فهرست مطالب

مهندسی برق - سال چهل و یکم شماره 1 (پیاپی 61، بهار و تابستان 1390)

نشریه مهندسی برق
سال چهل و یکم شماره 1 (پیاپی 61، بهار و تابستان 1390)

  • تاریخ انتشار: 1390/03/18
  • تعداد عناوین: 7
|
  • مینا زلفی، ضیاالدین کوزه کنانی صفحه 1
    یکی از مهم ترین موضوعات مطرح در زمینه طراحی سیستم های برچیپ، طراحی معماری ارتباطی1 در آن ها می باشد. پس از انتخاب عناصر محاسباتی مورد نیاز برای یک سیستم برچیپ، تصمیم گیری در مورد نحوه برقراری ارتباط بین آن عناصر، چه از لحاظ توپولوژی ارتباطی و چه از لحاظ پروتکل های ارتباطی یکی از مراحل مهم و موثر در طراحی کل سیستم می باشد. لذا در اغلب پروسه های طراحی لازم است که در مرحله مذکور، با هدف رسیدن به یک انتخاب مناسب کاوش فضای حالت2 و مقایسه حالات مختلف صورت گیرد.
    در این مقاله محیطی مبتنی بر OSCI TLM-2.0 ارائه شده است که امکان ایجاد خودکار و دینامیک یک معماری ارتباطی را به صورت مجرد فراهم می کند. در این محیط بدون اینکه نیازی به مدل سازی جداگانه حالات مختلف باشد، مشخصات معماری مورد مطالعه در قالب فایل هایی با فرمت مشخص گرفته شده و به صورت خودکار مدل مجرد بر مبنای فایل های دریافتی ایجاد شده، شبیه سازی می شود.
    کلیدواژگان: سیستم برچیپ، معماری ارتباطی برچیپ3، مدل سازی در سطح تراکنش4، مدل سازی ارتباطات
  • مهناز عصاری فاطمه شهشهانی صفحه 13
    در این مقاله تاثیر ساختار توری با انتقال فاز توزیع شده روی توان خروجی و یکنواختی میدان نوری در طول لیزرهای تار نوری DFB آلائیده به یون اربیوم به طور نظری بررسی شده است. نتایج محاسبات عددی نشان می دهد که ایجاد انتقال فاز توزیع شده در طول توری به طور قابل توجهی غیر یکنواختی میدان نوری و احتمال رخ دادن پدیده چاله سوزی فضایی را کاهش و از طرفی سبب افزایش توان دمش آستانه و کاهش توان خروجی لیزر می شود. همچنین مشاهده شد که افزایش بازتاب نوری در انتهای تار می تواند توان خروجی لیزر را افزایش و توان دمش آستانه را کاهش دهد در حالی که تاثیر چندانی روی پارامتر یکنواختی میدان نوری ندارد. لذا با غیر صفر قرار دادن ضرایب بازتاب آینه ها، بهینه سازی روی توان خروجی و پارامتر یکنواختی لیزر تار نوری آلاییده به یون اربیوم انجام گرفت. محاسبات با استفاده از حل همزمان معادلات نرخ لیزر تار نوری و معادلات موج جفت شده و به کمک روش ماتریس انتقال انجام شده است.
    کلیدواژگان: انتقال فاز، پارامتر یکنواختی، چاله سوزی فضایی، لیزر تار نوری DFB، یون اربیوم
  • وحید قدس، احسان الله کبیر * صفحه 22

    در بازشناسی دست نوشته ها به صورت برخط (یا برون خط)، آگاهی از انواع نوشتن حروف در کلمه ها ضروری است. در این مقاله، پایگاه داده برخط دانشگاه تربیت مدرس را انتخاب کرده ایم -که شامل حدود 10،000 نمونه از 1،000 زیرکلمه پرکاربرد فارسی است- و گروه بندی های متفاوت را از نظر بدنه اصلی و اجزای کوچک زیرکلمه ها معرفی کرده ایم. در بخش دیگر مقاله، به بررسی انواع دستخط می پردازیم و مهم ترین شکل های متفاوت نوشتن حروف را پیدا می کنیم. سپس با توجه به آن ها، زیرکلمه ها را گروه بندی می نماییم. بررسی فراوانی حروفی که به چند شکل نوشته می شوند و تحلیل آن ها از مباحث نهایی این مقاله است. نتایج اولیه بهبود موثر دقت بازشناسی را با انجام گروه بندی بر اساس انواع نوشتن حروف، نشان می دهد.

