فهرست مطالب

هوش محاسباتی در مهندسی برق - سال دوم شماره 3 (پاییز 1390)

فصلنامه هوش محاسباتی در مهندسی برق
سال دوم شماره 3 (پاییز 1390)

  • تاریخ انتشار: 1391/07/11
  • تعداد عناوین: 6
|
  • مسعود علی اکبر گلکار، علی احمدیان، جواد مدرسی، امین صفری صفحات 1-16
    امروزه با بزرگتر شدن مسائل و اهمیت یافتن سرعت رسیدن به پاسخ، از الگوریتم های جستجوی تصادفی به جای جستجوی همه جانبه فضای مساله، استقبال بیشتری می شود. در این مقاله، مقایسه عملکرد الگوریتم بهینه سازی زنبوران عسل (HBMO) و بهینه سازی اجتماع ذرات (PSO) در طراحی کنترل کننده فیدبک خروجی برای STATCOM با هدف میرایی نوسان های فرکانس پایین، ارائه شده است. مساله طراحی در ناحیه وسیعی از شرایط عملکرد و تنظیمات سیستم به صورت یک مساله بهینه سازی با تابع معیار چند منظوره تبدیل شده، با استفاده از هر دو الگوریتم HBMO و PSO حل می شود. کنترل کننده طوری تنظیم می شود تا مدهای الکترومکانیکی ناپایدار را به ناحیه مشخصی از صفحه مختلط انتقال دهد. تحلیل مقادیر ویژه و شبیه سازی غیر خطی زمانی تحت اغتشاشات مختلف، با استفاده از هر دو پارامتر کنترلی STATCOM (کنترل ولتاژ خازن و کنترل ولتاژ ترمینال)(جدول 4)، کارایی کنترل کننده پیشنهادی را نشان می دهد. تحلیل نتایج نشان می دهد که طراحی کنترل کننده میرایی با استفاده از الگوریتم بهینه سازی زنبوران عسل، در مقایسه با الگوریتم اجتماع ذرات در میرا کردن نوسان های فرکانس پایین عملکرد بهتری داشته، همچنین، طراحی کنترل کننده بر اساس کنترل ولتاژ خازن (پارامتر φ) در مقایسه با کنترل ولتاژ ترمینال (پارامتر C) در میرا کردن نوسان های فرکانس پایین کارایی بهتری دارد و پایداری دینامیکی سیستم را افزایش می دهد.
    کلیدواژگان: الگوریتم بهینه سازی زنبوران عسل، الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات، پایداری دینامیکی سیستم قدرت، جبران ساز سنکرون استاتیکی، میرایی نوسان های توان
  • مریم ده باشیان، سید حمیدظهیری صفحات 17-34
    در این مقاله یک ابزار بهینه سازی جدید در طراحی خودکار مدارات مجتمع آنالوگ مبتنی بر الگوریتم MOGSA ارائه می شود. ابزار بهینه سازی پیشنهادی در ابتدا با استفاده از یک نرم افزار شبیه ساز مدار مورد نظر را شبیه سازی نموده، نتایج شبیه-سازی را به وسیله الگوریتم MOGSA تحت بهینه سازی قرار می دهد. سپس تا حصول نتیجه مطلوب این روند را ادامه خواهد داد. برنامه های اصلی این ابزار در Matlab پیاده سازی و شبیه سازی مدارات به وسیله نرم افزار Hspice انجام می شود. در این مقاله، به منظور بررسی توانایی ابزار پیشنهادی در بهینه سازی طراحی مدارات مجتمع آنالوگ عملکرد آن سنجش می شود. برای نمونه، یک مساله سایزبندی مطرح می شود: «طراحی یک تقویت کننده عملیاتی مستقل از دما با استفاده از منبع جریان ویدلر کسکود». نتایج به دست آمده نه تنها مشخصات مورد نظر در طراحی را برآورده می سازد، بلکه با ارائه مجموعه جواب های متنوع، حق انتخاب بیشتری را برای طراح با توجه به معیارهای مختلف طراحی فراهم می نماید. الگوریتم پیشنهادی MOGSA روش نوینی را در بهینه سازی چندهدفه مبتنی بر الگوریتم جستجوی گرانشی معرفی می کند که در آن از «بهینگی پرتو» برای شناسایی موقعیت های «غیرغالب» و از یک «مخزن بیرونی» برای نگهداری این موقعیت ها استفاده می شود. برای اطمینان از صحت عملکرد روش MOGSA، این الگوریتم به وسیله چندین تابع معتبر چند هدفه آزمایش قرارمی شود. نتایج نهایی نشان دهنده رقابت تنگاتنگ روش پیشنهادی با دیگر الگوریتم های بهینه سازی چند هدفه رایج است.
