نشریه بین المللی مهندسی صنایع و مدیریت تولید (فارسی)(نشریه بین المللی علوم مهندسی)
سال:1386 | دوره:18 | شماره:3 (ویژه نامه مهندسی برق و مکانیک) |تعداد مقالات:12

ایده اصلی بکارگیری سیستم های کنترل تطبیقی، حفظ شاخص های عملکرد سیستم کنترلی در دامنه مطلوب به ازای تغییرات گسترده در دینامیک فرآیند و در حضور اغتشاشات وارد بر سیستم است. پرواز یک موشک حامل ماهواره یا بالستیک در بخش فعال مسیر نمونه بارزی از این مساله می باشد. اما از آنجایی که مسیر پرواز برخی از این موشک ها با تقریب خوبی قابل پیشگویی و تغییرات پارامترهای تغییر دهنده دینامیک آنها آرام و تا حد زیادی معین می باشد، ضرورت بکارگیری یک روش کنترل تطبیقی پیچیده و همزمان (Online) قابل تامل می باشد. در این تحقیق ضمن ارایه روش ساده و کاربردی پیش تطبیق جدول بندی بهره یا تابع بهره متغیر برای مقابله با طبیعت و خصیصه متغیر و غیرثابت یک موشک بالستیک، راهکارهای ساده و پیش تطبیقی دیگری تحت عنوان "روش تفکیک (یا دکوپله سازی) معادلات کانال کنترل فراز (یا سمت) از معادلات سرعت جانبی موشک" برای رفع حساسیت موشک نسبت به اغتشاش باد معرفی و پیشنهاد می گردد. نتایج شبیه سازی قانون کنترل پشنهادی حاکی از ویژگی های تطبیقی مناسبی علی رغم سادگی فنی و کاربردی این آلگوریتم می باشد.

دو فاکتور مهم محدود کننده عملکرد در سیستم های سیار CDMA، تداخل چند کاربرده و اعوجاج چند مسیری می باشند. تاکنون تکنیک های پردازشی متعددی برای مقابله با این تداخل و اعوجاج پیشنهاد شده اند که دو دسته مهم آنها آشکارسازی چند کاربره (MUD) و کدینگ فضا - زمان (STC) می باشند. روش های آشکارسازی چندکاربره به موضوع چگونگی کاهش و یا حذف تداخل چند کاربره در سیستم های CDMA می پردازند. از سوی دیگر کدهای فضا - زمان با بهره گیری از آنتن های چندگانه در فرستنده و گیرنده، تکنیک هایی را برای مقابله با فیدینگ در کانال های بی سیم ارایه می نمایند. در این مقاله ترکیب دو روش مذکور مورد بررسی قرار می گیرد. به این منظور روش های کلی آشکاسازهای چند کاربره شامل تکنیک های خطی و غیرخطی مورد بررسی قرار گرفته و ساختارهایی برای کاربرد آنها در سیستم های CDMA که بیش از یک آنتن در فرستنده و گیرنده خود استفاده می نمایند، ارایه می شود. سپس عملکرد نرخ خطای این ساختارها از طریق شبیه سازی کامپیوتری مطالعه و با هم مقایسه می گردد. در بخش دیگری از مقاله پیچیدگی ساختارهای گیرنده پیشنهادی محاسبه و با یکدیگر مقایسه می گردند.

این مقاله به بررسی روش تعیین مقادیر نامی المان های فیلترهای پسیو تک تنظیمه با توجه به ساختار سیستم و شرایط کاری آن پرداخته است. سپس با شبیه سازی یک سیستم HVDC نمونه چگونگی تعیین مقدار نامی این المان ها با در نظر گرفتن شرایط حالت دایمی، دینامیکی و گذرا ارایه شده است.

