مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران، الف- مهندسی برق
سال:1389 | دوره:8 | شماره:1 |تعداد مقالات:9

این مقاله قسمت اول از یک مقاله دوقسمتی است که در آن چند روش حذف بار ترکیبی تطبیقی برای اصلاح روش حذف بار فرکانسی متداول به منظور بهبود پایداری سیستم قدرت و بالاخص افزایش حاشیه پایداری ولتاژ سیستم پس از وقوع حوادث شدید پیشنهاد می گردد. امروزه با گسترش شبکه های قدرت و خصوصی سازی و رقابتی شدن صنعت برق، حاشیه امنیت شبکه ها در مقابل انواع ناپایداری کاهش یافته است. در این شرایط روش های حفاظتی متداول خصوصا در حوادث ترکیبی نمی توانند به خوبی از شبکه در برابر ناپایداری محافظت کنند. در برخی از این حوادث با وجود این که روش های حفاظتی متداول فرکانس سیستم را به محدوده مجاز باز می گردانند، نهایتا سیستم بر اثر افت ولتاژهای شدید دچار ناپایداری ولتاژ می گردد. در برخی حوادث دیگر افت ولتاژ شدید باعث اختلال در عملکرد رله های فرکانسی می گردد. در این مقاله سه روش حذف بار ترکیبی تطبیقی برای مقابله با این گونه حوادث پیشنهاد شده است. این روش ها بر اساس اطلاعات محلی اندازه ولتاژ و فرکانس و بدون نیاز به ارتباط مخابراتی عمل می کنند. در الگوریتم های پیشنهادشده، حذف بار از نقاط با افت ولتاژ بیشتر و طولانی تر در حین افت فرکانس آغاز می گردد و سرعت، محل و مقدار حذف بار بسته به محل وقوع حادثه و وضعیت ولتاژی سیستم و نرخ افت فرکانس به طور تطبیقی تغییر می کند. در قسمت دوم مقاله، نتایج عددی شبیه سازی روش متداول و روش های پیشنهادی در یک شبکه بزرگ و واقعی ارایه شده و عملکرد این روش ها به ازای حوادث مختلف مورد بررسی قرار گرفته است.

این مقاله قسمت دوم از یک مقاله دوقسمتی است که در آن چند روش حذف بار ترکیبی تطبیقی برای اصلاح روش حذف بار فرکانسی متداول به منظور بهبود پایداری سیستم قدرت و بالاخص افزایش حاشیه  پایداری ولتاژ سیستم پس از وقوع حوادث شدید پیشنهاد می گردد. در قسمت اول مقاله، مفهوم کلی و الگوریتم سه روش حذف بار ترکیبی پیشنهادشده تشریح گردید. همچنین روش طراحی این الگوریتم ها برای سیستم های قدرت شرح داده شد.در این مقاله نتایج عددی شبیه سازی روش متداول و روش های پیشنهادی در یک شبکه بزرگ و واقعی ارایه می گردد. تاثیر روش های پیشنهادی بر افزایش حاشیه پایداری ولتاژ با شبیه سازی حوادث مختلف نشان داده می شود و عملکرد این روش های تطبیقی با یکدیگر و با روش متداول مقایسه می گردد. در این شبیه سازی ها برای رسیدن به یک مدل واقعی و تحلیل دقیق تر رفتار ولتاژی سیستم، از مدل گسترده و دینامیک شبکه استفاده شده و بار به صورت دینامیک و با استفاده از ترکیب بار استاتیک و موتور القایی مدل شده است. با در نظر گرفتن نتایج به دست آمده می توان نتیجه گرفت که با استفاده از روش های حذف بار پیشنهادی، سیستم قدرت در مقابل وقوع حوادث بزرگ مقاوم تر شده و احتمال وقوع ناپایداری و فروپاشی کاهش می یابد.

در ترمیم تصویر، قسمت های نامطلوب و مخدوش تصویر، حذف و با تصویر مناسب جایگزین می گردد. در این مقاله ترمیم تصویر با استفاده از اطلاعات فرکانسی تبدیل موجک انجام گرفته است. ترمیم با استفاده از انتشار مقدار پیکسل های سالم به داخل ناحیه مخدوش انجام می شود که از بیرونی ترین پیکسل ها شروع و به تدریج ناحیه مخدوش بازسازی می شود. برای تعیین جهت انتشار و میزان انتشار روش ترمیم مبتنی بر منحنی های هندسی، تعمیم یافته و از اطلاعات تبدیل موجک استفاده شده است. نتایج آزمایش ها، برتری روش موجود را به روش ترمیم منحنی های هندسی نشان می دهد.

