سمینار برق روشهای شناسایی و مقابله با پرشدگی congestion درخطوط انتقال سییستم های قدرت
چکیده
امروزه حرکت سیستمهای قدرت به سوی فضاهای جدید اقتصادی و مدیریتی، فصل جدیدی در بهره برداری از این سیستمها باز کرده است. یکی از این بزرگترین پیامدهای این حرکت، دسترسی آزاد به سیستمهای قدرت می باشد. دسترسی آزاد به شبکه انتقال نیاز به وجود یک رقابت سالم در بازارهای توان میباشد. لکن به دلیل امکان ایجاد پرشدگی در شبکه انتقال، دسترسی آزاد می تواند به یک مشکل عمده در این سیستمها تبدیل گردد. از طرفی انتقال توان از یک ناحیه سیستم قدرت به ناحیه دیگر به عوامل مختلفی همچون توپولوژی شبکه، محل و میزان توان اکتیو و راکتیو تولیدی و مصرفی در شبکه، منحنی قابلیت کار ژنراتورهای موجود، حدود حرارتی تجهیزات نصب شده و… بستگی دارد. در یک سیستم قدرت تجدید ساختار شده عوامل مذکور نسبت به زمان همواره در حال تغییر می باشند، این خود موجب می شود تا قابلیت انتقال توان الکتریکی از یک ناحیه به ناحیه دیگر تابعی از زمان باشد و در برخی شرایط به دلیل عدم قطعیتهای موجود در سیستم قدرت در قسمتی از شبکه های انتقال ، پرشدگی ایجاد شود. در این پروژه، پس از تعریف پرشدگی شبکه انتقال، عوامل مؤثرایجاد آن و پیامدهای آن در بهره برداری از شبکه، مورد بحث واقع شده و تقسیم بندی هایی برای روشهای مدیریت پرشدگی از دیدگاههای متفاوت مطرح شده است.
مقدمه
تجدید ساختار در برق یکی از مسائل جدید در سالهای اخیر می باشد، که به منظور ایجاد رقابت و کاهش قیمت برق، افزایش بازدهی شبکه قدرت، بهبود سرویس دهی و کیفیت برق، ومانند آن در سیستم قدرت مطرح می شود به واسطه قید و بندهای فیزیکی در انتقال توان، بازار برق در بسیاری از موارد از یک سیستم رقابتی کامل، فاصله می گیرد.
از مهمترین قید و بندها، ایجاد پرشدگی در سیستم انتقال است، که به واسطه آن فضای رقابت محدود می گردد. پس از اجرای بازار انرژی در سیستمهای تجدید ساختار شده، و تعیین سهم تولید هر یک از تولید کنندگان حالاتی پیش می آید که برخی از قیود شبکه نظیر حد توان عبوری از خطوط انتقال شینها نقض می گردند، چنین حالتی تحت عنوان پرشدگی شناخته می شود. اعمال راهکارهای مناسب برای رفع پرشدگی که مدیریت پرشدگی نامیده می شود.
فصل اول: مقدمه و کلیات
1-1- کلیات
تجدید ساختار در برق یکی از مسائل جدید در سالهای اخیر می باشد، که به منظور ایجاد رقابت و کاهش قیمت برق، افزایش بازدهی شبکه قدرت، بهبود سرویس دهی و کیفیت برق، ومانند آن در سیستم قدرت مطرح می شود به واسطه قید و بندهای فیزیکی در انتقال توان، بازار برق در بسیاری از موارد از یک سیستم رقابتی کامل، فاصله می گیرد.
از مهمترین قید و بندها، ایجاد پرشدگی در سیستم انتقال است، که به واسطه آن فضای رقابت محدود می گردد. پس از اجرای بازار انرژی در سیستمهای تجدید ساختار شده، و تعیین سهم تولید هر یک از تولید کنندگان حالاتی پیش می آید که برخی از قیود شبکه نظیر حد توان عبوری از خطوط انتقال شینها نقض می گردند، چنین حالتی تحت عنوان پرشدگی شناخته می شود. اعمال راهکارهای مناسب برای رفع پرشدگی که مدیریت پرشدگی نامیده می شود، از وظایف اصلی اپراتور مستقل سیستم (ISO) می باشد.
وقتی صحبت از خصوصی سازی می شود هدف اصلی ایجاد یک محیط رقابتی جهت کاهش هزینه ها و قیمتها و بهبود کیفیت کالاها و خدمات می باشد. برای فراهم آوردن چنین محیطی می بایست بستر مناسبی برای رقابت فراهم شود از آن جمله ایجاد شرایطی مساوی و منصفانه برای رقابت فراهم شود. در سیستمهای قدرت یکی از موارد حساس، بسترسازی جهت ایجاد شرایط مساوی و منصفانه برای رقابت می باشد. در سیستم های قدرت یکی از موارد حساس بستر سازی جهت ایجاد شریط مساوی، دسترسی یکسان اعضای بازار به سیستم انتقال می باشد.
مسلماً راه حل ایده آل برای رفع مشکل، توسعه بخش تولید و انتقال و پوشش دادن تقاضای توان به طورکامل می باشد ولی واضح است این راه به دلایل مختلف و مشخص فنی و اقتصادی امکان پذیر نمی باشد، لذا برنامه ریزان سیستم، ناچار به دنبال روشهای دیگر می باشند. لذا پرداختن به روشهای کاهش پرشدگی و پیشگیری از پرشدگی، روش هایی است که با تجدید ساختار سیستمهای قدرت شکل جدی تری به خود گرفتند.
وظیفه ISO در بازار برق تضمین این است که مبادلات توان که طبق قراردادهای مابین تولید کنندگان و مصرف کنندگان منعقد می شود با سطح مناسبی از امنیت و قابلیت اطمینان انجام بپذیرد. اما در یک سیستم واقعی با توجه به حجم بالای مبادلات توان، خطوط انتقال ممکن است دچار پرشدگی شوند. در سیستمهای مختلف در کشورهای مختلف از روشهای خاصی جهت رفع پرشدگی استفاده می شود. از لحظ کلی روشهای مورد استفاده به دو دسته فنی واقتصادی تقسیم می شوند.
روشهای فنی عموماً بر مبنای یک برنامه ریزی دوباره تولید بهینه با قیود امنیت و انتقال، بهره برداری از تپ ترانسفورماتورها، خروج خطوط پرشده، قطع بار و بهره برداری از ادوات FACTS استوارند.
