فهرست مطالب

مجله مهندسی برق و الکترونیک ایران
سال نوزدهم شماره 2 (تابستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/04/19
  • تعداد عناوین: 25
|
  • فرید خموئی، جواد یاوند حسنی* صفحات 1-11

    بالا بودن ولتاژ تحریک یکی از مهم ترین محدودیت های سوییچ های RF MEMS است. یکی از روش های کاهش ولتاژ تحریک، کاهش ثابت فنری در ساختار سوییچ است. در این مقاله ثابت فنری سوییچ RF MEMS با روش انرژی مدل شده و ثابت فنری آن به صورت تحلیلی به دست آمده است. نتیجه این تحلیل یک راهنمای طراحی است که حداقل میزان مجاز ثابت فنری را نشان می دهد. سپس ساختار جدیدی با ولتاژ تحریک بسیار پایین برای سوییچ های RF MEMS ارایه می شود که محدودیت فوق در آن رعایت شده است. نتایج تحلیل، مقدار ثابت فنری 0.0714 نیوتن بر متر و مقدار ولتاژ تحریک1.61ولت را نشان می دهد. به منظور ارزیابی عملکرد ساختار ارایه شده و صحه گذاری نتایج تحلیل، سوییچ طراحی شده با استفاده از نرم افزار COMSOL شبیه سازی شده است. نتایج این شبیه سازی، ولتاژ تحریک 1.8 ولت، زمان سوییچینگ 25.6میکروثانیه، فون مایسس 4.5 مگا پاسکال، فرکانس طبیعی 3118.6 هرتز، جرم آن 0.206 نانوگرم و درنهایت ثابت فنر 0.079 نیوتن بر متر را نشان می دهد. جنس پل و بیم ها از طلا است و از Si3N4 به عنوان دی الکتریک استفاده شده است. درنهایت، عملکرد فرکانس بالای سوییچ طراحی شده با استفاده از نرم افزار HFSS شبیه سازی شده است. این شبیه سازی، ایزولاسیون 25 دسی بل، اتلاف عبوری 0.7 دسی بل و اتلاف بازگشتی 16 دسی بل را در فرکانس 10 گیگاهرتز نشان می دهد.

    کلیدواژگان: سوئیچ های RF MEMS، ثابت فنری، ولتاژ تحریک، زمان سوئیچینگ، فون مایسس، روش انرژی
  • فردین فرجی، جواد یاوند حسنی* صفحات 13-19

    کلیدهای تک وردی-دو خروجی در سیستم های بی سیم، نظیر وایمکس به عنوان داپلکسر بکار می روند و تغییر از حالت ارسال به حالت دریافت  و برعکس را انجام می دهند. در کلیدهای تک ورودی- دو خروجی ریزموج، می توان از پین دیودها یا ترانزیستورهای اثر میدانی برای کلیدزنی استفاده نمود. اما دیودهای پین قابلیت کنترل توان بیش تری را دارند و برای کاربرد به عنوان داپلکسر مناسب هستند. تلفات عبورکم، جداسازی بالا و سرعت کلیدزنی از مسایل اصلی در طراحی کلید ها است. به طورکلی، برای کاربردهای بالاتر از 3 گیگاهرتز، دست یابی به جداسازی بالای 30 دسی بل کار بسیار دشواری است، زیرا ساختار کلید تک ورودی-دو خروجی معمولی نمی تواند مشکل ضریب خودالقایی انگلی بزرگ ناشی از بسته بندی را در بسامدهای بالا حل کند. در این مقاله، برای حل مشکل فوق ساختار جدیدی ارایه می گردد که در آن از یک تشدیدکننده ریزنوار موازی با دیود پین استفاده شده است. این تشدیدکننده، به همراه یک تشدیدکننده ریزنوار سری اثر سلفی ناشی از بسته بندی دیود را در حالت روشن بودن دیود و اثر خازنی ذاتی دیود را در حالت خاموش بودن آن از بین می برد و به این ترتیب باعث افزایش جداسازی می شود. به علاوه، در طرح پیشنهادی هیچ یک از دیودها در مسیر سیگنال قرار ندارند و به همین دلیل، تلفات عبوری بسیار پایین است. در طراحی کلید پیشنهادی از پین دیود با شماره قطعه 1340SMP استفاده شده است که سرعت کلیدزنی بسیار بالایی دارد. همچنین این پین دیود نسبت به دیگر پین دیودها از خازن پیوند و مقاومت هدایتی کوچک تری برخوردار است. با استفاده از تحلیل ریاضی عملکرد کلید،    روابط ریاضی طراحی به دست آمده است و جهت اثبات صحت تحلیل و عملکرد طرح پیشنهادی، کلید طراحی شده در نرم افزار ADS شبیه سازی شده است. این شبیه سازی ابتدا بصورت شماتیک و سپس خطوط انتقال بصورت چیدمان بر روی زیرلایه و با استفاده از قابلیت EM_Cosim نرم افزار ADS انجام شده است. نتایج شبیه سازی، جداسازی بیش از 50 دسی بل و تلفات عبور کمتر از 2/0 دسی بل را فقط با استفاده از چهار عدد دیود پین نشان می دهد.

    کلیدواژگان: کلید ریزموج، پین دیود، کلید تک ورودی- دو خروجی، تشدیدکننده خط انتقال، داپلکسر
  • میرحسن میرآهنگری، خلیل منفردی، موسی یوسفی* صفحات 21-30

    عملکرد مبدل های دیجیتال به آنالوگ هدایت جریانی، بخاطر عدم انطباق طول و عرض ترانزیستورها و اختلاف ولتاژ آستانه و ولتاژ ارلی آنها که ناشی از خطای پروسه ساخت است، محدود می گردد. هر چند روش های مختلفی برای تعدیل خطاهای ناشی از عدم انطباق المانها وجود دارد، اما این خطا به طور کامل قابل حذف نیست. در این مقاله تکنیک ترانزیستورهای MOS توزیع شده با قابلیت تسهیل پیاده سازی تطبیق پویای عناصر در مبدل دیجیتال به آنالوگ باینری ارایه شده است به نحوی که بدون نیاز به توان مصرفی بالا و پیچیدگی مداری زیاد امکان کاهش خطای ناشی از عدم انطباق ترانزیستورها و نیز خطای ناشی از تغییرات ولتاژ بار را فراهم آورده است. این تکنیک بر مبنای انتخاب تصادفی از میان تعداد معینی از بلوک های جریان واحد عمل می کند، برای تصادفی تر کردن هر چه بیشترکد تولیدی از یک مولد کد تصادفی و تمام جمع کننده به همراه رمزگشای 4 به 16 استفاده شده است. این تکنیک در ساختار مبدل دیجیتال به آنالوگ 10 بیتی باینری با تکنولوژی 180 نانو متر CMOS پیاده سازی شده است، جریان LSB 500 نانوآمپر و ولتاژ تغذیه 8/1 ولت و توان مصرفی این مبدل mW6/14 و شاخص SFDR مبدل با شبیه سازی تحت نرم افزار Cadence Spectre  27/60 دسیبل به دست آمده است.

    کلیدواژگان: مبدل دیجیتال به آنالوگ، تطبیق پویای عناصر، عدم انطباق ترانزیستور، تکنیک ترانزیستورهای MOS توزیع شده، DMOS
  • اشکان حری* صفحات 31-37

    در این مقاله، یک گیت وارونگر جدید در منطق سه ارزشی با استفاده از ترانزیستور نانو سیم طراحی شده است. هسته اصلی این طراحی یک ترانزیستور نانو سیم با سطح مقطع (nm7×nm7)، احاطه شده با اکسید سیلیسیوم می باشد و روی آن اکسید، سه گیت مجزا قرار داده شده است. با استفاده از این طراحی، هر سه قسمت وارونگر شامل سه ارزشی استاندارد (STI)، سه ارزشی منفی (NTI) و سه ارزشی مثبت (PTI)، بوسیله یک مدار و بدون تغییر سخت افزار پیاده سازی شده است. انتخاب نوع وارونگر با استفاده از سطح ولتاژ گیت می باشد. روش شبیه سازی بصورت حل خودسازگار معادلات شرودینگر-پواسن می باشد. میزان توان مصرفی استاتیک و حاشیه های نویز محاسبه شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که در مقایسه با طراحی های قبلی، میزان حاشیه های نویز بسیار بهبود یافته است ولی توان مصرفی در همان رنج باقی مانده است.

    کلیدواژگان: ترانزیستور نانو سیم، منطق سه ارزشی، گیت وارونگر، حاشیه نویز، توان مصرفی
  • سمیه جعفرعلی جاسبی، فرزانه جهانشاهی جواران، حسین خادم الحسینی*، امیر صباغ ملاحسینی صفحات 39-45

    اتوماتای سلولی کوانتومی یک تکنولوژی جدید جهت پیاده سازی گیت های منطقی و مدارهای دیجیتال در مقیاس نانو است. با کاهش ابعاد قطعات، حساسیت مدار بیشتر شده و مدارهای کوانتومی نسبت به عوامل نامساعد محیط آسیب پذیرتر هستند. با توجه به اهمیت طراحی مدارات تحمل پذیر اشکال، در این مقاله به ارایه یک گیت اکثریت پنج ورودی با ویژگی تحمل پذیری اشکال در تکنولوژی اتوماتای سلولی کوانتومی می پردازیم و تمام اشکال های ممکن در پروسه جایگذاری سلول ها در مکان های خاصی در روی سطح را مورد ارزیابی قرار می دهیم. این اشکال ها شامل جابجایی، حذف، چرخش و سلول اضافه می باشند. در گام نخست به گیت مورد بررسی چهار نوع اشکال ذکر شده اعمال گردیده و در گام بعدی صحت عملکرد مدار با موتور شبیه ساز QCADesigner مورد ارزیابی قرار داده می شود . برای یافتن چنین گیت اکثریتی روش های مختلفی از جمله روش افزودن سلول (که همان تزریق افزونگی به مدار است) و روش چینش خاص سلول ها مورد آزمایش قرار می گیرد. سعی بر این است که طرحی یافت شود که حتی الامکان تنها باچینش خاص سلول ها توانایی مقاومت در برابر نقص های احتمالی را داشته باشد به گونه ای که حداقل سربار به مدار جهت تحمل پذیری اشکال تحمیل شود . نتایج نشان می دهد که گیت اکثریت معرفی شده در مقایسه با موارد مشابه از برتری قابل توجهی برخوردار است.

