پایان نامه طراحی و ساخت مدار تشخیص جایگاه روتور موتور سوئیچ رلوکتانس SRM به وسیله روش مدولاسیون دامنه (Amplitude Modulation)

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی برق – مخابرات

عنوان:

طراحی و ساخت مدار تشخیص جایگاه روتور موتور سوئیچ رلوکتانس SRM به وسیله روش مدولاسیون دامنه (Amplitude Modulation)

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده:

در این پروژه که از مدنظر خواهد گذشت بر روی تشخیص جایگاه روتور موتور سوئیچ رلوکتانس (SRM) به وسیله روش مخابراتی بحث شده است. در این پروژه که به وسیله مدولاسیون (AM (Amplitude Modulation مطرح شده، توانسته جایگاه روتور موتور سوئیچ رلوکتانس را به روش بدون سنسور (Sensorless) با استفاده از روش مدولاسیون دامنه تشخیص دهد. در مقاله دکتر احسانی ارایه شده در حالت حرکت موتور با این روش، سرعت تا 3000RPM رسیده بود و بر روی استارت موتور عملی صورت نگرفته بود. ولی در این روش جدید استارت موتور برای اولین بار اجرا شده و سرعت آن به حدود 5000RPM که نزدیک دو برابر قبل است، رسیده است.

در فصل دوم این پروژه ابتدا ساختار موتور سوئیچ رلوکتانس و نحوه عملکرد آن، مدارهای مبدل و روشهای کنترل دور موتور سوئیچ رلوکتانس ارایه شده است. فصل سوم بر روی تشخیص جایگاه روتور موتور سوئیچ رلوکتانس به وسیله روش مدولاسیون دامنه (AM) بررسی خواهد شد و در فصل آخر (فصل چهارم) نتیجه گیری و پیشنهادات آورده شده است.

فصل اول

1-1- مقدمه

استفاده روزافزون از موتورهای الکتریکی و مبدل های الکترومکانیکی در صنایع، مراکز تجاری و لوازم خانگی بازار گسترده ای را برای الکتروموتورها و سیستم های کنترل دور آنها فراهم آورده است. بر همین اساس رقابت وسیعی بین تولیدکنندگان برای طراحی الکتروموتورها و سیستم های کنترل دور ارزانتر با بازده بیشتر و قابلیت اطمینان بالاتر وجود دارد.

انواع موتورهای الکتریکی با ویژگی های مختلف هرکدام برای کاربردهای خاص طراحی و ساخته می شوند. در این راستا متخصصین و محققین پیوسته به دستاوردهای جدیدی دست می یابند و درصدد تسهیل عمل مکانیسم ها توسط انرژی الکتریکی و قابلیت کنترل آنها می باشند. نظر به اینکه موتورهای الکتریکی از مهمترین ابزار در صنعت می باشند، تهیه و ارائه ماشین هایی که هزینه نگهداری کمتر با بیشترین بازدهی و قابلیت کنترل را دارا باشند، هدف بسیاری از متخصصین و محققین مربوطه می باشد. در این راستا موتورهای سوئیچ رلوکتانس SRM جایگاه ویژه ای پیدا کرده اند. این موتورها به خاطر ساخت و سادگی و گونه های مختلف آن در بسیاری از کاربردهای روزمره، صنعت، نیروگاه ها و حتی هوانوردی کارآیی فراوانی دارند.

روش های گوناگونی جهت کنترل موتور سوئیچ رلوکتانس وجود دارد. در این روشها سعی شده است که از کمترین اجزاء ممکن، جهت کنترل هرچه بهتر و دقیق تر این نوع موتورها استفاده شود. از جمله این روشها می توان روش میکروکنترلی را نام برد. انعطاف پذیری و قابلیت انطباق میکروکنترلر با هر سیستمی، موجبات کاربرد عمومی اش را میسر کرده است. دقت بالای میکروکنترلر، امکانات وسیعی را در اختیار استفاده کنندگان این وسیله قرار می دهد.

در این روش به جای استفاده از حسگرهای موقعیت از جمله سنسور هال و اپتوکوپلر، با استفاده از سیم پیچ های مشابه سیم پیچ های استاتور، تغییرات اندوکتانس L را در اثر حرکت روتور به تغییرات زمان T تبدیل می کنیم و جهت پردازش به میکروکنترلر می دهیم. تغییرات زمان برای میکروکنترلر قابل سنس می باشد. بنابراین تغییرات زمان نشان دهنده تغییر زاویه روتور نسبت به استاتور خواهد بود. این تبدیل تغییرات اندوکتانس به تغییرات زمان با استفاده از یک اسیلاتور امکان پذیر است. پس از پردازش روی سیگنال اسیلاتور توسط میکروکنترلر، قطب ها در زاویه مناسب سوئیچ خواهند شد. علت نام گذاری سوئیچ روی این موتور نیز به این دلیل می باشد. با این روش سنسورهای تعیین موقعیت روتور ساده تر شد و دقت عمل بالاتر می رود. البته روش های بدون حسگر دیگر نیز وجود دارند که به آن اشاره خواهد شد.

شایان ذکر است که در طراحی این گونه موتورها عموما مسئله خاصی از قبیل: گشتاور بالا، سرعت بالا، صدای کم، یا دقت در تنظیم دور و یا گشتاور و همچنین اقتصادی تر شدن درایور مدنظر می باشد.

در این پروژه که از مدنظر خواهد گذشت بر روی تشخیص جایگاه روتور موتور سوئیچ رلوکتانس (SRM) به وسیله روش مخابراتی بحث خواهد شد. در این پروژه که به وسیله مدولاسیون (AM (Amplitude Modulation مطرح شده، کار نوینی انجام شده است. در این روش استارت موتور برای اولین بار اجرا شده و سرعت آن به حدود 5000RPM رسیده است. در حالی که در مقاله ارایه شده در حالت حرکت موتور با این روش، سرعت تا 3000RPM رسیده بود و بر روی استارت موتور عملی صورت نگرفته بود.

در فصل دوم ابتدا ساختار موتور سوئیچ رلوکتانس و نحوه عملکرد آن، مدارهای مبدل و روش های کنترل دور موتور سوئیچ رلوکتانس ارایه شده است. فصل سوم بر روی تشخیص جایگاه روتور موتور سوئیچ رلوکتانس به وسیله روش مدولاسیون دامنه (AM) بررسی خواهد شد و در فصل آخر (فصل چهارم) نتیجه گیری و پیشنهادات آورده شده است.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه بررسی و شبیه سازی نهان نگاری صوت به روش طیف گسترده

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی برق – مخابرات (گرایش سیستم)

عنوان:

بررسی و شبیه سازی نهان نگاری صوت به روش طیف گسترده

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده

نهان نگاری (Watermarking) پردازشی است که برای محصولات دیجیتال اعم از صوت، تصویر، متن و… برای تزریق اطلاعات حیاتی با هدف حفاظت و یا محدود کردن حق کپی، ردیابی اطلاعات، یا پایش پخش، پنهان کردن اطلاعات، فهرست نگاری و غیره به کار می رود. در این مجموعه سعی شده است علاوه بر معرفی نهان نگاری، تاریخچه پیدایش و سیر تکاملی روش های مختلف بررسی شود سپس با تمرکز بر موضوع نهان نگاری صوت، انواع تکنیک ها و چالش های پیش رو نظیر تاثیر نهان نگاری بر کیفیت صوت و حملات و تهدیدات به صورت مختصر بررسی خواهد شد.

هدف این مجموعه بررسی و شبیه سازی یکی از متداول ترین متدهای طیف گسترده – یعنی روش دنباله مستقیم – برای نهان نگاری است. با اینکه نهان نگاره به صورت نویز به سیگنال صوتی، در حوزه زمان افزوده می شود اما پردازش های اساسی که از استاندارد ISO MPEG-1 تبعیت می کنند در حوزه فرکانس اعمال می گردند. استاندارد مذکور راهکاری را برای افزودن نویز به سیگنال اصلی معرفی می کند که در آن، عدم شنیداری بودن نویز افزوده شده تضمین شده است. نهان نگاره که در ابتدا به صورت یک سیگنال شبه نویز، با طیفی تقریبا مسطح (Flat) ساخته می شود در ادامه، با اعمال استاندارد ISO MPEG-1 رنگی شده و سپس به سیگنال اصلی افزوده می شود.