روشهای اقتصادی عموماً شامل پروسه های قیمت گذاری و تعرفه گذاری و جداسازی بازار و اقداماتی از این دست می باشند. به عنوان معرفی و آشنایی بیشتر با روشهای کاربردی مدیریت پرشدگی در فصول بعد روشهای بهره برداری از سیستم انتقال در سیستمهای تجدید ساختار یافته به اختصار شرح داده خواهد شد. بررسی روشهای دیگری از مدیریت پرشدگی در دو ساختار بازار دو جانبه و سیستم مبتنی به بازار اشتراکی نیز در مرجع [١] مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است. دو روش مورد برررسی قرار گرفته اند. روش اول بر اساس یک چارچوب نرخ گذاری گره ای استوار است که راه حل پیشنهادی جهت بازارهای تسهیلات اشتراکی به حساب می آید. در این روش هزینه های سیستم انتقال ناشی از قیود انتقال برآورد می شود و نقش هر شین در این هزینه ها به عنوان هزینه گره ای محاسبه می شود و اعمال می گردد. روش دیگر که روش پیشنهادی در بازارهای دو جانبه است، روش تخصیص هزینه می باشد. در روش اول هزینه پرشدگی به صورت هزینه های حاشیه ای در هر شین تقسیم می شوند و در روش دوم یک راه حل کلی با تابع هدف کمینه کردن هزینه مد نظر قرار می گیرد که این هزینه پرشدگی توسط مالک سیستم انتقال تعیین می شود. این مسأله خود می تواند مشکل ساز شود چون ممکن است در مورد محدودیتهای سیستم انتقال مشوق های منفی ایجاد شود.
در بازارهای دو جانبه از آنجایی که ISO نمی تواند هیچ دخالتی در برنامه ریزی تولید ژنراتورها داشته باشد مجبور است نیاز برنامه ریزی تولید خود را از طریق بازار ٣ تعادلی بر آورده سازد.
وقتی تولید کننده و مصرف کننده انرژی الکتریکی تمایل به تولید و مصرف در حدی دارند که موجب آن شود که سیستم انتقال در مرز یا فراتر از یک یا تعدادی از قیود انتقال عمل کند گفته می شود، سیستم پرشده(متراکم) شده است. مدیریت پرشدگی کنترل سیستم انتقال و در نتیجه قیود انتقال سیستم است. پرشدگی واژه ای است در ارتباط با مقررات زدایی که از اقتصاد وارد سیستم قدرت شده است. اگرچه مفهوم پرشدگی در سیستمهای قدرت قبل از مقررات زدایی پیدا شد. در بحثهای مربوطه به امنیت، حالت پایدار مورد بحث واقع می شود و هدف اصلی، کنترل خروجی ژنراتورها به ترتیبی است که سیستم درکمترین هزینه، امن بماند. در دوره پیش از تجدید ساختار سازی، اغلب تبادل انرژی بین شرکتهای برق مجاور بود. معاملات و تبادلات انجام نمی گرفت مگر اینکه هر شرکت موافقت خود را با توجه به بهترین گزینه اش از لحاظ اقتصادی و امنیت اعلام می کرد. فقط زمانی که معامله، روی امنیت یک شرکت واسطه تأثیر داشت شرایطی تحت عنوان چرخه سه- بخشی ۴ مطرح می شد که امروزه تحت عنوان پرشدگی شناخته می شود .در شرق ایالت متحده این امر موجب ایجاد یک توافق کلی در مسیرهای موازی شد.
این توافق اساساً یک روش تقریبی برای محاسبه تأثیر یک معامله روی بخش سوم ایجاد می کرد و برای زمانیکه بخش سوم بتواند یک معامله را به خاطر قیود امنیتش محدود کند یک مجموعه قوانین وضع کرد. در سیستم قدرت تجدید ساختار یافته، چالش مدیریت پرشدگی برای بهره بردار سیستم انتقال موجب وضع یک سری قوانین شده است که کنترل مناسب روی مصرف کننده و تولید کننده (بارها و ژنراتورها) را جهت حفظ سطح قابل قبولی از امنیت و قابلیت اطمینان هم در کوتاه مدت (بهره بردار بهنگام) و هم در بلند مدت (ساخت بخش تولید و انتقال) در حالیکه بهره وری بازار حداکثر باشد، ایجاد می کند.
قوانین باید محکم باشند زیرا نهادهایی ممکن است به دلیل بدست آوردن قدرت بازار و افزایش سود برای خودشان به دنبال بهره برداری و در دست گرفتن مسأله پرشدگی باشند. این قوانین همچنین باید در تأثیری که روی مشتریان می گذارند منصفانه باشند و همچنین باید به طور واضح مشخص کنند که برای شرکت کنندگان چرا یک مسأله و پیآمد خاصی رخ می دهد. شکل مدیریت پرشدگی وابسته به شکل بازار انرژی است و نمی تواند از ملاحظات بازار جدا شود.
سمینار برق بررسی کنترل فازی تطبیقی
چکیده:
در این سمینار، ابتدا به بررسی اصول اولیه تئوری فازی و اجزا سازنده یک سیستم فازی پرداخته و اصول اولیه طراحی کنترلرهای فازی را مورد بررسی قرار داد هایم و نحوه ترکیب آن با روشهای دیگر کنترلی را تشریح نموده ایم. در ادامه انواع رو شهای کنترل تطبیقی را مورد بررسی قرار داده و اصول اولیه طراحی کنترلرهای تطبیقی را مورد بررسی قرار دادیم. ساختارهای مختلف کنترلرهای تطبیقی را تشریح نموده و انواع کاربرد آ نها را در صنعت بیان نموده ایم و به بررسی انواع روشهای ترکیب اصول تئوری فازی و کنترلرهای تطبیقی پرداخته و انواع کنترلرهای فازی تطبیقی و همچنین تطبیقی فازی را مورد بررسی قرار دادیم.
در ادامه به بررسی عوامل نامعینی در سیستم ها پرداخته و انواع روش های کنترل مود لغزشی را معرفی کرده و روند طراحی این نوع کنترلرها را تشریح نموده و نهایتاً نحوه ترکیب آن با کنترلرهای فازی را بیان کردیم.
مقدمه:
همانگونه که می دانیم، سیستم های فیزیکی پیچیده را یا اصلاً نمی توان مدل نمود و یا مدل سازی نادقیقی از سیستم خواهیم داشت و به عبارتی با مدل های ریاضی نادقیق مواجه خواهیم بود چرا که مجبور به بسیاری ساده سازی ها و ایده آل سازی ها خواهیم بود. این ساده سازی ها ما را منتهی می کند به اینکه یک مقدار عدم دقت، ابهام و نایقینی را در فاز مدلسازی ریاضی بپذیریم و این ها را نمی توان از دنیای مدل سازی سیست مهای فیزیکی حذف نمود، همانگونه که اصطکاک و خاصیت غیرخطی بودن را نم یتوان حذف نمود. در این گونه مواقع تکنیک های آنالیز و کنترل مبتنی بر مدل، چه ساده مثل کنترل کننده های کلاسیک و چه پیچیده مثل کنترل کننده های غیرخطی، جهت کنترل موثر این سیستم ها کارایی ندارند. جهت غلبه بر این مشکل مجبور به استفاده از روش های غیرکلاسیک مانند کنترلرهای فازی هستیم. بدین منظور در این سمینار به بررسی کامل کنترلرهای فازی و همچنین نحوه ترکیب آ نها با روشهای کنترل تطبیقی خواهیم پرداخت. مطالب ارائه شده در این سمینار به شرح زیر می باشند:
در فصل اول، به بررسی تئوری فازی پرداخته و اجزای سازنده یک سیستم فازی را مورد بررسی قرار می دهیم. اصول اولیه طراحی کنترلرهای فازی را مورد بررسی قرار داده و نحوه ترکیب آن با روش های دیگر کنترلی را تشریح خواهیم کرد و نهایتاً پایداری آن را مورد بررسی قرار می دهیم.
