فهرست مطالب

فصلنامه روشهای هوشمند در صنعت برق
پیاپی 41 (بهار 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/02/15
  • تعداد عناوین: 6
|
  • اکرم محمدی سومار، مهران عمادی* صفحات 1-14
    در مراحل مختلف تولید پارچه، خرابی هایی متعددی برسطح پارچه ظاهر می شود. با چشم پوشی از دلایل ایجاد خرابی ها، تشخیص دقیق انواع آن ها به طبقه بندی صحیح پارچه کمک می کند و در نتیجه درصد بالایی از فرآیند کنترل کیفیت را به خود اختصاص می دهد. کنترل کیفیت پارچه به منظور بهبود کیفیت محصول و حفظ بازار رقابتی از اهمیت بالایی برخوردار است. همچنین شناسایی نواحی معیوب در روش های خودکار از اهمیت ویژه ای برخورداراست. در این مقاله، یک روش جدید، جهت ناحیه بندی نواحی معیوب پارچه ، مبتنی بر خوشه بندی و همچنین عملگرهای ریخت شناسی ارایه شده است. در روش پیشنهادی، پس از پیش پردازش های لازم جهت بهبود کیفیت تصویر، در مرحله اول روی تصویر خوشه بندی صورت می گیرد، تا نواحی مشابه ایجاد شوند. سپس عملگرهای ریخت شناسی به کار گرفته می شوند تا ناحیه معیوب استخراج شود. استفاده از ترکیب هوشمندانه عملگرهای ریخت شناسی، سبب شناسایی دقیق نواحی معیوب درتصویر پارچه شده است. نمایش ناحیه معیوب به کمک الگوریتم کانتور فعال صورت می گیرد. اگرچه تاکنون روش های متعددی همچون الگوهای محلی دودویی و سایر روش ها ارایه شده است، اما سرعت شناسایی این الگوریتم ها پایین بوده و پیچیدگی محاسباتی بالایی دارند. روش پیشنهادی روی پایگاه داده CMUPIE، پیاده سازی شده و به کمک معیارهای صحت و دقت ارزیابی شده است. صحت شناسایی نواحی معیوب در روش پیشنهادی، 82/93درصد و دقت روش پیشنهاد شده، 33/98 درصد حاصل گردیده است که در مقایسه با روش های مشابه، بهبود چشم گیری داشته است
    کلیدواژگان: پارچه معیوب، ناحیه بندی، عملگرهای ریخت شناسی، کانتورفعال
  • فهیمه توکلی، فرامرز صافی اصفهانی* صفحات 15-32

     مدل نگاشت-کاهش یک مدل برای اجرای برنامه های کاربردی داده های بزرگ می باشد. همچنین این مدل، یک مدل برنامه نویسی موازی برای نوشتن برنامه هایی می باشد که می توانند بر روی ابر اجرا شوند. سازمان ها بطور فزاینده ای در حال تولید داده هستند که حاصل فرایندهای کسب وکار ، فعالیت های کاربران، ردیابی وب سایت ها، حسگرها، مالی، حسابداری و غیره تولید می شوند. الگوریتم های خوشه بندی داده، به عنوان ابزاری برای تجزیه و تحلیل حجم زیاد داده به کار می روند. هدف اصلی این الگوریتم ها، این است که داده ها را در خوشه هایی دسته بندی کنند، و اشیای داده در هر خوشه با یکدیگر شباهت دارند. در این مقاله، الگوریتم خوشه بندی سلسله مراتبی متراکم که یکی از تکنیک های داده کاوی می باشد با استفاده از طراحی نگاشت و کاهش پیاده سازی شده و سپس نتایج این الگوریتم با حالت بدون نگاشت و کاهش مورد مقایسه قرار می گیرد. آزمایش های انجام شده نشان می دهد با افزایش اندازه داده های ورودی، زمان اجرا کاهش می یابد. زمان اجرای الگوریتم به روش موازی نسبت به روش ترتیبی برای مجموعه داده ای به اندازه 200 شی داده، 16.80% و برای مجموعه داده ای به اندازه 1000 شی داده، 29.26% بهبود یافت. همچنین درصد استفاده از پردازنده کل سیستم در روش موازی از 22% به 94% ارتقاء یافت.

