هوش محاسباتی در مهندسی برق (سیستم های هوشمند در مهندسی برق)
سال:1393 | دوره:5 | شماره:3 |تعداد مقالات:8

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.

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.

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.

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 از دست رفتن بسته های اطلاعاتی پرداخته شده است. در این روش پدیده از دست رفتن بسته ها در هر دو مسیر سنسور/کنترل کننده و کنترل کننده/عملگر و پدیده 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 از دست رفتن بسته های اطلاعاتی پایدارشده است.

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.

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.

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.

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.