فهرست مطالب

مهندسی برق - سال چهل و نهم شماره 4 (پیاپی 90، زمستان 1398)

نشریه مهندسی برق
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 مشخصه ی گذرای مولفه ی 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 سیگنال های 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 جریان های قطب مثبت و منفی خط انتقال، قطب دارای خطا از قطب سالم در سیستم دوقطبی تمایز داده می شود. نتایج شبیه سازی برای انواع خطا ها گویای صحت عملکرد روش پیشنهادی می باشد.

    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 داده های حس شده توسط کاربران موبایل، اطلاعات جمعیتی استخراج و سپس خدمات مردم محور ارایه می گردد. با این حال، اکثر کاربران تمایلی به مشارکت داوطلبانه در این فرایند ندارند. از این رو وجود مکانیزم های انگیزشی به منظور ترغیب کاربران به مشارکت الزامی است. در این مقاله بر اساس داده های ارسالی کاربران، یک مکانیزم انگیزشی مبتنی بر امتیاز پیشنهاد می شود. این مکانیزم (CAI) با استفاده از اطلاعات زمینه ی به دست آمده از داده ی کاربر، کیفیت داده را می سنجد و بر اساس آن به کاربر امتیاز می دهد. در مرکز مکانیزم انگیزشی از سیستم استنتاج فازی به منظور محاسبه ی امتیاز استفاده می شود. با استفاده از شبیه سازی، مکانیزم پیشنهادی ارزیابی و تاثیر هریک از پارامترها بر امتیاز کسب شده توسط کاربر نشان داده می شود. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که این مکانیزم می تواند به حل مشکل عدم توازن قیمت در مناطق مختلف سنجش کمک نماید و با تعداد کم مشارکت کننده در هر نقطه ی سنجش نیز داده های باکیفیت را جمع آوری کند.

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

    در سال های اخیر افزاره های نوری مبتنی بر بلورهای فوتونی، به دلیل ویژگی های جالب بلورهای فوتونی مانند تلفات ناچیز، سرعت گروه بسیار پایین، انعطاف پذیری در شکل و ابعاد و همچنین مناسب بودن برای مدارهای مجتمع در ابعاد نانو، بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. در این مقاله، با استفاده از بلورهای فوتونی دو بعدی، نحوه طراحی یکی از ضروری ترین عناصر مدارهای مجتمع نوری یعنی دی مالتی پلکسر تمام نوری بررسی شده است. برای این منظور ابتدا یک ساختار فوق العاده فشرده از دی مالتی پلکسرهای 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 هم بستگی زمانی-مکانی تولید بادی بر هزینه عدم تعادل در بازار زمان حقیقی به طور آماری تحلیل می شود. بدین منظور، مسئله تسویه بازار زمان حقیقی فرمول بندی می شود. تولید بادی به صورت بار الکتریکی منفی مدل سازی می شود. بار الکتریکی نیز غیرحساس به تغییرات قیمت در نظر گرفته می شود. به علاوه، قیود مربوط به محدودیت های زمانی واحدها و محدودیت های شبکه در مدل تسویه بازار زمان حقیقی مدنظر قرار می گیرد. با استخراج هم بستگی زمان-مکانی تولید توان بادی از اطلاعات واقعی، عدم قطعیت تولید توان بادی به صورت مجموعه ای از سناریوها مدل سازی می شود. نتایج شبیه سازی برای سیستم 24-bus RTS ارایه می شود. اثرگذاری هم بستگی زمانی-مکانی تولید توان بادی بر قیمت بازار زمان حقیقی و هزینه عدم تعادل به کمک شبیه سازی آماری مطالعه می شود. همچنین اثر هم بستگی زمانی-مکانی تولید توان بادی بر هزینه عدم تعادل از دیدگاه تولیدکنندگان بادی تحت دو مکانیسم تسویه تک قیمت و دوقیمت به صورت آماری در نظر گرفته می شود. نتایج برای حالات مختلف نشان می دهد متوسط درآمد (هزینه) ناشی از اضافه (کمبود) تولید تولیدکنندگان بادی در مکانیسم تسویه تک قیمت بیشتر (کمتر) است. اگرچه اختلاف انحراف معیار درآمد (هزینه) تولیدکنندگان بادی در این دو مکانیسم تسویه تحت تاثیر خطای پیش بینی تولید بادی می تواند 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

    موتور های القایی نقشی بی بدیل در راه اندازی چرخ صنعت و چرخه تولید ایفا می کنند. به همین دلیل، هم در زمینه بهبود فرآیند ساخت و تولید و هم در زمینه پایش وضعیت آن ها تحقیقات زیادی انجام می شود. این مقاله به یکی از عیوب رایج مربوط به این نوع موتور ها، 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 می گردد. 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 مدت زمان 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 تعیین کننده 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 مدل سازی دقیق برای مدار تست ضربه ترانسفورماتور ارایه شده و مقادیر بهینه مقاومت های ژنراتور ضربه توسط الگوریتم ژنتیک تعیین شده اند. سپس نتایج مدل سازی 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 روش های کلیدزنی فرکانس پایین، منابع جریان مستقیم (DC) تنظیم شونده همراه با زوایای کلیدزنی درجه های آزادی سیستم را به منظور کاهش یا حذف هارمونیک ها به صورت موثر افزایش می دهند. استفاده از منابع DC متغیر هزینه، تلفات و پیچیدگی سیستم را افزایش می دهد. این مقاله یک روش جدید برای اینورترهای چندسطحی آبشاری تمام پل بر اساس منبع DC متغیر گسسته به منظور کاهش تعداد منابع DC تنظیم شونده ارایه می دهد. در این مقاله، برای تنظیم ولتاژ خروجی یک رویه بهینه سازی بر اساس تغییرات گسسته منابع جریان مستقیم ارایه شده است؛ که منجر به کاهش موثر هارمونیک ها و بهبود کیفیت ولتاژ خروجی می شود. در روش بهینه سازی، مقادیر نزدیک به بهینه منابع DC و زوایای کلیدزنی با استفاده از الگوریتم ژنتیک چندهدفه (MOGA) به دست می آید. به منظور تایید امکان پذیری راه حل جدید، یک نمونه آزمایشگاهی بر اساس اینورتر هفت سطحی آبشاری تمام پل با سه سلول پیاده سازی شده است. نتایج شبیه سازی و پیاده سازی عملی، اثربخشی روش پیشنهادی بر مبنای منابع DC متغیر گسسته را در کاهش هارمونیک ها و تنظیم ولتاژ نشان می دهد.

