مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران، الف- مهندسی برق
سال:1398 | دوره:17 | شماره:2 |تعداد مقالات:8

در معادلات دینامیکی غیر خطی خودروی برقی، پارامترهایی از قبیل ضریب اصطکاک بین لاستیک و جاده، ضریب کشش، مقاومت آرمیچر و مقاومت سیم پیچ میدان، دارای عدم قطعیت هستند. طراحی یک کنترل کننده که در حضور این عدم قطعیت های پارامتری و همچنین در حضور اغتشاشات خارجی عملکردی مقاوم داشته باشد و از طرفی به طور توأمان معیار بهینگی را نیز ارضا نماید، مسأله ای چالش برانگیز است. در کاربردهای عملی، علاوه بر مشکل فوق باید حجم محاسبات ورودی کنترل را نیز مد نظر قرار داده و یک تعامل منطقی بین عملکرد مطلوب کنترل کننده و حجم محاسبات برقرار نمود. در مقاله پیش روی، بر اساس مدل فازی تاکاگی-سوگنوِ خودروی برقی، یک کنترل کننده پایدار مقاوم بهینه فازی مبتنی بر جبران ساز موازی توزیع یافته طراحی می گردد. بهره های پسخور پایدارساز مدل فازی، کران بالای عدم قطعیت ها، کران بالای اثر اغتشاشات و کران بالای تابع هزینه، از طریق حل یک مسأله کمینه سازی و بر اساس نامساوی های ماتریسی خطی به صورت کاملاً برون خط به دست می آیند و لذا حجم محاسبات ورودی کنترل، فوق العاده کم است. این امر، امکان پیاده سازی عملی کنترل کننده پیشنهادی را میسر می سازد. عملکرد مطلوب کنترل کننده پیشنهادی در شبیه سازی های پنج مرحله ای نمایش داده شده است.

تکنولوژی ریزشبکه ها استفاده هماهنگ و سودمند منابع انرژی گوناگون را برای تأمین بارهای موجود میسر می سازد. جهت داشتن یک عملکرد هماهنگ بین منابع اینورتری هنگام مواجهه با پدیده جزیره ای شدن، استفاده از ساختار کنترل کننده افتی بسیار سودمند خواهد بود. در این مقاله، کنترل کننده افتی معمول به گونه ای اصلاح می شود که توان به طور متناسب بین منابع تقسیم و باعث تنظیم ولتاژ دقیقی در خروجی منابع شود. به واسطه ارائه مدلی برای اینورتر متصل به بار غیر خطی، کنترل کننده افتی هارمونیکی طراحی می شود. از طریق کنترل کننده افتی مربوط به هر هارمونیک، ولتاژهای هارمونیکی محاسبه و به ولتاژ مرجع اضافه می شود که در نتیجه کیفیت ولتاژ خروجی بهبود می یابد. سپس حلقه کنترل ولتاژ اینورتر با امپدانس مقاومتی در حضور بارهای غیر خطی به گونه ای اصلاح می شود که به هنگام ترکیب با کنترل کننده افتی هارمونیکی، THD ولتاژ خروجی به طور قابل ملاحظه ای کاهش یابد. نتایج شبیه سازی نشان دهنده توانایی روش پیشنهادی در کاهش هارمونیک های ولتاژ در عملکرد موازی اینورترها می باشد.

در این مقاله طراحی بهینه ژنراتور سنکرون آهنربای دایم شش فاز جهت استفاده در توربین های بادی بدون جعبه دنده ارائه شده است. ابعاد و هزینه ساخت زیاد و راندمان کم از معایب ژنراتورهای متصل به توربین های بادی بدون جعبه دنده به دلیل سرعت نامی پایین می باشد. بنابراین هدف اصلی این مقاله طراحی بهینه ژنراتور سنکرون آهنربای دایم بر اساس کاهش تلفات و هزینه ساخت ژنراتور است. به همین منظور ابتدا روابط حاکم بر طراحی ژنراتور سنکرون آهنربای دایم شار شعاعی مورد بررسی قرار گرفته و یک الگوریتم طراحی دقیق برای آن استخراج شده است. سپس با تعریف یک مسأله بهینه سازی چندهدفه، متغیرهای طراحی با استفاده از الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات در یک محدوده مناسب بهینه یابی شده و حداقل تلفات و هزینه ساخت ژنراتور به دست آمده است. در پایان مقایسه ای بین ژنراتور بهینه شده و یک نمونه ژنراتور آهنربای دائم رتور خارجی واقعی انجام شده است که نشان دهنده قابلیت های بسیار خوب روش طراحی بهینه ارائه شده می باشد. همچنین صحت طراحی بهینه انجام شده به واسطه تحلیل اجزای محدود مورد بررسی قرار گرفته است.

یکی از چالش های موجود در استفاده از انرژی های تجدیدپذیر عدم توانایی این منابع در تأمین پایدار انرژی مورد نیاز برای کاربردهای گوناگون می باشد تا بتوان از آن در نیازهای روزمره نیز استفاده کرد. با توجه به مشکل بیان شده، در بسیاری از کاربردها نیاز به منابع متعدد مانند باد، خورشید، باتری و پیل سوختی به طور هم زمان می باشد تا بتوان در مواقع لزوم از آن استفاده کرد، اما استفاده از مبدل های جداگانه برای هر منبع با توجه به هزینه بالا مقرون به صرفه نیست. مبدل های چندورودی امکان استفاده از چند منبع در کنار یکدیگر را توسط یک مبدل فراهم می کند تا با کاهش تعداد المان های موجود در مدار هزینه ها به طور قابل ملاحظه ای کاهش یابد. در این مقاله مبدل چندورودی با کلیدزنی نرم ارائه می شود. در این مبدل تنها با استفاده از یک مدار کمکی برای هر دو کلید مبدل شرایط کلیدزنی نرم فراهم شده است. مبدل چندورودی کلید زنی نرم پیشنهادی تحلیل و صحت راهکارهای پیشنهادی در قالب تحلیل های نظری و نتایج شبیه سازی اثبات می گردد.

