فهرست مطالب

مهندسی برق - سال چهل و دوم شماره 2 (پیاپی 64، پاییز و زمستان 1391)

نشریه مهندسی برق
سال چهل و دوم شماره 2 (پیاپی 64، پاییز و زمستان 1391)

  • تاریخ انتشار: 1391/10/08
  • تعداد عناوین: 6
|
  • امیر امین زاده قوی فکر، محمدعلی بادامچی زاده*، قاسم علیزاده صفحات 1-11
    ربات لاپاراسکوپی ابزاری برای جراحی، با حداقل دخالت دست جراح می باشد. در این ربات دستیابی به اهدافی چون ردیابی دقیق، تضمین پایداری و حذف اغتشاشات بسیار مهم بوده و همین امر باعث گردیده که انتخاب یک کنترل کننده مناسب برای آن به یکی از موضوعات مهم در حوزه کنترل این سیستم ها تبدیل گردد. در این مقاله در ابتدا مراحل طراحی و شبیه سازی ربات گرسپر لاپاراسکوپی بیان گردیده و دلایل استفاده از مواد در نظر گرفته شده برای قطعات به کار رفته تشریح می گردد. در ادامه مساله ی مسیریابی غیرهولونومیک و بررسی هولونومیک یا غیرهولونومیک بودن محدودیت های فافین معرفی شده، مورد مطالعه قرار می گیرد. سپس با توجه به ساختار غیرهولونومیک ربات، با استفاده از تقریب ریتز به طراحی کنترل-کننده ای برای هدایت بهینه ی گرسپر، بر مبنای دستورات داده شده توسط جراح پرداخته شده است. لازم است این بخش از ربات، که وظیفه اصلی انجام عملیات جراحی را بر عهده دارد، بر اساس ویژگی های بافت بدن بیمار که به صورت نامعینی می باشد، کنترل گردد. شبیه سازی های انجام شده نیز، توانایی روش به کار رفته را در دستیابی به مسیریابی بهینه نشان می دهند.
    کلیدواژگان: تقریب ریتز، جراحی از راه دور، ردیابی مطلوب، لاپاراسکوپی، محدودیت غیرهولونومیک
  • علی تقی زاده فانید*، علیرضا عندلیب، سیامک حقی پور صفحات 13-24
    پردازش تصاویر هوایی یکی از زمینه های جدید در کاربرد فناوری های نوین می باشد که روندی رو به رشد دارد و در حوزه نظامی نیز پرکاربرد است. بر این اساس، این مقاله روشی خودکار جهت تشخیص اشیاء مصنوعی مانند هواپیما، تانک و سایر ماشین های جنگی در تصاویر هوایی CCD را با استفاده از ترکیب ویژگی های فراکتال D (بعد فراکتال) و K (ناحیه بعد) و نیز عملیات ریخت شناسی ارایه می کند. در این مقاله ویژگی های فراکتال از لحاظ نظری بررسی شده و با اعمال «روش پوشش پتو» ویژگی های مذکور استخراج و تصاویر مربوط به آن ها محاسبه می شود. سپس برای طبقه بندی تصاویر ویژگی ها به دو قسمت عوارض مصنوعی و پیش زمینه طبیعی، از هیستوگرام آن تصاویر استفاده می شود. در نهایت جهت تعیین دقیق محل و تعداد عوارض مصنوعی بر روی تصاویر طبقه بندی شده، پردازش ریخت شناسی انجام می گیرد. نتایج نشان می دهند که روش پیشنهادی نسبت به روش های قبل در تشخیص تعداد و محل عوارض مصنوعی دقت بالاتری دارد.