آشکارسازی نهان نگاره با سنجش میزان همبستگی بین یک سیگنال خطا (تفاضل سیگنال آزمون و سیگنال اصلی) و نویز باز تولیدشده انجام می گیرد. در این شیوه از آشکارسازی آگاهانه (Informed) استفاده می شود و وجود کار اصلی برای بازتولید سیگنال شبه نویز به هنگام آشکارسازی، ضروری است. در آشکارساز نویز باز تولیدشده برطبق استاندارد ISO MPEG-1 رنگی می شود.

جزئیات تزریق و آشکارسازی نهان نگاره در یک قطعه صوت و شبیه سازی آن توسط برنامه MATLAB و SIMULINK نیز به تفصیل بررسی می شود.

فصل اول

نهان نگاری چیست؟

مقدمه:

تحولات سریع فن آوری مخابرات و فراهم آمدن امکان انتقال اطلاعات چند رسانه ای دیجیتال از طریق شبکه های مخابراتی، نیازهای امنیتی جدیدی را مطرح ساخته است. در این راستا و به دنبال پیدا کردن روشی برای حفظ امنیت محصولات چند رسانه ای دیجیتال دو روش رمزنگاری و نهان نگاری به صورت مکمل یکدیگر رشد کرده اند. مساله ای که به دلیل خصوصیات ویژه محصولات دیجیتال اهمیت پیدا می کند این است که این محصولات پس از رمزگشایی دقیقا مشابه با محصول اولیه هستند و هیچ گونه حفاظتی در برابر کاربردهایی مثل تهیه کپی غیرمجاز، نقض حق مالکیت، تغییر غیرمجاز محتوای اطلاعاتی و یا پخش غیرمجاز بر روی آنها وجود ندارد. لذا نهان نگاری بسته به هر کاربرد امکانی را برای جلوگیری از سوء استفاده ایجاد می کند و در مورد استگانوگرافی روشی را برای مخابره سری ارائه می نماید.

در بیشتر کاربردها نهان نگاره به صورت نامحسوس در بخش هایی از محصول دیجیتال وارد می شود به طوری که تزویج بین این اطلاعات نامحسوس و محصول دیجیتال اولیه به اندازه ای باشد که اشخاص غیر مجاز قادر به شناسایی و حذف این اطلاعات نامرئی نباشند و حداقل اینکه حذف غیر مجاز آنها کاهش چشمگیر کیفیت در محصول دیجیتال را به دنبال داشته باشد.

1-1- اهمیت نهان نگاری

هرجا صحبت از خلاقیت و تولید به میان آمده همیشه نگرانی از سوء استفاده را نیز با خود به همراه داشته است. مقابله و ایمن سازی محصولات یا اوراق بهادار در مقابل سوء استفاده از دغدغه های دیرین بشر بوده است. معمولا خسارتی که از ناحیه سوء استفاده کنندگان به مالکین وارد می شود با تنبیه خاطیان جبران نمی شود لذا همیشه راه های پیشگیری ترجیح داده می شود. از نظر کلی نهان نگاری به هر اقدامی که در جهت جلوگیری از سوء استفاده یا اخطار به سوء استفاده کنندگان صورت پذیرد اطلاق می شود.

پرکاربردترین نوع نهان نگاری در چاپ اسکناس برای جلوگیری از جعل آن دیده می شود. وجود تصویر محوی که در گوشه اسکناس در مقابل نور دیده می شود جعل آن را مشکل – یا حداقل پرهزینه – می کند.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه روش های جدید تخمین کانال در سیستم OFDM

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی برق – مخابرات

عنوان:

روش های جدید تخمین کانال در سیستم OFDM

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده

روش های تخمین کانال برای سیستم OFDM بر پایه زیرحامل های پایلوت نوع Comb در این گزارش بررسی شده است. این الگوریتم ها به دو بخش تخمین سیگنال پایلوت و جای گذاری کانال، تقسیم می شوند. تخمین سیگنال پایلوت بر پایه معیار LS یا MMSE و همچنین جای گذاری کانال بر پایه جای گذاری خطی تکه ای و یا جای گذاری چند جمله ای مرتبه دوم تکه ای مورد بررسی قرار گرفته اند. با بکارگیری تخمین MMSE روی سیگنال های پایلوت، اثرات تداخل بین حاملی و نویز سفید گوسی جمع شونده به طور قابل توجهی کاهش می یابند. پیچیدگی محاسباتی تخمین سیگنال پایلوت بر پایه معیار MMSE با استفاده از تخمینگر LMMSE ساده شده با تقریب مرتبه پایین و با استفاده از تجزیه مقدار منفرد، کاهش می یابد. در این گزارش روش های نظیری تخمین کانال، سیستم OFDM و روش های تخمین کانال در آن و در فصل های آخر روش های جدیدی از تخمین کانال بررسی خواهند شد.

مقدمه

در طراحی مدولاتور و دمدولاتور برای کانال های باند محدود باید مشخصه پاسخ کانال ((c(f) را داشته باشیم. اما در سیستم های مخابرات دیجیتال عملی که برای ارسال اطلاعات با سرعت بالا در کانال های باند محدود طراحی شده اند، پاسخ فرکانسی کانال ((c(f) با دقت لازم برای طراحی بهینه فیلترهای مدولاتور و دمدولاتور، شناخته شده نیست. برای مثال در شبکه نسبتا ساده تلفن ثابت در هر زمانی که شماره گیری کنیم کانال انتقال ممکن است متفاوت باشد به علت اینکه مسیر انتقال ممکن است متفاوت باشد. همچنین انواع دیگری از کانال انتقال وجود دارد مانند کانال های انتقال بی سیم از قبیل کانال های رادیویی و کانال های آکوستیک زیرآب که در آنها مشخصه پاسخ فرکانسی متغیر با زمان می باشد. برای این چنین کانال هایی غیرممکن است که بتوانیم فیلترهای دمدولاتور بهینه طراحی کنیم. همان طوری که می دانیم وجود اعوجاج در کانال انتقال یکی از دلایل به وجود آمدن ISI است که اگر در گیرنده جبران سازی نشود موجب به وجود آمدن نرخ خطای بالایی می شود که عملا بازسازی سیگنال فرستاده شده را غیرممکن خواهد ساخت.

برای از بین بردن ISI در سیگنال دریافت شده اکولایزرهای مختلفی می توانند استفاده شوند. الگوریتم های کشف سیگنال که بر پایه جستجوی trellis طراحی شده اند (مانند MLSE یا MAP) عملکرد خوبی در گیرنده دارند، اما از لحاظ محاسبات پیچیده هستند. اما همان طوری که اشاره شد این الگوریتم های کشف نیاز به اطلاعات پاسخ ضربه کانال (CIR) دارند که می تواند توسط تخمینگر کانال جداگانه به دست آید.

دو روش پایه برای تخمین کانال وجود دارد:

– روش استفاده از رشته آموزشی

– روش Blind

در روش تخمین کانال با استفاده از رشته شناخته شده (آموزشی) این رشته که برای هر فرستنده یکتاست، در هر burst انتقالی فرستاده می شود. بنابراین تخمینگر کانال می تواند CIR را برای هر burst به صورت جداگانه با استفاده از بیت های مشخص فرستاده شده و نمونه های دریافت شده متناظر با آنها تخمین بزند. هم اکنون این روش بسیار مورد استفاده قرار می گیرد و به راحتی روی هر سیستم مخابراتی قابل پیاده سازیست و پیچیدگی محاسباتی زیادی هم ندارد اما بزرگترین اشکال آن اینست که پهنای باند را هدر می دهد (به خاطر نیاز به فرستادن رشته آموزشی).

اما در مقابل روش Blind نیازی به ارسال رشته آموزشی ندارد و از مشخصات ریاضی خاص اطلاعات در حال ارسال استفاده می کند. این روش در جاهایی که پهنای باند محدودی دارند بسیار مناسب است. اما از لحاظ محاسباتی بسیار پیچیده است بنابراین به کار بردن آن در سیستم های بی درنگ بسیار دشوار است.