    کلیدواژگان: الگوریتم جستجوی گرانشی، بهینه سازی چندهدفه، جبهه پرتو، ابزار بهینه سازی، سنتزمدارات مجتمع آنالوگ، طراحی خودکار
  • مهندس احسان بی جامی، اکبر ابراهیمی، جواد عسکری صفحات 35-52
    در این مقاله روش موثری برای حل مساله توزیع اقتصادی بار نامحدب بر اساس نسخه جدیدی از الگوریتم جهش قورباغه های به هم آمیخته (SFL) ارائه شده است. مساله توزیع اقتصادی بار در شرایط واقعی، محدود به قیود مساوی و نامساوی مختلفی است که معمولا آن را به مساله ای ناهموار و نامحدب تبدیل و یافتن بهینه فرامحلی با استفاده از روش های ریاضی کلاسیک را دچار مشکل می کند. در الگوریتم پیشنهادی مقاله، به منظور بهبود جستجوی محلی در ممپلکسها و نیز تسریع همگرایی الگوریتم، روش جدیدی برای پرش راه حل های بدتر به سمت راه حل های بهتر پیشنهاد شده است. همچنین به جای تولید تصادفی قورباغه ها، از عملگر ژنتیکی جهش برای تولید قورباغه های جدید استفاده شده است. به منظور ارزیابی روش پیشنهادی، مساله توزیع اقتصادی بار واقعی با استفاده از الگوریتم پیشنهادی، روش SFL مرسوم و نیز یک نسخه بهبود یافته آن، پیشنهادشده توسط محققان دیگر، شبیه سازی و در سه سیستم قدرت نمونه متفاوت اجرا و نتایج آنها مقایسه و بررسی شده است. همچنین، این نتایج با جواب های چند روش دیگر مانند الگوریتم ژنتیک و برخی الگوریتم های ممتیک مشابه، گزارش شده در چند مرجع دیگر، مقایسه شده است. آزمایش ها نشان می دهد که در مقایسه با روش های مذکور، روش پیشنهادی مقاله از عملکرد بهتری برخوردار است.
    کلیدواژگان: الگوریتم جهش قورباغه های به هم آمیخته، توزیع اقتصادی بار، توابع هزینه ناهموار
  • ملیحه امینی، محمود نقیب زاده، آقای سید هاشم محتشمی صفحات 53-66
    عامل های هوشمند به عنوان وسایل برجسته ای در راستای تحقق بخشیدن به نگرش وب معنایی در نظر گرفته می شوند. این عاملها با یکپارچه سازی آنتولوژ ی ها و قوانین در وب معنایی، می توانند با یکدیگر تعامل و همکاری داشته باشند، اما مشکل اساسی، نبود امکان استنتاج توزیع شده کارا برای یکپارچه سازی آنتولوژی ها و قوانین در چندین پایگاه دانش است. روش های ارائه شده برای استنتاج توزیع شده، اغلب بسیار زمانبر و حافظه بر بوده، به استنتاج کامل و دقیقی منجر نمی شوند. در این مقاله ما برای رفع این مشکل سیستم استنتاج توزیع شده ای را پیشنهاد می کنیم که بر اساس منطق order-sorted به ارائه دانش می-پردازد. طرح پیشنهادی برای استنتاج توزیع شده از انتشار صفات دائمی و غیردائمی معتبر بین پایگاه های دانش استفاده می کند. همچنین با در نظر گرفتن زمان و موقعیت صفات برای استنتاج، صفات غیردائمی معتبر بلا استفاده نمی مانند و از آنها در زمان و موقعیت معتبرشان برای استنتاج توزیع شده استفاده می شود. بنابراین، علاوه بر استنتاج کامل، دانش به دست آمده در پایگاه های دانش توزیع شده به طور کامل در نظر گرفته شده و استنتاج توزیع شده ای با کارایی بالا، دقیق و بدون از دست دادن دانش خواهیم داشت.