    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 برنامه ریزی یک‏پارچه تعمیرات واحدهای نیروگاهی و خطوط انتقال (IMS) بررسی و مدل شده‏است. مسئله برنامه ریزی یک‏پارچه تعمیرات واحدهای نیروگاهی و خطوط انتقال با در‏نظر‏گرفتن کلیدزنی بهینه به‏صورت یک مسئله برنامه ریزی 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 مسئله را با استفاده از حل کننده های متداول موجود دشوار ساخته‏است. در این مقاله یک روش تجزیه به‏منظور مدیریت بار محاسباتی مسئله برنامه ریزی جامع تعمیرات و کلیدزنی بهینه ارایه شده‏است که مسئله برنامه ریزی یک‏پارچه تعمیرات با کلیدزنی بهینه انتقال را به دو زیرمسئله برنامه ریزی یک‏پارچه تعمیرات (IMS) و کلیدزدنی بهینه خطوط انتقال (TS) تجزیه می‏کند و این دو زیرمسئله را به‏صورت تکراری حل خواهند‏شد. مدل و روش تجزیه ارایه شده، برروی سیستم تست قابلیت اطمینان IEEE پیاده سازی شده‏است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که اضافه‏کردن TS به IMS، برنامه تعمیرات خطوط انتقال و واحدهای نیروگاهی را تغییر می دهد و منجر‏به کاهش هزینه می گردد.

    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 می گیرد. 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 می گیرد. نتایج به دست آمده با استفاده از نرم افزارهای کوانتوم اسپرسو و نانوتیکدویدز نشان دهنده این هستند که با امتداد طول گیت بر روی قسمتی از ناحیه درین، جریان دوقطبی کاهش می یابد 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 می افتد. در ادامه با تلفیق هردو روش پیشنهادی مشاهده می شود که می توان به خوبی جریان دوقطبی را در این افزاره کاهش داد که این موضوع یک امر مهم در طراحی مدارات دیجیتال به حساب می آید.

    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 شبکه های توزیع منجربه ایجاد چالش های جدیدی در هماهنگی حفاظتی رله های اضافه جریان شده است. تاکنون، روش های تطبیقی مختلفی به منظور حل مشکل ناهماهنگی منابع تولید پراکنده ارایه شده است، اما با این وجود، ضریب نفوذ غیرقابل پیش بینی منابع DG نصب شده، اهمیت یک روش مستقل از ضریب نفوذ را برجسته می کند. این مطالعه یک راه کار آفلاین، سریع، عملیاتی و ارزان قیمت را ارایه می دهد که هماهنگی حفاظتی را در هر ضریب نفوذ و مکان منابع DG تضمین می کند. به این منظور، در ابتدا، در ضریب نفوذها و مکان های مختلف منابع DG، عمل کرد سیستم حفاظتی سنتی موردمطالعه قرار می گیرد که بدترین حالات ناهماهنگی مشخص شود. سپس، باتوجه به استانداردهای رله ها، منحنی مشخصه حفاظت پشتیبان به نحوی اصلاح می گردد که بتواند هماهنگی را در بدترین حالات حفظ کند. راه کار پیشنهادی برروی یک شبکه توزیع که به تعداد زیادی DG مجهز است، اعمال شده است. نتایج با موفقیت کارایی روش پیشنهادی را اثبات می کند. این حقیقت این روش را یک گزینه جذاب برای شبکه های توزیع همراه با منابع DG می کند.

    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) به صورت گسترده ای در کاربردهای مختلف پردازش داده های چندرسانه ای ازجمله استانداردهای فشرده سازی تصاویر و ویدیو مورداستفاده قرار می گیرد. بااین وجود، این تبدیل دارای پیچیدگی محاسباتی بالاتری نسبت به تبدیل های مرسوم مانند تبدیل گسسته کسینوسی و دیگر توابع موجود در استانداردهای فشرده سازی است و بیشترین درصد از زمان اجرا را به خود اختصاص می دهد. در این مقاله، برای بهبود کارایی 2D-DWT از مجموع دستورات فناوری های 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 همه منظوره (GPP) پشتیبانی می گردد، پیشنهادشده است. با استفاده از این فناوری ها قابلیت پردازش هشت داده 32 بیتی برای اعداد اعشاری و شانزده داده 16 بیتی برای اعداد صحیح شانزده بیتی در ثبات های SIMD یک GPP فراهم می گردد. بعلاوه نحوی نگاشت تبدیل های مختلف موجک به روش پردازش های سطری-ستونی که پردازش های سطری و ستونی را جداگانه انجام می دهد و مبتنی بر خط که هر دو، سطرها و ستون های تصویر را در یک حلقه پردازش می کند، استفاده شده است. نتایج پیاده سازی موازی سازی تبدیل های مختلف بر روی یک پلتفرم GPP نشان داد که کارایی، 2D-DWT به ازای اندازه تصاویر مختلف را می توان تا 28.8 برابر نسبت به پیاده سازی سریال بالا برد. همچنین نگاشت مبتنی بر خط که باعث استفاده بهتر از ساختار سلسله مراتبی حافظه می گردد، کارایی را نسبت به نگاشت سطری – ستونی بیشتر بهبود می دهد.

