فهرست مطالب

روشهای هوشمند در صنعت برق - پیاپی 21 (بهار 1394)
  • پیاپی 21 (بهار 1394)
  • تاریخ انتشار: 1394/02/28
  • تعداد عناوین: 6
|
  • عباس اسدی آقبلاغی، مهران عمادی صفحات 3-12
    مدار تمام جمع کننده، به دلیل توانایی در پیاده سازی چهار عمل اصلی محاسباتی (جمع، تفریق، ضرب و تقسیم) به عنوان یکی از مهمترین و پرکاربردترین بخش های اصلی پردازنده های دیجیتالی در طراحی مدارهای مجتمع، شناخته می شود. بدین منظور، در این مقاله تلاش شده است که سلول تمام جمع کننده ی جدیدی با بهره گیری از تکنولوژی ترانزیستورهای نانولوله ی کربنی، جهت دستیابی به مداری با عملکردی مناسب و توان مصرفی کم، ارائه گردد. طرح پیشنهادی از 12 ترانزیستور CNTFET که با استفاده از منطق ترانزیستورهای عبور به هم متصل شده اند، تشکیل شده است. ترانزیستورهای نانولوله ی کربنی در توان مصرفی و سرعت عملکرد، برتری قابل توجهی نسبت به ترانزیستورهایMOSFET از خود نشان می دهند. شبیه سازی طرح پیشنهادی، با استفاده از نرم افزار Hspice و بر مبنای مدل CNTFET، با ولتاژ اعمالی V65/0 در سه فرکانس و سه مقدار خازن بار متفاوت، انجام می شود و نتایج به دست آمده، برتری طرح پیشنهادی را نسبت به مدارهای نظیر ارائه شده در مقالات پیشین، اثبات می کند
    کلیدواژگان: ترانزیستورهای نانو لوله ی کربنی، سلول تمام جمع کننده، نانو لوله ی کربنی، طراحی مدارهای مجتمع با مقیاس بزرگ
  • هاجر باقری طولابی، محمودرضا شاکرمی صفحات 13-20
    در این مقاله یک روش بهینه سازی ترکیبی به منظور بازآرایی و تخصیص مناسب تولیدات پراکنده در فیدرهای شبکه توزیع برق ارائه شده است. اهداف این بهینه سازی، کاهش تلفات، بهبود پروفیل ولتاژ و افزایش تعادل بار در شبکه توزیع می باشند. از الگوریتم علف های هرز جهت تعیین آرایش بهینه شبکه توزیع همراه با تعیین مکان و ظرفیت مناسب برای واحدهای تولید پراکنده استفاده شده است. به منظور بهبود توانایی این الگوریتم از تئوری فازی بهره گرفته شده تا مسئله بهینه سازی چند منظوره به مسئله بهینه سازی تک هدفه تبدیل شود. شبکه توزیع 33 باسه جهت ارزیابی روش پیشنهادی در هر سه بار نامی، سبک و سنگین مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که روش پیشنهادی، در بهبود هر سه شاخص مورد آزمایش، عملکرد قابل قبولی داشته و نیز در مقایسه با الگوریتم های دیگر مانند الگوریتم بهینه سازی غذایابی و الگوریتم ژنتیک موفق تر عمل نموده است.
