مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران، الف- مهندسی برق
سال:1401 | دوره:20 | شماره:1 |تعداد مقالات:7

یکپارچه سازی منابع تجدیدپذیر به منظور تأمین بار محلی باعث به وجود آمدن مفهومی به نام ریزشبکه شده است. با ورود گسترده ریزشبکه ها، مدیریت انرژی و بهره برداری از سیستم و منابع در شرایط بازار برق از وظایف مهم مدیریت بهره برداری ریزشبکه است. در این مقاله مسئله بهره برداری ریزشبکه با در نظر گرفتن مسایل اقتصادی، فنی و همچنین با در نظر گرفتن عدم قطعیت های مربوط به بار مصرفی، سرعت باد و تابش خورشید در شرایط بازار برق مدل سازی شده است. یکی از مباحث مهم در شرایط بازار برق بحث مشارکت واحدها در شرایط قیمت واقعی است. بر این اساس چهارچوبی به منظور بهره برداری بهینه و مصرف انرژی بارهای کنترل پذیر در شرایط بهره برداری یکپارچه از منابع انرژی توزیع شده دارای عدم قطعیت، از دیدگاه مصرف کننده ارائه می شود. مسئله بهینه سازی مورد نظر به صورت یک مسئله برنامه ریزی خطی تصادفی دومرحله ای، با هدف کمینه سازی هزینه بهره برداری ریزشبکه و هزینه مورد انتظار پرداختی مصرف کننده و با در نظر گرفتن نیاز مصرف کننده به برخی از بارهای کنترل پذیر خود در بازه های زمانی مورد نظر او و محدودیت های بارها و نیز محدودیت های اعمال شده از جانب شرکت برق مدل می شود که با استفاده از الگوریتم بهینه سازی ازدحام سالپ حل می گردد. برای مدل سازی بازار برق خرده فروشی، تعرفه های RTP و IBR مورد استفاده قرار می گیرد تا هم نوسانات قیمت عمده فروشی بهتر منعکس شود و هم از هم زمانی مصرف جلوگیری گردد. در این روش قیمت به جای مشخص بودن در کل دوره برنامه ریزی، تنها در تعداد محدودی از ساعات آینده، از جانب خرده فروش به مصرف کننده اعلام می شود. در این شرایط هر گونه زمان بندی بارهای کنترل پذیر نیازمند پیش بینی قیمت است و این در حالی است که پیش بینی قیمت، عدم قطعیت هایی را به همراه خواهد داشت. این عدم قطعیت با تولید سناریوهایی برای متغیر تصادفی قیمت آینده با استفاده از روش مونت کارلو، مدل سازی می شود. روش پیشنهادی با استفاده از نرم افزار MATLAB شبیه سازی و توانایی آن نشان داده شده است.

این مقاله به ارائه یک روش کارا مبتنی بر امپدانس مجازی تطبیقی و یک بستر مخابراتی توزیع شده با ساختار کنترلی سلسله مراتبی در ریزشبکه های متناوب مقاومتی جزیره ای به منظور تقسیم صحیح توان و کاهش جریان های گردشی می پردازد. در روش های موجود، مقاومت مجازی تطبیقی می تواند مقادیر منفی را احراز نموده و فرض غالب بودن خاصیت مقاومتی خط تغذیه را که کنترلر دروپ بر مبنای آن طراحی شده، نقض و عملکرد دروپ را مختل نماید. همچنین مقاومت مجازی منفی با کاهش میرایی کل سیستم، می تواند حاشیه پایداری را کاهش داده و اثرات نامطلوبی بر عملکرد سیستم حلقه بسته، بالاخص در حالت های گذرا داشته باشد. در روش پیشنهادی با اجرای هوشمندانه یک بستر مخابراتی توزیع شده جدید بین اینورترهای ریزشبکه، مشکل منفی شدن مقاومت مجازی رفع گردیده است. مزایای سیستم کنترلی پیشنهادی عبارت هستند از حذف جریان گردشی، تقسیم صحیح توان بین منابع تولید پراکنده متناسب با ظرفیت نامی آنها، جلوگیری از انحراف فرکانس و دامنه ولتاژ باس نقطه اتصال مشترک از مقدار نامی، عدم نیاز به اندازه گیری و یا تخمین امپدانس خطوط تغذیه واصل بین اینورتر و باس نقطه اتصال مشترک، تضمین غالب بودن خاصیت سلفی یا مقاومتی امپدانس کل خط تغذیه در شرایط کاری مختلف، جلوگیری از ایجاد وابستگی بین توان های اکتیو و راکتیو و در نتیجه تضمین عملکرد مطلوب کنترلر دروپ در نقاط کاری مختلف، بهبود پایداری و پاسخ حالت گذرا و در نهایت استفاده از یک بستر مخابراتی توزیع شده ساده و یک طرفه با پهنای باند پایین به جای بسترهای مخابراتی پیچیده، متمرکز و دوطرفه. نتایج حاصل از شبیه سازی در محیط سیمولینک نرم افزار متلب نشان می دهد که روش کنترل پیشنهادی معایب کنترل دروپ و امپدانس مجازی تطبیقی مرسوم را به طرز مطلوبی رفع نموده است.