    کلیدواژگان: پایگاه داده، دست نوشته برخط، دستخط، فارسی، بازشناسی
  • عباس کارگر، فهیمه صیادی، جعفر سلطانی صفحه 33
    با افزایش بارهای غیر خطی در سیستم های توزیع لزوم لحاظ کردن هارمونیک ها در مسئله خازن گذاری بهینه احساس می شود تا تضمین شود که حل بهینه منجر به افزایش اعوجاج هارمونیکی یا رخداد تشدید نمی شود. لذا در این مقاله جایابی و تنظیم بهینه خازن های موازی در شبکه توزیع دارای اغتشاش هارمونیکی صورت گرفته است. هدف از بهینه سازی، کاهش تلفات، ضمن ارضای قیود عملی و کیفیت توان می باشد. بنابراین تابع هدفی که باید مینیمم شود، شامل هزینه تلفات توان اکتیو و هزینه نصب خازن ها به انضمام ترم های جریمه می باشد. باس های کاندیدا برای نصب خازن از طریق آنالیز حساسیت برای افزایش سرعت همگرایی و افزایش کیفیت بهینه سازی تعیین شده است. تخمین این باس هایحساس عمدتا منجر به کاهش فضای جستجو برای مسئله بهینه سازی می شود. بهینه سازی با استفاده از الگوریتم PSO گسسته، انجام شده است. حداکثرتوان راکتیو خازنی نصب شده و مقادیر ولتاژ موثر و کل اعوجاج هارمونیکی ولتاژ باس ها طبق استاندارد IEEE-519 محدود گردیده است. الگوریتم مورد نظر در دو شبکه توزیع آزمایشی 9 باسه و 13 باسه اجرا گردیده و نتایج رضایت بخشی را در پی داشته است.
    کلیدواژگان: اعوجاج هارمونیکی، آنالیز حساسیت، خازن گذاری، PSO گسسته
  • محمدرضا محمدی، ابوالقاسم اسدالله راعی صفحه 44
    مساله«تخمین جهت نگاه» به دلیل کاربردهای متعدد، از جمله کمک به ارتباط معلولین با کامپیوتر، از سال ها قبل مورد تحقیق بوده است. در سال های اخیر روش های غیرمداخله جویانه، مبتنی بر پردازش تصویر، مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله، از استخراج مرزهای عنبیه، برازش بیضی به لبه های عنبیه و ارتباط هندسی موجود میان تصویر دوبعدی و سه بعدی عنبیه برای حل مساله استفاده می شود. دقت این روش به دقت پارامترهای بیضی برازش شده وابسته است، که خود مستلزم داشتن تصویری بزرگتر از عنبیه و/یا افزایش دقت الگوریتم ها است. دستاوردهای اصلی این مقاله استفاده از یک دوربین معمولی و در عوض ارائه الگوریتم های جدید با عملکردهای بهتر برای تشخیص مرز عنبیه و برازش بیضی است. از مهمترین خصوصیات الگوریتم پیشنهادی برای استخراج مرزهای عنبیه، سرعت بالا و مقاوم بودن در برابر نویز و شکستگی است. الگوریتم برازش بیضی، بر اساس قیودی پیشنهادی و با استفاده حداکثری از نقاط مرزی عنبیه، دقت بالایی را برای سیستم نهایی نتیجه می دهد. همچنین، این سیستم، برخلاف کارهای پیشین، از هیچ پیش فرضی در مورد وضعیت سر استفاده نمی کند. بنابراین، دستاورد مهم دیگر این مقاله مقاوم بودن سیستم پیشنهادی نسبت به چرخش های گوناگون سر است. کیفیت عملکرد سیستم با تصاویر ساختگی و واقعی مورد ارزیابی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: تخمین جهت نگاه، چرخش سر، استخراج مرز، رشد دادن ناحیه، برازش بیضی
  • مزدا معطری، علیرضا خیاطیان صفحه 57
    در این مقاله با استفاده از شبکه عصبی، الگوریتم هوشمندی برای تنظیم ضرایب یک کنترل کننده کلاسیک پیشنهاد شده است. از این تکنیک هوشمند برای خودگردان کردن یک جسم زیر آب جرم متغیر و کنترل کانال های چرخش، عمق و سمت آن استفاده شده است. در این تکنیک هوشمند، شبکه عصبی (NNC) ضرایب کنترل کننده کلاسیک PID را در جهت کاهش خطای سیستم، تنظیم می کند. برای تنظیم ضرایب کنترل کننده PID نیاز به دانستن ژاکوبین سیستم می باشد که به علت پیچیدگی و عدم قطعیت در دینامیک سیستم، محاسبه ژاکوبین دشوار می باشد. بنابراین برای تخمین ژاکوبین، از یک شبکه عصبی دیگر (NNM) استفاده شده است. NNM به صورت همزمان رفتار سیستم را می آموزد و تخمینی از ژاکوبین سیستم را در هر لحظه ارائه می کند. برای بهبود عملکرد کنترل کننده هوشمند، بجای استفاده از یک شبکه عصبی با چند خروجی، از سه شبکه عصبی تک خروجی جهت تنظیم ضرایب کنترل کننده PID استفاده شد و نشان داده شده است که با این ساختار، نتایج بهتری حاصل می گردد. نتایج حاصل از تکنیک هوشمند پیشنهادی با نتایج کنترل کننده PID مقایسه گردیده است. در این مقایسه دیده می شود که کنترل کننده عصبی در کم کردن زمان نشست و خطای حالت ماندگار بسیار بهتر عمل نموده است و همچنین نسبت به تغییرات پارامترهای سیستم و تغییرات شرایط محیط مقاوم تر است.
    کلیدواژگان: شبکه عصبی، اجسام زیر آب خودگردان، تنظیم ضرایب کنترل کننده PID، کنترل کننده هوشمند، تخمین ژاکوبین
  • حسین نظام آبادی پور، محمدامیر عباسیان * صفحه 68

