فهرست مطالب

فصلنامه روشهای هوشمند در صنعت برق
پیاپی 15 (پاییز 1392)

  • تاریخ انتشار: 1392/12/01
  • تعداد عناوین: 8
|
  • محمد آقایی جشوقانی، مهدی دولتشاهی صفحات 3-10
    در این مقاله یک فیلتر Gm-C چند حالته (universal) مرتبه ی دو با قابلیت دریافت تمامی پاسخ های فیلتری (پایین گذر، بالاگذر، میان گذر، میان نگذر و تمام گذر)، تنظیم الکترونیکی فرکانس مرکزی ω0)) و ضریب کیفیت Q)) و عملکرد در چهار مد (ولتاژ، جریان، ترارسانایی و ترامقاومتی) مبتنی بر اینورتر (بلوک ترارسانایی) با بایاس شدن ترانزیستورها در ناحیه زیرآستانه (Sub Threshold) ارائه شده است. بایاس کردن تراتزیستورها در ناحیه زیرآستانه باعث کاهش موثر توان مصرفی فیلتر ارائه شده می گردد. استفاده از خازن های زمین شده به منظور کاهش اثرات پارازیتیکی از جمله ویژگی های مدار طراحی شده محسوب می شود. حساسیت کم فرکانس مرکزی و ضریب کیفیت نسبت به ترارسانایی ها و خازن ها نیز ویژگی های دیگر مدار پیشنهادی است. همچنین استفاده از اینورتر سبب کاهش موثر تعداد ترانزیستور های لازم برای تحقق مدار فیلتر و توان مصرفی فیلتر می گردد. سرانجام عملکرد فیلتر پیشنهاد شده در تکنولوژی 0.18 μm CMOS توسط HSPICE (LEVEL49) شبیه سازی و مورد ارزیابی قرار گرفت. فیلتر پیشنهاد شده دارای توان مصرفی 64.69 nW و منبع تغذیه ی ±0.3V است.
    کلیدواژگان: فیلتر چند حالته، اینورتر، زیر آستانه، Gm، C، _ CMOS
  • منصوره تسلیمی، عباس چترایی، مجتبی حسینی صفحات 11-18
    در این مقاله هدف طراحی کنترل کننده تطبیقی1- عصبی2 برای یک بازوی مکانیکی SCARA می باشد. بازوی مکانیکی مورد نظر یک سیستم غیرخطی می باشد که کنترل کننده های کلاسیک قادر به کنترل آن نمی باشند. ابتدا شرح مختصری از کارهایی که تاکنون بر روی سیستم های مشابه انجام شده است ارائه خواهد شد و سپس در ادامه با استفاده از روش اولر- لاگرانژ که مبتنی بر انرژی پتانسیل و جنبشی سیستم می باشد، معادلات دینامیکی سیستم محاسبه خواهد شد. طراحی کنترل کننده با ارائه ی یک تابع لیاپانف3 مناسب بیان خواهد شد که قوانین تطبیقی و پایداری سیستم حلقه بسته را تضمین خواهد کرد. در سیستم حلقه بسته تمامی سیگنالها محدود بوده و سیگنال خطا4 به صورت مجانبی به سمت صفر میل می کند. برای اثبات کارآمدی سیستم کنترل کننده طراحی شده بر روی یک روبات SCARA سه لینکی پیاده سازی خواهد شد که نتایج به دست آمده کارایی کنترل کننده را تضمین می کند.
