پایان نامه بررسی روش های نوین condition monitoring در ماشین های القایی

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

سمینار برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی برق – قدرت

عنوان:

بررسی روش های نوین condition monitoring در ماشین های القایی

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:

کاندیشن مانیتورینگ با توسعه تکنولوژی های نو برای تشخیص و برنامه ریزی پیشگیرانه در صنعت به خصوص ماشین های الکتریکی گسترش یافته است. موتورهای القایی در نیروگاه ها و صنایع مختلف از جمله صنعت برق کاربرد زیادی داشته و معمولا وظیفه مهم و حساسی را به عهده دارند.

روش های مختلفی برای تشخیص خطا و کشف فالت های احتمالی در ماشین های الکتریکی در سریع ترین زمان ممکن با استفاده از کمیت های مختلف مثل جریان، ولتاژ، سرعت، بازدهی، دما و ارتعاش صورت می گیرد. در حال حاضر از روش های مکانیکی و الکتریکی مختلفی برای مانیتورینگ استفاده می شود. یکی از روش های مکانیکی مهم استفاده از سیگنال های ارتعاشی در ماشین است. در حال حاضر از روش های نوینی برای مانیتورینگ در ماشین ها استفاده می گردد که می توان به سیستم های خبره، منطق فازی، شبکه های عصبی و تحلیل موجک و… نام برد. در این سمینار با جزییات به ارایه کلیه روش های مانیتورینگ در ماشین های الکتریکی پرداخته می شود.

مقدمه:

با توجه به اینکه یکی از مهمترین هزینه در صنعت هزینه های تعمیر و نگهداری و توقفات روند تولید ناشی از خطاها می باشد، بحث تشخیص به موقع خطا به منظور پیشگیری از گسترش آن از اهمیت بالایی در صنعت برخوردار است. بسیاری از محققان و مهندسان در سال های اخیر توجه خود را به تشخیص خطا و نگهداری پیشگیرانه که هدف آن جلوگیری از خطاهای بزرگ در موتورهاست، معطوف کرده اند. تاکنون روش های مخرب و غیرمخرب زیادی پیشنهاد شده اند. روش های غیرمخرب روش هایی هستند که بر پایه اندازه گیری های ساده و ارزان بنا شده اند و نیازی به تغییر ساختار موتور ندارند.

اخیرا تشخیص خطا در ماشین های الکتریکی از روش های متداول قدیمی به سمت روش های مبتنی بر هوش مصنوعی می رود. متغیرهای زیادی در ماشین می توانند به عنوان سیگنال تشخیص خطا به کار گرفته شوند. به دلیل ساده بودن نمونه برداری از ولتاژها و جریان های استاتور و در دسترس بودن حسگرهای لازم برای اندازه گیری، استفاده از این سیگنال ها مناسب به نظر می رسد.

در این سمینار سعی می شود روش های هوشمند بر پایه تحلیل سیگنال برای تشخیص بعضی خطاها در موتور القایی مورد بررسی قرار گیرد، و سپس با انتخاب متد مناسب روشی برای تشخیص خطاهای مهم ارائه خواهد شد.

ابتدا در فصل اول به معرفی راهکارهای مختلف به کار رفته برای تشخیص خطا در ماشین های القایی، مزایا و معایب آنها پرداخته می شود. سپس در فصل دوم در مورد استفاده از هوش مصنوعی در تشخیص خطا بحث می شود. در فصل سوم نحوه طراحی و پیاده سازی دو طبقه بندی کننده از نوع بیزی و نیز شبکه عصبی به عنوان ابزار تفکیک موتورهای سالم از موتورهای خطادار شرح داده و ملاحظات مربوط به آن بیان خواهد شد. فصل چهارم به تحلیل موجک به عنوان یکی از ابزار مهم سیستم های هوشمند برای مانیتورینگ سیگنال های خطا و مقایسه با سیگنال های ماشین در حالت سالم و حتی به صورت آنلاین مورد بررسی قرار گرفته است. در فصل پنجم به بررسی روش های مدلسازی دینامیکی موتور القایی معیوب می پردازیم به بررسی دیگر روش ها مانند روش اجزاء محدود، روش تفاضلات متناهی و روش تابع سیم پیچی پرداخته می شود و در نهایت در فصل ششم نیز نتیجه گیری را از سمینار ارائه می دهیم.

فصل اول

1- مروری بر روش های تشخیص خطا در موتورهای القایی

سیستم های تشخیص خطا به عنوان ابزاری جهت نگهداری و حفاظت سیستم های گران قیمت در برابر خطا به کار گرفته می شوند. این سیستم ها با دریافت اطلاعات لازم از سیستم یا فرایند، وضعیت عملکرد آن را تعیین می کنند و در صورتی که این وضعیت مطابق با شرایط خطاهای تعریف شده باشد، خطای مربوطه را اعلام می کنند.

سیستم های تشخیص خطا را از دو جهت راهکار و روش می توان طبقه بندی کرد. منظور از راهکار شیوه ها و ترفندهایی است که داده های حاصل از روش تشخیص خطا را به منظور تشخیص خطا پردازش دهند. روش های تشخیص خطا از پدیده های فیزیکی که منجر به تأثیر خطا بر روی مشخصه های مختلف موتور می شود، استفاده می کنند. از این رو تنوع این روش ها در دامنه وسیعی از علوم مهندسی قرار دارد.

پیچیدگی مدل های ریاضی دقیق موتورهای القایی همواره به عنوان بزرگترین مشکل تشخیص خطا است. مدل های ساده این موتور مانند مدار معادل و مدل d-q-o قادر به در نظر گرفتن تمامی فرض های خطا نمی باشند.

کاردسو در 1988 تئوری تشخیص خطا را با توجه به مسیر بردارهای جریان پارک مطرح کرد. وی در سال 1993 اثر شرایط خطای ناهم محوری روتور و استاتور را بر روی بردارهای جریان پارک بررسی کرد و تغییر مسیر اندازه بردار جریان پارک را در شرایط خطا نتیجه گرفت. این روش ساده قادر به تشخیص کلیه خطاهای الکتریکی و مکانیکی موتور نیست. در سال های اخیر این روش در کنار شبکه های عصبی جهت تشخیص کلیه خطاهای الکتریکی موتور القایی اعم از خطاهای سیم پیچی استاتور، قفس روتور و ناهم محوری روتور و استاتور به کار رفته است. این روش در عمل به دلیل وجود هارمونیک های اضافی زیاد بر روی جریان خط مشکلاتی به وجود می آورد. روش دیگری که در تحلیل و تشخیص شرایط خطا کاربرد زیادی دارد استفاده از نظریه تابع سیم پیچی است.

نظریه تابع سیم پیچی نخستین بار در سال 1991 برای تحلیل موتورهای القایی با سیم پیچی متمرکز به کار گرفته شد. این روش علاوه بر اینکه قادر به محاسبه کلیه هارمونیک های فضایی و زمانی موتور است، می تواند اتصال کوتاه یا قطع سیم پیچ های استاتور، شکستگی یا ترک خوردگی میله های روتور، شکستگی یا ترک خوردگی حلقه انتهایی قفس روتور و ناهم محوری روتور و استاتور را مدلسازی و تحلیل کند. سپس با استفاده از این نظریه در حالت گذرای موتور القایی قفس سنجابی در شرایط عیب استاتور و روتور بررسی شد. در سال 1996 به کمک این نظریه تحلیل دینامیکی موتور القایی در شرایط ناهم محوری ایستای روتور و استاتور انجام گرفت.