    کلیدواژگان: تکنولوژی اتوماتای سلولی کوانتومی، نانو الکترونیک، تحمل پذیری اشکال و گیت اکثریت
  • حسین قاسمی، محمدحسن یاوری* صفحات 47-54

    در این مقاله یک نمونه ی مدولاتور نوری مخابراتی سیلیکونی مبتنی بر ریز مشدد حلقه طراحی شد. جهت دستیابی به سرعت مدولاسیون بالا بایستی ضریب کوپلینگ بهبود یابد. این موضوع از طریق تغییر ضریب کوپلینگ به ازاء طول های کوپلینگ مختلف و فواصل مختلف گپ بین موجبر باس و حلقه بررسی شد و طول کوپلینگ بهینه محاسبه شد. اثرات مختلفی مانند تغییر فاصله و میزان دوپینگ و تاثیر آن بر روی تغییرات ضریب شکست و جذب بررسی شد و درنتیجه ساختار بهینه جهت مدولاسیون مشدد حلقه بدست آمد. با بهبود پارامترهای مدولاتور و اضافه نمودن تغییرات ضریب کوپلینگ به مدولاتور حلقه، گین DC افزایش یافت و تابع تبدیل الکترواپتیکی پایدارتر شد. همچنین مقایسه ای نسبت به مدولاتورهای مشابه دیگران انجام شده و پهنای باند تا یک مرتبه بهبود یافته است.

    کلیدواژگان: مدولاتور ریزمشدد حلقه، ضریب کوپلینگ عرضی، ضریب خودکوپل شدگی، طول کوپلینگ، پاسخ الکترواپتیکی
  • سمیه یوسفی، مریم یورمحی آبادی*، علی رستمی صفحات 55-63

    ضریب جذب نوری یک پارامتر کلیدی در عملکرد موفقیت آمیز ادوات الکترونیک نوری نظیر آشکارسازها، سلو ل های خورشیدی، مدولاتورها، فیلترها است. بدین منظور در این مقاله، یک جذب کننده دو باندی متشکل از یک ساختار فلز- گرافن- دی الکتریک- فلز که در طول موج های مخابرات نوری کار می کند، ارایه شده است. جهت به دست آوردن مشخصه جذب ساختار پیشنهادی از روش تفاضل محدود در حوزه زمان استفاده شده است. همچنین، تاثیر ضخامت نانوساختار فلزی رویی، لایه های دی الکتریک و زیرلایه فلزی بر مشخصه جذب نور در ساختار مورد بررسی قرار گرفته است. استفاده از گرافن تک لایه همراه با ساختار پلاسمونی سبب بهبود برهم کنش نور و گرافن شده و در نتیجه باعث افزایش جذب نور در ساختار شده است. نتایج نشان می دهد که برای این ساختار، جذب نور 95% در طول موج nm1310 و جذب نور 97% در طول موج nm1675 به دست می آید. بنابراین، این جذب کننده قابلیت کار در دو باند مخابرات نوری (باند O و باند U) به طور همزمان را دارا است. همچنین مدار معادل فرکانسی جذب کننده پیشنهادی نیز ارایه شده است که نتایج خروجی آن تطابق بسیار خوبی با نتایج شبیه سازی دارد.

    کلیدواژگان: جذب کننده نوری پلاسمونی، گرافن، مدل مداری، ضریب جذب، باندهای مخابرات نوری.‬‬‬‬‬‬‬‬‬
  • مریم پورمحی آبادی*، علیرضا حاج حسینی صفحات 65-71

    یکی از چالش های موجود در ادوات نوری به خصوص تزویج گرها، کاهش ابعاد و تلفات کلی ساختار است. در این مقاله یک تزویج گر جهت دار پلاسمونی غیرخطی که شامل دو موجبر MIM (فلز-دی الکتریک-فلز) است، پیشنهاد شده است. در این طرح، از یک زایده ذوزنقه ای شکل در ناحیه موجبر ورودی و خروجی جهت کاهش طول تزویج استفاده شده است و با توجه به اثر کر در ماده غیرخطی موجبر دی الکتریک، میزان انتقال توان در خروجی ها کنترل پذیر است. نتایج تحلیل عددی توسط روش تفاضل متناهی در حوزه زمان نشان می دهد که بازدهی تزویج و طول تزویج ساختار پیشنهادی در توان ورودی W/µm4 و طول موج nm1550، به ترتیب برابر 90% و nm650  است. همچنین، در طول موج nm1310 و در توان ورودی W/µm25 ، بازدهی تزویج برابر 92%  و طول تزویج آن برابر با nm510 به دست می آید. بنابراین طرح پیشنهادی در حالت توان ورودی کم، دارای بازدهی تزویج بیش از 80% در اکثر باندهای مخابراتی (nm1260 تا nm1675) است.

    کلیدواژگان: تزویج گر پلاسمونی، موجبر MIM، اثر کر، بازدهی تزویج، طول تزویج
  • رضا اسمعیل پور گلیده، محمدحسن یاوری*، محمد حیدری صفحات 73-80

    در این مقاله بر اساس معادلات نرخ لیزر پیرو، روابط جدیدی برای فرکانس ناکوکی، پاسخ فرکانسی مدولاسیون مستقیم لیزر نیمه هادی حلقوی با قفل تزریقی، پاسخ فرکانسی مدولاسیون دامنه و فاز لیزر راهبر توسعه داده شد. با افزایش توان تزریق لیزر راهبر مشاهده می گردد که پهنای ناحیه قفل شده، فرکانس نوسانات واهلشی و پهنای باند مدولاسیون های مستقیم لیزر پیرو و همچنین دامنه و فاز لیزر راهبر افزایش می یابد. در مقایسه بین روش های مختلف مدولاسیون، مدولاسیون فاز لیزر راهبر در حالتی که سیگنال پاسخ، دامنه لیزر پیرو است بیشترین پهنای باند (80 برابر پاسخ فرکانسی مدولاسیون مستقیم لیزر پیرو)را ارایه می کند.

    کلیدواژگان: قفل تزریق، فرکانس ناکوکی، لیزر راهبر، لیزر پیرو، لیزر نیمه هادی حلقوی، ناحیه قفل شدگی
  • محمد نفیسی، علی میر* صفحات 81-88

    یکی از مدارهای پرکاربرد مد جریان، مدار نقاله جریان است، بطوریکه بعد از آینه های جریان، از پرکاربردترین مدارها در حوزه آنالوگ به شمار می رود. قابلیت پردازش همزمان ولتاژ و جریان، پهنای باند بیشتر، حاصل ضرب بهره در پهنای باند بیشتر و استقلال بهره از پهنای باند، از ویژگی های قابل توجه این مدار است. در این مقاله  اقدام به طراحی مدار لگاریتم گیر با نقاله های جریان بر اساس نظریه مد جریان کرده ایم، تا ضمن برطرف نمودن عیب های مدارهای قبلی، نوآوری هایی در طراحی مدارهای لگاریتم گیر نیز داشته باشیم.  ارایه روشی جدید برای طراحی مدار لگاریتم گیر براساس مد جریان، استفاده از نقاله های جریان برای طراحی مدار لگاریتم گیر، استفاده از مدارهای با توان و ولتاژ کم، طراحی مداری با خروجی مستقل از دما و در نتیجه پایداری بیشتر از نتایج ارایه این مقاله است. در این روش جدید با تکیه بر روابط ریاضی که منجر به لگاریتم طبیعی ورودی می شود، طراحی مدار لگاریتم گیرجدید در فناوری µm 18/0 و در مد جریان صورت پذیرفته، جریان مصرفی مدار حدود µA 96/5 و توان مصرفی µW 98/2، بهره dB 7/69، با پهنای باند حدود kHz 5/8 بدست آمده است. عملکرد صحیح مدار طراحی شده  با شبیه سازی در نرم افزارهای HSPICE و MATLAB مورد بررسی قرارگرفته است.

