graphene has been designed for tunable scattering manipulation of a dielectric cylinder. The goal is changing scattering properties of a dielectric cylinder to ones of another cylinder with desired radius. For this purpose, scattering coefficients of the covered and target cylinders have been achieved and equated. Required surface impedance of the graphene in order to obtain the considered goal in the frequencies of 3 and 4 THz has been derived. By properly tuning the chemical potencial of the graphene, caused by induced voltage, this goal has controllably been achieved. Total scattering widths of the bare, target and covered cylinders are obtained from numerical simulations and analytical calculations.

    Keywords: Surface impedance, Scattering, Radar cross section, Graphene
  • M. Heidari, M. A. Shamsi-Nejad *, M. Monfared Pages 1577-1590

    Single phase grid-tied inverters are remarkably increasing in low-power applications such as residential and industrial power supplies. In the single phase system, the inherent ripple power at twice the line frequency results in undesirable low-frequency ripple in the dc-link voltage and output ac current. This issue can be eased through the installation of bulky electrolytic capacitors in the dc link. However, such passive filtering approach may inevitably lead to limited system lifetime and reliability. To overcome these problems, auxiliary power decoupling methods are used to reduce the size of the electrolytic capacitor and replace it with film capacitor. In this paper, By introducing a shunt switching compensator (SSC) and exploiting instantaneous power theory (pq theory), the size of the required capacitance remarkably decreased.The proposed controlling system, based on the modified pq theory and single-phase modeling, was similar to a three-phase unbalanced system regarding the structure. The system simulation was according to the 3Kw photovoltaic system used at the Birjand University. The simulation results verify the proposed power decoupling technique. At the end, a cost comparison between the proposed structure and prevalent structure is also done.

    Keywords: Cost, DC link capacitor Grid-tied inverter, Modified instantaneous power theory, Shunt switching compensator
  • M. Khashei Varnamkhasti, Kh. Shojaei Arani * Pages 1591-1601

    In this paper, a method is proposed for the control of a quadrotor based on sliding mode control by using Chebyshev neural networks. The proposed approach is a combination of the sliding mode controller and the Chebyshev neural network approximator that the neural network weights are tuned in real-time by using robust adaptive techniques. In this research, the dynamic model of the quadrotor is divided into two subsystems for the purpose of the position and orientation tracking control: a fully-actuated subsystem and an underactuated subsystem. For the former, the sliding surfaces are designed by using one state variable, and for the latter, the sliding manifolds are defined by a linear combination of two state variables. In this paper, the system stability is analyzed by Lyapunov theory-based techniques and the accuracy of the controller performance will be illustrated by the simulation results.

    Keywords: Quadrotor, sliding mode control, chebyshev neural networks, adaptive control, robust control
  • S. Y. Derakhshandeh*, R. Pourbagher Pages 1603-1612

    Based on the determinant of the Jacobian matrix in the power flow (PF) problem, power systems are categorized to well-conditioned, ill-conditioned and unsolvable systems. In this paper, a novel and simple approach based on Newton technique is presented to solve the PF problems in the unsolvable power flow cases in the power systems. The presented method is based on combination of the inverse of Jacobian matrix to a nonsingular diagonal matrix. Application of the proposed method causes to change the zero eigenvalues to new values in their neighborhoods. The application of the presented algorithm in various scale power systems (2-bus, 11-bus, 14-bus and 118-bus) indicates that the proposed formulation decreases the computation time and number of iterations in comparison with benchmark methods.

    Keywords: Jacobian matrix, power flow, unsolvable system
  • *S. RadMoghadam, M. Farrokhi Pages 1613-1628

    Acquiring appropriate tools adaptable to various tasks is the most fundamental feature of the robots dealing with environment. Therefore, it would be more beneficial to plan a mechanism amenable to control the robotic fingers. Since robotic fingers have completely nonlinear behavior and their modeling is associated with the difficulties arising from the factors such as friction, physical features of transmission mechanisms, and changes in hand’s orientation, adopting a model-independent method of control will be useful. In this paper, a Takagi-Sugeno-Kang (TSK) fuzzy controller, which adaptively updates its consequence parameters, is employed for position/force control of the fingertips grasping a light and soft ball. Designing in Cartesian space and being model-independent are some of the most important advantages of this method. In the first step, force and position reference values are calculated using a predetermined stationary grasping strategy. Afterward, the performance of the adaptive fuzzy TSK controller in maintaining the ball with and without the existence of force measurement noise and joint friction are evaluated. Furthermore, the process of catching a falling ball is divided into approaching, locking and holding phases. Finally, in the simulation section, it is shown that the adaptive fuzzy TSK controller is an efficient way for performing the aforementioned three phases.