در این تحقیق یک سیستم تایید امضای برخط با استفاده از روش رگرسیون توسعه یافته در حوزه تبدیل موجک ایستا ارایه شده است. برای محاسبه شباهت بین امضاها به وسیله رگرسیون توسعه یافته، باید طول زمانی سیگنال های متناظر دو امضا یکسان شود. استفاده از تطابق همه نقاط برای یکسان سازی طول زمانی سیگنال ها سبب کاهش تمایز بین امضاهای اصلی و جعلی می شود. برای حفظ تمایز بین امضاهای اصلی و جعلی، روشی بر مبنای تطابق نقاط فرینه برای یکسان سازی طول زمانی سیگنال ها ارایه شده است. همچنین با محاسبه شباهت بین جزئیات سیگنال های امضاها در حوزه تبدیل موجک ایستا، دقت سیستم تایید امضا به طور قابل ملاحظه ای افزایش داده شده است. این سیستم بر روی مجموعه امضاهای SVC 2004 آزمایش شده و نتایج آن با نتایج تیم های شرکت کننده در اولین مسابقه بین المللی تایید امضا مقایسه شده است. با این روش برای امضاهای جعلی حرفه ای خطای تایید %6 به دست می آید که در مقایسه با تیم های شرکت کننده در این مسابقه در رتبه دوم قرار می گیرد و برای امضاهای جعلی تصادفی خطای تایید وجود ندارد و از این لحاظ در رتبه اول قرار می گیرد. نتایج حاصل نشان می دهد که استفاده از تبدیل موجک ایستا نرخ خطا را %35 نسبت به حوزه زمان بهبود می دهد.

در این تحقیق یک روش مستقل از تباین برای دودویی کردن تصاویر متنی آسیب دیده ارایه می شود. این روش به تنظیم پارامتر توسط کاربر نیاز ندارد و برای دودویی کردن تصاویر متنی با آسیب های تباین کم و غیر یکنواختی روشنایی پس زمینه و متن مناسب است. آستانه یابی با روش ارایه شده شامل سه مرحله است. در مرحله اول، مستقل از تباین متن و پس زمینه، قسمت های بارز هر یک از حروف با روش بارش باران اصلاح شده استخراج می شود. الگوریتم بارش باران اصلاح شده برای استخراج قسمت های بارز حروف طراحی شده است و مشکلات روش بارش باران را شامل نمی شود. در مرحله دوم با استفاده از نواحی متنی استخراج شده، روشنایی نواحی متنی به طور محلی تخمین زده می شود. همچنین با توجه به این که در تصاویر متنی تعداد پیکسل های متن در مقایسه با پیکسل های پس زمینه ناچیز است، روشنایی پس زمینه با میانگین گیری از روشنایی تصویر اصلی به طور محلی تخمین زده می شود. در مرحله سوم برای هر پیکسل، حد آستانه با استفاده از تخمین روشنایی پس زمینه و متن محاسبه می شود. این روش آستانه یابی به طور بصری و کمی با چهار روش متداول آستانه یابی مقایسه شده است و نتایج ارزیابی نشان می دهد که روش پیشنهادی برای دودویی کردن تصاویر متنی که با دوربین گرفته شده اند نسبت به روش های متداول برتری دارد و نواحی متنی با تباین کم را به خوبی استخراج می کند.

خواندن خودکار نقشه چاپی فرش به دو مرحله تقسیم می شود: آشکارسازی خطوط نقشه، شامل خطوط باریک و خطوط ضخیم؛ کاهش رنگ پیکسل های تصویر به رنگ های پالت. برای شناسایی خطوط نقشه الگوریتمی پیشنهاد شده است. در این الگوریتم ابتدا فاصله خطوط باریک محاسبه می شود. پس از شناسایی اولین خط باریک، خطوط باریک بعدی به ترتیب رسم می شوند. برای شناسایی اولین خط ضخیم از الگوریتم شانه گذاری استفاده شده است. مشکل عمده در شناسایی خطوط، خطای نمونه برداری ناشی از اسکنر است. این خطا غیر قابل اجتناب است. برای اصلاح این خطا در مراحل مختلف شناسایی و ترسیم خطوط راه حل هایی پیشنهاد شده است. پس از شناسایی خطوط، کاهش رنگ انجام می شود. هدف این است که رنگ پیکسل های درون چهارخانه های نقشه - که از تلاقی خطوط باریک حاصل می شوند - به رنگ های پالت، نگاشت شوند. سه روش برای کاهش رنگ ارایه شده است. در روش اول کاربر برای هر رنگ نقشه، دو پیکسل انتخاب می کند. پالت رنگ، با پردازش مناسب بر روی رنگ های انتخابی کاربر به دست می آید. برای تعیین رنگ یک چهارخانه، رنگ پیکسل های میانی آن بر اساس این پالت نگاشت می شود و فراوان ترین رنگ به دست می آید. سپس چهارخانه مربوطه با این رنگ پر می شود. این الگوریتم کاهش رنگ به همراه یک مرحله پس پردازش روی چند تصویر نمونه اعمال شد. میزان خطا برای تصاویر پایگاه داده از 0.07 درصد تا 0.5 درصد بود. به منظور بررسی امکان کاهش دخالت کاربر از روش  –Cمیانگین به دو صورت استفاده شده است. مراکز خوشه های اولیه یک بار با دخالت کاربر و بار دیگر به طور تصادفی تعیین می شوند. نتایج این سه روش مورد مقایسه و بحث قرار می گیرد.