در فصل اول روش های پرکاربرد تخمین به صورت نظری بررسی خواهند شد. جهت تکمیل کردن مطالب روش های اولیه تخمین در پیوست 1 آورده شده اند. سپس مطالعات انجام گرفته روی روش های تخمین کانال بررسی خواهند شد. در این بررسی ابتدا روشهای تخمین کانال در کانال های ثابت ناشناخته و مدل های ریاضی آنها آورده خواهند شد و سپس تخمین کانال در کانال های متغیر با زمان ناشناخته بررسی می شوند که منجر به بررسی فیلتر وفقی خواهد شد.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه شناسایی فازی online برج تقطیر MIMO با استفاده از مدل TS

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

”M.Sc” پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی برق – کنترل

عنوان:

شناسایی فازی online برج تقطیر MIMO با استفاده از مدل TS

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده

در این پایان نامه، شناسایی فازی سیستم غیرخطی MIMO برج تقطیر بر اساس مدل فازی (Takagi-Sugeno(TS، بررسی خواهد شد و بر روی مدل عمومی distillation column شبیه سازی شده در دو حالت LV-configuration و uncontrolled column مورد آزمایش قرار خواهد گرفت. لازم به تذکر است که در این پایان نامه شناسایی و کاربرد آن در سیستم های online مورد توجه اساسی میباشد.

در حالت offline یعنی هنگامیکه کل داده ها در ابتدای پروسه آموزش در دسترس است، ساختن مدل فازی TS در دو مرحله انجام می گیرد. در مرحله اول مجموعه های فازی (توابع عضویت) در قسمت مقدم rule تعیین میشوند. میتوان این مرحله را با استفاده از اطلاعات اولیه از پروسه و یا بوسیله تکنیک های data-driven انجام داد. در مرحله دوم پارامترهای مقدم هریک از زیر مدلهای خطی با استفاده از الگوریتم RLS محاسبه میشود. مشکل اصلی بدست آوردن مدل، شناسایی توابع عضویت مقدم است که در حقیقت مسئله بهینه سازی غیر خطی است. چونکه مدل فازی TS بدست آمده وابسته به توابع عضویت است، انتخاب مجموعه های فازی بر دقت مدل اثر خواهد گذاشت. بنابراین یکی از نکات اساسی برای بهبود دقت مدل، تنظیم دقیق مجموعه های فازی , بگونه ای است که خطای متوسط مربعی (mean-square) بین مدل تخمین زده شده و سیستم واقعی مینیمم شود.

در حالت online تمام داده ها را در ابتدای پروسه آموزش در اختیار نداریم، بنابراین آموزش مدل فازی TS باید با اولین نمونه داده شروع شود. در این شرایط، ساختار مدل در ابتدا در دست نیست و به صورت تدریجی در خلال پروسه شناسایی تکامل می یابد. آموزش پیوسته online مدل TS، بر پایه متد clustering بازگشتی و غیر تکرارشونده بنا شده است که قسمت مقدم را تخمین می زند و الگوریتم RLS که پارامترهای زیر مدلهای خطی تالی را محاسبه می کند. در این روش، ساختار مدل در ابتدا شناخته شده نیست و در طی پروسه شناسایی تکامل می یابد. (قابل ذکر است که این تکامل بسیار آهسته تر از تکامل پارامترهای مدل صورت می گیرد.) در مدل eTS، پتانسیل داده جدید برای update کردن پایگاه قوانین استفاده میشود. در این الگوریتم داده های پرت هیچگونه شانسی برای اینکه به عنوان مرکز rule انتخاب شوند، ندارند. دلیل این مسئله روش خاص تعریف مراکز rule است. این مسئله بسیار مهم است که آموزش بدون هیچ گونه دانش اولیه از سیستم و فقط با استفاده از اولین داده آغاز میشود. این ویژگی جالب توجه کاربرد این شیوه را در بسیاری از سیستم های adaptive سودمند می سازد.

مشکل اصلی در این شیوه، تولید نامحدود rule در طی پروسه شناسایی مخصوصا در شرایط اولیه است. در این پایان نامه، دو شیوه برای مقابله با این مسئله ارایه شده است. در روش اول، شرایط ایجاد rule در الگوریتم اصلی به گونه ای اصلاح شده است که بتواند نرخ تولید rule را مخصوصا در آغاز پروسه آموزش کنترل کند که باعث کاهش تعداد rule می شود. این اصلاح باعث می شود که الگوریتم در شرایط اولیه با احتیاط بیشتری اضافه کردن rule را انجام دهد. سپس هنگامیکه اطلاعات بیشتری بدست آمد و پروسه شناسایی پیشرفت کرد، شرایط تولید rule به حالت اولیه اش برمیگردد وهمانند الگوریتم اصلی عمل میکند. روش دوم، یک مکانیزم جدید نظارت برای شناسایی و از بین بردن rule های غیر ضروری با استفاده از forgetting factor ارایه شده است.

همچنین در این پایان نامه، متد آنالیز برهم کنش برای سیستم های چندمتغیره ارایه شده است. در بسیاری از کاربردهای عملی، مدل کمی دقیق سیستم در دست نیست و یا بدست آوردن آن بسیار مشکل است. در این متد، سیستم غیرخطی MIMO ابتدا با استفاده از الگوریتم eTS مدلسازی میشود، سپس برهم کنش سیستم چندمتغیره حول یک نقطه کار خاص بر اساس RGA بررسی می شود.

مقدمه

بسیاری از پروسه های صنعتی دارای سیستم های غیرخطی چند متغیره با چندین ورودی و چندین خروجی می باشند که کوپلینگ متقابل پیچیده ای دارند. مدلسازی چنین پروسه پیچیده ای کار بسیار سختی می باشد. بکار بستن تکنیک های متداول مدلسازی سخت و یا حتی غیر قابل استفاده در چنین مسایل عملی می باشد . یک راه حل مفید دیگر استفاده از شیوه های شناسایی data-driven است که از داده های تجربی به دست آمده و از ورودی و خروجی پروسه استفاده می کند.

روش های مدلسازی فازی rule base به دلیل انعطاف پذیری ذاتی شان در ساختن مدلها ازداده های ورودی و خروجی توجه بسیاری را به خود جلب کرده اند. از میان متدهای مختلف فازی، تکنیک مدلسازی TS به دلیل قابلیت بالای محاسباتی بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. مدل فازی TS شامل قانون های اگر – آنگاه در مقدم و توابع ریاضی در بخش تالی خود می باشد. بنابراین وظیفه شناسایی مدل فازی TS تعیین پارامترهای غیرخطی توابع عضویت مقدم و پارامترهای خطی قانون های تالی می باشد.

تحقیقات اخیر بر روی تکنیک های data-driven که در آن مدل های فازی دینامیکی با استفاده از داده های ورودی – خروجی اندازه گیری شده قابل آموزش هستند، متمرکز شده است.

آموزش Online مدل فازی TS نیازمند شناسایی بازگشتی برای تخمین ساختار مدل و همچنین تخمین پارامترهای تالی می باشد. از آن رو که تمام داده های ورودی – خروجی در آغاز پروسه آموزش در دسترس نیست، ارائه روش شناسایی Online که در آن ساختار مدل و پارامترها به صورت تدریجی تکامل می یابند ضروری است که این روش بدون در اختیار داشتن دانش اولیه از پروسه، با اولین داده ورودی شناسایی را آغاز می کند. این ویژگی جالب، این شیوه را تبدیل به یک مکانیزم کارآمد در سیستم های adaptive و self-tuning ساخته است. تاکنون توجه اندکی به شناسایی فازی پروسه های صنعتی چند متغیره (MIMO) شده است. در این پایان نامه شناسایی فازی Online برای پروسه های چند متغیره ارائه شده در [3] و اصلاحات و نکات لازم جهت بهبود کارایی آن ارائه شده است.