    کلیدواژگان: عوارض مصنوعی، ویژگی بعد فراکتال، ویژگی ناحیه بعد، روش پوشش پتو، عملیات ریخت شناسی
  • میلاد دلالی*، علیرضا جلیلیان صفحات 25-37
    عملکرد ژنراتورهای القائی دوسو تغذیه در شرایط نامساعد جوی، باعث تزریق مولفه های هارمونیکی و میان هارمونیکی به شبکه های قدرت می-گردد. از آنجائیکه بازه فرکانسی این دو پدیده و تفکیک پذیری فرکانسی مورد نیاز برای این مولفه ها بسیار با هم متفاوت می باشد، در اکثریث موارد به طور مجزا مورد محاسبه قرار می گیرند. در این مقاله، یک روش ترکیبی برای اندازه گیری همزمان این مولفه ها ارائه می شود. برای این منظور در ابتدا با استفاده از یک فیلتر کالمن غیرخطی، پوش شکل موج ولتاژ و فرکانس اصلی آن تعیین شده، سپس مولفه های میان هارمونیکی شکل موج توسط فیلتر کالمن خطی و هارمونیک-های شکل موج، با تنظیم طول پنجره تبدیل فوریه، مورد محاسبه قرار می گیرند. مزیت اصلی این روش، امکان محاسبه همزمان مولفه ها، با دقت و حجم محاسباتی مناسب نسبت به استفاده مجزا از هر یک از دو روش تشکیل دهنده آن می باشد. در نهایت عملکرد روش پیشنهادی با استفاده از شکل موج های ترکیبی و شکل موج های ولتاژ یک ژنراتور القائی دوسو تغذیه در یک شبکه 34 شینه در کشور ایتالیا مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده حاکی از توانائی بالای روش پیشنهادی در تحلیل آلودگی هارمونیکی و میان هارمونیکی شبکه-های قدرت، در حضور ژنراتورهای القائی دوسو تغذیه می باشد.
    کلیدواژگان: آلودگی هارمونیکی، طیف فرکانسی، فیلتر کالمن، تبدیل فوریه، انحراف فرکانس
  • هنگامه دلجویی*، امیرمسعود افتخاری مقدم صفحات 39-52
    امروزه به دلیل وجود شکاف معنایی، حاشیه نویسی خودکار تصویر یک رویکرد مهم و چالش برانگیز می باشد. در این مقاله مدلی پیشنهاد می شود که بافتار ناحیه ای و موضوعات بصری را به منظور حاشیه نویسی خودکار تصاویر با هم ادغام می کند. بافتار ناحیه ای، ارتباط بین نواحی موجود در تصویر را در نظر می گیرد، در صورتی که موضوعات بصری، یک توزیع سراسری از موضوعات را در کل تصویر فراهم می کند. روش های حاشیه نویسی قبلی ارتباط بین نواحی تصویر را نادیده می گرفتند، در صورتی که این نواحی دقیقا بیانگر مفهوم یک تصویر هستند، بنابراین در نظر گرفتن ارتباط بین آنها برای حاشیه نویسی تصاویر مناسب است. مدل پیشنهادی، بافتار ناحیه ای و موضوعات بصری را از تصویر استخراج کرده و آنها را با استفاده از تئوری تصمیم چندشرطی مبتنی بر روش TOPSIS (Technique for Order Preference by Similarity to the Ideal Solution) ادغام می کند. بافتار ناحیه ای و موضوعات بصری توسط رویکرد (PLSA (Probability Latent Semantic Analysis روی داده های آموزشی، آموزش داده شده اند. نتایج آزمایشات بر روی تصاویر Corel 5k گواه برتری کارایی ادغام این 2 نوع اطلاعات برای حاشیه نویسی تصاویر می باشد.
    کلیدواژگان: حاشیه نویسی خودکار تصویر، مدل های آماری، بافتار ناحیه ای، موضوعات بصری، تئوری تصمیم چندشرطی، PLSA، TOPSIS
  • سیدهادی اقدسی، مسعود عباس پور* صفحات 53-63
    امروزه مسئله پوشش چند جانبه از هدف که با در نظر گرفتن ابعاد برای هر کدام از اهداف ظاهر شونده در محیط تحت نظارت سعی در فراهم آوردن اطلاعات بیشتری راجع به آن ها می نماید، مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. آرمان اصلی این مسئله انتخاب گره های حسگر دوربین داری است که با قرار گرفتن آن ها در وضعیت فعال، پوشش چند جانبه از هدف (پوشش هدف از چندین دیدگاه) با حداقل هم پوشانی زاویه ای (پوشش زاویه های یکسان از هدف با گره های متفاوت) فراهم شود. بررسی مقالات نشان می دهد که در راهکارهای موجود از روش های متمرکز برای حل مسئله پوشش چند جانبه از هدف بهره گرفته شده است. اما تاخیر موجود در روش های متمرکز برای تحقق بسیاری از کاربردها با اهداف متحرک، مورد قبول نمی باشد. بنابراین در این مقاله الگوریتم غیرمتمرکزی با نام پوشش چند جانبه از هدف توزیع شده ارائه می شود. بر اساس این الگوریتم هر گره حسگر دوربین دار تنها با توجه به اطلاعات محلی بدست آمده از گره های همسایه، قرار گرفتن یا نگرفتن در وضعیت فعال را مشخص می نماید. نتایج حاصل از شبیه سازی ها نشان می دهند که الگوریتم ارائه شده بیشترین پوشش چند جانبه از هدف را در کوتاه ترین زمان ممکن و با میزان هم پوشانی قابل قبول در مقایسه با روش قطعی که به صورت متمرکز در ایستگاه مرکزی اجرا می شود فراهم می نماید.