در فصل دوم به بررسی انواع روش های تطبیقی خواهیم پرداخت و اصول اولیه طراحی کنترلرهای تطبیقی را مورد بررسی قرار می دهیم. ساختارهای مختلف کنترلرهای تطبیقی را تشریح نموده و انواع کاربرد آن ها را در صنعت بیان خواهیم کرد.
در فصل سوم به تشریح انواع روش های ترکیب تئوری فازی با اصول کنترلرهای تطبیقی پرداخته و روند طراحی کنترلرهای تطبیقی فازی و همچنین فازی تطبیقی را به تفصیل مورد بررسی قرار می دهیم و نمونه هایی از کاربرد این رو شها را در صنعت بیان خواهیم نمود.
نهایتاً در فصل چهارم به بررسی کنترلرهای مود لغزشی پرداخته و سطوح لغزشی را مورد بررسی قرار داده و نحوه ترکیب آن با کنترلرهای فازی را مورد بررسی قرار می دهیم.
فصل اول: تئوری فازی
1-1- مقدمه
واژه فازی در فرهنگ لغت آکسفورد به معنای “مبهم، گنگ، نادقیق، گیج، مغشوش، درهم و نامشخص” تعریف شده است. تئوری فازی به وسیله پروفسور لطفی زاده در سال 1965 در مقاله ای به نام “مجموعه های فازی” معرفی گردید. قبل از کار بر روی تئوری فازی، لطفی زاده یک شخص برجسته در تئوری کنترل بود. او مفهوم “حالت” که اساس تئوری کنترل مدرن را شکل می دهد، توسعه داد. در اوائل دهه 60 او فکر کرد که تئوری کنترل کلاسیک بیش از حد بر روی دقت تاکید داشته و از این رو با سیستم های پیچیده نمی تواند کار کند. در سال 1962 چیزی را بدین مضمون برای سیستم های بیولوژیک نوشت: “ما اساساً به نوع جدیدی ریاضیات نیازمندیم، ریاضیات مقادیر مبهم یا فازی که توسط توزیع های احتمالات قابل توصیف نیستند.” پس از آن وی ایده اش را در مقاله “مجموعه های فازی” تجسم بخشید.
منطق فازی معتقد است که ابهام در ماهیت علم است. برخلاف دیگران که معتقدند که باید تقریب ها را دقیق تر کرد تا بهره وری افزایش یابد. لطفی زاده معتقد است که باید به دنبال ساختن مدل هایی بود که ابهام را به عنوان بخشی از سیستم مدل کند.
منطق فازی یک سیستم منطقی بی نهایت مقداره است با هدف فراهم آوردن مدلی برای استدلالات و استنتاجات انسانی که بیشتر دارای طبیعتی تقریبی اند تا دقیق و به عبارتی شاخه ای از ریاضیات است که به کامپیوترهای متداول این امکان را می دهد تا بتوان انواع مختلف ابهامات و عدم قطعیت هایی که در زندگی روزمره با آن مواجهیم را شبیه سازی کند.
همانگونه که می دانیم هر چیزی در دنیای واقعی را نمی توان در طبقات بسیار جدا از هم، آن گونه که تئوری مجموعه های کلاسیک قرار می دهد، تقسیم نمود، به همین دلیل در دنیای فازی مرزهای اختصاص یافته به اعداد، گسترده تر گردیده اند، به گونه ای که مثلاً عدد 0/5 را می توان تا حدی عدد صفر محسوب کرد (در حالی که در دنیای کلاسیک فقط عدد صفر می تواند معرف صفر بودن باشد) و این کمک می کند که بتوانیم بهتر خطای اندازه گیری (عدم قطعیت حاصل از اندازه گیری) را مدل کنیم و سیستم تصمیم گیر مثل کنترل کننده، بتواند هموارتر رفتار نماید و به خطای مشاهده کمتر حساس شود. لازم به ذکر است که این تئوری، دارای روش های محاسباتی خاص خود می باشد که تا حدی با محاسبات معمول دنیای کلاسیک متفاوت بوده که در متن حاضر به اختصار مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
سمینار برق کنترل کننده پیش بین خطی بر پایه مدل MPC
چکیده:
در این تحقیق کنترل کننده پیش بین بر پایه مدل Model Based Predictive Control به منظور کنترل سیستم های خطی مورد بررسی قرار گرفته است.Model Based Predictive Control از دسته روش های کنترل پیشرفته ای می باشد که امروزه به طور گسترده در صنایع فرایند مورد استفاده قرار گرفته است. اگرچه این روش تقریبا برای هر نوع مساله ای مناسب می باشد، اما توانایی این روش در برخورد با مسائل زیر آشکارتر می گردد: مسائلی که در آن تعداد ورودی های کنترل و حالت های سیستم زیاد است. مسائلی که در آن ورودی های کنترل و حالت های سیستم دارای قیودی هستند. مسائلی که در آن اهداف کنترل تغییر پیدا می کند و یا تجهیزات کنترل مانند سنسورها و محرک ها بنابه دلایلی از بین می روند. مسائلی که در آن با سیستم های تاخیردار مواجه ایم.اساس این روش بر حل یک مساله کنترل بهینه در هر فاصله نمونه برداری استوار است. بدین شکل که ابتدا با استفاده از یک مدل پیش بینی، خروجیهای آینده را برای یک افق محدود پیش بینی می کند و با استفاده از کمینه سازی یک تابع معیار، ورودی های آینده را بر روی افق پیش بینی بدست می آورد و تنها عنصر اول از این سری را به عنوان ورودی به سیستم اعمال می کند.
مقدمه:
دو روش توسعه یافته برای محاسبه قانون فیدبک حالت غیر خطی برای سیستم های خطی که دارای قیود حالت و کنترل می باشند عبارتند از: روش کنترل پیش بین و روش برنامه ریزی پویا
در این تحقیق به بررسی روش کنترل پیش بین می پردازیم.MPC یا کنترل پیش بین مدل پایه روشی است برای کنترل سیستم های در حضور قید.MPC یا روش کنترل افق کاهنده امروزه بصورت روشی استاندارد در حل مسائل کنترل چند متغیره در حضور قیود پیچیده در آمده است. این روش ابتدا با استفاده از یک مدل از سیستم رفتار آینده آن را پیش بینی کرده و سپس یک شاخص عملکرد مربعی را بر پایه پیش بینی انجام شده کمینه می نماید. اگر بخواهیم موقعیت یا حرکت یک اتومبیل را کنترل کنیم MPC با نگاه کردن به جاده از شیشه جلوی اتومبیل معادل است در حالیکه کنترل کلاسیک تنها اجازه نگاه کردن به شیشه عقب اتومبیل را می دهد و درواقع فرامین کنترلی براساس خطاهای گذشته صادر می گردد. مزیت های استفاده از کنترل پیش بین: در زیر مزایای استفاده از MPC و دلایل موفقیت آن در صنعت به طور خلاصه عنوان شده است.