    Keywords: Robotic hand, grasping, fuzzy controller, measurement noise, joint friction
  • R. Rajabi, S. Shamaghdari *, S. K. Yad'avar Nikravesh Pages 1629-1638

    In this paper, modeling, analyzing and controlling nonlinear systems using Polytopic linear models is considered. First, the output tracking problem is investigated for the state of the system as compared to the affine input, and then the problem is solved for the non-affine state. In the state of determining the parameters of each region to increase the problem solving speed we determine the weighted function in a specific manner that prevents interference between the regions and by solving an linear inequality matrix of controller design , in contrast to the past, it is not necessary to solve a bilinear matrix inequality and only by solving a linear one, the controller will be designed. To stability and design of the controller, a method is used to ensure both the stability of the approximate model (polytopic) and the stability of the main model (nonlinear). Finally, the results are taken and the methods proposed are used to  design of an elastic missile  system.

    Keywords: Polytopic linear models, linear matrix inequality, affine, non-affine systems, elastic air vehicle, partial feedback
  • S. A. Rafiei, S. Goldani *, B. Mohammadi Ivatloo, H. Falaghi Pages 1639-1648

    In this paper, a novel framework is presented to solve generation expansion planning problem in the presence of investment incentives. In the proposed model, investment incentive is a guaranteed purchase contract. Generation expansion planning is presented as a bilevel model, where the goal of upper level is maximizing profit of wind unit investor and the low level includes the market clearing optimization problem with maximizing of social welfare powered by independent system operator (ISO). This bilevel problem is transformed into an mathematical programming with equilibrium constraints problem (MPEC) using the KKT conditions. In this paper, the guaranteed contract price and the market price are obtained in the market clearing equations, and by using them and the strategic bidding by wind unit, it is decided on investment.

    Keywords: Generation expansion planning, bilevel problem, contract pricing, strategic offering
  • M. Zadsar, M. Haghifam * Pages 1649-1663

    Self-healing as one of the most important features of smart distribution networks that increases network reliability and resiliency. Considering the necessity of studying the challenges facing outage management in smart distribution networks and developing the proposed solutions in this field, this paper investigate the impact of self-healing and automatic outage management on smart distribution networks on network reliability. In this paper, a new algorithm is proposed to evaluate the reliability of smart distribution networks by describing the problem scope and providing a control and operation model in both normal and self-healing modes. In the proposed algorithm, the Monte Carlo method is used to simulate equipment outage scenarios. In each outage scenario, in the optimization problem framework, the status of the controllable switch  to create the structure of the multi microgrid, direct load control program and the scheduling of thermal sources and energy storage in the fault period are determined. The capabilities of the proposed model are to consider the wind resources uncertainties and the distribution network operational constraint such as voltage constraints and line thermal constraints. The results of the implementation of the proposed algorithm on the modified IEEE RBTS network will improve the reliability of the network by adopting outage management strategies in smart distribution networks.

    Keywords: Self-healing, Microgrid, Smart distribution network, Reliability, Automation outage management, Renewable Resources
  • Ramin Zahamti, R. Shariatinasab *, H. Eliasi Pages 1665-1679

    Modeling of transmission lines for the analysis of electromagnetic transient behavior requires the calculation of a modal transformation matrix in a wide range of frequencies. In this paper, a comprehensive framework for smooth calculating the transformed matrix is ​​presented. Accordingly, at each frequency, a general set for eigen vectors corresponding to each eigen value is computed. Then, on the basis of a smoothing criterion and an optimization algorithm, at each frequency the set of eigen vectors are chosen arbitrarily, avoiding sudden mutations and smoothing the fitted function for different elements The conversion matrix is​​guaranteed. The proposed algorithm is implemented on an underground cable 3 phases system and overhead line in order to obtain a transformation matrix. The simulation results indicate the effectiveness of the algorithm used to calculate the transformation matrix in a very smooth and precise manner. Also, this algorithm will continue to show significant accuracy in a situation where the frequency sampling rate is reduced, so that it exhibits acceptable tracking capability at low sampling rates.

