فهرست مطالب

نشریه مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران
سال هشتم شماره 1 (پیاپی 21، بهار 1389)

  • تاریخ انتشار: 1389/03/20
  • تعداد عناوین: 9
|
  • علیرضا صفاریان، مجید صنایع پسند، امیر پیروزقلعه صفحات 3-12
    این مقاله قسمت اول از یک مقاله دوقسمتی است که در آن چند روش حذف بار ترکیبی تطبیقی برای اصلاح روش حذف بار فرکانسی متداول به منظور بهبود پایداری سیستم قدرت و بالاخص افزایش حاشیه پایداری ولتاژ سیستم پس از وقوع حوادث شدید پیشنهاد می گردد. امروزه با گسترش شبکه های قدرت و خصوصی سازی و رقابتی شدن صنعت برق، حاشیه امنیت شبکه ها در مقابل انواع ناپایداری کاهش یافته است. در این شرایط روش های حفاظتی متداول خصوصا در حوادث ترکیبی نمی توانند به خوبی از شبکه در برابر ناپایداری محافظت کنند. در برخی از این حوادث با وجود این که روش های حفاظتی متداول فرکانس سیستم را به محدوده مجاز باز می گردانند، نهایتا سیستم بر اثر افت ولتاژهای شدید دچار ناپایداری ولتاژ می گردد. در برخی حوادث دیگر افت ولتاژ شدید باعث اختلال در عملکرد رله های فرکانسی می گردد. در این مقاله سه روش حذف بار ترکیبی تطبیقی برای مقابله با این گونه حوادث پیشنهاد شده است. این روش ها بر اساس اطلاعات محلی اندازه ولتاژ و فرکانس و بدون نیاز به ارتباط مخابراتی عمل می کنند. در الگوریتم های پیشنهادشده، حذف بار از نقاط با افت ولتاژ بیشتر و طولانی تر در حین افت فرکانس آغاز می گردد و سرعت، محل و مقدار حذف بار بسته به محل وقوع حادثه و وضعیت ولتاژی سیستم و نرخ افت فرکانس به طور تطبیقی تغییر می کند. در قسمت دوم مقاله، نتایج عددی شبیه سازی روش متداول و روش های پیشنهادی در یک شبکه بزرگ و واقعی ارائه شده و عملکرد این روش ها به ازای حوادث مختلف مورد بررسی قرار گرفته است.
  • علیرضا صفاریان، مجید صنایع پسند، امیر پیروزقلعه صفحات 13-21
    این مقاله قسمت دوم از یک مقاله دوقسمتی است که در آن چند روش حذف بار ترکیبی تطبیقی برای اصلاح روش حذف بار فرکانسی متداول به منظور بهبود پایداری سیستم قدرت و بالاخص افزایش حاشیه پایداری ولتاژ سیستم پس از وقوع حوادث شدید پیشنهاد می گردد. در قسمت اول مقاله، مفهوم کلی و الگوریتم سه روش حذف بار ترکیبی پیشنهادشده تشریح گردید. همچنین روش طراحی این الگوریتم ها برای سیستم های قدرت شرح داده شد. در این مقاله نتایج عددی شبیه سازی روش متداول و روش های پیشنهادی در یک شبکه بزرگ و واقعی ارائه می گردد. تاثیر روش های پیشنهادی بر افزایش حاشیه پایداری ولتاژ با شبیه سازی حوادث مختلف نشان داده می شود و عملکرد این روش های تطبیقی با یکدیگر و با روش متداول مقایسه می گردد. در این شبیه سازی ها برای رسیدن به یک مدل واقعی و تحلیل دقیق تر رفتار ولتاژی سیستم، از مدل گسترده و دینامیک شبکه استفاده شده و بار به صورت دینامیک و با استفاده از ترکیب بار استاتیک و موتور القایی مدل شده است. با در نظر گرفتن نتایج به دست آمده می توان نتیجه گرفت که با استفاده از روش های حذف بار پیشنهادی، سیستم قدرت در مقابل وقوع حوادث بزرگ مقاوم تر شده و احتمال وقوع ناپایداری و فروپاشی کاهش می یابد.