MPC در مسائله کنترل سیستم ها چند متغیره قابل بکارگیری است.
MPC اجازه کار در نزدیکی قیود را می دهد یعنی کنرلرهای بر پایه MPC را می توان نزدیک به مرزهای قیود برای ایجاد عملکرد بهتر نسبت به سایر روش های قدیمی بکار برد.
MPC در سیستم های غیر مینیمم فاز و پروسه های ناپایدار قابل بکارگیری است.
MPC روشی ساده را برای محاسبه پارامترها ارائه می دهد.
MPC در تغییرات ساختاری سیستم قابل بکارگیری می باشد.
اصول کلی حاکم بر کنترل پیش بین:
همانطور که قبلاً ذکر شد کلیه روش های کنترل پیش بین دارای اجزای مشترکی بشکل زیر می باشند:
مدل پیش بینی برای پیش بینی خروجیهای آینده سیستم
تابع معیار که با مینیمم سازی آن روی افق محدود، ورودی های کنترل بهینه آینده را می توان محاسبه کرد.
سمینار برق تشخیص عابرین پیاده توسط تصاویر مادون
لطفا از این پروژه در راستای تکمیل تحقیقات خود و در صورت کپی برداری با ذکر منبع استفاده نمایید.
چکیده
در سال های اخیر، شناسایی اتوماتیک عابرین پیاده از روی تصاویر مادون قرمز برای پایش هوشمند عبور و مرور عابرین و ابزار کمکی برای رانندگان، اهمیت فوق العاده ای پیدا نموده است. از سویی دیگر به دلایل امنیتی، شناسایی عابرین پیاده مورد توجه سامانه های کنترل شهری نیز قرار دارد. لیکن شناسایی عابرین پیاده به علل گوناگون از جمله ماهیت متغیر ظاهر و نمود افراد پیاده، به ویژه در فضای آزاد، بسیار مشکل است. به منظور رفع این مشکلات و تسهیل در فرآیند شناسایی عابرین پیاده، روش های متعددی از سوی محققین معرفی شده است.
بدین منظور در این سمینار، مروری بر روش های شناسایی عابرین پیاده ارائه شده است. این سیستم ها ابتدا با تحلیل تصاویر مادون قرمز نواحی متحرک به عنوان نواحی مورد علاقه (ROI) تقطیق شده و سپس با بکارگیری کلاس بندهای مختلف، عابرین پیاده شناسایی می شوند.
مقدمه
شناسایی عابرین پیاده از روی تصاویر مادون قرمز از جنبه های گوناگونی اهمیت دارد. برخی از این کاربردها ابزار مناسبی برای پایش هوشمند عبور و مرور عابرین پیاده است و برخی دیگر به عنوان ابزار کمکی برای رانندگان مطرح است. از سویی دیگر به دلایل امنیتی، شناسایی عابرین پیاده از جنبه مدیریت شهری و مدیریت بحران اهمیت ویژه ای برای مدیران و سیستم های امنیت شهری دارد. برای کنترل این امور استفاده از دوربین های مادون قرمز یکی از پرکاربردترین ابزار جمع آوری داده ها تصویری می باشد که دارای قابلیت های انکارناپذیری از جمله توانایی ثبت وقایع در موقعیت های نامناسب آب و هوایی و همچنین مواقع شب و مه آلود می باشد. با وجود نصب اینگونه دوربین ها و گستردگی آنها، مشکلات زیادی در پیش روی تحلیل کنندگان این تصاویر وجود دارد. از جمله این مشکلات می توان به ماهیت متغیر ظاهر و نمود افراد پیاده، به ویژه در فضای آزاد، اشاره نمود. به این منظور محققین تلاش های فراوانی انجام داده اند.
مطالب ارائه شده در این سمینار در چهار فصل گردآوری شده است. در فصل اول کلیا تحقیق را مورد بررسی قرار دادیم. در فصل دوم مروری بر روش های شناسایی عابر پیاده ارائه می گردد و فصل سوم به جمع بندی و ارائه پیشنهادات اختصاص دارد.
فصل اول
کلیات
1-1- مقدمه
تحلیل و بررسی حرکات انسان، امروزه توجه بسیار زیادی از محققین رشته های متفاوت را به خود جلب کرده است. هدف چنین سیستم های ادراک رفتار انسان، از روی توالی تصاویر ویدئویی می باشد. دوربین های حفاظتی در محل های متعدد در سازمان هایی که از نظر امنیتی مهم می باشد نصب می شوند و می توانند در تمامی زمان ها وضهیت یک محل را نظارت و ضبط نمایند. به دلیل نیازهای امنیتی ممکن است که لازم باشد این اطلاعات جمع آوری شده که در آرشیو وجود دارند، نه براساس اتفاقاتی که در یک محل رخ می دهد، بلکه براساس فعالیت هایی که یک فرد به خصوص در طی حضور خود در آن سازمان در مکان های تحت نظارت انجام داده است به طور خودکار جستجو و مرتب شوند. تشخیص عابرین پیاده در توالی تصاویر ویدئویی دوربین های نظارتی یکی از مهمترین نیازهای سیستم های نظارتی می باشد.
یکی از مسائل مطرح در حوزه بینایی ماشین تشخیص عابر پیاده در فریم های ویدیویی می باشد و تلاش های فراوانی نیز در این حوزه انجام شده است. برخی از بسترهای کاربردی برای این امر عبارتند از: تحلیل فیلم و عکس، تشخیص عابر پیاده در ماشین های هوشمند، سیستم های نظارتی و تحلیل رفتاری.
سمینار برق تصویربرداری ابرطیفی در سنجش از دور
لطفا از این پروژه در راستای تکمیل تحقیقات خود و در صورت کپی برداری با ذکر منبع استفاده نمایید.
چکیده
به علت تواناییهای فراوان ابرطیفسنجی و قدرت تفکیک و طبقهبندی بالای آن، این فناوری به صورت گسترده در سنجش از دور مورد استفاده قرار گرفته است. در این سمینار، سعی گردیده است چشم اندازی از پیشرفت های سنجندههای ابر طیفی از ابتدا تا کنون ترسیم شود. همچنین تمرکز اصلی و توجه خاص بر ارائه ویژگیهای متمایز این نوع از سنجندهها بر سایر سنجندههای سنجش از دور میباشد. پس از بیان تاریخ سنجش از دور از تاریخ 1858 الی 2010 ، در فصل دوم به مفاهیم سنجش از دور میپردازیم. سپس در فصل سوم، 73 نوع سنجنده ابر طیفی، باندها، محدوده طیفی، میدان دید، دقت (رزولوشن) طیفی و زمان عملیشدن آنها از سال 1982 الی 2011 بررسی میشود و سپس به بررسی دقیق تر 28 نوع سنجنده ابر طیفی، طبقهبندیهای گوناگون سنجندههای ابرطیفی میپردازیم. در فصل چهارم، بررسی دقیق 14 نوع سنجنده چند طیفی و بیان سنجندههای چندطیفی با دقت (رزولوشن) مکانی بالا و کاربردهای سنجندههای چندطیفی مهم، تاریخ پرتاب و انواع سنجندهها وحسگرهای (سنسورهای) چندطیفی از سال 1972 الی 2007 مدنظر قرار گرفته است. در فصل بعد کاربردهای سنجندههای ابرطیفی مورد توجه قرار گرفته است. در نهایت مقایسه سنجندههای ابرطیفی با چندطیفی و چندین سنجنده ابرطیفی با سنجنده چندطیفی و رادار و سار در محدوده طیفی و تعداد کانال مورد بررسی قرار گرفته است.
