فهرست مطالب

فصلنامه روشهای هوشمند در صنعت برق
پیاپی 9 (بهار 1392)

  • تاریخ انتشار: 1392/03/01
  • تعداد عناوین: 8
|
  • سید ایمان ابطحی، محمدرضا عشوری، رسول امیر فتاحی صفحات 3-10
    در این مقاله یک سیستم آنالیز/ سنتز، بر اساس مدل طبیعی حلزونی گوش و ویژگی های درک شنوایی انسان ارائه شده که قادر به کد کردن سیگنال گفتار در شرایط دشوار آکوستیکی است. بدین منظور، سیگنال نویزی توسط یک بانک فیلترگاماتن مختلط به تعدادی زیرباند شنوایی تجزیه شده و سیگنال هر زیرباند به طور مستقل و وفقی، از جهت حذف نویز پردازش می شود. استخراج پارامترها و فشرده سازی نیز از طریق ماسک گذاری کوتاه مدت، یک روش کوانتیزاسیون غیریکنواخت جدید و الگوریتم های کدینگ بدون تلفات صورت می گیرد. ارزیابی کیفیت از طریق آزمون های استاندارد کمی و کیفی، نشان می دهد که علیرغم کاهش قابل توجه نرخ بیت تا حدودKbps 14.6، کیفیت سیگنال های سنتزشده بهبود معناداری یافته، و عملکرد سیستم در برابر انواع نویزهای سفید، رنگی و پریودیک، باثبات و موثر است. همچنین کیفیت سیگنال های خروجی در مقایسه با نتایج چند نمونه کدینگ استاندارد، قابل رقابت ارزیابی شده است.
    کلیدواژگان: آزمون های استاندارد کمی و کیفی، بانک فیلتر گاماتن مختلط، کدینگ بدون تلفات، مدل طبیعی حلزونی گوش، ویژگی های درک شنوایی
  • امینه بابری، مریم ذکری، سعید حسین نیا صفحات 11-18
    معادلات حالت سیستم پاندول معکوس به شکل متعارف کنترل پذیر بوده و شامل دو تابع غیرخطی می باشد. از آنجائی که شبکه های فازی عصبی تطبیقی دارای خاصیت تقریب زنی عمومی می باشند، در این مقاله از این ویژگی برای مدلسازی توابع مذکور استفاده می شود. سپس بر اساس روش خطی سازی با فیدبک و کنترل فازی تطبیقی و با استفاده از مدل شبکه های فازی عصبی تطبیقی، کنترل کننده مناسب برای سیستم پاندول معکوس طراحی گردیده است. قوانین تطبیق به دست آمده از روش پایداری لیاپانوف، پایداری سیستم حلقه بسته را تضمین می کنند. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که با اعمال کنترل کننده طراحی شده خروجی سیستم پاندول در حضور نامعینی مسیر مطلوب را با پاسخ گذرای مناسب تعقیب می نماید.
    کلیدواژگان: خطی سازی فیدبک، کنترل فازی تطبیقی، پاندول معکوس، شبکه های فازی عصبی تطبیقی، پایداری لیاپانوف
  • شیرین صالحی، همایون مهدوی نسب، حسین پورقاسم صفحات 19-26
    اکثر روش های درونیابی تصویر موجود، تصویر را بدون نویز فرض می کنند. حال آنکه این فرضیه در عمل معتبر نیست. روش متداول برای درونیابی تصاویر نویزدار حذف یا کاهش نویز در قدم اول و سپس درونیابی تصویر فاقد نویز است. فرآیند حذف نویز ممکن است بسیاری از جزئیات تصویر را هموار کند و همچنین آثار نامطلوب ناشی از آن مانند تاری و بلوکی شدن، در مرحله درونیابی تقویت نیز می شوند. در این مقاله، الگوریتمی همزمان برای درونیابی و حذف نویز فلفل نمکی تصاویر با استفاده از تبدیل ویولت مختلط دو درختی و شبکه های عصبی پیشرو ارائه شده است. در این الگوریتم زیرباندهای ویولت متناظر با تصویر با رزولوشن بالا و بدون نویز توسط پرسپترون چند لایه از روی تصویر با رزولوشن پایین نویزدار تخمین زده می شوند. سپس تصویر رزولوشن بالای فاقد نویز با اعمال عکس تبدیل ویولت مختلط بر روی زیرباندهای تخمین زده شده بازیابی می گردد. با بهره گیری از مزایای تبدیل ویولت مختلط مانند تقریبا تغییرناپذیر بودن نسبت به جابجایی و جهت دار بودن، تخمین انجام شده توسط شبکه های عصبی با دقت بالایی صورت می پذیرد. بنابر نتایج آزمایش های انجام شده، الگوریتم پیشنهادی در مقایسه با سایر روش های درونیابی و حذف نویز، از لحاظ کمی و کیفی عملکرد بهتری داشته و قادر به حفظ جزئیات تصویر است.
