فهرست مطالب

هوش محاسباتی در مهندسی برق - سال سوم شماره 1 (بهار 1391)

فصلنامه هوش محاسباتی در مهندسی برق
سال سوم شماره 1 (بهار 1391)

  • تاریخ انتشار: 1391/11/12
  • تعداد عناوین: 7
|
  • مهندس سید مهدی مظهری، پروفسور حمید لسانی صفحه 1
    واحدهای اندازه گیری فازور از جمله ادواتی است که در تخمین حالت سیستم قدرت نقش اساسی داشته و به بهره بردار شبکه کمک می کند تا تصمیمات لازم احتمالی را جهت حفظ عملکرد سیستم اتخاذ نماید. در این مقاله مساله مکان یابی چند هدفه واحدهای اندازه گیری فازور با اهدافی همچون مشاهده پذیری کامل سیستم قدرت، افزایش تعداد دفعات مشاهده پذیری شین ها و ارزش قابلیت اطمینان مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، مساله مکان یابی واحدهای اندازه گیری فازور در قالبی جدید فرمول بندی شده و با ارائه نگرشی نوین بر ارزش قابلیت اطمینان، تابع هدف جدیدی تعریف شده است. سپس، مساله مکان یابی چند هدفه واحدهای فازوری در قالب یک مساله بهینه سازی، با استفاده از اتوماتای یادگیر سلولی باز، بررسی و مراحل تطابق آن با مساله حاضر تشریح شده است. در پایان، با حل مساله مکان یابی واحدهای فازوری برای چندین شبکه نمونه و نیز شبکه سراسری kV230 و kV400 انتقال ایران، توسط راهکار پیشنهادی و مقایسه نتایج با پاسخ های سایر روش ها، کارایی راهکار پیشنهادی بررسی و نشان داده شده است.
    کلیدواژگان: اتوماتای یادگیر سلولی، قابلیت اطمینان سیستم قدرت، مشاهده پذیری سیستم قدرت، مکان یابی بهینه، واحد اندازه گیری فازور
  • رضا خرقانیان، علیرضا احمدی فرد صفحه 17
    در این مقاله مسئله استخراج رگ های شبکیه چشم را از تصویر شبکیه مورد مطالعه قرار داده ایم. از آنجایی که کانال سبز تصویر بهترین کنتراست بین رگ و غیر رگ را داراست، از این کانال برای جداسازی رگ ها استفاده کرده ایم. پس از ارتقاء تصویر معکوس کانال سبز، آن را به صورت یک رویه توپوگرافیکی در نظر گرفته و نقاط ناودانی بیرون را از آن استخراج می کنیم. این نقاط بر روی مرکز رگ ها قرار دارند. در حضور نویز پیش زمینه و توزیع غیر یکنواخت روشنایی در تصویر برداری، مراکز رگ ها بدرستی استخراج نمی شوند. نقاط استخراج شده جدا از یکدیگر می باشند و تنها بخشی از خط مرکزی رگ را تشکیل می دهند. برای اتصال نقاط مجزا و گسترش آنها با هدف استخراج رگ های باریک روش جدیدی پیشنهاد شده است. در این روش بانکی از فیلتر های جهت دار طراحی نموده ایم که جهت مناسب برای رشد خط مرکزی رگ را تخمین می زند. به کمک این روش نقاط انتهایی رشته خطوط ناودانی رشد داده می شوند تا خطوط مرکزی رگ ها بصورت رشته های پیوسته گسترش یابند.
    نتایج حاصل از آزمایشات بر روی پایگاه داده DRIVE نشان دهنده برتری روش پیشنهاد شده نسبت به روش های موجود است. این برتری با معیار صحت، میزان عدم اشتراک و حساسیت سنجیده شده است.