به کارگیری تکنیک های محاسبات نرم در علوم مهندسی حجم زیادی از پژوهش ها را شامل شده است. از جمله این مسایل می توان به طراحی و بهینه سازی سیستم های ناوبری جهت استفاده در سیستم های حمل ونقل زمینی، دریایی و هوایی اشاره کرد. از این رو در این پژوهش سعی در بهره گیری از رویکردهای جدید بهینه سازی هوشمند فراابتکاری مبتنی بر هوش مصنوعی در جهت طراحی سامانه های ناوبری تلفیقی می باشد. برای این منظور از نسخه جدید الگوریتم بهینه سازی سیستم صفحات شیب دار به همراه چند نسخه دیگر آن در کنار دو روش مرسوم الگوریتم زیستی و بهینه سازی ازدحام ذرات استفاده شده است. ملاحظات بر روی یک مسأله INS/GNSS با ماژول های اندازه گیری اینرسی IMU MEMS انجام شدند. ماتریس های کواریانس نویز فرایند و اندازه گیری به عنوان متغیرهای طراحی و مجموع میانگین مربعات خطا به عنوان تابع هدف در قالب یک مسأله کمینه سازی تک هدفه در نظر گرفته شده اند. خروجی ها بر حسب شاخص های آماری و عملکردی نظیر زمان اجرا، برازندگی، همگرایی ها، دقت سرعت های زاویه ای، طول و عرض جغرافیایی، بلندی، Roll، Pitch، Yaw و مسیریابی به همراه رتبه بندی الگوریتم ها ارائه شدند. برایند کلی نتایج حکایت از عملکرد موفق و برتری نسبی روش های IPO و IIPO نسبت به رقبا و همچنین کارکرد قابل رقابت الگوریتم های پیشنهادی در قیاس با حجم ملاحظات و محاسبات مسأله مفروض دارد.

در این مقاله، دو نوع کنترل پیش بین با نام های کنترل پیش بین با مجموعه کنترلی محدود مبتنی بر مدل (FCS-MPC) و کنترل پیش بین بی نوسان مبتنی بر مدل (Dead-Beat MPC)، به منظور کنترل جریان ماشین سنکرون مغناطیس دایم در حالت بازیابی انرژی برای کاربرد خودروهای الکتریکی اعمال و مقایسه شده است. استراتژی FCS-MPC بردار ولتاژ بهینه را انتخاب و پالس های کنترلی را مستقیماً بدون استفاده از هیچ گونه مدولاتوری به اینورتر اعمال می کند و استراتژی Dead-Beat MPC با مدولاسیون پهنای پالس فضای برداری پیاده سازی شده است. عملکرد و نتایج هر دو نوع استراتژی با استفاده از نرم افزار سیمولینک متلب استخراج و با یکدیگر مقایسه گردیده است. مقایسه به طور عمده در دو حالت ماندگار و حالت گذرا انجام شده است. هر دو نوع استراتژی بر روی یک ماشین سنکرون مغناطیس دایم با پارامترهای یکسان و با حالت کاری مشابه اعمال شده است. نتایج نشان می دهد که نوسان جریان در حالت ماندگار در استراتژی DB-MPC کاهش بیشتری داشته و پاسخ حالت گذرا در استراتژی FCS-MPC سریع تر است.