    کلیدواژگان: شبکه های حسگر بصری، مسئله پوشش چند جانبه از هدف، الگوریتم های زمان بندی توزیع شده
  • یوسف پورجمال، علی عجمی* صفحات 65-75
    منابع تولید پراکنده که استفاده از آن ها روز به روز در حال افزایش می باشد بدون در نظر گرفتن مکان و اندازه بهینه آن ها نمی تواند مطلوب واقع گردد. در این مقاله با استفاده از الگوریتم تکاملی Harmony search (HS) به جایابی و مقداریابی بهینه منابع تولید پراکنده در یک شبکه استاندارد به منظور کاهش تلفات و افزایش قابلیت اطمینان پرداخته می شود. ایده مطرح شده برای جایابی و مقداریابی ظرفیت های DG در شبکه در مقایسه با روش مرسوم بسیار مفیدتر و مناسب تر می باشد. در این روش مقدار DG پیشنهادی برای یک گره بجای مقایسه با مقدار بار آن گره با مجموع بارهای چندین گره که در هنگام قطع از شبکه به صورت جزیره می باشند مقایسه می گردد، به طوری که این عمل باعث بهینه تر شدن مقدار به دست آمده می شود. اعمال روش تکاملی مذکور در حل این مسئله و نیز مناسب بودن روش مذکور برای جایابی DG، همان طور که نتایج شبیه سازی نشان می دهند، باعث جایابی موثر منابع تولید پراکنده گردیده است. توابع هدف در این مقاله در سه حالت فقط کاهش تلفات، فقط افزایش قابلیت اطمینان و کاهش تلفات و افزایش قابلیت اطمینان به صورت توام در نظر گرفته شده است. با توجه به سهولت های در نظر گرفته شده در برنامه، می توان با تنظیمات مناسب مسئله را در شرایط نزدیک تر به واقعیت حل نمود.
    کلیدواژگان: منابع تولید پراکنده، سیستم های توزیع شعاعی، قابلیت اطمینان، تلفات، الگوریتم تکاملی، الگوریتم HS، توان تامین نشده، پروفایل ولتاژ، جایابی بهینه، مقداریابی بهینه
|
  • A. Aminzadeh Ghavifekr, M.A. Badamchizadeh*, G. Alizadeh Pages 1-11
    Robotic laparoscopic grasper is a surgical tool with minimal invasion. In this robot،achieving the goals like precise tracking، stability and disturbance rejection is very important and this makes selecting a suitable controller to be one of the most important issues in these systems. In this paper، first the stages of modeling and simulating of laparoscopic robot will be discussed and the reasons for selecting the appropriate materials for different parts of it will be explained. Then the problem of nonholonomic trajectory planning and conditions for proposed pfaffian constraint to be holonomic or nonholonomic will be studied. With regard to the nonholonomic structure of explained robot، using the Ritz estimation، a controller for optimal steering of grasper will be designed. This part of the robot، which performs the main part of the surgery، be controlled based on the uncertain properties of the tissues of patients body. Simulation results validate the efficiency of the proposed method for steering and controlling of the robot.
    Keywords: Ritz Approximation, Remote Sergery, Desired tracking, Laparoscopy, nonholonomic constrains
  • A.Taghizad Fanid*, S.Haghipour, A.Andalib Pages 13-24
    Aerial image interpretation is one of new rising high-tech application fields، and it’s proverbially applied in the military domain. Accordingly an algorithm based on combination of fractal features and morphological operations، for automatic detection of man-made objects such as: aircraft، tanks and war machines in CCD (Chargecoupled device) aerial images is presented. In this paper، the fractal features include D (fractal dimension) and K (Ddimension area) are theoretically studied، Then by applying «the blanket covering method» the fractal features and their images are calculated. The histogram of feature images is used for classifying the images into two parts: artificial objects and natural background. Then، morphological processing is done on segmented images to determine the exact location and number of man-made objects. The results have revealed that the proposed method in comparison with the previous methods has higher accuracy on determining the location and number of man made objects from CCD images.
