فهرست مطالب

فصلنامه هوش محاسباتی در مهندسی برق
سال پنجم شماره 3 (پاییز 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/09/18
  • تعداد عناوین: 8
|
  • فاطمه آذری نژادیان*، سید مازیار میرحسینی مقدم، موسی مرزبند، نرگس پرهیزی صفحات 1-14
    برای کسب اطمینان از مصرف بهینه انرژی در ریزشبکه ها، ارائه سیستم مدیریت انرژی مناسب و کارآمد از اهمیت ویژه ای برخوردار است. امروزه با به کارگیری منابع انرژی تجدیدپذیر و همچنین، سیستم های ذخیره کننده انرژی در MG، علاوه بر کاهش آلایندگی ناشی از مصرف سوخت های فسیلی می توان ایمنی و قابلیت اطمینان سیستم قدرت را نیز افزایش داد. هدف اصلی به کارگیری الگوریتم بهینه سازی EMS، افزایش سهم تولید انرژی توسط منابع تجدیدپذیر و در نتیجه مینیمم نمودن هزینه کل بهره برداری و کاهش قیمت تمام شده برای مصرف کنندگان است. مهم ترین نوآوری ارایه شده در این مقاله پیاده سازی EMS بر روی ریزشبکه شرکت مرکز تحقیقات انرژی کاتالونیا برپایه روش بهینه سازی کلونی زنبور مصنوعی در حالت متصل به شبکه سراسری جهت توزیع اقتصادی توان مابین عنصرهای مختلف موجود و با توجه به قیمت پیشنهادی آن هاست. نتایج بهینه به دست آمده از الگوریتم پیشنهادی در مقایسه با الگوریتم EMS برپایه روش برنامه ریزی غیر خطی گویای کاهش حدود 18 درصد هزینه کل تولید الکتریسیته و نیز افزایش کارآیی این الگوریتم در مدیریت سمت تولید و مصرف است.
    کلیدواژگان: الگوریتم کلونی زنبور مصنوعی، ریز شبکه، شبکه سراسری، مدیریت بهینه انرژی، مدیریت سمت تقاضا
  • زینب پورطاهری*، سید حمیدظهیری صفحات 15-22
    کاربرد وسیع حلقه های قفل شونده فاز در انواع مدارهای مخابراتی و الکترونیکی و چند منظوره بودن این مدارها، سبب شده است که طراحی بهینه آن ها مورد توجه پژوهشگران قرار گیرد. بی تردید توان مصرفی پایین و تاخیر کمتر از مهم ترین اهدافی است که در طراحی حلقه های قفل شونده فاز به آن پرداخته می شود. در این تحقیق، فرآیند طراحی و بهینه سازی عملکرد حلقه های قفل شونده فاز در سطح مدارهای مجتمع، با استفاده از الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات پیشنهاد شده است. در روش پیشنهاد شده، به جای آزمایش و شبیه سازی های مکرر و مبتنی بر روش سعی و خطا برای دست یابی به پارامترهای مطلوب در یک مدار مجتمع آشکارساز فاز- فرکانس، متغیرهای تاثیرگذار در عملکرد آن (که بیشتر ابعاد ترانزیستورها هستند)، به الگوریتم ازدحام ذرات ارایه و فرآیند بهینه سازی با این الگوریتم محقق می شود. نتایج به دست آمده گویای توانایی قابل توجه این روش ابتکاری در یافتن ترانزیستورهایی با بهترین ابعاد برای دست یابی به توان مصرفی و تاخیر بهینه، در مقایسه با روش های معمول طراحی است. اگرچه نتایج این تحقیق به شکل مصداقی برای آشکارساز مجتمع فاز- فرکانس ارایه شده است، اما نتایج مناسب به دست آمده، قابلیت روش ارایه شده را برای طراحی سایر مدارهای مجتمع کاربردی نشان می دهد.