    کلیدواژگان: نگاشت-کاهش، هادوپ، الگوریتم های خوشه بندی داده، پردازش موازی
  • مهتاب دادخواه، مهدی خضری*، حمید محمودیان صفحات 33-45
    در این مطالعه سعی بر آن است که مدل کاملی از عضله اسکلتی ارایه شود؛ با این هدف که گویای رفتار آن به طور دقیق باشد. این مدل با در نظر گرفتن نقش گیرنده های حسی دوک عضلانی و گلژی تاندون در عملکرد عضله ارایه می شود. دوک عضلانی و گلژی تاندون به ترتیب اطلاعاتی در مورد تغییرات طول و نیروی عضله تولید می کنند. این داده ها سپس به مغز و نخاع ارسال شده و آنها را از وضعیت فعلی عضله مطلع و در ارسال فرامین حرکتی برای عضله کمک می کنند. در این مطالعه ترکیب تطبیقی آوران های دوک و گلژی، با توجه به تغییر در سطح فعالیت آنها و نیروی تولید شده در عضله در شرایط مختلف عملکردی، پیشنهاد شده است. درنظر گرفتن بازخوردهای کنترلی آورانها در مدلسازی ارایه شده می تواند رفتار مطلوب و دقیق عضله را تحت بارهای مختلف ارایه و محدودیت های مدل های پیشین را برطرف کند. نتایج مدل پیشنهاد شده با توجه به مدلسازی دقیق گیرنده های حسی و اجزای مختلف عضله اسکلتی، با نتایج تجربی مطابقت داشته است. این مدل می تواند برای پیشگویی رفتار عضله در شرایط مختلف عملکردی، جلوگیری از آسیب های سیستم عصبی-عضلانی و همچنین طراحی عضلات مصنوعی و پروتزهای مختلف به کار رود.
    کلیدواژگان: مدلسازی عضله اسکلتی، بازخوردهای حسی، دوک عضلانی، گلژی تاندون، نیروی عضله
  • علی احمدپور*، سید جلال سیدشنوا، عبدالمجید دژم خوی، الهام مکرمیان صفحات 47-60

    در این مقاله، از روش تحلیلی اجزای محدود برای مطالعه پدیده فرورزونانس از دیدگاه نیروهای الکترومغناطیسی وارد بر سیم پیچی های ترانسفورماتور استفاده شده است. به منظور مدل سازی این پدیده، یک خطای اتصال کوتاه سه فاز متوالی در سمت اولیه و در فاصله نسبتا دور از ترانسفورماتور درنظر گرفته شده است. سپس با توجه به ظرفیت خازنی معادل خط، بین محل خطا تا محل نصب ترانسفورماتور، خطاهای اتصال کوتاه تک فاز به صورت متوالی تولید می شوند. به علت کلیدزنی، برای قطع خط در محل خطا، پدیده فرورزونانس در سیستم قدرت به وجود می آید. در نتیجه، اندازه ولتاژ و جریان های سمت اولیه و ثانویه ترانسفورماتورها به صورت محسوس تغییر پیدا می کنند. تاثیر تغییرات جریان بر اندازه نیروهایی که سیم پیچی های ترانسفورماتور در طول پدیده فرورزونانس تحمل می کنند، موضوع مورد مطالعه این مقاله است. با شبیه سازی ترانسفورماتور توزیع در محیط اجزای محدود نرم افزار FLUX 12.2 و استفاده از کلیدزنی در شبکه، پدیده فرورزونانس مدل سازی می شود. با توجه به وابستگی فرورزونانس به غیرخطی بودن مشخصه مغناطیسی هسته آهنی ترانسفورماتور، از مدل هیسترزیس برداری Jiles-Atherton برای تولید حلقه های هیسترزیس هسته فولادی بهره گرفته شده است تا دقت نتایج افزایش یابد

