فهرست مطالب

روشهای هوشمند در صنعت برق - پیاپی 55 (پاییز 1402)

فصلنامه روشهای هوشمند در صنعت برق
پیاپی 55 (پاییز 1402)

  • تاریخ انتشار: 1401/06/27
  • تعداد عناوین: 10
|
  • حسین جعفری، مهدی شانه*، توحید نوری صفحات 1-12
    ساختارهای بسیار افزاینده عموما برای ارتقاء سطح ولتاژ پایین تولید شده توسط منابع انرژی تجدید پذیر به کار گرفته می شوند. در این مقاله یک ساختار بسیار افزاینده مبتنی بر شبکه شبه امپدانس ارایه شده است، که دارای ساختاری ساده و در عین حال کاربردی متشکل از دو سلف و خازن می باشد. با توجه به ضریب وظیفه در محدوده 50 درصد برای این مبدل مشکلات بازیابی معکوس دیودها و پایدارسازی مبدل برطرف می گردد. از طرفی زمین مشترک کلید قدرت و منبع ورودی باعث سادگی مدار کنترل می شود. با بهره گیری از تکنیک سلف کوپل شده و همچنین سلول چند برابر کننده ولتاژ، بهره ولتاژ مبدل به مقدار چشم گیری افزایش می یابد. علاوه بر آن در جهت محدود کردن تنش ولتاژ روی کلید، از خازن استک شده استفاده شده است. استفاده از ساختار پیشنهادی باعث افزایش بهره ولتاژ مبدل می گردد. همچنین ساختار ارایه شده سطح تنش ولتاژ روی نیمه هادی های مدار را کاهش می دهد که باعث کاهش هزینه و افزایش راندمان مدار می گردد. مبدل طراحی شده با ولتاژ ورودی 25 ولت و ولتاژ خروجی400 ولت و توان 100 وات در نرم افزار اسپایس شبیه سازی شده و نتایج در مقاله آمده است.
    کلیدواژگان: خازن استک شده، سلول افزاینده ولتاژ، سلف کوپل شده، شبکه شبه امپدانس
  • حمید مقدسی، محمدرضا مرادیان* صفحات 13-26

    در این مقاله به منظور بهبود پاسخ دینامیکی ژنراتور القایی دوسوتغذیه (DFIG)، یک سیستم کنترلی جدید مبتنی بر کنترل‏کننده سطح لغزش پیشنهاد شده است. به این منظور کنترل مستقل توان‏های اکتیو و راکتیو خروجی ژنراتور از طریق یک کنترل‏کننده مد لغزشی (SMC) که در برابر اغتشاشات خارجی و نامعینی‏های سیستم مقاوم است، کنترل می گردد. برای بهبود عملکرد کنترل در حالت ماندگار، مدل انتگرالی کنترل‏کننده مد لغزشی (ISMC) و برای بهبود قابلیت عبور از ولتاژ پایین (LVRT) ژنراتور در شرایط وقوع خطا، کنترل‏کننده توان راکتیو با مرجع متغیر مبتنی بر کنترل‏کننده‏ متناسب-انتگرال گیر (PI) پیشنهاد شده است. عملکرد کنترل‏کننده پیشنهادی در مدت زمان ردیابی توان مرجع، با دو سیستم کنترلی دیگر که مرجع ثابتی برای توان راکتیو داشته و مبتنی بر کنترل کننده های SMC و PI هستند در 9 حالت مختلف خطا مقایسه شده است. خطاهای تک فاز به زمین، دو فاز به زمین و سه فاز به زمین در حالت های زیر سنکرون، سنکرون و فوق سنکرون حالت های مختلف مورد نظر در مقایسه سیستم های کنترلی هستند. نتایج شبیه سازی با استفاده از نرم افزار سیمولینک متلب، نشان دهنده رفتار حالت گذرای مناسب تر و به ویژه فراجهش های کمتر جریان، ولتاژ لینک DC و توان اکتیو خروجی در سیستم کنترل پیشنهادی در مقایسه با دو سیستم دیگر در شرایط وقوع انواع خطا بوده است.