    در سال های اخیر روش های فراوانی بر اساس الگوریتم های بهینه سازی ابتکاری برای بهینه سازی مسائل چند هدفه ارائه شده است. هر چند این روش ها ضمانتی بر یافتن جبهه بهینه پرتو ندارند ولی برای یافتن تقریب نسبتا خوبی از این مجموعه تلاش می کنند. در این مقاله، روشی بر اساس الگوریتم جستجوی گرانشی (GSA) برای بهینه سازی مسائل چند هدفه بر مبنای مفاهیم پرتو ارائه شده که موسوم به الگوریتم جستجوی گرانشی چند هدفه با جبهه های مغلوب نشده (NF-MOGSA) است. در روش پیشنهادی از مفاهیم جبهه های مغلوب نشده برای تخصیص شایستگی و فاصله ازدحامی راه حل ها برای حفظ تنوع جمعیت استفاده شده است. برای ارزیابی الگوریتم پیشنهادی، مجموعه ای از آزمایش ها انجام و در آن الگوریتم پیشنهادی به توابع محک استاندارد SCH، KUR، FON، POL، ZDT1، ZDT2، ZDT3 و ZDT6 اعمال شد. نتایج به دست آمده بر روی توابع محک استاندارد و مقایسه با الگوریتم های مطرح در این زمینه، نشان دهنده مناسب بودن روش پیشنهادی در حل مسائل بهینه سازی چند هدفه است.

    کلیدواژگان: مسائل بهینه سازی چندهدفه، الگوریتم جستجوی گرانشی، تخصیص شایستگی، حفظ تنوع و نخبه گرایی
|
  • Mina, Zolfi Lighvan, Ziyaaldin, Daei Koozehkonani Page 1
    In this paper an environment implemented for performance modeling of on chip communication architecture is presented. Our goal in this development is providing an environment for fast on chip communication architecture modeling and simulation. In this environment the computation details of the components are ignored and they are modeled with a general timing parameter in a higher level of abstraction. The implemented environment generates an abstract dynamic model of communication architecture in OSCI TLM-2.0 and simulates it using SystemC simulation kernel.The most important advantage of this environment is its speed in simulation of communication architectures. On one hand, the computation details are ignored and on the other hand, the model is built and simulated in C++ without any other software interfaces
    Keywords: System on Chip, On Chip Communication Architecture, Transaction Level Modeling, Communication Modeling
  • F. Shahshahani Page 13
    In this paper the effect of the distributed phase-shifted grating on the output power and longitudinal internal optical field of erbium doped DFB (Distributed Feedback) fiber lasers has been analyzed theoretically. It is found that the distributed phase shift along the grating significantly reduces the nonuniformity of longitudinal internal optical field and improves the probability of spatial hole burning (SHB) in DFB fiber lasers. DFB fiber lasers with distributed phase shift grating have higher threshold pumping and lower output power in comparison with a single -phase shift structure. On the other hand, numerical analysis shows that the structures with non-zero reflectance ends have higher output power. So in this work, the output power and flatness of internal optical field of DFB fiber lasers have been optimized by the reflectivity’s of two fiber ends and distributed phase-shifted grating structure. The theoretical model is based on the self-consistent solution of coupled mode equations and erbium ions concentration rate equations by transfer matrix method.
    Keywords: DFB fiber laser, Erbium, Phase shift, Flatness, Spatial Hole Burning
  • Vahid Ghods, Ehsanollah Kabir Page 22

    Knowledge of the styles of writing letters in the word is necessary in recognition of online (or offline) handwriting. In this paper, we have chosen Tarbiat Modarres University (TMU) dataset which includes about 10,000 samples from the 1000 Farsi useful subwords. Different grouping based on the main body and the small signs of the subwords have been introduced. Diverse styles of Farsi handwriting were investigated and the most important forms of letters writing were found. Then, the subwords were classified according to their styles. Frequency of letters that are written in different forms was discussed and analyzed. The results showed effective improvement in recognition rate using grouping based on the writing styles of letters.

