فهرست مطالب

هوش محاسباتی در مهندسی برق - سال دوم شماره 2 (تابستان 1390)

فصلنامه هوش محاسباتی در مهندسی برق
سال دوم شماره 2 (تابستان 1390)

  • تاریخ انتشار: 1391/05/10
  • تعداد عناوین: 6
|
  • مریم آموزگار، مهدی افتخاری صفحات 1-12
    مهندسی کارایی نرم افزار در فازهای اولیه تولید نرم افزار (مدل سازی)، کارایی و صرفه جویی در هزینه ها را به همراه دارد که هنوز به طور کامل خودکار نشده است. این مقاله یک روش بهینه سازی مبتنی بر الگوریتم چندهدفه پرندگان را برای جستجوی خودکار فضای طراحی ارائه می کند تا مقادیر بهینه تنظیمات سیستم را برای دستیابی به کارایی بیشتر، در اختیار قرار دهد. بدین منظور، مدل نرم افزار به مدل کارایی که مبتنی بر شبکه های صف لایه ای است، تبدیل می شود. سپس مدل کارایی بهینه و بازخورد لازم در مدل نرم افزار منعکس می شود. یک مورد مطالعه برای ارزیابی روش پیشنهادی آورده شده است که نتایج به دست آمده کارایی روش پیشنهادی را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: بهینه سازی جمعیت پرندگان، بهینه سازی چند هدفه، مهندسی کارایی نرم افزار، MOPSO
  • مهران تقی پور، محمد علی شمسی نژاد، سید محمد رضوی، محسن فرشاد، ایرج فرجی، حسن قهرمانی صفحات 13-24

    روش های هوشمند به صورت گسترده ای در تشخیص خطا در ماشین های الکتریکی، ترانسفورماتورها و به طور کلی، در تمامی قسمت های صنعت برق به کار می روند. سیستم استنتاج فازی یکی از مدرنترین روش هایی است که برای این منظور مورد استفاده می شود. از آنجایی که در موارد پیچیده، به ویژه مواردی که استخراج قوانینی کارآمد، بسیار مشکل است، استفاده از استنتاج فازی غیر ممکن است. لذا در چنین مواردی سعی برآن است که از روش هایی کارآمد در استخراج قوانین استفاده شود. یکی از این روش های موثر شبکه تطبیقی عصبی فازی است که به ANFIS معروف است. در این مقاله، به منظور تعیین میزان درصد خطا در سیم پیچی موتور سنکرون مغناطیس دائم از سیستم استنتاج فازی استفاده شده است. این کار در دو مرحله صورت پذیرفته است: در مرحله اول، مدلی ریاضی از موتور سنکرون مغناطیس دائم در شرایط خطا در محیط MATLAB/SIMULINK شبیه سازی شد و داده های مورد نیاز که عبارتند از جریان تفاضلی هر فاز و سرعت، موتور استخراج گردید. سپس در مرحله دوم، با استفاده از ویرایشگر ANFIS و داده های به دست آمده در مرحله اول، سیستم استنتاج فازی مورد نیاز ایجاد شد و در نهایت، از آن به صورت یک بلوک کنترلی فازی در شبیه سازی استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان می دهند که روش ارائه شده می تواند در زمانی کوتاه خطا را دنبال و میزان درصد خطا را بیان کند.