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

    توان خروجی آرایه های خورشیدی به دما و شدت تابش وابسته است. آرایه های خورشیدی دارای بازده پایینی هستند. برای افزایش بازده سیستم فتوولتاییک، ردیابی نقطه حداکثر توان آرایه های خورشیدی موردنیاز است. ازطرفی پدیده های نامتعارفی مانند ابرها، برروی آرایه های خورشیدی سایه جزیی ایجاد می کنند که در این شرایط منحنی ولتاژ-توان آن ها چندین نقطه بیشینه محلی دارد. روش های ردیابی معمولی به دلیل تمایل به هم گرایی 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 می شود. روش ارایه شده توسط میکروکنترلر STM32F407VGT6 به همراه مبدل DC به DC از نوع باک پیاده سازی می شود. مدارهایی برای اندازه گیری دما و تابش ارایه می گردند. همچنین مقایسه ای بین روش پیشنهادی و روش P&O برای بررسی کارایی روش پیشنهادی انجام می شود. نتایج آزمایشگاهی و شبیه سازی صحت روش پیشنهادی را تایید می کنند.

    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 شکل دهی تنظیم پذیر 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 به صورت کنترل پذیر، حاصل شده است. سطح مقطع راداری دو بعدی استوانه های بدون پوشش، هدف و پوشیده شده با گرافن از دو روش شبیه سازی و تحلیلی به دست آمده اند.

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

    امروزه اینورترهای تک فاز متصل به شبکه به صورت گسترده ای در کاربردهای توان پایین، مراکز صنعتی و مسکونی به عنوان تامین کننده توان مورداستفاده قرارگرفته اند. در سیستم های تک فاز توان ریپلی ذاتی با فرکانسی دو برابر فرکانس شبکه باعث به وجودآمدن نوسانات فرکانس پایین نامطلوب در ولتاژ لینک DC و جریان خروجی می شود. البته این مسئله با نصب یا استفاده از یک خازن الکترولیتی بزرگ برطرف می شود. اما استفاده از این فیلتر پسیو به این بزرگی منجربه کاهش اجتناب ناپذیر طول عمر و قابلیت اطمینان سیستم می شود. برای غلبه بر این مشکلات از روش های کمکی متعادل سازی توان برای کاهش ظرفیت خازن و جای گزینی آن با خازن های فیلمی، استفاده می شود. در این مقاله با معرفی یک جبران گر موازی و بهره گیری از تیوری توان های لحظه ای ظرفیت خازن متعادل کننده توان کاهش چشم گیری داشته است. ساختار سیستم کنترلی پیشنهادی براساس تیوریpq اصلاح شده و مدل سازی سیستم تک فاز به صورت یک سیستم سه فاز نامتعادل است. شبیه سازی سیستم براساس سیستم فتوولتاییک 3 کیلووات نصب شده در دانشگاه بیرجند است. عمل کرد سیستم پیشنهادی به وسیله نتایج شبیه سازی تایید شده است و در پایان مقایسه هزینه ای بین ساختار پیشنهادی با ساختار متداول نیز انجام شده است.

    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 شبکه های عصبی چبیشف پیشنهاد شده است. روش پیشنهادی ترکیبی از روش کنترل مدلغزشی و تخمینگر شبکه عصبی چبیشف می باشد که در آن وزن های شبکه عصبی به صورت بلادرنگ با استفاده از تکنیک های کنترل تطبیقی مقاوم به روزرسانی می شوند. در این پژوهش، مدل دینامیکی کوادروتور به منظور 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 می شوند و برای زیرسیستم دوم، سطوح لغزش با ترکیب خطی از دو متغیر حالت تعریف می شوند. در این مقاله، پایداری سیستم به وسیله تکنیک های مبتنی بر تیوری لیاپانوف تحلیل می گردد و با استفاده از نتایج شبیه سازی صحت عملکرد کنترل کننده 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

    سیستم های قدرت برمبنای دترمینان ماتریس ژاکوبین آن ها در مسئله پخش توان، به سیستم های با شرایط مطلوب، شرایط بد و غیرقابل حل تقسیم بندی می شوند. در این مقاله، روشی ساده و ابتکاری براساس روش نیوتن برای حل مسایل پخش توان در حالت هایی که سیستم قدرت در شرایط غیرقابل حل یا نزدیک به غیرقابل حل قرار گرفته است، ارایه شده است. این روش برمبنای تلفیق ماتریس معکوس ژاکوبین با ماتریس قطری غیرتکین بنا شده است. اعمال این روش، باعث تغییر مقادیر ویژه صفر و تغییر این مقادیر به یک مقدار در همسایگی مقدار ویژه صفر می شود. روش پیشنهادی برروی سیستم های 2 شین، 11شین، 14 شین و 118 شین مورد ارزیابی قرار گرفته است و نشان داده شده که اعمال الگوریتم پیشنهادی در سیستم های قدرت با ابعاد مختلف، می تواند زمان محاسبات و تعداد تکرار را در مقایسه با روش های دیگر کاهش دهد.