    کلیدواژگان: بازوهای مکانیکی غیرخطی، کنترل تطبیقی، شبکه های عصبی، پایداری لیاپانف
  • غزال شیخی، سید حمید محمودیان صفحات 19-30
    امروزه در تحقیقات حوزه پردازش و بازشناخت گفتار، هجا به دلیل ارتباط قوی آن با تولید و ادراک گفتار در انسان، به عنوان یک واحد زیرکلمه ای هر روز بیشتر مورد توجه قرار می گیرد. آشکارسازی خودکار مرزهای هجایی گامی مهم در تحقیقات مرتبط با نوای گفتار، تولید گفتار طبیعی و حتی بازشناسی گفتار است. در این مقاله روش جدیدی برای آشکارسازی خودکار مرزهای هجایی در سیگنال گفتار پیوسته فارسی با تکیه بر اطلاعات صوتی ارائه شده است. تحقیقات قبلی نویسندگان این مقاله، کارآیی نرم سازی فازی تابع انرژی را در مقایسه با سایر روش های به کار رفته در این زمینه نشان می دهد. در این تحقیق، پیشنهاد شده است که از روشی مشابه روش های متداول حذف نویز از گفتار به وسیله آستانه گذاری ضرایب موجک برای بهبود خطای درج مرز اضافه استفاده شود. این روند، انرژی همخوان های بی واکی را که در تابع انرژی قله های اضافه ایجاد می کنند، به شدت کاهش می دهد. نتایج نشان می دهند با استفاده همزمان از این روش و روش نرم سازی فازی تابع انرژی، خطای درج مرز اضافه در حدود %8 کاهش می یابد؛ بدون آنکه سایر معیارهای کارآیی تحت تاثیر قرار گیرند. با استفاده از روش پیشنهادی بیش از %94 از هجاها با خطایی کمتر از 50 میلی ثانیه تقطیع می شوند.
    کلیدواژگان: تقطیع هجایی، تبدیل موجک، آستانه گذاری ضرایب موجک، واکه، همخوان، فیلتر فازی، انرژی زمان کوتاه
  • مجید طاووسی، بهادر فانی، احسان ادیب صفحات 31-42
    ژنراتور القایی تغذیه دوبل مزایای متعددی نسبت به ژنراتورهای دیگر تولیدکننده‍ی برق بادی دارد. DFIG نسبت به کمبود ولتاژ پایانه‍ی ژنراتور بسیار حساس است. زیرا افت ولتاژهای عمیق باعث القای ولتاژهای ضد محرکه‍ی بزرگ در رتور می شود که این امر منجر به عبور جریانهای گذرای شدید از رتور و افزایش ولتاژ واسط dc در مبدل الکترونیک قدرت و در نتیجه آسیب دیدن مبدل الکترونیک قدرت می گردد. این مقاله در ابتدا به مدلسازی دینامیکی توربین باد DFIG در دستگاه مرجع شار استاتور می‍پردازد. سپس به کمک تحلیل سیگنال کوچک مشخص شده که رفتار دینامکی توربین باد مبتنی بر DFIG در حین کمبودهای شدید ولتاژ اساسا تحت تاثیر دینامیک های استاتور است. در ادامه یک ساختار کنترل غیرخطی مبتنی بر Flatness برای بهبود عملکرد گذرای DFIG پیشنهاد شده است. مزیت اصلی این روش، امکان پیش بینی رفتار متغیرهای حالت سیستم در حالت ماندگار و گذراست. با توجه به غیرخطی بودن دینامیک‍های الکتریکی DFIG، کنترل غیرخطی تحت شرایط کمبود ولتاژ، مناسب تر از برنامه ی کنترل خطی عمل می‍کند. روش پیشنهادی دینامیک‍های استاتور را از طریق کنترل ولتاژ رتور و فیلتر سمت شبکه پایدار می‍کند. مطالعات شبیه سازی حوزه زمان، سودمندی کنترل غیرخطی در بهبود عملکرد دینامیکی DFIG در خلال کمبود ولتاژ پایانه را نشان می دهد
    کلیدواژگان: ژنراتور القایی تغذیه دوبل، آنالیز سیگنال کوچک، کنترل مبتنی بر Flatness
  • صبا مومنی، حسین پورقاسم صفحات 43-52
    اخیرا ادغام تصاویر در زمینه ی تصاویر پزشکی نقش برجسته و قابل توجهی را به خود اختصاص داده است. از جمله تصاویر پزشکی، می توان به تصاویر آنژیوگرافی تفریق دیجیتال (DSA) اشاره کرد که برای نمایش رگ های خونی استفاده می شوند. در این مقاله یک روش نوین برای ادغام سری تصاویر آنژیوگرافی تفریق دیجیتال بر اساس خصوصیات ضرایب تبدیل ویولت پیشنهاد شده است. ادغام ضرایب فرکانس بالا بر اساس یک نقشه ادغام پیشنهادی و چهار معیار ارزیابی متفاوت که معرف سطح انرژی ضرایب هستند، انجام شده است. سپس الگوریتم پیشنهادی بر اساس تبدیلات مختلف ویولت و برای معیارهای مختلف ارزیابی سطح فعالیت ضرایب فرکانس بالا، مقایسه شده است. مقایسه ها بر اساس معیارهای ارزیابی علمی تعریف شده، که وجود نویز، میزان اطلاعات موجود در تصویر ادغام و مقدار همبستگی را ارائه خواهند کرد، انجام شده است. در آخر تبدیل ویولت Meyer به عنوان تبدیل برتر، مجموع لاپلاسین اصلاح شده و انرژی محلی به عنوان بهترین معیار ارزیابی سطح فعالیت ضرایب فرکانس بالا و پایین، برای استخراج بهترین نقشه رگ های خونی مغز نتیجه گیری شده اند.
