فهرست مطالب

هوش محاسباتی در مهندسی برق - سال چهارم شماره 2 (تابستان 1392)
  • سال چهارم شماره 2 (تابستان 1392)
  • تاریخ انتشار: 1392/06/31
  • تعداد عناوین: 6
|
  • محمد فرشاد، جواد ساده صفحات 1-14
    این مقاله روشی مبتنی بر استراتژی های یادگیری ماشین برای حل مسئله مکان یابی خطا در خطوط انتقال جریان مستقیم ولتاژ بالا (HVDC) ارائه می دهد. در روش مکان یابی پیشنهادی، تنها از سیگنال ولتاژ پس از خطای اندازه گیری شده از یک پایانه برای استخراج ویژگی های موردنیاز بهره گیری می شود. در این مقاله، متناسب با بعد بالای بردار ویژگی های ورودی، امکان استفاده از دو تخمین گر متفاوت شامل شبکه عصبی رگرسیون تعمیم یافته (GRNN) و الگوریتم جنگل تصادفی (RF) برای یافتن رابطه موجود بین ویژگی های الگوها و مکان وقوع خطا مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج ارزیابی با استفاده از الگوهای یادگیری و تست بدست آمده از شبیه سازی انواع خطاها در یک خط انتقال هوایی بلند و بر اساس مقادیر مختلف محل وقوع خطا، مقاومت خطا و جریان پیش از خطا، نشان دهنده کارآیی و دقت قابل قبول روش پیشنهادی می باشند.
    کلیدواژگان: مکان یابی خطا، خطوط انتقال HVDC، شبکه عصبی رگرسیون تعمیم یافته، الگوریتم جنگل تصادفی
  • بهناز عبدالهی، نیلوفر قیصری صفحات 15-28
    امروزه بررسی حرکات انسان بخش مهمی از تحقیقات در زمینه بینایی ماشین را به خود اختصاص داده است. مطالعات نشان داده اند که انسان ها توانایی زیادی در شناسایی آشنایان خود از روی برخی رفتار از جمله شیوه راه رفتن آن ها دارند. از این رو محققین برآن شدند تا از این قابلیت انسان ها در ساخت سیستم های شناسایی استفاده نمایند. این روش با امکان شناسایی در فواصل دور، عدم نیاز به اطلاع و یا همکاری فرد و همچنین عدم امکان پنهان نمودن، کارایی بالایی به ویژه در محیط های عمومی ارائه می دهد. در این مقاله روش شناسایی جدیدی مبتنی بر توصیف گر های بافت پویا ارائه می گردد. بافت های پویا شامل ترکیبی از اطلاعات ظاهری و حرکتی می باشند که با بررسی دو بعد مکان و زمان بدست می آیند. از آن جایی که راه رفتن انسان شامل اطلاعات مهمی در دو بعد زمان و مکان می باشد، می تواند با کمک ویژگی های بافت پویا توصیف گردد. برای بدست آوردن این ویژگی ها، نقاط کلیدی مکان-زمان استخراج و با کمک الگوی دودویی محلی با سه صفحه متعامد که نمونه ای از توصیف گر های بافت پویاست، توصیف می گردند. سپس با استفاده از فرهنگ لغت بدست آمده از دسته بندی ویژگی ها، مدل آموزشی از شیوه راه رفتن هر فرد مشخص می شود. کارایی روش پیشنهادی بر روی دو پایگاه داده KTH و IXMAS مورد بررسی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: آنالیز حرکات انسان، الگوی دودویی محلی با سه صفحه متعامد، بافت پویا، شناسایی از روی نحوه راه رفتن، فرهنگ لغت، نقاط کلیدی مکان، زمان
  • مجید بختیاری، بهزاد میرزاییان دهکردی، محمد عطایی، سعید عظیمی سزدری صفحات 29-38
    در این مقاله، یککنترل کنندههوشمندمبتنی بر یادگیری عاطفی برای عملکرد در رنج وسیع سرعت موتور سنکرونمغناطیس دائم داخلی ارائه می گردد. به دلیل طبیعتغیرخطی و تزویج جریان های سیم پیچ ها و سرعت موتور سنکرونمغناطیس دائم داخلی کنترل سرعت این موتور در سرعت های بالا پیچیده است. از این رو، در این مقاله یک کنترل کننده عاطفی به گونه ای طراحی شده است که علاوه بر سادگی به اغتشاشات حساس نبوده و قابلیت کنترل موتور سنکرونمغناطیس دائم داخلی را تمامی سرعت ها داشته باشد. برای سرعت های زیر سرعت نامی و بالاتر از سرعت پایه عمل کنترل به ترتیب بر اساس نواحیماکزیممگشتاور به جریان و تضعیف شار می باشد. جهت بررسی کارآمد بودن کنترل کننده ی عاطفی، عملکرد یک موتور kW 40 در محیطMatLab/Simulink شبیه سازی شده و با یککنترل کننده ی تناسبی-انتگرالی در شرایط مختلفی مانند: تغییر پله ای در سرعت مرجع و گشتاور، قطع ناگهانییک فاز و نغییر پارامترهای موتور مقایسه شده است. نتایجشبیبه سازی ها نشان می دهند که کنترل کنندهپیشنهاد شده دارای پاسخ دینامیکی مناسب، مقاومت در برابر تغییرات، توانایی در حذف اثر اغتشاشات بار، بدون فرا-جهش و فرو جهش،باکمترین زمان نشست و خطای حالت ماندگار پایین می باشد..