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

    داشتن ابزار گرفتن مناسب و تطبیق پذیر با کارها و اجسام مختلف از ویژگی های بنیادین ربات ها در هنگام ارتباط با محیط می باشد. از این رو، برنامه ریزی و طراحی سازوکاری که در آن انگشتان دست به طور مطلوب هدایت شوند، امری حایز اهمیت است. انگشتان ربات رفتاری کاملا غیرخطی دارند و تحت تاثیر عواملی چون اصطکاک، ویژگی های فیزیکی سازوکارهای انتقال توان و تغییر جهت گیری دست، مدل سازی آن ها با دشواری هایی روبرو است. از این رو، استفاده از کنترل کننده ای که به طور مستقل از مدل عمل نماید، بسیار سودمند خواهد بود. در این مقاله، از کنترل کننده فازی تاکاگی سوگنو کانگ (TSK) که پارامترهای قسمت تالی آن به وسیله قاعده ای به روز می شوند، جهت کنترل نیرو و موقعیت انگشتان ربات برای گرفتن توپ سبک و نرم استفاده می شود. طراحی در فضای دکارتی و عدم وابستگی به مدل دینامیکی ربات از مهم ترین مزایای این روش می باشند. بنابراین ابتدا با تعیین استراتژی ای برای گرفتن توپ ساکن، مقادیر مرجع نیرو و موقعیت محاسبه می شوند. سپس عملکرد کنترل کننده فازی تطبیقی با و بدون حضور عواملی چون نویز اندازه گیری نیرو و اصطکاک مفصلی بررسی می شوند. علاوه بر این، فرآیند مهارکردن توپ متحرک در حال سقوط به 3 فاز نزدیک شدن، قفل شدن (ضربه) و نگه داشتن تقسیم بندی می شود. سپس با بررسی نتایج به دست آمده از شبیه سازی، کارآمدی این روش در انجام مراحل سه گانه یادشده نشان داده می شود.

    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 کنترل کننده برای سیستم های غیرخطی به روش مدل های خطی چندوجهی پرداخته می شود. ابتدا مسئله ردیابی خروجی برای حالتی که سیستم نسبت به ورودی افاین باشد، بررسی شده و در ادامه نیز برای حالت غیرافاین مسئله حل شده است. با درنظرگرفتن تابع لیاپانوف مربعی برای سیستم بیان شده به شکل چندوجهی، مسئله طراحی کنترل کننده به صورت نامعادله ماتریس دوخطی ظاهر می شود. توابع وزنی مدل چندوجهی به شیوه خاصی تعیین می شوند تا از تداخل میان نواحی جلوگیری شود و نشان داده می شود مسئله طراحی کنترل کننده ردیاب با حل یک نامعادله ماتریس خطی صورت می گیرد. برای بررسی پایداری و طراحی کنترل کننده نیز از شیوه ای استفاده شده که هم پایداری مدل تقریبی (چندوجهی) و هم پایداری مدل اصلی (غیرخطی) را تضمین می کند. درنهایت، روش های ارایه شده و نتایج گرفته شده برای طراحی خلبان خودکار یک پرنده مافوق صوت الاستیک به عنوان سیستم نمونه استفاده شده است. چون در این نوع پرنده پس خور از همه حالت ها ممکن نیست، روش پیشنهادی برای شرایط پس خور جزیی توسعه داده می شود. نتایج، حاکی از عملکرد مناسب روش ارایه شده می باشد.

    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 مسئله برنامه ریزی توسعه تولید با درنظرگرفتن مشوق های سرمایه گذاری ارایه می شود. در مدل پیشنهادی، مشوق سرمایه گذاری قرارداد خرید تضمینی است. مسئله برنامه ریزی توسعه تولید، در قالب یک مدل دوسطحی ارایه می شود که سطح بالا بیشینه سازی سود سرمایه گذار واحد بادی را هدف قرار داده است و سطح پایین شامل مسئله بهینه سازی تسویه بازار با هدف بیشینه سازی رفاه اجتماعی توسط بهره بردار مستقل سیستم (ISO) می باشد. این مسئله دوسطحی با استفاده از شرایط KKT به یک مسئله یک سطحی برنامه ریزی ریاضی با قیود تعادل (MPEC) تبدیل می شود. در این مقاله قیمت قرارداد تضمینی و قیمت بازار در اثنای معادلات تسویه بازار به دست می آیند و با استفاده از آن ها و پیشنهاد استراتژیک قیمت توسط واحد بادی، در مورد سرمایه گذاری تصمیم گیری می شود.

    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 به عنوان یکی از مهم ترین ویژگی های شبکه های توزیع هوشمند موجب افزایش قابلیت اطمینان و تاب آوری در برابر وقوع اغتشاش در شبکه می شود. با توجه به لزوم مطالعه چالش های پیش روی مدیریت خروج در شبکه های توزیع هوشمند و توسعه راه کارهای 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 مسئله و ارایه مدل کنترلی و بهره برداری از شبکه در دو مد عادی و خودترمیمی، الگوریتم جدیدی برای ارزیابی قابلیت اطمینان شبکه های توزیع هوشمند پیشنهادشده است. در الگوریتم پیشنهادی از روش مونت کارلو برای ایجاد سناریوهای خروج تجهیزات استفاده شده است. در هر سناریوی خروج، وضعیت کلیدهای قابل کنترل برای ایجاد ساختار چند ریزشبکه، اجرای برنامه قطع مستقیم بار و بهره برداری از منابع حرارتی و ذخیره ساز انرژی، در چارچوب یک مسئله بهینه سازی تعیین می شود. از قابلیت های مدل پیشنهادی در نظر گرفتن عدم قطعیت منابع بادی و محدودیت های بهره برداری از شبکه توزیع ازجمله قیود ولتاژ و قیود حرارتی خطوط می باشد. نتایج حاصل از اجرای الگوریتم پیشنهادی بر روی شبکه اصلاح شده IEEE RBTS، حاکی از بهبود شاخص های قابلیت اطمینان شبکه با اتخاذ استراتژی مدیریت خودکار خروج در شبکه های توزیع هوشمند، می باشد.