    کلیدواژگان: الگوریتم علف های هرز، بازآرایی، تولید پراکنده، سیستم استنتاج فازی، شبکه توزیع
  • سیمین جعفری، علیرضا کریمیان صفحات 21-30
    بخش بندی ضایعات مالتیپل اسکلروزیس (MS) در تصاویر MR مغزی به منظور کمک به تشخیص و پیگیری این بیماری در سالهای اخیر مورد توجه قرار گرفته است. در این مطالعه از مدل ترکیب گوسی (GMM) برای قطعه بندی ضایعات MS در تصاویر MR استفاده شد. به منظور بهینه سازی GMM از الگوریتم بیشینه سازی امید ریاضی (EM) استفاده می شود اما این الگوریتم معمولا به یک نقطه بهینه محلی همگرا می شود که برای رهایی از گیر افتادن در این نقطه، الگوریتم را از نقاط شروع متفاوت اجرا کرده و بهترین نتیجه ذخیره می شود که کاری زمانبر است. در این مقاله از استراتژی متفاوتی به منظور تسریع و افزایش دقت این الگوریتم استفاده شده است. همچنین به منظور کاهش میزان محاسبات و افزایش دقت الگوریتم EM، از الگوریتم Fast Trimmed-Likelihood استفاده شد. جهت اعتبارسنجی روش پیشنهادی، تصاویر ناحیه بندی شده به روش خودکار با تصاویر ناحیه بندی شده توسط دو فرد متخصص مقایسه شده است. نتایج حاصل نشان می دهد روش پیشنهادی با کسب رتبه 82% برای ضریب تشابه Dice، قابلیت این را دارد که با دقت بالایی ضایعات MS را تشخیص داده و بخش بندی نماید
    کلیدواژگان: بخش بندی، ضایعات MS، تصاویر تشدید مغناطیسی (MRI)، بیشینه سازی امید ریاضی (EM)، مدل مخلوط گوسی (GMM)
  • سیدعابد حسینی، محمدباقر نقیبی سیستانی صفحات 31-40
    این مقاله یک ساختار بهینه برای کنترل کننده PI چندمتغیره بهره بالا برای یک سیستم نامنظم به کمک الگوریتم ژنتیک ارایه می دهد. کنترل کننده های PI بهره بالا منجر به تجزیه مجانبی به مودهای سریع و کند در سیستمی حلقه بسته با ویژگی منحصر به فرد می شوند. مودهای کند سیستم، به طور مجانبی کنترل ناپذیر و رویت ناپذیر می شوند و بنابراین در رفتار ورودی و خروجی نقشی ندارند. از این رو پاسخ حلقه بسته تنها از قطب های سریع متاثر بوده و بنابراین پاسخ دهی سیستم سریع خواهد بود. طراحی این کنترل کننده به اولین پارامتر مارکوف سیستم چندمتغیره، یعنی ماتریس CB بستگی دارد؛ در صورتی که ماتریس CB رتبه کامل نباشد، از ماتریس اندازه گیری M با فیدبک داخلی استفاده می شود. در این ساختار، ماتریس اندازه گیری به کمک الگوریتم ژنتیک طوری انتخاب می شود تا سیستم حلقه بسته پایدار و تداخل بین خروجی ها حداقل شود. این تحقیق بر روی دو نمونه سیستم پیاده سازی شده است. از مقایسه نتایج مشاهده می شود، پاسخ زمانی کنترل کننده PI بهره بالا به کمک الگوریتم ژنتیک بهتر از نتایج مقایسه با روش های دیگر است.
  • مهرداد دریانوش، میلاد دولتشاهی، جواد پورآباده صفحات 41-52
    در سالهای اخیرگرایش به موتور سوئیچ رلوکتانس به منظور استفاده درکاربردهای صنعتی افزایش پیدا کرده است. از این رو تحقیقات گسترده ای بر روی کنترل سرعت و گشتاور این موتور صورت گرفته است. این موتور دارای ساختاری ساده و مقاوم بوده و دارای هزینه ساخت پایین و مقرون به صرفه می باشد و در عین حال از چگالی توان بالا، قابلیت کار در سرعت های بسیار زیاد و در محیط های نامناسب (گرم و پرگرد و غبار) قابلیت اطمینان، کنترل پذیری و بازدهی بالایی برخوردار است. از طرف دیگر تولید گشتاور گسسته و اشباع شدید مغناطیسی هسته در این موتور سبب کاهش گستره کاربردهای صنعتی و افزایش نوسانات نامطلوب در گشتاور این موتور شده است. در این مقاله، از روش اصلاحی مبتنی بر قوانین منطقی و بر اساس کنترل توابع اشتراکی گشتاور استفاده شده است. همچنین با تخمین منحنی اندوکتانس در همسایگی موقعیت عدم هم محوری و بر اساس حل تحلیلی معادله ولتاژ فاز، زاویه روشنی بهینه برای هدایت هر فاز استخراج شده است. نتایج شبیه سازی ها بر روی یک موتور سوئیچ رلوکتانس چهار فاز و مقایسه آن با روش های پیشین نشان از صحت و برتری روش پیشنهادی ارائه شده خواهد داشت
    کلیدواژگان: موتور سوئیچ رلوکتانس، کاهش ریپل گشتاور، کنترل زاویه روشنی
  • نوید صالحی، مجید دهقانی صفحات 53-60