    Keywords: Modal transformation matrix, transmission line model, eigen values, newton–raphson, levenberg–marquardt
  • M. Zandifar, J. Tahmoresnezhad* Pages 1681-1696

    Image processing is a method to perform some operations on an image, in order to get an enhanced image or to extract some useful information from it. The conventional image processing algorithms cannot perform well in scenarios where the training images (source domain) that are used to learn the model have a different distribution with test images (target domain). In fact,the existence of conditional distribution difference across the source and target domains degrades the performance of model. Domain adaptation and transfer learning are promising solutions that aim to generalize a learning model across training and test data with different distributions. In this paper, we address the problem of unsupervised cross domain image processing in which no labels are available in test images. In fact, the proposed method transfers the source and target domains into a shared low dimensional FLDA-based subspace in an unsupervised manner. Our proposed method minimizes the conditional probability distribution difference of the source and target data via Bregman divergence. We provide a projection matrix to map the source and target data into a common subspace on which the between class scatter matrix is maximized and within class scatter matrix and cross domain distributions are minimized. Extensive experiments on 58 cross-domain image classification tasks over six public datasets reveal that our proposed method outperforms the state-of-the-art cross domain image processing approaches.

    Keywords: Image processing, transfer learning, bregman divergence, conditional distribution difference reduction, dimensionality reduction
  • M. H. Saeedinia, M. Mehraganfar, S. A. Davari* Pages 1697-1710

    Among different active front end (AFE) rectifier control methods, model predictive direct power control (MPDPC) is one of the appropriate and effective one. This method chooses best switching state based on simple calculation of converter behavior due to consideration of all possible switching states. MPDPC present good performance in balanced network condition and can control AFE rectifier with sinusoidal input currents and unity power factor. However, in the network unbalanced condition, the MPDPC shows harmonics and disturbance in the current waveform. It's almost impossible to achieve unity power factor and sinusoidal input current waveform of AFE rectifier in the unbalanced and harmonized supply condition. A new method which is the combination of the virtual flux and MPDPC with active power ripple elimination is proposed in this paper. This method uses new approach to eliminate the active power pulsation based on calculated virtual flux. Furthermore, a new current prediction method based on the virtual flux technique is proposed. This method has the advantages of VF and MPDPC techniques at the same time. Control of AFE rectifier with sinusoidal input currents, unity power factor, high robustness in high percentage of unbalance, simple calculation under unbalanced and harmonized condition of the network are some advantages of the proposed method. Unlike the conventional methods, there is no need for the positive and negative sequences extraction which is a complex calculation. Simulation and experimental results are presented to confirm the effectiveness of the proposed method.

    Keywords: Predictive control, Unbalanced condition, Three phase AFE rectifier
  • A. Sheykhi, F. Goodarzi, S. Toofan * Pages 1711-1720

    This paper presents a current reference circuit by employing the combination of the saturated and subthreshold transistors structures. At first, using these two structures PTAT and CTAT currents were generated and combined with together. Then to achieve low temperature variation coefficient, proper coefficients of the output currents of these two structures were combined leading to 100µA current reference. This current reference was post layout simulated in the 0.18μm CMOS TSMC technology with Cadence software and its layout size was 177.4μm×180.5μm. Post layout simulation results show that this current reference has a 3.68 ppm/°C variation in the temperature range of -40 to 120 Celsius degrees for TT transistors. In addition, its average temperature variation coefficient is 16.384 ppm/°C for 1000 iterations of Monte Carlo simulation. This circuit has a 2.9% sensitivity per one volt change of the supply voltage. This reference require to 396 millivolts headroom voltage to reach the 98% of the nominal current value. The power consumption of this circuit at the supply voltage of 1.8V was 39.67µW.