    کلیدواژگان: نقاله جریان، مد جریان، مدارات ولتاژو توان پایین، روابط ریاضی، لگاریتم گیر
  • بهاره سیدزاده ثانی، بهزاد ابراهیمی* صفحات 89-100

    در این مقاله، یک سلول GC-eDRAM 5 ترانزیستوری در فناوری فین فت ارایه می گردد. این حافظه، با به کارگیری هر دو نوع ترانزیستورهای نوع p و نوع n برای حذف اثر کوپلاژ خازنی، استفاده ترکیبی از ولتاژهای آستانه و نیز بهره گیری از اثر پشته جهت بهبود مصرف توان ایستا، طراحی شده است. به منظور دستیابی به زمان نگهداری بالا، از ترانزیستورهای کم توان در مسیر خرابی داده به صورت سری استفاده شده تا جریان نشتی عبوری از این مسیر به دلیل اثر پشته، کاهش یافته و مصرف توان ایستا کم شود. در نتیجه خرابی کندتر داده های یک و صفر، زمان نگهداری داده بهبود یافته و بنابراین فرکانس نوسازی، توان نوسازی و توان نگهداری کاهش خواهد یافت. سلول پیشنهادی دارای ساختار نوین بوده و دارای بالاترین زمان نگهداری داده و کمترین توان ایستا و توان نگهداری در بین ساختارهای GC-eDRAM مشابه است؛ از این رو همزمان در طبقه بندی های فوق توان پایین و پرسرعت قرار دارد. سلول پیشنهادی در تمام ابعاد کمتر از 22 نانومتر و با استفاده از نرم افزار HSPICE شبیه سازی شده است و در گره فناوری 20 نانومتر، نسبت به سلول 4 ترانزیستوری، در فناوری 28 نانومتر FD-SOI، 195برابر زمان نگهداری، 80% کاهش مصرف توان ایستا و 48% کاهش مساحت را نشان می دهد.

    کلیدواژگان: حافظه دسترسی تصادفی پویای جاسازی شده، سلول بهره، فناوری فین فت، زمان نگهداری داده، توان نگهداری
  • مهدی مزیدآبادی فراهانی، جلیل مظلوم*، پیمان نایبی صفحات 101-107

    رادیو شناختی یک سیستم ارتباطی بیسیم فوق العاده پهن باند است که قابلیت استفاده بهینه از طیف فرکانسی موجود را دارد. برای تحقق چنین سیستمی نیاز به یک تقویت کننده کم نویز با پهنای باند بسیار پهن (از MHz 50 تا GHz 10) می باشد. در این کار یک تقویت کننده کم نویز کم مصرف بسیار پهن باند طراحی شده که دارای ساختار شبه تفاضلی و سلف فعال است. بکارگیری مدارهای فعال مبتنی بر فناوری  CMOSکه رفتار سلفی از خود نشان می دهند به عنوان سلف فعال، علاوه بر افزایش پهنای باند تقویت کننده و کاهش سطح تراشه، دارای بهره ذاتی بوده و به علت داشتن ضریب کیفیت بالا، قابلیت تنظیم اندوکتانس و فرکانس را نیز دارا می باشد. در این مقاله با اتصال ضربدری دو سلف فعال متشکل از توپولوژی گیت مشترک، یک تقویت کننده کم نویز فوق پهن باند برای این سیستم، طراحی شده است. این ساختار علاوه بر افزایش پهنای باند فرکانسی، به علت شرایط شبه تفاضلی، با افزایش هدایت انتقالی ترانزیستورها، علاوه بر کاهش توان مصرفی، سبب کاهش عدد نویز مدار می شود. نتایج شبیه سازی با تکنولوژی µmCMOS18/0 نشان می دهد که در گستره فرکانسی از MHz50 تا GHz10، این ساختار دارای تطبیق ورودی در کل طیف فرکانسی، و بهتر از dB10-، تغییرات بهره ولتاژ از dB 19-5/16، تغییرات عدد نویز از dB7-3 و نقطه تقاطع مرتبه سوم  dBm7/6- را با توان مصرفی  mW29/9 ارایه می دهد که برای تحقق سیستم رادیو شناختی نظامی کاملا قابل قبول است.

    کلیدواژگان: رادیوشناختی، سلف فعال، تقویت کننده کم نویز پهن باند، کم مصرف، اتصال ضربدری خازنی
  • فرهاد راد، میدیا رشادی*، احمد خادم زاده صفحات 109-119

    شبکه روی تراشه راه حل موثری برای اتصالات درون تراشه ای معرفی شده است. در سال های اخیر، با رشد چشمگیر فناوری های نیمه-رساناهای سیلیکونی و دستیابی به آنتن های نانو-کربنی، امکان استفاده از آنتن های بی سیم درون تراشه فراهم شده است. این ساختار جدید ارتباطی، شبکه روی تراشه بی سیم نامگذاری شده است. در مقایسه با لینک های سیمی، استفاده از لینک های بی سیم با پهنای باند بیشتر توانسته است ضمن کاهش تعداد گام های ارسال چندگامه بسته ها، تاخیر و توان مصرفی تراشه را نیز کاهش دهد. همچنین، استفاده از راهکار کنترل جریان در شبکه روی تراشه بی سیم تاثیر فراوانی بر بهبود کارایی و عملکرد تراشه خواهد داشت. در این مقاله مدلسازی ریاضی کنترل جریان هسته های پردازشی در شبکه روی تراشه بی سیم مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا مساله کنترل جریان به فرم یک مساله بهینه سازی بر پایه سودمندی با محدودیت های پهنای باند لینک های بی سیم و نرخ جریان هسته های پردازشی مدلسازی شده است. در ادامه، مساله اولیه به فرم یک مساله دوگان بدون محدودیت تبدیل شده و با روش تصویر گرادیان، جواب دوگان مساله بدست آمده است. در پایان، الگوریتمی تکرارپذیر برای کنترل جریان هسته های پردازشی درون تراشه پیشنهاد شده است. نتایج شبیه سازی الگوهای ترافیک مصنوعی درون شبکه نشان داده است که الگوریتم پیشنهادی قادر است نرخ جریان ارسالی هر هسته را با همگرایی قابل قبولی کنترل و تنظیم نماید. از اینرو، توان عملیاتی شبکه بهبود چشمگیری خواهد داشت.

    کلیدواژگان: شبکه روی تراشه بی سیم، کنترل جریان، بهینه سازی، روش تصویر گرادیان، تابع سودمندی
  • حدیث محمدی، مجید سنایی پور*، حمیدرضا سنایی پور صفحات 121-128

    پیل سوختی با غشای تبادل پروتون (PEMFC) به دلیل بازده و چگالی توان بالا، دمای عملکرد پایین و عدم نیاز به تعمیر و نگهداری، به عنوان یک فناوری جایگزین برای سوخت های فسیلی از اهمیت بالایی برخوردار است. در این پژوهش، ابتدا با استفاده از معادله نرنست و معادلات حاکم بر پیل سوختی، وابستگی عملکرد پیل به چگالی جریان خروجی بررسی می شود. سپس، یک مدل مدار الکتریکی معادل با در نظر گرفتن اثرات تلفات اهمی، فعال سازی و غلظتی برای پیل ارایه می شود. در نهایت به کمک مدل ارایه شده، اثر چگالی جریان خروجی، دما و فشار بر عملکرد پیل سوختی مورد بررسی و مطالعه قرار می گیرد. برای حل معادلات حاکم بر پیل از نرم افزار متلب استفاده شده است. نتایج به دست آمده از مدل با داده های تجربی مقایسه شده و نشان داده شد که عملکرد مدل در چگالی های جریان کم، انطباق بسیار خوبی با نتایج تجربی (با خطای کمتر از 62/3%) دارد. همچنین مدل ارایه شده، در کل گستره چگالی جریان شبیه سازی شده (از 0 تا A/cm2 6/0) تخمین قابل قبولی (با خطای حدود 66/17%) از عملکرد پیل دارد. علاوه بر این، با در نظر گرفتن اثر دمای عملیاتی و فشارهای آند و کاتد در پیل سوختی، نشان داده شد که ولتاژ پیل با افزایش این دو پارامتر افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: پیل سوختی، مدل سازی، مدار معادل الکتریکی، چگالی جریان، دما و فشار
  • زهرا اشرفی پیمان، حسن غفوری فرد، حمیدرضا حبیبیان*، امید شکوفا، امیر جعفرقلی صفحات 129-137

    مدل سازی و شبیه سازی، نقش بسیار مهمی در طراحی، توسعه و پیش بینی عملکرد سیستم های فتوولتاییک دارد. هدف این مقاله، توسعه یک رهیافت جدید برای شبیه سازی عملکرد الکتریکی و حرارتی سلول خورشیدی در شرایط مختلف محیطی است. مدل سازی حرارت و دما در یک سلول خورشیدی سیلیکونی تجاری، با محاسبه تلفات گرمایی و با روش انتقال حرارت انجام شده است. همچنین اثرات شرایط محیطی مانند تغییرات شدت تابش نور خورشید به‏دلیل استفاده از متمرکزکننده، دمای محیط و سرعت باد بر توزیع دما و عملکرد الکتریکی سلول خورشیدی، بررسی شده است. افزایش شدت تابش نور خورشید با استفاده از متمرکزکننده نسبت به حالت بدون تمرکز در سلول خورشیدی، موجب افزایش توان خروجی خواهد شد. نتایج شبیه ‎سازی نشان می دهد که در شرایط آزمایشی استاندارد، میزان توان خروجی سلول خورشیدی سیلیکونی مدل شده بدون متمرکزکننده برابر 14.3 میلی وات بر سانتیمتر مربع است، درحالی که میزان توان خروجی همان سلول در حضور سیستم متمرکزکننده با نسبت تمرکز دو، به 25.7 میلی وات بر سانتیمتر مربع خواهد رسید. از طرفی با افزایش دما، میزان بازدهی و توان خروجی سلول خورشیدی مدل شده در هر دو حالت استفاده از متمرکزکننده و بدون آن، به اندازه 0.5-0.4 درصد بر درجه سلسیوس کاهش می یابد. همچنین بر اساس نتایج به‏ دست آمده،با افزایش سرعت باد، اختلاف دمای سلول خورشیدی و محیط کم می شود.