    کلیدواژگان: آشکارساز فاز، فرکانس، الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات، تاخیر مدارهای مجتمع، توان مصرفی مدارهای مجتمع
  • یاسر شکفته*، فرشاد الماس گنج صفحات 23-36
    ویژگی الگوهای زمانی سیگنال صوتی از دو حوزه زمانی و یا بردارهای بازنمایی شده قابل استخراج است. این ویژگی دربرگیرنده اطلاعات و مشخصات زمان بلند از تغییرات پیوسته واحدهای گفتاری است. در این مقاله، ویژگی الگوهای زمانی با استفاده از خروجی مقدار احتمال پسین واجی ساختار بهینه شده شبکه عصبی MTMLP، از مجموعه بردارهای بازنمایی مبتنی بر طیف (مانند ویژگی گفتاری LFBE) و همچنین، مبتنی بر کپستروم (مانند ویژگی گفتاری MFCC) استخراج شده است. با ترکیب اطلاعات الگوهای زمانی (دینامیک زمان بلند) به دست آمده از حوزه های لگاریتم طیف و کپستروم به بردار ویژگی های پایه بازشناسی، شامل ویژگی های گفتاری متداول MFCC و مشتقات زمانی اول و دوم آن (دینامیک زمان کوتاه)، نشان داده شده است که دقت بازشناسی واج در شرایط دادگان آزمون تمیز، حدود 1 درصد نسبت به نتایج بهترین سیستم پایه بازشناسی بهبود می یابد. این در حالی است که ویژگی های به دست آمده از روش پیشنهادی، بازشناسی مقاومتری را در شرایط نویزی مختلف (تا حدود 13 درصد) حاصل می نمایند که نشان دهنده مقاوم به نویز بودن روش پیشنهادی است.
    کلیدواژگان: بازشناسی گفتار، استخراج ویژگی، الگوهای زمانی، احتمال پسین، شبکه عصبی، مدل مخفی مارکوف
  • هومن صنعتی زاده*، جواد پشتان صفحات 37-46
    در این مقاله پس از معرفی سیستم های کنترل تحت شبکه و مروری بر ساختار آن و همچنین معرفی چالش از دست رفتن بسته های اطلاعاتی، ابتدا به معرفی روشی مبنی بر پایدارسازی سیستم های کنترل تحت شبکه در حضور پدیده ی از دست رفتن بسته های اطلاعاتی پرداخته شده است. در این روش پدیده ی از دست رفتن بسته ها در هر دو مسیر سنسور/کنترل کننده و کنترل کننده/عملگر در نظر گرفته شده و پدیده ی از دست رفتن بسته ها در هر دو مسیر به صورت دو تاخیر در نظر گرفته شده و سیستم به سیستمی خطی پرشی به همراه دو مد تبدیل شده و با استفاده از قضایای حاکم بر سیستم های خطی پرشی مدل شده با حلقه مارکف تئوری پایداری ارائه شده است. تئوری ارائه شده در قالب معادلات LMI بیان گردیده است. سپس با استفاده از این روش و بر طبق تئوری ارائه شده، یک سیستم آونگ معکوس که از طریق شبکه با کنترل کننده در ارتباط است، در حضور پدیده ی از دست رفتن بسته های اطلاعاتی پایدارشده است.
    کلیدواژگان: بسته های اطلاعاتی، پایدارسازی، سیستم های خطی پرشی مدل شده با حلقه مارکف، سیستم های کنترل تحت شبکه
  • سمیه علی اکبری دهکردی*، محمد قاسم زاده، ولی درهمی صفحات 47-54
    تصاویر پزشکی اهمیت ویژه ای در تشخیص پزشکی دارند. در این مقاله یک روش ترکیبی هوشمند مبتنی بر یک سیستم فازی- عصبی برای حذف نویز از این گونه تصاویر ارایه می شود. چندین روش عمومی و مفید برای حذف نویز از تصاویر وجود دارند؛ به عنوان نمونه می توان از فیلتر میانگین، فیلتر میانه، فیلتر میانه وزن دار و فیلتر میانه تطبیقی نام برد. در رابطه با حذف نویز از تصاویر پزشکی به علت ویژگی خاص آن ها نیاز به قابلیت های بیشتری برای حذف نویز است. با توجه به توانایی سیستم های فازی- عصبی در کد کردن دانش بشری و همچنین، به کارگیری دانش غیر قطعی، این پروژه سعی در بهره گیری از این قابلیت ها برای رفع هر چه بیشتر نویز تصاویر دارد. راهبرد به کار گرفته شده در این مقاله مبتنی بر به کارگرفتن چهار روش حذف نویز عمومی بالا به طور موازی روی تصویر داده شده و استفاده از سیستم فازی-عصبی است. سیستم فازی-عصبی که به وسیله پیکسل های نویزی آموزش داده شده است بهترین مقدار جایگزین برای پیکسل نویزی در تصویر بهبود داده شده را با توجه به چهار مقدار تولید شده برای همان پیکسل توسط فیلترهای حذف نویز تعیین می کند. روش پیشنهادی پیاده سازی و بر روی تصاویر با چگالی نویز بالا اجرا شد. نتایج آزمایشی گویای مفید بودن روش پیشنهادی در حذف هر چه بیشتر نویز از تصاویر پزشکی است.
