فصلنامه امیرکبیر
پیاپی 48 (پاییز 1380)

در این مقاله، یک روش جدید برای شبیه سازی مدل هایزنبرگ XYZ (s = 1/2)یک بعدی معرفی می گردد. این روش براساس فرمول تروتر بنا شده است. بدین ترتیب که با استفاده از فرمول تروتریک مدل یک بعدی کوانتومی به مدل دو بعدی کلاسیکی تبدیل می گردد، که در آن بعد اضافه شده، یعنی زمان موهومی به دمای سیستم مربوط بوده و نقش تاثیرات کوانتومی را بازی خواهد کرد. بدین ترتیب که با استفاده از تکنیک مونت کارلو و انتگرال مسیر فاینمن، خواص ترمودینامیکی یک دستگاه یا جمع کردن اثر عملگر نمایی بر روی مسیرهای کلاسیکی در درجات حرارت پایین محاسبه و با نتایج حاصل از مقاله Bonner & Fisher که با روش متفاوت انجام گردیده مقایسه گردیده اند، یکی از محسنات این روش،سرعت بالای آن در مقایسه با دیگر روش هاست. به علاوه جمع آوری حالتها، دارای یک نمایش گرافیکی است که می تواند بینشی از طبیعت درونی یک دستگاه بر هم کنشی ارائه دهد.

یک روش طراحی برای تعیین ماتریس وزنهای یک شبکه عصبی به دست آمده است که به عنوان کنترل کننده سیستم غیر خطی چند ورودی- چند خروجی (MIMO) متشکل از یک سیستم خطی با ورودی های محدود شده عمل می کند. روش طراحی جدید برخلاف روش های تعلیم تکراری شبکه های عصبی بر یک بهینه سازی تک پارامتری استوار است و بنابراین ماتریسهای وزنی بهینه را می توان به سهولت محاسبه نمود. علاوه بر این در این روش پایداری سیستم حلقه بسته تضمین می شود.

با گسترش استفاده از سیگنال الکترو کاردیوگرام برای آشکار سازی و تشخیص بیماری های قلبی، انتقال مواد موثر این سیگنال بر روی خطوط تلفن یا موبایل، هر چه بیشتر اهمیت می یابد، یک متخصص در یک بیمارستان بزرگ می تواند با استفاده از آن، اطلاعاتی را از یک بیمار در یک ناحیه روستایی و دور افتاده دریافت نموده و یک برنامه درمانی مشخص را برای او تجویز کند. در این مقاله، مراحل مختلف طراحی و ساخت یک سیستم میکروپرسسوری امکان شماره گیری بیمارستان و انتقال با دریافت داده های سریال به مودم را فراهم می کند. نرم افزار نوشته شده برای کامپیوتر بیمارستان با استفاده از یک الگوریتم زمان واقعی، سیگنال ECG را رسم کرده و با فشرده سازی آن به چهار روش آن را در دیسک سخت کامپیوتر ذخیره می کند.

در این مقاله رفتار لامپهای تخلیه گازی (بخار سدیم و جیوه) که در روشنایی معابر، خیابانها، سالن های ورزشی و کارخانجات کاربرد فراوان دارند، و نقش آن ها در تولید هارمونی در شبکه های قدرت به دو طریق شبیه سازی و اندازه گیری عملی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. همچنین از آنجا که این نوع لامپ ها با ضریب قدرت پایین (حدود(0.4-0.55 کار می کنند، معمولا جهت اصلاح ضریب قدرت از خازن های توزیع شده به همراه لامپ ها استفاده می گردد. اتصال خازن ها می تواند علاوه بر اصلاح ضریب قدرت بر هارمونی های تزریقی لامپ ها به شبکه نیز موثر باشد. با توجه به اینکه لامپ های مذکور به صورت تک فاز هستند و حتی الامکان به صورت متعادل بین سه فاز توزیع می شوند، مساله هارمونی های مضرب سه و جمع شدن آنها در سیم نول از مسائل مهمی است که در این مطالعه به آن پرداخته شده است.
نتایج نشان می دهند که هارمونی های مضرب سه متناظر در هر فاز، در نقطه صفر اتصال ستاره با یکدیگر جمع شده و در سیم نول جاری می شوند. به طوریکه دامنه هارمونی مضرب سه در سیم نول برابر مجموع هارمونی متناظر در هر فاز می باشد.
همچنین نتایج حاصل از شبیه سازی (با استفاده از نرم افزار(pspice5,1 و ا ندازه گیری عملی نشان می دهند که مقدار هارمونی های جاری شده در سیم نول در حالتی که نقطه صفر اتصال ستاره خازنهای اصلاح ضریب توان به سیم نول وصل باشد، بیشتر از حالتی است که اتصال مذکور از سیم نول قطع باشد.
همانگونه که بیان شد به مطالعات ذکر شده درفوق از دو جنبه شبیه سازی و اندازه گیری عملی پرداخته شده است که مطابقت نسبتا خوب بین نتایج شبیه سازی و اندازه گیری عملی حاکی از دقت کافی شبیه سازی می باشد.