    کلیدواژگان: ژنراتور های القایی دوسو تغذیه، قابلیت عبور از ولتاژ پایین، کنترل مستقل توان، کنترل کننده مد لغزشی
  • سید علی سید بهشتی فینی، سید محمد شریعتمدار*، وحید امیر صفحات 27-42

    امروزه افزایش قیمت سوخت های فسیلی و کاهش منابع از یک سو و آلودگی های زیست محیطی از سوی دیگر باعث افزایش استفاده از منابع تجدیدپذیر گردیده است. در این مقاله ریزشبکه مورد مطالعه از منابع بادی و خورشیدی، ذخیره ساز (باتری و فلایویل) خودرو الکتریکی، دیزل ژنراتور و حضور سیستم های انرژی چند حاملی MCH)) به عنوان انرژی ترکیبی برق و حرارت (CHP) تشکیل شده است. فرکانس ریزشبکه باتوجه به شبکه گاز و پیک مصرف کنترل می شود. در ریزشبکه چند حاملی پخش بار شبکه گاز همزمان با پخش بار الکتریکی منظور می گردد. همچنین فرکانس به صورت غیرخطی کنترل می شود. از طرف دیگر روند رو به رشد تولید و به کارگیری خودروهای برقی (V2G) بارهای جدیدی برای شبکه برق ایجاد کرده است که در صورتی که مدیریت صحیحی بر روی نحوه شارژ آنها صورت نگیرد انحراف فرکانس شبکه افزایش یافته و می تواند سبب فروپاشی شبکه گردد. لذا از خودروهای برقی به منظور مشارکت در عملیات تنظیم فرکانس ریزشبکه با روش سیستم استنتاج فازی عصبی تطبیقی (ANFIS) استفاده می شود. به منظور مقایسه روش پیشنهادی در شبیه سازی ها از کنترل کننده فازی استفاده شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی ها در پنج مطالعه مورد بررسی قرار می گیرند که بیان گر عملکرد مطلوب روش پیشنهادی در کاهش انحراف فرکانس، استحکام در برابر اغتشاشات و مقاوم بودن در برابر عدم قطعیت های موجود در سیستم است. همچنین روش پیشنهادی توان خروجی پایدارتری در منابع تولید ریزشبکه دارد.