    Keywords: Cascode current mirror, Current reference, Temperature coefficient
  • Z. Shirmohammadi* Pages 1721-1731

    The usage of binary numerical-based Crosstalk Avoidance Codes (CACs) in communication channels of NoCs is one of the efficient crosstalk tackling mechanisms. In CACs, specific transition patterns are avoided in generated code words. However, the problem of the binary numerical-based CACs is that their overheads increase with growing the number of wires. To reduce the growth of channel width, more code words can be represented using tri-value numerical systems. In this paper, in the first step, a mechanism is proposed that calculates the number of code words that do not have 020 and 202 forbidden patterns. These transition patterns impose the worst crosstalk effects to a victim wire in tri-value systems. Then, in the second step, an algorithm is proposed that generates numerical systems without 020 and 202 forbidden patterns. Using this algorithm, a tri-value CAC called 3D Transition Opposite Direction (3D-TOD) is proposed that is able to increase the number of represented code words in specific channel width. Evaluations show that 3D-TOD can reduce the overheads of additional wires and codec, efficiently.

    Keywords: Crosstalk Avoidance Codes (CACs), Crosstalk Faults, Reliability, Tri-Value Coding Mechanism, Network-on-Chip
  • A. Taherkhani, F. Bayat* Pages 1733-1743

    In this paper, an approach for robust sensor fault reconstruction of wind turbine systems in the presence of simultaneous uncertainty and disturbance is proposed. For this purpose, an adaptive sliding mode observer is designed such that the fault is reconstructed through an online adaptive law. The significance of the proposed approach in addition to its robustness against the bounded disturbances and uncertainties is that it does not require the fault and uncertainty bounds to be known a priori. An efficient algorithm is presented to adjust the design parameters based on the Linear Matrix Inequality (LMI) concept. The proposed approach is applied to a 5MWs wind turbine system and simulation results demonstrate the accuracy and desirable performance of the approach.

    Keywords: Wind turbine, adaptive sliding mode observer, fault reconstruction
  • F. Arefi, A. Nadian* Pages 1745-1755

    Human body part detection has been an important research topic in the last decade. It is widely applicable in areas such as human activity recognition, pose detection and other applications related to human movements. The objective of a human body part detection system is to associate a body part to each human pixel. Recent studies show that applying depth maps significantly improves the results of body part detection. In this study, two new features based on pixel depth difference is proposed. First feature is based on pixel-wise depth difference between the input pixel and neighbor pixels selected using a weighted circular distribution. The second feature is the difference between coefficients of polynomials fitted to neighbors of the input pixel at difference scales, making the feature invariant scaling. Random decision forest was used for pixel classification. Comparison of results with the state of the art methods reveal that the proposed method is able to distinguish and differentiate the various components of the body more accurately.

    Keywords: Human body part detection, RGB-D image, shape based feature, random decision forest
  • M. Alidoosti, A. Nowroozi *, A. Nickabadi Pages 1757-1767

    According to IMPERVA report, application layer DoS attacks have involved about 60 percent of total DoS attacks. Today, attacks have been transferred to the business layer. Web application vulnerability scanners cannot detect business logic vulnerabilities (vulnerabilities related to logic). This paper presents BLDAST, A dynamic and black-box vulnerability analysis approach that identify business logic vulnerabilities of a web application against flooding DoS attacks. BLDAST assesses web application resiliency against flooding DoS attacks in the business layer. BLDAST first extracts business logic processes of a web application. Business logic processes with high overload are selected and finally, based on selected processes, BLDAST runs business layer DoS test scenarios. The evaluation conducted on four well-known open source web applications shows that BLDAST is able to detect business logic vulnerabilities. In addition, we show that an attacker in business logic attacks can exhaust target by consuming only one percent of his resources in comparison to other layers attacks. Therefore, business logic attacks are very dangerous and BLDAST is able to identify vulnerable web applications against these attacks.