در این مقاله با استفاده از فرم یک بعدی (WAM) مساله تخمین از نوع فیلتر مورد بررسی قرار گرفته است. در این روش از آنجاییکه مدلسازی یک پروسه دو بعدی اتفاقی به صورت فرم یک بعدی (WAM) اتفاقی ارائه شده است، با انجام یکسری محاسبات ریاضی به فرمی شبیه معادلات بازگشتی فیلتر کالمن یک سیستم یک بعدی می رسیم. با توجه به متغیر بودن ابعاد فضای حالت در این مدل تعمیم تئوری های موجود در سیستم های یک بعدی به دو بعدی بعید به نظر می رسد در ابتدا نیاز به مدل سازی آماری فرآیند اتفاقی واقع در فرم WAM داریم. لذا در شروع مسئله با یادآوری مشخصات آماری استاندارد مورد استفاده در سیستم های یک بعدی و دو بعدی به بررسی خواص آماری سیگنال ها در فرم WAM می پردازیم. در ادامه با استفاده از مدل یک بعدی اتفاقی حاصل سعی می گردد تا کوواریانس خطای تخمین بهینه شود.

سیستمهای آموزنده هوشمند (ITS) از زمینه های نوین آموزش به وسیله کامپیوتر بوده و در سالهای اخیر مورد توجه قرار گرفته است. با استفاده از مبانی سیستم های مذکور و اعمال آن به سیمولاتور نیروگاه، امکان آموزش اپراتورها بدون نیاز به مربی فراهم می شود. در این مقاله ابتدا مفاهیم و اجزاء سیستم های آموزنده هوشمند بیان شده و به منظور پیاده سازی آن، ابزاری برای تولید سیمولاتور، با استفاده از مفهوم برنامه نویسی شی گرا، زبان برنامه نویسی C و جعبه ابزار SIMULINK از نرم افزار MATLAB طراحی و به کتابخانه SIMULINK اضافه شده است. به کمک ابزار مذکور و مبانی ITS، سیمولاتور آموزنده هوشمند نیروگاه بخار سوخت فسیلی طراحی و بر روی یک نیروگاه نوعی 11 مگاواتی پیاده سازی شده است. سیمولاتور مذکور قادر به اجرای روش های مختلف یادگیری بوده و می تواند با کمترین نیاز به مربی فرآیند آموزش اپراتورها را به عهده گیرد.

عمل جایگزینی مفصل مصنوعی ران برای آسیب دیدگی های غیر قابل درمان سرفمور و شکستگی های فمور که در آنها استفاده از تثبیت کننده های داخلی جوابگو نبوده و یا ممکن نیست به کار می رود. این عمل از عمل های شایع در ارتوپدی می باشد که تاکنون تحقیقات زیادی بر روی آن صورت گرفته است. از جمله این تحقیقات می توان به بهبود شرایط عمل، تحقیق در نوع جایگذاری (سیمانی و غیر سیمانی) بهینه سازی مواد به کار رفته در مفصل مصنوعی ران به منظور کاهش تنش های ناشی از نیرو تعریف گردید. در این تحقیق، ابتدا برنامه ای نوشته شده است که استخوان ران و ایمپلنت قرار گرفته در آن را با المان محدود مدل می کند. این عمل برای موقعیت های مختلف قرار گیری مفصل مصنوعی در داخل استخوان ران تکرار می شود. در هر مدل نیروهای وارد بر مفصل ران، داخلی (ماهیچه ای) و خارجی (وزن)، در نظر گرفته شده است.