    کلیدواژگان: عملکرد الکتریکی سلول خورشیدی، توزیع دمای سلول خورشیدی، مدل سازی انتقال حرارت، شبیه سازی
  • شیرین درخشان نیا، محسن شکیبا، مریم شکیبا* صفحات 139-148

    در این تحقیق، هدف، طراحی و ارایه یک الگوریتم جهت مدل سازی و شبیه سازی مونت کارلو سلول های خورشیدی دو پیوندی و پیاده سازی نرم افزاری آن است. امروزه با توجه به اهمیت طراحی سلول های خورشیدی با بهترین راندمان، راهکار استفاده از سلول های خورشیدی چندپیوندی در طراحی و ساخت پنل های خورشیدی تبدیل به امری اجتناب ناپذیر شده است. گرچه نیل به این هدف، افزایش پیچیدگی ساختار سلول را به همراه خواهد داشت، لیکن، شبیه سازی این افزاره و تجزیه و تحلیل رفتار الکتریکی و الکترونیکی آن پیش از آغاز فرآیند ساخت، روند دستیابی به سلول بهینه را تسریع خواهد کرد. با توجه به ماهیت تصادفی حرکت الکترون ها و حفره ها در سلول خورشیدی و توانایی الگوریتم مونت کارلو در مدل سازی پدیده های تصادفی، استفاده از این روش اطلاعات دقیق تری از مشخصه های افزاره  نسبت به روش های رانش-دیفیوژن و هیدرودینامیک فراهم خواهد نمود. در این تحقیق، به منظور انطباق بیشتر رفتار افزاره مدل سازی شده با نمونه واقعی، از روش مونت کارلو گروهی جهت شبیه سازی حرکت ذرات در سلول دو پیوندی استفاده شده است. از جمله مشخصه های الکتریکی و الکترونیکی مستخرج از سلول مورد مطالعه، عبارتند از: توزیع غلظت حامل های ذاتی و نوری در طول افزاره، توزیع انرژی حامل ها در طول افزاره، توزیع پتانسیل الکتریکی و منحنی جریان-ولتاژ سلول. در این تحقیق از نرم افزار متلب، نسخه b (9.5.0) 2018R، به منظور شبیه سازی سلول خورشیدی دو پیوندی، مبتنی بر روش مونت کارلو گروهی استفاده شده است.

    کلیدواژگان: سلول خورشیدی دوپیوندی، روش مونت کارلو گروهی، فرآیندهای پراکندگی، توزیع انرژی ذرات، توزیع غلظت حامل های نوری، راندمان تبدیل
  • مهدی اسلامی*، علیرضا سیادتان، غلامرضا جوانی صفحات 149-158

    در این مقاله یک مبدل  DC-DC موازی در هم تنیده افزاینده غیر ایزوله CCM جدید پیشنهاد شده است که از یک مدار کمکی برای ایجاد شرایط کلید زنی نرم بهره می برد. در مبدل پیشنهادی تنها از یک مدار کمکی برای ایجاد شرایط کلید زنی نرم برای هر دو مسیر موازی در هم تنیده که وظیفه انتقال توان از ورودی به خروجی مبدل را برعهده دارند استفاده شده است. از سوی دیگر، مدار کمکی مورد استفاده در این مبدل هیچ کلیدی را به ساختار پایه مبدل اضافه نکرده و تنها از طریق یک مسیر رزونانسی شرایط کلیدزنی نرم را برای تمام عناصر کلید شونده فراهم می کند. از آنجاییکه مدار کمکی طراحی شده در مسیر انتقال توان از ورودی به خروجی قرار ندارد، پس تاثیری در میزان تلفات هدایتی و اهمی مبدل اصلی نداشته و در راندمان مبدل تغییری ایجاد نمی کند. همچنین استفاده از یک مدار رزونانسی سبب افزایش بهره ولتاژ مبدل پیشنهادی در مقایسه با ساختار مبدل بوست پایه گردیده است. بدلیل استفاده از ساختار موازی در هم تنیده استرس جریان روی سوییچها در مبدل پیشنهادی کم می باشد. این مبدل دارای ساختار مداری و عملکرد بسیار ساده در مقایسه با ساختارهای مشابه است. همچنین روش کنترلی مبدل نیز ساده بوده و از مدوالسیون پهنای پالس (PWM)  برای فرمان دادن به کلید استفاده شده است. با توجه به بکارگیری تکنیک سوییچینگ نرم، فرکانس کلیدزنی مبدل افزایش یافته که این امر موجب کاهش اندازه و حجم کلی مبدل، بخصوص عناصر پسیو موجود در ساختار، تلفات سوییچینگ و هدایتی و نیز افزایش بازده مبدل در مقایسه با ساختارهای مشابه گردیده است. همچنین مبدل پیشنهادی با ولتاژ ورودی 48 ولت، ولتاژ خروجی 155 ولت با فرکانس کلید زنی 100 کیلوهرتز در توان 900 وات در نرم افزار PSPICE شبیه سازی گردید. نتایج حاصل از شبیه سازی و تحلیل تیوری و محاسباتی عملکرد مبدل را تایید می کنند.

    کلیدواژگان: ساختار موازی در هم تنیده، کلیدزنی نرم، مبدل DC-DC افزاینده، مبدل های غیر ایزوله
  • حسام الدین حسین پور، امیر موسوی نیا*، محمدعلی پورمینا صفحات 159-167

    یکسوسازی تصویر یک بخش مهمی در بیشتر سیستم های چند منظر [i] می‫باشد.  یکسوسازی تصویر، فرایند تطبیق استریو را با محدود نمودن مسیر به خطوط افقی و موازی ساده می‫سازد. مشکل اساسی در یکسوسازی متداول تصویر پیچیدگی و بار سنگین محاسبات برای به دست آوردن ماتریس کالیبراسیون، ماتریس پروجکشن و ماتریس اساسی است. در این مقاله یک روش موثر و مطمین بر اساس میدان تناظری [ii] برای یکسوسازی تصویر ارایه می‫شود که از ماتریس های فوق اجتناب می گردد. به طور کلی این الگوریتم قادر است تصویر را برای هر موقعیت جدید دوربین تولید نماید. به خصوص می توان موقعیت دوربین جدید را طوری تعریف کرد که تصویر یکسو شده به دست آید. تصاویر شبیه‫سازی شده و واقعی برای ارزیابی الگوریتم ارایه شده استفاده شده‫اند. الگوریتم SIFT نیز برای تخمین نزدیک بودن تصویر یکسو شده به تصویر واقعی به کار گرفته شده است. نتایج شبیه‫سازی نشان می دهد میانگین اندازه خطا و انحراف معیار به ترتیب حدود  25. و 26. پیکسل می‫باشد و تصویر یکسو شده مستقل از نسبت فواصل کانونی دو دوربین است.

    کلیدواژگان: یکسوسازی تصاویر استریو، میدان تناظری، خط اپی پولار، بار محاسباتی، نسبت فواصل کانونی دو دوربین
  • سیف الله سلیمانی*، عاطفه عصمتی صفحات 169-176

    در تصویر برداری از یک صحنه در صورتی که عمق اشیاء موجود در صحنه از عمق میدان لنز بیشتر باشد، فقط اشیاء و یا قسمتهایی از اشیاء که در محدوده عمق میدان هستند واضح می شوند و بقیه قسمتها مات خواهند شد. جهت غلبه بر این مشکل از تکنیکی به نام ادغام تصاویر استفاده می شود. در این تکنیک با تغییر تمرکز دوربین چند تصویر اخذ می شود که در هریک، بخشی از صحنه واضح خواهد بود. سپس این تصاویر (که به آنها تصاویر چندتمرکزی گفته می شود) با یکدیگر ادغام می شوند تا یک تصویر که همه بخشها واضح باشند به دست آید. در این مقاله، یک روش ادغام تصاویر چندتمرکزی که تغییر یافته یک الگوریتم موجود است پیشنهاد شده است. در روش موجود، ابتدا نواحی برجسته در هر تصویر منبع، تشخیص داده شده و سپس با مقایسه برجستگی های موجود بین تصاویر منبع، نواحی مورد تمرکز مشخص می شوند. در روش مذکور، از دامنه تبدیل فوریه استفاده شده و پردازشی روی اطلاعات فاز انجام نشده است. در این مقاله، روشی برگرفته از مقاله ای دیگر جهت استفاده از اطلاعات فاز مورد بررسی قرار گرفته است. در روش استفاده شده، ابتدا چند تصویر جدید (که به آنها نقشه های ویژگی گفته می شود) با ترکیب کانالهای رنگ تصاویر ورودی ایجاد می شود. سپس اطلاعات فاز از نقشه های ویژگی در دامنه فرکانس استخراج شده و از آنها جهت تعیین نواحی برجسته هر تصویر و سپس ادغام استفاده می شود. با تست روش پیشنهادی روی یک مجموعه از تصاویر چند تمرکزی و مقایسه با چند روش موجود و همچنین روش پایه، نتایج بهتری به دست آمد.