یکی دیگر از روش های متداول تحلیل شرایط خطا استفاده از مدل اجزاء محدود موتور است. استفاده از این روش به دقت محاسبات و در نظر گرفتن پارامترهای هندسی مختلف موتور می افزاید. این نکته قابل ذکر است که در بسیاری از شرایط خطا مانند ناهم محوری پویا، تحلیل مدل اجزاء محدود موتور بسیار پیچیده تر از حالت سالم آن است. با توجه به آنچه گفته شد استنباط می شود که روش های تحلیل موتور القایی در شرایط خطا بسیار پیچیده و حل آنها مدت زمان طولانی می طلبد. بنابراین پس از تحلیل موتور و به دست آوردن داده های متعددی از وضعیت سیگنال های الکتریکی و مکانیکی موتور در شرایط خطا بایستی با روش مناسبی خطا تشخیص داده شود. این روش ها عموما مبتنی بر هوش مصنوعی هستند. نتایج و اطلاعات به دست آمده از روش های مختلف تحلیل که در بالا ذکر شد پایگاه دانش سیستم های تشخیص خطای هوشمند به حساب می آیند. در مورد استفاده از روش های هوشمند در تشخیص خطا در فصل دوم به بحث خواهیم پرداخت.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه تحلیل و شبیه سازی فیلتر SIW باند X با استفاده از روش FDTD و مقایسه نتایج با نتایج نرم افزار HFSS

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

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

مهندسی برق – مخابرات

عنوان:

تحلیل و شبیه سازی فیلتر SIW باند X با استفاده از روش FDTD و مقایسه نتایج با نتایج نرم افزار HFSS

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:

موجبرهای مستطیلی فلزی دارای مزایایی همچون ضریب کیفیت بالا، قابلیت انتقال توان بالا و تلفات کم هستند. از این رو برای ساخت ادوات غیر فعال در مدارهای مایکروویو مناسب هستند. اما همان طور که می دانیم، این موجبرها و ادوات غیر فعال ساخته شده بر پایه آنها، قابلیت مجتمع شدن با عناصر فعال را که بر روی عایق زیرلایه ساخته می شوند، ندارند. خطوط مایکرواستریپ و سایر موجبرهای مسطح مشابه نیز به علت تلفات تشعشعی بالا به خصوص در محل خمش ها و دیگر ناپیوستگی ها بخصوص در فرکانس های بالا، مناسب نیستند. موجبرهای دی الکتریک نیز زیاد مورد توجه قرار نگرفته اند، زیرا افت تشعشعی بالا و لزوم ارتباط پیچیده با مدارهای مسطح از عیب های اساسی این نوع موجبرهاست. از این رو نیاز به ساخت موجبرهایی با ساختار جدید احساس می شد. PCB و LTCC دو مورد از اساسی ترین بلوک های ساخته شده در مدارهای مجتمع معمول و با هزینه ساخت کم هستند که در RF مورد استفاده قرار می گیرند. نسل جدیدی از مدارهای مجتمع فرکانس بالا که در مایکروویو و اپتو الکترونیک مطرح شده اند، خانواده SIC ها هستند. اساس طراحی این مدارها ترکیب ساختارهای غیر مسطح با عایق زیرلایه و پیاده سازی آن ها بصورت مسطح است. SIW و SISW و SINRD و SIIDG از ساختارهای پر کاربرد و مطرح خانواده SIC ها هستند که در پیوست ۳ چند نمونه از ساختارهای پرکاربرد این خانواده نشان داده شده است. در این مدارات، ساختارهای شبیه موجبر قابل پیاده سازی است.

در این پایان نامه یک فیلتر SIW دو پستی باند X با استفاده از روش FDTD بررسی شده که شرط مرزی PML به عنوان مرز جاذب به کار رفته است. همچنین برای اطمینان از صحت جواب های بدست آمده، این جواب ها با جواب های حاصل از شبیه سازی به کمک نرم افزار HFSS مقایسه شده و تطابق خوبی بین نتایج مشاهده شده است.

مقدمه:

SIW نوع جدیدی از موجبر است که در طی چند سال اخیر پیشنهاد و محقق شده و پاسخگوی بسیاری از نیازهای طراحی در مدارات مایکروویو است. این موجبر شامل دو ردیف استوانه فلزی است که به صورت متناوب در عایق زیرلایه قرار گرفته اند. دیواره های فلزی بالا و پایین زیرلایه به همراه دیواره های متناوب در دو طرف آن، که نقش مشابهی با دیواره های موجبر مستطیلی را ایفا می کنند، ساختاری شبیه به موجبر مستطیلی ارائه می دهند. به این ترتیب، SIW از مزایای مو جبر مستطیلی از جمله ضریب کیفیت بالا، انتقال توان بالا و تلفات تشعشعی کم برخوردار است، ضمن اینکه همانند خطوط مایکرواستریپ قابلیت مجتمع شدن در عایق مدار چاپی را دارد و هزینه ساخت آن نیز به همین دلیل کم است.

همچنین امپدانس آن نسبت به موجبر مستطیلی معمولی بسیار کم شده و مشکل تطبیق امپدانس با مدارهای مسطح را برطرف نموده است.

در این پروژه فیلتر SIW مورد مطالعه قرار گرفته است. ساختار SIW شرح داده شده و مودهای قابل انتشار در آن مورد بررسی قرار گرفته است. در فصل دوم روش FDTD به عنوان یک روش حل عددی معادلات الکترومغناطیس معرفی می شود. در فصل سوم تئوری مختصری از فیلترها بیان شده، سپس یک فیلتر طرح دو پستی با استفاده از SIW در X-band طراحی و با استفاده از روش FDTD شبیه سازی می شود که مراحل شبیه سازی با FDTD و نتایج این شبیه سازی و مقایسه نتایج با نتایج حاصل از شبیه سازی با نرم افزار HFSS در فصل چهارم مورد بررسی قرار می گیرد و در نهایت در فصل پنجم مروری کلی بر نتایج بدست آمده از این پایان نامه خواهیم داشت و پیشنهاداتی برای ادامه کار خواهیم داد.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه شبیه سازی، بررسی و مقایسه روش های هوشمند با (Model Predictive Control (MPC بر روی یک فرآیند صنعتی

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی برق – کنترل

عنوان:

شبیه سازی، بررسی و مقایسه روش های هوشمند با (Model Predictive Control (MPC بر روی یک فرآیند صنعتی

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

با توجه به پیشرفت های قابل توجه در زمینه سیستم های کنترل و ابزار دقیق در صنایع مختلف و بخصوص در صنایع نفت و گاز و پتروشیمی، توسعه روش های کنترلی گوناگون و پیشرفته در جهت کاهش تجهیزات و کار نصب، ساده سازی کنترل پروسه ها در هر اندازه و ابعاد، کاهش هزینه های راه اندازی و طولانی کردن کار مداوم دستگاه ها بدون ایجاد وقفه در پروسه، مورد توجه قرار گرفته است.

اغلب پروسه ها روندی غیرخطی دارند و در تعداد چشمگیری از آنها پدیده تداخل دیده می شود. کنترل این پروسه ها نیز می تواند به صورت متمرکز یا غیرمتمرکز صورت گیرد. همچنین شرکت های بزرگی در سطح دنیا مانند FISHER-ROSEMOUNT و ABB SIEMENS و YOKOGAWA و غیره در زمینه سیستم های کنترلی کار کرده اند به طوری که در حال حاضر محصولات آنها در نقاط مختلف جهان و بخصوص در مجتمع های صنعتی و صنایع نفت و گاز و پتروشیمی ایران در حال بهره برداری است. بر این اساس، نیاز به استفاده از بسته های نرم افزاری کنترل پیشرفته در آنها و بررسی زمینه های تحقیقاتی و توسعه ای جدید ضروری به نظر می رسد.