    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 برازش شده برای المان های مختلف ماتریس تبدیل تضمین شود. الگوریتم پیشنهادی روی یک سیستم سه فاز کابل زیرزمینی و خط هوایی به منظور به دست 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 نرخ های 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 عملیات ها برروی تصویر، برای به دست آوردن تصاویری با کیفیت بالاتر یا استخراج برخی اطلاعات مفید می باشد. الگوریتم های سنتی پردازش تصویر در شرایطی که تصاویر آموزشی (دامنه منبع) که برای یاددهی مدل استفاده می شوند توزیع متفاوتی از تصاویر آزمایشی (دامنه هدف) داشته، نمی توانند عملکرد خوبی داشته. درواقع، وجود اختلاف توزیع شرطی بین دامنه های منبع و هدف، بازدهی مدل را کاهش می دهد. تطبیق دامنه و یادگیری انتقالی راه حل های امیدبخشی هستند که هدف آن ها تعمیم دادن یک مدل یادگیری بین داده های آموزشی و تست با توزیع های متفاوت است. در این مقاله، مسئله پردازش تصویر بین دامنه ای بدون نظارت مورد توجه قرار گرفته است که هیچ برچسبی برای داده های تست در دسترس نمی باشد. درواقع، روش پیشنهادی دامنه های منبع و هدف را به یک زیرفضای کم بعد مشترک براساس FLDA به صورت بدون نظارت منتقل می کند. روش پیشنهادی ما، اختلاف احتمال توزیع شرطی در داده های منبع و هدف را ازطریق واگرایی برگمن حداقل می کند. یک ماتریس نگاشت به دست می آید که داده های منبع و هدف را به یک زیرفضای مشترک انتقال می دهد که در آن فضا ماتریس پراکندگی بین کلاسی حداکثر شده و ماتریس پراکندگی درون کلاسی و توزیع های بین دامنه ای حداقل می شود. آزمایشات متنوع برروی 58 عملیات طبقه بندی بین دامنه ای برروی شش پایگاه داده همگانی نشان می دهد که روش پیشنهادی ما بهتر از روش های پردازش تصویر جدید ارایه شده در حوزه بین دامنه ای عمل می کند.

    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 پیش بین مدل مبنا (MPDPC)، یکی از موثرترین روش ها در میان روش های متفاوت کنترل یکسوسازهای AFE می باشد. این روش بهترین حالت کلیدزنی را بر اساس محاسبات ساده ای از رفتار مبدل، با در نظر گرفتن تمامی حالات کلیدزنی ممکن انتخاب می کند. در شرایط تعادل شبکه، روش MPDPC کارایی مناسبی را همراه با جریان ورودی سینوسی و ضریب توان واحد ارایه می دهد. در شرایط عدم تعادل و هارمونیکی شبکه، جریان ورودی یکسوسازی که توسط روش MPDPC کنترل می شود، دارای هارمونیک خواهد بود. در این شرایط، دست یابی به جریان ورودی مطلوب و ضریب توان واحد امری دشوار می باشد. در این مقاله یک روش جدید که ترکیبی از شار مجازی و MPDPC به همراه محدودسازی نوسان توان اکتیو و راکتیو می باشد ارایه شده است. این روش برای محدودسازی نوسان توان اکتیو و راکتیو از یک راه کار جدید بر پایه شار مجازی استفاده می کند. به علاوه یک روش جدید برای پیش بینی جریان بر پایه شار مجازی نیز در این مقاله ارایه شده است. روش پیشنهادی از مزایای روش کنترلی شار مجازی و روش کنترلیMPDPC به طور هم زمان بهره مند می باشد. از مزایای این روش می توان به کنترل یکسوساز AFE با جریان های ورودی سه فاز سینوسی، عملکرد در ضریب توان واحد، پایداری در درصدهای بالای عدم تعادل و هارمونیک شبکه و محاسبات ساده در شرایط عدم تعادل و هارمونیک شبکه اشاره کرد. برخلاف روش های رایج، این روش نیازی به جداسازی مولفه های مثبت و منفی که دارای محاسبات بسیار دشوار است، ندارد. نتایج شبیه سازی و آزمایشگاهی به منظور اثبات کارایی روش پیشنهادی، ارایه شده اند.

    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 می شود. در این کار ابتدا با هریک از این ساختارها جریان های PTAT و CTAT تولید و با یکدیگر ترکیب شد. سپس برای دستیابی به ضریب تغییرات دمایی پایین جریان های 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 نرم افزار Cadence رسم و مدار استخراج شده از آن شبیه سازی شد. نتایج شبیه سازی نشان دادند که این مرجع جریان در بازه دمایی ºC40- تا ºC120 برای حالت TT دارای ضریب تغییرات دمایی ppm/ºC3.68 می باشد. علاوه بر این، میانگین ضریب تغییرات دمایی آن برای 1000 بار تکرار مونت کارلو برابر ppm/ºC 16.384 است. همچنین نتایج شبیه سازی نشان داد که این مدار نسبت به تغییر یک ولتی ولتاژ تغذیه دارای حساسیت 2.9% می باشد. 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 کدگذاری های اجتناب از همشنوایی مبتنی بر سیستم های عددی دودویی یکی از راه های مقابله با اشکال همشنوایی است که در آن از رخداد الگوهای گذار مشخص در تولید کلمه کد جلوگیری می شود. اما مشکل این سیستم های عددی دودویی، سربارهایی است که با رشد عرض کانال افزایش پیدا می کنند. رشد عرض کانال را می توان با نمایش تعداد بیشتری کلمه داده با استفاده از سیستم های 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 کانال های سه مقداره تحمیل می کنند، ارایه می شود. سپس در گام دوم، الگوریتمی برای تولید سیستم های عددی سه مقداره عاری از الگوهای ممنوعه 020 و 202 ارایه می شود و با استفاده از آن یک روش کدگذاری مبتنی بر سیستم عددی سه مقداره با نام 3D-TOD پیشنهاد می شود که قابلیت سیستم عددی را در نمایش کلمه کد افزایش می دهد. 3D-TOD از الگوریتمی استفاده می کند که الگوهای ممنوعه 020 و 202 را حذف می کند. این سیستم عددی قابلیت اعمال بر هر عرض گذرگاه دلخواهی را دارد. ارزیابی های انجام شده نشان می دهد، این کد سربار سیم ها و هم چنین سربار کدگشا و کدگذار را نسبت به کدهای مبتنی بر سیستم عددی مشابه کاهش می دهد.