    کلیدواژگان: درونیابی تصویر، نویز فلفل نمکی، تبدیل ویولت مختلط
  • مهدی قاسمی، علیرضا روستا، بهادر فانی صفحات 27-40
    این مقاله، به منظور افزایش پایداری گذرا و همچنین افزایش میرائی سیستم روشی خاص از هماهنگی بین ادوات FACTS را ارائه می دهد. به منظور افزایش عملکرد و استفاده از کلیه ویژگی های TCSC و SVC که در این مقاله ارائه گردیده، لازم است کنترل کننده ای مورد استفاده قرار گیرد که محدودیت های سایر کنترل کننده ها را نداشته و در عین سادگی، قابلیت پاسخگویی سریع و تطبیق با مدل سیستم قدرت را نیز دارا باشد. از این رو این ویژگی ها را می توان در کنترل کننده های هوشمند یافت که شبکه ADALINE از جمله این کنترل کننده ها است. برای درک بهتر نسبت به عملکرد کنترل کننده شبکه ADALINE، این کنترل کننده با یک کنترل کننده که توسط شاخص کنترل بهینه (LQR) طراحی شده است مقایسه می گردد. مدل به کار گرفته شده جهت ادوات FACTS از نوع جریان تزریقی است و به همین دلیل این امکان وجود داشته تا بتوان از یک ماتریسybus فاکتورگیری شده ی ثابت در محاسبات استفاده نمود.
    نتایج شبیه سازی با استفاده از مدل غیرخطی شبکه نشان می دهد که کنترل کننده شبکه عصبی ADALINE در مقایسه با کنترل کننده LQR عملکرد بهتری داشته و بهبود قابل توجهی بر روی میرایی و افزایش توان انتقالی در سیستم قدرت را موجب می گردد.
    کلیدواژگان: پایداری گذرا، مدل تزریق جریانی، شبکه عصبی ADALINE، TCSC، SVC
  • مصطفی لطفی فروشانی، بهرام کریمی، غضنفر شاهقلیان صفحات 41-50
    در این مقاله طراحی کنترل کننده بهینه حول محور طولی در یکی از شرایط پروازی سیستم چندمتغیره هواپیما برای کنترل مجزای زاویه حمله از زاویه وضعیت پیچش (که در مدهای اعمال نیروی مستقیم حول محورطولی مورد استفاده می گیرد) با استفاده از الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات (PSO) ارائه می شود. همان طور که می دانیم طراحی کنترل کننده حول محور طولی و حول محور سمتی- جانبی منجر به طراحی سیستم خلبان خودکار در هواپیما خواهد شد. سیستم خلبان خودکار در اکثر سازه های هوایی امروزی به یک جزء اساسی و جدایی ناپذیر تبدیل شده است. به نحوی که کمترهواپیمای نظامی و یا غیرنظامی را می توان یافت که از این سامانه بی بهره مانده باشد. از طرف دیگر به دلیل مشکلاتی نظیر معادلات حرکتی غیرخطی و پیچیده حاکم بر رفتار دینامیکی این گونه سازه ها، طراحی سیستم خلبان خودکار به راحتی امکان پذیر نمی باشد. ارائه این روش می تواند پیچیدگی های طراحی سیستم خلبان خودکار را کاهش دهد. این روش بر روی هواپیمای جنگنده HIMAT شبیه سازی شده است و نتایج بیانگر کارایی آن می باشد.