در این پایان نامه با انتخاب یک پروسه از میان هزاران پروسه صنعتی که در آن پیچیدگی نسبی شامل غیرخطی بودن، تداخل و چند متغیره بودن لحاظ گردیده است، ابتدا به بررسی اجزای پروسه و تعیین معادلات آن پرداخته می شود. سپس با استفاده از روش های ریاضی حل معادلات ماتریسی و خطی سازی معادلات غیرخطی، به خطی سازی و سپس جهت کنترل ساده تر به قطری سازی معادلات سیستم پرداخته می شود. در ادامه بعضی از انواع روش های کنترلی هوشمند شامل منطق فازی، شبکه عصبی و کنترل پیش بین مدل بررسی می گردد. در مرحله بعد، کنترل کننده برای پروسه یاد شده به روش متداول و روش های پیشرفته کنترلی فوق طراحی می گردد و شبیه سازی آنها در محیط Matlab انجام می شود. سپس کلیه روش های فوق شامل PID و Fuzzy و Neural و Predict در محیط سیستم کنترل DeltaV  از شرکت EMERSON طراحی و پیاده سازی می گردند.

در پایان ضمن بررسی و ارزیابی نتایج انواع روش کنترل در دو محیط Matlab و DeltaV پیشنهاداتی ارائه می شود.

فصل اول: مقدمه

1-1- پیشگفتار

امروزه صنایع مختلفی در مملکت عزیز ما ایران، روند روبه رشدی را طی می کنند. در بین این صنایع، صنعت نفت، گاز و پتروشیمی، به دلیل وجود منابع بزرگ زیرزمینی، با سرعت بیشتری مسیر توسعه را می پیماید.

استخراج نفت و گاز از چاه ها، تصفیه، جداسازی و شیرین سازی آن در پالایشگاه ها، ارسال و توزیع آن تا مصرف کننده، نیاز به ابزار دقیق و کنترل مدرن دارد. نوع پروسه ها و شرایط محیطی و عملیاتی، از جمله عوامل تعیین کننده سطح نیاز به تجهیزات مدرن و پیشرفته می باشند.

کنترل پروسه های صنعتی در صنایع مختلف، توسط تجهیزات کنترل و ابزار دقیق صورت می گیرد. اندازه گیری اغلب پارامترهای کنترلی معمولا محدود به اندازه گیری کمیت های فشار، دما، دبی و ارتفاع سطح سیالات می گردد. وسایل و تجهیزات ابزار دقیق معمولا شامل انواع ترانسمیتر مانند ترانسمیتر فشار (PT)، ترانسمیتر دما (TT)، ترانسمیتر فلو (FT) و ترانسمیتر ارتفاع سطح سیال (LT) و شیرهای کنترلی مانند شیرهای کنترل فشار (PV)، شیرهای کنترل دما (TV)، شیرهای کنترل فلو (FV) و شیرهای کنترل ارتفاع سطح سیال (LV)، انواع اکچویتور، انواع سوئیچ مانند سوئیچ کنترل فشار (PS)، سوئیچ کنترل دما (TS)، سوئیچ کنترل فلو (FS) و سوئیچ کنترل ارتفاع سطح سیال (LS) است.

کنترل کننده یک پروسه می تواند به صورت محلی (Local) یا در محل دور (Remote) از عملیات نصب گردد. این کنترل کننده نیز انواع مختلفی دارد که می تواند برای کنترل و نمایش فشار (PIC)، کنترل و نمایش دما (TIC)، کنترل و نمایش فلو (FIC) یا کنترل و نمایش ارتفاع سطح سیال (LIC) به کار رود.

گاهی کنترل یک پروسه به صورت محلی، داخل یک پانل کنار تجهیزات به کار می رود تا اپراتور، کنترل مطمئن و قابل اطمینانی را بر روی راه اندازی و اجرای پروسه داشته باشد و گاهی تمامی کنترل پروسه از راه دور در اتاق کنترل به شکل متمرکز یا غیرمتمرکز صورت می گیرد و گاهی ترکیبی از دو حالت در کنترل به کار می رود.

کنترل گاهی به صورت پیوسته صورت می گیرد مانند اندازه گیری فشار توسط تراسمیتر فشار و گاهی به صورت گسسته انجام می شود مانند سوئیچ فشار.

در این پروژه، کنترل ارتفاع مایع در سه مخزن مرتبط که در اکثر صنایع نفت، گاز و پتروشیمی و صنایع غذایی کاربرد دارد و همواره مشکلاتی در کنترل آنها بوده، مطرح می گردد.

در فصل دوم، معادلات مربوط به اندازه گیری فلو، اندازه گیری ارتفاع سطح سیالات و انواع منحنی مشخصه شیرهای کنترلی بحث و بررسی می گردد. در ادامه معادلات غیرخطی حاکم بر سه مخزن مرتبط شرح داده می شوند و سپس این معادلات حول نقطه کار تعریف شده، به ازای یک فلوی ورودی ثابت، خطی سازی می شوند.

در فصل سوم، معادلات سیستم خطی شده، ابتدا از نقطه نظر متمرکز یا غیرمتمرکز بودن توسط معیار RGA بررسی می گردند، سپس با تایید غیرمتمرکز بودن، پروسه توسط کنترل Conventional کنترل می گردد. میزان تداخل ورودی ها بر هر خروجی در حالات مختلف نیز بررسی و شبیه سازی می گردد.

در فصل چهارم، پروسه شامل سیستم واقعی و پیش جبران ساز توسط کنترل کننده فازی کنترل می گردد. تعیین تعداد ورودی، توابع عضویت، تعیین پارامترهای هر تابع عضویت، رنج ورودی و خروجی و نوشتن Rule ها از عوامل مهمی است که بررسی می گردد و در پایان کنترل و شبیه سازی پروسه صورت می گیرد.

در فصل پنجم، پروسه شامل سیستم واقعی و پیش جبران ساز توسط کنترل کننده عصبی کنترل می گردد. تعیین تعداد ورودی، Scaling و Descaling و Training و Test شبکه از عوامل مهمی است که بررسی می گردد و در پایان کنترل و شبیه سازی پروسه صورت می گیرد.

در فصل ششم، پروسه سیستم واقعی، توسط روش پیش بین کننده مدل (MPC) کنترل می گردد و در پایان کنترل و شبیه سازی پروسه صورت می گیرد. این قسمت از پروژه، خلاصه ای از پروژه آقای مهندس مهدی حسینی می باشد که به صورت همزمان، زیر نظر استاد راهنما از ابتدا با این پروژه همراه بوده است.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه ساخت VCO با L و C ساخته شده با RF MEMS

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی برق – الکترونیک

عنوان:

ساخت VCO با L و C ساخته شده با RF 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 مزایای عناصر RF MEMS در طراحی یک VCO با توپولوژی مکمل به کار گرفته می شود تا یک نوسان ساز با توان مصرفی کم، بازه تنظیم زیاد، نویز فاز کم و دامنه مناسب ولتاژ خروجی طراحی شود. معمولا رسیدن به همه این اهداف به طور همزمان مشکل است اما سلف و خازن RF MEMS که طی عملیات میکرو ماشین کاری بعد از ساخت مدارات CMOS ساخته می شوند، ضریب کیفیت مناسبی در فرکانس های بالا دارند که رسیدن به همه اهداف فوق را میسر می کنند.