مشکل اصلی در این شیوه، تولید نامحدود rule در طی پروسه شناسایی مخصوصا در شرایط اولیه است. در این پایان نامه، دو شیوه برای مقابله با این مسئله ارایه شده است. در روش اول، شرایط ایجاد rule در الگوریتم اصلی به گونه ای اصلاح شده است که بتواند نرخ تولید rule را مخصوصا در آغاز پروسه آموزش کنترل کند که باعث کاهش تعداد rule می شود. این اصلاح باعث می شود که الگوریتم در شرایط اولیه با احتیاط بیشتری اضافه کردن rule را انجام دهد. سپس هنگامی که اطلاعات بیشتری بدست آمد و پروسه شناسایی پیشرفت کرد، شرایط تولید rule به حالت اولیه اش برمیگردد وهمانند الگوریتم اصلی عمل میکند. روش دوم، یک مکانیزم جدید نظارت برای شناسایی و از بین بردن rule های غیر ضروری با استفاده از forgetting factor ارایه شده است.

برهم کنش در بسیاری از سیستم های صنعتی وجوددارد و این بدین معنی است که تغییر یک متغیر کنترل بر بیش از یک خروجی سیستم اثر خواهد داشت. در این پایان نامه، با متمرکز شدن بر آنالیز برهم کنش خروجی, یک شیوه جدید برای بدست آوردن RGA ارایه شده است که درجه برهم کنش متغیرها را حول یک نقطه کار خاص ارایه می دهد.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه طراحی و شبیه سازی شتاب سنج خازنی میکروماشینی با دو درجه آزادی

دانشگاه ارومیه

دانشکده فنی مهندسی

پایان نامه جهت دریافت درجه کارشناسی ارشد

گروه مهندسی برق

طراحی و شبیه سازی شتاب سنج خازنی میکروماشینی با دو درجه آزادی

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده

هدف از انجام این پایان نامه طراحی و شبیه سازی یک شتاب سنج خازنی میکروماشینی با دو درجه آزادی میباشد. کاربرد شتاب سنج طراحی شده در صنایع اتومبیل سازی می باشد. با ارائه دو ایده جدید برای از بین بردن تداخل محورها (cross axis sensitivity)، شتاب در دو جهت افقی و عمودی اندازه گیری میشود، همچنین در حالتی که شتاب همزمان در دو جهت عمودی و افقی به سیستم اعمال شود شتاب اعمال میشود، شتاب اعمالی در هر جهت به صورت جداگانه و بدون خطا اندازه گیری میشود. نوآوری ارائه شده در این پایان نامه استفاده از یک جرم متحرک برای اندازه گیری شتاب در دو جهت عمودی و افقی می باشد. در ساختار اول محدوده شتاب قابل اندازه گیری در جهت افقی 66g± و در جهت عمودی 30g± می باشد و در ساختار دوم محدوده شتاب قابل اندازه گیری در جهت افقی 65g± و در جهت عمودی 27g± می باشد. اندازه ساختار اول 1.16μm2 و اندازه ساختار دوم 1.5μm2 می باشد. در پروسه ساخت هر دو ساختار پیشنهادی از میکروماشین کاری سطحی استفاده شده است. نویز مکانیکی در روش ارائه شده Hz/0.35μg و در روش دوم Hz/0.31μg می باشد. برای طراحی و شبیه سازی شتاب سنج از نرم افزار Intellisuite استفاده شده است.

یکی از دو روش ارائه شده برای رفع مشکل تداخل محورها به دلیل ساده بودن پروسه ساخت آن در مرکز میکروماشین ارومیه در حال ساخت میباشد و بیش از 80 درصد ساخت سنسور به اتمام رسیده است.

فصل اول: مقدمه ای بر تکنولوژی میکروماشین

1-1- مقدمه

در این فصل مقدمه ای بر تکنولوژی میکروماشین، تاریخچه ، روشها و پروسه های رایج در این صنعت و بازار فروش قطعات و سیستم های ساخته شده با این تکنولوژی تحت عنوان (Micro Electro Mechanical System (MEMS توضیح داده می شود.

1-2-1- سیستمهای میکرو الکترو مکانیکی (MEMS)

MEMS مخفف Micro Electro Mechanical System و ریشه آمریکایی دارد. در اروپا به (MST(Micro System Technology و در ژاپن به Micro Mechanic معروف است. معادل فارسی آن سیستم های میکروالکترومکانیکی میباشد. سیستم های الکتریکی فقط با سیگنال  های الکتریکی سرو کار دارند، اگر این سیستمها کار مکانیکی هم انجام دهند سیستم الکترومکانیکی نامیده میشوند. حال اگر ابعاد آن به محدوده میکرومتر برسد سیستم های میکرو الکترومکانیکی خوانده میشوند.

سیستم های MEMS حاصل تلفیق اجزای مکانیکی، حس کننده ها، محرکها و قطعات الکترونیکی بر روی یک لایه سیلیکون میباشد. مدارات مجتمع را می توان مغز متفکر سیستم در نظر گرفت و MEMS با اضافه کردن چشم و بازو این قدرت تفکر را توسعه می دهد تا میکروسیستم ها بتوانند محیط اطرافشان را حس و کنترل نمایند، این حسگرها اطلاعات مکانیکی، گرمایی، مغناطیسی، نوری و … را از محیط جمع آوری کرده و مدار مجتمع پس از دریافت اطلاعات از حسگر دستوراتی همچون جابجایی، فیلتر کردن و… را جهت کنترل فرآیند صادر میکند.

MEMS به عنوان یکی از تکنولوژی های برتر قرن 21 به شمار می رود که پتانسیل لازم برای متحول ساختن تولیدات مصرفی و صنعتی را دارد. اگر microfabrication نیمه هادی ها را به عنوان اولین انقلاب در تولیدات میکرو در نظر بگیریم، بدون شک MEMS دومین انقلاب در این زمینه است.

یک قطعه MEMS شامل قسمت های زیر است:

1- سنسور که اطلاعات را از دنیای بیرون دریافت و به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند.

2- مدار ااکتریکی که این سیگنال ورودی را پردازش می کند.

3- راه انداز (actuator) که به سیستم مکانیکی دستور می دهد چه کاری انجام دهد.

قطعات الکترونیکی با استفاده از تکنولوژی ساخت مدارات مجتمع ساخته می شوند و عناصر میکروماشین شده با استفاده از فرآیندهای micromachining ساخته می شوند، MEMS با ترکیب این دو تکنولوژی امکان ایجاد یک سیستم کامل را روی یک تراشه فراهم ساخته است و فضای طراحی و کاربرد را بسط داده است.

مزایای سنسورهای MEMS نسبت به سنسورهای مکانیکی عبارتند از:

1- سایز کوچکتر 2- ارزان تر 3- دقیق تر 4- قابل اعتمادتر 5- یکپارچه سازی قسمت حسگر و پردازشگر.

بعنوان یک نمونه می توان به شتاب سنج های مکانیکی استفاده شده در صنعت خودروسازی اشاره کرد، در روش مکانیکی از چندین شتاب سنج حجیم که شامل اجزای مختلف هستند در قسمت جلویی خودرو استفاده می شود ولی قسمت های الکترونیکی در نزدیکی کیسه هوا قرار دارند وقیمت مجموعه بالغ بر 600 دلار می باشد، با استفاده از تکنولوژی MEMS شتاب سنج و قسمت الکترونیکی با هزینه کمتر از 5 دلار بر روی یک تراشه سیلیکونی تلفیق شده است.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه طراحی و شبیه سازی یک سلف حلزونی قابل تنظیم جدید با تکنولوژی MEMS

دانشگاه ارومیه

دانشکده فنی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

گروه مهندسی برق

پژوهشکده میکروالکترونیک

طراحی و شبیه سازی یک سلف حلزونی قابل تنظیم جدید با تکنولوژی MEMS

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده:

در این پایان نامه طراحی، شبیه سازی و پروسه ساخت یک سلف حلزونی قابل تنظیم با استفاده از تکنولوژی MEMS مورد بررسی قرار گرفته است. این سلف حلزونی قابل تنظیم، به منظور استفاده در مدارات RF مانند: نوسان سازهای کنترل شده با ولتاژ (VCO)، شبکه های تطبیق، تقویت کننده ها و… طراحی شده است. در این طراحی به منظور قابل تنظیم کردن مقدار اندوکتانس سلف، از روش الکترو استاتیک و از حرکت یک بازوی پیش آمده بالای سلف و تغییر مقدار شار مغناطیسی عبوری از آن استفاده شده است. مقدار اندوکتانس این سلف از 1/581nH به 0/681nH تغییر میکند . به این ترتیب قابلیت تنظیم مقدار اندوکتانس سلف درحدود 40/93 درصد بدست می آید. مقدار ماکزیمم ضریب کیفیت سلف مورد نظر در فرکانس 12/5GHz حدود 12/33 و مقدار فرکانس رزونانس آن حدود 19/5GHz با شبیه سازی بدست آمد. شبیه سازی ها در این طراحی با استفاده از نرم افزارهای  INTELLISUITE7/2, HFSS11, MATLAB7 انجام شد.