در این مقاله ارتعاشات غیر خطی سیم با دامنه زیاد مورد بررسی قرار گرفته است؛ کشش اولیه سیم، دامنه ارتعاش عرضی، قطر و مدول الاستیسیته سیم از عوامل عمده وتاثیر گذار بر فرکانسهای طبیعی سیم مرتعش هستند، با افزایش دامنه ارتعاش عرضی، فرض ثابت بودن مقدار نیروی کششی سیم، اعتبار خود را از دست می دهد بنابراین معادلات کلاسیک ارتعاشات سیم با دامنه کم در این مورد صادق نخواهند بود. از طرف دیگر هر چه قطر سیم بزرگتر باشد، (به عبارت بهتر، هر چه سفتی خمشی سیم، EI، بیشتر باشد) نمی توان اثرات گشتاور خمشی را که به صورت عامل بازگرداننده سیم به وضعیت تغییر شکل نیافته، عمل می کنند نادیده گرفت.
در این مقاله، معادله غیر خطی حاکم بر ارتعاشات عرضی با دامنه زیاد سیم با در نظر گرفتن اثر گشتاورهای خمشی، استخراج شده است که بخش زمانی آن دارای فرم معادله Duffing می باشد. سپس معادله حاصل با استفاده از تئوری اغتشاشات حل شده است. اثرات متقابل عوامل موثر بر فرکانس های طبیعی، مورد بررسی قرار گرفته است و نتایج حاصل در نمودارهایی منعکس شده اند. میزان تغییرات فرکانسهای طبیعی ارتعاشات عرضی سیم، با در نظر گرفتن عوامل غیر خطی و فرکانس های طبیعی ارتعاشات خطی سیم و نخ با هم مقایسه شده اند.

در سال های اخیر صنعت برق در برخی از کشورهای دنیا به روش های مختلفی به یک بازار رقابتی انرژی تبدیل شده است که در اصطلاح به آن صنعت برق تجدید ساختار شده اطلاق می شود. در صنعت برق تجدید ساختار شده، سیستم انتقال، تنها وسیله دسترسی فروشندگان و خریداران برق در سیستم می باشد که منحصر به فرد است و در اختیار دولت باقی می ماند و بهره برداری از آن بر عهده اپراتور مستقل سیستم نهاده می شود. در چنین سیستمهایی که تولید، انتقال و توزیع و فروش برق توسط ارگان ها و شرکتهای مختلفی صورت می گیرد، قیمت گذاری دقیق توان یا انرژی از ویژگی و پیچیدگی خاصی برخوردار است. برای انتقال توان با یک قابلیت اطمینان مناسب و ایمن از یک نقطه از سیستم (فروشنده) از مهمترین این سرویسها، سرویس تامین توان راکتیو در سیستم است که بدون وجود آن، امکان انتقال مطلوب توان حقیقی در سیستم قدرت وجود ندارد. به دلایل مختلف از جمله نو بودن و پیچیدگی مطلب، به مقوله قیمت گذاری سرویس توان راکتیو در صنعت برق تجدید ساختار شده کمتر پرداخته شده است. در این مقاله روشی نوین در این خصوص ارائه شده است: ابتدا با روشی مبتنی بر الگوریتم ژنتیکی به طراحی توان راکتیو در یک محیط تجدید ساختار شده صنعت برق پرداخته شده است که در آن هدف، دسترسی به اقتصادی ترین حالتی است که انجام قراردادهای انرژی در سیستم، به علت ضعف تامین توان راکتیو محدود نگردد. سپس به قیمت گذاری تامین توان راکتیو در خصوص هر قرارداد انرژی منعقد شده، در سیستم پرداخته شده است. برای این کار از مفهوم ارزیابی منصفانه منابع در تخصیص عادلانه میزان مصرف هر مصرف کننده، در قبال هر قرارداد، استفاده شده است. هزینه سرویس توان راکتیو به دو بخش تفکیک شده است: یک قسمت در خصوص هزینه سرمایه گذاری و نصب منابع تامین توان راکتیو و بخش دیگر در خصوص هزینه های سرمایه گذاری به صورت واحد پول بر مگاوار ساعت و در خصوص بخش دوم، با بازنویسی و حل یک پخش بار بهینه که مطابق با ماهیت یک صنعت برق تجدید ساختار شده با امکان دسترسی باز باشد، هزینه سرویس توان راکتیو در قبال هر قرارداد تعیین می گردد. همچنین نتایج به دست آمده در قالب یک مثال ارائه شده است.

