استقلال
سال:1384 | دوره:24 | شماره:2 |تعداد مقالات:18

کنترل برداری مستقیم موتورهای القایی با جهت یابی شار استاتور، یکی از انواع روشهای کنترل برداری موتور القایی است که دارای مزایایی نسبت به سایر روشهاست. مهمترین ضعف این روش وجود انتگرال گیر خالص در تخمینگر شار استاتور است. زیرا وجود dc offset در جریان و ولتاژ اندازه گیری شده، باعث ایجاد خطا در شار تخمینی می شود. در این مقاله ابتدا مشکلات ناشی از dc offset در انتگرال گیرهای فوق بیان می شود. برای حل این مشکلات چنانچه به جای انتگرال گیر خالص از فیلتر پایین گذر LPF و یا از فیلترهای پایین گذر برنامه پذیر سری  PCLPF استفاده شود، دامنه offset dc در خروجی کاهش می یابد. بنابراین مقادیر تخمینی تا حدودی با مقادیر واقعی نزدیکتر می شوند. ولی در این روشها مسایل دیگری از قبیل ایجاد نوسان در گشتاور و شار، مشکل راه اندازی و کنترل سیستم در سرعتهای پایین پیش می آید. در ادامه این مقاله برای حل مشکل dc offset یک روش جدید مبتنی بر اندازه گیری ماکزیمم و مینیمم خروجی انتگرال گیر پیشنهاد شده است. با استفاده از نتایج شبیه سازی درایو کنترل برداری با تخمینگر فوق ملاحظه می شود که میزان اختلالات ناشی از dc offset بسیار کاهش یافته و نوسانات گشتاور و شار موتور ناچیز خواهند بود. در این حالت انجام کنترل برداری از حالت سکون امکان پذیر است و نیاز به سیستم راه انداز جداگانه ندارد.

آگاهی از هزینه های کیفیت به کارشناسان در طراحی بهینه کننده های Run-to-Run (R2R) به منظور بهبود کیفیت فرایندهای تولیدی کمک موثری می کند. این آگاهی در جهت کاهش تعداد اشتباهات و خطاها در مورد هزینه های مربوط به این نوع کنترل کننده ها مورد استفاده قرار می گیرد. در این مقاله بر اساس مدل فرایندی هزینه های کیفیت، هزینه های تطابق و عدم تطابق برای فرایندی که کنترل کننده های R2R را استفاده می کند، محاسبه می شود. سپس با استفاده ار یک مدل ریاضی، پارامتر وزنی رویه میانگین متحرک موزون نمایی (EWMA) را کنترل کننده های R2R استفاده می شود به صورت بهینه طوری به دست می آید که مجموع هزینه های کیفیت حداقل شود. پارامتر وزنی رویه EWMA، نقش اساسی در عملکرد کنترل کننده R2R و در نتیجه کاهش هزینه های کیفیت دارد. در پایان یک مطالعه موردی در صنعت اپتیک به منظور بررسی و تشریح نتایج مدل، آمده است.

روشهای نوین طراحی لرزه ای ساختمانها اغلب در ارتباط با افزودن میرایی سیستم قرار داد و این مساله عموما سبب می شود که رفتار سازه در محدوده سیستمهای غیر کلاسیک قرار گیرد. از آنجایی که تحلیل سیستمهای غیر کلاسیک با روشهای متداول میسر نیست، در این تحقیق سعی بر آن بوده است که در نوع خاصی از سازه ها به تعیین محدوده ای از رفتار سیستم دست یابیم که فرض رفتار کلاسیک در آنها قابل قبول باشد. در این ارتباط ابتدا به تعیین ضریب مشارکت جرمی برای سیستمهای غیر کلاسیک پرداخته شده و پس از آن با استفاده از این ضریب روش تحلیل طیفی این سیستمها توسعه داده شده است. برای تعیین محدوده رفتار غیر کلاسیک سازه ها از روش فوق برای سازه های جداسازی شده جرمی بهره گرفته شده است. نتایج حاصله نشان می دهد که در محدوده متداول نسبتهای میرایی سازه های فوق، فرض کلاسیک بودن رفتار دینامیکی به شرط توزیع گستره میراگرها در ارتفاع سازه قابل قبول خواهد بود.