    کلیدواژگان: ادغام تصاویر چندتمرکزی، طیف فوریه، اطلاعات فاز
  • سمیرا مودتی* صفحات 177-186

    بیماری های قلبی یکی از شایع ترین عوامل مرگ و میر در محدوده های سنی مختلف می باشد و تعیین دقیق نوع آریتمی براساس پردازش سیگنال های قلبی می تواند در کنار دانش پزشکی به تصمیم گیری درست در مورد وضعیت بیمار منتهی گردد. در این زمینه تشخیص نوع آریتمی و انتخاب شیوه درمانی مناسب بر اساس آن می تواند به یک مسیله چالش برانگیز تبدیل گردد زیرا امکان بروز خطا در این تصمیم گیری توسط پزشک وجود دارد. به منظور بررسی دقیق جزییات سیگنال قلبی ثبت شده از بیمار، بکارگیری تکنیک های پردازش و تحلیل سیگنال می تواند اهمیت بسیاری داشته باشد. در این مقاله، تشخیص نوع آریتمی به کمک ترکیب ویژگی های مورفولوژیکی و ضرایب تبدیل بسته موجک صورت می گیرد. به منظور کاهش بعد این دسته ویژگی ها از الگوریتم تحلیل مولفه های اساسی تنک ساختار یافته استفاده می شود. سپس از این بردار ویژگی به منظور یادگیری مدل های بازنمایی کننده ساختار داده مربوط به هر نوع آریتمی قلبی به کمک الگوریتم فاکتورگیری ماتریس غیرمنفی تنک استفاده می گردد. دسته بندی داده ها در این روش براساس مقدار انرژی ضرایب تنک حاصل از بازنمایی داده صورت می گیرد. نتایج روش پیشنهادی با نتایج حاصل از سایر روش های مطرح در این حوزه و نیز سایر طبقه بندهای مبتنی بر شبکه عصبی و ماشین بردار پشتیبان مقایسه شده است. نتایج حاصل از این شبیه سازی ها نشان می دهد که روش پیشنهادی مبتنی بر ویژگی های ترکیبی معرفی شده و مدل های آموزش دیده قادر به دسته بندی انواع آریتمی قلبی با دقت بالا خواهد بود.

    کلیدواژگان: آریتمی قلبی، ویژگی مورفولوژیکی، تبدیل بسته موجک، تجزیه مولفه های اساسی تنک ساختار یافته، الگوریتم فاکتورگیری ماتریس غیرمنفی تنک
  • امین تیمورپور، مهران تقی پور گرجی کلایی*، سید محمد رضوی صفحات 187-197

    با توجه به گسترده بودن زیرکلمات تایپ شده فارسی، یافتن یک زیرکلمه و به تبع آن یک کلمه در یک متن چاپ شده کار بسیار زمانبری خواهد بود. در این مقاله روشی مبتنی بر نقاط زیست سنجه مینوشیا ارایه شده است که فضای جستجوی زیرکلمات تایپ شده فارسی را به صورت قابل توجهی کاهش می دهد. لذا تعداد نقاط و مختصات مینوشیای انشعابی و انتهایی که دو ویژگی مطرح در حوزه زیست سنجه می باشند، بعنوان ویژگی هایی برای کاهش فضای جستجو در قالب یک روش دومرحله ای استفاده شده اند. در گام نخست نقاط مینوشیا از تصویر زیرکلمه استخراج شده و در چهارخوشه که از لحاظ تعداد نقاط به یکدیگر نزدیک هستند دسته بندی می شوند، به این ترتیب فضای جستجو تقریبا نصف خواهد شد. در گام دوم با ایجاد یک مخزن از فواصل اولین تا آخرین نقطه انتهایی برای هر زیرکلمه در هر خوشه و تطبیق فاصله مذکور در تصویر آزمایشی با مخزن، فضای جستجو به مقدار قابل توجهی کاهش می یابد. نتایج بدست آمده از اعمال روش پیشنهادی بر روی تصاویر زیرکلمه موجود در پایگاه داده نشان می دهد، فضای جستجو از 12700 زیرکلمه به حدود 500 زیرکلمه با دقت تقریبی 90 درصد کاهش یافته است.

    کلیدواژگان: زیرکلمات فارسی، زیست سنجه، فضای جستجو، ویژگی مینوشیا
  • مرضیه السادات طباطبائی، مهدی یزدیان دهکردی*، امیر جهانگرد رفسنجانی صفحات 199-206

    امروزه، رویکردهای یادگیری ماشین نقش مهمی را در شناسایی عوامل موثر بر کیفیت محصولات تولیدی ازجمله تولید کاشی و سرامیک ایفا می کنند. یکی از چالش های موجود در تولید کاشی و سرامیک، معیوب شدن کاشی ها به دلیل ایجاد انحراف در ابعاد کاشی تولیدی است. در صورتی که بتوان با توجه به پارامترهای فرآیند تولید، امکان ایجاد انحراف در ابعاد کاشی را قبل از تولید پیش بینی نمود، می توان از تولید کاشی معیوب جلوگیری و نسبت به تنظیم مجدد پارامترهای تولید اقدام نمود. در این پژوهش، یک سیستم خودکار جهت پیش بینی دسته ی انحراف کاشی و شناسایی عوامل تاثیرگذار بر آن، پیشنهاد شده است. بدین منظور سه طبقه بندکننده ی مختلف شامل رگرسیون منطقی، جنگل تصادفی و ماشین بردار پشتیبان جهت مدل سازی پارامترهای مربوطه مورد بررسی قرارگرفته و برترین ساختار معرفی شده است. علاوه بر این با بررسی چند دسته ویژگی و بهره گیری از روش انتخاب ویژگی پیش رو، متغیرهای موثر در تصمیم گیری انحراف کاشی نیز شناسایی شده اند. نتایج آزمایش های انجام شده بر روی نمونه های واقعی، نشان می دهد که رویکرد جنگل تصادفی کارایی بهتری نسبت به رویکردهای دیگر داشته و  تاثیرگذارترین پارامترها در ایجاد انحراف کاشی، مقدار نامناسب دماهای کوره بوده است.

    کلیدواژگان: دسته بندی خودکار، انحراف ابعاد کاشی، یادگیری ماشین، جنگل تصادفی، ماشین بردار پشتیبان، رگرسیون منطقی، انتخاب ویژگی پیش رو
  • مهدی ملائی، عبدالله امیرخانی* صفحات 207-220

    این مقاله به ارایه یک روش یادگیری مبتنی بر یادگیری تقویتی جهت طراحی یک ناظر به منظور رانندگی خودکار در محیط بزرگراه می‌پردازد. با توجه به تصادفی بودن شرایط رانندگی در بزرگراه و همچنین درنظر گرفتن شرایط واقعی تر رانندگی، از مزایای یادگیری تقویتی توزیعی عمیق بهره گرفته شده است. در این مقاله برای اولین بار جهت یادگیری سیاست‌های رانندگی استفاده از روش‌های یادگیری تقویتی توزیعی تابع کمی تمام پارامتری شده (FQF) و شبکه کمی ضمنی  (IQN) پیشنهاد شده است. برای آموزش عامل، استفاده از داده‌های دوربین، لیدار و ترکیب آن دو پیشنهاد شده است. به منظور استفاده از ترکیب دو نوع داده، ساختار شبکه چند ورودی را به خدمت گرفته ایم. جهت ارزیابی روش‌های پیشنهاد شده، از شبیه ساز رانندگی در بزرگراه استفاده کرده ایم که در نرم افزار unity توسعه یافته است. تحقق خودروی خودران در شبیه ساز مورد نظر به کمک سیستم‌های کمک راننده صورت پذیرفته است. ارزیابی عامل براساس یادگیری سیاست رانندگی که قادر به انتخاب عمل صحیح برای هدایت خودور باشد انجام شده است. به منظور ارزیابی بهتر روش‌ها دو معیار تغییرات سرعت و تغییرات لاین را برای یادگیری سیاست رانندگی بررسی کرده‌ایم. نتایج بدست آمده از مقاله با روش‌هایی نظیر شبکه Q عمیق (DQN)، شبکه Q عمیق رگرسیون کمی (QR-DQN) که پیش تر ارایه شده بود مقایسه گردید. نتایج بدست آمده نشان دهنده آن است که الگوریتم‌های پیشنهادی توانایی یادگیری سیاست‌های مناسب رانندگی در محیط بزرگراه را دارند. همچنین روش FQF عملکرد بهتری نیز نسبت به IQN و سایر روش‌هایی که در گذشته پیاده سازی شده‌اند از خود نشان می‌دهد.

    کلیدواژگان: یادگیری تقویتی توزیعی، خودرو خودران، سیستم های کمک راننده‬‬‬‬‬‬
  • مژگان ملکی فرد، جواد احیائی*، امیر فرهاد احیائی صفحات 221-229

    در این مقاله یک روش کنترلی اصلاح شده تطبیقی مقاوم برای کنترل رباتهای کابلی کاملا مقید با کابلهای کشسان ارایه می شود. ابتدا یک الگوریتم کنترلی تطبیقی مبتنی بر کنترل مود لغزشی برای رباتهای صلب معرفی می گردد و برای اطمینان از اینکه همه کابلها در محدوده کاری تحت کشش هستند از مفهوم نیروی داخلی استفاده می شود. سپس کنترل کننده تطبیقی رباتهای صلب با تبدیل معادلات دینامیکی به دست آمده به فرم آشفته تکین برای کنترل رباتهای با کابلهای کشسان توسعه داده می شود.  برای بهبود پایداری و عملکرد مقاوم سیستم به عنوان یکی از نوآوریهای مقاله، یک عبارت اصلاح کننده به قانون تطبیق رباتهای صلب اضافه می شود و تحلیل پایداری سیستم به کمک تیوری لیاپانوف انجام می شود. در انتها ضمن ارایه نتایج شبیه سازی ربات مورد نظر با کابل های انعطاف پذیر، کارآمدی الگوریتم کنترلی پیشنهادی در برابر عدم قطعیت پارامترهای دینامیکی اثبات می شود و با مقایسه عملکرد روش کنترلی پیشنهاد شده در این مقاله با کنترل کننده تطبیقی مقاوم اولیه، بهبود چشمگیر در دقت ردیابی مسیر مطلوب تایید می شود.

