فهرست مطالب

مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران - سال هفتم شماره 3 (پیاپی 19، پاییز 1388)

نشریه مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران
سال هفتم شماره 3 (پیاپی 19، پاییز 1388)

  • 68 صفحه،
  • تاریخ انتشار: 1388/09/20
  • تعداد عناوین: 8
|
  • فرزانه شایق بروجنی، عباس عرفانیان امیدوار صفحه 199
    در سال های اخیر کوشش های بسیار زیادی جهت استفاده از سیگنال های مغزی به عنوان یک کانال ارتباطی مستقیم بین انسان و کامپیوتر انجام گرفته است. این کانال ارتباطی، سیستم های واسط مغز با کامپیوتر مبتنی بر سیگنال مغزی نامیده می شود. هدف تحقیقات در سیستم های واسط مغز با کامپیوتر ایجاد یک کانال ارتباطی است که مستقیما فعالیت های مغزی را به فرمان های کنترلی تبدیل کند. این سیستم ها بر اساس تصور ذهنی حرکت و یا یک فعالیت ذهنی خاص استوار هستند. تصور حرکت باعث ایجاد پتانسیل هایی در سطح قشر حرکتی مغز می شود. می توان از این سیگنال ها به عنوان یک دستور به کامپیوتر استفاده کرد. اما تشخیص این سیگنال ها به علت پایین بودن نسبت سیگنال به نویز و وجود آرتیفکت های مختلف یک فرآیند پیچیده است. از مهم ترین مشکلات در گسترش سیستم های ارتباطی مغز با کامپیوتر، حذف بی درنگ آرتیفکت ناشی از پلک زدن چشم از سیگنال های مغزی است. تاکنون روش های مختلفی برای حذف آرتیفکت پلک زدن از سیگنال های مغزی ارائه شده است. یکی از روش های موثر و مطرح برای حذف آرتیفکت های مختلف از سیگنال های الکتروآنسفالوگرام استفاده از تحلیل مولفه های مستقل است. اما این روش نیاز به تشخیص چشمی مولفه های مستقل مربوط به آرتیفکت ها دارد. بازبینی چشمی از مولفه ها بسیار زمان بر بوده و برای حذف برخط آرتیفکت، مناسب نیست. در این مقاله، راهکار جدیدی مبتنی بر تحلیل مولفه های مستقل برای حذف برخط آرتیفکت پلک زدن از سیگنال های مغزی گسترش داده شده است. برای این منظور، الگوریتم های مختلف وفقی تحلیل مولفه های مستقل پیشنهاد و کارآیی آنها در شرایط مختلف با انواع داده های شبیه سازی شده مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که روش های وفقی تحلیل مولفه های مستقل در شرایط خاصی به خوبی قادر به جداسازی برخط منابع هستند. به منظور حذف برخط آرتیفکت از سیگنال های مغزی با استفاده از راهکار پیشنهادی، آزمایشات مختلفی بر روی انسان انجام شده است. نتایج نشان می دهد که این روش ها به خوبی قادر به حذف کامل آرتیفکت پلک زدن چشم به صورت برخط از سیگنال های مغزی بوده و برای استفاده در مانیتورینگ برخط EEG و سیستم های ارتباطی مغز با کامپیوتر مناسب هستند.