  • معصومه جهانگرد، سعید سریزدی، حسین نظام آبادی پور، عصمت راشدی صفحات 22-30
    در ترمیم تصویر، قسمت های نامطلوب و مخدوش تصویر، حذف و با تصویر مناسب جایگزین می گردد. در این مقاله ترمیم تصویر با استفاده از اطلاعات فرکانسی تبدیل موجک انجام گرفته است. ترمیم با استفاده از انتشار مقدار پیکسل های سالم به داخل ناحیه مخدوش انجام می شود که از بیرونی ترین پیکسل ها شروع و به تدریج ناحیه مخدوش بازسازی می شود. برای تعیین جهت انتشار و میزان انتشار روش ترمیم مبتنی بر منحنی های هندسی، تعمیم یافته و از اطلاعات تبدیل موجک استفاده شده است. نتایج آزمایش ها، برتری روش موجود را به روش ترمیم منحنی های هندسی نشان می دهد.
  • مرتضی ولی زاده، احسان الله کبیر صفحات 31-39
    در این تحقیق یک سیستم تایید امضای برخط با استفاده از روش رگرسیون توسعه یافته در حوزه تبدیل موجک ایستا ارائه شده است. برای محاسبه شباهت بین امضاها به وسیله رگرسیون توسعه یافته، باید طول زمانی سیگنال های متناظر دو امضا یکسان شود. استفاده از تطابق همه نقاط برای یکسان سازی طول زمانی سیگنال ها سبب کاهش تمایز بین امضاهای اصلی و جعلی می شود، برای حفظ تمایز بین امضاهای اصلی و جعلی، روشی بر مبنای تطابق نقاط فرینه برای یکسان سازی طول زمانی سیگنال ها ارائه شده است. همچنین با محاسبه شباهت بین جزئیات سیگنال های امضاها در حوزه تبدیل موجک ایستا، دقت سیستم تایید امضا به طور قابل ملاحظه ای افزایش داده شده است. این سیستم بر روی مجموعه امضاهای 2004SVC آزمایش شده و نتایج آن با نتایج تیم های شرکت کننده در اولین مسابقه بین المللی تایید امضا مقایسه شده است. با این روش برای امضاهای جعلی حرفه ای خطای تایید 6% به دست می آید که در مقایسه با تیم های شرکت کننده در این مسابقه در رتبه دوم قرار می گیرد و برای امضاهای جعلی تصادفی خطای تایید وجود ندارد و از این لحاظ در رتبه اول قرار می گیرد. نتایج حاصل نشان می دهد که استفاده از تبدیل موجک ایستا نرخ خطا را 35% نسبت به حوزه زمان بهبود می دهد.
  • مرتضی ولی زاده، احسان الله کبیر صفحات 40-48
    در این تحقیق یک روش مستقل از تباین برای دودویی کردن تصاویر متنی آسیب دیده ارائه می شود. این روش به تنظیم پارامتر توسط کاربر نیاز ندارد و برای دودویی کردن تصاویر متنی با آسیب های تباین کم و غیر یکنواختی روشنایی پس زمینه و متن مناسب است. آستانه یابی با روش ارائه شده شامل سه مرحله است. در مرحله اول، مستقل از تباین متن و پس زمینه، قسمت های بارز هر یک از حروف با روش بارش باران اصلاح شده استخراج می شود. الگوریتم بارش باران اصلاح شده برای استخراج قسمت های بارز حروف طراحی شده است و مشکلات روش بارش باران را شامل نمی شود. در مرحله دوم با استفاده از نواحی متنی استخراج شده، روشنایی نواحی متنی به طور محلی تخمین زده می شود. همچنین با توجه به این که در تصاویر متنی تعداد پیکسل های متن در مقایسه با پیکسل های پس زمینه ناچیز است، روشنایی پس زمینه با میانگین گیری از روشنایی تصویر اصلی به طور محلی تخمین زده می شود. در مرحله سوم برای هر پیکسل، حد آستانه با استفاده از تخمین روشنایی پس زمینه و متن محاسبه می شود. این روش آستانه یابی به طور بصری و کمی با چهار روش متداول آستانه یابی مقایسه شده است و نتایج ارزیابی نشان می دهد که روش پیشنهادی برای دودویی کردن تصاویر متنی که با دوربین گرفته شده اند نسبت به روش های متداول برتری دارد و نواحی متنی با تباین کم را به خوبی استخراج می کند.