    کلیدواژگان: کنترل برداری، کنترل کننده ی هوشمند مبتنی بر یادگیری عاطفی، عملکرد در رنج وسیع سرعت، موتور سنکرونمغناطیس دائم داخلی، کنترل شار وگشتاور
  • مهدس معصومه رسول پور، مهدی بانژاد، عتیرضا احمدی فرد صفحات 39-54
    در این مقاله یک روش جدید برای حفاظت دیفرانسیل ترانسفورماتور قدرت ارائه می شود. در این روش برای تشخیص جریان هجومی از جریان خطای داخلی ترانسفورماتور قدرت از تبدیل موجک استفاده می شود. با استفاده از تبدیل موجک گسسته، سیگنال جریان به زیر باندهایی تجزیه می شود که اطلاعات بیشتری از ویژگی های سیگنال در باندهای فرکانسی مختلف در اختیار قرار می دهد. همچنین از تبدیل موجک برای بررسی توزیع انرژی سیگنال در مقیاس های زمانی و فرکانسی مختلف استفاده می شود. این روش تشخیص بر اساس ضریب همبستگی بین بردارهای درصد انرژی ضرایب حاصل از تبدیل موجک است. به این صورت که با استفاده از تبدیل موجک گسسته سیگنال جریان به مولفه های فرکانسی مختلف تبدیل می شود. سپس با تشکیل بردارهای درصد انرژی ضرایب تبدیل موجک و محاسبه ضرایب همبستگی بین این بردارها، امکان ایجاد یک معیار تشخیص جهت شناسایی جریان هجومی از جریان خطا در الگوریتم پیشنهادی ایجاد می شود. روش ارائه شده در این مقاله برای شرایط مختلف، با استفاده از سیگنال های جریان هجومی و جریان خطای شبیه سازی شده مورد بررسی قرار می گیرد. شبیه سازی سیگنال های جریان با استفاده از برنامه گذرای الکترومغناطیسی PSCAD/EMTDC که برنامه قدرتمندی برای بررسی سیگنال های گذرا است، انجام می شود. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که الگوریتم پیشنهادی به درستی قادر به تشخیص جریان هجومی از جریان خطای داخلی در محدوده حفاظت دیفرانسیل ترانسفورماتور قدرت در زمانی کمتر از یک چهارم سیکل فرکانس قدرت می باشد. همچنین علاوه بر دقت و قابلیت اطمینان بالا، روش پیشنهادی دارای حجم محاسباتی کمی بوده و بر خلاف بسیاری از روش های معمول نیازی به تعیین آستانه عملکرد، در هر سیستم قدرت جدید را ندارد.