در طراحی اول بازه تنظیم 1/71~2/17 GHz است. توان مصرفی 4/82mW است. نویز فاز در فرکانس مرکزی برابر با – 125/1dBc  /Hz@1MHz است.

در طراحی دوم بازه تنظیم 2/04~2/54 است. توان مصرفی 4/57mW است. نویز فاز در فرکانس مرکزی برابر با -125/6dBc /Hz@1MHz است.

ضمنا به جهت آنکه فرآیند ساخت خازن MEMS در فرآیند استاندارد CMOS عملی باشد از نوع ساخته شده ای استفاده می گردد که در منبع [12] آمده است. این کار به جهت اطمینان خاطر از عملی بودن ساخت تمامی عناصر این VCO است. ترانزیستورهای MOS به کار رفته منطبق با تکنولوژ 18 میکرومتر بوده و همه از نوع RF هستند.

مقدمه

VCO یکی از بخش های مهم مدارات RF در بخش گیرنده و فرستنده است. با ورود فرکانس های بالاتر از چند گیگاهرتز در ارتباطات و شبکه های بی سیم، اهمیت این عنصر بیش از پیش شده است. از طرف دیگر برای کوچک سازی وسایل ارتباطی، طراحان مدارات RF به سوی یک پارچه سازی همه عناصر در یک تراشه گام برداشته اند. محدودیت های توان و کیفیت بالا از ضروریاتی است که در یک پارچه سازی مدارات باید در نظر داشت. RF MEMS یکی از راه های جدید و مناسب برای یکپارچه سازی و توان مصرفی کم است که مدنظر طراحان قرار گرفته است و توان بالقوه و بالفعل برای بالاتر بردن کیفیت ارتباطات بی سیم را دارد. در این راستا به یکی از کاربردهای RF MEMS برای طراحی VCO در این پایان نامه خواهیم پرداخت.

در فصل اول به مبانی نوسان و نوسان سازها خواهیم پرداخت و آنچه که برای درک و تحلیل VCO است را بیان خواهیم کرد. در فصل دوم به نویز فاز می پردازیم و به واسطه اهمیت نویز فاز در VCO مبانی تئوری آن را بیان خواهیم کرد تا شناخت کافی از آن پیدا کنیم. در فصل سوم عملکرد یک خازن MEMS را تشریح خواهیم کرد و یک مدل الکتریکی از آن را بیان می کنیم. در همین فصل سلف MEMS را نیز بررسی می کنیم. در فصل چهارم به طراحی دو VCO که در بازه فرکانسی پرکاربرد ارتباطات بی سیم هستند می پردازیم. در فصل آخر ضمن مقایسه این طراحی ها با سایر کارهای انجام شده در سال های اخیر، پیشنهاداتی را برای ادامه کار مطرح خواهیم کرد.

در دو ضمیمه جداگانه مطالبی در مورد CMOS MEMS و مفهوم ضریب کیفیت در عناصر الکتریکی بیان خواهیم کرد.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه طراحی و شبیه سازی یک آنتن سهموی باند X با فید مروری متغیر با تغییرات 6dB برای لوب اصلی در فضا

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی مخابرات – موج

عنوان:

طراحی و شبیه سازی یک آنتن سهموی باند X با فید مروری متغیر با تغییرات 6dB برای لوب اصلی در فضا

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:

آنتن سهموی به علت گین و دایرکتیویته بالا کاربردهای زیادی در ارتباط رادیویی نقطه به نقطه، ارتباطات ماهواره ای، Radio Astronomy و صنایع نظامی دارد.

استفاده این نوع آنتن در صنایع نظامی بیشتر در جهت یابی و رادارهای نظامی است.

در رادارها احتیاج به تغییر پترن آنتن است تا بتوان فضا را اسکن کرد و اشیاء را در فضا ردیابی کرد برای این منظور می توان از تغییر مکان فید آنتن های سهموی به منظور اسکن فضا استفاده کرد.

کاربردهای دیگر این روش شامل، گیرندگی از چند ایستگاه ماهواره ای برای یک گیرنده با یک منعکس کننده ثابت، عکس برداری از چند بخش متفاوت از زمین برای ماهواره های هواشناسی و کاربرد دیگر جابجایی فید در تغذیه افست یک آنتن سهموی است که با این روش تغذیه، اثر انسدادی فید به حداقل می رسد زیرا دیگر فید در مسیر میدان بازتابشی قرار نمی گیرد.

می دانیم که مکان بهینه فید در آنتن های سهموی نقطه ای است که مرکز فاز آنتن در آن نقطه تشکیل می شود و این نقطه به پارامترهای زیادی مثل شکل سهموی، مرکز فاز فید و خطاهایی که در هنگام ساخت آنتن به وجود می آید بستگی دارد. در حالت عمومی مکان بهینه همان نقطه کانونی سهمی است، هر شعاعی که از این نقطه به سطح سهموی بتابد به صورت موج موازی با محور سهموی منعکس می شود که این باعث ایجاد موج صفحه ای می شود. ولی وقتی مکان فید تغییر می کند شعاع های خارج شده از فید با فازهای متفاوتی به سطح سهمی برخورد می کند که این باعث می شود موج هم صفحه تشکیل نشود. تغییرات مکانی فید روی تمام پارامترهای آنتن اعم از گین، دایرکتیویته، اثر سررفتگی، اثر انسدادی فید و پهنای باند نصف توان تاثیر دارد. در این پایان نامه می خواهیم تغییرات گین و پهنای عرض نصف توان را با تغییرات فید به دست آوریم و مکان بهینه این تغییرات را برای آنتنی با فاصله کنونی 40.5cm و قطر دهانه 90cm در فرکانس 10Ghz به دست آوریم.

در فصل اول پارامترهای عمومی آنتن مثل پترن تشعشعی، قدرت تشعشعی سطح موثر و گین آنتن مورد بررسی قرار می گیرد.

در فصل دوم روش های عمومی تحلیل آنتن سهموی مثل روش توزیع میدان روی دهانه و روش توزیع جریان و همچنین روشی برای محاسبه مرکز فاز آنتن سهموی مورد بررسی قرار می گیرد.

در فصل سوم انتگرال میدان الکتریکی را به دست می آوریم که در فصل های بعد روش هایی را برای حل این انتگرال معرفی می کنیم.

در فصل چهارم روش ژاکوبی بسل را برای حل انتگرال میدان الکتریکی معرفی می کنیم.

در فصل پنجم جابجایی عرضی فید را مورد بررسی قرار داده و سطح پتزوال را تعریف می کنیم که مکان هندسی تغییرات فید را به ما می دهد.

در فصل ششم جابجایی وسیع فید از کانون را مورد بررسی قرار می دهیم.

در فصل هفتم ضریب انحراف بیم را معرفی می کنیم و خواهیم دید زاویه تغییرات فید با چه نسبی با تغییرات لوب اصلی رابطه دارد و جالب است که در این فصل مشاهده خواهیم کرد که زاویه تغییرات لوب اصلی مساوی زاویه تغییرات فید نخواهد بود.

در فصل هشتم به ارائه سری هایی خواهیم پرداخت که به وسیله این سری های همگرا انتگرال تشعشعی محاسبه می شود.