فصل اول: مقدمه

1-1- مقدمه ای بر MEMS، کاربردها و مزایای آن

MEMS یا میکرو الکترو مکانیکال سیستم در سال 1970 در ایالات متحده بنیانگذاری شده است، به طوری که در همان زمان و در اروپا این تکنولوژی را به نام MST یا تکنولوژی میکروسیستم میشناختند.

MEMS یک سیستم با ابعاد میکرو میباشد که بصورت دسته ای (مجتمع) ساخته میشوند و از میکروساختارها، میکروسنسورها، میکروالکترونیک ها و میکرو راه اندازها تشکیل شده است (شکل 1-1).

اخیراً تکنولوژی MEMS پیشرفت قابل توجهی را در ساخت و تست وسایل جدید کسب کرده است و تکنولوژی های نو و کاربردهای جدیدی به واسطه آن بوجود آمده است.

ویژگی هایی مانند وزن کم، اندازه کوچک، مصرف انرژی پایین و پایداری و مقاومت وسایل ساخته شده با این تکنولوژی روز به روز بر جذابیت و رشد این صنعت می افزاید. وسایل MEMS ی بیشماری وجود دارد که در عرصه های مختلفی از علم و مهندسی به طور موفقیت آمیزی استفاده شده است. به عنوان مثال میتوان از کاربردهای وسایل MEMS در چاپگرهای سریع، میکروپمپ ها، آنتن های نمایشگر تصویر و شتاب سنج های کیسه هوا نام برد که جایگزین وسایل مرسوم شده و در نتیجه باعث کاهش در هزینه ها شده اند.

در حال حاضر وسایل MEMS توسعه زیادی را در پهنه وسیعی از زندگی داشته اند، که از آن جمله میتوان به کاربردهای دارویی، وسایل کمکی در دیدن و شنیدن، سیستم های اندازه گیری و پاشش مقدار معینی از دارو و شبیه سازی عصبی را نام برد.

بازار وسایل MEMS بر پایه سیلیکون در سال 2005 به مقدار 5/1 میلیارد دلار رسید. روند صعودی بازار وسایل MEMS تا سال 2010 در شکل 2-1 پیش بینی شده است. این در حالی است که بازار وسایل دیگر MEMS که بر پایه پلیمرها میباشد و بیشتر معطوف به مشتقات دارویی است در اینجا نشان داده نشده است. بر طبق این پیش بینی توقع داریم که این بازار در سال 2010 به میزان 9/7 میلیارد دلار برسد. یعنی نرخ رشد 15% می باشد.

2-1- مقدمه ای بر RF MEMS

همانطور که در بخش 1-1 ذکر شد MEMS از سال های 1970 برای ایجاد سنسورهای فشار، دما، شتابسنج و ابزارهایی از این قبیل ایجاد شد. همچنین سوئیچ های MEMS برای کاربردهای فرکانس پایین در نزدیکی سالهای 1980 بوجود آمد. این سوئیچ ها برای رسیدن به یک اتصال کوتاه یا یک اتصال باز در یک خط انتقال یک جابجایی مکانیکی را انجام میدهند. اما در سالهای 1990 – 1991، تحت حمایت DARPA، دکتر لاری لارسون در آزمایشگاه تحقیق هیوز مالیبو، کالیفورنیا، نخستین سوئیچ MEMS (ورکتور) را، که بویژه برای کاربردهای مایکروویو طراحی شده بود، ایجاد کرد.

نتایج ابتدایی لارسون بسیار مهم بودند بهطوری که توجه چند گروه را در دولت ایالات متحده تحریک کرد و تا سال 1995 مرکز علمی راکول و تکساز ایناسترومنت هر دو یک سوئیچ RF MEMS ایجاد کردند. سوئیچ راکول یک نوع کانتکت متال به متال و مناسب برای کاربردهای DC-60GHz بود، در حالی که سوئیچ تکساز یک سوئیچ کانتکت خازنی بود که برای فرکانس های 10-120GHz مناسب بود. بحث بعدی تاریخچه این سیستم تا سال 1998، به دانشگاه میشیگان، دانشگاه کالیفورنیا، برکلی، دانشگاه شمال شرقی، آزمایشگاه لینکلن MIT، دانشگاه کلمبیا، شرکت آنالوگ دیوایس و چند شرکت معروف دیگر مربوط می شود که به طور فعال ابزار RF MEMS را دنبال می کردند.

RF MEMS در 10 سال گذشته در نتیجه مصارف بازرگانی و نظامی یک رشد متحیرکننده را تجربه کرده است. دلیل این امر این است که پیشرفت های عظیمی در ابزارهای GaAs HEMT (ترازیستورهای با موبیلیتی الکترون بالا) وجود داشته در حالی که در ترانزیستورهای با تکنولوژی CMOS پیشرفت های نامحسوسی در سوئیچ های نیمه هادی از سال 1985 تا 2000 وجود داشت. در سالهای 1980، فرکانس قطع ترانزیستورهای CMOS حدود 500MHz بود و اخیراً حدود 100MHz است. در حالی که در سال های 1980، فرکانس قطع ابزار GaAs HEMT، حدود 10-20GHz بود و حالا بالای 800GHz است. البته فرکانس قطع دیودهای GaAs و Inp p-i-n از 500GHz در سال 1985 به تنها 2000GHz در سال 2001 رسید. به طور واضح یک تکنولوژی جدید نیاز بود تا فرکانس قطع سوئیچها را برای کاربردهای کم تلفات به فرکانسهای بالاتر ببرد و این بوسیله RF MEMS به دست می آید.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه طراحی کنترل کننده فازی دیجیتال با مدار فازی ساز جدید با استفاده از CMOS

دانشگاه ارومیه

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

دانشکده فنی

گروه برق

طراحی کنترل کننده فازی دیجیتال با مدار فازی ساز جدید با استفاده از CMOS

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده

در این پایان نامه هدف طراحی کنترلر فازی با ورودی دیجیتال و خروجی آنالوگ ولتاژی است. این کنترلر فازی دو ورودی دیجیتال داشته و یک خروجی آنالوگ دارد که با برنامه ریزی چهار پارامتر مشخصات تابع عضویت پروگرم می شود. این کنترلر دارای ساختاری جدیدی است که با این ساختار بسیاری از مشکلات موجود در ساختار های دیگر حل شده است. این کنترلر از یک مدار MIN-MAX ولتاژی بسیار قابل انعطاف بهره می برد که با یک ساختار هم مینیمم و هم ماکزیمم سیگنال ها را در اختیار قرار می دهد. در ادامه برای بلوک defuzzifier هم ساختار بسیار ساده و مناسبی در مد ولتاژ طراحی شده است که نیاز به مدارات پیچیده خازنی را مرتفع نموده است. این کنترلر در 9 رول پیاده سازی شد و نتایج شبیه سازی توان مصرفی 36/43mW را نشان داد و به سرعت 9/4MFLIPS رسیدیم.

شبیه سازی های انجام شده در نرم افزار HSPICE انجام گرفته است و Layout مدارات هم در نرم افزار Cadenc در پروسه CMOS 0/35μm کشیده شده است. در فصل سوم کل معماری کنترلر آمده است که در این فصل شبیه سازی های انجام گرفته با نرم افزار MATLAB نیز آمده است.