  • احمد ایزدی پور، احسان الله کبیر صفحات 49-56
    خواندن خودکار نقشه چاپی فرش به دو مرحله تقسیم می شود: آشکارسازی خطوط نقشه، شامل خطوط باریک و خطوط ضخیم؛ کاهش رنگ پیکسل های تصویر به رنگ های پالت. برای شناسایی خطوط نقشه الگوریتمی پیشنهاد شده است. در این الگوریتم ابتدا فاصله خطوط باریک محاسبه می شود. پس از شناسایی اولین خط باریک، خطوط باریک بعدی به ترتیب رسم می شوند. برای شناسایی اولین خط ضخیم از الگوریتم شانه گذاری استفاده شده است. مشکل عمده در شناسایی خطوط، خطای نمونه برداری ناشی از اسکنر است. این خطا غیر قابل اجتناب است. برای اصلاح این خطا در مراحل مختلف شناسایی و ترسیم خطوط راه حل هایی پیشنهاد شده است. پس از شناسایی خطوط، کاهش رنگ انجام می شود. هدف این است که رنگ پیکسل های درون چهارخانه های نقشه - که از تلاقی خطوط باریک حاصل می شوند - به رنگ های پالت، نگاشت شوند. سه روش برای کاهش رنگ ارائه شده است. در روش اول کاربر برای هر رنگ نقشه، دو پیکسل انتخاب می کند. پالت رنگ، با پردازش مناسب بر روی رنگ های انتخابی کاربر به دست می آید. برای تعیین رنگ یک چهارخانه، رنگ پیکسل های میانی آن بر اساس این پالت نگاشت می شود و فراوان ترین رنگ به دست می آید. سپس چهارخانه مربوطه با این رنگ پر می شود. این الگوریتم کاهش رنگ به همراه یک مرحله پس پردازش روی چند تصویر نمونه اعمال شد. میزان خطا برای تصاویر پایگاه داده از 07/0 درصد تا 5/0 درصد بود. به منظور بررسی امکان کاهش دخالت کاربر از روش C - میانگین به دو صورت استفاده شده است. مراکز خوشه های اولیه یک بار با دخالت کاربر و بار دیگر به طور تصادفی تعیین می شوند. نتایج این سه روش مورد مقایسه و بحث قرار می گیرد.
  • محمدرضا ذوقی، محمدحسین کهایی صفحات 57-64
    در شبکه های حس گر بی سیم با توجه به آرایش متراکم حس گرها و مساله افزونگی اطلاعات، نیازی به فعال بودن تمام حس گرها در هر لحظه نیست. در این مقاله، به دنبال انتخاب مجموعه ای از حس گرهای فعال هستیم که اولا انرژی مصرفی در شبکه کنترل گردد و ثانیا خطای رهگیری یک هدف متحرک از حداکثر مقدار مجازی تجاوز ننماید. بدین منظور تابع هزینه ای بر مبنای همبستگی مکانی تعریف شده، از الگوریتم Spatial - Split بر مبنای ویژگی های دو پارامتر موثر در همبستگی مکانی جهت انتخاب حس گرها و از روش تخمین نامتمرکز بر مبنای فیلتر اطلاعات توسعه یافته برای رهگیری هدف استفاده می شود. در ادامه اثر سرعت هدف در انتخاب حس گرهای فعال و رهگیری هدف بررسی شده و سپس راه حلی برای کاهش خطای رهگیری بر مبنای افزایش میزان همپوشانی ناحیه سنجش واقعی و ناحیه سنجش تخمینی پیشنهاد می گردد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که دقت رهگیری نه تنها قابل مقایسه با روش های تخمین بهینه است، بلکه از سایر الگوریتم های انتخاب حس گر خطای رهگیری کمتری دارد. در عین این که با انتخاب تعداد محدودی از حس گرها انرژی مصرفی شبکه نیز کاهش می یابد.