در فصل نهم به محاسبه گین برای یک آنتن سهموی با فید افست خواهیم پرداخت.

و در فصل آخر نیز نتایج حاصل از شبیه سازی را مورد بررسی قرار می دهیم و خواهیم دید تغییرات فید چه اثری روی گین و پهنای عرض نصف توان خواهد داشت.

مقدمه:

در طراحی آنتن ها هدف بهره بالا در جهت سیگنال پیام و بهره پایین در جهت سیگنال ناخواسته است. آنتن سهموی هدف فوق را تامین می کند. آنتن سهموی به علت گین و دایرکتیویته بالا کاربردهای زیادی در ارتباط رادیویی نقطه به نقطه، ارتباطات ماهواره ای، Radio Astronomy و صنایع نظامی دارد.

روش های عمومی برای تحلیل آنتن ها روش های عددی مثل روش Finite Element و Finite Difference Time Domin و spectral time-domain و Integral Equation Method و روش های دیگر که این روش های عددی برای تحلیل آنتن سهموی در باند X بسیار پیچیده و زمان بر است ما برای تحلیل آنتن سهموی از روش jacobi-bessel استفاده کردیم.

روش های عمومی تحلیل آنتن سهموی مثل روش توزیع میدان روی دهانه و روش توزیع جریان است که به وسیله این روش ها می توان انتگرال میدان الکتریکی را به صورت فرم بسته به دست آورد. از روی این انتگرال و به وسیله روش jacobi-bessel می توان پترن دور آنتن را محاسبه کرد.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه مدیریت موقعیت با استفاده از ساختارهای چند جهشه در شبکه های مخابراتی نسل آینده

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی برق – مخابرات

عنوان:

مدیریت موقعیت با استفاده از ساختارهای چند جهشه در شبکه های مخابراتی نسل آینده

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

رشد روزافزون کابران سیستم های مخابرات سیار از طرفی و تقاضای بازار برای ایجاد سرویس های متنوع جدید از طرف دیگر، محققین و شرکت های مخابراتی را بر آن داشته است که با روش های نوین، به این دو مساله به همراه کیفیت مناسب ارتباطی، به نحو احسن پاسخگو باشند. حضور سرویس های با کیفیت بالا و محدودیت پهنای باند موجود سبب می شود تا محققین به راهکارهایی جهت کاهش هزینه سیگنالینگ درگیر با فرآیندهای مختلف در شبکه بپردازند.

یکی از مهمترین فرآیندهایی که در شبکه مخابرات سیار به چشم می خورد، «مدیریت موقعیت» است. شبکه مخابرات سیار با کمک چنین فرآیندی قادر خواهد بود به جستجوی کاربرانی که هیچ گونه تماس فیزیکی با شبکه ندارند بپردازد.

با توجه به اینکه این فرایند بخش عمده ای از حجم سیگنالینگ در شبکه های مخابرات سیار را به خود اختصاص داده است، تحقیقات زیادی در جهت کاهش هزینه سیگنالینگ ناشی از فرآیند «مدیریت موقعیت» صورت گرفته است. در این پایان نامه قصد بر این است که با در نظر داشتن حضور شبکه ad hoc در سیستم های مخابرات سیار آینده، حجم سیگنالینگ ناشی از جستجوی کاربر را کاهش دهیم. بر همین اساس روش «مدیریت موقعیت با استفاده از ساختارهای چند جهشه» معرفی می گردد که با استفاده از تحلیل ریاضی و همچنین انجام شبیه سازی های گوناگون مزیت روش جدید در کاهش چشمگیر حجم سیگنالینگ ناشی از فرایند مدیریت موقعیت به اثبات رسیده است.

مقدمه:

یکی از مهمترین فرآیندهایی که در شبکه های مخابرات سیار به چشم می خورد، «مدیریت حرکت» است. واژه ای که متاثر تحقیقات بسیار وسیع و ارزنده ای بوده است. واژه ای که اجازه ایجاد عنوان «بیسیم» در مخابرات را صادر نموده است.

هنگامی که به کاربران اجازه می دهیم در محیط تحت پوشش شبکه به صورت آزادانه حرکت کنند و نیز به آنان قول عدم وقفه در طی مکالمه، در نتیجه جابجایی می دهیم، طبعا باید تمام جوانب کار برای حالت های ممکن، صرف نظر از چگونگی تحرک این مشترک، نقطه ای که از شبکه سرویس می گیرد و سرویسی که از آن استفاده می کند را در نظر داشته باشیم.

«مدیریت حرکت» موضوع جدیدی نیست، اما روز به روز براساس خواسته های بشری مهم تر جلوه می نماید. این فرآیند از ابتدای به وجود آمدن سیستم های «بیسیم» مورد توجه بوده است و تلاش های زیادی جهت مرتفع نمودن مشکلات مربوط به آن صورت گرفته است. ولی همان طور که ذکر شد، با توجه به نیازهای امروزی، تحت یک سیستم یکپارچه، این مساله بیش از پیش مورد توجه واقع شده است.

فصل اول: فرآیند «مدیریت حرکت» در سیستم های مخابرات سیار

مقدمه:

رشد روزافزون کابران سیستم های مخابرات سیار از طرفی و تقاضای بازار برای ایجاد سرویس های متنوع جدید از طرف دیگر، محققین و شرکت های مخابراتی را بر آن داشته است که با روش های نوین، به این دو مساله به همراه کیفیت مناسب ارتباطی، به نحو احسن پاسخگو باشند.

بایستی به این نکته اذعان داشت که مهمترین اختراع قرن قبل که در آخرین سال های آن رخ داد، همان سیستم آشنای «اینترنت» بوده است، به طوری که می توان آن را جذاب ترین رسانه اطلاعاتی در سرتاسر کره خاکی نامید. بنابراین، باید بین سیستم های اخیر و سرویس های «اینترنتی» جدید ارتباطی ایجاد کرد. این موضوع باعث پیشرفت هرچه بیشتر علم مخابرات گشته است.

پس از آنکه «WAP1» به دلیل سرعت پایین و هزینه بالا، نتوانست علاقه مشترکین سیار را معطوف به خود نماید، سیستم «GPRS» به عنوان نسخه جدیدی از «GSM» به بازار آمد. اما پدیده جذاب رادیویی CDMA نه تنها بر روی لایه فیزیکی شبکه تاثیر گذاشت، بلکه ساختار کلی شبکه را نیز دستخوش تغییرات جدی نمود، به نحوی که شبکه های UMTS به عنوان شبکه نسل سوم مطرح شده است. ما می خواهیم سیستمی یکپارچه، متشکل از سرویس های «سوئیچینگ» مداری و پاکتی، ثابت و سیار داشته باشیم، به طوری که کاربر هر لحظه از سرویس دلخواه خود به سهولت و با حداقل هزینه استفاده نماید؛ صرف نظر از اینکه در چه نقطه از شبکه قرار دارد یا با چه سرعتی حرکت می نماید. این انتظار ماست، اما رسیدن به آن چنین ساده به نظر نمی رسد!