تجدید ساختارسازی صنعت برق، رقابتی شدن تولید و توجه به برق به عنوان یک کالا در بسیاری از کشورهای پیشرفته جهان آغاز شده و در نتیجه بسیاری از الگوریتم ها و برنامه های مورد استفاده در شبکه های سنتی دچار تغییراتی شده است.برنامه در مدار قرار دادن واحدها یکی از آن موارد است. در سیستم های سنتی تابع هدف، کمینه سازی هزینه در نظر گرفته می شد و در محیط های رقابتی تابع هدف، بیشینه سازی سود برای تولید کنندگان در نظر گرفته شده و با توجه به قیدهای جدید، پخش بار اقتصادی خاصی مورد استفاده قرار می گیرد.در این مقاله از الگوریتم ژنتیک و روی تابکاری شبیه سازی شده (SA) برای برنامه ریزی تولید واحدها در سیستم های تجدید ساختار شده استفاده می شود.روی تابکاری شبیه سازی شده برای اولین بار در این مقاله استفاده شده است. از مزایای این روش می توان به سرعت بالای آن نسبت به الگوریتم ژنتیک اشاره کرد که در سیستم هایی با ابعاد بزرگتر، مساله زمان بسیار حایز اهمیت است و مزیت دیگر این روش جواب های دقیق تر آن است که در نتایج شبیه سازی آورده شده است. در پایان، روش های پیشنهاد شده برای سیستم نمونه مورد آزمایش قرار گرفته و ویژگی های هر کدام بیان شده است.

در این مقاله عملکرد و مراحل طراحی و ساخت یک سیستم کالریمتری جهت اندازه گیری تلفات ماشین های الکتریکی تشریح شده است. روش های تئوری و عملی محاسبه تلفات حرارتی دیواره های کالریمتر و مشخصات هیتر مرجع، فن اصلی جهت انتقال هوای کالریمتر، سنسورهای اندازه گیری دما و سیستم کامیپوتری جمع آوری داده ها ارایه شده است. نحوه کالیبراسیون این سیستم با انجام آزمایش دو هیتره تشریح شده است. با منظور کردن خطای عناصر مرتبط، میزان خطا در حالت تئوری 4.9% و در حالت عملی در بدترین حالت 5.6% و با میانگین 2.7% بدست آمده است. نتایج اندازه گیری تلفات یک موتور القایی 5.5 kW در حالت بی باری توسط این سیستم گزارش و با مقادیر اندازه گیری شده توسط یک واتمتر آزمایشگاهی مقایسه شده است. بر اساس نتایج این آزمایشات میانگین خطاهای بدست آمده توسط این سیستم کمتر از %5 می باشد که در مقایسه با روش های متداول و روش های مشابه کالریمتری قابل قبول می باشد. در این مقاله همچنین پیشنهاداتی جهت بهبود عملکرد سیستم طراحی شده ارایه شده است.

امروزه استفاده از پایدارسازهای PSS به منظور بهبود پایداری دینامیکی سیستم های قدرت گسترش یافته است. بدین منظور، روش های متنوعی برای تعیین ضرایب کنترل کننده ها در طراحی پایدارسازهای سیستم قدرت ارایه شده است. در این راستا اگر این ضرایب در هر نقطه کار، به وسیله مکانیزم تطبیق تصحیح شوند عملکرد مقاوم سیستم بهبود خواهد یافت. در این مقاله روش جدیدی برای تعیین ضرایب PSS با تابع تبدیل Lead-lag بر مبنای روش خود تنظیم و با ترکیب تکنیک های شفیت قطب و تخصیص قطب ارایه گردیده است. علاوه بر این، عمل شناسایی مورد نیاز در طراحی رگولاتور خود تنظیم (STR) نیز با استفاده از پارامترهای P و Q انجام می گردد. همچنین خصوصیات روش پیشنهادی با روش پایدارسازی با تابع تبدیل PID که ضرایب آن با استفاده از روش خود تنظیم و به کارگیری تکنیک تخصیص قطب تعیین می شود، مقایسه می گردد. در نهایت، مزایای استفاده از پایدارساز پیشنهادی، که در فرآیند تطبیق پارامترها از روش خود تنظیم مبتنی بر شیفت و تخصیص موقعیت قطب های مطلوب استفاده می کند، نسبت به سایر پایدارسازها بیان می گردد. جهت نمایان ساختن این مزایا، نتایج شبیه سازی بر روی یک سیستم قدرت با پارامترهای مشخص و در نقاط کاری متفاوت ارایه می شود.