    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، مشاهده گر مد لغزشی تطبیقی به گونه ای طراحی شده است که عیب رخ داده از طریق یک قانون تطبیق برخط بازیابی شود. اهمیت روش پیشنهادی در آن است که علاوه بر مقاوم بودن در برابر اغتشاش و نامعینی های موجود، نیازی به مشخص بودن کران سیگنال عیب و عدم قطعیت وجود ندارد و صرفا کران داربودن آن ها برای دستیابی به اهداف کافی است. یک الگوریتم موثر برای تعیین پارامترهای طراحی با تکیه بر مفهوم نامساوی های ماتریسی خطی (LMI) ارایه شده است. روش پیشنهادی برای یک سیستم توربین بادی 5 مگاوات اعمال و نتایج شبیه سازی صحت و عملکرد مطلوب روش ارایه شده را نشان می دهند.

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

    تشخیص بخش های بدن انسان یکی از مهم ترین موضوعات پژوهش در دهه ی اخیر بوده است. این موضوع در حوزه هایی مانند تشخیص فعالیت ، تشخیص حالت و سایر سامانه های مرتبط با فعالیت های حرکتی انسان، کاربرد گسترده ای دارد. هدف از سیستم تشخیص بخش های بدن انسان تعلق دادن هر پیکسل انسان به بخش های بدن می باشد. در تحقیقات اخیر نشان داده شده است، استفاده از نقشه ی عمق می تواند نتایج حاصل تشخیص بخش های بدن را بهبود بخشد. در این پژوهش ویژگی های جدیدی براساس تفاوت پیکسلی عمق ارایه شده است. ویژگی اول بر اساس تفاضل پیکسلی عمق بین پیکسل ورودی و همسایه های آن که بر اساس توزیع وزن دار حلقوی انتخاب شدند، تعیین شدند. ویژگی دوم  تفاوت ضرایب چندجمله ای برازش شده از پیکسل ورودی در مقیاس های مختلف می باشد که موجب ایجاد ویژگی ای مستقل از مقیاس می شود. برای دسته بندی پیکسل ها از جنگل تصمیم تصادفی استفاده شده است. مقایسه نتایج روش پیشنهادی با روش های موجود نشان می دهد روش پیشنهادی توانسته است با دقت بیشتری اجزای مختلف بدن را تشخیص و تقسیم بندی 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 می دهند. امروزه حملات به لایه کسب و کار منتقل شده اند. ابزارهای تحلیل آسیب پذیری قادر به شناسایی آسیب پذیری های لایه کسب وکار (آسیب پذیری های مربوط به منطق) برنامه کاربردی وب نیستند. در این تحقیق راهکار جعبه سیاه برای شناسایی آسیب پذیری لایه کسب و کار برنامه کاربردی وب در مقابل حملات منع خدمت سیلابی را با نام BLDAST پیشنهاد می دهیم. هدف BLDAST ارزیابی تاب آوری برنامه کاربردی وب در برابر حملات منع خدمت سیلابی در لایه کسب وکار است. BLDAST ابتدا فرایندهای کسب و کار برنامه را استخراج می نماید سپس فرایندهای کسب و کار سنگین را انتخاب می کند و در نهایت، سناریوی آزمون منع خدمت لایه کسب و کار را اجرا می کند. آزمایش ها بر روی چهار برنامه کاربردی معروف نشان داد، BLDAST قادر است آسیب پذیری های لایه کسب و کار این برنامه ها را شناسایی کند. علاوه بر این نشان دادیم که مهاجم در حملات لایه کسب و کار می تواند با مصرف تنها یک در صد از منابع خود در قیاس با حملات لایه های دیگر، سیستم هدف را شکست دهد. بنابراین حملات لایه کسب وکار بسیار خطرناک هستند که BLDAST قادر به شناسایی آسیب پذیری برنامه های کاربردی 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 سیستم های مرتبه کسری لیپشیتز یک طرفه پرداخته است. سیستم های لیپشیتز یک طرفه دسته وسیعی از سیستم های غیرخطی هستند که سیستم های لیپشیتز را نیز شامل می شوند. رویتگر طراحی شده به صورت هم زمان بردار حالت و پارامترهای ناشناخته سیستم را تخمین می زند و در برابر اغتشاش ورودی و اغتشاش محدود بر روی بهره رویتگر مقاوم است. با توجه به اینکه با به کارگیری روش  در طراحی رویتگر می توان 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 به کارگیری نامساوی خطی ماتریسی ضمن کمینه سازی تاثیر اغتشاش در خطای تخمین، بهره رویتگر نیز به روش سیستماتیک به دست خواهد آمد. به منظور نمایش موثربودن رویتگر پیشنهادی، دو مثال آورده شده و نتایج شبیه سازی آن ارایه و با پژوهشی جدید در این زمینه مقایسه شده است. در بخش نتیجه گیری نیز ضمن جمع بندی 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 میان گذر نوری مبتنی بر بلور فوتونی توسط تداخل سنج های ماخ-زندر غیرمتقارن به صورت مفهومی تحلیل و طراحی می شود. برای این منظور، شاخص های طول موج ازقبیل طول موج مرکزی، پهنای باند، تیزکردن دامنه، تخت کردن باند عبور برای ساختار مفهومی یک طبقه انتخاب و براساس بلورهای فوتونی دوبعدی ششگون پیاده سازی شده است. فیلتر پیشنهادی درجه آزادی طراحی بالایی داشته و با تنظیم شاخص های طراحی ساختار،  در طراحی فیلترهای نوری باند وسیع و باند باریک می تواند مورد استفاده قرار گیرد. پهنای باند dB 1 وdB  3  برای ساختار اولیه به ترتیب nm 12 و  nm 25  و برای نوع واتافتگرهای نوری به ترتیب  nm4 و nm 8 به دست آورده شده است که نشان دهنده کاهش 300 درصدی پهنای باند و تیزشدن دامنه های فیلتر می باشد.

