فهرست مطالب

روشهای هوشمند در صنعت برق - پیاپی 52 (زمستان 1401)

فصلنامه روشهای هوشمند در صنعت برق
پیاپی 52 (زمستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1400/10/14
  • تعداد عناوین: 9
|
  • ایمان خنکدار طارسی، محمود فتوحی فیروزآباد*، حسین محمدنژاد شورکایی، مهدی احسان صفحات 1-18
    به دلیل پیچیدگی شبکه های توزیع چگونگی انجام تعمیرات پیشگیرانه بسیار ضروری است. یکی از عوامل موثر بر بهبود عملکرد شرکت های توزیع وضع مقررات انگیزشی می باشد، که خود سبب پیچیده تر شدن برنامه ریزی تعمیرات می گردد. در این مقاله مسئله برنامه ریزی تعمیرات پیشگیرانه به منظور ارتقای قابلیت اطمینان در حضور عامل انگیزشی جریمه و پاداش هدف قرار داده شده است. از این رو تابع سود شرکت توزیع که شامل هزینه تعمیرات و جریمه و پاداش می باشد، بهینه سازی می گردد. در مدل انگیزشی برای سنجش عملکرد شرکت های توزیع، شاخصهای قابلیت اطمینان به تفکیک فیدرها مقایسه می گردند و در مقابل، برنامه تعمیرات نیز برای هر فیدر به صورت مستقل به دست می آید. با توجه به تفاوت علل خرابی در فیدرها ناشی از ویژگی های ساختاری آن ها و شرایط آب و هوایی، کوچک شدن مقیاس مقایسه عملکرد از شرکتها به فیدرها، علاوه بر افزایش دقت اختصاص جریمه و پاداش سبب بیشینه شدن تاثیر تعمیرات و نگهداری بر سطح قابلیت اطمینان آن ها توام با بهینگی هزینه ها می گردد. به این منظور برای اطلاعات یک شبکه واقعی شامل 194 فیدر پس از دسته بندی فیدرها و اعمال جریمه و پاداش، بهینه سازی سود حاصل از ارایه خدمات به روش BPSO انجام شده است. درنتیجه برنامه تعمیرات پیشگیرانه به تفکیک فیدرها برای سه دسته کلی خرابی پرتکرار یعنی خرابی پست، خرابی خطوط و برخورد شاخه درختان در یک دوره 5 ساله به دست آمده است. نتایج بهینه سازی نشان می دهد که روش ارایه شده همزمان با بیشینه نمودن سود شرکت های توزیع، عملکرد آن ها از نظر قابلیت اطمینان را نیز ارتقا می دهد.
    کلیدواژگان: تعمیرات پیشگیرانه، جریمه و پاداش، قابلیت اطمینان، مقررات انگیزشی
  • امیر خالدیان* صفحات 19-32
    پیشرفت تکنولوژی الکترونیک قدرت، افزایش قابلیت اطمینان سیستم های توزیع توان و سیستم های محرک کنترل پرواز، استفاده از انرژی الکتریکی برای تامین توان هواپیماهای پیشرفته را مورد توجه قرار داده است. این امر باعث شکل گیری مفهوم هواپیمای عمدتا الکتریکی شده است. در این مقاله ساختار جدیدی برای تولید توان مورد نیاز بارهای الکتریکی در هواپیما پیشنهاد می شود. سیستم تولید و مصرف توان الکتریکی در هواپیما به صورت یک ریزشبکه مدل می شود. مکانیزم تولید توان بر پایه اینورترهای منبع ولتاژ است. تغذیه جریان مستقیم اینورترها با یکسوسازی خروجی ژنراتورهای القایی فراهم می شود. توان مکانیکی مورد نیاز ژنراتورها نیز توسط موتورهای توربوجت تامین می شود. بر این اساس، تخصیص هوشمند توان اکتیو بین ژنراتورها با بهره گیری از کنترل افتی بهبود یافته محقق می شود. ضرایب افتی بهینه ژنراتورها با ترکیب روش های مبتنی بر روش های ریاضی گرادیان نزولی و حداقل سازی میانگین مربعات انحراف فرکانس تخصیص می یابد. شبکه الکتریکی هواپیما با کنترل کننده پیشنهادی در نرم افزار متلب شبیه سازی شده و عملکرد آن مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج شبیه سازی نشان دهنده آن است که تخصیص مناسب توان بین ژنراتورها انجام می شود. مزیت روش پیشنهادی نسبت به ساختار مرسوم در هواپیما، حذف واسط مکانیکی ایجادکننده سرعت ثابت و افزایش قابلیت اطمینان سیستم تولید برق است.