    کلیدواژگان: خطای سیم پیچی، سیستم تطبیقی عصبی، فازی ANFIS، منطق فازی، موتور سنکرون مغناطیس دائم
  • علی انشایی، رحمت الله هوشمند، فریبرز حقیقت دار فشارکی صفحات 25-36
    امروزه در شبکه های قدرت به دلایل مختلف، از جمله تخمین حالت دینامیکی و بهبود سرعت سیستم های کنترلی و حفاظتی، استفاده بهینه از واحدهای اندازه گیری فازور رو به گسترش است. در این مقاله، روش جدیدی برای تعیین تعداد بهینه واحدهای اندازه گیری فازور به منظور رویت پذیری کامل شبکه در قالب یک مساله برنامه ریزی خطی عدد صحیح دودویی ارائه می شود. همچنین، مساله جایابی بهینه این واحدها در شرایط خروج تکی هر یک از خطوط سیستم نیز مطرح شده است. در کلیه این حالت ها، اثر شین های با توان تزریقی صفر سیستم لحاظ گردیده است. توانایی روش پیشنهادی در حل هر یک از مسایل فوق با اعمال آن در شبکه های استاندارد 14، 30، 39، 57 و 118 شینه IEEE، شبکه 42 شینه انتقال برق منطقه ای اصفهان و همچنین دو شبکه بسیار بزرگ 2383 و 2746 شینه نشان داده شده است. نتایج به دست آمده، حاکی از کارایی موثر و مناسب روش پیشنهادی در مقایسه با روش های دیگر است.
    کلیدواژگان: اندازه گیری، برنامه ریزی عدد صحیح، جایابی بهینه، رویت پذیری سیستم قدرت، واحد اندازه گیری فازو
  • زهرا امینی *، وحید ابوطالبی، محمد تقی صادقی صفحات 37-54

    هدف از این مقاله ارزیابی دو روش قطعه بندی هوشمند و الگوهای مکانی مشترک به عنوان دو راهکار استخراج ویژگی در سیستم‍های آشکارسازی مولفهP300 است. بدین منظور، یک سیستم مبتنی بر بازشناسی آماری الگو طراحی شد. در این سیستم که با دادگان P300-Speller مسابقات BCI 2005 کار می کند، پس از اعمال پیش پردازش های اولیه، دو دسته ویژگی قطعه بندی هوشمند و الگوهای مکانی مشترک از دادگان استخراج گردید. این ویژگی ها از دو دیدگاه تکی (با آزمون t-test،) و گروهی (با استفاده از درصد صحت طبقه بندی کننده LDA و انتخاب ویژگی به روش تحلیل تفکیکی گام به گام و محاسبه درصد صحت با طبقه بندی کننده SWLDA) سنجش شدند که در نهایت، دسته ویژگی قطعه بندی هوشمند با کسب بالاترین درصد صحت (25/95%) به عنوان روش برتر انتخاب شد.