مقدمه
پیشرفت مهم در عرصه تکنولوژی، به وجود آمدن وسایل تطبیقپذیر و قدرتمندی است که توانایی نمونهبرداری پیوسته فواصل بزرگ طیف را دارد که تصویربرداری ابرطیفی نامیده میشود. تصویربرداری ابر طیفی امکان توصیف ویژگیهای خاص از مواد و اشیاء در هوا، زمین و آب بر مبنای بازتابشهای منحصر بفرد (بازتابش هر ماده در مکانی خاص از طیف الکترومغناطیسی است) فراهم میکند. سنجش از دور ابرطیفی آمیخته با اندازه گیری، تجزیه و تحلیل، تعبیر و تفسیر طیف بدستآمده از صحنه یا شیء از فواصل زیاد، متوسط و کوتاه به وسیله سنجنده فضابرد یا هوابرد مستقر در فضاپیما Alexander F. H. یا هواپیما میباشد. ایدهی سنجش از دور ابرطیفی به سال 1980 بر میگردد. زمانی که آقای دکتر شروع به انقلابی در سنجش ،AVIRIS و همکارانشان در آزمایشگاه رانش جت با طراحی وسایلی جدید مانند Goetz از دور نمودند. از آن زمان حدود سه ده میگذرد و اکنون شاهد پیشرفتهای سریع و گسترده در این نوع از سنجندهها هستیم. در سنجندههای نسل آتی ماهوارهای، سنجندههای ابر طیفی نقشی برجسته خواهند داشت. آنها قادرند بسیار بهتر و دقیقتر از سنجنده های چند طیفی کلاسهای مختلف مواد را تشخیص دهند. از طرف دیگر، به علت حرکت سریع فضاپیما و هواپیما، زمان کافی برای طیف سنج به منظور صرف وقت روی ناحیهای کوچک از سطح زمین یا هدف هوایی وجود ندارد. سنجندههای ابرطیفی با فواصل نمونهبرداری بسیارکوچک خود و رزولوشن مکانی بالا امکان داشتن تصاویری دقیق از نواحی کوچک را فراهم نمودهاند. همچنین این تکنولوژی قابلیت ترکیب با تکنولوژیهای دیگر چون سار و چند طیفی را دارد و بر قابلیتهای آن افزوده است.
سمینار برق جداسازی گفتار و موزیک
لطفا از این پروژه در راستای تکمیل تحقیقات خود و در صورت کپی برداری با ذکر منبع استفاده نمایید.
چکیده
پردازش گفتار با توجه به کاربردهای وسیع آن در ارتباطات، تبادل اطلاعات میان انسان و ماشین مانند روبات ها، صنعت مخابرات، سمعک ها، به کارگیری ماشین در ترجمه مکالمات از یک زبان به زبان دیگر، ابزارهای آموزشی و دیگر محصولات تجاری مورد توجه قرار گرفته است. دهه اخیر شاهد پیشرفت چشمگیری در این عرصه بوده است. سیستم ها و الگوریتم هایی که با عملکرد بالا در آزمایشگاه پیاده سازی شده اند، به سمت دنیای واقعی در حال حرکت هستند.
جداسازی یا افتراق بین گفتار و موسیقی (SMD) از جمله موضوعاتی است که در دهه اخیر، مطالعات زیادی روی آن انجام شده است. از کاربردهای آن می توان به تشخیص کانال های رادیویی که فقط موسیقی پخش می کنند اشاره کرد. همچنین می تواند به عنوان بخش اولیه در بازشناسی خودکار گفتار محسوب شود.
به طور کلی اغلب کارهایی که در این زمینه انجام شده است شامل دو مرحله می باشد: 1- استخراج ویژگی قطعه صوتی که تمایز بین گفتار و موسیقی را بیان می کند 2- طبقه بندی قطعه صوتی با توجه به ویژگی. در بعضی رویکردها از یک ویژگی استفاده می شود ولی در برخی دیگر از چند ویژگی. از جمله این ویژگی ها می توان به نرخ عبور از صفر، ضرائب کپسترال، ضرائب کدینگ پیش خطی و… اشاره کرد. طبقه بندی کننده هایی که برای این کار استفاده می شوند نیز طبقه کننده های مرسوم مانند مدل مارکوف پنهان، ماشین بردار پشتیبان، گوسی و شبکه های عصبی و… می باشند.
مقدمه
پیشرفت های قابل توجه فن آوری در طی دهه های گذشته به طور چشمگیری طریقه ارتباط برقرار کردن مردم با بسیاری از منابع مختلف اطلاعات و سرگرمی را تغییر داده است. کاربران فن آوری های مدرن، در ارتباط با انواع رسانه ها از یک حالت انفعال به وضعیت فعال منتقل شده است. همین طور که مقادیر داده ای در دسترس افزایش می یابد، تکنیک های کارآمد داده گردانی نیز لازم می شود.
در چند سال گذشته داده های صوتی به میزان زیاد از منابع در دسترس مانند پایگاه داده ها، برنامه های پخش و اینترنت ایجاد شده اند. بخاطر این که، توجه ویژه ای به توسعه استراتژی های جابجایی داده اختصاص داده شده است. لذا، افتراق گفتار / موسیقی (SMD) به عنوان یکی از اهداف مهم به شمار می رود.
برای اهداف مختلفی می توان از یک SMD کارآمد بهره مند شد. از این ابزار می توان برای انتخاب براساس محتوا در مجموعه برنامه های پخش استفاده کرد. نمونه ای از این نوع کاربرد، انتخاب ایستگاه های رادیویی است که در واقع فقط موسیقی پخش می کنند. همچنین SMD قسمت اساسی تشخیص خودکار گفتار (ASR) و رونویسی موسیقی اتوماتیک (AMT)، که اغلب نیاز به تجزیه و تحلیل داده های صوتی بی ساخت یا نامعلوم دارند. در مورد ASR، بخش گفتار فقط باید در نظر گرفته شود، در حالی که در AMT باید نمونه های موسیقی مورد توجه قرار گیرند. لذا مهم است که سیگنال قبل از ورود به این سیستم ها به طور صحیح قطعه بندی شود. در نهایت نیز، توجه داشته باشید که دستگاه های مدرن کمک شنوایی اغلب شامل الگوریتم هایی هستند که عملکرد دستگاه را با توجه به نوع صدایی که به گوش می رسد تغییر می دهد. در این مورد، SMD خوب می تواند مؤثر باشد.