    کلیدواژگان: تخصیص هوشمند توان، ریزشبکه، سیستم الکتریکی هواپیما، قابلیت اطمینان، کنترل افتی
  • حسن منافی میرعلیلو، مهدی سلیمی*، جعفر سلطانی، عادل اکبری مجد صفحات 33-52
    در این مقاله برای مدل سازی فضای حالت عمومی مبدل چند سطحی سری متصل به شبکه، روشی جامع پیشنهاد شده است. در اینورترهای چند سطحی به دلیل غیر خطی بودن رفتار آنها، برای تضمین پایداری سیستم در حوزه کاری وسیع استفاده از کنترل کننده غیر خطی اجتناب ناپذیر است. برای همین منظور مدل سازی فضای حالت جهت طراحی این نوع کنترل کننده ها لازم است. مدل پیشنهاد شده برای حالت کلی مبدل با تعداد n پل ارایه شده است. برای راستی آزمایی مدل فضای حالت به دست آمده، یک نمونه آزمایشگاهی از مبدل چند سطحی با دوپل طراحی و ساخته شده و نتایج مربوط به شبیه سازی مدل فضای حالت به دست آمده با نتایج شبیه سازی مبدل متصل به شبکه و نتایج عملی مقایسه شده است. مقایسه نتایج نشان دهنده درستی عملکرد مدل است. همچنین شبیه سازی های مربوطه توسط نرم افزار تخصصی EMTDC/PSCAD انجام یافته است.
    کلیدواژگان: اینورتر چند سطحی، کنترل غیر خطی، مبدل های پل H، مدل فضای حالت
  • آرش علیجانی، بهزاد ابراهیمی*، مسعود دوستی صفحات 53-64
    ممریستور به عنوان چهارمین عنصر بنیادی بعد از مقاومت، خازن و سلف شناخته می شود. ممریستور به خاطر توان مصرفی صفر در حالت نگه داری داده و غیرفرار بودن، در آینده ای نزدیک می تواند به عنصر اساسی حافظه های اصلی یا پنهان دست رسی تصادفی ایستا  (SRAM) یا دست رسی تصادفی پویا (DRAM) تبدیل شود، همچنین می تواند به صورت موثری راندمان، سرعت، زمان راه اندازی و توان مصرفی مدارها را بهبود بخشد. سلول حافظه معرفی شده در این مقاله 4T1M است که با حفظ بیشترین ویژگی های 6T1M باعث کاهش مساحت اشغالی سلول شده است. به منظور شبیه سازی حافظه پیشنهادی، طول ممریستورها 10 نانومتر و مقاومت حالت های روشن و خاموش آنها به ترتیب 1 کیلو-اهم و 200 کیلو-اهم انتخاب شده است. همچنین، ترانزیستورهای MOS سلول نیز توسط مدل PTM HP CMOS   32 نانومتر شبیه سازی شده اند. شبیه سازی در نرم افزار اچ-اسپایس و با تغذیه 9/0 ولت و مقایسه آن با دو سلول شش ترانزیستوری مرسوم (6T) و شش ترانزیستوری-یک ممریستوری (6T1M) نشان می دهد که استفاده از ممریستور در سلول حافظه باعث به صفر رساندن توان مصرفی حین نگه داری داده برای مدت طولانی و کاهش مساحت اشغالی به میزان 7/36 درصد نسبت به سلول 6T1M می شود. سرعت نوشتن داده "یک" روی سلول پیشنهادی تنها 30 پیکو-ثانیه است که در مقایسه با سلول 6T1M بهبود 3 برابری را نشان می دهد ولی در زمان نوشتن داده صفر تغییر محسوسی مشاهده نمی شود. توان ایستای سلول پیشنهادی نسبت به سلول شش ترانزیستوری، 133 برابر کاهش داشته است و توان پویای آن با سلول 6T1M تفاوت ناچیزی دارد اما 60 برابر از سلول شش ترانزیستوری انرژی کمتری مصرف می کند.