این مقاله، الگوریتم کامل تحلیل مستقیم پاسخ لرزه ای عوارض توپوگرافی دو بعدی ناهمگن در فضای زمان توسط روش اجزای مرزی را ارایه داده است. پاسخ لرزه ای چند عارضه توپوگرافی متنوع، شامل دره خالی، نیم فضا، دره آبرفتی و تپه، در برابر امواج مهاجم درون صفحه SV و P محاسبه شده اند که کارایی الگوریتم ارایه شده و امکان جایگزینی روشهای مشابه در فضاهای تبدیل یافته توسط آن را در حوزه تحلیل لرزه ای ساختگاههای دو بعدی ناهمگن بیان می دارند.

بررسی ویژگیهای هیدرولیکی جریانهای دو فازی، یکی از موضوعات مهم و اساسی در مهندسی هیدرولیک است. این نوع جریان در سازه هایی نظیر تونلهای تحت فشار، کالورتها، مجاری انتقال فاضلاب و اتصالات رخ می دهد. جریانهای دو فازی بر حسب شرایط هندسی و مشخصات فیزیکی سیالات و مشخصات هیدرولیکی جریان نظیر دبی های هوا و آب و شیب مجرا، به گروههای مختلفی نظیر حبابی، لایه نازک و یا توده ای تقسیم بندی می شوند. الگوی جریان چگونگی توزیع هر فاز جریان در برابر فاز دیگر است. از مهمترین الگوهای محتمل جریان آب و هوا در مجاری تحت فشار نظیر تونلهای آب بر می توان به الگوهای لخته ای، موجی و چینه ای اشاره کرد. ورود هوا به داخل آب و تشکیل جریان دو فازی واکنشهای شدید بین دو فاز و نوسانات شدید فشار را به همراه دارد و در نتیجه می تواند خسارتهای قابل ملاحظه ای در سازه تونل و تاسیسات جانبی ایجاد کند. در این مقاله نتایج آزمایشات انجام شده روی مدل آزمایشگاهی تونل تحت فشار که حاوی جریان همزمان آب و هواست، ارایه می شود. تحلیل نتایج نشان می دهد با ورود هوا به تونل و شکل گیری جریان دو فازی، نوسانات شدید فشار در مجرا به وجود آمده و بسته به مشخصات هندسی مجرا و هیدرولیکی جریان، فشار ماکزیمم وارد بر مجرا می تواند تا 10 برابر فشار هیدرواستاتیکی افزایش یابد. نتایج ارایه شده منحنیها و روابطی اند که نوسانات فشار (مقادیر فشار ماکزیمم و می نیمم) وارده بر مجرا و مرزبندیهای جریان و مشخصات هیدرولیکی ناپایداری را بر حسب متغیرهای هندسی مجرا و هیدرولیکی جریان نشان می دهند.

خاکهای چسبنده اصطکاکی به وفور در اجرای سازه های خاکریز استفاده می شوند. با توجه به نحوه اجرای این خاکریزها، یعنی اعمال انرژی تراکمی در راستای قایم، وقوع ناهمسانگردی در مقاومت و نفوذپذیری در آنها محتمل به نظر می رسد. در این پژوهش سعی شده است با اصلاح و استفاده از ابزار برش مستقیم با جعبه بزرگ، امکان ارزیابی ناهمسانگردی در مقاومت برشی خاکهای چسبنده اصطکاکی فراهم شود. آن گاه با انجام بیش از 108 آزمون برش مستقیم، تاثیر نوع تراکم و میزان رطوبت تراکم بر میزان ناهمسانگردی مقاومت در نمونه های متراکم شده خاک ماسه ای رس دار مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به نتایج حاصل از آزمایشات انجام شده ملاحظه شد که اولا در کلیه نمونه ها ناهمسانگردی در مقاومت وجود داشته و مقاومت برشی در راستای قایم (راستای تراکم) در حدود 14 تا 21 درصد بیش از مقاومت در صفحه افقی است. ثانیا با افزایش رطوبت در کلیه تراکمها میزان ناهمسانگردی افزایش می یابد. به علاوه معلوم شد که در رطوبتهای بیش از بهینه افزایش میزان ناهمسانگردی در چسبندگی قابل ملاحظه است. بیشترین میزان ناهمسانگردی مشاهده شده در تراکم کوبشی و کمترین میزان ناهمسانگردی مربوط به تراکم ارتعاشی بوده است.

در این مقاله به مطالعه عددی مشخصه های دینامیکی ابر دو فازی سوخت و هوا در محیط باز اتمسفر به منظور بررسی دتونیشن پذیری آن پرداخته می شود. مشخصه هایی از ابر نظیر نسبت توازن، آشفتگی، شکل، حجم و یکنواختی ابر و نیز توزیع زمان تاخیر در اشتعال به عنوان عوامل مهم در شروع دتونیشن موفق معرفی و مورد مطالعه قرار داده می شوند. بر اساس رفتار این مشخصه های مهم مناسبترین بازه زمانی و موقعیت مکانی برای شروع احتراق تعیین و پیشنهاد می شود. برای تایید این مدلسازی از تحلیل نظری و مقایسه با برخی نتایج تجربی استفاده شده است.