    کلیدواژگان: پردازش تصویر، تصاویر پزشکی، چگالی نویز، سیستم فازی، عصبی، فیلتر حذف نویز
  • مجید غنی ورزنه*، رضا دشتی، وحید امیر صفحات 55-68
    در این مقاله سعی می شود با ارایه مدل مدیریت دارایی اهمیت جایابی واحد تولید پراکنده(DG) از دید حساسیت شاخصه های قابلیت اطمینان سیستم توزیع بررسی و سپس، جایابی واحد تولید پراکنده انجام شود. مدل مدیریت دارایی برای بیشینه کردن سود شرکت های توزیع برای سرمایه گذاری انجام شده طراحی و تشریح می شود. به علت اینکه مقدار شاخصه های قابلیت اطمینان سیستم توزیع به آرایش مشترکین وابسته است، هر تغییر در آرایش مشترکین باعث تغییر شاخصه های قابلیت اطمینان سیستم توزیع می شود. یکی از عوامل تغییر در آرایش مشترکین رشد بار است. با ثابت بودن مشخصه های سخت افزاری سیستم مقدار شاخصه های قابلیت اطمینان به توزیع بار نیز وابستگی زیادی دارد. بنابراین، برای بررسی میزان معتبر بودن پژوهش های کنونی سیستم و کارا بودن سیستم در آینده، باید توزیع بار کنونی و رشد بار در آینده مطالعه شوند. در این مقاله سعی می شود با جایابی بهینه واحد تولید پراکنده، حساسیت شاخصه های قابلیت اطمینان سیستم توزیع نسبت به رشد بار در آرایش های مختلف بار به حداقل رسانده شود.
    کلیدواژگان: توزیع بار، تولید پراکنده، حساسیت، قابلیت اطمینان، مدیریت دارایی
  • محسن کیا*، مهرداد ستایش نظر، محمد صادق سپاسیان صفحات 69-80
    برنامه ریزی مشارکت واحدها شامل بهینه سازی منابع تولید برای حداقل سازی هزینه تولید توان با رعایت قیود مربوطه است. با تثبیت تجدید ساختار در سیستم های قدرت، افزایش بهای انرژی الکتریکی در بعضی ساعات روز و همچنین افزایش قیمت سوخت، برنامه مدیریت سمت بار از سوی مصرف کنندگان مورد توجه بیشتری قرار گرفته است. در این مقاله، تاثیر اجرای بهینه برنامه پاسخ گویی بار زمان استفاده (TOU) به عنوان یکی از روش های برنامه پاسخ گویی بار، بر کاهش هزینه مشارکت واحدها در حضور منابع بادی بررسی شده است. اجرای همزمان مساله مشارکت واحدها و برنامه پاسخ گویی بار یک مساله پیچیده غیرخطی با متغیرهای پیوسته و گسسته است که از تکنیک برنامه ریزی خطی اعداد صحیح و غیرصحیح (MILP) برای حل مساله استفاده شده است. این بهینه سازی با استفاده از روش CPLEX که در حل مسائل مختلط با اعداد صحیح بسیار کارا است، در برنامه GAMS پیاده سازی شده است. روش پیشنهادی در یک شبکه کاربردی و یک شبکه 24 شینه استاندارد IEEE-RTS اجرا شده و نتایج با تحلیل حساسیت های مربوطه در انتها آورده شده است.