یکی از پارامترهای مهم در طراحی سیستم زمین پست های فشار قوی، جریان اتصال کوتاه وارد شده به سیستم زمین پست مورد نظر است. برای محاسبه این جریان (و یا نسبت دامنه آن به دامنه جریان اتصال زمین که ضریب تقسیم جریان نامیده می شود) باید کلیه مسیرهای موازی با سیستم زمین پست که جریان اتصال زمین می تواند از آنها عبور کند مدلسازی شده و لحاظ گردند. در این مقاله روشی جدید، کاربردی، ساده و دقیق برای محاسبه ضریب تقسیم جریان اتصال زمین، با در نظر گرفتن تاثیر مقاومت شبکه زمین پست های مجاور، مقاومت پای دکل های خطوط انتقال همسان و غیرهمسان، سیم های زمین متعدد و همچنین با اسپن های متفاوت متصل به پست ارایه گردیده است و صحت روش در حالات مختلف با سایر روش ها مقایسه و اثبات شده است.

دوره تاخیر اشتعال بر اشتعال های بعدی، عملکرد و کارآیی موتور نقش بسزایی دارد. تعیین طول این دوره همواره از مشکلاتی بوده که در کنترل احتراق و طراحی موتور وجود داشته است. با استفاده از یک موتور کوچک دیزلی پاشش مستقیم در قالب طرح آزمایش کامل فاکتوریل اثر پارامترهای کاری موتور مانند دور در 5 سطح، بار 4 سطح و زمان پاشش سوخت در 5 سطح انجام گرفت. در این تحقیق پارامترهای احتراق موتور مانند دمای داخلی سیلندر، نرخ حداکثر گرمای آزاد شده، فشار حداکثر، نرخ فشار حداکثر و شتاب فشار حداکثر سیلندر بر تاخیر اشتعال استاتیکی و دینامیکی اندازه گیری شدند. دمای داخلی سیلندر، دور موتور و نرخ حداکثر گرمای آزاد شده بیشترین تاثیر را بر تاخیر اشتعال داشتند. پارامترهای بار، فشار حداکثر، نرخ فشار حداکثر و شتاب فشار حداکثر تاثیر معنی داری بر تاخیر اشتعال نداشتند. تجزیه و تحلیل رگرسیون تک متغیره نشان داد که پارامترهای درجه حرارت، نرخ حداکثر گرمای آزاد شده، سرعت موتور و زمان پاشش سوخت بیشترین همبستگی را با تاخیر اشتعال دارند. در این تحقیق مدل های ریاضی تاخیر اشتعال دینامیکی و استاتیکی تک متغیره و چند متغیره بر حسب پارامترهای درجه حرارت، سرعت موتور و حداکثر گرمای آزاد شده به دست آمد. بهترین مدل ارایه شده مدل تاخیر اشتعال استاتیکی با ضریب همبستگی 0.90 و حداکثر خطای 1.32 ms است. آزمون های کفایت مدل نشان می دهد که مدل به دست آمده کاملا خطی بوده و تک تک پارامترها نقش موثری در مدل دارند. این مدل جدید بوده و به نظر می رسد مدل های ارایه شده بوسیله محققان قبلی نسبت به مدل به دست آمده، تاخیر اشتعال را در موتورهای دیزلی کوچک با سوخت پاشش مستقیم دقیق پیش بینی نمی کند.