    Keywords: Black-box testing, Business layer, Business logic process, DoS test Scenario
  • M. Ghadimi, E. Amini Boroujeni* Pages 1769-1779

    This paper presents adaptive observer design for one-sided Lipschitz systems. One-sided Lipschitz systems are a wide branch of nonlinear systems that include Lipschitz systems. Designed observer simultaneously estimate states and unknown parameters of the system and it is robust against input perturbation and limited observer gain disturbance. As using  observer will results in having desirable performance besides observer stability, a non-fragile  observer is presented and its stability is investigated based on Lyapunov theorem. Using linear matrix inequality causes minimizing the effect of disturbance on the estimation error addition to calculating the observer’s gain systematically. Two examples are presented to show the efficiently and performance of the proposed observer and comparison with a new research in this field. Finally the conclusion of the paper and the useful suggestions for future researches in this field is presented.

    Keywords: Lyapunov stability, adaptive observer, fractional-order systems, one-sided Lipschitz, linear matrix inequality (LMI)
  • M. Ghalehnoie, M.R. Akbarzadeh-Tootoonchi *, N. Pariz Pages 1781-1793

    This paper investigates stabilization for a class of nonlinear impulsive switched systems with norm-bounded input constraint. Due to this constraint, it is only enough that the stabilization criteria and assumptions related to the nonlinearities be met on a subspace containing the origin. Certainly, these assumptions are such that they covers most of real-world systems. The purpose of this paper is to design a norm-bounded control that guarantees the exponential convergence of trajectories to a sufficient small ultimate bound in presence of uncertainties. Therefore, firstly, we present the stability criteria for a general model that ensures the convergence of all trajectories starting from a region of attraction to an ultimate bound. These conditions are in terms of a common Lyapunov function candidate and the minimum dwell-time, and it is enough to be valid on the region of attraction. Secondly, using the common quadratic Lyapunov function candidate and using the state-feedback approach, the established conditions are reformulated as a set of linear or bilinear matrix inequalities. Besides, to achieve the control parameters along with the largest convergence area and smallest ultimate bound, we propose an optimization problem. Finally, some illustrative examples are presented to demonstrate the proposed approach.

    Keywords: Impulsive switched system, norm-boundedness, uncertainty, matrix inequality, region of attraction, ultimate bound
  • M. Kamran kashtiban, K. Abedi *, M. javad Sharifi Pages 1795-1799

    In this paper, an optical bandpass filters based on photonic crystal using asymmetric Mach-Zehnder interferometer is conceptually analyzed and designed. For this purpose, the wavelength parameters such as central wavelength, bandwidth, amplitude sharpening, and passband flattening for a single stage conceptual structure have been selected and realized based on two-dimensional hexagonal photonic crystal lattice. The proposed filter has a high degree of design freedom and by adjusting the structure design parameters, it can be used in the design of the wide and narrow bands optical filters. The 1-dB and 3-dB bandwidths for the initial structure and optical demultiplexer are obtained 12 nm, 25 nm and 4 nm, 8 nm, respectively which represents a 300 percent reduction in bandwidth and sharpening of the filter amplitude.

    Keywords: Optical filters, photonic crystals, mach-zehnder interferometer, optical demultiplexer
  • A. Karimizadeh, A. Ketab * Pages 1801-1812

    In this paper, a novel method has been proposed that, determines the necessary actions to restore the power system as quickly as possible in the event of an overall outage of the power system, when there is more than one black start unit in the power system, it will be divided into several islands in order to faster restoration. The proposed method uses a bi-level optimization algorithm that, determines needed actions for restoration process in an integrated approach. These actions are partitioning of the power system, units' start-up sequence, determination of optimal transmission path between buses and sequence of energizing transmission lines and buses. The proposed algorithm has been implemented on IEEE 39-bus test system to show the advantage of the method.