    Keywords: man, made objects, fractal dimension, D, dimension area, blanket covering method, morphological operation
  • M. Dalali*, A.R. Jalilian Pages 25-37
    In bad weather condition، doubly-fed induction generators (DFIG) are injecting harmonic and interharmonic components into the power networks. Since frequency range and resolution needed for harmonic and interharmonic measurements are very different، measurement of these parameters are usually done separately. Therefore in this paper a hybrid method for simultaneous identifying of these components is presented. For this purpose، first the voltage envelope and real fundamental frequency of waveform are obtained by an extended kalman filter and then interharmonic and harmonic components are respectively calculated by a linear kalman filter and adjusted window DFT. The main advantage of this method is simultaneous measurement of harmonic and inter harmonic components by a suitable accuracy and computational burden in compare to separated implementation of each of these methods. Finally، the performance of proposed method is evaluated by synthesized waveforms and the voltage waveforms of DFIG in a 34-bus Italy network. The results show that the proposed method is highly capable in analysis of harmonic and interharmonic pollution of power networks in presence of DFIGs.
    Keywords: Harmonic Pollution, Frequency Spectrum, Kalman Filter, Fourier Transform, Frequency Deviation
  • Hengame Deljooi*, Amir Masoud Eftekhari Moghaddam Pages 39-52
    In the present time، one of the significant thought-provoking approaches to digital images، which has been adopted because of the existence of the semantic gap، is the automatic image annotation. In this paper، we present a model، which combines regional contexts and visual topics to automatic image annotation. The difference of the regional contexts and visual topics is due to their function and application over an image. Regional contexts represent the associations of different regions with each other while visual topics are responsible for the global distribution of different topics. Regarding the associations of different regions with each other in an image is very useful for image annotation، since these regions form the exact explanation of the image semantics. An important fact، which was not considered in the former image annotation methods. The proposed model extracts regional contexts and visual topics from the image، and incorporates them by MCDM (Multi Criteria Decision Making) approach based on TOPSIS (Technique for Order Preference by Similarity to the Ideal Solution) method. Regional contexts and visual topics are learned by PLSA (Probability Latent Semantic Analysis) approach from the training data. The efficacy and importance of integrating these two kinds of information for the image annotation are apparently demonstrated in the experiments on 5k Corel images.
    Keywords: Automatic Image Annotation, Statistical Models, Regional Contexts, Visual Topics, MCDM (Multi Criteria Decision Making), PLSA, TOPSIS
  • Hadi S. Aghdasi, Maghsoud Abbaspour* Pages 53-63
    Recently، multi-perspective target coverage problem، which provides more information about the occurred targets in the monitored area by considering dimensions for them، is taken into account by many researchers. The main goal of this problem is selecting the camera sensor nodes and putting them in active mode so that they maximize multi-perspective target coverage (covering target from multiple viewpoints) and also minimize angle overlap (covering the same angles of target with different nodes). According to literature، existing solutions exploit central methods to solve the multi-perspective target coverage problem. However، delay in central methods is not acceptable for realizing many applications with mobile targets. Therefore، in this paper a decentralized algorithm named Distributed Multi perspective Target Coverage (DMTC) is proposed. Utilizing this algorithm، each camera sensor node decides whether to be active or not، only based on information provided by the neighbor nodes. Simulation results show that proposed algorithm provides maximum multi-perspective target coverage with minimum delay and acceptable angle overlap in comparison with an exact method running centrally in the base station.
    Keywords: Visual Sensor Networks, Multi, Perspective Target Coverage, Distributed Scheduling Algorithms
  • Yousef Pourjamal, Ali Ajami* Pages 65-75
    Now days using of distributed generation (DG) are growing and regardless of optimum location and size، they can''t be useful. In this paper، the HS (Harmony Search) algorithm is used for optimum placement and sizing of DGs in order to decrease the losses and increase the reliability in a standard grid. The proposed method for sizing and sitting of the DG capacities in the grid is so proper and useful in comparison with the conventional method. In suggested procedure، the DG is used to compensate the lost power of several nodes that are disconnected from the grid، while the conventional method tries to compensate the lost power of the node which DG connected to it and so this subject results in optimum value of objective function. The power losses reduction، reliability improvement and a combination of them are objective functions that considered in this paper. In this paper، the simulation results based on mentioned objective functions are presented and compared together. The presented simulation results show the validity and effectiveness of suggested method in optimum placement and sizing of DGs. Some flexibility has been considered in the provided program in order to solve the optimum placement of DGs under real conditions. Heuristic