    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 شده است که در شرایط خاموشی سراسری سیستم قدرت، ترتیب اقدامات لازم جهت بازگرداندن هر چه سریع تر سیستم قدرت را تعیین می کند. چنان چه در سیستم قدرت بیش از یک واحد با قابلیت خودراه اندازی وجود داشته باشد، جهت سرعت بیش تر، بازگردانی به صورت جزیره ای صورت می گیرد. روش پیشنهادی از یک الگوریتم بهینه سازی دوسطحی بهره می برد که مجموعه اقدامات جهت بازگردانی جزیره ای یک سیستم قدرت اعم از جزیره سازی، تعیین توالی راه اندازی واحدها، تعیین مسیر بهینه بین شین ها و ترتیب برق دارکردن شین ها و خطوط انتقال را به صورت یک پارچه و هم زمان انجام می دهد. محدودیت های واحدها و شبکه انتقال به صورت قیود در مسئله بهینه سازی در نظر گرفته شده است. جهت مقایسه و نشان دادن برتری روش پیشنهادی نسبت به روش مرسوم، شبیه سازی برروی شبکه استاندارد 39 شینه IEEE انجام شده است

    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 هسته ها برای افزودن توان محاسباتی پردازنده ها، منجر به افزایش دما در سیستم های چندهسته ای می گردد. لذا مدیریت دما در این پردازنده ها از اهمیت بالایی برخوردار است. مدیریت دما با رویکرد فعال، از یک مدل دمایی، برای پیش بینی دما پیش از رسیدن به دمای حدآستانه استفاده می کند. در این مقاله ویژگی های لازم برای پیش بینی دما با استفاده از ابزارهای اندازه گیری سیستم خوانده شده و از آن ها ویژگی های سابقه ای و کنترلی با استفاده از پردازش های پیشنهادی ایجاد شده اند. یک مدل دمایی برخط مبتنی بر چند فاز دمایی و برای هر فاز یک شبکه عصبی برای پیش بینی دما پیشنهاد شده است. فازهای مختلف دمایی با توجه به پارامترهای موثر بر دمای پردازنده با استفاده از شبکه نظریه تشدید انطباقی شناسایی شده اند. برای هر یک از شبکه های عصبی، حداقل تعداد ویژگی های مناسب برای پیش بینی در فاز دمایی مربوطه، بر پایه اطلاعات متقابل بین ویژگی ها 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 می دهد در مدل دمایی پیشنهادی میانگین قدرمطلق خطا برای فاصله های زمانی مختلف کمتر از 1 درجه سانتی گراد 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 شرکت های توزیع با پدیده های دست کاری لوازم اندازه گیری 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. روش های تخمین تلفات از قبل مطرح شده، قادر به پوشش دادن پدیده دست کاری کنتور و برق دزدی نیستند.  ازاین رو در این پژوهش روشی برای تخمین تلفات شبکه فشار ضعیف با استفاده از اطلاعات موجود معرفی شده است. ایده اصلی روش پیشنهادی مبتنی بر تعریف شاخص ضریب بار قرایت شده است و اثبات شده است که در صورت وجود انشعاب غیرمجاز و دست کاری لوازم اندازه گیری، این ضریب نسبت به ضریب بار واقعی فیدر کاهش خواهد یافت. اطلاعات مورداستفاده در این روش در سیستم GIS قابل دسترس است و نیازی به نصب دستگاه اندازه گیری دیگری ندارد. این روش پیشنهادی در 12 شبکه فشار ضعیف منطقه موسیان اجرا شده است و نتایج آن ارایه شده است.

    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 سیگنال های 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 می شود تا کارایی فشرده سازی بهبود یابد. برای هموارسازی سیگنال، برای اولین بار در این مقاله، از تکنیک پیش تاکید-واتاکید در حوزه تبدیل فوریه استفاده شده است. سیگنال هموار شده، به منظور افزایش تزاید مکانی، به کمک تکنیک دوبعدی سازی به تصویر معادل خود تبدیل و سپس به کمک تبدیل موجک و کدگذاری SPIHT فشرده سازی می شود. روش پیشنهادی به کمک دو دسته از معیارها، معیارهای قدرت فشرده سازی (شامل PRD و CF) و معیارهای قدرت حفظ اطلاعات کلینیکی (شامل چهار پارامتر طیفی) ارزیابی شده است. نتایج، همگی نشان دهنده توانمندی و برتری روش پیشنهادی در مقایسه با مهمترین روش های امروزی بوده اند.