یکی از مهمترین فرآیندهایی که در شبکه مورد علاقه به چشم می خورد، «مدیریت حرکت» است. واژه ای که متاثر تحقیقات بسیار وسیع و ارزنده ای بوده است. واژه ای که اجازه ایجاد عنوان «بیسیم» در مخابرات را صادر نموده است.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه بهبود کارایی شبکه ماهواره ای DVB-RCS از طریق خطی سازی تقویت کننده قدرت

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی برق – مخابرات

عنوان:

بهبود کارایی شبکه ماهواره ای DVB-RCS از طریق خطی سازی تقویت کننده قدرت

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:

روند روبه رشد سرویس های پرسرعت ماهواره ای مانند DVB-RCS زمینه مطالعه و تحقیق در جهت چگونگی افزایش راندمان پهنای باند و قدرت در ارتباطات ماهواره ای را فراهم نموده است. امروزه تکنیک های پردازشی جدیدی برای مدولاسیون و کدینگ در مخابرات ماهواره ای استفاده می شود و هدف از به کارگیری این تکنیک ها، افزایش سرعت ارسال اطلاعات و کاهش توان و پهنای باند حامل ارسالی است. برای دستیابی به این اهداف پیشنهاد می شود که از روش های نوین مدولاسیون مانند 64QAM و 32QAM و 16QAM و 8PSK و مدولاسیون های چند سطحی استفاده می گردد. یکی از ادواتی که نقش تعیین کننده در پهنای باند و قدرت در ارتباطات ماهواره ای دارد، تقویت کننده توان بالای TWTA است. یکی از مهمترین مشکلات موجود در بکارگیری مدولاسیون های چند سطحی در مدوم ها DVB-RCS، غیرخطی بودن مشخصه تقویت کننده توان بالای TWTA در نزدیکی ناحیه اشباع است. برای داشتن حداکثر راندمان نقطه کار TWTA را در نزدیکی ناحیه اشباع قرار می دهند. کار در نزدیکی ناحیه اشباع باعث ایجاد اغتشاش در مسیر سیگنال و پهن شدن طیف توان می شود. برای رفع اثر غیرخطی تقویت کننده TWTA از روش های مختلف خطی سازی مانند پیشرو، بازخورد و خطی سازی توسط پیش اعوجاج استفاده می شود. چون خطی سازی توسط پیش اعوجاج از نظر پیاده سازی ساده و دارای پهنای باند وسیع می باشد، مورد توجه قرار گرفته است.

به طور کلی می توان هدف از انجام این تحقیق را، به کارگیری خطی سازی به روش پیش اعوجاج برای TWTA و بررسی عملکرد آن در بهبود گذردهی در شبکه DVB-RCS بیان نمود. در این تحقیق ابتدا به بررسی ویژگی های یک شبکه DVB-RCS با مدولاسیون وفقی می پردازیم و سپس اثرات غیرخطی تقویت کننده TWTA بر روی پهنای باند، منظومه سیگنال ارسالی و BER در مدولاسیون های مختلف و روش طراحی و نیز میزان بهبود ایجاد شده در اثر بکارگیری خطی سازی توسط پیش اعوجاج بررسی می گردد. در ادامه خطی سازی توسط پیش اعوجاج با استفاده از نرم افزار Matlab/Simulink در لینک DVB-RCS با مدولاسیون وفقی شبیه سازی شده و نتایج به دست آمده با حالتی که از تقویت کننده غیرخطی استفاده شود، مقایسه می گردد و در انتها پیشنهاداتی برای ادامه کار آورده می شود.

فصل اول

مقدمه

استاندارد DVB برای کاربردهای پخش ویدئویی تدوین شده است. این استاندارد به علت سادگی، در دسترس بودن و ارزانی تجهیزات مربوطه مورد استقبال قرار گرفته است. این فناوری امروزه توسط بسیاری از اپراتورهای شبکه مورد استفاده قرار می گیرد. DVB ابتدا برای پخش یک طرفه ویدئویی و ترافیک MPEG طراحی شده بود. استاندارد DVB-S در سال 1994 ارائه گردید و با استفاده از مدولاسیون QPSK و ترکیب کدینگ کانولوشنال و RS، پخش تلویزیونی دیجیتال ماهواره ای را به صورت یک طرفه از سمت ایستگاه مرکزی به مشترکین ارائه نمود. در این استاندارد، فشرده سازی تصویر براساس MPEG-2 انجام می گردد. در استاندارد DVB-S2 از مدولاسیون های مختلفی مانند QPSK و 8PSK و 16APSK و 32APSK استفاده می شود. استاندارد DVB-RCS که در سال 2004 ارائه گردید، با اختصاص کانال برگشتی ماهواره ای از سمت مشترکین به ایستگاه مرکزی، امکان برقراری سرویس های دو طرفه براساس تقاضا را فراهم نمود. مدولاسیون در نظر گرفته شده برای این استاندارد از نوع QPSK است و از کدینگ ترکیبی کانولوشنال و RS، یا توربو کدینگ در آن استفاده می شود. ترکیب دو استاندارد DVB-RCS و DVB-S2 به همراه استفاده از مدولاسیون مستقیم در باند Ka، منجر به پدید آمدن نسل جدید استاندارد DVB-RCS شده است که علاوه بر استفاده از قابلیت های DVB-S2، با استفاده از کانال برگشتی ماهواره ای می توان مدولاسیون و کدینگ وفقی را پیاده سازی نمود. کیفیت سیگنال دریافتی از ایستگاه مرکزی به صورت نسبت توان حامل به نویز از طریق لینک برگشتی توسط هر مشترک به ایستگاه مرکزی انتقال یافته و ایستگاه مرکزی با توجه به کیفیت سیگنال دریافتی، نوع مدولاسیون و کدینگ را برای هر مشترک تعیین نموده و اطلاعات درخواستی را ارسال می نماید. وجود کانال برگشتی در استاندارد DVB-RCS به همراه امکان مدولاسیون و کدینگ متغیر در استاندارد DVB-S2 موجب گردیده تا مدولاسیون و کدینگ وفقی در شبکه های نسل جدید راندمان ارسال را به میزان 100 تا 200 درصد افزایش دهند. در لینک های DVB-RCS به منظور بهره گیری موثرتر از پهنای باند از مدولاسیون های چند سطحی استفاده می شود.

در لینک های DVB-RCS از TWTA به عنوان تقویت کننده توان بالا استفاده می شود. برای افزایش راندمان TWTA نقطه کار را در نزدیکی ناحیه اشباع قرار می دهند. در نزدیکی ناحیه اشباع مشخصه تقویت کننده غیرخطی است و باعث ایجاد اغتشاش در سیگنال عبوری می شود که این اغتشاش آشکارسازی سیگنال در گیرنده را دچار مشکل می نماید و در نتیجه منجر به افزایش BER می شود و همچنین اغتشاش، طیف سیگنال را گسترده می کند که باعث ایجاد تداخل در کانال های مجاور می گردد. در یک لینک DVB-RCS یک تقویت کننده TWTA در سمت فرستنده و یک TWTA در ماهواره وجود دارد که هر دو این تقویت کننده ها به دلایلی که در بالا ذکر شد، در ناحیه اشباع خود کار می کنند.