    Keywords: Dataset, Online handwriting, Writing styles, Farsi, Recognition
  • Abbas Kargar, Fahimehsayadishahraki, Jafarsoltani Page 33
    The nonlinear portion of the electrical loads has increased significantly in recent years. Harmonic currents injected by these loads into the distribution systems should be considered when solving the capacitor placement problem in order to assure that the optimal solution does not result in excessive harmonic distortion or resonant conditions. This paper presents a binary-PSO approach for placement of the capacitors in a harmonics-polluted distribution system. The binary- PSO is integrated with a harmonic power flow algorithm. In this problem objective function is the total cost of the system power losses, cost of the capacitors placement and additional penalty terms.Constraints in this optimization procedure are the rms voltage and the voltage total harmonic distortion (THDv), as well as available capacitor units to be placed at each bus. Sensitivity analysis is used to find the candidate buses for capacitor locations. Proposed methods are tested on the 9 and 13 buses harmonic distribution systems. Numerical results show that the proposed method advantageous results for the capacitor placement problem.
    Keywords: harmonic distortion, sensitivity analysis, Capacitor placement, PSO
  • Mohammad Reza Mohammadi, Graduate Student, Abolqasem Asadollah Raie, Associate Professor Page 44
    The “Gaze Estimation” problem, due to its manifold applications, including human computer interaction for the handicapped, has been a topic of research since many years ago. Recently, the non-intrusive methods, based on image processing, are interested. In this paper, iris boundaries extraction, ellipse fitting to iris edges and geometrical relation between 3D and 2D images are used to estimate gaze direction. The accuracy of this method mainly relies on the accuracy of the fitted ellipse parameters which in turn requires higher resolution of iris image and/or more accurate algorithms. The key contributions of this paper are proposing novel algorithms to improve the performance of iris boundary extraction and ellipse fitting, while a conventional camera is employed. The main characteristics of the proposed algorithm for iris boundary extraction are being faster and robust to noisy and imperfect images. The ellipse fitting algorithm based on the proposed constraints, utilizes most of the iris boundary points which results in higher accuracy for the overall system. Moreover, this algorithm, unlike previous ones, has no pre-assumption about the head pose. Thus, another important contribution of this paper is the robustness of the proposed system to the head pose variations. The performance of the system has been evaluated on both synthetic and real images.
    Keywords: Gaze Estimation, Head Rotation, Boundary Extraction, Region Growing, Ellipse Fitting
  • M. Moattari, A. Khayatian Page 57
    In this paper, an intelligent neural network method for controlling of a variable mass underwater vehicle is presented. The control scheme is capable of learning and adapting to changes in the vehicle dynamics and parameters, and consists of a gain tuning neural network and a variable gain PID controller. This neural network is trained so that the error between the plant output and reference signal is minimized. For updating the neural network weights, the system jacobian must be known. Because of the complexity and unknown governing equations of the system, jacobian calculation is too difficult and sometimes impossible. To overcome this problem another neural network (NNM) was trained for modeling the system and estimating the system jacobian. The results of this control scheme are compared with a constant gain PID controller. It is shown that the presented control scheme is better and more robust against disturbance than the conventional controller.
    Keywords: Neural Network, Autonomous Underwater vehicle, PID Tuning, Intelligent Controller, Jacobian Estimation
  • Mohammad Amir Abbasian, Hossein Nezamabadi, Pour Page 68

    Nowadays, many techniques based on the heuristic optimization algorithms have been presented for multi-objective optimization problems. Although these techniques don’t guarantee to find the Pareto optimal front, they quest to achieve a good approximation of this set. In this paper, a technique based on gravitational search algorithm (GSA) is presented for optimization of multi-objective problem named multi-objective optimization gravitational search with non-dominated fronts (NFMOGSA). In the proposed method, the non-dominated front and the crowding distance of solutions are used to fitness assignment and diversity preservation. To evaluate the proposed algorithm, some experiments are done and the NFMOGSA is applied to the standard benchmark functions, SCH, KUR, FON, POL, ZDT1, ZDT2, ZDT3 and ZDT6. The results of applying NFMOGSA on the standard benchmark functions and comparison with other well known multi-objective optimization techniques confirm the efficiency and effectiveness of our technique in the multi-objective optimization problems.

    Keywords: Multi, objective optimization problems, Gravitational search algorithm (GSA), Fitness assignment, Diversity preservation, Elitism