فصل اول

مقدمه

کنترلر های فازی با استفاده از منطق فازی وظیفه کنترل کردن سیستم های گوناگونی را دارند. این کنترلر ها ابتدا اطلاعات crisp ورودی را به اطلاعات فازی تبدیل می کنند و با پردازش و ترکیب این اطلاعات سیگنال کنترلی ایجاد می شود و تصمیم گیری انجام می گیرد و در نهایت این سیگنال تبدیل به crisp شده و به عنوان خروجی به سیستم های تحت کنترل داده می شود.

مطابق آنچه در بالا گفته شد نیاز به دو mapping وجود دارد: تبدیل اطلاعات از محیط crisp به محیط فازی و دیگری تبدیل اطلاعات و سیگنال های فازی به crisp در خروجی. یک سیستم فازی این فرایند را توسط تئوری فازی انجام می دهد که در سال 1965 توسط پروفسور لطفی زاده تعریف شد و ساختار ریاضی آن به صورت کامل پیاده سازی شد. این mapping ها به صورت غیر خطی هستند و اطلاعات crisp را به فازی تبدیل می کنند.

امروزه منطق فازی در طراحی سیستم ها بسیار استفاده می شود، انعطاف پذیری بالا و نزدیکی این منطق به فکر انسان باعث شده که سیستم ها را بسیار راحت و خوب کنترل کرد.منطق فازی بر روی سیستم های کنترلی الکترونیکی بسیار زیادی پیاده سازی شده و باعث ایجاد یک روش طراحی جدید در این سیستم ها گشته است.

طراحی و ساخت کنترلرهای general purpose برای کنترل سیستم های الکترونیکی بسیار مناسب و کم هزینه هستند که با روش های گوناگون و با نقاط ضعف و قوت متنوع طراحی می شوند. این کنترلر ها متناسب با سیستم تحت کنترل برنامه ریزی می شود و با توجه به این قابلیت برنامه ریزی برای هر سیستم ، بسیار مطلوب و مناسب می باشند.

کنترلر های فازی در دو نوع دیجیتال و آنالوگ طراحی می شوند که مفهوم دیجیتال و یا آنالوگ بودن هم در رابطه با ارتباط با دنیای خارجی و Interface آن کنترلر است و هم درالگوریتم و ساختار داخلی آن سیستم فازی مفهوم دارد. کنترلرهای فازی دیجیتال توانایی اتصال به ادوات و سنسور های دیجیتال را دارند و توانایی پردازش سیگنال های دیجیتال از نقاط قوت آنها محسوب می گردد و در مقابل کنترلر های فازی آنالوگ توانایی پردازش سیگنال های آنالوگ را دارند و در ورودی ولتاژها و یا جریانات آنالوگ را که از ادوات الکترونیکی و سنسورها می آیند را دریافت می کنند. در هر دو نوع ساختار طراحی های زیادی انجام گرفته است نمونه های آنالوگ کار هایی مثل [10] – [14] است و از مدارات و سیستم های طراحی شده بر پایه VLSI می توان به [3] – [7] اشاره نمود. ساختارهای آقایان Watanabe و Togai و Sanchez از مطرح ترین این شاخه از کنترلر های فازی هستند.

بعد از ارائه طرح های بر پایه مدارات VLSI که از گیت های منطقی استفاده می کردند و عموماً برای ساخت آنها از FPGA ها استفاده می کردند مداراتی مطرح شدند که ساختار داخلی آنها mixed analog-digital نام گرفت که دارای interface دیجیتال بودند اما از مدارات آنالوگ هم در داخل ساختار استفاده می کردند. یکی از قوی ترین کار های انجام شده تز آقای امینی فر از دانشگاه ارومیه بوده است که در سال 2002 ارائه شده است.

کنترلر آقای امینی فر بر پایه مدارات current mode طراحی گردیده است که به توان 49mW در سرعت 8/85MFLIPS رسیده است از معایب این مدار کم بودن دقت ساختار فازی ساز آن است که به علت spike های جریانی است که در step های فازی ساز وجود دارد و شکل تمیز و تیزی از لحاظ مشخصه خروجی فازی ساز وجود ندارد. ولی حجم مدار و سطح مصرفی چیپ بسیار مناسب و کوچک می باشد که در مقایسه با دیگر کارها بسیار ایده آل می باشد حجم مدارات آقای امینی فر 0/11mm2 است. کارهای دیگر مد جریانی مراجع شماره [10] و [13] و [15] از نمونه های بارز هستند.

در مقابل ما سعی بر بهبود مدارارت و اضافه کردن option هایی در Inference engine بوده است که با توجه به مطالعات انجام شده تصمیم بر طراحی مدارات در مد ولتاژ گرفتیم. با طراحی مدارات در مد ولتاژ حجم مدارات افزایش پیدا کرد ولی از لحاظ دقت بسیار بهبود و سرعت نیز افزایش پیدا کرد در ساختار پیشنهادی ما سیگنال های ورودی دیجیتال ولتاژ مد هستند و پروگرم کردن فازی ساز نیز به صورت دیجیتال انجام می شود و در قسمت Inference engine توانایی گرفتن ماکزیمم و مینیمم و هر دو همزمان را اضافه نمودیم که با دقت 1% این کار انجام می گیرد. یکی از مشکلات موجود در مدارات ولتاژ مد طراحی قسمت Defuzzifier است که برای طراحی قسمت تقسیم کننده مدارات switch capacitor نیاز است که بر همگان پیچیدگی این ساختار ها مشخص است. با توجه به این مسئله سعی بر طراحی مدارات با پیچیدگی کمتر و ساده تر داشتیم که جزئیات بیشتر در فصل آینده مطرح می گردد.

هدف ما در این پایان نامه طراحی یک چیپ کنترلر فازی general purpose دیجیتال است. در این کنترلر فازی یک ساختار جدید و بسیار مناسب تر از نمونه های دیگر برای سیستم فازی کننده آن پیشنهاد شده است که با روش mixed mode این بلوک را پیاده سازی کرده ایم. مدارات fuzzifier در مد ولتاژ طراحی شده است که با این طراحی دقت مدار بسیار بهبود یافته است و spike های موجود در مدارات مد جریان در این ساختار به کلی حذف گشته و با سرعت بیشتر به دقت 98/2% رسیده ایم. در قسمت بعدی یعنی بلوک Inference engine نیز مدارات جدید با قابلیت های بهتری ارائه شده است، مدارات ماکزیمم و مینیمم گیر در مد ولتاژ طراحی شده است که این ساختار نیز دارای دقت مناسب و سرعت خوبی است و در نهایت در قسمت defuzzifier نیز سعی بر ساده کردن مدارات و پرهیز از مدارات پیچیده بوده است. ساختار (center of area (COA برای defuzzifier در نظر گرفته شده است.

مدارات طراحی شده در این کنترلر فازی در پروسه 0/35μm تکنولوژی CMOS پیاده سازی شده است. این کنترلر دو ورودی دیجیتال 4 بیتی، 9 rule و یک خروجی آنالوگ برای سیستم های کنترلی دارد. کنترلر فازی به صورت کامل توسط نرم افزار HSPICE شبیه سازی شده است و Layout آن در نرم افزار Cadence کشیده شده و extract شده است.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه طراحی و شبیه سازی سوئیچ با استفاده از تکنولوژی میکروماشین به منظور استفاده در مدارات RF

دانشگاه ارومیه

طراحی و شبیه سازی سوئیچ با استفاده از تکنولوژی میکروماشین به منظور استفاده در مدارات RF

دانشکده فنی

گروه مهندسی برق

پژوهشکده میکروالکترونیک

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

استاد راهنما: دکتر ابراهیم عباسپور ثانی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده

در این پایان نامه سعی شده است که ابتدا شرح کاملی از ساختار انواع سوئیچ های میکروماشینی و همچنین نحوه مدلسازی این میکروسوئیچ ها با عناصر فشرده الکتریکی بیان گردد. سپس طراحی کامل یک سوئیچ میکروماشینی فرکانس بالا با استفاده از سیستم تحریک شانه ای عمودی ارائه گردد. چگونگی ایجاد نیروی الکترواستاتیکی در ساختارهای تحریک شانه ای در فصل جداگانه ای شرح داده شده است. ویژگی ساختار جدید ارائه شده، ولتاژ تحریک کم و مشخصه جابه جایی نسبتا خطی و تلفات سیگنال انتقالی بسیار کم آن در فرکانس های بالا می باشد.