    کلیدواژگان: اتصال کوتاه، ترانسفورماتور، روش اجزای محدود، سیستم قدرت، فرورزونانس، مدل هیسترزیس، نیروهای الکترومغناطیسی
  • سامان مدنیان، سید محمدعلی زنجانی* صفحات 61-71

    زباله های الکترونیکی (E-waste) شامل دستگاه های الکتریکی یا الکترونیکی منسوخ شده هستند. بازیافت زباله های الکترونیکی از نظر حفاظت از منابع و محیط زیست یک موضوع مهم است. در حال حاضر، سالانه نزدیک به 3/1 میلیارد تن زباله در سراسر جهان تولید می شود که انتظار می رود تا سال 2025 به 3/4 میلیارد تن در سال افزایش یابد. پیش بینی شده است که تولید زباله های الکتریکی از رایانه های قدیمی 500درصد طی یک دهه افزایش یابد و در سال 2020 در مقایسه با سال 2007، تلفن های همراه دور انداخته شده تقریبا 18 برابر بیشتر خواهد شد. شناخت و درک اجزای مختلف زباله های الکترونیکی به بازیافت موثرشان کمک می کند. تجهیزات الکترونیکی پیشرفته شامل تقریبا 60 عنصر مختلف شامل مواد با ارزش و خطرناک است. مهمترین اجزای ارزشمند زباله های الکتریکی، مدارهای چاپی (PCBs) هستند که به غیر از فلزات باارزش، حاوی مواد خطرناک بسیاری می باشند. برای جلوگیری از مسمومیت انسان و محیط زیست، تجزیه و تحلیل ویژگی ها و ترکیبات مواد مختلف در زباله های الکترونیکی و تعیین نحوه مدیریت مجدد آن ها از طریق فرآیندهای زیست محیطی سالم، امری ضروری به حساب می آید. در این مقاله، به طرح کلی مشکلات E-Wastelands شامل دسته بندی زباله های الکترونیکی، ترکیبات آن، مدیریت و فرآیندهای بازیافتی مختلف و سازگار با محیط زیست و توجه به استخراج فلزات با ارزش اشاره می شود. با وجود تلاش های بسیاری که برای توسعه فناوری بازیافت شده است؛ اما به دلیل پیچیدگی سامانه زباله های الکترونیکی، این فناوری همچنان دارای معایب بسیاری است. بنابراین در ادامه، درباره معایب هر فرآیند از نظر مشکلات فنی و درجه حفاظت از محیط زیست نیز بحث می شود.

    کلیدواژگان: زباله های الکترونیکی، مدیریت زباله، آلودگی محیط زیست، زنجیره بلوک، پالس قدرت
  • افسانه اصغرزاده، محمد میرزایی * صفحات 73-84

    فرکانس حامل مهم ترین پارامتر های شناسایی و دسته بندی سیگنال ها در سیستم های جنگ الکترونیک است و اندازه گیری آن ‏از مهم ترین وظایف یک سیستم پشتیبان جنگ الکترونیک (ESM) است. برای این منظور تاکنون ساختار های گیرنده ‏گوناگونی با قابلیت ها و ویژگی های متفاوت ارایه شده است. با این حال، با در نظر گرفتن تکنولوژی موجود، معمولا لازم است که ترکیبی از ساختار های مختلف برای دستیابی به گیرنده ای با مشخصات و عملکرد داده شده مورد استفاده قرار گیرد. گیرنده های آنالوگ محدودیتی نسبت به حساسیت و دقت دارند. از این رو گیرنده های دیجیتال با برطرف شدن محدودیت ها، یک نشانه خوب در چنین سیستم هایی ایجاد کرده اند. افزودن قابلیت های تشخیص ‏حضور چند سیگنال هم زمان و تشخیص حضور سیگنال CW به ساختار گیرنده از جمله دیگر فعالیت های صورت گرفته در تکمیل طراحی مفهومی گیرنده است. در این مقاله به بررسی اصول عملکرد، تحلیل خطا و در نهایت شبیه سازی گیرنده اندازه گیری لحظه ای ‏فرکانس (DIFM) بر اساس مشخصات داده می پردازیم. پس از مروری جامع بر گیرنده های مطرح سیستم های پشتیبان جنگ الکترونیک، به منظور رسیدن به گیرنده ای با پارامتر های مناسب ساختار کلی گیرنده پیشنهاد می شود و روابطی جهت محاسبه عملکرد آن ارایه می گردد. ‏هم چنین به وسیله شبیه سازی با استفاده از نرم افزار متلب، تخمین گر مناسب انتخاب می شود. سپس، با جمع بندی مطالب بیان شده، ساختار گیرنده نهایی معرفی می شود و پس از مدل سازی ریاضی مناسب، عملکرد کلی سیستم تعیین می گردد. همانگونه که نشان داده شده، ساختار گیرنده معرفی شده به خوبی قادر است ‏مشخصات گیرنده مطلوب در پروژه ‏تعریف شده ‏را برآورده سازد.