    کلیدواژگان: سیستمهای چندمتغیره، الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات (Particle Swarm Optimization)، خلبان خودکار طولی، معادلات حرکت هواپیما
  • پژمان محمدی، مریم جدی، فرید شیخ الاسلام، مصطفی غیور صفحات 51-56
    در این مقاله، نتایج جدیدی درزمینه کنترل سرج کمپرسورهای گریز از مرکز ارائه می گردد. سرج پدیده ناپایداری جریان گاز در کمپرسور است که خسارات بسیار شدیدی به تجهیزات کمپرسور وارد می کند. جلوگیری از پدیده سرج امروزه یکی از مسائل مهم در صنعت نفت و گاز، به ویژه در هنگام کاهش فلو یا برگشت گاز در خطوط لوله سراسری انتقال گاز به شمار می رود و نشان داده می شود که روش کنترل فعال سرج در مقابل روش کنترلی آنتی سرج، دامنه پایداری را وسیع تر می کند. ایده ای که در این تحقیق به اجرا درآمده است، کنترل فعال سرج بر اساس منطق فازی است. با استفاده از کنترل کننده فازی علاوه بر جلوگیری از ایجاد هرگونه ناپایداری در کمپرسور بهبود وضعیت کمپرسور و افزایش محدوده عملکرد کمپرسور نیز محقق شده است. نتایج شبیه سازی در خط سرج های مختلف کاملا رضایت بخش می باشد.
    کلیدواژگان: پایداری، سرج، کنترل فعال سرج، منطق فازی، کمپرسورهای گریز از مرکز
  • مهدی مرادیان، سعید نصری، مجید طیرانی صفحات 57-65
    در این مقاله روشی جدید، برای حذف محدودیت اساسی تقسیم کننده توان ویلکینسون ریزنوار نامتوازن با نسبت تقسیم بالا، یعنی پهنای کم خط ریزنوار مورد نیاز برای تحقق این تقسیم کننده توان معرفی می شود. در روش پیشنهادی به جای استفاده از خطوط مجزای ریزنوار در تقسیم کننده توان ویلکینسون، از خطوط تزویج شده نامتقارن ریزنوار استفاده می شود. نتایج بررسی های انجام شده در این گزارش حاکی از این حقیقت است که در تقسیم کننده توان ویلکینسون پیشنهادی، دامنه ولتاژ مربوط به مود نسبت به دامنه ولتاژ مربوط به مود در امتداد خطوط تزویج شده نامتقارن بزرگتر است. بنابراین با داشتن اطلاعات مربوط به مود، طراحی اولیه تقسیم کننده توان ویلکینسون بر اساس این اطلاعات انجام می شود و مقادیر اولیه ای برای ابعاد فیزیکی خطوط تزویج شده ریزنوار نامتقارن به دست می آید. سپس با استفاده از این مقادیر اولیه، ساخت تابع خطای مناسب و بهینه سازی مختصر آن مقادیر نهایی ابعاد خط تزویج شده نامتقارن به دست می آیند. در نهایت تقسیم کننده توان ویلکینسون طراحی شده توسط نرم افزار HFSS شبیه سازی شد. نتایج شبیه سازی بیانگر مطلوب بودن ساختار پیشنهادی و مناسب بودن روش طراحی است.
    کلیدواژگان: تقسیم کننده ویلکینسون، خطوط ریزنوار مجزا، خطوط تزویج شده ریزنوار نامتقارن، HFSS
  • حسین پورقاسم، امیر سالار جعفرپیشه صفحات 66-73
    آشکارسازی و تشخیص لوگو یک بخش اساسی در یک سیستم خودکارسازی اداری جهت بایگانی و بازیابی تصاویر متنی می باشد. در این مقاله، ما یک چارچوب جدید آشکارسازی و تشخیص لوگو مبتنی بر یک استراتژی ناحیه بندی و طبقه بندی پشت سر هم در تصاویر متنی پیشنهاد می کنیم. در این چارچوب، با استفاده از یک الگوریتم ناحیه بندی دو مرحله ای (شامل الگوریتمهای ناحیه بندی مبتنی بر تبدیل ویولت و آستانه گذاری) و طبقه بندی سلسله مراتبی به وسیله دو طبقه بند شبکه عصبی پرسپترون چندلایه و یک طبقه بند نزدیکترین همسایگی، یک تصویر متنی به نواحی کاندیدای لوگو، عکسی خالص و متنی تقسیم بندی می گردد. سرانجام نیز در تصمیم گیری نهایی، کلاس لوگو کاندیدا بر اساس یک مجموعه از کلاسهای از پیش تعریف شده ای تعیین می گردد. در مرحله طبقه بندی و تشخیص سلسله مراتبی لوگو، بهترین مجموعه از ویژگی های شکل و بافت به وسیله الگوریتم انتخاب ویژگی رو به جلو انتخاب می گردد. چارچوب پیشنهادی براساس یک پایگاه داده بزرگ و متنوع از تصاویر متنی و غیرمتنی و همچنین لوگوهای ایرانی و بین المللی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل کارایی و کارآمدی چارچوب پیشنهادی را در شرایط محیط پیاده سازی واقعی و عملی نشان می دهد.