    کلیدواژگان: خودرو الکتریکی، ریزشبکه، سیستم استنتاج فازی عصبی تطبیقی، فرکانس ثانویه، کنترل فازی، کنترل فرکانس
  • ایمان اسحق پور، مجید دلشاد*، سعید جوادی صفحات 43-54
    در این مقاله یک مبدل بسیار افزاینده درهم تنیده با مدار کمکی ساده ارایه شده است. مدار کمکی پیشنهادی دارای سلف های تزویج شده با سلف های اصلی مبدل است و شرایط کلیدزنی در ولتاژ صفر را برای کلیدهای اصلی مبدل فراهم می کند. از طرفی کلید کمکی و دیودهای مدار کمکی دارای کلیدزنی در جریان صفر هستند و به همین دلیل تلفات محسوسی به مبدل تحمیل نمی کنند. از دیگر ویژگی مدار کمکی امکان افزایش شاخه های موازی مبدل افزاینده بدون اضافه کردن مدار کمکی جدید است، لذا مبدل می تواند به راحتی برای توان های بسیار بالا نیز طراحی گردد. مبدل پیشنهادی از روش سلف های تزویج شده ضربدری با خازن های بالابرنده سری برای افزایش بهره ولتاژ و کاهش استرس ولتاژ روی کلیدهای اصلی، استفاده کرده است. مبدل بسیار افزاینده پیشنهادی به طور مشروح تحلیل گشته و یک نمونه عملی از آن در توان 100 وات پیاده سازی گردیده است. نتایج عملی درستی عملکرد مدار و تحلیل های تیوری را تایید می کنند.
    کلیدواژگان: استرس ولتاژ پایین، سلف های تزویج شده ضربدری، کلیدزنی در جریان صفر، کلیدزنی در ولتاژ صفر، مبدل بسیار افزاینده
  • نادر کاظمی اسفه، مهدی بهاری زاده* صفحات 55-66
    درحالت عملکرد جزیره ای ریزشبکه ها تقسیم توان های اکتیو و راکتیو بار بین منابع نیاز است. برای فراهم کردن آن و بر اساس رویکرد غیرمتمرکز از مشخصه های افتی استفاده می شود. مشخصه های افتی مرسوم توان اکتیو-فرکانس (P-ω) و توان راکتیو-ولتاژ (Q-V) بر فرض خاصیت سلفی امپدانس خروجی منابع بنا نهاده شده اند. از آنجا که امپدانس خروجی سلفی غالب مخصوصا در ریزشبکه های ولتاژ پایین فراهم نمی شوند، مشخصه های افتی قاب مجازی فرکانس-ولتاژ که شامل مشخصه افتی توان اکتیو-فرکانس مجازی (P-ωʹ) و مشخصه افتی توان راکتیو-ولتاژ مجازی (Q-Vʹ) هستند مورد توجه محققان قرار گرفته اند. خاصیت محلی هر دو کمیت فرکانس مجازی و ولتاژ مجازی منجر به بروز خطاهای تقسیم توان اکتیو و راکتیو با به کار بردن این مشخصه ها می شود. همچنین نیاز به محدوده کوچک تغییرات فرکانس مجازی و ولتاژ مجازی، منجر به بروز خطاهای بزرگ تقسیم توان می شود. برای برطرف کردن خطاهای تقسیم توان اکتیو و راکتیو، در این مقاله یک روش کنترل غیر متمرکز پیشنهاد می شود. در روش پیشنهادی منابع به جای فرکانس مجازی و ولتاژ مجازی ترمینال خود، فرکانس و ولتاژ مجازی نقطه اتصال مشترک (PCC) را افت می دهند تا پارامتری مشترک مسیول تولید توان اکتیو و همچنین پارامتری مشترک مسیول تولید توان راکتیو منابع شده و خطای تقسیم توان برطرف شود. نحوه تحقق این مشخصه های افتی با جزییات توضیح داده خواهد شد. برای تایید عملکرد ساختار کنترل پیشنهادی، شبیه سازی زمانی یک ریزشبکه نمونه در نرم افزار PSIM ارایه شده است.
    کلیدواژگان: تقسیم توان، حالت عملکرد جزیره ای، ریزشبکه، مشخصه های افتی
  • علی استکی، بهروز مجیدی* صفحات 67-82
    هدف از این تحقیق، مطالعه تاثیر شیار دوم در دندانه استاتور بر روی عملکرد دو ساختار متداول روتور به نام های اسپکی و سطحی، برای موتور جریان مستقیم بدون جاروبک (BLDC) است. نتایج برای حالت های مختلف بسته بودن شیارها ارایه و مقایسه شده است. سپس با جای گذاری یک سیم پیچ تغذیه شده با جریان مستقیم و یا آهنرباهای مغناطیس دایم درون شیار دندانه های استاتور موتوری که در مراحل قبل بهترین عملکرد را داشته، دو مدل هیبرید BLDC معرفی و مورد مطالعه قرار گرفته اند. نتایج حاکی از آن است که رویکرد بستن شیار به شدت بر روی نوسانات گشتاور موثر است در حالی که گشتاور تولیدی هر دو ساختار تقریبا ثابت مانده است. در خصوص HBLDC، میدان الکترومغناطیسی جانبی که در شیار دندانه استاتور جای گذاری شده عملکرد گشتاوری موتورها را بهبود می بخشد. در همه مراحل این تحقیق از روش اجزای محدود استفاده شده است.
    کلیدواژگان: روش اجزا محدود، شیار دوگانه استاتور، ماشین بدون جاروبک جریان مستقیم، مدل هیبرید
  • مریم جدی گلفزانی، محمد واحدی*، مجید گندمکار صفحات 83-100
    این مقاله یک کنترل کننده مقاوم بازنشان فیدبک خروجی بهینه به منظور کنترل یک ربات با دو درجه آزادی معرفی می شود. در این راستا، در این مقاله با استفاده از معرفی یک کنترل ترکیبی خاص تحت عنوان کنترل فیدبک خروجی بازنشان مقاوم، معایب موجود در کنترل کننده خطی برطرف و هدف اصلی آن کاهش فراجهش و افزایش سرعت پاسخ و پایداری بهتر سیستم تحت کنترل است. برای این کار ابتدا یک کنترل کننده فیدبک خروجی بهینه بدون عمل بازنشان طراحی می شود، به طوری که قطب های سیستم حلقه بسته در یک منطقه از پیش تعریف شده قرار می گیرند. این ناحیه به گونه ای انتخاب می شود که پایداری نمایی و زمان رسیدن حلقه بسته در زمان محدود تضمین شود. سپس، مقدار پس بازنشان در زمان های تنظیم مجدد با به حداقل رساندن یک تابع هزینه مناسب برای دستیابی به کارایی بهتر طراحی می شود. در این مقاله، برای اولین بار مقدار پس بازنشان تنها با اطلاعات خروجی سیستم مشخص شده و در ادامه پایداری سیستم نیز تضمین خواهد شد. ربات استفاده شده در این مقاله یک نمونه کاربردی و صنعتی بوده که دارای دو بازو و دو مفصل با قابلیت کنترل مجزا می باشد. موقعیت و رفتار بازوها بر اساس معادلات و روابط ریاضی حاکم، نشان دهنده اثرگذاری مستقیم آن بر روی یکدیگر می باشد. در پایان برای اثبات طرح پیشنهادی، با استفاده از نرم افزار متلب شبیه سازی عددی انجام شده و مقایسه ای بین کنترل کننده ارایه شده با کنترل کننده مشابه انجام خواهد شد.
    کلیدواژگان: ربات دو درجه آزادی، روش پس بازنشان بهینه، کنترل بازنشان، کنترل ترکیبی مقاوم، کنترل کننده بازنشان فیدبک خروجی
  • محمدجواد عبدالهی فرد*، محمدرضا مهرداد صفحات 101-116