    کلیدواژگان: سیستم‌های پشتیبان جنگ الکترونیک، تخمین‌گر، DIFM
|
  • Akram Mohammadi Soomar, Mehran Emadi * Pages 1-14
    At various stages of fabric production, there are numerous damages to the surface of the fabric. Regardless of the causes of the failures, precise identification of their types helps to correctly classify the fabric and thus provides a high percentage of the quality control process. Quality control of fabrics is of great importance in order to improve product quality and maintain a competitive market. Identification of faulty areas in automated methods is of great importance. In this paper, a new method is presented in the clustering of faulty zones based on clustering as well as morphological operators. In the proposed method, after preprocessing necessary to improve image quality, the first step is to cluster the image to create similar areas. Then morphological operators are applied to extract the defective area. The defective area is represented by the active contour algorithm. Although many methods such as local binary patterns and other methods have been proposed, the speed of detection of these algorithms is low and has high computational complexity. The proposed method is implemented on the CMUPIE database and evaluated using accuracy assessment criteria and accuracy criteria. The accuracy of identifying defective areas in the proposed method is 93.82%, and the precision of detecting defective areas in the suggested method is 98.33% which are significantly improved compared to similar methods.
    Keywords: Defected Fabric, Segmentation, Morphological operators, Active Contour
  • Fahimeh Tavakoli, Faramarz Safi Esfahani * Pages 15-32

    The map-reduce model is a method for executing large data applications. It is also a parallel programming model for writing applications that can be executed on the cloud. Organizations are increasingly producing data that is generated by business processes, user activities, website tracking, sensors, finance, accounting, and more. Data clustering algorithms are used as tools for analyzing large volumes of data. The main purpose of these algorithms is to categorize data into clusters so that the data objects in each cluster are more similar. In this paper, a dense hierarchical clustering algorithm, one of the data mining techniques, is implemented using map-reduce design and then the results of this algorithm are compared with the usual one. Experiments show that runtime decreases with increasing input data size. The runtime of the algorithm improved by 16.80% for the 200 data-point dataset, and 29.26% for the dataset with 1000 data points. The percentage of CPU usage in the parallel system also increased from 22% to 94%.

    Keywords: Map-Reduce, Hadoop, clustering algorithms, parallel programming
  • Mahtab Dadkhah, Mahdi Khezri *, Hamid Mahmoodian Pages 33-45
    In this study, we try to present a complete model of skeletal muscle, with the aim of expressing it's behavior in a precise manner. This model is presented with considering the role of sensory receptors in muscle function. Muscle spindle and Golgi tendon receptors provide information on length changes and muscle force, respectively . Then this information is sent to the central nervous system for final decision making. In this study, adaptive combination of the Spindle and Golgi tendon afferents Due to the changes in their level of activity and the force produced in the muscle under different functional conditions is suggested. Considering the control feedbacks of the afferents in the presented model can optimize the precise behavior of the muscle under different loads and eliminate the limitations of previous models. The results of the proposed model according to the precise modeling of sensory receptors (Muscle spindle and Golgi tendon) have been consistent with the experimental results of muscle activity. This model can be used to predict muscle's behavior in preventing muscular nervous system damage, as well as the design of artificial muscles and different prostheses.
    Keywords: Skeletal muscle modeling, Sensory feedbacks, Muscle spindle, Golgi tendon, Muscle tension
  • Ali Ahmadpour *, Seyedjalal Seyed Shenava, Abdolmajid Dejamkhooy, Elham Mokaramian Pages 47-60