    کلیدواژگان: سیستم های ارتباطی مغز با کامپیوتر، سیگنال الکتروآنسفالوگرام، آرتیفکت چشم، تحلیل مولفه های مستقل، پردازش تطبیقی، شبکه های عصبی
  • مریم رمضانی، محمودرضا حقی فام، محسن پارسامقدم، حسین سیفی صفحه 211
    اخیرا تولید برق از باد به عنوان یک منبع انرژی تجدید پذیر در بسیاری از کشورها مورد توجه قرار گرفته است. با روند رو به افزایش نفوذ مزرعه های بادی در سیستم های قدرت، اصلاح روش های موجود ارزیابی و مدیریت این سیستم ها امری اجتناب ناپذیر است. بررسی قابلیت تبادل شبکه انتقال یکی از مطالعات مهم در سیستم های قدرت تجدیدساختار یافته است که به منظور ارزیابی حد تبادل توان میان نواحی سیستم از طریق شبکه و مدیریت تبادلات آتی انجام می شود. در این مقاله چگونگی ارزیابی احتمالاتی قابلیت تبادل در سیستم های قدرت چندناحیه ای برخوردار از مزرعه های بادی مطرح می شود. ابتدا روش کلی ارزیابی با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو، با لحاظ تغییرات بار شبکه و توان خروجی مزرعه بادی مطرح می گردد. در هر تکرار شبیه سازی، قابلیت تبادل با استفاده از برنامه ریزی ریاضی مبتنی بر پخش بار بهینه محاسبه می شود. سپس تغییرات احتمالاتی قابلیت تبادل برای یک سطح بار ثابت مورد بررسی قرار گرفته و استفاده از تحلیل ریسک به عنوان ابزار تصمیم گیری و سنجش پیشنهاد می شود. در ادامه تغییرات توام باد و بار برای ارزیابی قابلیت تبادل لحاظ شده و کاربرد روش دسته بندی اطلاعات در کاهش واریانس شبیه سازی مونت کارلو مطرح می شود. کارایی روش های پیشنهادی با استفاده از شبکه آزمون 24 باسه IEEE - RTS مورد بحث قرار می گیرد.
    کلیدواژگان: تحلیل ریسک، دسته بندی داده ها، شبیه سازی مونت کارلو، قابلیت تبادل شبکه های انتقال، مزرعه بادی
  • حمیدرضا بخشی، حسین شهبازی صفحه 224
    سیستم های مخابراتی بی سیم در زیر آب دارای کاربرد های متعددی نظیر کنترل از راه دور در عملیات حفاری چاه های نفت، جمع آوری اطلاعات ذخیره شده در پایگاه های اطلاعاتی در اعماق آب، ارسال اطلاعات سیگنال صحبت بین زیردریایی ها و غواص ها و عملیات اکتشاف و نقشه برداری از بستر اقیانوس ها هستند. در این مقاله ضمن شبیه سازی کانال چندمسیره زیر آب در خلیج فارس، فرستنده و گیرند های طراحی شده است که برای ارسال امن سیگنال صحبت در پهنای باند کم مناسب هستند. در طراحی گیرنده از سه روش گیرنده RAKE، یکسان ساز خطی و یکسان ساز غیر خطی استفاده شده و نتایج شبیه سازی نشان می دهد که گیرنده با ساختار یکسان ساز غیر خطی دارای بهترین عملکرد است.
    کلیدواژگان: تخمین کانال، تداخل بین سمبلی، چند مسیری، سیگنال صحبت، یکسان ساز
  • مهدی نیستانی، ملیحه مغفوری فرسنگی، حسین نظام آبادی پور صفحه 233
    این مقاله یک روش جدید برای حل مسئله توزیع اقتصادی بار با توابع هزینه نامحدب با استفاده از الگوریتم ممتیک ارائه می کند. مسئله توزیع اقتصادی بار واقعی دارای توابع هزینه نامحدب با محدودیت های مساوی و نامساوی است که مسئله را در یافتن بهینه فرامحلی با استفاده از روش های ریاضی دچار مشکل می کند. در این مقاله الگوریتم ممتیک با سه روش متفاوت برای جستجوی محلی پیشنهاد شده است. برای ارزیابی عملکرد روش های MA پیشنهادی، الگوریتم وراثتی حقیقی و یک الگوریتم ممتیک پیشنهاد شده توسط محققین دیگر به مسئله اعمال و نتایج حاصل مورد مقایسه قرار گرفته است. همچنین نتایج به دست آمده از این روش ها با نتایج روش های گزارش شده در مقالات دیگر نیز مقایسه شده است. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که روش های پیشنهادی جواب های بهینه یا نزدیک به بهینه برای سیستم های مورد مطالعه به دست می دهند.نتایج آزمایش ها نشان می دهد که روش های پیشنهادی جواب های بهینه یا نزدیک به بهینه برای سیستم های مورد مطالعه به دست می دهند.