به منظور بررسی مزایای طرح پیشنهادی، پارامترهای اصلی آن با میکروسوئیچ با صفحات موازی مقایسه گردیده است. نتایج به دست آمده از شبیه سازی ها نشان می دهد که اندازه ولتاژ تحریک 13% و میزان مشخصه خطی نمودار جابه جایی برحسب ولتاژ 40% نسبت به ساختار میکروسوئیچ با صفحات موازی بهبود یافته است. امروزه با گسترش مخابرات بی سیم استفاده از قطعات الکترونیکی بسیار کوچک و با توان مصرفی کم بسیار ضروری می باشد. همچنین این قطعات به منظور استفاده در فرکانس های بالای مغناطیسی باید تلفات انتقالی و ولتاژ مصرفی کمی داشته باشند. برخلاف تلفات انتقالی مغناطیسی زیاد ساختارهای متداول در فرکانس های بالا، تلفات انتقالی ساختار ارائه شده بسیار کم می باشد به طوری در فرکانس 50GHz میزان تلفات فقط 0/2dB- می باشد.

به دلیل قابلیت ساخته شدن این میکروسوئیچ بر روی زیرلایه سیلیکانی، قابلیت کارایی این ساختار بسیار خوب می باشد. کلیه شبیه سازی های مکانیکی این میکروسوئیچ توسط نرم افزار intellisuit و شبیه سازی های مغناطیسی آن توسط نرم افزار HFSS انجام شده است. از مشخصات مغناطیسی مهم یک میکروسوئیچ، دارا بودن ایزولاسیون بالا و ضریب بازگشت بسیار کم می باشد. میکروسوئیچ پیشنهادی به گونه ای طراحی شده که این دو مشخصه مغناطیسی مهم را دارا می باشد. همچنین به واسطه کم بودن ضریب بازگشت سیگنال در این میکروسوئیچ، تلفات انتقالی سیگنال بسیار کم می باشد.

مقدمه: سوئیچ های الکترومغناطیسی

یکی از اجزای اصلی مدارات الکترونیکی مدرن، امپدانس متغیر می باشد. ساده ترین امپدانس متغیر، یک سوئیچ مکانیکی است که امپدانس آن به وسیله یک کنتاکت از اتصال کوتاه به مدار باز تغییر می کند که این عمل مسیر عبور جریان را قطع می نماید. تحقیقات بسیار وسیع و روبه رشدی که در زمینه میکروالکترونیک انجام می گردد بر پایه ترکیب دو حوزه مکانیکی و الکتریکی می باشد. به این جهت به عنوان سیستم های میکرو الکترومکانیکی نام گرفته است. سوئیچ های الکتریکی به عنوان وسیله ای که می توانند مدار مسیر جریان را باز و بسته کنند، در مدارهای الکترونیکی نقش بسیار مهمی دارند.

اوایل بسیاری از سوئیچ ها قطعات کنتاکت مکانیکی حجمی بودند. با توسعه قطعات حالت جامد مدرن، ترانزیستورها و دیودها به گروه سوئیچ ها ملحق شدند. هرچند تمام این قطعات معایب خودشان را دارند نظیر توان مصرفی زیاد، متخصصین بر آن شدند که به دنبال راه حلی برای رفع این نقاط ضعف باشند.

محققین همواره در پی تحقیق امکان استفاده از قطعات میکروماشینی به عنوان سوئیچ های الکتریکی هستند. سودیچ های میکروماشینی سوئیچ های کوچک شده مکانیکی هستند که توسط پروسه های متداول ساخت مدارهای مجتمع مدرن ساخته می شوند.

در سال های اخیر سوئیچ های میکروماشینی به دلیل مزایای بسیار زیاد، توجه بسیاری را به خود جلب کرده اند. سوئیچ های الکتریکی، برحسب خصوصیات کاربردشان، یک سری نیازمندی هایی دارند. برای مثال در الکترونیک قدرت یک سوئیچ باید قادر به انتقال توان بالایی باشد. در مورد سوئیچ هایی که برای کاربردهای فرکانس های رادیویی استفاده می شوند، محدوده فرکانس کاری سوئیچ بسیار مهم می باشد. سوئیچ های فرکانس رادیویی براساس میزان تلفات و ایزولاسیون توصیف می شوند.

در مقایسه با سوئیچ های معمولی، سوئیچ های میکروماشینی نوظهور قادر به پوشش طیف وسیعی از توان و فرکانس می باشند. نیروی لازم برای حرکت کنتاکت های مکانیکی می تواند از نیروی الکترواستاتیکی یا مغناطیسی و یا پیزوالکتریک به دست آید. تا سال 2001 تنها سوئیچ های میکروماشینی ساخته شده از نوع الکترواستاتیکی بودند که قابلیت کارایی بسیار بالایی داشتند. (با سیکل کارایی بیشتر از میلیون بار یا در برخی موارد بیلیون بار). سوئیچ های میکروماشینی فرکانس بالا به دو صورت سری و شانت وجود دارند. شکل زیر این دو نوع میکروسوئیپ را نشان می دهد.

یک میکروسوئیچ سری یا مانع عبور جریان در طول هادی سیگنال می شوند و یا با ایجاد کنتاکت مستقیم فلز با فلز میکروسوئیچ با هادی خط انتقال باعث تداوم سیگنال هادی جریان می گردد. میکروسوئیچ شانت هم یا سیگنال هادی جریان را به هادی زمین کوپل می کند و باعث ایجاد اتصال کوتاه می شود و یا بدون هیچ تاثیری، به سیگنال هادی جریان اجازه عبور می دهد. میکروسوئیچ های سری بیشتری برای کاربردهای فرکانس پایین از (0-30GHz) و میکروسوئیچ های شانت برای کاربردهای فرکانس بالا از (15 – 100GHz) مناسب هستند.

برخی از مهمترین پارامترهای سوئیچ های فرکانس بالا در این قسمت بحث می شود. این پارامترها برای مقایسه کارایی انواع مختلف سوئیچ های فرکانس رادیویی و همچنین برای انتخاب سوئیچ های فرکانس بالا برای یک کاربرد خاص مورد استفاده قرار می گیرند.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه طراحی و پیاده سازی یک مبدل دیجیتال به آنالوگ با دقت 10 بیت و سرعت 5GS/s در پروسه 0.18μ تکنولوژی CMOS

دانشگاه ارومیه

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

دانشکده فنی

گروه برق- الکترونیک

طراحی و پیاده سازی یک مبدل دیجیتال به آنالوگ با دقت 10 بیت و سرعت 5GS/s در پروسه 0.18μ تکنولوژی CMOS

اساتید راهنما: پروفسورخیرالله حدیدی – پروفسور عبدالله خویی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده:

آنچه در این پایان نامه معرفی میگردد عبارت است از طراحی و شبیه سازی یک مبدل دیجیتال به آنا لوگ با دقت 10 بیت و سرعت نمونه برداری 5 میلیارد نمونه در یک ثانیه که در پروسه 0.18μ تکنولوژی CMOS انجام گردیده است.

در فصول اولیه این پایان نامه به معرفی خود مبدل و پارامترهای مهمی که در عملکرد ا ستاتیکی و دینامیکی آن بسیار مهم هستند خواهیم پرداخت بعد توضیح مختصری در مورد ساختارهای مختلف ارائه شده برای این نوع مبدلها به همراه معایب و مزایای هر یک آورده شده است و در نهایت ساختار ارائه شده که مبتنی بر یک DAC با استفاده از 4 کانال و بلوک Current Steering می باشد توضیح داده شده و دلایل استفاده از این نوع ساختار بیان گردیده است.