    کلیدواژگان: پرسرعت، چگالی پایین، حافظه غیرفرار، حافظه هیبریدی، کم توان، ممریستور
  • سیده بهناز امامی، نسیم نورافزا*، شروان فکری ارشاد صفحات 65-78

    آلزایمر ازجمله بیماری های شایع قرن 21 است و به سبب آن سلول های مغزی بیمار به تدریج از بین رفته و بیمار فوت می کند. در اکثر مواقع هنگامی این بیماری تشخیص داده می شود که علایم آن بروز پیداکرده و کار چندانی برای بیمار نمی توان انجام داد. لذا استفاده از الگوریتم های یادگیری برای تشخیص بیماری بسیار مفید است. به همین دلیل تاکنون الگوریتم های متفاوتی ازجمله نزدیک ترین همسایه، آنالیز تشخیص خطی و ماشین بردار پشتیبان برای تشخیص این بیماری استفاده شده است. این روش ها دارای نقاط ضعفی ازجمله صحت پایین، پیچیدگی محاسباتی بالا و یا زمان اجرای زیادی هستند. بنابراین در این تحقیق، روشی مبتنی بر یادگیری عاطفی مغز و ویژگی موجک استفاده شده است. ابتدا ماده سفید و خاکستری مغز توسط روش آستانه گیری تفکیک شدند، در مرحله دوم ویژگی های بافت تصاویر توسط الگوریتم تبدیل موجک استخراج گردید، مرحله سوم کاهش بعد روی ویژگی های استخراج شده توسط آنالیز مولفه های اصلی انجام گرفته و درنهایت با استفاده از دو الگوریتم یادگیری عاطفی مغز و الگوریتم یادگیری عاطفی مغز مبتنی بر تشخیص الگو طبقه بندی صورت گرفته است. نتایج نشان دادند که زمان اجرای الگوریتم یادگیری عاطفی مغز 22/0 ثانیه و نیز الگوریتم یادگیری عاطفی مغز با صحت 95 درصد و الگوریتم یادگیری عاطفی مغز مبتنی بر تشخیص الگو با صحت 97 درصد بهتر از ماشین بردار پشتیبان با صحت 83 درصد عمل کرده اند.