    در زندگی مدرن، تامین انرژی الکتریکی پایدار اهمیت ویژه ای دارد و اختلال در این امر می تواند خسارت های سنگینی را به بخش های مختلف صنعت، تجارت، حمل و نقل، بهداشت و سلامت، آموزش و مدیریت جامعه وارد کند. برای جلوگیری از اتصال کوتاه شدن شبکه به زمین لازم است مقدار فلش (افتادگی) هادی ها در محدوده استانداردی قرار داشته باشد. روش های موجود برای اندازه گیری فلش اغلب نیازمند نصب دایمی تجهیزاتی مانند دوربین، گیرنده GPS (سیستم موقعیت یابی جهانی) و حسگر میدان مغناطیسی روی خط و تیرها/دکل ها یا اطراف آن ها هستند. روش ارایه شده در این مقاله اندازه گیری فلش را بر مبنای تک تصویری که از هادی و تیرها/دکل های دو طرف آن ثبت می شود انجام می دهد. همچنین لازم است فاصله دو انتهای هادی از دوربین به کمک یک فاصله سنج لیزری اندازه گیری شود. ابتدا به کمک داده های فاصله سنج، موقعیت دو انتهای هادی در فضای سه-بعدی به دست می آید. سپس از بین تمامی سهمی هایی که از این دو نقطه عبور می کنند، سهمی ای که با مشاهدات تصویری و فرضیات میدانی بهترین تطابق را دارد انتخاب می شود و بر مبنای آن مدل سه -بعدی هادی تولید و میزان فلش محاسبه می شود. روش اندازه گیری پیشنهادی بدون قطع شبکه و نزدیک شدن مخاطره آمیز به خط و با کمک تجهیزات قابل حمل و ارزان قیمت قابل انجام است. ارزیابی روی ستاپ های آزمایشگاهی و داده های میدانی نشان داد که روش پیشنهادی به زاویه عکس برداری حساس نیست، در پس زمینه های شلوغ عملکرد خوبی دارد و خطای متوسط آن کمتر از یک درصد مقدار فلش است.