  • رویا هراتیان، احمدرضا شرافت صفحات 65-70
    در این مقاله مساله کنترل توزیعی توان در شبکه های بی سیم اقتضایی در لایه فیزیکی با هدف بهبود کیفیت سرویس کل شبکه و کاهش توان مصرفی بررسی می شود. این مساله را با کمک نظریه بازی ها تحلیل می کنیم و برای رسیدن به هدف بهبود کیفیت سرویس کل شبکه و کاهش توان مصرفی، راهکاری را ارائه می نماییم. هر کاربر در شبکه دارای تابع بهره ای است که مقدار آن به صورت کمی بیانگر کیفیت سرویس دریافتی آن کاربر است و به صورت تابعی از نسبت سیگنال به تداخل به اضافه نویز کاربر تعریف می شود. هر کاربر با هدف بیشینه کردن مقدار تابع بهره خود، مقدار سطح توان ارسالی خود را انتخاب می کند. بنابراین توان ارسالی کاربر، هم بر تابع بهره آن کاربر و هم بر تابع بهره سایر کاربران تاثیرگذار است. این اثر متقابل کاربران بر روی یکدیگر را می توان به وسیله نظریه بازی ها تحلیل کرد. بیشینه کردن تابع بهره هر کاربر به طور خودخواهانه با بیشینه کردن بهره کل شبکه مغایر است. در این مقاله برای حل این مشکل از روش مبتنی بر هزینه استفاده کرده ایم که در آن با کم کردن تابع هزینه از تابع بهره، بهره کاربر مشخص می شود. رفتار متقابل کاربران را در این شرایط نیز به کمک نظریه بازی ها تحلیل کرده و الگوریتمی توزیعی برای به روز کردن توان کاربران ارائه کرده ایم. همچنین با کمک شبیه سازی، بیشینه شدن کیفیت سرویس شبکه و کاهش توان مصرفی با کمک روش مبتنی بر هزینه را نشان داده ایم.
  • طاهر نیک نام، مجید نیری پور، علی یزدیان، مصطفی محمدیان صفحات 71-77
    در این مقاله ابتدا با استفاده از معادله فضای حالت سیستم های دوخطی مدل جدیدی برای کنترل کننده یک پارچه توان (UPFC) به دست آورده شده است. سپس با استفاده از اصول سیستم های ساختار متغیر و اصلاح آن روش کاملا جدیدی جهت طراحی کنترل کننده های UPFC ارائه گردیده است. در این روش سیگنال های ورودی مبدل های UPFC توسط کنترل کننده مد لغزشی طراحی شده است. در طراحی این کنترل کننده ها ابتدا با تعریف چهار سطح لغزش و صفر قراردادن مشتق آنها که دینامیک جریان های محور d و q در مبدل های موازی و سری را بیان می کند، قوانین کنترلی به دست آمده است. با اعمال خروجی های این کنترل کننده به UPFC در واقع جریان های محور d و q در دو مبدل UPFC به مقادیر مرجع رسانده می شود. از طرفی دینامیک داخلی (ولتاژ خازن DC) در UPFC نیز توسط کنترل کننده PI تثبیت می شود. پایداری این سیستم در رسیدن به سطوح لغزش توسط قوانین کنترلی به دست آمده، با استفاده از تابع لیاپانوف به دست آمده است. مقاوم بودن روش کنترل مد لغزشی نسبت به اغتشاش های ایجادشده در شبکه، عدم قطعیت پارامترها و دینامیک های مدل نشده شبکه از مزایای استفاده از این روش جدید کنترلی در UPFC می باشد.