بهره برداری روز افزون از فضای آسمان با ارسال سفینه ها و ماهواره ها، مقتضی انجام عملیات مختلف نصب و تعمیرات در مدار است. که به نوبه خود کاربرد روباتهای فضانورد را مطرح ساخته است. در این مقاله، به منظور به حداقل رساندن مدت زمان مانور چرخشی فضا پیماهای عامل و نیز ماهواره ها، با توجه به محدودیت و هزینه حمل منابع انرژی در فضا، استفاده از کنترل کننده های حداقل زمان به شکل bang-bang مورد بررسی قرار می گیرد. اگر فقط مود جسم صلب در مساله کنترلی در نظر گرفته شود، به دلیل تغییر مقدار ناگهانی ورودی کنترلی، مودهای انعطافی سیستم تحریک خواهند شد و اجرای انعطاف پذیر ماهواره به ارتعاش در خواهند آمد. به منظور پیشگیری از این ارتعاشات و با سعی در حفظ حداقل بودن مدت زمان مانور، با هدف نرمتر کردن تغییر علامت دادن تابع کنترلی از حالت ناگهانی، به طراحی کنترلی بهینه تقریبی پرداخته شده است. توجه داریم که در واقعیت نیز اعمال نیرو یا گشتاور کنترلی به صورت ناگهانی نبوده و با تاخیرات زمانی ناشی از ثابت زمانی اجزای سیستم کنترل، وجود جهش با نرخ نامحدود ناممکن است. طراحی این کنترلر بهینه واقع گرایانه، با وارد کردن قیود مشتقات اول و دوم این تابع در معادلات وضعیت، و تبدیل مساله کنترل بهینه حداقل زمان به مساله بهینه سازی با توابع مقید، صورت می گیرد. سپس برای بررسی عملکرد این کنترلر، اعمال آن بر یک ماهواره نمونه مورد بحث قرار می گیرد. در به دست آوردن معدلات دینامیک مساله، فرض می شود که بالکهای خورشیدی تنها اجزای انعطافی ماهواره اند. در طراحی کنترلر، برای سادگی فقط مود جسم صلب استفاده شده، ولی اثرات ورودی کنترلی به دست آمده بر روی مدل انعطافی سیستم مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج بدست آمده از شبیه سازی مجموعه، بیانگر عملکرد مطلوب کنترلر بهینه پیشنهادی است.

در این مقاله، یک روش تحلیلی بر اساس روش قارچی اصلاح شده تا فرایند نورد نامتقارن به دلیل وجود اختلاف در شعاع غلتکهای کاری، سرعت غلتکها و اصطکاک بین سطوح مورد مطالعه قرار گیرد. تنش برشی اعمال شده بر ماده در طول تماس تابعی از ضرایب اصطکاک و شرایط هندسی در شکاف غلتکها در نظر گرفته شده است. معادله متشکله الاستو - پلاستیک با سخت شوندگی خطی فرض شده است. فاکتورهای عدم تقارن در نظر گرفته شده عبارت اند از نسبت قطر غلتکها، عدم انطباق سرعت غلتکها و تفاوت در شرایط اصطکاک بین سطوح جابجایی نقاط خنثی در طول تماس ورق با غلتکها نسبت به تغییرات درصد کاهش ضخامت ورق، نسبت سرعتها، شعاعها و تنشهای کششی در ورود و خروج ورق بررسی شده است. مقادیر پیش بینی شده برای نیرو و گشتاور توسط مدل حاضر با مقادیر دیگر محققان مقایسه شده است که موافقت خوبی بین این نتایج مشاهده می شود.