    کلیدواژگان: آشکارسازی خط، اندازه گیری فلش، اندازه گیری مبتنی بر بینایی، نقشه برداری
  • فرنوش حیدری، زهرا عادل پور*، ناصر پرهیزگار صفحات 117-128
    در عصر جدید تکنولوژی، آنتن با نمایه مجذور کسکانت، نقش مهمی در کاربردهای راداری ایفا می کند که می توان به کاربرد آنها برای پوشش یک منطقه هوایی جهت جستجوی اهداف و تخمین ارتفاع آن ها اشاره کرد. در این مقاله روشی جهت سنتز نمایه مجذور کسکانت با استفاده از آنتن موج نشتی ارایه شده است. آنتن های موج نشتی گونه ای از آنتن ها هستند که مکانیسم اصلی آنها تضعیف موج با نشت توان هم زمان با انتشار موج در طول ساختار است؛ لذا با کنترل ثابت نشت و ثابت فاز در طول ساختار می توان به سنتز نمایه های تشعشعی موردنظر رسید. در این پژوهش از الگوریتم ژنتیک جهت بهینه سازی ثابت نشت جهت دستیابی به نمایه مجذور کسکانت در محدوده 10 تا 30 درجه استفاده شده است. تطابق در نتایج شبیه سازی و نتایج اندازه گیری شده بیانگر دقت در روند طراحی است. روش پیشنهادی، نمایه موردنظر را با ریپل کمتر از 2 دسیبل در ناحیه تعیین شده و گلبرگ های کناری کمتر از 18- دسیبل به دست می آورد که آنتن را برای کاربردهای راداری مناسب می سازد.
    کلیدواژگان: آنتن موج نشتی، سطح گلبرگ های کناری، موج بر مجتمع شده زیرلایه، نرخ نشت، نمایه مجذور کسکانت
  • محمدصادق اژدری، علی براتی*، حمید براتی صفحات 129-148

    شبکه های موردی بین خودرویی با هدف ایجاد ایمنی و راحتی برای رانندگان و مسافران ایجاد شده است. در این شبکه ها، تغییرات زیاد توپولوژی، چالش های زیادی را برای تحویل کارآمد داده ها ایجاد می کند. روش انتشار داده می تواند نیازهای پخش پیام اضطراری را برآورده کند. انتشار داده ها در این شبکه ها کاری پیچیده و مهم است زیرا تغییر زیاد سرعت ماشین ها، احتمال وجود شکاف های ارتباطی را بالا می برد. در این شبکه ها تحویل سریع و تضمینی بالای بسته ها دارای اهمیت بسیاری است. در این مقاله روشی پیشنهاد شده که در آن کانال ارتباطات برد کوتاه اختصاصی (DSRC) با سه نوع اولویت متفاوت برای پیام های ایمنی تقسیم می گردد. جهت انتشار پیام برای هر کلاس یک گیرنده پویا تعریف می گردد، برای جلوگیری از انتشارات افزونه و استفاده بهینه از پهنای باند، شرط مابین بودن گره مبدا و گره انتشار دهنده در نظر گرفته شده است. روش پیشنهادی به هیچ گونه سخت افزار یا کنترل کننده مرکزی نیاز ندارد. به منظور تحلیل میزان کارایی، روش پیشنهادی را با روش های تقسیم بندی و پخش برنامه ریزی شده تطبیقی (ASPBT) و پروتکل انتشار داده های انطباقی (AddP) مقایسه شده است. نتایج ارزیابی تحلیلی و شبیه سازی نشان می دهد که در روش پیشنهادی تاخیر در مقایسه با روش های ASPBT و AddP به ترتیب 5 درصد و 14 درصد کاهش یافته است. نرخ تحویل بسته در مقایسه با روش های  AddP و ASPBT به ترتیب 37 درصد و 83/0 درصد بهبود یافته است. همچنین نرخ تصادم روش پیشنهادی 4 درصد و 11 درصد در مقایسه با روش های ASPBT و AddP بهبود یافته است.