تمام شبیه سازی ها براساس مدل کمپانی CSMC برای تکنولوژی CMOS , 0.18μm توسط نرم افزار HSPICE انجام گردیده است. سعی بر آن بوده است که همیشه در حین شبیه سازی بدترین شرایط بر مدار اعمال شود به عنوان مثال اثر نویز Vdd و اثر Bonding Wire و اثر گوشه های مختلف پروسه و اثر ناهمخوانی قطعات به ویژه منابع جریان (شبیه سازی مونت کارلو) در نظر گرفته شده است.

فصل اول

مقدمه

در طول چند دهه اخیر نیاز به ارتباطات پر سرعت و ایمن رشد چشمگیری داشته است اینترنت و تلفن همراه و دیگر امکانات ارتباطی از ملزومات زندگی امروزی است.مصونیت بالای سیگنال دیجیتال در برابر نویز باعث میشود تا گزینه مناسبی برای پردازش و بخصوص انتقال داده باشد از سوی دیگر سیگنال پردازش شده و یا منتقل شده باید به شکل آنالوگ تبدیل شده و مورد استفاده قرار گیرد. توضیحات بالا نقش واسطه هایی که بتوانند این دو عالم آنالوگ و دیجیتال را به هم مرتبط سازند را پررنگ میکند این واسطه ها تحت نامهای مبدل های آنالوگ به دیجیتال و مبدلهای دیجیتال به آنالوگ معروفند که در این پایان نامه سعی بر آن داریم تا در خصوص مبدلهای دیجیتال به آنالوگ توضیحاتی ارائه شود.

همان طور که از نام یک مبدل دیجیتال به آنالوگ بر می آید این مبدل با پذیرفتن داده دیجیتال معادل آنالوگ آن را در خروجی تولید می کند در واقع داده آنالوگ خروجی نقش سیگنال حامل داده دیجیتال را ایفا می کند.

یک n,DAC بیتی یک سیستم الکتریکی است که یک داده binary  مانند D=D1D2D3…Dn ورودی خود را به یک کمیت الکتریکی در  خروجی مرتبط می سازد که مشخصه زمانی و یا دامنه آن کمیت در واقع متناسب با داده دیجیتال ورودی نسبت به یک مرجع مشخص مدوله شده است.

الگوریتم:

الگوریتمی که در یک DAC مورد استفاده قرار می گیرد در حالت کلی به شرح ذیل می باشد.

1- کدینگ: این مرحله مشخص می کند که هر یک از سمبل های باینری ورودی چگونه به داده آنالوگ خروجی تبدیل خواهد شد. اثر گذاری هریک از سمبل ها می تواند به شکل باینری یا Thermometric یا هر حالت کدی متناسب با کاربرد باشد.

2- کمیت مرجع: یک مرجع الکتریکی مشخصی در نظر گرفته می شود تا خروجی آنالوگ نسبت به آن سنجیده شود.

3- مکانیزم تولید الکتریکی: این مکانیزم در بردارنده مکانیزم الکتریکی است که سیگنال خروجی را تولید می کند که خود مشتمل بر 2 قسم است.

a) حوزه دامنه: به عنوان مثال می توان مدولاسیون دامنه PAM را نام برد که در واقع دامنه سیگنال خروجی متناسب با کد دیجیتال ورودی است.

b) حوزه زمان: شکل دهی ویژگی های زمانی یک سیگنال را شامل می شود به عبارتی متناسب با داده دیجیتال ورودی مشخصات زمانی سیگنال خروجی مدوله می شود که در این مورد میتوان از مدولاسیون پهنای پالس PWM نام برد.

با توجه به توضیحات داده شده می توان یک DAC را به صورت سیستمی در شکل 1-1 نشان داد. عملکرد این سیستم در قالب زبان ریاضی در صفحه بعد آورده شده است.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه مدلسازی دینامیکی و شبیه سازی مبدل DC-DC باک

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد دامغان

دانشکده فنی مهندسی گروه آموزشی برق

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد “M.sc” در رشته مهندسی برق قدرت

گرایش الکترونیک قدرت 

عنوان

مدلسازی دینامیکی و شبیه سازی مبدل DC-DC باک

استاد راهنما

دکتر سید جعفر فاضلی آبلویی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده :

یکی از مبدل های پر استفاده DC به DC در الکترونیک قدرت ، مبدل DC به DC سوئیچینگ می باشد . زیرا این نوع مبدل ها به دلیل کارایی بالا و پایدار کردن ولتاژ خروجی شناخته شده می باشند . بعضی از موارد استفاده ی این مبدل ها در سلول های خورشیدی و  وسایل الکترونیک می باشد . این مبدل ولتاژ خروجی را بر اساس ولتاژ ورودی و جریان منظم می کنند . ثبات ولتاژ خروجی بر مبنای روش های کنترل سیستم ها طراحی شده اند که کنترلر فازی یکی از آنها می باشد .

در این پایان نامه انواع مختلف کنترلر بررسی گردیده تا به کارآمدی بهتر سیستم دست یابیم . همچنین کاهش ریپل های خروجی نیز مورد نظر بوده است . کنترلر به عنوان یکی از کارآمدترین روش های بررسی سیستم های غیر خطی مورد استفاده قرار می گیرد . انتخاب پارامتر های کنترل در کنترلر های فازی یکی از مهم ترین موضوعات مورد نظر بوده است   به دلیل این که امروزه کنترلر های فازی یکی از موضوعات مورد علاقه محققان می باشد و از موضوعات مدرن و رو به رشد است ما نیز در این پایان نامه به آن پرداخته ایم .

برای شبیه سازی و نتیجه گیری در این پایان نامه از نرم افزار متلب[1] استفاده گردید .

1-1 مقدمه

مبدل های سوئیچینگ از ساده ترین مدارات الکترونیکی می باشند که ولتاژ مستقیم را ، با قطع و وصل کردن المان سوئیچینگ از سطحی به سطح دیگر تبدیل می کند . این مبدل ها بخاطر کاربرد زیاد در سال های اخیر مورد توجه بسیاری قرار گرفته است ، از دیگر موارد کاربرد این مبدل ها را می توان در منبع های تغذیه کامپیوترها ، تجهیزات اداری و مخابراتی ، راه اندازی موتورهای DC و سلول های خورشیدی و … اشاره نمود .

تحلیل ، کنترل و پایداری مبدل های سوئیچینگ عوامل اصلی و مهمی می باشند که باید مورد بررسی قرار بگیرد . روش های کنترلی بسیاری جهت کنترل مبدل های سوئیچنگ مورد استفاده قرار می گیرد که اغلب ساده ترین و کم هزینه ترین روش مورد توجه قرار می گیرد . هر روش کنترلی شامل مزایا و معایبی است ، با توجه به این که کدام روش کنترلی در شرایط خاص مورد توجه است می توان با بقیه روش ها مقایسه گردد . همچنین روش کنترلی ، مطلوب است که در هر شرایطی دارای بهترین نتیجه باشد[1] .

کنترل کننده های مرسوم مثلP  ، PI و PID به دلیل اینکه پارامترهای زیادی و تغییرات بار را نمی توان به صورت مناسب و راضی کننده بر آورده کنند .

جهت کنترل این مبدل ها از روش های کنترلی مانند ، استفاده از تحلیل فرکانسی در تئوری کنترل کلاسیک و تحلیل زمانی ، در تئوری کنترل مدرن ، استفاده از هردو تحلیل فرکانسی و زمانی در تئوری کنترل جدید و محاسبات نرم ( نظیر منطق فازی و شبکه های عصبی و الگوریتم ژنتیک) می شود استفاده کرد . مدل سازی این نوع از مبدل ها بر اساس پنج تکنیک کلی می باشد : 1-روش نمونه گیری از داده 2-روش میانگین 3-روش تحلیل دقیق سیگنال کوچک 4-روش نمونه گیری از داده 5-روش میانگین می باشند .

در مدل سازی سیستم ها بعضی اوقات ، احتیاج به تعیین یک سری پارامترها را داریم که آنها را می شود از منطق فازی و روابط خروجی آن  بدست آورد که از آنها برای مدل سازی روابط پیچیده بین ورودی و خروجی برای الگوهای مشخصی مورد استفاده قرار داد .

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.