در این مقاله، یک شبیه سازی عددی برای تحلیل فرآیند کشش عمیق محصولات دارای تقارن محوری ارائه شده است. از خصوصیات این شبیه سازی، ترکیب روش های اجزای محدود و تفاضل محدود بوده که موجب ساده شدن تحلیل فرآیند و کاهش زمان محاسبات می گردد. در این تحلیل اثرات خم و راست شدن ورق روی قالب، اصطکاک، نیروی برشی و تغییر ضخامت در نظر گرفته شده اند. معادلات تعادل نیروها در جهات نصف النهاری و ضخامتی، شامل اثر نیروهای تماسی با ابزار و تعادل گشتاور محیطی در سراسر ورق ارضا می گردند. یک مدل تماسی برای بررسی وضعیت تماس هر المان، با ابزار در نواحی مختلف ارائه شده است.
با استفاده از این شبیه سازی مشخصات تغییر شکل ورق گرد شامل هندسه ورق در هر مرحله از تغییر شکل، توزیع تنش و کرنش و تغییر ضخامت به دست آمده اند. به علاوه نتایج تحلیلی مربوط به کرنش محیطی با نتایج تجربی مورد مقایسه قرار گرفته است. تطابق نسبتا خوب بین این نتایج اعتبار وصحت این تحلیل را نشان می دهد.

از شاخص های مهم در طراحی یا بهینه سازی خودروهای دیلی، تحلیل رفتار دینامیکی و بررسی پایدار خودرو در عبور از قوس می باشد.
هنگامیکه یک خودروی ریلی قوسی را طی می کند، پدیده های جدیدی نظیر نیروی گریز از مرکز، تغییر با روی چرخهای راست و چپ و شیب عبور از قوس کاهش می یابد لازم است در ارزیابی دینامیکی هر طرحی طیحی پایداری آن در عبور از قوس مورد بررسی قرار داده شود.
در بررسی قبلی انجام شده تهیه کنندگان این مقاله جهت افزایش سرعت بحرانی و پایداری خودرو بعنوان یک طرح پیشنهادی جدید مدل چرخ محور با چرخهای انعطاف پذیرمطرح گردید این مقاله جهت افزایش سرعت بحرانی و پایداری جانبی خودرو را افزایش می دهد. جهت تکمیل ارزیابی و تایید مدل لازم است پایداری جانبی چرخ محور در عبور از قوس نیز مورد بررسی قرار داده شود.
این تکمیل نشان می دهد که مدل چرخ محور با چرخهای انعطاف پذیراز شرایط مطلوب تری نسبت به مدل چرخ محوری صلب معمولی برخوردار است

عیب یابی در ماشین آلات از طریق توسعه تحلیل گابور جهت آنالیز سیگنال ارتعاشی در ماشین آلات هدف اصلی در این مقاله می باشد، ابتدا تحلیل حوزه زمان- فرکانس گابور برای عیب یابی ماشین آلات توسعه یافته و سپس به ارزیابی قابلیت های این روش در مقایسه با روش های سنتی موجود در حوزه زمان وفرکانس برای تحلیل سینگنال ارتعاشی و عیب یابی در ماشین آلات با سیکل کاری پریودیک پرداخته می شود. برای این امر سیگنال های ارتعاشی مربوط به یک محور دوار سالم و یک محور دوار معیوب را در شرایط کاری یکسان نمونه گیری کرده و سپس ضمن مقایسه نتایج نسبت به عیب یابی اقدام می شود. همچنین کلیه عملیات فوق برای داده های ارتعاشی مربوط به یک جعبه دنده معیوب نیز تکرار شده و با استفاده از طیف گابور حاصل از پردازش، اقدام به عیب یابی می گردد.

در این مقاله روشی پیشنهادی در هماهنگی چند منظوره فرآیندهای مدیریت مصرف به منظور انجام اعمال اصلاحی و با استفاده از شبیه سای انجمادی بسیار سریع ارائه می گردد. این روش شامل الگوریتم دو مرحله ای بهینه سازی بوده وتوانایی در نظر گرفتن ماهیت غیر خطی توابع متعدد هدف را دارد. در الگوریتم ارائه شده، تلاش در جهت کاهش هزینه های تحمیلی بر سیستم در اثر بروز اغتشاشات محتمل آن صورت پذیرفته و با استفاده از حضور فرآیندهای مدیریت مصرف در اعمال اصلاحی، از کارکرد اقتصادی و مطمئن سیستم بعد از اغتشاشات عمده آن اطمینان حاصل می شود. نتایج این مقاله می تواند با یافتن ترکیب بهینه انجام پشتیبانی مشترکان به سیستم قدرت، مبنایی برای انجام مذاکره و انعقاد قراردادهای لازم بین شبکه و مشترکان باشد.