    کلیدواژگان: ارتباطات برد کوتاه اختصاصی، پیام های اضطراری، شبکه های موردی بین خودرویی، شکاف ارتباطی، قابلیت اطمینان، همه پخشی
|
  • Jafari Hosein, Mahdi Shaneh *, Tohid Nouri Pages 1-12
    High step-up structures are commonly used to upgrade the low voltage levels generated by renewable energy sources. In this paper, a high step-up structure based on Quasi Z-Source network is presented, which has a simple yet functional structure consisting of two inductors and two capacitors. Due to the duty cycle of about 50% for this converter, the problems of reverse recovery of diodes and stability are solved. In addition, the common ground of the power switch and the input source simplifies the control circuit. Using the coupled inductor technique as well as the voltage multiplier cell, the converter voltage gain increases significantly. In addition, the stacked capacitor is used to limit the voltage stress on the switch. The use of the proposed structure increases the voltage gain of the converter. The proposed structure also reduces the level of voltage stress on the semiconductors of the circuit, which reduces the cost and increases the efficiency of the circuit. The converter designed with 25V/ 400V input/ output 100Wouput power is simulated in PSpice software and the results are presented.
    Keywords: coupled inductor, Quasi Z-source Impedance Network, Stacked capacitor, Voltage Multiplier Cell
  • Hamid Moghadasi, Mohammadreza Moradian * Pages 13-26

    In this paper, a sliding mode controller with an adjustable reactive power reference value is proposed. To improve the performance of the controller in a steady-state, an Integral Sliding Mode Control is designed and used. In addition, to improve the low-voltage ride-through capability in the fault condition, a reactive power controller with an adjustable reference value is proposed. The performance of this control system, during the power track, is compared with two other control systems that have a fixed reference for reactive power and are based on SMC and PI controllers in 9 different fault modes. These 9 different modes include one-phase, two-phase, and three-phase short circuit faults in the sub-synchronous, synchronous, and super-synchronous mode of operation for DFIG. The proposed method has been implemented in Simulink/MATLAB software. The simulation results confirm the capability and effectiveness of the proposed control system in comparison with two other aforementioned control systems.

    Keywords: Decoupled Power control, Doubly Fed Induction Generator, Low-voltage Ride-through, sliding mode control
  • Seyed Ali Seyed Beheshti Fini, Seyed Mohammad Shariatmadar *, Vahid Amir Pages 27-42

    Nowadays, the use of renewable resources has increased because of fossil fuel price growth, resource shortage, and environmental pollution. This study investigates a microgrid composed of wind and solar systems with battery storage sources and flywheel, diesel generator, and multi-carrier energy systems (MCH) as combined electricity and heat (CHP). The microgrid frequency is controlled based on the gas network and its consumption peak. In a multi-carrier network, the load distribution in the gas network is simultaneously considered with the electric charge distribution. Besides, the frequency is controlled nonlinearly. On the other hand, the growing trend of producing and using electric vehicles has generated new loads on the electricity network. In this regard, if these loads are not properly managed to charge them, the network’s frequency deviations will increase and cause the collapse of the electricity network.Therefore, electric vehicles (V2G) are considered in microgrid frequency tuning operations through ANFIS adaptive fuzzy control method. In order to compare the proposed method in the simulations, a fuzzy controller is used. The results of the simulations are examined in five studies that express the optimal performance of the proposed method in reducing frequency deviations, strength against disturbances and resistance Uncertainties in the system. The proposed method also has a more stable output power in microgrid production resources.