    کلیدواژگان: آلزایمر، آستانه گیر، آنالیز مولفه های اصلی، الگوریتم یادگیری عاطفی مغز، تبدیل موجک
  • یوسف پورابراهیم، فربد رزازی*، حسین صامتی صفحات 79-98
    بازشناسی احساسات از روی گفتار با توجه به کاربردهای متنوع آن امروزه مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. با پیشرفت روش های آموزش شبکه های عصبی عمیق وگسترش استفاده از آن در کاربردهای مختلف، در این مقاله کاربرد شبکه های کانولوشنی و ترنسفورمر در یک ترکیب جدید در بازشناسی احساسات گفتاری مورد بررسی قرار گرفته که از لحاظ پیاده سازی نسبت به روش های موجود ساده تر بوده و عملکرد مطلوبی نیز دارد. برای این منظور شبکه های عصبی کانولوشنی و ترنسفورمر پایه معرفی شده و سپس مبتنی بر آنها یک مدل جدید حاصل از ترکیب شبکه های کانولوشنی و ترنسفورمر ارایه شده که در آن خروجی مدل کانولوشنی پایه ورودی مدل ترنسفورمر پایه است. نتایج حاصل نشان می دهد که استفاده از شبکه های عصبی ترنسفورمر در بازشناسی بعضی از حالت های احساسی عملکرد بهتری نسبت به روش کانولوشنی دارد. همچنین در این مقاله نشان داده شده که استفاده از شبکه های عصبی ساده به صورت ترکیبی عملکرد بهتری در بازشناسی احساسات از روی گفتار می تواند داشته باشد. در این رابطه بازشناسی احساسات گفتاری با استفاده از ترکیب شبکه های عصبی کانولوشنی و ترنسفورمر با نام کانولوشنال-ترنسفورمر (CTF) برای دادگان راودس دقتی برابر 94/80 درصد به دست آورد؛ در حالی که یک شبکه عصبی کانولوشنی ساده دقتی در حدود 7/72 درصد به دست آورد. همچنین ترکیب شبکه های عصبی ساده علاوه بر اینکه می تواند دقت بازشناسی را افزایش دهد، می تواند زمان آموزش و نیاز به نمونه های آموزشی برچسب دار را نیز کاهش دهد.
    کلیدواژگان: بازشناسی احساسات، پردازش سیگنال گفتار، شبکه های عصبی عمیق، طبقه بندی
  • سارا مجلسی، مهدی خضری* صفحات 99-110
    تشخیص و کنترل سطح استرس در رانندگان به منظور کاهش خطرات ناشی از آن، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این مطالعه سیستمی برای تشخیص چهار سطح استرس کم، متوسط، زیاد و خیلی زیاد در رانندگان براساس سیگنال های فیزیولوژیکی ارایه شده است. در روش پیشنهادی از پایگاه داده drivedb استفاده شده که شامل ثبت سیگنال های فیزیولوژیکی از هفده نفر داوطلب سالم هنگام رانندگی در مسیرهای مشخص از جمله خیابان های شهر و بزرگراه است. مجموعه ای از ویژگی های آماری و آنتروپی به همراه ویژگی های ریخت شناسی که فقط برای سیگنال ECG محاسبه شدند، به کار رفته است. ویژگی های تعیین شده به عنوان ورودی واحدهای طبقه بندی برای تشخیص سطوح استرس اعمال شدند. ماشین بردار پشتیبان (SVM)، k نزدیکترین همسایه (kNN) و درخت تصمیم (DT) به عنوان روش های طبقه بندی مورد ارزیابی قرار گرفتند. هدف اصلی این مطالعه، بهبود دقت تشخیص سطوح استرس با استفاده از ایده همجوشی در سطح نتایج واحدهای طبقه بندی است. به این منظور ترکیب واحدهای طبقه بندی منفرد، که هرکدام تنها از ویژگی های یکی از سیگنال های قلبی (ECG)، عضلات (EMG) و هدایت پوست (GSR) بهره گرفتند، توسط روش دمپستر-شفر انجام شد. با انتخاب ویژگی های موثر با الگوریتم ژنتیک، طبقه بندی کننده SVM و روش همجوشی دمپستر-شفر، بهترین دقت تشخیص سطوح استرس برابر با 9/96 درصد به دست آمد. در حالی که بالاترین دقت تشخیص بین طبقه بندهای منفرد 75 درصد بود و توسط زیر سیستمی که از ویژگی های سیگنال ECG استفاده کرده بود به دست آمد. نتایج به دست آمده عملکرد قابل توجه روش پیشنهادی را نسبت به مطالعات گذشته که از مجموعه داده مشابه استفاده کرده اند، نشان می دهد.