بیشتر تکنیک های SMD پیشنهاد شده تاکنون، نتایج خوبی داشته اند، اما هنوز هم چند نکته خصوصاً راجع به توانمندی به شرایط نامعلوم یا آموزش ندیده، موضوعی برای پیشرفت و توسعه این سیستم ها می باشند.
سمینار برق چاه های کوانتومی نیمه هادی
لطفا از این پروژه در راستای تکمیل تحقیقات خود و در صورت کپی برداری با ذکر منبع استفاده نمایید.
چکیده:
از روی هم قرار دادن لایه های هم بافته مواد نیمه هادی پیوند نامتجانس نوع ایجاد می شود.
در این نوع پیوندها، به واسطه اثرات چاه های کوانتومی ساختار نواری اصلاح می گردد. در ساختار چاه کوانتومی الکترون فقط در یک بعد، محدود می شود.
بنابراین، در دو بعد، روی طیف پیوسته انرژی و در یک بعد، روز ترازهای گسسته انرژی حرکت می کند. در این ساختارها، اثرانی که ناشی از پهنای کم می باشند، به وضوح مشاهده می شود. این اثرات به عنوان اندازه کوانتومی مشهور می باشند. در چاه کوانتومی نوع اول، نوار رسانی و نوار ظرفیت، در یک راستا قرار می گیرند، در حالی که در چاه کوانتومی نوع دوم، نوارهای مذکور در یک راستا قرار نمی گیرند.
خواص منحصر به فرد پیوندهای نامتجانس نوع، امکان تولید آشکارسازهای نوری مادون قرمز جدیدی را با کارایی در دمای بالاتر، قدرت آشکارسازی و یکنواختی بیشتر نسبت به آشکارسازهای موجود را فراهم می کند. این افزاره ها به دو گروه عمده تقسیم می شوند: آشکارسازهای مادون قرمزی که از دستگاه خنک کننده برای کاهش دما عملیاتی آنها استفاده می شود و در محدوده طول موج های بلند مادون قرمز کار می کنند و آشکارسازهای مادون قرمزی که به خنک کننده نیاز ندارند و در محدوده طول موج های خیلی بلند مادون قرمز کار می کنند.
آشکارسازهای مادون قرمزی که به خنک کننده نیاز ندارند، در حسگرهای سبک وزن و ارزان قیمت که کاربردهای پزشکی و صنعتی زیادی دارند، بسیار مورد استفاده قرار می گیرند. در حسگرهایی که نیاز به خنک کننده ندارند، از آشکارسازهای میکروبولومتری یا فروالکتریک استفاده می شود. این حسگرها ذاتا کند هستند و نمی توانند تغییرات سیگنال های سریع مورد نیاز سامانه های مادون قرمز پرسرعت را آشکار کنند.
آشکارسازهای فوتون مادون قرمز را می توان به دو گروه طبقه بندی کرد، یکی آشکارسازهای مادون قرمز میان نواری مانند HgCdTe و دیگری آشکارسازهای مادون قرمز چاه کوانتومی میان زیرنواری (QWIP). از محدودیت های اصلی در آشکارسازی های میان نواری، افزایش نرخ «بازترکیب اوژه» می باشد، که باعث محدودیت های کار آنها در دماهای بالا می باشد. با اصلاح شکاف نوار در «ابرشبکه های نوع » تا حدود زیادی از نرخ بازترکیب اوژه در دمای اتاق، کاسته می شود.
مقدمه
در این سمینار ویژگی های منحصر به فردی از پیوندهای نامتجانس نوع را برای تحقق آشکارسازهای مادون قرمزی با دمای عملیاتی بالاتر و قدرت آشکارسازی و یکنواختی بیشتری نسبت به آشکارسازهای مادون قرمز رایج، استفاده کرده ایم. این تلاش روی دو نوع مهم از افزاره ها متمرکز شده است: آشکارسازهای مادون قرمزی که از دستگاه خنک کننده برای کاهش دما عملیاتی آنها استفاده می شود و افزاره هایی که در آنها از دستگاه خنک کننده استفاده نمی شود. این دو نوع آشکارساز در محدوده طول موج مادون قرمز بلند کار می کنند.
آشکارسازهای مادون قرمز نوع دوم در سامانه های حسگری کم وزن و ارزان قیمت کاربرد دارند این حسگرها در زمینه های پزشکی و صنعتی بسیار مورد استفاده قرار می گیرند.
حسگرهای IR که نیاز به خنک کننده ندارند، از آشکارسازهای میکروبولومتری یا فروالکتریک استفاده می کنند. این حسگرها کند هستند و نمی توانند تغییرات سیگنال های سریع مورد نیاز برای سامانه های مادون قرمز سرعت بالا را آشکار کنند. بعضی از کاربردهای آشکارسازهای سریع در صنایع پزشکی و LIDAR ها می باشد. اگرچه آشکارسازهای نوری، پاسخ فرکانسی بالایی در محدوده مگاهرتز دارند، اما دمای آشکارسازی بالای آنها به خاطر نرخ های بازترکیب بالا، کاهش یافته است. مهندسی شکاف انرژی برای جلوگیری از بازترکیب در دمای اتاق در ابر شبکه های نوع مورد استفاده قرار گرفته است. آشکارسازهای مذکور بر مبنای ابرشبکه های طراحی و پایه گذاری شده اند و قدرت آشکارسازی 10CmHz/W*1/3 را در 11 میکرومتر نشان می دهند. این مقدار قابل قیاس با میکروبولومترها می باشد. در آشکارسازهای رایج از سیلسیم ذاتی و HgCdTe استفاده می شود. که باید تا دمای پایین تر از 10k خنک شوند. اما یکنواختی خوبی در محدوده آشکارسازی طول موج های خیلی بلند ندارند.
سمینار برق رادارهای فرکانس بالا
لطفا از این پروژه در راستای تکمیل تحقیقات خود و در صورت کپی برداری با ذکر منبع استفاده نمایید.
چکیده
در این تحقیق به بیان کلیات و کاربردهای دسته خاصی از رادارها به نام رادارهای فرکانس بالا پرداخته می شود. ویژگی خاص امواج HF در انعکاس بر اثر برخورد با لایه های یونیسفر اطراف زمین باعث افزایش برد رادار می گردد. از طرفی با توجه به محدوده طول موج این امواج امکان بررسی امواج و جریان های سطح اقیانوس امکانپذیر است. این ویژگی ها زمینه کاربردهای منحصر به فردی برای این نوع رادارها ایجاد نموده است. به این منظور ابتدا مشخصات رادارهای فرکانس بالا تشریح می گردد، سپس نحوه عملکرد رادارهای فرکانس بالا و ویژگی های آنها مورد بررسی قرار می گیرد. در ادامه چند کاربرد رادارهای فرکانس بالا از قبیل WERA و CODAR و PISCES HF SuperDARN که در مراکز تحقیقاتی و دانشگاهی مختلف مورد استفاده قرار گرفته اند بیان می گردد. در هر مورد سعی شده تا مشخصات فنی هریک از رادارها به صورت کلی شرح داده شود. در برخی موارد موقعیت جغرافیایی و محل نصب آنتن های رادار مورد نظر و نحوه آرایش آنتن ها به صورت مصور مشخص شده است. از آنجا که یکی از کاربردهای مهم رادارهای فرکانس بالا بررسی وضعیت دریا می باشد در ادامه روش اندازه گیری ارتفاع و جهت امواج اقیانوس با رادارهای فرکانس بالا بررسی می شود. در نهایت، به بیان مقاله ای در زمینه تشخیص سونامی با استفاده از رادارهای فرکانس بالا پرداخته می شود. صحت روابط به دست آمده در مقاله مذکور با بررسی شکل ها و نمودارهای به دست آمده از سیستم سی سوند دانشگاه روتگر که در توکرتون نیوجرسی قرار دارد مورد تایید قرار می گیرد.