    Keywords: Adaptive Neuro Fuzzy Inference System, Electric Vehicle, Frequency control, fuzzy control, Microgrid, secondary frequency
  • Iman Es-Haghpour, Majid Delshad *, Saeid Javadi Pages 43-54
    In this paper, an interleaved high step-up converter with a simple auxiliary circuit is presented. The proposed auxiliary circuit has the coupled inductor with the input inductors of the converter and provides zero voltage switching conditions for the main switches of the converter. On the other hand, auxiliary switches and diodes of auxiliary circuit operate under zero current condition and therefore do not impose significant losses on the converter. The auxiliary circuit is modular and can apply to more phases of the converter. Therefore, the converter can be easily designed for very high power applications. The proposed converter uses the cross-coupled inductors technique with series lift capacitors to increase the voltage gain and reduce the voltage stress on the main switches. Also, leakage inductance energy can be easily absorbed by the clamp capacitors and helps to increasing the voltage gain. The proposed high step-up converter has been analyzed in detail and a practical prototype has been implemented at 100W. The experimental results confirm the correctness of the operation of the circuit and the theoretical analysis.
    Keywords: cross-coupled inductors, High Step-up Converter, low-voltage stress, Zero-current switching, zero-voltage switching
  • Nader Kazemi-Esfeh, Mehdi Baharizadeh * Pages 55-66
    In the islanded operation mode of microgrids, active and reactive powers sharing among sources is required. In order to provide this and based on decentralized approach, droop characteristics are used. The conventional droop characteristics of active power-frequency (P-ω) and reactive power-voltage (Q-V) are based on the assumption of inductive output impedance of sources. Since the dominant inductive output impedances are not provided, especially in low voltage microgrids, the virtual frequency-voltage frame droop characteristics, which include active power-virtual frequency (P-ωʹ) and reactive power-virtual voltage (Q-Vʹ) droop characteristics have been considered by researchers. By employing these droops, local property of both the virtual frequency and the virtual voltage leads to active power sharing error as well as reactive power sharing error. In addition, required small intended variation range of both virtual frequency and virtual voltage, results in big power sharing errors. In order to eliminate active and reactive power sharing errors, a decentralized control method is proposed in this paper. In the proposed method, instead of virtual frequency and virtual voltage of their terminal, sources droop virtual frequency and virtual voltage of point of common coupling (PCC) in order to a common parameter becomes in charge of active power generation as well as a common parameter becomes responsible for reactive power generation. Accordingly, the power sharing errors are resolved. Realization method of these droop characteristics will be explained in details. In order to confirm the performance of the proposed control method, simulation results of a test microgrid in PSIM software are presented.
    Keywords: Droop characteristics, Islanded operation mode, Microgrid, Power sharing
  • Ali Esteki, Behrooz Majidi * Pages 67-82
    The aim of this paper is to investigate the impact of second slot in stator tooth on performance of two commonly used rotor structures, namely Surface-type and Spoke-type, for a brushless direct current (BLDC) motor. The comparative results are reported for different closing slot conditions. Afterwards by inserting a direct current driven winding or permanent magnets (PMs) into the stator tooth slots of best performed model of previous stage, two hybrid-brushless direct current (HBLDC) motors are introduced and studied. The results demonstrated that slot-closing strategy has high impact on torque fluctuations while the torque produced remain almost constant. For HBLDC, the auxiliary Electro-Magnetic field, placed in stator slot, developed torque performance of the motors. The finite element method (FEM) is used in stages of study.
    Keywords: brushless direct current, Double-Slot Stator, Finite Element Method, Surface, Spoke-type, torque
  • Maryam Jeddi-Golfazani, Mohammad Vahedi *, Majid Gandomkar Pages 83-100
    Standard PID controllers are one of the most desirable controllers for industrial automation and the most widely used control in feedback systems. However, linear controllers have limitations that represent tation controllers can be used to overcome these limitations. In this paper, a robust reset control based on optimal output feedback to control a robot with two degrees of freedom. In general, the behavior of reset controllers is similar to that of linear controllers, in other words, they are easy to implement. In this regard, in this paper, by introducing a special combination control called robust reset output feedback control, the disadvantages of the linear controller are eliminated and its main purpose is to reduce overexposure and increase the response speed and better stability of the controlled system. Therefore, this paper introduces a systematic method for reset optimal output feedback controller. To do this, an optimal output feedback controller is first designed without the reset action, so that the poles of the closed-loop system are located in a predefined area. This area is selected to ensure the stability of the exponential and the arrival time of the closed loop in a finite time. Then, the reset value at reset times is designed to minimize a cost-effective function for better performance. In this paper, for the first time, the reset value is specified only with the system output information and then the stability of the system will be guaranteed. The robot used in this article is a practical and industrial example that has two arms and two joints with separate control capability. The position and behavior of the arms based on the governing equations and mathematical relations indicate its direct effect on each other. Finally, to prove the proposed design, numerical simulation will be performed using Matlab software and a comparison between the proposed controller and a similar controller will be performed.
    Keywords: optimal output feedback control, Reset control, robot with two degrees of freedom, robust combination control, systematic after reset method
  • Mohammad Javad Abdollahifard *, Mohammad Reaz Mehrdad Pages 101-116

