فصلنامه فنی و مهندسی مدرس
پیاپی 16 (تابستان 1383)

در این مقاله سعی بر آن است که با استفاده از مدلسازی به روش آشفتگی تکین، نوعی کنترل کننده H∞ غیرخطی برای کنترل وضعیت ماهواره هنگام انجام مانور با زاویه دوران بزرگ، طراحی شود. ابتدا معادله دیفرانسیل بیان کننده دینامیک ماهواره توصیف شده و با انتخاب مدل دینامیکی مناسب برای دینامیک عملگرها، مدل استاندارد آشفته تکین سیستم حلقه بسته را استخراج می کنیم. سپس این مدل را به شکل مناسب برای حل مساله H∞ تبدیل کرده و آنگاه پاسخ معادله HJI و قانون کنترل مناسب را پیدا می کنیم. در انتها شبیه سازی هایی را برای یک ماهواره نوعی ارایه خواهیم کرد.

در این مقاله دو گره دوبعدی جدید - که محیط های همسان و ناهمسان را مدل می کنند ارایه می شود. با استفاده از این دو گره می توان همزمان، ضریب نفوذپذیری مغناطیسی و ضریب گذردهی الکتریکی را در محیط های ناهمسان، مدل کرد. از طرفی در روش ماتریس خط انتقال (TLM) دو بعدی معمولی، هنگامی که ضریب نفوذپذیری مغناطیسی نسبی (یا دوگان آن ضریب گذردهی الکتریکی نسبی) کوچکتر از یک باشد، استاب مدل کننده آن دارای امپدانس (ادمیتانس) مشخصه منفی می شود که این موجب ناپایداری مساله می شود. در حالی که با استفاده از دو گره ارایه شده، این معضل حل می شود. پس از بررسی مزایا و معایب گره های جدید - که بترتیب گره حاوی استاب و گره ترکیبی نامیده می شوند - گره دو بعدی ترکیبی به عنوان گره ای که تغییرات همزمان ضریب نفوذ پذیری مغناطیسی و ضریب گذردهی الکتریکی در محیط های همسان و ناهمسان را در روش TLM مدل می کند، معرفی می شود.

در این مقاله یک سیستم کارآمد برای تعیین و تصدیق هویت گوینده معرفی می شود که در برابر نویز و اثر کانال انتقال مقاوم است. با استفاده از تکنیک آمیختن داده ها، دو سیستم HMM و GMM، موازی شده و یک سیستم ترکیبی را برای کاربرد در تعیین و تصدیق هویت گوینده بر روی خط تلفن تشکیل داده اند. آزمایشها نشان می دهد که مدل ترکیبی HMM+ GMM در بازشناسی گوینده از هر یک از سیستمهای HMM وGMM بهتر عمل می کند. برای مقابله با نویز جمع شونده، از روش تفاضل طیفی و نیز از معیار تصویر وزن دهی شده، و برای جبران سازی اثر کانال تلفن از روش تفاضل میانگین در حوزه کپسترال استفاده شده است که هر سه روش موجب بهبود سیستم بازشناسی گوینده شده اند. برای جمعیت 100 نفری گویندگان (61 مرد و 39 زن) و بر روی پایگاه داده تلفنیFARSDIGITS1 با SNR=8.8 dB به ازای داده های آزمایشی، نرخ صحت تعیین هویت گوینده برای جمعیت 100 نفری برابر 95.51% و نرخ خطا در تصدیق هویت گوینده 0.37% به دست آمده است. چند روش نرمالیزاسیون امتیازات در سطح گویش و در سطح فریم و نیز روش وزن دهی امتیازات مدل برای افزایش کارایی سیستمهای تصدیق و تعیین هویت گوینده به کار رفته و نشان داده شده که این روش ها به افزایش تمایز بین گویندگان و در نتیجه کاهش خطا در سیستمهای تصدیق و تعیین هویت گوینده منجر می شوند. بر روی پایگاه داده تلفنی FARSDIGITS1، استفاده از روش های نرمالیزاسیون امتیازات، کارایی سیستم شناسایی گوینده مبتنی بر مدل مخلوط گاوسی در حالت نرمالیزه نشده را در تعیین و تصدیق هویت گوینده به ترتیب از 95.34% (صحت) و 3.25% (خطا)، به 95.51% (صحت) و 0.33% (خطا) در حالت نرمالیزه شده بهبود می بخشد که بویژه برای تصدیق هویت گوینده این بهبود بسیار چشمگیر است.