فرایند خمکاری شعله ای یکی از روشهای شکل دهی ورقهای فولادی است. در این فرایند با اعمال گرمای ناشی از شعله مشعل گازی و سپس خنک کاری کنترل شده در راستای مسیرهای معین روی ورق، به آن شکل می دهند. با توجه به ابزار ساده به کار رفته در فرایند، روش اقتصادی و جذابی است. در حال حاضر این فرایند به صورت دستی و بر اساس تجارب تکنسینهای ماهر انجام می شود. رویه تجربی و عدم اتوماسیون فرایند، بهره وری آن را پایین آورده است. در این مقاله روشی برای شبیه سازی تغییر شکل ماده در حین فرایند ارایه می شود. با توجه به ماهیت فیزیکی فرایند از تحلیل تغییر شکل بزرگ ترموالاستیک استفاده شده است. در این روش راه حل تحلیلی جدیدی برای تحلیل انتقال گرما در ورق اعمال شده است. حل تحلیلی انتقال گرما به همراه حل عددی اجزای محدود تغییر شکل ورق در محیط نرم افزار ANSYS، قادر به توضیح و تفسیر مشاهدات تجربی اند. در مقایسه با نتایج سایر محققان و اندازه گیریهای تجربی، شبیه سازیهای به عمل آمده نتایج معقولی نشان می دهند. از روش و نتایج این شبیه سازیها می توان برای مطالعات اتوماسیون فرایند استفاده کرد.

در این تحقیق، آزمایشات مختلفی برای اندازه گیری توزیع فشار روی یک بدنه استوانه ای طویل با دماغه اجایو، در جریان مافوق صوت در مجموعه تونل باد سه منظوره دانشگاه امام حسین (ع)، انجام شده است. میدان جریان اطراف این مدل به کمک شیلیرین مشاهده و توزیع فشار کل در زوایای حمله مختلف اندازه گیری و مورد بررسی قرار گرفته است. زاویه موج ضربه ای به دست آمده از تصویرهای آشکارسازی با نتایج نظری تطابق نزدیکی را نشان می دهد. در هر زاویه حمله، فشار استاتیک روی بدنه و فشار کل اطراف آن در نقاط مختلف اندازه گیری شده است. نتایج نشان می دهند که توزیع فشار محیطی در موقعیتهای طولی مختلف روی دماغه و نزدیک به آن متاثر از زاویه حمله است، ولی در بخش استوانه ای حساسیت کمتری نسبت به زاویه حمله و نیز موقعیت زاویه ای گرداگرد یک طول معین دارد. همچنین، توزیع فشار کل اطراف بدنه نسبت به زاویه حمله تغییر می کند و ضخامت لایه مرزی روی مدل با پیشروی در راستای جریان بیشتر می شود. در قسمت ابتدا و میانی بدنه، با افزایش زاویه حمله تا شش درجه، ضخامت لایه مرزی افزایش می یابد، اما در بخش انتهای بدنه، ابتدا ضخامت این لایه افزایش و سپس کاهش می یابد. پروفیلهای لایه مرزی در کلیه موقعیتهای اندازه گیری شده نشانگر آشفته بودن جریان است.

سیستمهای روباتیک با پایه متحرک از یک محمل و یک یا چند بازوی روباتیک تشکیل می شوند، که در موقعیتهای مشخصی بر روی پایه نصب می شوند. در این مقاله پس از بررسی سینماتیک حرکت پایه چهار چرخ و بازو، یک روش سیسماتیکی برای دستیابی به معادلات دینامیک این گونه روباتها با در نظر گرفتن قیود غیر همولونومیک پایه ارایه می شود.در این روش، مدل جامع دینامیکی سیستم از طریق حذف ضرایب لاگرانژ با استفاده از تکنیک مکمل متعامد طبیعی، بر حسب متغیرهای کنترل شونده (فضای عملکردی) بیان می شود. به منظور تشریح روش استخراج چنین مدلی، یک مجموعه متشکل از یک پایه چهارچرخ (با ساختار متعارف اتوموبیل) و یک بازوی روباتیک با پنج درجه آزادی در نظر گرفته می شود. انجام محاسبات استخراج مدل جامع دینامیکی به صورت فشرده و قابل بهره برداری در انجام امور طراحی و شبیه سازی کنترلی، با نگارش برنامه محاسباتی نمادین در نرم افزار مپل 4 صورت گرفته است. صحت این برنامه مدلسازی با مقایسه نتایج آن با معادلات مبسوط حاصل از انجام کلیه مراحل محاسباتی توسط یک برنامه ساده ثانویه به تایید می رسد. طراحی مسیر حرکت در حوزه زمان برای مختصات تعمیم یافته پایه و بازو به طور جداگانه صورت می گیرد. مسیر حرکت برای پایه که به علت وجود قید غیر هولونومیک دارای حساسیت خاصی است، در قالب دو شیوه حرکتی بررسی می شود. سپس با جایگزینی مدل جامع بر حسب متغیرهای فضای کاری به فضای مفصلی، امکان کنترل دقیق متغیرها حاصل شد و با تعریف متغیرهای حالت و تبدیل سیستم به معادلات رسته یک، مقدمات لازم برای طراحی سیستم کنترلی فراهم می شود. برای طراحی چنین سیستمی که با نگارش برنامه شبیه سازی در فضای نرم افزاری متلب همراه است، از دو الگوریتم کنترلی مبتنی بر مدل (MBA) و ژاکوبین ترانهاده (TJ) استفاده می شود. بر این اساس، با شبیه سازی شرایط کاری و عوامل خارجی موثر از قبیل تغییر پارامترهای سیستم، اغتشاشات محیط و نویز در اندازه گیری به بررسی و مطالعه رفتار روبات در شرایط بسیار نزدیک به واقعیت پرداخته می شود. نتایج به دست آمده نشان می دهد که الگوریتم کنترلی TJ به عنوان یک الگوریتم ناوابسته به مدل و دارای حجم محاسباتی بسیار محدود به عنوان یک کنترلر مناسب می تواند حتی در چنین سیستمهای نسبتا پیچیده ای مورد استفاده قرار گیرد، که به نوبه خود کار بر روی بهبود ساختار این الگوریتم را انگیزه می بخشد.