    کلیدواژگان: تصاویر شبکیه، جداسازی عروق، ویژگی های توپوگرافیک، گروه بندی
  • حسین ربیع، جواد عربی، بهزاد میرزاییان دهکردی، آرش کیومرثی، مهدی نیرومند مهدی نیرومند صفحه 29
    در این مقاله طراحی و ساخت کنترل سرعت موتور القایی سه فاز با روش V/f توسط کنترل کننده تناسبی- انتگرالی تنظیم شده با الگوریتم ژنتیک وکنترل کننده فازی در شرایط مختلف کاری مطرح می گردد و عملکرد این دو کنترل کننده در شرایط مختلف کاری، مانند تغییرات پله در سرعت مرجع یا در گشتاور بار به صورت عملی با هم مقایسه می شوند. پیاده سازی کنترل کننده ارایه شده در این مقاله، بر اساس پردازنده دیجیتال بوده و از تکنیک مدولاسیون پهنای پالس بردار فضایی برای کلید زنی استفاده شده است.
    کلیدواژگان: کنترل کننده فازی، الگوریتم ژنتیک، روش V، f، مدولاسیون پهنای پالس بردار فضایی، پردازنده سیگنال دیجیتال
  • مهندس مهدی سلیمیان ریزی، ناصر مهرشاد، سید محمد رضوی صفحه 37
    امروزه توجه به عملکرد سیستم بینایی انسان و الگو گرفتن از آن در توسعه ی الگوریتم های پرکاربرد پردازش تصویر توجه محققین را به خود جلب نموده است. در این مقاله یک روش هوشمند آشکارسازی لبه مبتنی بر مدل سازی عملکرد سلول های ساده و پیچیده و همچنین مدل سازی فازی تحلیل چند مقیاسی تصاویر در کورتکس اولیه ی بینایی ارائه شده است. برای مدل سازی موثر پاسخ سلول های ساده و پیچیده در آشکارسازی لبه، روشی برای تنظیم پارامترهای فیلتر گابور (مدل ریاضی سلول ساده) و تابع غیرخطی پیشنهاد شده به عنوان تابع آستانه ی پاسخ این سلول ها ارائه شده است. مزیت اصلی روش پیشنهادی در مقایسه با سایر روش های مرسوم آشکارسازی لبه این است که مدل فازی پیشنهادی برای تحلیل چند مقیاسی، هیچگونه پارامتری در ورودی دریافت نمی کند. همچنین به دلیل مدل سازی تحلیل چند مقیاسی انجام شده در شبکیه چشم انسان، در الگوریتم پیشنهادی، تمامی لبه های مربوط به ساختارهای ریز و درشت موجود در تصویر با دقت بالایی آشکارسازی و مکان یابی می شوند. برای ارزیابی نتایج، بهترین نقشه های لبه حاصل از روش کنی برای تصاویر بانک داده ی معتبر با استفاده از الگوریتم ژنتیک به دست آمده و با نقشه های لبه به دست آمده با روش پیشنهادی مقایسه می شوند. پیاده سازی ها افزایش 4 تا 13 درصدی معیار سنجش کارآیی در روش پیشنهادی را نشان می دهند. مقایسه ی دیداری نیز کارایی بالای این روش در آشکارسازی و مکان یابی لبه ها را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: آشکارسازی لبه، تحلیل چندمقیاسی، سیستم بینایی انسان، قواعد تصمیم گیری فازی
  • سید مرتضی بابامیر صفحه 47
    در کنترل نظارتی سیستم های گسسته، یک پایشگر پاسخ های سیستم به وقایع محیطی را پایش می کند تا اگر پاسخ سیستم نامطلوب باشد یک موقعیت ناامن یا بحرانی را به کاربر گزارش کند. منظور از پاسخ نامطلوب، پاسخی از سیستم است که باعث نقض نیاز کاربر سیستم شود. تاکنون چندین روش برای مدل سازی و شبیه سازی کنترل سرپرستی سیستم های گسسته ارائه شده اند اما فقدان یک روش سیستماتیک که متکی به داده های دامنه مسئله باشد، وجود دارد. به منظور ارائه یک روش مبتنی بر دامنه، ما از یک روش سه مرحله ای استفاده می کنیم. در مرحله اول، با داده های گسسته شروع می کنیم. داده های گسسته، عناصر اولیه محیط سیستم های گسسته است و به وسیله کاربران سیستم به عنوان یک وسیله اندازه گیری نیازهایشان استفاده می