    کلیدواژگان: نقشه رگ های خونی، آنژیوگرافی تفریق دیجیتال، تبدیل ویولت، ادغام ضرایب، معیارهای ارزیابی سطح فعالیت ضرایب
  • غلامرضا لاله زار، امیر موحدی صفحات 53-66
    در این مقاله برای تخمین وضعیت روتور در درایو موتور بدون سنسور BLDC از روش نسبت توابع شار خط به خط، استفاده شده است. این روش، نسبت به سایر روش هایی که برای تخمین موقعیت روتور مورد ارزیابی قرار می گیرند، حجم نرم افزار و سخت افزار کمی داشته و لذا پیاده سازی آن آسان و هزینه ساخت نیز کمتر است. همچنین این روش در بازه وسیعی از سرعت کارایی مناسبی دارد و تخمین وضعیت روتور مستقل از سرعت و فرکانس روتور می باشد. همچنین در این مقاله از روش کنترل مستقیم گشتاور (DTC) برای طراحی درایو موتور بدون سنسور BLDC استفاده شده است. DTC یکی از روش های بسیار نو و کارآمد در کنترل ماشین های الکتریکی می باشد. سرعت بالا در پاسخ به تغییرات گشتاور، سادگی اجرا، عدم وابستگی به پارامترهای ماشین و نیاز به محاسبات کم از مزایای این روش می باشد. در انتهای این مقاله نتایج شبیه سازی با استفاده از نرم افزار Matlab نشان دهنده عملکرد خوب موتور بدون سنسور BLDCبا روش DTC می باشد
    کلیدواژگان: موتور BLDC، درایو، بدون سنسور، روش DTC
  • ناهید همتیان، مسعود جباری صفحات 67-73
    در این مقاله یک مبدل رزنانسی کاهنده با بهره ولتاژمنفی و بازده بالا ارائه شده است. مبدل پیشنهادی ولتاژ ورودی را معکوس و کاهش می دهد. از تکنیک ZCS به منظور کاهش تلفات سوئیچینگ و تداخلات الکترومغناطیسی استفاده شده است. به منظور فراهم کردن شرایط سوئیچینگ نرم برای تمام المان های نیمه هادی، شبکه رزنانسی LLC مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج عملی، بی نقص بودن عملکرد مبدل پیشنهادی و همچنین درستی آنالیز تئوری را تائید می کند.
    کلیدواژگان: مبدل کاهنده معکوس، سوئیچینگ نرم، تبدیل توان رزنانسی، ZCS، منبع تغذیه
  • روح الله آقاجانی، رضا سعادت، محمدرضا عارف صفحات 74-79
    در این مقاله دو شبکه در نظر گرفته شده است، یک شبکه اولیه و یک شبکه ثانویه که در آن از مخابرات مشارکتی استفاده می شود. در شبکه ثانویه، یک گره رله شناختی، منبع داده را برای همزیستی با شبکه اولیه کمک می کند. کاربران ثانویه باید زیر سطح نویز شبکه اولیه فعالیت کنند تا مزاحمت کمتری برای شبکه اولیه ایجاد شود. همچنین شبکه ثانویه باید قادر باشد که فرآیند ارسال و دریافت داده را کامل انجام دهد. به این منظور از یک سیستم مشارکتی با راهبرد کدبرداری و گسیل نموی- انتخابی استفاده می شود. در این راهبرد گره رله در مواقع مورد نیاز به ارسال مجدد سیگنال می پردازد. در نتیجه تداخل ایجاد شده برای شبکه اولیه از طرف رله در این روش کاهش می یابد. با انجام فرآیند مقید سازی توان برای شبکه ثانویه از فعالیت شبکه ثانویه در زیر سطح تداخل قابل قبول شبکه اولیه در عین داشتن نرخ خطای پایین، می توان اطمینان حاصل کرد.