    The supply of permanent electrical energy is of vital importance in modern life and its disruption can cause heavy damage to different areas in industry, commerce, transportation, sanitation and health, education, and management of the society. To prevent the network from short-circuiting to the ground, the amount of sag (drop) of the conductors must be within a standard range. Existing methods for sag measurement often require permanent installation of equipment - such as a camera, GPS receiver, and magnetic field sensor - on the line, the poles/towers, and/or around them. The method presented in this paper performs sag measurement based on a single image recorded from the conductor and poles/tow ers on its both sides. In addition, the distance between the two ends of the conductor from the camera needs to be measured using a laser rangefinder. First, the position of the two ends of the conductor in three-dimensional space is obtained with the help of rangefinder data. Then, from all the parabolas that pass through these two points, the one that best matches the visual observations and field assumptions is selected, and based on that, the three-dimensional conductor model is generated and the sag is calculated. The proposed measurement method can be done without interruption of the network and dangerous approach to the line and with the help of portable and inexpensive equipment. Evaluation on laboratory and field data showed that the proposed method is not sensitive to the shooting angle, works well in complicated backgrounds, and has an average error of less than 1% of the sag value.

    Keywords: power line detection, sag measurement, surveying, vision-based measurement
  • Farnoosh Heidari, Zahra Adelpour *, Naser Parhizgar Pages 117-128
    In the modern era, the antennas with cosecant squared pattern play a significant role in radar applic ations. These applications are used to cover an airspace to search for targets and estimate their height. In this article, a method is proposed for the synthesis of cosecant squared pattern using leaky wave antenna. The principal mechanism in the leaky wave antennae is wave attenuation due to power leakage while the wave propagates through the structure. Thus, by controlling the leakage and phase constants along the length of the structure, one can synthesize the desired radiation patterns. We have used the genetic algorithm to optimize the leakage constant and obtain the desired cosecant squared pattern In the range of 10 to 30 degrees. Conformity in simulation results and measured results indicates accuracy in the design process. The proposed method obtains the desired pattern with a ripple of less than 2 dB in the designated area and side lobe level less than -18 dB, which makes the antenna suitable for radar applications.
    Keywords: cosecant squared pattern, leakage rate, Leaky wave antenna, side lobe level, Substrate integrated waveguide
  • Mohammad Sadegh Azhdari, Ali Barati *, Hamid Barati Pages 129-148

    Vehicular ad hoc networks are designed to provide safety and comfort for drivers and passengers. In these networks, many topological changes create many challenges for efficient data delivery. The data dissemination method can meet the needs of emergency message broadcasting. Disseminating data on these networks is a complex and vital task because the highly variable speeds of vehicles increase communication gaps. In these networks, fast and guaranteed high delivery of packets is essential. In this paper, a method is proposed in which the dedicated short range communication (DSRC) channel is divided into three different types of priorities for beacon messages. A dynamic receiver is defined for each class to broadcast the message. The technique of considering the intermediate condition between the source node and the sender node is used to prevent the broadcast of redundancy and the optimal use of bandwidth. The proposed method does not require any hardware or central controller. In order to analyze the efficiency, the proposed method is compared with ASPBT and aadaptive data dissemination protocol (AddP) methods. The analytical evaluation and simulation results show that our proposed method is superior to other methods in terms of efficiency.

    Keywords: Broadcast, Emergency Messages, Communication Gap, dedicated short range communication, reliability, Vehicular Ad hoc Networks