نانووایر به ساختاری استوانه ای شکل گفته می شود که دارای سطح مقطعی در حد ابعاد نانومتری باشد. نانووایر مورد بحث در انی تحقیق از جنس آلیاژ مغناطیسی Ni-Fe-Co است. از حفرات منظم و استوانه ای شکل پوشش اکسید آندی آلومینیم به عنوان قالبی برای ساخت نانووایو استفاده شد. بعد از تهیه این لایه اکسیدی، رسوب الکتروشیمیایی نانووایر در حمام سولفاتی ساده به روش ولتاژ AC در حفرات مذکور انجام شد. در مرحله بعد از ارتباط پارامترهای ساخت با ترکیب شیمیایی و ساختار نانووایرهای به دست آمده بررسی شد. مشاهده شد که برای انجام موفق رسوب الکتروشیمیایی در نانو قالب اکسید آندی آلومینیوم، ضخامت لایه مانع نقش اساسی داشته و تحلیل عنصری نانووایر در امتداد طول نانووایرها متغیر است.

از آن جایی که در رابطه با کارایی نسخه اصلاح شده مدل CIECAM97s به روی منسوجات و مقایسه آن با مدل اصلی تاکنون هیچ گونه بحث و بررسی انجام نشده است. در این مقاله از دو مدل رنگ ظاهری CIECAM97s و نسخه اصلاح شده آن در توصیف مولفه های ظاهر رنگی منسوجات با رنگها و عمقهای مختلف و شرایط یکسانی از مشاهده استفاده شده است و مولفه های رنگ ظاهری آنان به عنوان خروجی دو مدل مورد بحث قرار گرفته است. نتایج حاصل نشان می دهند که مدل اصلاح شده به دلیل استفاده از محدوده کرومای وسیعتر از قابلیت مناسبتری در محاسبه این فاکتور برخوردار است. به علاوه استفاده از حالت معکوس در نسخه اصلاح شده به دلیل ساده سازیهای انجام شده سهل تر از نسخه اصلی است در حالی که نتایج حاصله از دو مدل کاملا یکسان است.

شبکه های عصبی مصنوعی سیستمهای پردازش اطلاعات هستند. در سالهای اخیر این الگوریتمها مورد توجه محققان بسیاری برای مدلسازی فرایند های مختلف و همچنین حل مسایل گوناگون قرار گرفتند. در این تحقیق یک مدل شبکه عصبی مصنوعی برای پیش بینی خصوصیات کششی نخهای مغزی دار با رویه پنبه و مغزی نایلون ارایه می شود. بدین منظور از شبکه های چند لایه پیشرونده با الگوریتم آموزشی انتشار به عقب برای بررسی رابطه و ایجاد یک نگاشت بین پارامترهای تولید (نمره جز مغزی، کشیدگی اولیه اعمالی به جز مغزی و تاب اعمال شده به نخهای مغزی دار) و خواص کششی (استحکام و ازدیاد طول تا پارگی) نخهای مغزی دار استفاده می شود. نتایج حاصل نشان داد شبکه های عصبی مصنوعی یک روش موثر برای پیش بینی خصوصیات کششی نخهای مغزی دار است؛ به طوری که انحراف استاندارد خطای پیش بینی دسته های آموزش دهنده و آزمایش کننده همواره از انحراف استاندارد آزمایشات کمتر بود.