    کلیدواژگان: آنتولوژی ها و قوانین، استنتاج توزیع شده، دائمی بودن ویژگی، منطق Order Sorted
  • مهندس مهرداد حیدری ارجلو، سید قدرت الله سیف سادات، مهندس احسان غریب رضا صفحات 67-78
    در این مقاله، روش جدیدی، برای تشخیص جزایر الکتریکی بر اساس دسته بندی و الگوشناسی در یک شبکه توزیع مورد بررسی و تحقیق قرار می گیرد. روش پیشنهادی، برای تشخیص، از سیگنال های گذرای تولید شده هنگام وقوع یک جزیره را استفاده می کند. شبکه عصبی برای دسته ‍بندی رخدادهای گذرا به حالت های «جزیره» یا «غیر جزیره» آموزش داده می شود. ویژگی های مورد نیاز برای دسته بندی، از طریق تبدیل موجک گسسته سیگنال های گذرای ولتاژ و جریان استخراج می شوند. روش پیشنهادی روی یک سیستم توزیع ولتاژ متوسط CIGRE با دو نوعDG مختلف آزمایش می شود. نتایج نشان می دهد که این روش می تواند جزیره های الکتریکی را خیلی سریع و با دقت تشخیص دهد.
    کلیدواژگان: جزیره الکتریکی، تبدیل موجک گسسته، شبکه عصبی
  • سید عباس طاهر، محمدرضا شیبانی، سید مصطفی نصرت آبادی، مرتضی جدیدالاسلام صفحات 79-90
    در جایابی منابع تولید پراکنده در سیستم های توزیع، لازم است محدوده وسیعی از شرایط بهره برداری و امنیت سیستم بررسی و ارزیابی شود. تعداد زیادی از شاخص ها در ارزیابی مکان بهینه منابع تولید پراکنده استفاده می شود؛ به گونه ای که تجمیع این شاخص ها در به دست آوردن یک شاخص چند هدفه و نیز به دست آوردن وزن بهینه آنها معمولا در صنعت مورد توجه قرار می گیرد. در این مقاله، با بهره گیری از الگوریتم ژنتیک وزن های بهینه شاخص عملکرد مذکور به دست آورده شده و بر این اساس به جایابی بهینه و تعیین اندازه منابع تولید پراکنده در شبکه های تست استاندارد IEEE 33-bus و IEEE 69-bus پرداخته شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی، کارآیی این شاخص عملکرد با ضرایب بهینه را در جایابی بهینه و تعیین ظرفیت منابع تولید پراکنده بخوبی نشان می دهد.
    کلیدواژگان: منابع تولید پراکنده، الگوریتم ژنتیک، شبکه های توزیع، جایابی بهینه
|
  • Masoud Aliakbar Golkar, Ali Ahmadian, Javad Modarresi, Amin Safari Pages 1-16
    Nowadays since the speed of reaching to response is getting more important، the random searching algorithms are mostly used instead of the overall search of the problem space. This paper presents the application and the performance comparison of HBMO and PSO optimization techniques for designing an output feedback damping controller for STATCOM in order to enhance the damping of power system. The problem of the damping controller design is considered as an optimization problem with a multi-purpose criterion function and it is solved by HBMO and PSO algorithms. This controller is designed in order to transmit unstable electromechanical modes to the specific area of the complex plane. The proposed controller performance is confirmed by the analysis of the eigenvalue and nonlinear time-domain simulation under various disturbances with both control parameters of STATCOM (capacitor voltage control and terminal voltage control). Simulation results illustrate that the designed controller by HBMO performs better than PSO in finding the solution. Moreover، the design of the controller based on the capacitor voltage control in comparison with terminal voltage control has better low frequency oscillation damping and it increases the dynamical stability of the power system.
    Keywords: HBMO, PSO, Dynamic stability of power system, STATCOM, power oscillation damping
  • Maryam Dehbashian, Seyed Hamid Zahiri Pages 17-34
    In this paper a novel optimization method based on Multi-Objective Gravitational Search Algorithm (MOGSA) is presented for automated design of analog integrated circuits. The recommended method firstly simulates a selected circuit using a simulator and then simulated results are optimized by MOGSA algorithm. Finally this process continues to meet its optimum result. The main programs of the proposed method have been implemented in MATLAB while analog circuits are simulated by HSPICE software. To show the capability of this method، its proficiency will be examined in the optimization of analog integrated circuits design. In this paper، an analog circuit sizing scheme -Optimum Automated Design of a Temperature independent Differential Op-amp using Widlar Current Source- is illustrated as a case study. The computer results obtained from implementing this method indicate that the design specifications are closely met. Moreover، according to various design criteria، this tool by proposing a varied set of answers can give more options to designers to choose a desirable scheme among other suggested results. MOGSA، the proposal algorithm، introduces a novel method in multi objective optimization on the basis of Gravitational Search Algorithm in which the concept of “Pareto-optimality” is used to determine “non-dominated” positions as well as an external repository to keep these positions. To ensure the accuracy of MOGSA performance، this algorithm is validated using several standard test functions from some specialized literatures. Final results indicate that our method is highly competitive with current multi objective optimization algorithms.