    کلیدواژگان: شناسایی استرس، سیگنال های فیزیولوژیکی، طبقه بند SVM، همجوشی دمپستر- شافر
  • امید حق پرست نائینی، مهدی شانه*، محمدرضا محمدی صفحات 111-120

    مبدل های افزاینده درهم تنیده مدارهای قدرتی هستند که ولتاژ خروجی تنظیم شده با ولتاژ بالا و توان بالا برای سیستم های تجدیدپذیر انرژی که عموما دارای ولتاژ تنظیم نشده و با ولتاژ پایین هستند فراهم می کند. استفاده از روش های کلیدزنی نرم باعث کاهش نویزهای الکترومغناطیسی و کاهش تلفات در این مبدل ها می شود. در این مقاله یک مبدل افزاینده درهم تنیده شده با قابلیت کلیدزنی نرم ارایه شده که از یک مدار کمکی ساده برای کلیدزنی نرم استفاده می کند. هدف از ساختار پیشنهادی کاهش استرس ولتاژ سوییچ های مبدل، حفظ سادگی مبدل، نیاز نداشتن به مدار راه انداز گیت شناور و کاهش المان های آن است. مدار کمکی از یک کلید برای هر دو شاخه استفاده می کند که باعث کاهش تعداد المان های نیمه هادی مبدل شده است. پایین بودن استرس ولتاژ سوییچ  مدار کمکی و عدم تحمیل ولتاژ و جریان اضافی به سوییچ های اصلی مدار از مزایای مهم این طرح پیشنهادی است. در ساختار مدار کمکی سلف جداگانه وجود ندارد و سلف های آن با سلف های اصلی مبدل تزویج شده است. همچنین تنها دو عدد دیود و یک کلید در ساختار مدار کمکی وجود دارد. در مدار کمکی از سلف نشتی به عنوان سلف رزونانسی استفاده شده است. در مبدل پیشنهادی سوییچ های اصلی تحت شرایط کلیدزنی در ولتاژ صفر خاموش و روشن می گردند و سوییچ کمکی تحت شرایط کلیدزنی در جریان صفر خاموش و روشن می شود و تمامی دیودهای مبدل در جریان صفر خاموش می شوند که باعث برطرف شدن تلفات دیود موازی معکوس می شود.

    کلیدواژگان: کلیدزنی جریان صفر، کلیدزنی نرم، کلیدزنی ولتاژ صفر، مبدل افزاینده درهم تنیده
  • فرشاد قائدی، جاسم جمالی*، مهدی تقی زاده صفحات 121-131

    در این مقاله، طراحی جدیدی از آنتن های ایستگاه پایه (BTS) با پلاریزاسیون دوگانه، پهنای باند وسیع، ساختار ساده و عملکرد بالا برای کاربرد های LTE700/GSM850/GSM900 معرفی شده است. آنتن BTS پیشنهادی در این مقاله شامل چهار دایپل مغناطیسی-الکتریکی  (MED) است که با یک آرایش مربعی برای ایجاد پلاریزاسیون مورب 45± درجه در کنار هم قرار گرفته اند. هر کدام از MEDها شامل یک ساختار تغذیه به شکلΓ ، یک دایپل مغناطیسی، یک دایپل الکتریکی، یک رزوناتور فلزی و یک بازتابنده استوانه ای شکل است. در این طراحی، دایپل الکتریکی، از سه قسمت فلزی به همراه یک شکاف تشکیل یافته است. تنظیم ابعاد این قطعات هادی و صفحه رزوناتور باعث افزایش پهنای باند امپدانسی آنتن می شود. همچنین، بازتابنده استوانه ای شکل، بهره آنتن را افزایش داده و نقش قابل توجه ای در تثبیت پترن تشعشعی آنتن ایفا می کند. نتایج آزمایشگاهی نشان می دهند که این آنتن دارای پهنای باند فرکانسی 1/38 درصد (8/1008-2/686 مگاهرتز) با معیار |S11| کمتر از 15- دسی بل، بیشینه بهره 45/11 دسی بل، سطح پلاریزاسیون متقاطع پایین و پهنای بیم نصف توان (HPBW) تقریبا 4/60، 7/64 و 8/66 درجه به ترتیب در فرکانس های 700، 8500 و 900 مگاهرتز است. به این ترتیب می توان نتیجه گرفت که آنتن فوق برای سیستم های شبکه تلفن همراه می تواند قابل استفاده باشد.