شود. نیاز ها، نقش حیاتی در سیستم های حساس به ایمنی مانند سیستم های پزشکی و هوافضا بازی می کند. ما از داده های گسسته برای تعریف رخدادها و شروطی استفاده می کنیم که در تعریف نیازها استفاده می شود. پس از استخراج رخدادها و شروط از روی داده های دامنه مسئله و تعریف نیازها، یک اتوماتای پتری ساخته می-شود. این اتوماتا برای تعیین نقض نیازهای کاربران سیستم در مرحله دوم استفاده می شود. اتوماتای پتری هسته پایشگر را تشکیل می دهد و برای تشخیص پاسخ های نامطلوب سیستم به نیازهای کاربران استفاده می شود. در قدم سوم، شبیه سازی حین اجرای مشاهده گر ارائه می شود که در آن از فنآوری های چندخطی و چندنخی و چند وظیفه ای کتابخانه TPL از ماکروسافت استفاده می شود. در خاتمه، سیستم حفاظت قطار به عنوان یک مورد مطالعه از سیستم های گسسته همروند مطرح می شود تا نحوه به کارگیری مراحل روش پیشنهادی برای مدل سازی و شبیه سازی مشاهده گر نشان داده شود. نتایج شبیه سازی بر اساس پیاده سازی روی کامپیوتر چند هسته تحلیل می شود.
    کلیدواژگان: کنترل سرپرستی، شبیه سازی، روش توصیف مبتنی بر دامنه، مدل سازی
  • علیرضا الفی، امین حاجی زاده، حسین قلی زاده صفحه 65
    در این مقاله طراحی استراتژی کنترل بهینه هوشمند ولتاژ و جریان برای مبدل های DC-DC افزاینده در سیستم های تولید توان پیل سوختی با درنظرگرفتن مدل دقیق برای نقاط کار مختلف ارائه می شود. طراحی استراتژی کنترل پیشنهادی بر پایه روش فیدبک حالت پیاده سازی شده و کنترل پذیری سیستم مورد نظر و محدوده های پایداری آن بررسی می شود. همچنین به منظور تعیین ضرایب بهینه فیدبک حالت و صفر نمودن خطای حالت ماندگار در سیگنال ولتاژ، در ساختار کنترلی از الگوریتم اجتماع پرندگان استفاده شده و نتایج در شرایط تغییر توان بار نیز ارائه می گردد. به منظور بررسی عملکرد استراتژی کنترل پیشنهادی، این کنترل کننده هم بر روی مدل میانگین و هم بر روی مدل دقیق مبدل پیاده سازی شده و نتایج مقایسه می گردد.
    کلیدواژگان: کنترل فیدبک حالت، مبدل DC، DC، پیل سوختی، الگوریتم اجتماع پرندگان، پایداری، کنترل پذیری
  • الگوی تهیه مقالات برای مجله سیستم های هوشمند در مهندسی برق
    صفحه 1
|
  • Mr. Seyed Mahdi Mazhari, Prof. Hamid Lesani Page 1
    Phasor measurement units (PMUS) are crucial elements of wide-area state estimation system in Smart Grids, as they maintain a high quality observability on electrical quantities of power system. This paper proposes a new approach for multi-objective PMU placement considering actual worth of contingency conditions. Moreover, a new fitness function is introduced to simultaneously find the minimum number of PMUs as well as to maximize the measurement redundancies. In addition, a cellular learning automata based algoritm is employed for optimization process. The developed method is applied to IEEE test systems and obtained results are reported in several scenarios. Detailed numerical results and comparisons presented in the paper show that the proposed approach could noticeably improve the quality of problem solutions under uncertainties and can be used as an effective tool for multi-objective PMU placement within an actual large-scale transmission network.