در این مقاله، هدف تعیین فاصله بین صاعقه از نوع ابر به زمین و محل اندازه گیری میدان های الکترومغناطیسی ناشی از آن با استفاده از یک روش هوشمند و مبتنی بر شبکه های عصبی می باشد. نتایج محاسبات و اندازه گیری ها نشان می دهد که شکل میدان های الکترو مغناطیسی تشعشع شده توسط کانال صاعقه با فاصله تغیر می یابد، که از همین موضوع می توان جهت تعلیم شبکه عصبی مورد نظر سود جست. شایان ذکر است که برای استفاده از چنین روش هوشمندی نیاز به تعداد زیادی داده اندازه گیری در فواصل مختلف برای آموزش شبکه می باشد. اما به علت کمبود داده های اندازه گیری، می توان از مدل های مختلفی که برای کانال صاعقه ارائه شده است جهت محاسبه میدان ها در فواصل مختلفی سود برد. در این مقاله نخست از یک مدل رایج به نام مدل خط انتقالی((Transmision Line (TL) جهت محاسبه میدان های الکترومغناطیسی ناشی از کانال صاعقه در فواصل مختلف استفاده شده است. در این مدل فرض می شود که جریان پای کانال بدون هیچ گونه تلفاتی بر روی کانال منتشر می شود. سپس با استفاده از روابط موجود، میدان های الکترومغناطیسی تشعشع شده از کانال صاعقه و بر روی زمینی از نوع هادی آرمانی در فواصل مختلف از کانال به دست می آیند. از آنجایی که تغییرات شکل موج میدان ها با فاصله، وابستگی زیادی به زمان صعود و زمان پشت و همچنین پیک جریان کانال دارند، مقادیر این میدان ها با لحاظ کردن تمام تغییرات فوق محاسبه شده اند و سپس از این مقادیر برای آموزش شبکه سود برده شده است. در نهایت، برای آموزش شبکه عصبی از روش قدرتمند (LM (Levenberg - Marquardt، استفاده شده است. شبکه عصبی طراحی شده محل برخورد صاعقه را با خطای کمتر از یک کیلومتر در محدوده یک تا هشتاد کیلومتر برآورد می نماید.

در این مقاله معادلات نرخ لنج وین حاکم بر رفتار لیزر نیمه هادی تک مد به صورت عددی حل شده و مشخصه های مختلف نویز لیزر از نتایج حل عددی استخراج می گردد. با مد نظر قرار دادن معادلات دینامیکی تصادفی مربوط به میدان و وارونگی جمعیت و با در نظر گرفتن بهره غیر خطی، تابع خود همبستگی شدت، تغییرات نویز شدت با جریان تزریقی لیزر، طیف نویز شدت، طیف نویز فرکانس، شکل خط و پهنای خط لیزر مورد بررسی قرار می گیرد.

امروزه مرکزیت واژگان در سیستم های پردازش زبان طبیعی مورد تاکید است و لذا طراحی و ساخت واژگان محاسباتی یکی از فعالیت های زیر بنایی ساخت چنین سیستمهایی به شمار می آید. در این مقاله ابتدا به تعریف واژگان و اجزا آن، بررسی عوامل افتراق واژگان ها و انواع حاصله می پردازیم. سپس به دنبال تشریح اصول نظری طراحی و ساخت واژگان ها، یک نمونه عملی را در یک زیر سیستم پردازش زبان فارسی ارائه خواهیم نمود. در این نمونه عملی، پارامترها و عوامل تاکید شده در مباحث نظری را مورد توجه قرار داده و مقدار دهی می نماییم.

مدل سازی اولین قدم در مطالعات علمی به شمار می رود. ممکن است برای یک پدیده، مدل های متفاوتی وجود داشته باشد. گزینش بین مدل های مختلف قابل جایگزینی با یکدیگر براساس معیارهای مختلفی صورت می گیرد. در این مقاله روشی ارائه شده است که طی آن تعیین مدل منتخب از طریق یک فرآین تصمیم گیری فازی صورت می گیرد. بدین منظور ابتدا مجموعه معیارها با کمی سازی معیارهای غیر کمی توسعه می یابد. سپس برای مجموعه ای از معیارهای حائز اهمیت، توابع امکان تشکیل و روابط عطفی با فصلی بین آنها تعیین می شوند. سرانجام با تعریف تابع مطلوبیت کلی حاصل از ترکیب توابع مزبور و نیز محدودیت های لازم مساله تصمیم گیری شکل می گیرد. حل این مساله مدل مقبول را مشخص می کند. این روش طی یک مدل سازی نمونه برای زمان متوسط مصرف روزانه انرژی الکتریکی در ایران تبیین شده است.