    کلیدواژگان: رباتهای کابلی، کابلهای الاستیک، کنترل مقاوم تطبیقی، مدل آشفته تکین، تحلیل پایداری
  • سید حمید هاشمی پور* صفحات 231-240

    در این مقاله، جبران سازی تاخیر برای یک سیستم دارای تاخیر هم زمان در حالت و ورودی همراه با نامعینی با رویتگر تطبیقی بررسی می شود. برای پیش بینی دقیق باوجود عبارت نامعلوم، ابتدا یک رویتگر تطبیقی برای سیستم طراحی می شود. نامعینی سیستم همراه با تاخیر متغیر بازمان با یک تابع محدودشده که نیاز نیست مقدار تاخیر و حد بالای نامعینی برای طراحی معلوم باشد. سپس رویتگر دوم به منظور جبران سازی تاخیر هم زمان در حالت و ورودی معرفی می شود که تاخیر در ورودی به صورت اختیاری می تواند بزرگ تر از تاخیر در حالت باشد. مزیت این روش این است که برای جبران تاخیر در ورودی در سیستم نامعین، از حل عددی استفاده نمی کند. با استفاده از تیوری لیاپانوف اثبات می گردد که با رویتگرهای طراحی شده، تاخیر در ورودی سیستم دارای نامعینی غیرخطی به خوبی جبران سازی شده و خطای تخمین محدود و کوچک خواهد بود. مزیت و کارایی روش پیشنهادی با یک مثال عددی نشان داده می شود.

    کلیدواژگان: تاخیر در ورودی، رویتگر تطبیقی، ماتریس نابرابری خطی
|
  • Farid Khamoii Toli, Javad Yavand Hasani* Pages 1-11

    High actuation voltage is one of the most important limitations of RF MEMS switches. One way to reduce the actuation voltage is to reduce the spring constant in the switch structure.  In this paper, we model the spring constant using Energy Model and we obtain an analytic equation to calculate it. The result is an analytic design guide that determines the minimum value of the spring constant. Then, a new RF MEMS structure with very low actuation voltage is presented. The structure is modeled by the energy method and the spring constant is calculated analytically. Analysis results show the spring constant of 0.0714 N/m and an actuation voltage of 1.61 V. To evaluate the performance of the proposed structure and to validate the results of the analysis, a switch was designed using simulated COMSOL software. The results of this simulation show the actuation voltage of 1.8 volts, the switching time of 25.6 microseconds, the 4.5 MPa Von Mises stress, the natural frequency of 3118.6 Hz, its mass of 0.206 ng and finally the spring constant of 0.079 N/m. The beam is made of gold and Si3N4 is used as a dielectric. Finally, the high frequency performance of the switch is designed using simulated HFSS software. The simulation shows a 25 dB isolation, a 0.7 dB insertion loss, and a 16 dB return loss at 10 GHz.

    Keywords: RF MEMS switch, Low actuation voltage, Spring Constant, Switching Time, Von Mises stress, Energy Method
  • Fardin Faraji, Javad Yavand Hasani* Pages 13-19

    SPDT switches are used as duplexer in wireless systems, as WIMAX, to switch between transmit and receive states. Microwave SPDT switches may be designed using FET’s or PIN diodes. However, PIN diode is suitable for duplexer applications due to its high power handling capability. I general, in frequencies higher than 3 GHz, isolation better than 30 dB is a challenge. This is due to the parasitic inductance of PIN diode.In this paper, we propose a new structure for SDPT PIN diode switch to overcome this challenge. In the proposed structure a micro-strip line is adopted parallel to the diode. This line, in conjunction with another micro-strip line that is in series with the diode, eliminates the diode inductance in on-state and the diode capacitance in off-state, and hence improves both of isolation and insertion loss. The proposed structure has been analyzed mathematically and analytic equations have been derived to design the proposed switch. Finally, simulation results have been used to validate the performance of the switch. Simulations are performed using SMP1340 PIN diode and the model presented by the diode manufacturer. The simulations are in ADS and EM and EM_Cosim simulators are used to simulate the switch layout and include the layout effects accurately. Simulation results show more than 50dB isolation and less than 0.2dB insertion loss.

    Keywords: Microwave switch, SPDT, PIN diode, Transmission line resonator, Duplexer
  • MirHassan Mir Ahangari, Khlil Monfaredi, Mousa Yousefi* Pages 21-30

    Performance of the current steering digital to analog converters are limited by transistors channel width and length mismatches and their Threshold and Early voltage variations due to fabrication process errors. Although there are several ways to reduce errors due to element mismatches, however these errors cannot be completely eliminated. In this paper, Distributed MOS Transistor Technique is utilized which facilitates Dynamic Element Matching implementation capability in Binary Digital to Analog Converter. The proposed technique reduces the errors due to element mismatches and also load voltage variations needless of high power consumption and complex circuitry. This technique operates based on random selection of unit current blocks among specific number of available current units. To make the generated code as random as possible, a random code generator, full adder and 4*16 decoder have been used. This technique is realized in a 10-bit digital to analog converter with 180 nm CMOS technology. The LSB current is 500nA and supply voltage is 1.8v and the power consumption of this converter is 14.6 mW and SFDR of DAC is achieved 60.27 dB based on simulation result with Cadence Spectre software.

    Keywords: Digital to analog converter, Dynamic Element Matching, Mismatching transistor, Distributed MOS Transistor
  • Ashkan Horri* Pages 31-37

    In this paper by using a nanowire transistor, a new ternary inverter gate is designed. The core of this design, is a nanowire transistor with a (7nm×7nm) cross-sectional area surrounded by silicon dioxide and there are three separated gates on that oxide. By using this design, all three parts of ternary inverter include standard ternary inverter (STI), negative ternary inverter(NTI), and positive ternary inverter (PTI) are implemented by one circuit and without hardware change. The type of inverter function can be specified by the control gate voltage level. A simulation method is based on solving self-consistent Schrodinger-Poisson equations. By using this method, static power and noise margins have been calculated. The simulation results indicate that the noise margins have improved a lot compared to previous designs, but the static power remains the same.

    Keywords: Nanowire Transistor, Three valued logic, Inverter gate, Noise margin, Power consumption
  • Somayyeh Jafarali Jassbi, Farzaneh Jahanshahi Javaran, Hossein Khademolhosseini*, Amir Sabbagh Molahosseini Pages 39-45

    Quantum-dot cellular automaton is a new technology for implementation of logic gates and digital circuits at nanoscale. By reducing size of the components, sensitivity of circuit increases and quantum circuits become more vulnerable to adverse environmental factors. Due to the importance of designing fault tolerant circuits, this paper presents a five-input majority gate with fault tolerance characteristic in quantum cellular automata technology. All possible faults which may occur during the process of placing cells in specific locations on the surface including displacement, deletion, rotation, and extra cell are evaluated.  In the first step, all the four types of faults are applied to the gate and the next step is to evaluate the accuracy of the gate performance with the QCADesigner simulator. In order to find such a majority gate, different methods, including the method of adding cells (the injection of redundancy to the gate) and the specific arrangement of cells are utilized. The latter method is being used more, hence, low overhead is added to the design.  The results confirm the superiority of the proposed gate over the other previously offered designs.

    Keywords: Quantum-dot Cellular Automata, Nano-electronics, Fault Tolerance, Majority Gate, QCADesigner
  • Hosein Ghasemi, MohammadHasan Yavari* Pages 47-54

    In this paper, an example of a silicon telecommunication modulator based on micro-ring Resonator is designed. In order to achieve high bandwidth, the coupling coefficient must be improved. This issue is investigated by changing the coupling coefficient for different coupling lengths and gaps between the bass waveguide and the ring. The optimal coupling length was calculated. By numerical calculation, the impurity and carrier distribution in a PN phase modulator are investigated and various effects such as doping distance change, doping rate change and its effect on refractive index and absorption changes are investigated. By improving the modulator parameters and optimizing the coupling coefficient of the ring modulator the DC gain is enhanced and the electro-optical response became more stable. Comparisons have also been made to similar modulators and bandwidth has been improved up to one order.

    Keywords: Ring Resonator Modulator, Cross Coupling Coefficient, Self Coupling Coefficient, Coupling Length, Electrooptic Response
  • Somayeh Yousefi, Maryam Pourmahyabadi*, Ali Rostami Pages 55-63

    In optoelectronic devices such as photodetectors, solar cells, modulators, filters, etc., the optical absorption coefficient is a key parameter in successful device operation. To this end, in this paper, a dual band absorber, consisting of a metal-graphene-dielectric-metal structure which can operate at communication bands is presented. First of all, the light absorption characteristic has been achieved by finite difference time domain method and then the influences of the thicknesses of top metallic structure, dielectric and substrate layers on the light absorption of the structure have been analyzed. The results revealed that utilizing the graphene monolayer and the plasmonic structure improves the light-graphene interaction and in result, the graphene layer absorption. It is shown that the proposed structure has the light absorption of 95% at the wavelength of 1310nm and the light absorption of 96% at the wavelength of 1675nm. Therefore, this absorber has the ability of operating at two optical communication bands (O-band and U-band) simultaneously.

    Keywords: Graphene, Light absorber, Optical Communications, Plasmonic
  • Maryam Pourmahyabadi*, Alireza Hajhosseini Pages 65-71

    There are two important issues in the design of optical devices and in special in optical couplers; down scaling and loss reduction. In this paper, a nonlinear plasmonic directional coupler consisting of two MIM (metal- insulator- metal) waveguides is proposed. In order to reduce the coupling length, part of the waveguides structure is designed in the shape of a trapezoid. Numerical analysis using finite-difference time-domain method shows that the coupling length of this scheme is 510nm for the input power of 100W/µm and at the wavelength of 1310nm. Also, the proposed coupler exhibits the coupling efficiency of more than 80% for the input power of 100W/µm over all the optical communication bands (1260-1675nm). The other property of this coupler is being able to control the output power which is the advantage of using the nonlinear waveguides.