    کلیدواژگان: توزیع اقتصادی بار، الگوریتم وراثتی، الگوریتم ممتیک، توابع هزینه ناهموار
  • حسن رضا میرزایی، اصغر کبری، علی مذهب جعفری، محمد خارزی صفحه 243
    امروزه اندازه گیری الکتریکی تخلیه جزئی (PD) به منظور مونیتورینگ و بررسی کیفیت عایقی تجهیزات فشار قوی جایگاه ویژه ای در صنعت پیدا کرده است. اغلب این اندازه گیری ها توسط دستگاه های تجاری موجود که دارای باند فرکانسی محدودی هستند انجام می شود. این نوع از دستگاه های اندازه گیری فقط قادر به آشکارسازی چهار پارامتر مهم هر تک پالس تخلیه جزئی شامل بار ظاهری، فاز وقوع نسبت به ولتاژ اعمالی، زمان وقوع و مقدار لحظه ای ولتاژ بوده و روند عیب یابی توسط آنها فقط بر پایه الگوهای به دست آمده از این چند پارامتر محدود می شود. اخیرا با معرفی سیستم های اندازه گیری جدید که دارای پهنای باند فرکانسی وسیعی هستند امکان آشکارسازی شکل موج تک پالس های PD در حوزه زمان فراهم شده است. با استفاده از ویژگی های به دست آمده از این شکل موج ها می توان به طور دقیق تری نسبت به تعیین عیب عایقی تجهیزات فشار قوی اقدام نمود. همچنین بر خلاف دستگاه های معمول اندازه گیری، با استفاده از اطلاعات به دست آمده از دستگاه های با پهنای باند وسیع، به راحتی می توان به وجود چند منبع هم زمان تخلیه جزئی در تجهیزات پی برده و با تفکیک و جداسازی پالس های مربوطه، نوع عیب هر یک از آنها را تشخیص داد. در این مقاله به بررسی روند تعیین عیب عایقی با استفاده از ویژگی های حوزه زمان پالس های تخلیه جزئی که به کمک دستگاه های جدید اندازه گیری به دست آمده اند، پرداخته شده و با ارائه یک الگوریتم جدید، قدرت تفکیک کنندگی هر یک از آنها مطالعه شده است. همچنین جداسازی تک پالس های PD در صورت وجود منابع چندگانه هم زمان مورد بررسی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: تخلیه جزئی، تعیین عیب عایقی، تک پالس، ویژگی های حوزه زمان
  • سیدعباس طاهر، رضا همتی، علی عبدالعلی پور صفحه 251
    در این مقاله به طراحی کنترل کننده میراساز برای میرایی نوسانات سیستم قدرت بر مبنای UPFC پرداخته شده است. سیستم تحت مطالعه یک سیستم تک ماشینه متصل به شین بینهایت می باشد. ابتدا مدل خطی به فرم فضای حالت برای سیستم تک ماشینه متصل به شین بینهایت آورده شده و سپس کنترل کننده مذکور با روش بهینه سازی الگوریتم ژنتیک برای این سیستم بهینه سازی شده است. تاثیر کنترل کننده میراساز بر میرایی نوسانات سیستم قدرت از طریق شبیه سازی غیر خطی در حوزه زمان نشان داده شده است. همچنین برای نمایش ویژگی های کنترل کننده طراحی شده نتایج این کنترل کننده با یک کنترل کننده کلاسیک مقایسه شده که نتایج برتری کنترل کننده طراحی شده را نسبت به کنترل کننده کلاسیک نشان می دهد.