    Keywords: Cellular learning automata, Optimal placement, Phasor measurement unit (PMU), Power syetem observability, Power system reliability
  • Reza Kharghanian, Alireza Ahmadyfard Page 17
    In this paper we consider the problem of blood vessel segmentation in retinal images. After enhancing the retinal image we use green channel of images for segmentation as it provides better discrimination between vessels and background. We consider the negative of retinal green channel image as a topographical surface and extract ridge points on this surface. The points with this property are located on the centerline of vessels. In presence of noise and non-uniform illumination the extracted ridge points appear as separated points which consist parts of vessel centerline. In order to connect separated ridge points and extending them for thin vessel extraction, we introduce a bank of directional filters to determine proper direction for extending the ridge end points. The ridge end points grow to provide link between separated parts of centerline using the introduced procedure. The result of experiment on images in the DRIVE database shows the proposed method outperforms the existing methods. Performance of the proposed method was evaluated based on accuracy, false positive and false negative criteria.
    Keywords: retinal image, blood vessel segmentation, topographic properties, grouping
  • H. Rabie, J. Arabi, B. Mirzaeian Dehkordi, A. Kiyoumarsi, M. Niroomand Page 29
    This paper presents experimental results of the V/f speed control for an induction motor under different operating conditions such as step changes in reference speed and the load torque. Genetic PI-based and Fuzzy-Logic-based controllers are considered. Then, the performances of these controllers are experimentally compared with each other under these different operating conditions.
    Keywords: Fuzzy Logic controller, Genetic algorithms, V, f method, SVPWM (Space Vector Pulse Width Modulation), DSP
  • Mr Mehdi Salimian, Dr Nasser Mehrshad, Dr Mohammad Razavi Page 37
    Today, many widely used image processing algorithms based on human visual system have been developed. In this paper a smart edge detection based on modeling the performance of simple and complex cells and also modeling and multi-scale image processing in the primary visual cortex is presented. A way to adjust the parameters of Gabor filters (mathematical models of simple cells) And the proposed non-linear threshold response are presented in order to Modeling of simple and complex cells. Also, due to multi-scale modeling analysis conducted in the human retina, in the proposed algorithm, all edges of the small and large structures with high precision are detected and localized. Comparing the results of the proposed method for a reliable database with conventional methods shows the higher Performance (about 4-13%) and reliability of the proposed method in the detection and localization of edge.
    Keywords: Edge detection, multi, scale analysis, the human visual system, the fuzzy decision rules
  • Seyed Morteza Babamir Page 47
    An Observer in the supervisory control observes responses of a discrete system to events of its environment and reports an unsafe/ critical situation if the response is undesired. An undesired response from the system indicates the system response does not adhere to users’ requirements of the system. Therefore, events and conditions of the system environment and user’s requirements of the system are basic elements to observer in determining correctness of the system response. However, the noteworthy matter is that the events, conditions, and requirements should be defined based on data of problem domain because discrete data are primary ingredients of the environment in discrete systems and they are used by system users as a gauge to express their requirements playing a vital role in safety-critical systems, such as medical and avionic ones. A large quantity of methods has already been proposed to model and simulate supervisory control of discrete systems however, a systematic method relying on data of problem domain is missing. Having extracted events, conditions, and user’s requirements from data of problem domain, a Petri-Net automaton is constructed for identifying violation of user’s requirements. The net constitutes the core of the observer and it is used to identify undesired responses of the system. In the third step, run-time simulation of the observer is suggested using multithreading mechanism and Task Parallel Library (TPL) technology of Microsoft. Finally, a case study of a discrete concurrent system is proposed, the method applied and simulation results are analyzed based on the system implementation on a multi-core computer.
    Keywords: Supervisory Control, Simulation, Modeling, Domain, Based Specification
  • A.R. Alfi, A. Hajizadeh, H. Gholizade Narm Page 65
    This paper presents an intelligent optimal design control strategy for current and voltage of boost DC-DC convertors in fuel cell power systems by considering detailed model for different operating points. The proposed control strategy is designed based on a state feedback whereas the controllability and the stability region are analyzed. Moreover, in order to determine of the optimal coefficients of state feedback and zero steady state error in voltage signal, in the core of the proposed control method a heuristic algorithm namely Particle Swarm Optimization (PSO) is utilized. The results are presented in the different load conditions. In order to show the feasibility of the proposed control strategy, the controller is implemented both average model and detailed model of convertor and the results are compared.
    Keywords: State feedback control, DC, DC convertor, Fuel cell, Particle swarm optimization, Stability, Controllability