در سال های اخیر به دلیل اهمیت توان مصرفی و پهنای باند در لینک های ماهواره ای برای برقراری ارتباط و ارائه سرویس، تحقیقات زیادی در زمینه خطی سازی به منظور افزایش راندمان کاری تقویت کننده های توان صورت گرفته است که نتایج تحقیقات در مقالات و تزهای دانشجویی ارائه گردیده است. از طرفی تغییر کاربری DVB-RCS از پخش تلویزیونی به ارائه سرویس های ارتباطی و تعاملی ماهواره ای صورت گرفته است و وجود دو تقویت کننده توان بالا TWTA در لینک های DVB-RCS که در نزدیکی ناحیه اشباع کار می کنند، لزوم بکارگیری خطی ساز در این لینک ها را مشخص می کند. عمل خطی سازی در ایستگاه زمینی فرستنده یا در ماهواره قابل انجام است. خطی سازی در ماهواره هزینه زیادی در بردارد ولی خطی سازی در سمت فرستنده، علاوه بر ارزان تر بودن قابلیت توسعه نیز دارد. با استفاده از کانال برگشتی در لینک های DVB-RCS می توان عملکرد خطی ساز فرستنده را اصلاح نمود. بکارگیری خطی ساز به همراه مدولاسیون های سطوح بالا در لینک های DVB-RCS کار نوینی است و کار مشابهی تاکنون انجام نگرفته است. خطی ساز پیش اعوجاج به علت سادگی در پیاده سازی، عدم محدودیت در پهنای باند، تنظیمات راحت و قابلیت کار در نزدیکی ناحیه اشباع، بیشتر مورد توجه است. خطی ساز پیش اعوجاج PD یک مشخصه غیرخطی تولید می کند که تابع معکوس مشخصه انتقال دامنه و فاز تقویت کننده است و مشخصه کلی حاصل از به هم بسته شدن تقویت کننده و خطی ساز خطی است.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه طراحی و کنترل مسیر در روبات های موازی با استفاده از سیستم های هوشمند

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی برق – کنترل

عنوان:

طراحی و کنترل مسیر در روبات های موازی با استفاده از سیستم های هوشمند

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

مجموعه پیش رو حاصل تحقیقات در خصوص کنترل بازوهای روبات با مفاصل متحرک می باشد که بیانگر کاربرد روش جدیدی در کنترل این پایه ها است. در این پایان نامه، کنترلر پی آی دی و کنترلر فازی برای کنترل روبات به کار رفته است.

استفاده از روبات ها (به خصوص روبات های موازی) در دنیای امروز و خاصه در صنعت به طور روزافزون در حال افزایش است. طراحی، تحلیل و کنترل نوع خاصی از یک روبات موازی شش درجه آزادی معروف به مکانیزم گاف – استوارت با پایه های متحرک در این پروژه مورد بررسی قرار گرفته است. در این پروژه استفاده از ویژگی های خاص معادلات دینامیک، سینماتیک معکوس و جهت حرکت روی مسیر دلخواه شرح داده شده است.

روبات استوارت کنترل شده در اینجا قادر است روی مسیرهایی که از قبل توسط کاربر تعیین شده است حرکت نماید.

نحوه قرارگیری سکوی متحرک بر روی پایه ها و نیز آزادی حرکت حاصل از قرارگیری اتصالات بین پایه ها و سکوی متحرک، این امکان را می دهد که مسیرهای گوناگونی را در فضا تعقیب نماید.

نتایج این تحلیل ها مبنای طراحی و ساخت سخت افزارهای مکانیکی قرار گرفته است.

در مجموع اینکه پس از طراحی مسیر توسط کاربر، مقدار خطا که ناشی از اختلاف بین مسیر واقعی و مسیر طراحی شده است توسط کنترلر فازی و PID به کار رفته شده به صفر میل می کند. مدلسازی و شبیه سازی کنترل کننده، در محیط نرم افزار مطلب انجام می شود. استفاده از نرم افزار مطلب در تسریع به دست آوردن معادلات حاکم بر سیستم های روباتیکی، کاری اجتناب ناپذیر است.

شبیه سازی در محیط مطلب، علاوه بر سرعت بخشیدن به محاسبات، امکان استفاده از جعبه ابزارهای متنوعی برای طراحی سیستم های کنترلی را فراهم می سازد.

مقدمه

هدف مورد نظر در این پروژه طراحی مسیر توسط کاربر در یک روبات موازی استوارت – گاف شش درجه آزادی (طبق شکل 1-1) و کنترل این روبات برای حرکت روی این مسیر می باشد.

با توجه به اینکه انگیزه علم و تکنولوژی روباتیک، گسترش سیستم های مکانیکی است که در آنها به جای انسان، روبات کارها را انجام می دهد، تقریبا بدیهی است که عمده توجه به سمت دسته های سری به عنوان بازوی روبات معطوف شود.

روبات ها غالبا در سه گروه روبات های سری، موازی و روبات های متحرک و یا ترکیبی از این گروه ها مورد استفاده قرار می گیرند. این طبقه بندی براساس آرایش مفاصل و لینک هایی انجام می شود که روبات را تشکیل داده و به آن امکان حرکت می دهند.

روبات های موازی با توجه به کاربردهای مهم و حیاتی از قبیل شبیه سازی در ماشین، شبیه سازی در پرواز و شبیه سازی در نانو تکنولوژی، در دنیای امروز و خاصه در صنعت نقش اساسی و حیاتی دارند.

روبا یا بازوی میکانیکی ماهر، به وسیله مکانیکی گویند که قابلیت برنامه ریزی داشته و بتواند به عنوان یک کارگز به جای انسان کار کند. به همین دلیل به روبات ها، آدم واره (طبق شکل 2-1) نیز می گویند.

مجموعه پیش رو حاصل تحقیقات در خصوص کنترل بازوهای روبات با مفاصل متحرک می باشد که بیانگر کاربرد روش جدیدی در کنترل این پایه ها است. در این پایان نامه، کنترلر پی آی دی و کنترلر فازی برای کنترل روبات به کار رفته است.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه سیستم های مالتی پلکس نوری (DWDM)

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

سمینار برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مخابرات – مهندسی برق

عنوان:

سیستم های مالتی پلکس نوری (DWDM)

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 سیستم های ارتباط امروزی دستیابی به ظرفیت های انتقال بالا جهت پشتیبانی از سرویس های گوناگون (از قبیل اینترنت، ویدئو کنفرانس و…)، ضروری به نظر می رسد. در این میان سیستم های مخابرات نوری به دلیل ویژگی های مطلوبشان به عنوان تکنولوژی اصلی در زیرساخت شبکه های مخابراتی مطرح می باشند و به طور قابل توجهی در مخابرات راه دور و بین شهری مورد استفاده قرار گرفته است. دو راهکار جهت افزایش ظرفیت انتقال در شبکه های مخابرات نوری ارائه شده است: راه اول، استفاده از کابل های نوری جدید و راه دوم، بهره برداری بیشتر از پهنای باند فیبرهای موجود است.

استفاده از فیبرهای جدید اگرچه روشی معمول برای گسترش شبکه ها است، اما هزینه زیادی دارد که فقط بخش اندکی از این هزینه به قیمت خود فیبر اختصاص دارد.

استفاده بهینه از پهنای باند فیبرهای موجود به دو روش امکان پذیر است. روش اول افزایش نرخ بیت در مالتی پلکس به روش تقسیم زمانی است. در TDM، نرخ های انتقالی که معمولا استفاده می شوند 5/2، 10 و 40 گیگابیت بر ثانیه اند. اما مدارات الکترونیکی که چنین نرخ هائی را محقق می کنند، پیچیده و گران هستند. همچنین بعضی مسائل فنی نیز کاربرد این روش را محدود می کند. همچنین مقادیر بزرگتر توان انتقال که برای نرخ بیت های بیشتر لازم است، سبب بروز آثار غیرخطی می شود که بر کیفیت سیگنال تاثیر می گذارد.