    کلیدواژگان: حفاظت دیفرانسیل، جریان هجومی، ترانسفورماتور قدرت، تبدیل موجک گسسته، خطای داخلی ترانسفورماتور
  • سید اصغر غلامیان، سید صابر رشیدایی صفحات 55-72
    از موانع اصلی توسعه وکاربرد موتورهای آهنربای دائم بدون جاروبک علیرغم داشتن نسبت گشتاور به وزن بالا، قابلیت اطمینان و بازده بالا عوامل مزاحمی مانند گشتاور دندانه ای و ریپل گشتاور می باشد. در این مقاله از روش طراحی آزمایش های تاگوچی(TaguchiExperiment Design Method) برای کاهش گشتاور دندانه ای بهره گیری شده است. برای ارزیابی موثر بودن روش پیشنهادی، مطالعه موردی روی دو نوع متفاوت از موتورهای آهنربای دائم انجام گردید. نمونه اول یک موتور بدون جاروبک با آهنربای دائم سطحی با 4 قطب و 6 شیار و نمونه دوم یک موتور بدون جاروبک با آهن ربای دائم داخلی با 8 قطب و 48 شیار می باشد. از بررسی نتایج می توان دریافت که مقدار پیک تا پیک گشتاور دندانه ای برای هر دو نمونه به میزان قابل قبولی کاهش یافته است.
    کلیدواژگان: موتور مغناطیس دائم، گشتاور دندانه ای، روش اجزا محدود و روش طراحی آزمایش ها
  • مهدی نیرومند، محمد شرکت العباسیه صفحات 73-88
    در این مقاله یک مبدل SEPIC افزاینده با راندمان بالا برای کاربردهای فتوولتائیک پیشنهاد شده است. در مبدل پیشنهادی از مدار کمکی بدون هیچ کلید اضافی استفاده شده است. این مدار کمکی موجب می گردد که کلید تحت شرایط کلید زنی نرم کار می کند. با مدارات اضافه شده، مسئله جریان بازیابی معکوس در تمامی دیودهای خروجی آرام شده و این امر باعث کاهش تلفات و به دنبال آن افزایش راندمان مدار می شود. سیستم کنترلی مبتنی بر روش منطق فازی ارائه شده در این مبدل، ردیابی دقیق و سریع نقطه توان بیشینه را به صورت هوشمند، در شرایط مختلف محیطی (تابش و دما) باعث شده و با تنظیم دوره کار مبدل، بیشترین توان را به بار تحویل می دهد. در نهایت، نتایج حاصل از شبیه سازی های تئوری با نتایج حاصل از پیاده سازی مبدل، مقایسه شده تا دلیلی بر عملکرد صحیح مبدل و درستی محاسبات تئوری باشد.
    کلیدواژگان: مبدل SEPIC، کلیدزنی نرم، راندمان بالا، ردیابی توان بیشینه، الگوریتم فازی، سیستم های فتوولتائیک
|
  • M. Farshad, J. Sadeh Pages 1-14
    This paper presents a novel method based on machine learning strategies for fault locating in high voltage direct current (HVDC) transmission lines. In the proposed fault-location method، only post-fault voltage signals measured at one terminal are used for feature extraction. In this paper، due to high dimension of input feature vectors، two different estimators including the generalized regression neural network (GRNN) and the random forest (RF) algorithm are examined to find the relation between the features and the fault location. The results of evaluation using training and test patterns obtained by simulating various fault types in a long overhead transmission line with different fault locations، fault resistance and pre-fault current values have indicated the efficiency and the acceptable accuracy of the proposed approach.
    Keywords: Fault Location, HVDC Transmission Lines, Generalized Regression Neural Network, Random Forest Algorithm
  • B. Abdolahi, N. Gheissari Pages 15-28
    The human movement analysis is an attractive topic in biometric research. Recent studies indicate that people have considerable ability to recognize others by their natural walking. Therefore، gait recognition has obtained great interest in biometric systems. The common biometrics is usually time-consuming، limited and collaborative. These drawbacks pose major challenges to the recognition process. Gait analysis is inconspicuous، needs no contact، is difficult to hide and can be evaluated at distance. This paper presents a bag of word method for gait recognition based on dynamic textures. Dynamic textures combine appearance and motion information. Since human walking has statistical variations in both spatial and temporal space، it can be described with dynamic texture features. To obtain these features، we extract spatiotemporal interest points and describe them by a dynamic texture descriptor. Afterwards، the hierarchical K-means as a clustering algorithm is applied to obtain the visual dictionary of video-words. As a result، human walking is represented as a histogram of video-words occurrences. The performance of our method is evaluated on two dataset: the KTH and IXMAS multiview datasets.