    Keywords: Power system restoration, partitioning, units start-up sequence, optimal transmission path, bi-level optimization, energy generation capability
  • J. Mohebbi Najm Abad, A. Soleimani *, A. Pouyan Pages 1813-1825

    Increasing the number of cores to enhance computing power of processors leads to an increase in temperature for multicore systems. Thermal management is significant challenge in these processors. A proactive dynamic thermal management uses a thermal model to predict the temperature before processor temperature reaches the threshold. In this paper, some appropriate features for thermal model are read by using system measurement tools. Other features as historical and control features are created using the proposed processes. An online thermal model based on several thermal phase is proposed. For each phase, a neural network is used to forecast temperature. Different thermal phases are identified according to the parameters affecting the processor temperature using the adaptive resonance theory network. For each of the neural networks, the minimum number of proper features is selected based on the mutual information between the features. The proposed thermal model is able to detect new thermal phase at run time. Then, appropriate neural network is created for new phase. The proposed model has been evaluated to predict temperature for different time distances. The results shows the mean absolute error is less than 1 °C.

    Keywords: Dynamic thermal management, thermal prediction, feature selection, multilayer perceptron, thermal phase, adaptive resonance theory network
  • A. Moradkhani *, J. Rashidbeygi Pages 1827-1836

    Today, many power distribution companies are confronted with meter tampering and energy theft phenomena that increase the non-technical losses of the low voltage network. The first step in eliminating these types of losses is to identify areas that are infected. The loss estimation method already provided, are not capable of covering the meter tampering and the electricity theft. Hence, in this paper, a method is proposed to estimate the loss of low voltage network using available information. The main idea of the proposed method is based on the definition of load factor index and it has been proven that in the case of meter tampering and electricity theft, this coefficient will decrease compared to the actual load factor of the feeder. The information used in this method is available in the GIS system and there is no need to install another measurement device. The proposed method has been implemented in 12 low voltage networks in Moosian  and its results have been presented.

    Keywords: Loss estimation, non-technical loss, meter tampering, energy theft, low voltage system
  • M. Magari, H. Grailu* Pages 1837-1848

    Today, there is a great tendency to store long-term recordings of electromyogram (EMG) signals; thus, showing the importance and necessity of effective compression of this type of biomedical signals. In this paper, regarding to the relatively rapid variation of EMG instantaneous amplitudes and thus having rather high frequency components, we have proposed a compression approach in which a smooth and reversible version of the input EMG signal is generated to be compressed instead of the original one; thus, improving the compression efficiency. We have used the pre/de-emphasis technique in the Fourier domain to produce a smooth signal from the input EMG signal. The smoothed signal is then simply converted to the corresponding 2D image and finally, compressed by the Wavelet transform and Set Partitioning In Hierarchical Trees (SPIHT) codec. The proposed method is evaluated by two sets of criteria, measuring the compression efficiency (including the PRD and CF measures) and capability of preserving the clinical information (including four spectral parameters). The results show the superiority of the proposed method compared to most of existing approaches.

    Keywords: Electromyogram Signal Compression, Signal Smoothing, Pre, De-emphasis Technique, Fourier Transform, Wavelet Transform, SPIHT codec
  • Gh. Moloudian, S. Bahrami *, H. Ghouhestani Pages 1849-1855

    In this paper, a low-pass filter with usage microstrip lines and suitable performance for operation in telecommunication systems is designed, simulated and fabricated. The design of the filter is based on the fifth order chebyshev filter design rules. In order to improve the performance of the low-pass filter parameters, radial suppressor cells and open stubs are used which increase the stopband and narrow transition band (sharp roll-off-rate). The proposed low-pass filter after designed, using simulated ADS software and finally fabricated on the Rogers-RO4003c substrate with a thickness of 0.508 mm (20 mil) and a dielectric constant of 3.38. The -3 dB cutoff frequency for the proposed filter is 1.1 GHz and bandwidth of the stopband is close to 28.5 GHz. The change rate for the filter is appropriate and equal to 79 dB/GHz. The size of filter is relatively small and figure of merit is 26663. The simulation results and the results of the measurement of the fabricated sample are consistent and fairly similar. The proposed filter can be used in telecommunication systems due to good performance.