    کلیدواژگان: استخراج ویژگی، الگوهای مکانی مشترک، طبقه بندی کننده، قطعه بندی هوشمند، مولفه P300
  • امین حاجی زاده صفحات 55-66
    در این مقاله، راهکار کنترل به منظور بهینه سازی پخش توان در خودروی هایبرید پیل سوختی ارائه شده است. در ساختار خودروی هایبرید پیل سوختی در نظر گرفته شده، پیل سوختی، باتری، موتور الکتریکی و نیرو محرکه خودرو در نظر گرفته شده است. روش مدیریت توان لحظه ای بر پایه کنترل کننده فازی عصبی بین دو منبع تولید توان پیل سوختی و باطری است. استراتژی کنترل پیشنهاد شده بر پایه روش هوشمند تمامی مدهای عملکردی ممکن در خودروی پیل سوختی را در نظر گرفته، می تواند جهت گیری راننده را تخمین یزند. نتایج شبیه سازی روی یک سیکل رانشی نشان می دهد که شاخص های عملکردی خودروی هایبرید پیل سوختی، نظیر حالت های شارژی باتری و ضریب بهره برداری سوخت در پیل سوختی در محدوده مناسبی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: باتری، پیل سوختی، خودروی هایبرید، کنترل فازی، شبکه عصبی، مدیریت توان
  • محمود عبادیان، رضا ابولی، محسن فرشاد صفحات 67-80
    در این مقاله، رویکردی جدید در جهت مدیریت توان راکتیو سیستم های قدرت، با ملاحظه ی اهداف امنیتی و اقتصادی، به منظور بهره برداری بهینه و ایمن از این سیستم ها ارائهدر این مقاله، رویکردی جدید در جهت مدیریت توان رآکتیو سیستم های قدرت، با ملاحظه اهداف امنیتی و اقتصادی، به منظور بهره برداری بهینه و ایمن از این سیستم ها ارائه شده است. مدیریت توان رآکتیو به عنوان یک مساله بهینه سازی غیرخطی چند هدفه با متغیرهای پیوسته و گسسته فرمول بندی می شود که در آن، کاهش تلفات اهمی به عنوان هدف اقتصادی و بهبود در پروفیل ولتاژ و پایداری آن نیز به عنوان اهداف امنیتی انتخاب می شوند. برای حل مساله بهینه سازی فوق از رویکرد فازی سازی اهداف و ویرایش جدیدی از الگوریتم توسعه یافته اجتماع ذرات که قابلیت بالایی در ارائه بهترین جواب ها در زمان کم دارد، استفاده شده است. تولید بهینه توان رآکتیو ژنراتورها و اندازه حداقل مقدار ویژه ماتریس ژاکوبین، دو شاخص کارآمد در ارزیابی پایداری ولتاژ سیستم تحت شرایط کاری نرمال هستند، که در این مقاله مورد توجه قرار گرفته اند. در این مقاله، همچنین شاخص جدیدی برای تولید بهینه توان راکتیو ژنراتورها در جهت ارزیابی پایداری ولتاژ پیشنهاد شده است. مدل پیشنهادی بر روی سیستم نمونه 30 باسه IEEE اجرا گردیده است که نتایج حاصله، مبین کارایی قابل قبول الگوریتم پیشنهادی در مدیریت توان راکتیو در هر دو شرایط امنیتی و اقتصادی است.
    کلیدواژگان: الگوریتم اجتماع ذرات، بهینه سازی چندهدفه، پایداری ولتاژ، تلفات، توان راکتیو
|
  • Maryam Amoozegar, Dr Mahdi Eftekhari Pages 1-12
    Software performance engineering in early life cycle of software development (software modeling) is very useful and cost effective, but not fully automated yet. This paper presents an optimization method based on multi-objective particle swarm optimization (MOPSO) for exploring the software design space automatically and proposes the best configuration in terms of performance evaluation. The software model is transformed in to a performance model, which is based on Layered Queueing Networks (LQNs). Then, the model will be optimized and feedback to the software model. One case study is utilized for evaluating the proposed method. The results obtained apparently show the optimization performance of MOPSO.
    Keywords: Multi, objective optimization, MOPSO, Particle Swarm Optimization, Software Performance Engineering
  • Mr Mehran Taghipour, Dr Mohammad Ali Shamsinejad, Dr Seyyed Mohammad Razavi, Dr Mohsen Farshad, Mr Iraj Faraji, Mr Hassan Ghahramani Pages 13-24

    Intelligent methods are widely used in fault detection and diagnosis in electrical machine, transformers and in general in all parts of industry. One of the most advanced methods in fault detection is fuzzy Inference system. Since, extraction of effective rules is so hard in complicated problems, using fuzzy Inference is impossible. In this paper, in order to determine the amount of inter-turn stator winding fault in Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM),the fuzzy logic set has been used. This research has been fulfilled in two steps. In first step, a mathematical model of PMSM under fault condition has been simulated in MATLAB/SIMULINK and required data; deferential current of each phase and speed of motor have been extracted, in second step, a fuzzy set has been created using Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS) and this fuzzy set has been used in simulation for on-line test. Obtained results show that proposed method can follow fault in short time and can present amount of fault very precise.