    Keywords: dynamic texture, gait recognition, human motion analysis, Local Binary Pattern Three Orthogonal Planes (LBP, TOP), spatiotemporal interest point, visual dictionary
  • M. Bakhtiari, B. Mirzaeian Dehkordi, M. Ataei, S. Azimi Sardari Pages 29-38
    This paper presents a Brain Emotional Learning Based Intelligent Controller (BELBIC) scheme for speed control of an interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM) drive over a wide speed range. The speed control of IPMSM becomes a complex issue due to the nonlinear nature as well as coupling among its winding currents and the rotor speed particularly at high speeds. Therefore، in this paper a BELBIC is designed for simplicity and insensitivity to disturbances and ability to control the IPMSM in the whole speed range. The proposed BELBIC is designed based on maximum torques per ampere operation below the rated speed and the field weakening operation above the rated speed، respectively. The effectiveness of the proposed BELBIC is investigated for a 40kW IPMSM and simulated using MatLab/Simulink. The simulation results are compared to those obtained from the conventional PI controller based drive at various conditions such as: step change of command speed and load torque، the disconnection of one phase and parameter variations. Simulation results demonstrate the appropriate dynamic response، robustness again changes، capability in removing load disturbances، without overshoot and undershoot، minimum settling time and lowest steady-state error of the proposed controller over a wide speed range.
    Keywords: A Wide Speed Range, BELBIC, Flux, Torque Control, Interior Permanent Magnet Synchronous Motor Vector Control
  • M. Rasoulpoor, M. Banejad, A.R. Ahmadyfard Pages 39-54
    This paper presents a new approach for power transformer differential protection. The Wavelet Transform is applied to discriminate between inrush currents and internal fault currents in power transformers. Discrete wavelet transform decomposes the current signal into sub-bands that give more information about the properties of the signals in different frequency bands. Also، this transform is used to investigate the energy distribution of the signal on the different time and frequency scales. Recognition method is based on the correlation factors between energy percentage vectors of the Wavelet coefficients. Discrete Wavelet transform is used for decomposing the current signals to different frequency coefficients. After that، by constituting the energy percentage vectors of wavelet transform coefficients and calculating the correlation factors between these vectors، it is possible to form a recognition criterion to distinguish between inrush and internal fault current in the proposed method. The proposed algorithm is tested for several conditions by simulated inrush and internal fault currents. Simulation of current signals is performed using electromagnetic transient program PSCAD/EMTDC software that is a powerful program for the investigation of transient signals. Simulation results show that the proposed scheme accurately identifies inrush and fault currents in the distance of the power transformer protection in less than quarter of power frequency cycle. Also، beside the sensitivity and high reliability، the proposed method has low computation content and unlike the common methods does not require to determine the threshold for each new power system.
    Keywords: Differential protection, Power transformer, Discrete wavelet transform (DWT), Transformer internal fault
  • S. A. Gholamian, S. S. Rashidaee Pages 55-72
    In spite of high reliability، high torque to weight ratio and the efficiency of brushless permanent magnet motors، cogging torque and torque ripple are the main obstacles in development and application of these motors. In this paper، the Taguchi experiment design method is used for reduction of cogging torque. Case study upon two types of permanent magnet motor is applied for validation of this method. First type is surface brushless permanent magnet motor with 4 poles and 6 slots and second type is Interior Permanent Magnet (IPM) motor with 8 poles and 48 slots. Results from simulations indicate a considerable reduction of the peak to peak value of cogging torque.
    Keywords: Permanent Magnet motor, cogging torque, Finite Element Method, Taguchi Experiment Design Method
  • M. Niroomand, M. Sherkat, M. Soheili Pages 73-88
    In this paper، a SEPIC (Single-Ended Primary Inductance Converter) with high efficiency has been proposed for photovoltaic applications. In the proposed converter، an auxiliary circuit without any additional switches has been used. The switch works under ZCS and ZVS conditions. No auxiliary switch was added to the circuit، thus any additional drive circuit is not needed. The proposed control system based on fuzzy logic method، has shown the smart accurate and faster tracking of the maximum power point، in different environmental conditions (radiation and temperature). Also، this controller delivers the maximum power to the load with adjusting the duty cycle of a converter. Finally، the simulation results were compared with experimental results to verify the theoretical calculation.
    Keywords: SEPIC, Soft switching, High efficiency, Fuzzy controller, MPPT, Photovoltaic system