    Keywords: Plasmonic Coupler, MIM Waveguide, Kerr Effect, Coupling Efficiency, Coupling Length
  • Reza Esmailpour Gildeh, MohammadHasan Yavari*, Mohammad Heydari Pages 73-80

    In this paper, based on the rate equations model for injection locked semiconductor ring laser, new equations are developed for modelling the detuning frequency and direct modulation response of the slave laser as well as the amplitude and phase modulation response of the master laser. Results show that by increasing the injection power of the master laser, the dynamic characteristics of the slave laser are improved consequently, locking area range, relaxation oscillation frequency and slave laser direct modulation bandwidth as well as field amplitude and phase of the master laser are enhanced by comparing the result of different modulation schemes. It is observed that master phase modulation configuration provides the largest bandwidth while the output response is considered amplitude of the slave laser (80 times of the slave laser direct modulation frequency response).

    Keywords: Injection Locking, detuning frequency, Master laser, slave laser, semiconductor ring laser, locking region
  • Mohammad Nafisi, Ali Mir* Pages 81-88

    One of the most widely used current mode circuits is the current conveyor circuit, so that after current mirrors, they are the most commonly used circuits in the analog field. The ability to process voltage and current at the same time, more bandwidth, gain more bandwidth and gain independence form bandwidth, are notable features of this circuit. In this article, we have designed a logarithm circuit with flow conveyors based on flow theory, so that while eliminating the defects of previous circuits, we can also have innovations in the design of a logarithm circuits. Presenting a new method for designing logarithmic circuit based on current mode, using current conveyors to design logarithmic circuit, using low power and voltage circuits, circuit design with temperature independent output and thus more stability are the results of this article. In this new method, relying on the mathematical relations that lead to the natural input logarithm, a new logarithm circuit is designed. Design of the new logarithm circuit is done in 180 microwatt technology, in the current mode. The current consumption of the circuit is about 5.96 µA, the power consumption is 2.98 µW, the gain is 69.7 dB and bandwidth is about 85 kHz. The correct operation of the designed circuit has been investigated by simulation in HSPICE and MATLAB software.

    Keywords: Logarithm, Mathematical Relation, Low Power, Voltage Circuits, Current mode, Current Conveyor
  • Bahareh Seyedzadeh Sany, Behzad Ebrahimi* Pages 89-100

    In this paper, we present a 5T GC-eDRAM cell in FinFET technology. The memory structure is designed utilizing both p and n-type transistors to eliminate the clock feedthrough, multiple threshold voltages, and stack effect, thus lowering static power consumption. In the data path, a series of low power transistors are used to minimize the leakage current due to the stack effect. This allows achieving higher retention time and low static power consumption. The improved data retention time and reduced refresh frequency, refresh power, and retention power will be achieved, due to the slower failure of data 1 and 0. Our design has a new structure, high data retention time, as well as a low static and retention power among GC-eDRAMs with similar structures. The cell is, therefore, simultaneously classified as ultra-low-power and high-speed. Simulations of the proposed cell were performed at all dimensions less than 22 nm using the Hspice software. Compared to a 4T cell in 28 nm FD-SOI technology, the proposed cell in 20 nm FinFET has 195 times higher DRT, 80% lower static power consumption, and 48% smaller cell area.

    Keywords: Embedded DRAM, Gain-cell, FinFET Technology, Data Retention Time, Retention Power
  • Mahdi Mazidabadi Farahanifarahani, Jalil Mazloum*, Payman Nayebi Pages 101-107

    Cognitive radio is well known as an ultra-wideband communication system that intelligently optimizes the available frequency spectrum by implementing the dynamic spectrum monitoring method. The receiver of such a system requires an ultra-wideband low noise amplifier (from 50 MHz to 10 GHz). In this work, a low power ultra-wideband low noise amplifier is proposed by quasi-differential structure and active inductors. Using active circuits as inductors, in addition to expanding the amplifier bandwidth and reducing the chip area, have an inherent gain and due to their high quality factor, have the ability to adjust the inductance and frequency. In addition, the quasi-differential structure increases the transconductance of transistors and reduces both power consumption and noise figure of this circuit. The simulation results in a 0.18 µm CMOS process show that the proposed LNA achieved NF changes 3-7 dB and input matching less than -10 dB in the 0.05-10 GHz band. The voltage gain changes from 16.5-19 dB and third-order intercept point is -6.7 dBm. The power consumption of the main circuit is 1.98 mW with 1.8 V power supply.

    Keywords: Cognitive radio, Active inductor, Low noise amplifier (LNA), Low Power, Capacitor Cross Coupled
  • Farhad Rad, Midia Reashadi*, Ahmad Khademzadeh Pages 109-119

    Networks-on-Chip (NoC) is an effective solution to inside on-chip communication problems. In recent years, the advancement of silicon industry and also the production of Carbone Nanotube antennas (CNTs), it is possible to use wireless antennas in the network on chip. This new communication structure is called a Wireless Network on Chip (WiNoC). Using the wireless antenna in multi-core chips led to the reduction in the latency and power consumption. In spite of higher bandwidth of the WiNoCs compared to wire NoCs; their performance can decrease significantly in absence of an effective flow control mechanism.In this paper, the flow control problem is investigated by using a mathematical model in the WiNoC. The aim of this study is showing a correct analysis of cores behaviors with the subject to capacity constraints of links and flow rates. The simulation results of traffic pattern in the WiNoC show that the proposed flow rate control algorithm has been able to control and adjust the flow injection rate of each transmitter with acceptable convergence

    Keywords: wireless network on chip, flow control, optimization, gradient projection, congestion control, utility function
  • Hadis Mohammadi, Majid Sanaeepur*, Hamidreza Sanaeepur Pages 121-128

    Proton exchange membrane fuel cells (PEMFC) have gained more attention as promising successors to fossil fuels due to their high efficiency and power density, low operating temperature, and no need for maintenance. In this research, first, the cell performance is investigated based on the step changes of current density using the Nernst equation and the governing equations of the fuel cell. Then, an equivalent electrical circuit model considering the effects of current density, temperature, and pressure on the fuel cell performance is presented. MATLAB software is utilized to solve governing equations of the cell. Comparison of the model results with experimental data shows that the model’s performance at low current densities is very well in line with the experimental results (with an error of less than 3.62%). Also, the proposed model shows an acceptable estimate (with an error of about 17.66%) of the cell performance in the whole range of simulated current densities (0 to 0.6 A/cm2). Finally, the effect of operating temperature and anode and cathode pressures on the fuel cell’s performance is investigated and shown that the cell voltage increases by increasing these parameters which, implies their constructive effect on the cell performance.

    Keywords: Fuel cell, Modeling, Equivalent circuit model, Current density, Temperature, pressure
  • Zahra Ashrafi Peyman, Hassan Ghafoorifard, Hamidreza Habibiyan*, Omid Shekoofa, Amir Jafargholi Pages 129-137

    Modeling and simulation play a critical role in designing, developing, and predicting the performance of photovoltaic systems. This paper aims to develop a new approach to simulate a solar cell's electrical and thermal performance under various environmental conditions. Heat and temperature modeling in a commercial silicon solar cell has been performed by calculating heat losses via heat transfer method. The effects of environmental conditions on the temperature distribution and electrical efficiency of the solar cell, such as variations in the intensity of sunlight using a concentrator, ambient temperature, and wind speed, have also been investigated. Increasing the intensity of sunlight by using a concentrator will increase the output power of the solar cell. The simulation results show that under standard test conditions (STC), the output power of the modeled solar cell without a concentrator is 14.3 mW/cm2, whereas the output power of the same cell in the presence of a concentrator device with a concentration ratio of two is 25.7 mW/cm2. On the other hand, as temperature rises, the efficiency and output power of the solar cell decreases by 0.4-0.5 %/oC in both concentrator and non-concentrator modes. Also, the obtained results indicate that as wind speed rises, the temperature difference between the solar cell and the ambient decreases.

    Keywords: Solar cell electrical performance, solar cell temperature distribution, heat transfer modeling, simulation
  • Shirin Derakhshan Nia, Mohsen Shakiba, Maryam Shakiba* Pages 139-148

    In this paper, Ensemble Monte Carlo modeling and simulation of two-junction solar cells is presented. Nowadays, due to the importance of designing the high efficiency solar cells, using of two-junction solar cells to construct solar panels has become inevitable. Although, this approach will increase the complexity of the cell structure, but analyzing the electrical and electronic device behavior prior to initiating the manufacturing process will speed up the achieving of optimal cell. Considering the random motion of electrons and holes in the solar cell and the capability of the Monte Carlo algorithm to model random phenomena, it provides more accurate information about device than drift-diffusion and hydrodynamic methods. In this study, in order to further adapt the behavior of the modeled device to its fabricated, the Monte Carlo method was used to simulate the drift-scat of particles. In addition, in order to solve the Poisson equation and to calculate the potential distribution and electric field, the Gamel numerical method is used. Electrical and electronic features derived are included as the distribution of intrinsic and photo carrier concentrations, the energy distribution of the carrier along to the cell, the electrical potential distribution and the cell current-voltage curve. In this research MATLAB R2018b (9.5.0) software had been used to simulate of two-junction solar cell based on Ensemble Monte Carlo Algorithm.