    Keywords: Adaptive Neuro, Fuzzy Inference System (ANFIS), Fuzzy logic, Inter, Turn stator winding Fault, Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM)
  • Eng. Ali Enshaee, Dr. Rahmatallah Hooshmand, Eng. Fariborz Haghighatdar Fesharaki Pages 25-36
    Nowadays, the optimal application of phasor measurement units (PMUs) in power systems is increasing because of their advantages such as the capability for dynamical state estimation and improvements in the speed of control and protection systems. In this paper, a new method is presented using binary integer linear programming for the optimal placement of PMUs to guarantee full observability of a power system. Moreover, the problem of the optimal placement of these units in the case of a single line outage is investigated. In all of the investigations, the effect of zero-injection buses in the power system was considered. The ability of the proposed method in solving any of these problems was demonstrated by applying to the 14-, 30-, 39-, 57- and 118-bus IEEE standard systems, 42-bus transmission network of Esfahan Regional Electric and also two very large-scale systems with 2383 and 2746 buses. The simulation results verified the effective and appropriate performance of the proposed method in comparison with other methods.
    Keywords: Integer programming, measurement security, optimal placement, phasor measurement unit (PMU), power system observability
  • Mrs Zahra Amini, Dr Vahid Abootalebi, Dr Mohammad Taghi Sadeghi Pages 37-54

    In This Paper, two different feature extraction methods were studied and their performances in pattern recognition based- P300 detection were compared. These two methods were Common Spatial Pattern (CSP) and intelligent segmentation. Data set II (P300 speller) from the BCI competition 2005 was used. After pre-processing and feature extraction, these features were compared. For this purpose, first, a statistical analysis had been applied for evaluating the fitness of each feature in discriminating between target and non target signals. Then, each of these two groups of features was evaluated by a Linear Discriminant Analysis (LDA) classifier. Furthermore by using Stepwise Linear Discriminant Analysis (SWLDA), the best set of features was selected. Finally in this research, the best result for P300 detection was 95.25% for intelligent segmentation as a feature extraction method. This result shows that intelligent segmentation is better than CSP method for P300 detection.

    Keywords: CSP (Common Spatial Pattern), Classification, Feature Extraction, Intelligent Segmentation, P300
  • Dr Amin Hajizadeh Pages 55-66
    This paper deals a control strategy developed for optimizing the power flow in a Fuel Cell Hybrid Vehicle (FCHV) structure. This method implements an on-line power management based on the neuro-fuzzy controller between dual power sources that consist of a battery bank and a fuel cell (FC). This structure included battery and fuel cell and its power train system include an Electric Motor (EM) and vehicle dynamics. The proposed control method involves an intelligent controller which captures all of possible operation modes and predicts the driver intention. Moreover, there are local controllers to regulate the set points of each subsystems to reach the best performance and acceptable operation indexes. Simulation results of hybrid system illustrate improvement in the operation efficiency of the FCHV and the battery state of charge and fuel cell utilization factor have been maintained at a reasonable level.
    Keywords: Fuel Cell, Hybrid Vehicle, Fuzzy Control, Neural Network, Power Management
  • Mahmoud Ebadian, Reza Aboli, Mohsen Farshad Pages 67-80
    In this paper, a new approach is presented for reactive power management considering security and economic objectives in order to meet optimum and secure operation of power systems. Reactive power management issue is formulated as a nonlinear multi-objective optimization problem with continuous and discrete variables, in which the active losses reduction is selected as economic goal and the voltage profile improvement and its stability are also selected as security goals. The above optimization problem is solved by using the objectives fuzzification approach and a new developed version of particle swarm optimization algorithm that has highly ability to provide the best solution in less time. In this paper, the optimal production of generator’s reactive power and the minimum eigenvalue of Jacobin matrix are two effective indices that considered to assessment the system’s voltage stability under normal operation. Moreover, a new index is proposed for optimal production of generator’s reactive power that used to voltage stability assessment. The proposed model has been implemented on IEEE 30 Bus power system. The simulation results confirm acceptable performance of the proposed algorithm in management of reactive power with respect to both security and economic conditions.
    Keywords: Particle Swarm Algorithm, Multi, Objective Optimization, Voltage Stability, Losses, Reactive Power