    کلیدواژگان: برنامه پاسخ گویی بار زمان استفاده، برنامه ریزی مختلط با اعداد صحیح، مدیریت سمت بار، مشارکت واحدها
  • ملیحه مغفوری*، محسن زارع، احسان بی جامی، کمیل نکویی، محمود عطارزاده، ستاره خالقی، محمد محمودآبادی صفحات 81-108
    یافتن مکان و اندازه بهینه تولیدات پراکنده به عنوان یک مساله بهینه سازی مهندسی مطرح می شود. این بهینه سازی، می تواند با اهداف و مقاصد مختلف فنی، اقتصادی و حتی زیست محیطی انجام شود. در این مقاله، بهینه سازی مکان و اندازه تولیدات پراکنده برای دستیابی به اهداف فنی بر روی بخشی از شبکه توزیع استان کرمان، واقع در منطقه رودبار جنوب- شبکه بخش داری که دارای 745 شین است، انجام شده است. منظور از اهداف فنی، کاهش تلفات و بهبود پروفایل ولتاژ است. برای جایابی تولیدات پراکنده از روش بهینه سازی چندهدفه، که مجموعه ای از جواب های بهینه (دسته پرتو) از فضای تصمیم گیری انتخاب می شوند، استفاده شده است. در این راستا، از الگوریتم چندهدفه بهینه سازی آموزش و یادگیری (MTLBO) به منظور انجام بهینه سازی استفاده شده است. الگوریتم MTLBO براساس فرآیند آموزش و یادگیری در یک کلاس شکل گرفته است. همه آزمایش های شبیه سازی در محیط نرم افزار DIgSILENT و MATLAB و توسط لینک بین این دو انجام شده است. همچنین، به منظور ارزیابی و انجام مقایسه، الگوریتم وراثتی مرتب سازی مغلوب نشده (NSGA-II) نیز بر روی شبکه یاد شده اجرا شده است.
    کلیدواژگان: تولیدات پراکنده، الگوریتم بهینه سازی آموزش و یادگیری، کاهش تلفات، بهبود پروفیل ولتاژ
|
  • Fatemeh Azarinejadian *, Seyyed Mazia Mirhosseini Moghaddam, Mousa Marzband, Narges Parhizi Pages 1-14
    Presenting proper and efficient energy management system (EMS) in the Microgrids (MG) is an important issue for gaining assurance to optimize energy usage based on price preference and system technical constraints. Nowadays by utilizing renewable energy resources and energy storage systems in MG، in addition to reducing the pollution caused by fossil fuels، the safety and power system reliability can also be improved. The proposed algorithm to implement an EMS shall increase the MG ability in both islanded and grid connected operating mode to supply non-responsive load demands from the economic points of view. Implementing EMS over the MG of Institute de Recerca on Energia de Catalunya (IREC) based on artificial bee colony (ABC) optimization approach to economic dispatch between various generation units، considering their offer price is main novelty of this paper. The obtained results from the proposed algorithm when compared with the EMS algorithm based on mixed integer non-linear programming (MINLP) demonstrate the reduction of about 18% of the total generation; and it also improves the efficiency of the demand/ generation side management.
    Keywords: Artificial bee colony algorithm, optimal energy management system, Microgrid, demand response, responsive load demand, demand, generation side management
  • Zeinab Pourtaheri *, Seyed Hamid Zahiri Pages 15-22
    here is a growing interest in the optimal design of the phase locked loops، because these circuits are widely used in communication and electronic circuits. Undoubtedly the most important objectives in designing PLLs (phase locked loops) are low power consumption and low delay. In this paper، the process of designing and the optimization of PFD (one of the main part in PLLs) are proposed by using particle swarm optimization (PSO) algorithm. In the proposed method، instead of carrying out the frequent experiments and simulations based on trial and error to achieve the desired parameters of the phase frequency detector، effective variables are sent to the PSO algorithm and optimization process is done by this algorithm. The results show a remarkable ability of this heuristic method to find transistors sizing for optimal power consumption and delay.
    Keywords: phase frequency detector, particle swarm optimization algorithm, delay of integrated circuits, power consumption of integrated circuits
  • Yasser Shekofteh *, Farshad Almasganj Pages 23-36
    Temporal Pattern feature of a speech signal could be either extracted from the time domain or via their front-end vectors. This feature includes long-term information of variations in the connected speech units. In this paper، the second approach is followed، i. e. the features which are the cases of temporal computations، consisting of Spectral-based (LFBE) and Cepstrum-based (MFCC) feature vectors، are considered. To extract these features، we use posterior probability-based output of the proposed MTMLP neural networks. The combination of the temporal patterns، which represents the long-term dynamics of the speech signal، together with some traditional features، composed of the MFCC and its first and second derivatives are evaluated in an ASR task. It is shown that the use of such a combined feature vector results in the increase of the phoneme recognition accuracy by more than 1 percent regarding the results of the baseline system، which does not benefit from the long-term temporal patterns. In addition، it is shown that the use of extracted features by the proposed method gives robust recognition under different noise conditions (by 13 percent) and، therefore، the proposed method is a robust feature extraction method.