    کلیدواژگان: آنتن پهن باند، آنتن دایپل مغناطیسی-الکتریکی، پلاریزاسیون دوگانه، کاربردهای ایستگاه پایه موبایل
|
  • Iman Khonakdar Tarsi, Mahmud Fotuhi Firuzabad *, Hosein Mohammadnezhad-Shourkaei, Mehdi Ehsan Pages 1-18
    Due to the complexity of distribution networks, preventive maintenance is very important. Incentive regulation is also one of the factors influencing the performance of distribution companies, which in turn complicates maintenance planning. This paper addresses the issue of preventive maintenance planning to enhance reliability in the presence of reward and penalty as a motivational factor. Therefore, the profit function of the distribution company, which includes the cost of repairs and reward-penalty, is optimized. In the incentive model for measuring the performance, reliability indices are compared by feeders, and in contrast, the repair program is obtained for each feeder separately. Due to the different causes of feeder failure such as their structural properties and weather conditions, increasing the accuracy of performance comparison from companies to feeders, in addition to penalties and rewards assigning leads to maximise the impact of maintenance at the level of their reliability and is accompanied by cost savings. For this purpose, the information of a real network including 194 feeders is considered as primary data. After categorizing the feeders and calculating penalties and rewards, the profit from the provision of services are optimized by BPSO method. As a result, the preventive maintenance program is obtained separately for feeders for three general categories of frequent failures, which includes substation failure, line failure and tree branch collision in a period of 5 years. The optimization results show that the proposed method, while maximizing the profits of distribution companies, also improves their performance in terms of reliability.
    Keywords: Incentive Regulation, Preventive maintenance, reliability, Reward, Penalty
  • Amir Khaledian * Pages 19-32
    Advances in power electronic applications, high reliability power distribution systems and flight control propulsion technologies, have increased the utilization of electric power in modern aircrafts. This has led to the concept of more electric aircraft. In this paper, a new structure is proposed to generate the electric power in aircraft. The aircraft power generation and consumption system is modeled as a microgrid. The proposed more-reliable power generation system is based on induction generator, rectifier and voltage source inverter. Induction generator is coupled with turbojet motor. The smart active power sharing between generators is achieved by using improved droop control method. Optimal droop coefficients are assigned by combining mathematical approaches including descending gradient method and minimizing the mean squares of the frequency deviation. The aircraft electrical network is simulated with the proposed controller in MATLAB and its performance is analyzed. The simulation results show the proper power sharing between generators. The advantages of the proposed method over the conventional structure include the elimination of the mechanical constant speed drive which increase reliability and proper power sharing.
    Keywords: Aircraft Electrical System, Droop Control, Microgrid, reliability, Smart Power Sharing
  • Hassan Manafi Miralilu, Mahdi Salimi *, Jafar Soltani, Adel Akbarimajd Pages 33-52
    In this paper, a novel approach for comprehensive state-space modelling of the grid connected multi-level inverters is proposed. Details of the developed method is presented using cascaded H-bridge converters, however it can be applied to other topologies of the grid connected inverters as well. In multi-level converters, due to their nonlinear characteristic, application of the nonlinear controllers is more beneficial to ensure stability of the system in a wide range of operation. Hence, the state-space model is required to design a nonlinear controller. To achieve converter model, it is divided into some sub-circuits considering different operational intervals in a switching cycle. To verify accuracy and effectiveness of the obtained state-space model, a laboratory setup of a multi-level. Converter with two H-bridges has been designed and implemented. Also, results of the developed state-space model has been compared with the simulation/experimental results of the grid-connected converter.  According to the simulation and experimental result, accuracy of the model is verified. It should be noted that all of the simulations have been performed by EMTDC/PSCAD toolbox.