    اگرچه مبدل های رزونانسی LLC دارای سابقه نسبتا زیادی می باشند، اما اخیرا این مبدل ها مخصوصا با به کارگیری توپولوژی نیم پل از محبوبیت ویژه برخوردار شده اند. در بسیاری از کاربردها مانند ATX PCها و تلویزیون های صفحه تخت که نیازمند راندمان و توانایی انتقال چگالی توان بالایی هستند، استفاده از مبدل رزونانسی LLC نیم پل با توجه به معایب بسیار کمی که دارد، بهترین راه حل می باشد. یکی از مشکلات طراحی این مبدل، پیچیدگی روابط حاکم بر مدار و غیرخطی بودن معادلات است. در این مقاله از روش FHA به منظور تحلیل مدار استفاده شده است، که با در نظر گرفتن تنها هارمونیک اصلی از بسط فوریه ولتاژ و جریان، روشی مناسب برای به دست آوردن بهره ولتاژ مبدل ارائه می کند. سپس با استفاده از نرم افزار PSpice طراحی انجام شده شبیه سازی، و در انتها نتایج عملی مبدل ساخته شده برای توان 75 وات با راندمان حدود 93% آورده شده است. همچنین نتایج شبیه سازی تایید کننده نتایج عملی می باشد.
    کلیدواژگان: مبدل رزونانسی LLC، مبدل نیم پل، تکنیک FHA
|
  • Abbas Asadi Aghbolaghi, Mehran Emadi Pages 3-12
    The full adder circuit is one of the most significant and prominent fundamental parts in digital processors and integrated circuits since it can be used for implementing all four basic computational functions including: addition، subtraction، multiplication، and division. so، in this paper a new low power and high performance full adder cell has been proposed with the benefit of using carbon nano tube field effect transistors. The proposed design contains 12 CNTFET transistors which are connected in pass transistor logic style to make the desired functionality. Carbon Nano Tube Field Effect Transistor (CNTFET) has modified electrical characteristics such as low power consumption and high speed in comparison with MOSFET transistor; The proposed design is simulated using Hspice software based on CNTFET model and 0. 65V supply voltage. the simulations are done considering three different frequencies، and three different load capacitors. The simulation results، which demonstrated in tables and diagrams، proved the superiority of proposed design in terms of power consumption and performance (PDP) compared to the existing counterparts.
    Keywords: Carbon nano tube field effect transistor, full adder cell, carbon nano tube, VLSI design
  • Hajar Bagheri, Mahmood Reza Shakarami Pages 13-20
    This paper presents a new hybrid method for optimal multi-objective reconfiguration simultaneous determining the optimal size and location of Distributed Generation (DG) in a distribution feeder. The purposes of this research are reducing the losses، improving the voltage profile and equalizing the feeder load balancing in a distribution system. Invasive Weed Optimization (IWO) is used to simultaneously reconfigure and identify the optimal capacity and location for installation of DG units in the distribution network. In order to facilitate the algorithm for multi-objective search ability، the optimization problem is formulated for minimizing fuzzy performance indices. The multi-objective optimization problem is transformed into a fuzzy inference system (FIS)، where each objective function is quantified into a set of fuzzy objectives selected by fuzzy membership functions. The proposed method is validated using the IEEE 33 bus test system at nominal load. The obtained results prove this combined technique is more accurate and has an efficient convergence property compared to other intelligent search algorithms. Also، the obtained results lead to the conclusion that multi-objective reconfiguration along with placement of DGs can be more beneficial than separate single-objective optimization.