در این مقاله مسأله هل دادن جسم به عنوان یکی از مسایل استاندارد همکاری ربات ها در نظر گرفته شده است. در این مسأله، هر ربات به صورت غیر متمرکز نیروی کنترلی خود را برای هدایت جسم تولید می نماید. روش های ارائه شده برای کنترل غیر متمرکز جسم بر روی یک مسیر متغیر با زمان نیازمند اطلاعاتی در خصوص موقعیت ربات های هل دهنده نسبت به جسم می باشند. عدم وجود شناخت هر ربات از نحوه قرارگیری ربات ها نسبت به جسم را می توان به کمک تبادل اطلاعات از طریق شبکه ارتباطی مابین ربات ها و طرح یک مسأله اجماع بر روی ممان های موقعیتی برای توافق در خصوص مقادیر ممان برطرف نمود. اثر ارتباطات بین ربات ها بر روی فرایند رسیدن به اجماع و اثر تأخیر در اجماع بر کنترل حرکت جسم، موضوع مورد مطالعه در این مقاله است. در این مقاله، قانون کنترلی مناسب برای دستیابی به اجماع در شرایط عدم وجود ارتباط دوبه دو مابین همه ربات ها، وجود تأخیر و احتمال از دست رفتن داده ها در شبکه ارتباطی ارائه شده است. حداکثر تأخیر مجاز شبکه برای ممانعت از ناپایداری کنترل حرکت جسم نیز مشخص شده است. نتایج شبیه سازی، قابلیت روش پیشنهادی برای کنترل سرعت جسم بر روی مسیر مطلوب را مشخص کرده و اثر محدودیت های شبکه را بر روی کارایی کنترل کننده نشان می دهد.

چرخ عکس العملی، یکی از حساس ترین ادوات مربوط به رانشگرهای فضایی است که به راحتی دستخوش اغتشاشات می شود. حفظ وضعیت ماهواره و توانایی در کنترل آن به دلیل پرهزینه بودن پروژه های طراحی و ساخت، یکی از مهم ترین مسایل مطرح شده این روزها می باشد. برای بهبود این روند، شناسایی و مدل کردن اغتشاشات و تحلیل تأثیرات آن بر پارامترهای سیستم جهت شناسایی و نقطه یابی نقص، از اهمیت بسیاری برخوردار هستند. در نتیجه شناسایی و تخمین دقیق اغتشاشات واردشده بر چرخ های عکس العملی و بررسی تأثیر این ورودی های نامعین بر متغیرهای حالت سیستم، امری ضرروی برای آشکارشدن وضعیت داخلی فضا پیما و شناسایی نقص آن است. به همین سبب در این مقاله از یک رؤیتگر جدید جهت تخمین بردار ورودی نامعین اغتشاش و بردار حالت سیستم استفاده شده است. در این راستا با در نظر گرفتن دینامیک میکرواغتشاش متغیر با زمان آنبالانس چرخ، ماتریس های طراحی رؤیتگر پیشنهادی در هر لحظه از زمان را با انجام یک سری محاسبات نامساوی های ماتریسی (LMI) به دست می آوریم که همگرایی و پایداری خطای تخمین این روش بر اساس قضیه لیاپانوف اثبات گردیده است. سپس نتایج طی یک سری شبیه سازی در نرم افزار Matlab با مشخصه تخمین ورودی بردار نامعین و بردار حالت مدل میکرواغتشاش، در بخش چهار ارائه می شوند.

حسگرهای زیستی دارای کاربردهای متنوعی خصوصاً در بخش تشخیص پزشکی هستند. در این مقاله از ترانزیستور نانولوله بدون پیوند به عنوان حسگر زیستی بدون برچسب برای تشخیص مولکول استفاده گردیده است. اساس عملکرد این حسگر بر مبنای مدولاسیون دی الکتریک عایق گیت است. در این ترانزیستور، گیت وظیفه کنترل جریان درین را بر عهده دارد و در صورت تغییر خازن گیت، جریان درین تغییر می کند. یک نانوحفره در عایق گیت ایجاد گردیده که محل قرارگیری مولکول است. از آنجا که مولکول های زیستی مختلف دارای ثابت دی الکتریک متفاوتی هستند، انباشتگی مولکول های مختلف در نانوحفره موجب تغییر ثابت دی الکتریک نانوحفره گردیده و این امر در نهایت موجب تغییر خازن گیت و تغییر جریان افزاره می گردد. تغییرات ولتاژ آستانه و تغییرات جریان درین به عنوان دو معیار برای شناسایی مولکول و تعیین حساسیت حسگر معرفی شده اند. این حسگر به دلیل دارابودن دو گیت داخلی و خارجی دارای توان مصرفی پایینی است و دارای فرایند ساخت ساده در دمای پایین می باشد. از مزایای ساختار مطرح شده در این حسگر می توان به حساسیت بالا و تفکیک پذیری بالا خصوصاً در مولکول هایی با ثابت دی الکتریک پایین اشاره نمود. اثر متغیرهای مهم ساختاری و فیزیکی بر عملکرد این حسگر به طور کامل مورد بررسی قرار گرفته است. تابع کار فلز گیت و آلایش کانال دو معیار بسیار مهم در حساسیت حسگر هستند که لازم است مقادیر بهینه ای برای آنها تعیین گردد. به دلیل توان مصرفی پایین و حساسیت بالا، این حسگر می تواند گزینه مناسبی برای کاربرد در ابعاد نانو باشد.