    Keywords: Two-junction Solar Cells, Ensemble Monte Carlo, Scattering Processes, Distribution of Energy, Distribution of Photo Carrier Concentration, Conversion Efficiency
  • MAHDI ESLAMI*, ALIREZA SIADATAN, GHOLAMREZA JAVANI Pages 149-158

    In this paper, a new Countinous Current Mode (CCM) nonisolated DC-DC interleaved converter is proposed that uses an auxiliary circuit to create soft switching conditions. The auxiliary circuit used in this converter has no switch and provides soft switching conditions for all switching elements from only one resonance path. Also, the designed auxiliary circuit is not located in the power transmission path from input to output. Due to the use of interleaved structure, the current stress on the switches in the proposed converter is low. This converter has a very simple structure and operation compared to similar structures. The converter control method is also simple and pulse width modulation (PWM) is used to command the switch. Due to soft switching technique, the switching frequency of the converter has increased, this way leads reduced the size and overall volume of the converter, especially the passive elements in the structure, switching and conduction losses and also increased the efficiency of the converter compared to similar structures. Also, the proposed converter with 48V input voltage, 155V output voltage with 100 kHz switching frequency at 900 watts was simulated in PSPICE software. The results of simulation and theoretical and computational analysis confirm the performance of the converter.

    Keywords: DC-DC converter, Interleaved Boost converter, Soft Switching, Renewable Energy Sources
  • Hesamodin Hosseinpour, Amir Mousavinia*, MohammadAli Pourmina Pages 159-167

    Image rectification is an essential part in most multi-view systems. It simplifies the stereo matching process by limiting the search path to horizontal and parallel lines. The main problem in conventional image rectification is complexity and mass computation load for calculation of calibration matrix, projection matrix and fundamental matrix. In this paper an efficient and confident method is presented to rectify stereo images based on the correspondence field (CF) that avoids the mentioned matrices. In general this algorithm is able to generate an image for any new camera position. Especially one can choose the new position in such a way that the virtual camera generates a rectified image. Both real and simulated stereo images are used to evaluate the proposed algorithm. SIFT algorithm is used to estimate how close is the generated image to original rectified one. Simulation results show the mean absolute error and standard deviation are about 0.25 and 0.26 pixels respectively and rectified image is independent of focal ratio.

    Keywords: Image rectification, correspondence field, epipolar line, computational load
  • Seyfollah Soleimani*, Atefe Esmati Pages 169-176

    In imaging a scene, it is possible that the depth of the objects in the scene is larger than the depth of the field of the lens. In such cases, just objects or parts of objects that are in depth of field of the lens, will be sharp in the image while others become blurred. To overcome this problem, a technique called image fusion is used. In this technique, by changing the focus of the camera, some images are acquired such a way that in each image, part of the scene is sharp. Afterwards, these images (called multi focus images) are fused in a single image such that all parts be sharp. In this paper, a multi-focus image fusion method is proposed. The proposed method is based on an existing method which uses comparison of spectrum of the Fourier transform. In the existing method, first, salient regions are detected in each input image. Then, by comparing salient regions of input images, a focus map is extracted. In mentioned method, the amplitude of Fourier transform is processed while no process is performed on the phase angle. In this paper, a method taken from another paper is employed to benefit the phase information of the Fourier transform. In the proposed method, firstly, three images (called feature maps) are created by combining color channels of each input image. Afterwards, phase information is extracted from feature maps in frequency domain. Using them, salient parts of the images are determined and finally the fused image is produced. By testing the proposed method on some images, the results improved in comparison with the base method and some other methods.

    Keywords: Multi-focus image fusion, Spectrum of Fourier transform, Phase angle
  • Samira Mavaddati* Pages 177-186

    Classification of brain tumors using MRI images along with medical knowledge can lead to proper decision-making on the patient's condition. Also, classification of benign or malignant tumors is one of the challenging issues due to the need for detailed analysis of tumor tissue. Therefore, addressing this field using image processing techniques can be very important. In this paper, various types of texture-based and statistical-based features are used to determine the type of brain tumor and different types of features are applied in this classification procedure. Sparse coding and dictionary learning techniques are used to learn the over-complete models based on the characteristics of each data category. The classification process is carried out based on the calculated energy of the sparse coefficients. Also, the results of this categorization are compared with the results of the classification based on the neural network and support vector machine. The simulation results show that the proposed method based on the selected combinational features and learning the over-complete dictionaries can be able to classify the types of brain tumors precisely.

    Keywords: ECG arrhythmia classification, Morphological features, Wavelet packet transform, Sparse structured principal component analysis, sparse non-negative matrix factorization
  • Amin Teymourpour, Mehran Taghipour-Gorjikolaie*, Seyyed Mohammad Razavi Pages 187-197

    Due to the wide range of Persian (Farsi) machine-printed sub-words, finding a sub-word and consequently a word in a machine-printed text will be very time consuming. In this paper, a biometric minutia based method is presented, which significantly reduces the search space of Farsi sub-words. Therefore, the number of points and their coordinates of bifurcated and ending minutia points, which are two well-known features in the field of biometrics, have been used as features to reduce the search space in the form of a two-step method. In the first step, the minutia points are extracted from the sub-word image and categorized into four clusters that are close and similar as a viewpoint of the number of minutia points. Therefore, search space will be halved by this step. In the second step, by creating a repository of the distances between the first and the last end points for each sub-word in each cluster and matching the same distance of experimental image with the repository, the search space is significantly reduced. Obtained results show that the search space has been reduced from 12,700 sub-words to about 500 sub-keywords with an accuracy of approximately 90%.

    Keywords: Farsi sub-word, Biometric, Search space, Minutia feature
  • Marzieh Sadat Tabatabaei, Mahdi Yazdian-Dehkordi*, Amir Jahangard Rafsanjani Pages 199-206

    In recent years, machine learning approaches play an important role in quality identification of  manufactured products including tiles and ceramics. Deviation of tile dimensions is one the main challenge in ceramic and tile industry. Prediction of this deformation will be beneficial if it can be predicted before producing the tile. In this paper, an automatic system has been proposed to predict the deviation of the ceramic tiles. Besides, a machine learning approach is utilized to identify the most effective parameters that leads to tiles’ defect. In this way, three different classification approaches including logistic regression, random forest, and support vector machine have been studied and the best solution is determined for this purpose. Moreover, several feature sets and forward feature selection method have been employed to select more effective variables on our decision making. The experimental results conducted on real-world dataset show that, random forest approach achieves better performance than others, and the results illustrate that improper temperature parameters has more effect on tile deviation.

    Keywords: Automatic classification, Dimensional deviation of tile, Machine learning, Random forest, Support vector machine, Logistic regression, Forward feature selection
  • Mahdi Molaei, Abdollah Amirkhani* Pages 207-220

    This paper presents reinforcement learning-based learning methods for designing a supervisor for automatic driving in the highway environment. Due to the random driving conditions on the highway as well as the more realistic driving conditions, the benefits of deep distributed reinforcement learning have been exploited. In this paper, for the first time, the use of Fully Parameterized Quantile Function (FQF) and Implicit Quantile Network (IQN) distributed learning methods is proposed to learn driving policies. To train the agent using the camera data, the LIDAR sensor and its combination are suggested. In order to use the combination of the two types of data, we have employed a multi-input network structure. To evaluate the proposed methods, we have used the highway driving simulator developed in unity software. The realization of the car in the simulator is done with the help of driver assistance systems. Agent evaluation is based on a learning driving policy that can choose the right action to steer the car. In order to better evaluate the methods, we have examined the two criteria of speed changes and lane changes for learning driving policy. The results obtained from the article were compared with methods such as DQN, ‌QR-DQN that were previously presented. The results show that the proposed algorithms can learn appropriate driving policies in the highway environment. The FQF method also performs better than IQN and other strategies implemented in the past.

    Keywords: distributional reinforcement learning, autonomous vehicle, driver assistance system
  • Mojgan Malekifard, Javad Ehyaei*, Amir Farhad Ehyaei Pages 221-229

    In this paper a modified adaptive robust composite control scheme for fully-constrained cable-driven robots with elastic cables is presented here. At first, an adaptive control algorithm based on sliding mode control method is introduced for rigid robots using internal force concept to ensure that all cables are remained in tension through the whole workspace. Then, the dynamic equations are turned into singularly perturbed form to develop the adaptive controller of rigid robots to be used for robots with elastic cables. To improve the stability and robust performance of the system as an achievement of the paper, a correction term is added to the adaption law of rigid robots and the stability analysis of the system is conducted using the Lyapunov theory. Finally, while the simulation results are given for intended robot with elastic cables, performance of the proposed algorithm against the uncertainty of dynamic parameters is proved and by comparing the performance of the proposed control scheme in this paper with those related to the initial robust adaptive controller a remarkable improvement in the accuracy of the desired path tracking confirmed.

    Keywords: Cable-driven robots, elastic cables, adaptive robust control, singularly perturbed model, stability analysis
  • Seyed Hamid Hashemipour* Pages 231-240

    In this paper, a delay compensation for a class of unknown systems with simultaneous state and input delays through the predictive adaptive observer is investigated. Despite the unknown term, an adaptive state observer is designed to have an exact prediction. The upper bounds of uncertainty with time varying delay are considered unknown, which do not require to be known for the design. Then, the second observer is introduced for simultaneous delay compensation in state and input that input delay can be optionally longer than the delay in the state. Besides, in this approach, the numerical solution is not implied for delay compensation of input in uncertainty system. Based on Lyapunov theory, it has been proved, the input delay in systems with the unknown term can compensate by means of designed observers, while the estimation error is small and bounded. For more details, we also show a numerical example that indicates the proposed approaches’ impact.

    Keywords: Input delay, Adaptive Observer, Linear Matrix Inequality