مقدمه:
رادار، سیستمی الکترومغناطیسی است که برای تشخیص و به دست آوردن موقعیت اشیا به کار می رود. این دستگاه موج خاصی از خود متصاعد می کند (به عنوان مثال به شکل مدولاسیون پالسی با یک موج سینوسی). این موج پس از برخورد با جسم موردنظر برمی گردد. این موج را اکو می نامیم رادار با پردازش اکو اطلاعاتی از جسم به دست می آورد.
رادار مخفف کلمات Radio Detection & Ranging است و برای اولین بار در جنگ جهانی دوم برای تشخیص هواپیماهای دشمن و نشانه گیری سلاح های ضد هواپیما به کار گرفته شد. رادارها برای شناسایی اجسامی به کار می روند که چشم ما قادر به دیدن آنها نیست. مثلا اجسام در فواصل دور یا اجسام در مه. این یکی از مهمترین کاربردهای رادار است. یک رادار ابتدایی از یک فرستنده، آنتن گیرنده و یک آشکارساز انرژی تشکیل شده است.
رادارها در زمین، هوا و دریا استفاده می شوند. در ادامه به چند مورد از کاربردهای رادار اشاره می کنیم:
کنترل ترافیک هوایی
ناوبری هواپیما
کاربردهای هواشناسی
امنیت کشتی ها
کاربردهای فضایی
کنترل سرعت در جاده ها
کاربردهای نظامی که تقریبا بیشترین استفاده از رادار در این قسمت است.
کارکردهای اصلی رادار:
تشخیص وجود جسم
تشخیص فاصله جسم: این کار معمولا به کمک اندازه گیری زمان رفت و برگشت موج انجام می شود.
تشخیص ثابت یا متحرک بودن جسم: این کار به کمک دنبال کردن جسم یا استفاده از اثر داپلر انجام می شود.
تشخیص سرعت جسم: در واقع هر سیستم راداری که قادر به تشخیص فاصله باشد، به کمک یک حافظه می تواند سرعت جسم را تعیین کند. اما معمولا از اثر داپلر استفاده می شود.
دنبال کردن جسم.
از آنجا که امواج HF (فرکانس 3 تا 30 مگاهرتز) پس از برخورد با یونیسفر منعکس می شوند، از رادارهایی که فرکانس آنها در محدوده HF است و به رادارهای فرکانس بالا و یا HF رادار معروف هستند برای بررسی فواصل خیلی زیاد استفاده می شود. از سویی دیگر همان گونه که بعدا خواهیم دید در بررسی سطح اقیانوس ها باید طول موج امواج ارسالی توسط رادار دو برابر طول موج امواج اقیانوس باشد و با توجه به طول موج امواج HF بهترین گزینه برای بررسی سطح اقیانوس ها HF رادارها می باشند.
سمینار برق روش های شارژ متقارن مبدل های چند سطحی کاسکاد
لطفا از این پروژه در راستای تکمیل تحقیقات خود و در صورت کپی برداری با ذکر منبع استفاده نمایید.
مقدمه
مبدل های چند سطحی اولین بار در سال 1975 معرفی شدند. با توجه به افزایش تقاضا برای مبدل های با توان بالا، ولتاژ بالا و همچنین با در نظر گرفتن اینکه کلیدهای نیمه هادی نمی توانند در ولتاژها و توان های با رنج های بالا کار کنند تمایل به استفاده از مبدل های چند سطحی افزایش یافته است. گسترش استفاده از انرژی های نو و تجدیدپذیر مانند پیل های سوختی، سلول های خورشیدی و غیره… که عموماً دارای سطح ولتاژ dc با مقدار پایینی هستند استفاده از مبدل های چند سطحی را به عنوان یک تکنولوژی جدید برای تبدیل این انرژی ها به شکل موج با دامنه دلخواه بیشتر افزایش داده است. در حال حاضر توجه به مبدل های چند سطحی بیشتر و بیشتر شده است و این نوع مبدل ها پتانسیل خوبی برای توسعه و گسترش دارند.
یک مبدل چند سطحی به عنوان یک مبدل الکترونیک قدرت وسیله ای است که می تواند یک شکل موج پله ای دلخواه ولتاژ / جریان ac را با استفاده از چندین منبع ولتاژ / جریان dc به عنوان ورودی تولید نماید. براساس این تعریف مبدل های چند سطحی به دو دسته اصلی تقسیم می شوند:
– مبدل چند سطحی از نوع ولتاژ که در آن با استفاده از چندین منبع ولتاژ dc، ولتاژ ac مورد نظر تولید می شود.
– مبدل چند سطحی از نوع جریان که در آن با استفاده از چندین منبع جریان dc، جریان مورد نظر ac تولید می شود.
مهمترین نوع مبدل چند سطحی که بیشتر در مقالات تشریح می شود مبدل منبع ولتاژ است، اما در بعضی از کاربردها مانند فیلترهای اکتیو موازی، جبران کننده VAr و غیره نیاز به مبدل چند سطحی از نوع منبع جریان است.
2- مبدل چند سطحی از نوع ولتاژ
در این نوع مبدل ها ولتاژ خروجی مطلوب با استفاده از چندین منبع ولتاژ dc با اندازه های کوچک به عنوان ورودی ایجاد می شود. با افزایش تعداد منابع ولتاژ dc در سمت ورودی، می توان در خروجی مبدل، ولتاژ با شکل موج نزدیک به سینوسی تولید کرد. شکل (1) ساختار پایه یک مبدل چند سطحی از نوع منبع ولتاژ را نشان می دهد. این مدار از 4 کلید قدرت و یک منبع ولتاژ dc تشکیل شده است. در این مبدل هر کلید از یک IGBT و یک دیود با اتصال موازی – معکوس تشکیل شده است. در صورتی که بار مبدل، اهمی خالص باشد نیازی به دیودها نخواهد بود. این مبدل قادر است سه سطح ولتاژ (Vdc،- 0، +Vdc) در ترمینال های خروجی خود ایجاد کند. در صورتی که کلیدهای S1 و S4 روشن باشند ولتاژ خروجی مبدل Vdc+ و اگر کلیدهای S2 و S3 روشن باشند ولتاژ خروجی Vdc- خواهد شد. جهت ایجاد ولتاژ صفر در خروجی مبدل باید کلیدهای S1 و S2 و یا S3 و S4 به طور همزمان روشن شوند. توجه شود که اگر کلیدهای واقع در یک بازوی پل، به طور همزمان روشن شوند منجر به اتصال کوتاه شدن منبع ولتاژ dc ورودی خواهد شد. شکل(2) یک نمونه از ولتاژ خروجی این مبدل را نشان می دهد. مطابق شکل(2) در این مبدل هر عنصر کلیدزنی در هر سیکل از ولتاژ خروجی فقط یک بار سوئیچ می شود در نتیجه تلفات کلیدزنی به طور قابل ملاحظه ای کاهش خواهد یافت. این روش کلیدزنی تحت عنوان کلیدزنی فرکانس پایه معروف است.