یکی از پیش فرضهای اولیه مدل مارکوف پنهان، اعمال توزیع آماری هندسی به کشش زمانی بردارهای هر حالت مدل مارکوف پنهان است که به وضوح با طبیعت مساله سازگار نیست. مدلهای قطعه ای اتفاقی و به طور خاص مدل مارکوف پنهان قطعه ای تا حدی این مشکل را به ازای پیچیدگی بیشتر در مراحل آموزش و بازشناسی حل می کند. در مقابل، مدلهای شبکه عصبی و مدل ادراک گفتار دانشگاه ام آی تی از این مدلسازی چشم پوشی کرده اند. در این مقاله، شیوه ای جدید برای مدلسازی اثر کشش زمانی در هر حالت پیشنهاد شده که ایده اصلی آن در نظر گرفتن اثر قطعات (حالات) آکوستیکی همسایه در تخمین پارامترهای آماری هر قطعه آکوستیکی است. این مدلسازی نه تنها به مقاوم شدن الگوریتم در مقابل تعیین غیردقیق مرز قطعات انجامیده، بلکه تبدیل تدریجی قطعات را نیز در طول زمان مدلسازی کرده است. این ایده به صورت تحلیلی فرمولبندی شده و بر روی بانک اطلاعاتی تیمیت به ازای دسته های مختلف واج آزموده شده است. همچنین روش پیشنهادی با استفاده از سه الگوریتم بازشناسی، آزموده و بهینه سازی شده و نتایج به دست آمده در شرایط مختلف مقایسه شده است. نتایج به دست آمده حاکی از کاهش قابل توجه زمان بازشناسی است، در حالی که دقت بازشناسی نیز افزایشی جزیی نشان می دهد که نشانگر انطباق بهتر مدل با طبیعت گفتار نسبت به مدلهای دیگر است.

خطای سیستم ناوبری اینرسی با گذشت زمان افزایش می یابد، در نتیجه برای دستیابی به دقت بالاتر مخصوصا در ناوبری های طولانی مدت، به سیستم های کمکی نیاز است. سیستم جهانی تعیین موقعیت با توجه به خواص مکمل خود با سیستم ناوبری اینرسی، مناسب ترین سیستم کمکی محسوب می شود. در این مقاله پس از شبیه سازی GPS وINS، تلفیق کامل آنها بررسی و شبیه سازی می شود. در ادامه بعد از مرور روش های تطبیق فیلتر کالمن، نوعی فیلتر کالمن تطبیقی فازی برای تلفیق کامل GPS وINS ارایه شده که در آن، تطبیق با تنظیم تطبیقی ماتریس کوواریانس نویز اندازه گیری R و نویز پروسه Q توسط سیستم فازی انجام می شود. تنظیم تطبیقی به وسیله سیستم فازی و با به کارگیری روش تطبیق کوواریانس انجام می شود. نتایج نشان می دهد که تلفیق تطبیقی فازیGPS و INS با تنظیم تطبیقی ماتریسهای Q یا R عملکرد بهتری نسبت به تلفیق معمولی دارد که در آن ماتریسهای Q وR یا هر دو ثابتند.

در این مقاله کاربرد اتوماتای یادگیر سلولی در جایابی مدارهای مجتمع متراکم ارایه می شود. اتوماتای یادگیر سلولی که در این مقاله برای اولین بار معرفی شده از دو جنبه با اتوماتای یادگیر سلولی استاندارد متفاوت است. اتوماتای یادگیر سلولی پیشنهادی، دارای ورودی و همچنین دارای شعاع همسایگی متغیر است. از اتوماتای یادگیر سلولی دارای ورودی برای حل مساله جایابی در مدارهای مجتمع استفاده شده است. تغییر شعاع همسایگی در ضمن اجرای فرآیند موجب بهبود در کیفیت پاسخ ها می شود. مدل پیشنهادی بر روی نمونه های آزمایشی مختلف آزمایش و با الگوریتم های موجود مقایسه شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که الگوریتم پیشنهادی از نظر کارایی با روش های موجود قابل مقایسه است. همچنین ساختار پردازش موازی سلول ها، آن را برای پیاده سازی سخت افزاری بسیار مناسب می سازد که در این صورت زمان اجرای فرآیند جایابی نسبت به روش های مهم موجود که اغلب دارای ماهیت سریال می باشند به نحو قابل توجهی بهبود می یابد.

در این مقاله روشی تعمیم یافته برای تحلیل دقیق و تمام موج ساختمان مایکرواستریپ سه لایه - که درون حفره رزنانسی مکعبی قرار دارد - ارایه شده است. فرمول بندی مساله بر اساس روش معادلات انتگرالی پتانسیل تزویج شده در فضای واقعی و در حوزه مکان است. برای حل معادلات انتگرالی و تعیین توزیع جریانهای الکتریکی بر روی خطوط مایکرواستریپ، روش ممان همراه با روش گالرکین به کار برده شده است. با استفاده از روش Matrix Pencil، مشخصه های ناپیوستگی های مایکرواستریپ تعیین و پارامتر های ماتریس پراکندگی محاسبه شده است. به منظور افزایش سرعت همگرایی در فرآیند محاسبه عناصر ماتریس امپدانس، تمهیداتی در نظر گرفته شده است. اساس این روش، تبدیل جمع دوگانه به بسط یک بعدی است. یک برنامه کامپیوتری جامع نیز به زبان فرترن نوشته شده که تحلیل کلیه ناپیوستگی های مایکرواستریپ را امکان پذیر می سازد. نتایج دو نمونه از مدارهای مورد بحث در این مقاله با نتایج حاصل از نرم افزار HP-HFSS مقایسه شده است.