برای افزایش تفکیک پذیری یک انکودر افزایشی از مدارهای درونیابی استفاده می گردد. روش های درونیابی مرسوم باعث کاهش پهنای باند سیگنال های خروجی انکودر و افزایش زمان پاسخ دهی آن می شود که اجازه ارسال بلادرنگ اطلاعات موقعیت به کنترلر را نخواهد داد. بعضی از این روش ها نیاز به سیگنال هایی با کیفیت بالا دارند، زیرا قادر نیستند تا خطاهای موجود در سیگنال های ورودی را تصحیح نمایند. در این مقاله روش درونیابی پیشنهاد شده است که با حفظ پهنای باند خروجی انکودر و زمان پاسخ دهی پایین قادر است تفکیک پذیری و درستی این نوع انکودرها را افزایش دهد. این روش به صورت تجربی مورد آزمایش قرار گرفت، و نتایج نشان می دهد که در روش درونیابی پیشنهادی تنها عوامل محدود کننده پهنای باند خروجی، ماکزیمم سرعت مکانیکی شفت انکودر و ماکزیمم فرکانس آشکارسازی هد می باشد. زمان پاسخ دهی مدار درونیابی پیشنهاد شده حدود چند نانو ثانیه است که برای بیشتر کاربردهای کنترلی به اندازه کافی کوچک می باشد.

دو عامل مدلسازی هندسی دقیق و تعریف صحیح خواص فیزیکی بافت های بدن بر اساس واقعیت فیزیولوژیکی آنها، صحت نتایج یک تحلیل المان محدود بیومکانیکی را تعیین می کنند. از آنجایی که در کشور ما امکانات و تجهیزات کافی برای مدلسازی دقیق اجزای بدن در دسترس محققان نمی باشد، از اینرو، مبحث مدلسازی هندسی دقیق سه بعدی بافت های بدن بر اساس امکانات موجود اهمیت می یابد. مقاله حاضر، به طور عام مدلسازی دقیق هندسی سه بعدی و تحلیل رفتار بیومکانیکی بافت های سخت بدن و به صورت خاص مهره اول ستون گردنی (اطلس) جسد انسان بر اساس تصاویر CT را مورد توجه قرار می دهد. در این تحقیق پس از ساخت یک مدل سه بعدی دقیق از مهره نمونه اطلس، به بررسی نحوه توزیع تنش در آن در حالات مختلف سر (فلکشن، نرمال، اکستنشن) پرداخته شد. نتایج، حاکی از تطابق تحلیل المان محدود با مشاهدات کلینیکی بود.

اثرات زبری بر ته نشینی و پخش ذرات جامد کروی داخل یک کانال با جریان مغشوش مطالعه شده است. در روش های سنتی موجود برای بررسی اثرات زبری از مدلسازی استفاده می کنند، ولی در پژوهش حاضر از شبیه سازی مستقیم زبری استفاده شده است. برای مدل کردن جریان مغشوش از روش انتقال تنش های رینولدزی (RSTM) استفاده شده است. حل عددی معادلات میدان جریان با استفاده از روش SIMPLE و به کمک نرم افزار FLUENT صورت گرفته است. با استفاده از تنش های رینولدزی بدست آمده توسط نرم افزار مذکور، یک نرم افزار جهت بدست آوردن مولفه های نوسانی سرعت و حرکت ذرات تعمیم داده شده است. برای مدل کردن مولفه نوسانی سرعت از روش اغتشاش سفید فیلتری پیوسته (CFWN) استفاده شده است. جهت محاسبه دقیق تر مولفه های نوسانی سرعت، ضرایب مورد استفاده در مدل انتقال تنش های رینولدز اصلاح شده اند. با مقایسه کار انجام شده با کارهای دیگران، تطابق خوبی بین نتایج حاصل از این پژوهش و کارهای انجام شده قبلی دیده می شود.