    Keywords: cascaded multilevel inverter, H-bridge converter, nonlinear controller, state-space modeling
  • Arash Alijani, Behzad Ebrahimi *, Massoud Dousti Pages 53-64
    Memristor is the fourth fundamental element after resistor, capacitor, and inductor. Memristor can become an essential element of SRAM and DRAM caches because of its zero power consumption in data storage and non-volatile state. It can effectively improve the efficiency, speed, and power consumption of circuits. In this paper, we propose a 4T1M memory cell reducing the cell area by maintaining the maximum properties of 6T1M. To simulate the proposed memory cell, the length of the memristors is 10 nm, and the resistance of their on and off states is selected as 1 kΩ and 200 kΩ, respectively. Also, the cell MOS transistors are simulated by the 32 nm HP CMOS PTM model. Simulations in H-Spice software, at 0.9 V power supply, have been conducted to compare the proposed cell characteristics with two conventional six-transistor (6T) and six-transistor one-memristor (6T1M) cells. The results show that using a memristor in a memory cell causes zero power consumption during data storage for a long time and reduces the occupied area by 36.7% compared to the 6T1M cell. The speed of writing “1” data on the proposed cell is only 30 ps, which shows a 3-fold improvement compared to the 6T1M cell, but no significant change is observed when writing “0” data. The static power of the proposed cell is 133 times less than that of a six-transistor cell, and its dynamic power is about the same as the 6T1M cell, but it consumes 60 times less energy than a six-transistor cell.
    Keywords: High speed, hybrid memory, high density, Low power, Memristor, non-volatile
  • Seyede Behnaz Emami, Nasim Nourafza *, Shervan Fekri Ershad Pages 65-78

    Alzheimer’s disease is one of the most common diseases in the 21st century. Alzheimer's patients lose their brain cells gradually and eventually die. It is often diagnosed when the symptoms appear and little work can be done for the patient. Using of learning algorithms is useful for diagnosing of Alzheimer. Previous studies used Support Vector Machine, K-Nearest Neighbor, and Linear Discriminant Analysis in order to diagnose the disease. These methods have some problems such as low accuracy, high computation complexity or high execute time. Therefore in this research, a method based on brain emotional learning and wavelet feature is used. First, the white and gray matters of the brain were separated by a threshold selection method. Second, the texture properties of the images were extracted by wavelet transform algorithm. Third, the dimensional reduction is done on the properties extracted by principal component analysis. Finally, the features were classified using Brain Emotional Learning Algorithm and Brain Emotional Learning Based Pattern Recognizer. Results showed that run time of brain emotional learning algorithm is 0.22 second and Brain Emotional Learning algorithm with 95% accuracy and Brain Emotional Learning Based Pattern Recognizer with 97% accuracy are better than Support Vector Machine with 83% accuracy.

    Keywords: Alzheimer, Brain images, Brain Emotional Learning Algorithm, Diagnosis, PCA, threshold wavelet
  • Yousef Pourebrahim, Farbod Razzazi *, Hossein Sameti Pages 79-98
    Speech emotions recognition due to its various applications has been considered by many researchers in recent years. With the extension of deep neural network training methods and their widespread usage in various applications. In this paper, the application of convolutional and transformer networks in a new combination in the recognition of speech emotions has been investigated, which is easier to implement than existing methods and has a good performance. For this purpose, basic convolutional neural networks and transformers are introduced and then based on them a new model resulting from the combination of convolutional networks and transformers is presented in which the output of the basic convolutional network is the input of the basic transformer network. The results show that the use of transformer neural networks in recognizing some emotional categories performs better than the convolutional neural network-based method. This paper also shows that the use of simple neural networks in combination can have a better performance in recognizing emotions through speech. In this regard, recognition of speech emotions using a combination of convolutional neural networks and a transformer called convolutional-transformer (CTF) for RAVDESS dataset achieved an accuracy of %80.94; while a simple convolutional neural network achieved an accuracy of about %72.7. The combination of simple neural networks can not only increase recognition accuracy but also reduce training time and the need for labeled training samples.