در بسیاری از کاربردهای صنعتی به دو موتور با سرعت چرخش برابر نیاز است. برای این منظور روش های مختلف سنتی و مدرن قابل استفاده است. در روش های مدرن، دقت کار مطلوب است اما هزینه ها بسیار افزایش می یابند، همچنین حفظ و نگهداری تجهیزات نیاز به پرسنل متخصص دارد. از میان روش های سنتی، روش سلسین دو موتوره به لحاظ کاهش چشمگیر هزینه ها مورد توجه است، اما این روش در حالت راه اندازی با مقادیر مقاومت بزرگ، عملکرد در سرعت نامی و ترمز، مشکلاتی دارد. در این مقاله پس از تحلیل عملکرد روش سلسین، شرایط پایداری و نقاط ضعف این روش بررسی و برای بر طرف ساختن هریک از این مشکلات، راه حلهایی ارایه شده است. در ادامه قابلیت عملکرد مطلوب سیستم با استفاده از نتایج شبیه سازی و آزمون عملی اثبات شده است.

شبکه اینترنت به علت برخورداری از مزایای مسیریابی دینامیک که ناشی از وجود شبکه IP می باشد، ذاتا دارای درجه ای از قابلیت ابقا می باشد. با توجه به آنکه مسیریابها با بروز هرگونه تغییرات در توپولوژی محدوده عملیاتی خود، توسط اطلاعات مسیریابی به روز می گردند، پروتکلهای مسیریابی دینامیک در راستای واکنش به خرابی مسیر موجود؛ در حداقل زمان ممکن مسیر جدیدی را انتخاب می نمایند. حال آنکه سوییچینگ برچسبی چند پروتکله (MPLS) بر خلاف شبکه اینترنت بصورت اتصال گرا عمل می نماید، که دارای قابلیت بالاتری در برابر آسیب پذیری خرابی می باشد.
همانطور که تعداد مشترکین شبکه اینترنت روز به روز رشد می یابد، به همان میزان انتظار برای سطح سرویس های بالاتر نیز افزایش می یابد، در نتیجه لزوم برقراری قابلیت اطمینان یکی از مقولات مهم در این شبکه گردیده است. معمولا هنگام وقوع خرابی تلاش برای بازیافت در پایین ترین لایه صورت پذیرفته و اگر عملیات بازیافت ناموفق یا غیرممکن گردید، این تلاش در لایه بعدی جدی تر می گردد. با توجه به آنکه پروتکلهای موجود بر طرف نمودن خرابی جهت لایه فیزیکی در شبکه های مختلف متفاوت است، لذا توانایی بازیافت خرابی در لایه MPLS نباید هیچگونه وابستگی به این پروتکلها داشته باشد. در این مقاله با انتخاب مسیرهای برچسبی پشتیبان از قبل تعیین شده، یک روش جدید جهت بازیابی سریع هنگام وقوع خرابی پیوند (Link) ارایه می گردد. در این روش پس از وقوع خرابی جهت به حداقل رساندن منابع استفاده شده مسیرهای بر چسبی پشتیبان، از عرض باند اضافی موجود روی این مسیرها استفاده نموده و امکان پخش ترافیک مسیر برچسبی خراب شده را روی مسیرهای پشتیبان بوجود می آوریم. با توجه به پخش ترافیک مسیر خراب شده روی مسیرهای پشتیبان، میزان استفاده از پیوند و همچنین ضریب بهره وری دارای بهبود زیادی می گردد.
در این مقاله همچنین یک روش جدید جهت فراهم آوردن تحمل خرابی در شبکه های MPLS با استفاده از استدلال مورد پی (Case - Based Reasoning) ارایه می گردد. استدلال مورد پی به عنوان ابزاری قدرتمند برای یافتن مقدار بار ترافیک انتقالی روی هر کدام از مسیرهای برچسبی براساس تجربیات باردهی قبلی مورد استفاده قرار گرفته است.
درصد ترافیک پخشی روی مسیرهای برچسبی از پیش تعیین شده بر اساس کیفیت سرویس مورد تمایل و محدودیت های ظرفیت پیوند محاسبه می گردد. عملیات توزیع موفق ترافیک نیز بر اساس دو قید مذکور، توسط استفاده از استدلال مورد پی، هنگامیکه تعداد مسیرهای برچسبی پشتیبان به عنوان ضریب پیچیدگی افزایش می یابد مورد ارزیابی قرارمی گیرد. از نقطه نظر دیگر، در شرایطی که امکان استفاده از تجربیات موفق وجود نداشته باشد، راه دیگری به جز استفاده از تجربیات ناموفق خطا دار نمی باشد، بنابراین در این شرایط مساله بازیابی را با استفاده از اطلاعات اولیه خطادار به عنوان تنها منبع اصلی تجربیات حل نموده که ملاحظه میگردد بصورت تدریجی نرخ خطا کاهش می یابد.