    In this paper, Finite Element Method (FEM) is used to study the ferroresonance phenomenon from the perspective of the electromagnetic forces introduced on the transformer windings. In order to simulate this phenomenon, a consecutive 3–phase short–circuit fault is considered to be on the primary side at a relatively distant from the transformer. Then, due to the capacitance of the line, between the error point and transformer, the single–phase short–circuit faults are generated, one–by–one. Because of the switching, for isolation feeder from the fault point, the ferroresonance appears in power system. Then, voltages and currents of the primary and secondary windings will be changed. The effect of current changes on the forces that transformer coils withstand, when the ferroresonance happens, is an interesting topic to this paper. With modeling of the transformer and feeder switching in the FLUX 12.2 software, the ferroresonance condition is simulated. Due to the dependence of the ferroresonance on the non-linearity of the magnetic characteristic of the transformer core, Jiles–Atherton vector hysteresis model is used to modeling the core hysteresis loops for enhancement the results accurate.

    Keywords: Ferroresonance, Transformer, Electromagnetic force analysis, Finite Element Method, Short–circuit
  • Saman Madanian, Sayed MohammadAli Zanjani * Pages 61-71

    Electronic waste (E-waste) consists of obsolete electrical or electronic devices. Electronic waste recycling is of importance when it comes to protecting resources and environment. Today, nearly 1.3 billion tons/year of waste is produced worldwide, which is expected to increase to 4.3 billion tons/year by 2025. E-waste from old PCs is predicted to increase to 500 percent over a decade, and by 2020, compared to 2007, the disposal of cell phones will be increased by almost 18 times. Understanding and distinguishing different components of E-waste can help their efficient recycling. Sophisticated electronic devices contain approximately 60 different elements, which include valuable and hazardous materials. The most valuable component of E-waste is PCB, which contain many hazardous materials besides valuable metals. To prevent human and environmental poisoning, it is necessary to analyze the properties and compounds of different materials in E-waste and to find ways of re-managing it using healthy and environmentally friendly processes. In this paper, we focus on the general E-wasteland problems, such as the classification of E-waste, its constituents, various eco-friendly waste manage me n t and recycling processes, as well as considering valuable metals extraction. Despite many efforts to develop the recycling technology, this technology has many disadvantages due to the complexity of E-waste treatment systems. Therefore, the disadvantages of each process are discussed by considering technical problems and environmental protection level.

    Keywords: Electronic waste, waste Management, Environmental pollution, block chain, power pulse
  • Afsaneh Asgharzadeh, Mohammad Mirzaei* Pages 73-84

    Frequency carries the most important parameters for identifying and classifying signals in electronic warfare systems and measuring them is one of the most important tasks of an electromagnetic support measure. To this end, various receiver structures with different capabilities and features have been proposed; however, given the technology available, it is usually necessary to combine different structures to achieve receivers. Used with the specification and function given. Although analogue receptors are capable of measuring essential parameters, they have limitations on sensitivity and accuracy. Therefore, digital receivers, by removing the limitations, have created a good signal in such systems. Adding multi-signal simultaneous presence detection capabilities and CW signal presence to the receiver structure are among other activities to complete the receiver's conceptual design. In this paper, we investigate the principles of performance, error analysis and finally simulation of receiver frequency moment measurement (DIFM) based on data characteristics. After a comprehensive overview of the proposed receivers for electronic warfare backup systems, we propose the overall structure of the receiver in order to allow it to be used in receivers with appropriate parameters and provide relationships to calculate its performance. To give. We also choose the appropriate estimator by simulation using MATLAB software. Then, by summarizing the material presented, we introduce the structure of the final receiver and, after appropriate mathematical modeling, obtain the overall performance of the system. As we shall see, the introduced receiver structure is capable of meeting the desired receiver specifications in the defined project.

    Keywords: Electronic Warfare Support System, Estimator, DIFM