    Keywords: Classification, Deep neural networks, emotion recognition, Speech Signal Processing
  • Sara Majlesi, Mahdi Khezri * Pages 99-110
    Detecting and controlling stress levels in drivers is especially important to reduce the potential risks while driving. Accordingly, in this study, a detection system was presented to identify four levels of stress (low, neutral, high and very high) in drivers based on physiological signals. The proposed method used the drivedb database, which includes the recording of physiological signals from 17 healthy volunteers while driving on specific routes on city streets and highways. A set of statistical and entropy features along with morphological features that were calculated only for the ECG signals, were used. The calculated features were applied as inputs to the classification units to detect stress levels. Support vector machine (SVM), k nearest neighbors (kNN) and decision tree (DT) were evaluated as classification methods. The main purpose of this study was to improve the accuracy of stress level detectionusing the idea of classifiers fusion. To achieve this goal, the combination of individual classification units, each of which used only the features of one of the ECG, EMG and GSR signals, was performed by the Demster-Shafer method. Using genetic algorithm as feature selection method, SVM classifier and Dempster-Shafer fusion strategy, the best stress detection accuracy of 96.9% was obtained. While the highest detection accuracy among individual classifiers was 75% and obtained by a subsystem that used ECG features.The results show significant performance of the proposed method compared to previous studies that used the same dataset.
    Keywords: Stress detection, physiological signals, SVM Classifier, Dempster-Shafer fusion method
  • Omid Haghparast Naeini, Mahdi Shaneh *, MohamadReza Mohammadi Pages 111-120

    The interleaved boost converters are the power circuits that provide high-voltage, high-power with regulated output voltage for renewable energy systems which are generally suffer from low-voltage and unregulated output voltages. The soft switching methods reduce electromagnetic noises and switching losses in these converters. In this paper, a ZVT interleaved boost converter with a simple auxiliary circuit is proposed. The proposed converter has a simple structure with low size and cost. In the proposed converter, soft switching condition is provided without any extra voltage and current stress on the main switches. The auxiliary circuit comprises two diodes and one auxiliary switch. The leakage inductance of the utilized coupled inductors is used as resonant inductor. The auxiliary switches benefit from significantly reduced voltage stress without requiring floating gate driver. The proposed converter can achieve zero voltage switching operation for the main switches and zero current switching for diodes and auxiliary switches, which causes to alleviate the reverse recovery problems of all diodes.

    Keywords: Interleaved boost converter, soft switching technique, zero current switching, zero voltage switching
  • Farshad Ghaedi, Jasem Jamali *, Mehdi Taghizadeh Pages 121-131

    A new design of a dual-polarized base-station antenna with a wideband, low profile and high performance is introduced in this work for the LTE700/GSM850/GSM900 applications. The proposed base-station antenna in this study is comprised of four single-polarized magneto-electric dipoles (MEDs) antenna are positioned with a square arrangement to produce ±45° slant polarization. Each antenna is involved with an electrical dipole, a Γ-shaped feed structure, a magnetical dipole, a metallic resonator, and a cylindrical-shaped reflector. Three metallic portions with a slit produce the electrical dipole. Adjusting the dimensions of these segments and resonator plate improve the antenna impedance bandwidth. Also, the cylindrical-shaped reflector increases the antenna gain and has a significant rule to stabilize the antenna radiation pattern. The measurements exhibit that this antenna achieves an expanded frequency bandwidth of 38.1% (686.2-1008.8 MHz) for |S11| < –15 dB, realized peak gain of 11.45 dBi, low cross-polarization, and half-power beamwidths (HPBWs) of approximately 60.4°, 64.7°, and 66.8° at frequencies of 700 MHz, 8500 MHZ, and 900 MHz respectively. Results approve that the above-mentioned antenna is applicable for mobile cellular networks systems.

    Keywords: Base Station Applications, Dual Polarization, magneto-electric dipole antenna, Wideband Antenna