    کلیدواژگان: ادوات UPFC، FACTS، الگوریتم ژنتیک، میرایی نوسانات سیستم قدرت
  • آیدا اسماعیلیان مارنانی، محمدکاظم مروج فرشی، مجید ابن علی حیدری صفحه 257
    در این مقاله با مطالعه واپاشی سالیتون های فمتوثانیه ای مرتبه دو، امکان طراحی مبدل طول موج برای چنین سالیتون هایی برای اولین مرتبه بررسی و گزارش می شود. در این مطالعه، علاوه بر لحاظ کردن آثار غیر خطی مهم برای سالیتون های فمتوثانیه ای، مانند آثار پراکندگی برانگیخته رامان (SRS) و خودتیزی، پاشندگی های مرتبه 3 (3β) و 4 (4β) نیز در حضور اختلال پله ای در نظر گرفته شده است. نشان داده ایم، با لحاظ کردن پاشندگی مرتبه 4، واپاشی سالیتون نسبت به حالت مربوط به 0 = 4β تقارن چشم گیری پیدا می کند. در انتها نشان داده شده است با فرض این که بتوان اندازه پاشندگی مرتبه 4 را به گونه ای به –0.001 ps4/km رساند، واپاشی تقارن مطلوبی خواهد یافت و طراحی مبدل طول موج برای چنین سالیتون هایی میسر خواهد شد.
    کلیدواژگان: اثرات غیر خطی، پاشندگی مرتبه چهار، سالیتون فمتوثانیه ای، معادله شرودینگر غیر خطی، واپاشی سالیتون
  • تقدیر و تشکر
    صفحه 261
|
  • F. Shayegh, A. Erfanian Page 199
    For several years, many efforts have been done to use the electro-encephalogram (EEG) as a new communication channel between human brain and computer. This new communication channel is called EEG-based brain-computer interface (BCI). The aim of brain-computer interface (BCI) research is to establish a new communication channel that directly translates brain activities into sequences of control commands for an output device such as a computer application or a neuroprosthesis. The major advantage of EEG-based BCI is that no physical movement is required. The motor imagery is the essential part of the most EEG-based communication systems. One of the major problems in developing a real-time Brain Computer Interface (BCI) is the eye blink artifact suppression. Recently, a more effective method has been introduced for removing a wide variety of artifacts from multi-channel EEG signals based on blind source separation by Independent Component Analysis (ICA). However, the method requires visual inspection of ICA components and manual classification of the interference components. This can be time-consuming and is not desirable for real-time artifact suppression. Moreover, the real-time application of this method for artifact rejection has not been considered so far. In this paper, various ICA methods with adaptive learning algorithm are presented and evaluated by computer simulation. The results from real-data demonstrate that the proposed scheme removes perfectly eye blink artifacts from the contaminated EEG signals and is suitable for use during on-line EEG monitoring and EEG-based brain computer interface.
  • M. Ramezanim., R. Haghifam, H. Seifi, M. Parsa Moghaddam Page 211
    wind farms are used to generate electric power in some parts of the world. With increasing penetration level of wind farms in electric power systems, modification of current tools to evaluate and manage the system is an important issue. Evaluation of total transfer capability (TTC) is one of the considerable tools in restructured power systems which is used to schedule future transactions between areas in multi area power systems to ensure security of network. In this paper, a method is proposed for probabilistic evaluation of TTC of multi area power systems in the presence of wind farms. Firstly, a general approach based on Monte Carlo simulation is used to simulate a system state considering system load and power output of wind farm and optimal power flow (OPF) is used to calculate TTC level for each state. Then risk analysis is used as a decision making tool to determine the appropriate TTC level for a fixed system load level. Finally, both of system load and power output of wind farm are considered and clustered input data are used to accelerate Monte Carlo convergence speed. To demonstrate the effectiveness of the proposed approaches IEEE-RTS is used.