    Keywords: Fuzzy inference system, multi objective reconfiguration, distributed generation, invasive weed optimization
  • Simin Jafari, Ali Reza Karimian Pages 21-30
    Automatic segmentation of multiple sclerosis (MS) lesions in brain MRI has been widely investigated in recent years with the goal of helping MS diagnosis and patient follow-up. In this study we applied gaussian mixture model (GMM) to segment MS lesions in MR images. Usually، GMM is optimized using expectation-maximization (EM) algorithm. One of the drawbacks of this optimization method is that، it does not convergence to optimal maximum or minimum. Starting from different initial points and saving best result، is a strategy which is used to reach the near optimal. This approach is time consuming and we used another way to initiate the EM algorithm. Also، FAST- Trimmed Likelihood Estimator (FAST-TLE) algorithm was applied to determine which voxels should be rejected. The automatically segmentation outputs were scored by two specialists and the results show that our method has capability to segment the MS lesions with Dice similarity coefficient (DSC) score of 0. 82.
    Keywords: Segmentation, multiple sclerosis, imaging (MRI), expectation, maximization (EM), gaussian mixture model (GMM), magnetic resonance
  • Seyyed Abed Hosseini, Mohammad Bagher Naghibi Sistani Pages 31-40
    This paper describes an optimal design for multivariable PI controller with a high gain structure for an irregular system by genetic algorithm. PI controllers with a high gain structure leads to the asymptotic decomposition of the fast and slow modes in the closed loop system that have unique characteristics. The slow modes are asymptotically uncontrollable and unobservable; therefore، they have not role in input and output behavior. The closed-loop response is affected only from rapid poles; therefore، the system response will have quick behavior. An essential requirement of this design is that the first Markov parameter of multivariable system (the matrix product CB) must have full rank. If the CB matrix is not full rank، the measurement matrix (M) is used with internal feedback. In this structure، the measurement matrix is chosen using genetic algorithm in order to reach the stable closed-loop system and minimize interference between outputs. The research is implemented on the two kind of different systems. The results show that the response time of PI controller with a high gain structure by genetic algorithms has good behavior in comparison with other methods.
    Keywords: Genetic algorithm, irregular system, PI controllers, multivariable system
  • Mehrdad Daryanush, Milad Dowlatshahi, Javad Pourabadeh Pages 41-52
    In the recent years، the use of switched reluctance motors (SRM) in industrial applications has been increased. In this regard، a large amount of research studies have been conducted on controlling the speed and torque of the aforementioned motors. These motors not only have a simple and stable structure، but also production cost is low. In addition، these motors take advantage of great power، the ability to work in high speeds and inadequate environments (hot and dusty)، reliability، control-ability، and high efficiency. However، discrete torque production of SRM along with enormous magnetic saturation in their cores reduces the variety of their industrial applications and also causes the inappropriate torque ripples. In this paper، a modified logical-rule-based method is proposed which employs the technique of controlling torque sharing function. Moreover، the optimized turn-on angle for conducting each phase is achieved by estimating the inductance curve in the vicinity of unaligned position and based on an analytical solution. Simulation results on a four-phase switched reluctance motor and a comparison with the conventional methods indicates validity and effectiveness of the proposed modified method.
    Keywords: Switched reluctance motor, torque ripple reduction, turn, on angle control
  • Navid Salehi, Majid Dehghani Pages 53-60
    Although in existence for many years، only recently has the LLC resonant converters، in particular in its half-bridge implementation، gained in the popularity it certainly deserve. The advantages such as high efficiency، low level of EMI emissions، and its ability to achieve high power density are such features that suited for power supply demand of many modern applications such as ATX PCs and flat panel TVs. One of the major difficulties in concern with designing such converter is complex model and non-linear equations that cannot be easily used into a design procedure. So in this paper، design is based on the assumption that input-to-output power transfer is essentially due to the fundamental Fourier series components of currents and voltages. This technique known as First Harmonic Approximation (FHA) and is a proper method to obtain the voltage gain through solving the equivalent ac circuit of the resonant tank. The design simulated by Pspice and finally the experimental results show design procedure base on FHA technique.
    Keywords: LLC resonant converter, half, bridge converter, FHA technique