در شبکه های حس گر بی سیم با توجه به آرایش متراکم حس گرها و مساله افزونگی اطلاعات، نیازی به فعال بودن تمام حس گرها در هر لحظه نیست. در این مقاله، به دنبال انتخاب مجموعه ای از حس گرهای فعال هستیم که اولا انرژی مصرفی در شبکه کنترل گردد و ثانیا خطای رهگیری یک هدف متحرک از حداکثر مقدار مجازی تجاوز ننماید. بدین منظور تابع هزینه ای بر مبنای همبستگی مکانی تعریف شده، از الگوریتم  Spatial-Splitبر مبنای ویژگی های دو پارامتر موثر در همبستگی مکانی جهت انتخاب حس گرها و از روش تخمین نامتمرکز بر مبنای فیلتر اطلاعات توسعه یافته برای رهگیری هدف استفاده می شود. در ادامه اثر سرعت هدف در انتخاب حس گرهای فعال و رهگیری هدف بررسی شده و سپس راه حلی برای کاهش خطای رهگیری بر مبنای افزایش میزان همپوشانی ناحیه سنجش واقعی و ناحیه سنجش تخمینی پیشنهاد می گردد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که دقت رهگیری نه تنها قابل مقایسه با روش های تخمین بهینه است، بلکه از سایر الگوریتم های انتخاب حس گر خطای رهگیری کمتری دارد. در عین این که با انتخاب تعداد محدودی از حس گرها انرژی مصرفی شبکه نیز کاهش می یابد.

در این مقاله مساله کنترل توزیعی توان در شبکه های بی سیم اقتضایی در لایه فیزیکی با هدف بهبود کیفیت سرویس کل شبکه و کاهش توان مصرفی بررسی می شود. این مساله را با کمک نظریه بازی ها تحلیل می کنیم و برای رسیدن به هدف بهبود کیفیت سرویس کل شبکه و کاهش توان مصرفی، راهکاری را ارایه می نماییم. هر کاربر در شبکه دارای تابع بهره ای است که مقدار آن به صورت کمی بیانگر کیفیت سرویس دریافتی آن کاربر است و به صورت تابعی از نسبت سیگنال به تداخل به اضافه نویز کاربر تعریف می شود. هر کاربر با هدف بیشینه کردن مقدار تابع بهره خود، مقدار سطح توان ارسالی خود را انتخاب می کند. بنابراین توان ارسالی کاربر، هم بر تابع بهره آن کاربر و هم بر تابع بهره سایر کاربران تاثیرگذار است. این اثر متقابل کاربران بر روی یکدیگر را می توان به وسیله نظریه بازی ها تحلیل کرد. بیشینه کردن تابع بهره هر کاربر به طور خودخواهانه با بیشینه کردن بهره کل شبکه مغایر است. در این مقاله برای حل این مشکل از روش مبتنی بر هزینه استفاده کرده ایم که در آن با کم کردن تابع هزینه از تابع بهره، بهره کاربر مشخص می شود. رفتار متقابل کاربران را در این شرایط نیز به کمک نظریه بازی ها تحلیل کرده و الگوریتمی توزیعی برای به روز کردن توان کاربران ارایه کرده ایم. همچنین با کمک شبیه سازی، بیشینه شدن کیفیت سرویس شبکه و کاهش توان مصرفی با کمک روش مبتنی بر هزینه را نشان داده ایم.

در این مقاله ابتدا با استفاده از معادله فضای حالت سیستم های دوخطی مدل جدیدی برای کنترل کننده یک پارچه توان (UPFC) به دست آورده شده است. سپس با استفاده از اصول سیستم های ساختار متغیر و اصلاح آن روش کاملا جدیدی جهت طراحی کنترل کننده های UPFC ارایه گردیده است. در این روش سیگنال های ورودی مبدل هایUPFC  توسط کنترل کننده مد لغزشی طراحی شده است. در طراحی این کنترل کننده ها ابتدا با تعریف چهار سطح لغزش و صفر قراردادن مشتق آنها که دینامیک جریان های محور d و q در مبدل های موازی و سری را بیان می کند، قوانین کنترلی به دست آمده است. با اعمال خروجی های این کنترل کننده به UPFC در واقع جریان های محور d و q در دو مبدل UPFC به مقادیر مرجع رسانده می شود. از طرفی دینامیک داخلی (ولتاژ خازن DC) در UPFC نیز توسط کنترل کننده PI تثبیت می شود. پایداری این سیستم در رسیدن به سطوح لغزش توسط قوانین کنترلی به دست آمده، با استفاده از تابع لیاپانوف به دست آمده است. مقاوم بودن روش کنترل مد لغزشی نسبت به اغتشاش های ایجادشده در شبکه، عدم قطعیت پارامترها و دینامیک های مدل نشده شبکه از مزایای استفاده از این روش جدید کنترلی در UPFC می باشد.