    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، شبیه سازی و ساخت یک فیلتر پایین گذر با استفاده از خطوط مایکرواستریپ و عملکرد مناسب پرداخته شده است. برای طراحی فیلتر، از قوانین طراحی فیلترهای چپی شف مرتبه پنجم استفاده شده است. برای بهبود عملکرد شاخص های فیلتر پایین گذر طراحی شده، از سلول های سرکوب گر شعاعی و استاب های باز استفاده شده است که باعث افزایش باند توقف و باند گذار باریک می شود. طرح فیلتر پیشنهادی پس از طراحی، با استفاده از نرم افزار ADS مورد شبیه سازی قرار گرفته و در نهایت بر روی زیرلایه Rogers-RO4003c با ضخامت 508/0 میلی متر (20 میل) و ثابت دی الکتریک 3.38 ساخته شده است. فرکانس قطع فیلتر پیشنهادی برابر 1/1 گیگاهرتز و پهنای باند توقف آن نزدیک به 28.5 گیگاهرتز می باشد. نرخ تغییر وضعیت فیلتر مناسب و برابر با 79 دسی بل بر گیگاهرتز می باشد. اندازه فیلتر پیشنهادی نسبتا کوچک و ضریب شایستگی فیلتر بالا و برابر با 26663 می باشد. نتایج شبیه سازی و نتایج مربوط به اندازه گیری نمونه ساخته شده باهم مطابق و رفتار نسبتا یکسانی دارند. از فیلتر پیشنهادی به دلیل عملکرد مناسب می توان در سیستم های 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 سخت ترین و خطرناک ترین سرطان ها به شمار می رود که می تواند در مراحل اولیه، به صورت یک جسم کوچک با قطری کمتر از سه سانتی متر، بنام ندول، مشاهده شود. این ندول ها به دو دسته ی خوش خیم و بدخیم یا سرطانی تقسیم بندی می شوند. در این مقاله، یک سیستم تشخیصی جهت شناسایی و دسته بندی ندول های ریوی پیشنهاد می شود، که در فاز اول ریه ها از تصویر سی تی اسکن طی عملیات ناحیه بندی کانتور فعال جدا می شوند. سپس براساس ویژگی های سیفت (SIFT)، دسته بند بگینگ پیشنهادی تصاویر ریه را به دو دسته سالم و بیمار دسته بندی می کند. در فاز دوم، براساس یک ناحیه بندی گراف کات تمام خودکار، ندول ها از تصویر ریه استخراج شده و قطر آن ها اندازه گیری می شود. در پایان، ندول ها براساس اندازه و ویژگی های بافتی تصویر (هارالیک) به دو دسته خوش خیم و بدخیم طبقه بندی می شوند. جهت ارزیابی عملکرد روش پیشنهادی، از تصاویر مجموعه داده LIDC استفاده گردید و کارایی آن در شناسایی ندولها و در مقایسه با روش های دیگر با معیار دقت 97% و از نظر طبقه بندی ندول ها به خوش خیم 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 سیستم های نرم افزاری و وابستگی جوامع به این سیستم ها رو به افزایش است. با توسعه فن آوری های تحت وب و رویکردهای سرویس گرا، ضرورت تطبیق با نیازهای کاربران در هنگام درخواست برای اعمال تغییرات و تکامل سیستم ها، بر این پیچیدگی افزوده است. روش های توسعه نرم افزار مدل-رانه با تمرکز بر استفاده از مدل به عنوان مصنوع اصلی و به کارگیری رویکردهای خودکار، توسعه محصولات نرم افزاری 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 می آورد. 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 نرم افزاری 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 شده است. در روش پیشنهادی، نشان داده می شود که مستقل از الگو و شدت تابش، موقعیت GMPP همواره در همسایگی پیک سرتاسری یکی از ردیف های آرایه PV می باشد. لذا، تعداد نقاط پیک محلی مورد آزمون در روش پیشنهادی برخلاف روش های موجود که به تعداد سطوح تابشی مختلف در سطح آرایه می باشد، مستقل از الگو و شدت تابش بوده و برابر تعداد ردیف های موازی در آرایه فتوولتاییک می باشد. بر این اساس، برای ردیابی GMPP در PSC، ابتدا GMPP هر ردیف تخمین زده می شود و سپس هر کدام از نقاط تخمین زده شده به مبدل الکترونیک قدرت اعمال شده و نقطه ای که بیش ترین توان را به دست دهد به عنوان GMPP آرایه PV شناخته می شود. نتایج عددی و مطالعه مقایسه ای با روش های مشابه، عمل کرد مطلوب الگوریتم پیشنهادی را در یافتن GMPP از نظر دقت و سرعت، تایید می کند.

    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 شبکه های ارتباطی و ساختار سایبر- فیزیکی در سیستم های قدرت، حملات سایبری به تهدیدی جدی در شبکه ی برق تبدیل شده است. برهم کنش شبکه های ارتباطی (لایه سایبری) و شبکه های برق (لایه فیزیکی)، فرایند تخمین حالت سیستم های قدرت را نسبت به حملات سایبری آسیب پذیر کرده است. در این مقاله، مسئله ی تشخیص حمله ی تزریق داده ی غلط ( FDI) در شبکه ی برق با در نظر گرفتن اندازه گیری های انجام شده توسط واحد اندازه گیری فازور (PMU) و تخمین دینامیکی متغیرهای حالت سیستم توسط تخمین گر کالمن مورد بحث قرارگرفته است. حمله ی موردنظر به کانال های ارتباطی بین PMU و تخمین گر حالت صورت می گیرد. نشان داده شده است به دلیل ماهیت هوشمند حمله ی FDI طراحی شده، آشکارساز  که کارایی خوبی برای تشخیص سایر انواع حملات سایبری دارد، قادر به تشخیص این نوع حمله نیست. در مقابل روش ارایه شده 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 به گونه ای طراحی کند که در چند PMU به طور جزیی تزریق داده غلط انجام شود، آشکارساز طراحی شده قادر خواهد بود این حمله را به سرعت تشخیص دهد. احتمال تشخیص نادرست به دلیل اثر نویز کمتر از 1 درصد است. تاثیر حمله ی FDI بر تخمین حالت سیستم و کارایی روش موردمطالعه در تشخیص حمله در سیستم استاندارد 14 باسه IEEE نشان داده شده است.

    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