    Keywords: Speech Recognition, Feature Extraction, Temporal Pattern, Posterior Probability, Neural Network, Hidden Markov Model
  • Hooman Sanatizadeh *, Javad Poshtan Pages 37-46
    This paper investigates modeling، analysis and design of networked control systems (NCSs)، which are of great interest due to the advantages presented here but also are technically complex because of the challenges of this class of systems such as delay and packet-dropout. Firstly، NCSs with packet dropouts are studied. Markov chains are introduced to describe historical behaviors of packet dropouts. By this method which introduced، general models are derived under single packet transmission protocols. furthermore، controllers are designed to stabilizing the resulting closed-loop systems. Secondly، by above method an inverted pendulum which was controlled in a network with delays، is controlled in a network through packet-dropouts. simulation results show the effectiveness of the above method.
    Keywords: Network Control System, Markovian Jump Linear System, Packet dropout, Stability
  • Somaye Aliakbari Dehkordi *, Mohammad Ghasemzadeh, Vali Derhami Pages 47-54
    Medical imaging comprises different imaging modalities and processes to image human body for diagnostic and treatment purposes and، therefore has an important role in the improvement of public health in all population groups. In this paper، we present an intelligent hybrid noise reduction filter which is based on Neuro-Fuzzy systems. It is especially beneficial in medical image noise reduction. First stage we feed the input image into four general noise reduction filters in parallel. These general filters are: mean filter، median filter، weighted median filter and the adaptive median filter. At the second stage we give the output of the above filters as input into a Neuro-Fuzzy system. As expected، the ability of Neuro-Fuzzy systems in encoding human knowledge and using non-deterministic knowledge، allow us to achieve much more noise reduction from the input images. We implement the proposed method and use it for reduction of noise from a set of medical images affected with high noise density. Experimental results show that the idea is considerably effective.
    Keywords: Image processing, Medical Images, Neuro, Fuzzy System, Noise reduction filter
  • Majid Ghani Varzaneh *, Reza Dashti, Vahid Amir Pages 55-68
    In this paper، by presenting the asset management model، it is tried to investigate the importance of distributed generation (DG) unit placement from radial distribution system reliability indices sensitivity viewpoint and then DG placement will be carried out. Asset management model is designed and explained to maximize the benefit of distribution companies for invested capital. As the value of distribution system reliability indices depend on customers load pattern، any change in customers load pattern causes changes in distribution system reliability indices. One of the factors that changes customers load pattern، is load growth. With considering that the system hardware characteristics are being constant، the values of reliability indices are also highly dependent on load distribution. Therefore، for assessing the current studies the level of validity and the adequacy of system in future، current load distribution and load growth in future should be studied. In this paper، with optimal placement of DG، it is tried to minimize the distribution system reliability indices sensitivity in accordance with load growth in different load patterns.
    Keywords: Load distribution, Distributed generation, Reliability, Asset management, Sensitivity
  • Mohsen Kia *, Mehrdad Setayesh Nazar, Mohammad Sadegh Sepasian Pages 69-80
    The growing need of energy sources، especially in industrial countries and the shortage of the fossil resources cause a great concern in many countries. By considering the fact that the energy price is increased during the day، using the demand side management is getting more important. The major change in demand side management is the consideration of consumers'' responses to energy price variations. This paper investigates the effect of the demand response implementation on cost reduction in unit commitment considering wind power. Considering that the simultaneous implementation of unit commitment and the use of response programs would be a complex and nonlinear problem that contain continuous and discrete variable، the mixed integer programming is used. The proposed method is simulated in practical system and IEEE RTS 24-bus system and the results are analyzed.
    Keywords: demand side management, time of use program, unit commitment, mixed integer linear programming
  • M. Maghfoori *, M. Zare, E. Bijami, K. Nekooei, M. Attari, S. Khaleghi, M. Mahmodabadi Pages 81-108
    In this paper a new approach using Teaching-Learning-Based Optimization (TLBO) is presented for the placement of Distributed Generators (DGs) in radial distribution systems in south of Kerman. In this approach a multiple objective planning framework is used to evaluate the impact of DG placement and sizing for an optimal development of the distribution system. In this study، the optimum sizes and locations of DG units are found by considering the power losses and voltage profile as variables into the objective function. The optimization process is done using the link between the Digsilent and Matlab. The results obtained show the improvement of the system in the presence of DGs.
    Keywords: Distributed Generators (DGs), Teaching, Learning, Based Optimization (TLBO), multiple objective planning