|
  • A. Saffarian, M. Sanaye, Pasand, A. P. Ghaleh Pages 3-12
    In this paper three combinational adaptive load shedding schemes are proposed to enhance the power system stability especially voltage stability margins of the system following severe events. Nowadays, the security margin of power systems against various instabilities is decreased due to the developments, deregulation and competitions in the power industry. In this situation, traditional system protection schemes can not offer adequate protection especially against combinational events. In some combinational disturbances, after initial frequency drop the conventional protection schemes returns back the system frequency to its permissible values; however, the system eventually collapses due to severe voltage declines which result in voltage instability. In some other disturbances, severe voltage declines cause troubles in appropriate operation of the under frequency load shedding relays. In this paper three adaptive combinational load shedding schemes are proposed to counteract such disturbances. The proposed schemes use locally measured frequency and voltage signals and do not need any communication link. In the proposed algorithms, during under frequency condition, load shedding is started from the locations which have higher voltage decay and for longer period of time. The speed, location and amount of load shedding are changed adaptively depending on the disturbance location, voltage status of the system, and the rate of frequency decline. In the second part of this paper using model of a real network, various simulation studies are performed and performance of the proposed schemes is investigated.
  • A. Saffarian, M. Sanaye, Pasand, A. P. Ghaleh Pages 13-21
    paper is part II of a two-part paper. In the first part, several adaptive combinational load shedding schemes were proposed to enhance the power system voltage stability. The main objective of the proposed schemes is to improve the voltage stability margin of the system following large and combinational disturbances. For major disturbances the frequency and voltage stability of the system are jeopardized simultaneously and the conventional schemes might fail to operate correctly. In this part, the proposed methods are simulated in a real network to evaluate their performance. To achieve realistic results, dynamic model of generators, automatic voltage regulators, governors and loads are considered in the simulations. Considering the importance of load modeling in these studies, the frequency and voltage dependence of static loads have been modeled accurately. Dynamic motor loads have also been modeled using aggregate equivalent induction motors at load buses. Performance of the proposed schemes is compared with each other also with performance of the conventional scheme for various combinational disturbances. Considering the obtained simulation results it is concluded that by using the proposed algorithms the power system becomes more robust against large disturbances and the probability of the power system instability is decreased.
  • M. Jahangard, S. Saryazdi, H. Nezamabadi, Pour, E. Rashedi Pages 22-30
    In image inpainting, distorted and damaged parts of image or selected objects are removed or replaced with the appropriate information. In this article, image inpainting is performed by using frequency information of wavelet transform. The fill-in is done by diffusion of information of intact pixels into the damaged regions, which is begun from the outermost pixels and gradually the damaged region is reconstructed. To determine direction and the amount of diffusion, the geodesic path based image inpainting method is generalized by incorporating information of wavelet domain. The experimental results confirm superiority of the proposed method over the geodesic path based image inpainting method.
  • M. Valizadeh, E. Kabir Pages 31-39
    In this paper, an online signature verification method using extended regression in stationary wavelet domain is presented. To calculate the similarity between two signatures by extended regression, we should equalize the time length of the corresponding signals in two signatures. Using all points of the signals to equalize their time length will decrease the difference between a genuine signature and its forgery. Here a new approach based on the extreme points warping of the signals is presented. This approach equalizes the time length of two signals without degrading the differences between them. Also we calculated the similarity of signatures by using the details of the signals in stationary wavelet transform, SWT, domain, which showed very good results. The proposed system was tested on SVC2004 signature database. The results were compared with the results of participant teams in the first international signature verification competition. We have gained EER=6% for skilled forgery signatures. Comparing the result, it shows that we stand in the second rank between all the participants. This system has no verification error for random forgery signatures and stands in the first rank. Our experimental results show that using SWT domain instead of time domain decreases the verification error rate by 35%.