روش دوم، انتقال همزمان چندین کانال نوری حاوی اطلاعات با طول موج های مختلف، بر روی یک فیبر نوری (در یک جهت) است، که تکنیک مالتی پلکس تقسیم طول موج نام دارد. این روش ما را قادر خواهد ساخت که تعداد زیادی کانال های با نرخ بیت 5/2 تا 40 گیگابیت بر ثانیه را باهم به وسیله یک فیبر انتقال دهیم.

WDM قادر است سیگنال های نوری (که هریک دارای طول موج مجزا هستند) را مالتی پلکس نماید، سپس به طور همزمان در طول یک فیبر ارسال نماید. سیستم های WDM انتقال ترافیک را تا چندین ترابیت در هر ثانیه از طریق یک فیبر امکان پذیر می کنند. هر طول موج معادل یک کانال نوری مستقل است، از اینرو افزایش تعداد طول موج ها روی یک فیبر باعث افزایش سرویس ها و پهنای باند می شود.

مقدمه

استفاده از سیم ها و کابل های فلزی برای انتقال اطلاعات و به عنوان یک کانال انقال با نصب اولین مرکز تلفن در سال 1878 میلادی توسعه یافت و تا سال 1887 که امواج الکترومغناطیس توسط هرتز (Hertz) کشف شد، این سیستم ها تنها محیط انتقال بودند. اولین سیستم رادیویی در سال 1895 توسط مارکونی (Marconi) ارایه شد.

از بحث مدولاسیون اطلاعات، یادآوری این نکته ضروری است که بیشترین حجم اطلاعاتی که می توان ارسال کرد (به عبارت علمی تر ماکزیمم بیت ریت ارسالی)، بستگی به فرکانس موج حامل (carrier) دارد. هرچه فرکانس موج حامل بیشتر باشد، پهنای باند یا ظرفیت آن بیشتر است. برای افزایش اطلاعات و داشتن سرویس های با کیفیت بالاتر باید پهنای باند فرکانسی وسیعی داشته باشیم.

طیف امواج نوری بین 50nm (ماوراء بنفش) تا 100nm (مادون قرمز) محدود شده است که بخشی از آن، یعنی محدوده 300nm تا 700nm، طیف نور مرئی است. فرکانس امواج نوری بین 1012 تا 1016 هرتز است. امواج نوری مانند امواج رادیویی در هر دو محیط انتقال هوا و موجبر قابل استفاده است.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه میزان تحمل بار در روبات ها توسط سیستم های هوشمند

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

سمینار برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی برق – کنترل

عنوان:

میزان تحمل بار در روبات ها توسط سیستم های هوشمند

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

مجموعه پیش رو حاصل تحقیقات در خصوص بازوهای روبات با مفاصل انعطاف پذیر، در دوران تحصیل بنده در رشته برق گرایش کنترل در مقطع کارشناسی ارشد می باشد که بیانگر کاربرد روش جدیدی در کنترل این بازوها، می باشد. در این مجموعه سعی بر آن شده تا با مقایسه سایر روش ها تحقیقاتی مزیت ها و معایب روش سنجیده شود. در این پایان نامه کنترلر آموزش فیدبک خطا، FEL برای کنترل روبات با مفاصل انعطاف پذیر به کار رفته است. الگوریتمی بر مبنای آموزش شبکه های عصبی MLP که به روش گرادیان نزولی خطا را اصلاح می نماید. سپس FEL روی کلاسی از روبات های با مفاصل انعطاف پذیر تک لینکی و دو لینکی انعطاف پذیر اعمال شده است. و در ادامه پایداری کنترلرهای شبیه سازی شده اثبات شده است. همچنین یک روش محاسباتی برای به دست آوردن ظرفیت حمل بار ماکزیمم بازوهای روبات با مفاصل انعطاف پذیر با اعمال محدودیت های محرک و دقت پنجه توصیف شده است. در واقع در تکنیک FEL می توان ردیابی مسیر، زوایای لینک ها و یا زوایای روتور را ردیابی کرد. همچنین عملکرد کنترلر FEL را با روشهای فیدبک خطی، مود لغزشی و حلقه باز برای روبات دو بازو با مفاصل انعطاف پذیر مقایسه گردیده است تا نتایج حاصله و بهبود نسبی عملکرد مشخص گردد. برای شبیه سازی از نرم افزار Matlab استفاده شده است.

مقدمه

در این پایان نامه، مدلسازی سینماتیکی و دینامیکی روبات با مفاصل انعطاف پذیر مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد، سپس با به کارگیری تکنیک کنترل هوشمند آموزشی فیدبک خطا یکی از مشخصه های مهم روبات یعنی ظرفیت حمل بار ماکزیمم روبات تعیین می گردد.

روش FEL که در این مجموعه ارایه و شبیه سازی گردیده روشی نوین در کنترل بازوهای روبات یک با مفاصل انعطاف پذیر می باشد و در این روش به کمک سیستم های کنترل هوشمند شبکه عصبی، MLP و کنترلرهای کلاسیک PID برای روبات دو لینکی با مفاصل انعطاف پذیر براساس سیستم مدل آزاد و به صورت on-line می باشد.

در روشهای متعارف کنترلی مسیر مطلوب و یا زوایای مربوطه ردیابی می شود که در این تحقیق سعی گردیده، به هردو روش از کنترلر هوشمند استفاده گردد، طریق اول کنترلر به جای ردیابی مسیر مطلوب، زوایای بازوها مورد ردیابی قرار گرفته اند به این ترتیب حجم معادلات کاهش می یابد و در نتیجه محاسبات سریع تر انجام می شوند و بحث دقت برای تک تک مفاصل جداگانه مورد بررسی قرار می گیرد. در طریق دوم کنترلر مستقیما از موقعیت پنجه اندازه گیری می شود و به عنوان مبنای خطا در نظر گرفته می شود. به این دلیل نسبت به روش قبل تغییراتی در شیوه محاسبه خطا مدنظر قرار می گیرد. در روش اول سعی در این است که مفاصل را کاملا، مستقل از یکدیگر در نظر گرفته شود، یعنی بازوها از هم جدا شده اند و هریک به طور جدا خطای خود را اصلاح می کنند و در روش دوم سعی بر آن است که موقعیت پنجه اصلاح گردد، که این موقعیت با روابط سینماتیک معکوس قابل تبدیل به میزان انحراف زوایا نیز می باشد، که در این تحقیق با توجه به وجود مسیرهای مختلف برای رسیدن پنجه به موقعیت مطلوب ما از ترکیب هر دو روش محاسبه خطای فوق استفاده کرده ایم.

حداکثر ظرفیت حمل بار دینامیکی روبات پیش از این به روش های حلقه باز و خطی سازی فیدبک و مود لغزشی برای روبات های با مفاصل انعطاف پذیر انجام شده است، و همچنین عواملی که باعث ایجاد محدودیت در میزان ظرفیت حمل بار می شوند نیز مشخص شده اند، این محدودیت ها عبارتند از: 1- قید محدودیت گشتاور محرک ها؛ 2- قید خطای ردیابی. اما در روش FEL انحراف مسیر نسبت به سایر روش های فوق الذکر کمتر است، لذا یکی از پارامترهای محدودیت حمل بار بهبود یافته و در نتیجه DLCC افزایش می یابد، و در این تحقیق از این امکان بهره گرفته و با ارایه روشی نوین (استفاده از آموزش خطا) محاسبه حداکثر بار قابل حمل در روبات های با مفاصل انعطاف پذیر ارائه شده است.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.