    Keywords: Gravitational Search Algorithm, Multi Objective Optimization, Pareto Front, Optimization Tool, Analog Integrated Circuits Synthesis, Automated Design
  • Eng. Ehsan Bijami, Dr. Akbar Ebrahimi, Dr. Javad Askari Pages 35-52
    This paper presents a New Hybrid Shuffled Frog Leaping (NHSFL) algorithm applied to solve Economic Load Dispatch (ELD) problem. Practical ELD has non-convex cost function and various equality and inequality constraints that convert the ELD problem as a nonlinear، non-convex and non-smooth optimization problem. In this paper، a new frog leaping rule is proposed to improve the local exploration and the performance of the conventional SFL algorithm. Also a genetic mutation operator is used for the creation of new frogs instead of random frog creation that improves the convergence. To show the efficiency of the proposed approach، the non-convex ELD problem is solved using conventional SFL and an improved SFL method proposed by other researchers. Then the results of SFL methods are compared to the results obtained by the proposed NHSFL algorithm. Simulation studies show that the results obtained by NHSFL are more effective and better compared with these algorithms.
    Keywords: Shuffled frog leaping algorithm, non, convex economic dispatch, non, convex cost functions
  • Mrs Maliheh Amini, Dr Mahmoud Naghibzadeh, Mr Seyyed Hashem Mohtashami Pages 53-66
    Intelligent agents are considered as significant means towards realizing the semantic web vision. On the Semantic Web، integrating ontologies and rules enables software agents to interoperate between them; however، this leads to a problem، that no studies have focused on effective distributed reasoning for integrating ontologies and rules in multiple knowledge-bases. The methods that have been presented for distributed reasoning not only get a lot of times and memory، but also do not lead to a complete and sound reasoning. In this paper، to solve this problem، we present a distributed reasoning system that deals with the representation of the knowledge-base of order sorted logic. This logic is able to describe the hierarchy of predicates and inheritance of expressions that there are in our natural language. To have a distributed reasoning، our proposed method uses the expansion of rigid and valid-non-rigid properties between knowledge-bases. Furthermore، with considering time and the situation of properties for reasoning، the non-rigid properties have not been ignored; in fact، in their valid time and situation، they are used. With this method، we achieve a complete reasoning and، moreover، the extracted knowledge is completely considered in the knowledge-bases and we have a distributed reasoning with high efficiency and sound without missing any information.
    Keywords: Distributed reasoning, Ontologies, rules, Order, sorted logic, Rigidity
  • Eng. Mehrdad Heidari Orejloo, Dr. S.Ghodratollah Seifossadat, Eng. Ehsan Gharibreza Pages 67-78
    In this paper a novel method for detection of power islands based on Discrete Wavelet Transform and Neural Network in a distribution network is investigated. The proposed method has used transient signals generated during an islanding event to detect the formation of the island. The features required for classification were extracted from the transient current and voltage signals through discrete wavelet transform. A neural network classifier is trained to categorize the transient generating events as “islanding” or “non-islanding.”. The proposed technique is tested on CIGRE medium-voltage distribution benchmark system with different distributed generators. The results indicate that this technique can detect islanding events very fast and accurate.
    Keywords: Power Island, Discrete Wavelet Transform, Neural network
  • Seyed Abbas Taher, Mohammad Reza Shibani, Seyed Mostafa Nosratabadi, Mohammad Jadioeslam Pages 79-90
    In placing Distributed Generation (DG) sources in distribution networks، a wide range of operational and security issues needs to be considered. Many indices are employed to evaluate the optimum DG placement. Aggregation of indices to obtain a multi-objective index capable of optimizing several weighting factors is a common practice in industry. In this paper، Genetic Algorithm (GA) is successfully used to identify the weighting factors in multi-objective performance index for both IEEE 33-bus and IEEE 69-bus test systems، where DG is extensively located and sized. The multi-objective performance index is computed for each configuration، yielding encouraging simulation results for application of the proposed method in power system optimal placement and sizing of DG.
    Keywords: Distributed Generation (DG), Genetic Algorithm (GA), Distribution Networks, Optimal Allocation