  • H. Bakhshi, H. Shahbazi Page 224
    One of the important applications of underwater communication is speech transmission between two divers or between divers and ship or submarine. This paper describes a project designed to investigate and demonstrate underwater communication system in Persian Gulf for speech transmission in a real channel. At first, transmitter is designed, then channel with real data is simulated by neural network and at last receiver is designed. Transmitted data is speech signal that for more secure transmission and low frequency bandwidth, a cryptography algorithm and speech coding algorithm is applied in transmitter. Quadrature phase shift keying (QPSK) signaling is employed to make efficient use of the available channel bandwidth. In the receiver, linear equalizer and decision feedback equalizer (DFE) are tested and the best scheme is applied. Also, ray tracing method is used for simulation of sound waves propagation in Persian Gulf underwater communication channel.
  • M. Neyestani, M. M. Farsangi, H. Nezamabadi, Pour Page 233
    This paper presents a new approach to economic dispatch (ED) problems with nonconvex cost functions using Memetic Algorithm (MA). The practical ED problem have nonconvex cost functions with equality and inequality constraints that make the problem of finding the global optimum difficult using any mathematical approaches. In this paper, MA with three different local searches is suggested to deal with the equality and inequality constraints in the ED problem. To validate the results obtained by proposed MAs, a Real Genetic Algorithm (RGA) and an MA adopted from the literature are applied for comparison. Also, the results obtained by MAs and RGA are compared with the previous approaches reported in the literature. The results show that the MAs produce optimal or nearly optimal solutions for all study systems.
  • H. R. Mirzaei, A. Akbari, A. Mazhab Jafari, M. Kharezi Page 243
    This paper presents a new impedance based fault location algorithm for practical radial distribution systems. The algorithm uses the fundamental components of voltages and currents recorded by a digital fault recorder usually installed at the head of main feeders.
  • S. A. Taher, R. Hematti, A. Abdolalipour Page 251
    In this paper, the use of the supplementary controller of a Unified Power Flow Controller (UPFC) to improve damping of oscillations in Single Machine Infinite Bus (SMIB) system is investigated. The controller was designed based on a linearized modified Phillips Heffron model of SMIB in state space form. In practice systems use simple Proportional Integral (PI) controllers to control UPFC. However, since the PI control parameters are usually tuned based on classical or trial-and-error approaches, they are incapable of obtaining a good dynamic performance for a wide range of operation conditions. To address this problem, in this research an optimization approach, based on the Genetic Algorithms (GA) method is proposed for the design of UPFC controller (supplementary damping controller) for increasing damping of power system oscillations is developed. Several linear and nonlinear time-domain simulation tests clearly show the effectiveness and validity of the proposed method in enhancing of oscillations257-260damping. Comparisons between the performances of both the proposed and conventional supplementary controllers are made. Computer test results show that proposed method is very effective in oscillations damping and in the meantime is more robust than its conventional counterpart.
  • A. Esmaeilian Marnani, M. K. Moravvej, Farshi, M. Ebnali, Heidari Page 257
    In this paper, for the first time, we have reported the possibility of designing wavelength converter for second order femtosecond solitons, by studying its decaying behavior after confronting a localized perturbation in dispersion along an optical fiber. In our studies, in addition to the important nonlinearities for femtosecond pulses, such as self steeping and stimulated Ramman scattering, we have investigated the effects of the third and fourth order dispersions. We have realized that inclusion of the fourth order dispersion effect in our calculations makes the soliton decay behavior somewhat symmetric. On the contrary, when β4=0, the soliton decay behave in an asymmetric manner. The nearly symmetric behavior of the emerging pulses from an upward step-like dispersion, made us to change β4 from –0.0002 ps4/km given in references, to –0.001 ps4/km, to achieve a symmetric behavior suitable for wavelength conversion.