    کلیدواژگان: آشکارسازی و تشخیص لوگو، تصویر متنی، ناحیه بندی دومرحله ای، طبقه بندی سلسله مراتبی
|
  • Seyed Iman Abtahi, Mohammad Reza Ashouri, Rassol Amir Fattahi Pages 3-10
    In this paper، an analysis/synthesis system based on the natural Cochlear model and the human auditory perception properties is presented that is capable of coding the speech signal under harsh acoustic conditions. For this purpose، the corrupted signal is decomposed into a number of sub-bands using complex Gammatone filter bank، and the sub-band signals are individually and adaptively denoised. Temporal masking، a combination of a novel non-uniform quantization method and lossless coding algorithms are then applied to reduce the number of coefficients and compression. The proposed system is very robust and effective in dealing with different kinds of noises such as white، colored and periodic noises. Objective and Subjective quality measurements demonstrate significant improvement in the perceptual quality of synthesized speech while considerable reduction in bit-rate to approximately 14. 6 Kbps is achieved.
    Keywords: Natural Cochlear model, auditory perception properties, complex Gammatone filter bank, lossless coding algorithms, objective, subjective quality measures
  • Amineh Baberi, Maryam Zekri, Saeed Hosseinia Pages 11-18
    Inverted pendulum system state equations of the form of quality control standard consist two nonlinear functions. Since، ANFIS network is an universal approximator، in this paper، two ANFIS are used to model nonlinear dynamic functions of inverse pendulum. The adaptive fuzzy rules are applied، such that the feedback linearization control input can be best approximated and the closed-loop system is stable. Simulation results indicate the remarkable capabilities of the proposed control algorithm and good transient response characteristics of the output system.
    Keywords: Feedback linearization, adaptive fuzzy, inverse pendulum, ANFIS, Stability Lyapunov
  • Shirin Salehi, Homayoun Mahdavi-Nasab, Hossein Pourghassem Pages 19-26
    Most of the existing image resolution enhancement algorithms assume that the image is clean and noise free، but this assumption is not practically valid. One strategy for interpolation of noisy images is to denoise the image first and then interpolate the denoised image. However، this strategy does not lead to satisfying results because denoising may smooth image details and also other artifacts such as blurring and blocking introduced due to image denoising will be amplified in the following interpolation stage. Thus، in this paper we propose a joint salt and pepper noise removal and resolution enhancement algorithm using dual-tree complex wavelet transform and feedforward neural networks. In this algorithm، the wavelet subbands corresponding to noise free high resolution image are estimated from noisy low resolution image by multi-layer perceptron (MLP). Therefore the noise free high resolution image is obtained by complex wavelet reconstruction of the estimated subbands. Takeing advantages of complex wavelet transform such as nearly shift invariance and directional selectivity the subband estimation by neural networks is done with high accuracy. As it is verified in the experimental results، the proposed algorithm has better performance both subjectively and objectively and is able to maintain the image fine structures well.