    کلیدواژگان: رله شناختی، کدبرداری و گسیل نموی، انتخابی، تخصیص توان، نرخ خطای سمبل
|
  • Mohammad Aghaei Jeshvaghani, Mehdi Dolatshahi Pages 3-10
    In this paper، a second order universal filter with the ability of electronically tuning central frequency (ω0) and quality factor (Q)، based on the inverter as transconductance block which realizes multi-mode responses (voltage، current، transconductance، transresistance) in sub-threshold region، is presented. Biasing transistors in sub-threshold region، reduces the power consumption of the proposed filter and the grounded capacitors are used to reduce the parasitic effects which is another advantage of the proposed filter circuit. Furthermore، low sensitivity of the performance of the proposed filter to the values of gmi، Ci is considered as another advantage of the proposed circuit. In addition، realizing the proposed filter based on the inverter circuit leads to a reduced value of layout area as well as power consumption. Finally، the proposed filter performance is simulated in HSPICE using 0. 18 µm (LEVEL49) CMOS technology parameters. As it is shown in the paper، the proposed filter consumes only 64. 69 nW power in a ±0. 3V supply voltage.
    Keywords: Universal Filter, inverter, sub, threshold, Gm, C, CMOS
  • Mansooreh Taslimi, Abbas Chatraei, Mojtaba Hosseini Pages 11-18
    The purpose of this paper is design of a neuro-adaptive controller for SCARA mechanical arm. First، a brief description of the work that has been done on similar systems will be presented and then using the Euler - Lagrange، based on kinetic and potential energy of the system، the dynamical equations of system will be calculated. The proposed controller is used to provide a suitable Lyapunov function، expression and comparative law will guarantee the stability of the closed loop system. All signals in the closed loop system are limited and the error signal tends asymptotically to origin. The control system is designed to demonstrate the efficacy of proposed controller on three links SCARA robot is implemented، the results of the controller performance guarantees.
    Keywords: Nonlinear mechanical arms, adaptive control, Neural networks, lyapunov stability
  • Ghazaal Sheikhi, Seyed Hamid Mahmoodian Pages 19-30
    Syllable، as a sub-word unit، nowadays plays an active role in the field of speech processing and recognition research according to its robust relation to human speech production and cognition. Automatic syllable boundaries detection is an important step forward in the areas of speech prosody، natural speech synthesis and speech recognition. In this paper، a novel method in automatic syllabification of Farsi continuous speech based on acoustic structure is proposed. Our previous studies، showed the proficiency of energy contour fuzzy smoothing method، compared with other prominent works in this area. This paper suggests that the conventional methodology-used in speech enhancement based on wavelet coefficient thresholding would improve syllable segmentation by decreasing insertion error. This process declines the energy in high energy consonants which are responsible for extra peaks in short term energy contour. Experimental results showed that utilizing proposed method along with fuzzy smoothing would diminish insertion error about 8% with no reasonable effect on other efficiency criteria. More than 94% of syllables are automatically segmented using presented technique with less than 50ms error.
    Keywords: Syllable segmentation, wavelet transform, wavelet coefficient thresholding, vowel, consonant, fuzzy filter, short term energy
  • Majid Tavoosi, Bahador Fani, Ehsan Adib Pages 31-42
    Doubly fed induction generator has numerous advantages in wind power generation over other types of generators. Once a DFIG is subjected to a large voltage dip، a large rotor voltage induces in the rotor windings. This leads to a large transient current in rotor circuit and the dc-link overvoltage، and may block power electronic converter operation. This paper first discusses dynamic modeling of DFIG wind turbines with the stator flux orientation. Then، by small signal analysis، it is found that the dynamic behavior of the DFIG based WT during voltage dip، is strongly affected by the stator dynamics. Next، a nonlinear control strategy based on flatness is proposed to improve the DFIG transient performance. The main interest of this control method is the possibility to define the behavior of the state variable system in the steady state as well as in transients. Since the DFIG electrical dynamics are nonlinear; better control performance is achieved with nonlinear control، compared with the linear control scheme. The proposed approach stabilizes the stator dynamics through rotor and grid side filter voltage control. The results of time domain simulations validate the effectiveness the nonlinear control strategy during voltage dip of generator terminal.