3- مبدل چند سطحی از نوع جریان
در این نوع از مبدل ها، از منبع جریان به جای منبع ولتاژ در ورودی های مبدل استفاده می شود. توجه شود که معمولاً برای ساخت منبع جریان dc از سلف های بزرگ استفاده می شود در صورتی که در منابع ولتاژ از خازن های بزرگ استفاده می کنند. شکل(3) یک نمونه از مبدل های چند سطحی از نوع منبع جریان را نشان می دهد. مبدل نشان داده شده در شکل (3) قادر است سه سطح جریان (Idc+، 0، -Idc) را در خروجی خود تولید کند. نحوه عملکرد این مبدل مشابه مبدل نشان داده شده در شکل (1) است. با توجه به محدودیت هایی که در اندازه منابع dc جریان در عمل وجود دارد از این نوع مبدل ها، در عمل کمتر و یا استفاده نمی شود. بنابراین در این تحقیق، تمرکز بر روی مبدل های چند سطحی از نوع ولتاژ خواهد بود.
سمینار برق گشتاور گیر در موتورهای BLDC روشهای کاهش آن
لطفا از این پروژه در راستای تکمیل تحقیقات خود و در صورت کپی برداری با ذکر منبع استفاده نمایید.
چکیده:
در موتور های جریان مستقیم بدون جاروبک گشتاور گیر در اثر عکس العمل بین آهنرباهای رتور و دندانه های استاتور ایجاد می شود. این گشتاور در موتورهای BLDC باعث ایجاد نویز و لرزش می شود. از آنجا که در بارهای حساس به یک گشتاور صاف نیاز است، بنابراین باید این ریپل گشتاور را کاهش دهیم. گشتاور گیر را می توان به روش های مختلفی از جمله انحراف دندانه های استاتور، قطعه قطعه کردن آهنربای دائم، استفاده از شیارهای مصنوعی و… کاهش داد. بعضی از این روش ها عملی نمی باشند و برخی پر هزینه هستند اما بعضی از آنها ساده، ارزان و مؤثر می باشند. در این مجموعه به معرفی این روش ها می پردازیم و آنها را با هم مقایسه می کنیم.
مقدمه:
موتورهای جریان مسقیم بدون جاروبک (BLDC) در صنعت کاربرد زیادی دارند. اما یکی از مشکلات این موتورها گشتاور گیر می باشد که باعث ایجاد لرزش در موتورها و همچنین تولید سرعت متغییر در آنها می شود. گشتاور گیر در اثر عکس العمل بین آهنربای دائم رتور و دندانه های استاتور به وجود می آید و آن را به صورت نسبت تغییر انرژی در فاصله هوایی به تغییر زاویه رتور نشان می دهند.
در فصل اول این مجموعه ساختار و انواع موتورهای BLDC را مورد بررسی قرار می دهیم و سپس آنها را با موتورهای DC معمولی مقایسه می کنیم. در فصل دوم ماهیت گشتاور گیر را شناسایی کرده و دو روش آنالیزی برای محاسبه آن را آورده ایم. سپس در فصل سوم انواع روش هایی که تا کنون برای محاسبه گشتاور گیر در نشریاتی مانند IEEE ارائه شده است را بررسی می کنیم و مزایا و معایب هر یک را توضیح می دهیم. با توجه به عوامل مؤثر در اندازه گشتاور گیر روش های متفاوتی برای کاهش آن از جمله انحراف آهنرباها و یا شیارها استفاده از شیار های مصنوعی، قطعه قطعه کردن آهنربا و… پیشنهاد شده است که در ادامه به آنها می پردازیم. در انتها در فصل چهارم به نتیجه گیری از اطلاعات ارائه شده در فصول قبل می پردازیم.
فصل اول
اصول و ساختمان موتورهای جریان مستقیم بدون جاروبک (BLDC)
موتورهای DC راندمان بالایی دارند و به دلیل مشخصات برجسته شان می توان از آنها به عنوان سرو موتور استفاده نمود. تنها عیب این موتورها نیاز آنها به کموتاتور و جاروبک است که دائم در معرض فرسایش می باشند و نیاز به سرویس و نگهداری دارند. موتور های جریان مستقیم بدون جاروبک Brush Less Direct Current) BLDC) موتورهایی هستند که وظیفه کموتاتور و جاروبک در آنها بر عهده کلیدهای الکترونیکی می باشد.
1-1- اساس کار موتورهای جریان مستقیم بدون جاروبک
در یک موتور DC معمولی آرمیچر در روی رتور و میدان بر روی استاتور قرار دارد. ولی در موتور بدون جاروبک وضع به این گونه نیست. بلکه ساختمان این موتورها شباهت بسیاری به موتورهای AC سنکرون دارد. در این موتورها آرمیچر بر روی استاتور قرار دارد و میدان از دو یا چند آهن ربا که روی رتور نصب می شوند، تشکیل می گردد.
سیم پیچی این نوع موتورها شبیه سیم پیچی موتورهای AC چند فاز می باشد و معمول ترین آنها دارای سیم پیچی سه فاز است که با یک سیستم تحریک یک قطبی کار می کند.
موتورهای DC بدون جاروبک از نظر طرز تعیین وضعیت رتور با موتورهای AC تفاوت دارند. بدین منظور در این موتورها از کلید الکترونیکی استفاده می شود که سیگنال های تعیین وضعیت را تولید می نمایند. عمومی ترین روش کنترل وضعیت روش هال می باشد ولی بعضی از موتورها از آشکار سازهای نوری هم استفاده می نمایند.
برای درک اصول کار موتورهای BLDC یک موتور سه فاز تک قطبی را مورد بررسی قرار می دهیم. شکل 2-1 چنین موتوری را نشان می دهد. در این موتور برای تعیین وضعیت از آشکار سازهای نوری (فتو ترانزیستور) استفاده شده است.
سه عدد فتو ترانزیستور TP1 و TP2 و TP3 در انتهای لبه یک صفحه مسطح با زاویه 120 قرار گرفته اند و در جلوی آنها شاتر چرخانی قرار گرفته که به محور رتور متصل است و به همراه آن می چرخد و اجازه عبور نور و برخورد آن با فتوترانزیستورها را می دهد.