مبدل پل H متوالی یکی از پرکاربردترین مبدل های چندسطحی در مبدل های توان بالا است. اما نامتعادلی ولتاژ DC خازن ها در این مبدل از مشکلات به کارگیری آنها به خصوص در کاربردهایی است که خازن ها از طریق شبکه شارژ می شوند. علت عمده بروز این نامتعادلی در ولتاژ خازن ها، تفاوت در تلفات هر سلول مبدل است. در این مقاله روش جدیدی برای متعادل سازی ولتاژ خازن باس DC مبدل چندسلولی پل H متوالی ارائه می شود که نیاز به اندازه گیری جریان عبوری از سلول ها ندارد. روش پیشنهادی که انتقال فاز حامل تطبیقی (ACPS) نامیده می شود بر پایه استفاده از روش مدولاسیون عرض پالس مبتنی بر انتقال فاز بنا شده که با اندازه گیری ولتاژهای باس DC و تغییر مقدار انتقال فاز سلول ها به متعادل سازی ولتاژ خازن ها می پردازد. روش پیشنهادی به صورت ریاضی تحلیل شده و جهت متعادل سازی ولتاژ خازن ها بر روی یک مبدل پل H متوالی هفت سطحی در کاربرد مبدل به عنوان جبران ساز سنکرون استاتیکی (STATCOM) استفاده شده است. شبیه سازی های متعددی در نرم افزار MATLAB/Simulink انجام شده که به خوبی کارایی روش متعادل سازی پیشنهادی در حفظ تعادل ولتاژ باس DC سلول ها را نشان می دهد.

تعمیر و نگهداری قابلیت اطمینان محور، ابزاری برای مدیریت تعمیر و نگهداری دارایی های استهلاک پذیر است. اساس این روش شناسایی مودهای خرابی دارایی ها، فرایند استهلاک آنها و برنامه ریزی تعمیرات به منظور کاهش ریسک خرابی و هزینه های مرتبط با تعمیر و نگهداری است. یکی از روش های تعمیراتی مورد استفاده در تعمیر و نگهداری قابلیت اطمینان محور، تعمیر و نگهداری مبتنی بر بازرسی است. در تعمیر و نگهداری مبتنی بر بازرسی، پس از بازرسی و تعیین وضعیت استهلاک یک تجهیز در مورد نوع تعمیر تصمیم گیری می شود. در این مقاله، مدلی برای برنامه ریزی سالانه تعمیر و نگهداری مبتنی بر بازرسی تجهیزات شبکه ارائه می شود. مسئله برنامه ریزی به صورت یک مدل احتمالی با متغیرهای باینری به عنوان زمان های بازرسی فرمول بندی می شود و استراتژی بهینه تعمیراتی تعیین می شود. این مدل روی یک ترانسفورماتور، پیاده سازی و آنالیز حساسیت به منظور بررسی اثر هزینه بازرسی و هزینه خاموشی انجام می شود.

در این مقاله روش جدیدی با نام مدولاسیون فضایی پیشرفته (ASM) را برای به کارگیری در سیستم های MIMO پیشنهاد می کنیم. مدولاسیون فضایی پیشرفته با استفاده از تقسیم کننده توان و تعیین فاز آنتن های فعال، بازدهی طیفی را نسبت به مدولاسیون فضایی معمولی افزایش می دهد. استفاده از تقسیم کننده توان به ما اجازه می دهد در آن واحد تعداد بیشتری آنتن فعال داشته باشیم، در حالی که همچنان یک زنجیره RF بیشتر نداریم. با تخصیص دادن بیت هایی از اطلاعات به فاز آنتن های فعال نیز دوباره می توانیم بیت های فضایی بیشتری ارسال کنیم. در ادامه با استفاده از روش های مونت کارلو عملکرد سیستم پیشنهادی را شبیه سازی کرده و آن را با مدولاسیون فضایی معمولی و دیگر تکنیک های MIMO از قبیل کدهای بلوکی فضا-زمان متعامد و V-BLAST مقایسه نموده ایم.

در این مقاله، یک مقسم/ ترکیب کننده توان مایکروویو 1: 8 در باند Ku (محدوده فرکانسی GHz 18-15) با استفاده از فناوری موج بر فاصله هوایی (Ridge Gap Waveguide) طراحی و شبیه سازی شده که قابل تعمیم به مقسم/ ترکیب کننده توان N: 1 دلخواه است. در این طرح از ساختار فلزی یکپارچه و اتصال با شکل T و همچنین تطبیق امپدانس چندقسمتی استفاده شده است. مقسم توان شبیه سازی شده دارای تلف بازگشتی بهتر از dB 10-در پهنای باند مورد نظر است. همچنین اندازه ضریب انتقال از دهانه ورودی به هر کدام از دهانه های خروجی حدود dB 9-است که مورد انتظار است. همچنین تفاوت بین فاز ضریب انتقال از دهانه ورودی به هر کدام از دهانه های خروجی کمتر از 9/0 درجه است.