    Keywords: Doubly, fed induction generator, small signal analysis, flatness based control
  • Saba Momeni, Hossein Poorghasem Pages 43-52
    Recently image fusion has prominent and applicable roles in medical image processing. Digital subtraction angiography (DSA) image is applied to display map of blood vessels. In this essay، a new fusion algorithm for DSA serial images based on discrete wavelet transform coefficients is proposed. Fusion of high frequency coefficients is based on proposed fusion map and four evaluation criteria which introduce level of coefficient''s energy. Our algorithm will be compared for different wavelet transforms and activity criteria for high frequency coefficients. The comparisons are based on the objective evaluation criteria which show measure of noise existence، sharpness and correlation between the fusion result and reference image. Finally، Meyer discrete wavelet transform is resulted as the best wavelet transform، and sum of modified Laplacian، local energy are introduced as activity level measurment for high and low frequency coefficients in process of brain vessel map extraction.
    Keywords: Blood vessel map, digital subtraction angiography, wavelet transform, coefficients merging, activity level measurement criteria, corresponding coefficients
  • Gholam Reza Lalehzar, Amir Movahedi Pages 53-66
    In this paper، to estimate the rotor position in sensorless BLDC motor drive، the method of the ratio functions line by line flux is used. This method، compared to other methods which are evaluated to estimate the rotor position، has low software volume and therefore، its implementation is easy and also manufacturing cost is less. Also this method has an appropriate efficiency in a wide range of speed and estimate the rotor position is independent of speed and rotor frequency. Also in this paper، the method Direct Torque Control (DTC) is used to design sensorless BLDC motor drive. DTC method is one of the most innovative and efficient methods in control of the electrical machine. High speed response to changes in torque، simplicity of implementation، independence to machine parameters and needs of less computation are the advantages of this method. At the end of this paper، simulation results by using software MATLAB shows good performance of sensorless BLDC motors with DTC method compared to the switching function method.
    Keywords: BLDC motor, drive, sensorless, direct torque control method
  • Nahid Hematian, Masoud Jabari Pages 67-73
    A new soft-switching resonant inverting-buck converter with high efficiency is presented. The proposed converter steps down and inverts the input voltage. The zero-current-switching (ZCS) technique is employed to reduce switching losses and Electromagnetic Interferences (EMI). An LLC resonant network is utilized to provide soft-switching conditions for all semiconductor devices. Experimental results verify the integrity of the proposed converter operation and the presented theoretical analysis.
    Keywords: Inverting, buck converter, soft, switching, resonant power conversions, ZCS, power supply
  • Rouhollah Aghajani, Reza Saadat, Mohammad Reza Aref Pages 74-79
    In this paper we consider two networks، a primary network and a secondary cooperative communication network. In the secondary network، a source is assisted by cognitive relay nodes which allow it to coexist with the primary network. The secondary users must work under the noise floor of the primary network to achieve low interference for the primary network. Simultaneously، the secondary users should be able to complete their duty. Therefore، the cooperative system utilizes the incremental and selective decode-and-forward (ISDF) relaying protocols. In ISDF protocol، the relay sends signal in necessary situations. Thus، the ISDF cooperative scheme is considered for the secondary network in order to reduce the interference to the primary users. Under some constraints on the transmitting power from the source and relay nodes in the secondary network، they can operate below the noise level of the primary network. Under these constraints، we minimize the symbol error rate of the secondary network. It is seen that in the ISDF protocol the interference produced with the relay to the primary users is very low.
    Keywords: Cognitive relay, Incremental Selective Decode, and, Forward, Power allocation, Symbol Error Rate