    Keywords: image interpolation, salt, pepper noise, complex wavelet transform
  • Mehdi Ghasemi, Ali Reza Roosta, Bahador Fani Pages 27-40
    In order to improve transient stability and increase the system damping، this paper introduces a specific way of coordination between FACTS devices (TCSC and SVC). In order to improve the performance and use all the features of TCSC and SVC (presented in this article)، it is necessary a controller be used in which does not have the limitations of other controllers and simply be also able to quickly respond and adapt to the power system model. Hence، these features can be found in the intelligent controllers in which the ADALINE network is one of them. To better understand the performance of the ADALINE network controller; this controller will be compared with a controller which is designed by the optimal control parameters (LQR). The instruments used for FACTS are from the injection type and therefore، it is possible to use a fixed factorization ybus matrix in the calculations. Simulation results using non-linear network show that the ADALINE neural network controller has better performance than the LQR controller and can cause significant improvement on damping and transmission ability in the power system.
    Keywords: transient stability, current injection models, ADALINE neural network, TCSC, SVC
  • Mostafa Lotfi Forushani, Bahram Karimi, Ghazanfar Shahgholian Pages 41-50
    This paper presents an optimized controller around the longitudinal axis of multivariable system in one of the aircraft flight conditions. The controller is introduced in order to control the angle of attack from the pitch attitude angle independently (that is required for designing a set of direct force-modes for the longitudinal axis) based on particle swarm optimization (PSO) algorithm. The autopilot system for military or civil aircraft is an essential component and in this paper، the autopilot system via 6 degree of freedom model for the control and guidance of aircraft in which the autopilot design will perform based on defining the longitudinal and the lateral-directional axes are supposed. The effectiveness of the proposed controller is illustrated by considering HIMAT aircraft. The simulation results verify merits of the proposed controller.
    Keywords: Swarm intelligence, particle swarm optimization algorithms, PID controllers, MIMO systems, longitudinal autopilot, aircraft equation of motion
  • Pezhman Mohammadi, Maryam Jedi, Farid Sheikholeslam, Mostafa Ghayour Pages 51-56
    In this work، surge of prevention is a critical problem in oil and gas industries، particularly when return gas flow or gas flow reduces in transportation of gas pipelines. This paper is illustrated new results about surge control of centrifugal compressors. surge phenomenon is flow unsteady state in compressors which causes damages seriously in compressor construction. Furthermore، it also demonstrates in comparison with anti surge control، active surge control expands stability range. Active surge control which based on fuzzy logic،is the main idea that used in this investigation. Using fuzzy controller causes an improvement in compressor''s condition and increase performance range of the compressor، in addition to prevention of any instability in compressor. The simulation results is also satisfactory.
    Keywords: Stability, surge, active surge control, fuzzy logic, centrifugal compressors
  • Mehdi Moradian, Saeed Nasri, Majid Tayarani Pages 57-65
    An effective method is introduced to overcome the narrow strip width in unequal Wilkinson power divider with high dividing ratio. In the proposed Wilkinson power divider، the separated microstrip lines are replaced by a uniform asymmetrical microstrip coupled lines. To design the power divider، a suitable error function is defined and then minimized which led to the final dimensions of the proposed unequal Wilkinson power divider. A sample of the proposed power divider with 4:1 dividing ration is designed and simulated، which indicate the effectiveness of the proposed power divider and its design method.
    Keywords: Unequal Wilkinson power divider, asymmetrical coupled lines, Optimization
  • Hossein Pourghasem, Amir Salar Jafarpisheh Pages 66-73
    Logo detection and recognition module is a vital requirement in official automation systems for document image archiving and retrieval applications. In this paper، we present a novel framework for logo detection and recognition based on sequential segmentation and classification strategy of document image. In this framework، using a two-stage segmentation algorithm (consisting of wavelet-based and threshold-based segmentation algorithms) and hierarchical classification by two multilayer Perceptron (MLP) classifiers and a k-nearest neighbor (KNN) classifier، a document image divides to text، pure picture and logo candidate regions. Ultimsately، in final decision، class of logo candidate region is determined based on pre-defined classes. In the hierarchical classification and logo recognition stages، the best feature space is selected by forward selection algorithm from a perfect set of texture and shape features. The proposed structure is evaluated on a variety and vast database consisting of the document and non-document images with Persian and international logos. The obtained results show efficiency of the proposed framework in the real and operational conditions.
    Keywords: Logo detection, recognition, document image, two, stage segmentation, hierarchical classification