    Keywords: Low-pass filter, wide stopband, narrow transition band, high figure of merit
  • M. Naderan *, A. Jamshidnejad, N. Mirderikvand Pages 1857-1868

    Lung cancer is one of the hardest and most dangerous types of known cancer in the world which can be detected in its beginning stages as a small mass of tissue, less than 3 cm in diameter, called a nodule. These nodules are classified to two classes of benign or malignant. In this paper, a detection system for detection and classification of lung nodules is proposed which in the first phase, lungs are separated from the CT scan images according to the active contour segmentation method. Next, based on the SIFT features the proposed Bagging classifier, classifies the lung images into two classes of patient and healthy. In the second phase, according to a fully automatic Graph-Cut segmentation method the nodules are extracted from patient images and their diameters are measured. Finally, nodules are classified to two classes of benign and malignant based on their size and texture Haralick features. To evaluate the proposed method, images of the LIDC database are used and its performance in detection of nodules compared to other methods has an accuracy of 97% and in classification of nodules to benign and malignant an accuracy of 96% is reached.

    Keywords: Lung nodules, CT images, Graph-cut segmentation method, SIFT features, Haralick features, Combined classifiers
  • M. Nooraei Abadeh, S. H. Mirian Hosseinabadi * Pages 1869-1881

    The increase in complexity and the rate of technological changes in modern software development have led to a demand for systematic methods that raise the abstraction level for system maintenance and regression testing. Model Driven Engineering (MDE) has promised to reduce extra coding efforts in software maintenance activities using traceable change management, especially in rapidly changing application. The paper presents a Z-notation based framework, called Changed-based Regression Testing (ChbRT), for formal modeling of regression testing in the context of MDE. The framework proposes to automatically propagate the changes from a software specification to testing artifacts in order to preserve consistency after system evolution. The framework is enriched by providing a new category of coverage metrics for change-based regression testing. The proposed framework is expected to be beneficial in both platform independent and specific levels of ChbRT by identifying the suitable coverage according to available testing resources. The accuracy and efficiency of the proposed framework have been evaluated and analyzed on three case studies.

    Keywords: Model Driven Development, Regression Testing, Incremental Model Transformation, Change Model, Consistency, Coverage Criteria
  • S. M. Hashemzadeh, M. Hejri * Pages 1883-1894

    In this paper, a new method for extracting the global maximum power point (GMPP) of a PV array under partial shading conditions (PSCs) is presented. In the proposed method, it is shown that, independent of the pattern and intensity of the radiation, the GMPP position is always in the neighboring of the global peaks of one of the photovoltaic (PV) strings in the PV array. Therefore, in contrast to the existing methods in which the number of local peaks, tested as a GMPP candidate, is dependent on the number of different radiation levels on the array surface, in the proposed technique this number is reduced to the number of parallel strings in the photovoltaic array and is independent of the irradiation pattern on the PV array. As a result, to track the GMPP in PSC, first the GMPP of each PV string is estimated, and then the voltage of each of the estimated points is given to the power electronic converter as a reference voltage to regulate the PV array voltage at the corresponding candidate GMPP voltage. Next, in each case, the produced power is recorded and the voltage that produces the maximum power is known as the final GMPP of the PV array. Numerical results and comparative study with similar methods confirm the desirable performance of the proposed algorithm in finding the GMPP with an acceptable speed and accuracy.

    Keywords: Multistring PV arrays, estimation, power electronics converter, maximum power point tracking, partial shading
  • B. Homaei, S. Abazari *, M. Barkhordari Yazdi Pages 1895-1903

    Cyber-attacks have become a serious threat to the power grid by expanding the use of communication networks and cyber-physical systems in power systems. due to the connection between communication networks (cyber layer) and Power Grids (physical layer), state estimation of power systems is vulnerable to cyber- attacks. In this paper, state estimation in the power system without any cyber-attacks has occurred, then the detection of false data injection attack power grid when the measurements made by phasor measurement unit (PMU), and the dynamic estimation of the system state variables are estimated by Estimator Kalman. The attack is applied to the communication channels between the PMU and the state estimator. The proposed method which is based on the Kalman filter and the Euclidean distance detector has a good performance in detection of complex attacks such as a false data injection attack. The effectiveness of the proposed method is shown by simulating false data injection attacks on the IEEE 14-bus system. The impact of the FDI attack on the state estimation system and the effectiveness of the proposed method is shown detection of attacks in an IEEE 14-bus system is shown.

    Keywords: Cyber-attacks, false data injection (FDI) attack, phasor measurement unit (PMU), kalman filter