  • M. Valizadeh, E. Kabir Pages 40-48
    In this paper, we present a contrast independent algorithm for binarization of degraded document images. The proposed algorithm does not require any parameter setting by user. Therefore, it can handle document images with variable foreground and background intensities and low contrast documents. The proposed algorithm involves three consecutive stages. At the first stage, independent of contrast between foreground and background, sensible parts of each character are extracted using the modified water flow model, which is designed for the extraction of sensible part of each character and the drawbacks of water flow model are solved in this algorithm. In the second stage, the gray levels of foreground are estimated using the extracted text pixels and the gray levels of background are locally estimated by averaging the original image. At the third stage, for each pixel of image, the average of estimated foreground and background gray levels is defined as local threshold. After extensive experiments, the proposed binarization algorithm demonstrates superior performance against conventional binarization algorithms on a set of degraded document images captured with camera. Proposed algorithm efficiently extracts the low contrast texts.
  • A. Izadipour, E. Kabir Pages 49-56
    The subject of this paper is to read carpet pattern automatically by computer. This is composed of two steps: detection of vertical and horizontal lines in the pattern and color reduction. Color reduction is essential because of limitation of the number of colors that is used in a carpet.To accomplish of this process, we must detect the grid lines on the carpet pattern automatically. These lines are two types: thin lines and thick lines. At the first stage, the distance between thin lines is obtained. Having the first thin line detected, the other thin lines are drawn using this distance. We use a Comb method for detection of thick lines. The major problem in line detection is lagging or leading of the lines due to the mismatch between sampling frequency of the scanner and image resolution. We compensate this distortion in various steps in our algorithm.In the second step, we want all the pixels in the same square, to have the same color. This is obtained by mapping colors to the best color in the palette. We propose three methods. In first method the user selects two selections per any colors. Palette is obtained from some processes in these selections. Those pixels that are in the middle of the squares are mapped to the palette. Then color histogram is computed. The color that has the maximum histogram value is assigned to the square. In order to decrease user’s interference, C-means clustering algorithm is used in two types. The centers of initial clusters are determined once with user’s interference and once randomly. Results of these three methods are compared.We tested our methods on 20 samples of carpet patterns, and the error rate was variable from 0.07% to 0.5% between samples.
  • M. R. Zoghi, M. H. Kahaei Pages 57-64
    In this paper, we propose a new approach for selection of subsets of active sensors with some constraints on energy consumption and estimation error for tracking of a target. The proposed approach exploits the decentralized estimation by using the extended information filter for target tracking. Furthermore, a cost function is defined using spatial correlation for sensor selection. Consequently, the Spatial Split algorithm is proposed based on spatial correlation coefficients for sensor selection. At last, for high speed targets, we propose a modification on spatial split algorithm by changing the sensing range with respect to the target speed. Simulation results show that the tracking accuracy is analogous to those of optimal estimation methods. It is also found that energy consumption decreases due to activating only necessary sensors.
  • R. Haratian, A. R. Sharafat Pages 65-70
    We propose a scheme for improving QoS and reducing transmit power in wireless ad hoc networks by utilizing the signal-to-interference-plus-noise-ratio (SINR) and a pricing function that is proportional to the transmit power of each user. The performance of our proposed method is analyzed by using game theory, where each user’s quality of service is a function of its SINR. The utility function for each user is defined by its desired SINR minus a pricing to provide adequate incentive for each user to choose its power level in such a way to maximize the aggregate of all users’ utilities (total network utility) instead of selfishly maximizing its own SINR. Simulation results show that the performance of the network is improved while the total power consumption is reduced.
  • T. Niknam, M. Nayeripour, A. Yazdian, M. Mohammadian Pages 71-77
    In this paper, at first, a new model will be attained for unified power flow controller (UPFC) using state space equation of bilinear systems. Then, a complete novel method of designing UPFC controllers will be represented by the use of variant structure systems. In this method, input signals of UPFC are designed through sliding mode controller. In order to design these kinds of controllers, at first, control rules are obtained by the use of designing four different slide levels and then setting their derivatives (which express dynamics of the flows of axes d and q, in serial and parallel transformers) to zero. In fact, applying the outputs of this controller to UPFC is equal to bring the flows of axes d and q to the reference value in both UPFC. In the other hand, internal dynamics (DC capacitor voltage) will be stabilized in UPFC by means of PI controller. The stability of the system is obtained through Lyapunov function.