وبلاگ

آرایه های فازی به آرایه هایی اطلاق می شود که راستای بیم اصلی یات شکل پرتو آن توسط فاز نسبی جریان تحریک عناصر کنترل شود. البته می توان با تغییر دامنه جریان تحریک عناصر نیز جهت بیم اصلی را عوض کرد. معمولا رادارهای آرایه فازی یک روزنه ^50*^50 دارند که این روزنه یک بیم مدادی شکل 1 درجه می دهد. اگر هزینه ساخت محدودیت ایجاد نکند روزنه را با 10000 المان پر می کنند که به فاصله 2/^ از یکدیگر قرار گرفته اند. و اگر هزینه ها محدودیت ایجاد کند باید روزنه را با تعداد مشخصی از المان ها پر کرد. در کاربردهای نجوم و اخترشناسی برای ایجاد قدرت تفکیک فضایی بالا طول آرایه فازی به چندین ده کیلومتر می رسد که با خطوط انتقال با تلفات پایین مثل کابل های کواکسیال، فیبرهای نوری و موجبرهای بزرگ به یکدیگر وصل شده اند. قدرت تفکیک فضایی در این آرایه ها به یک آرک ثانیه و یا حتی کمتر از این می رسد که با دقت فضایی به دست آمده از تلسکوپ های نوری قابل مقایسه می باشد.

هر آنتن دارای یک امپدانس معادل در پایانه اتصال آن به منبع تحریک است که امپدانس نقطه تحریک خوانده می شود. حال اگر آنتن در 

یک محیط نامحدود و در حضور المان های تشعشعی دیگر تشعشع کند امپدانس نقطه تحریک همان امپدانس خودی آنتن است که معمولا به دلیل وجود زمین اثر آن باید در نظر گرفته شود. امپدانس نقطه تحریک دارای یک بخش حقیقی و یک بخش موهومی است که در بررسی میدان دور از اثر موهومی صرفنظر می شود. امپدانس آنتن بستگی به عوامل زیادی مثل فرکانس کار، شکل آنتن، روش تحریک و مجاورت با المان های دیگر دارد. امپدانس آنتن همان نسبت میدان الکتریکی به میدان مغناطیسی است که در پایانه یک آنتن به صورت نسبت ولتاژ به جریان پایانه تعریف می شود. امپدانس متقابل هر المان نسبت به هر المان دیگری که در آرایه قرار گرفته است به صورت نسبت ولتاژ در آن المان به جریانی که در المان دیگر وجود دارد تعریف می شود به شرطی که پایانه المان اول اتصال باز باشد یعنی جریانی از آن نگذرد.

رویه مشخص محاسبه پترن تشعشعی آنتن های آرایه فازی بدین شرح است که پترن های تشعشعی المان های منفرد را با هو جمع می کنند. وقتی همه المان ها یکسان باشند پترن کل آرایه عبارتست از حاصلضرب فاکتور المان در فاکتور آرایه. فاکتور آرایه با جمع مستقیم یا در شبکه های پریودیک با تبدیل فوریه سریع (FFT) محاسبه می شود. این نشان می دهد که عملکرد تشعشعی آرایه ارتباط مستقیم با عملکرد المان های منفرد دارد. فاکتور المان باید محاسبه یا اندازه گیری شود و بستگی به طراحی فیزیکی تشعشع کننده و همچنین کوپلینک متقابل میان تشعشع کننده ها دارد. المان های لبه آرایه، فاکتور المان متفاوتی نسبت به المان های مرکزی دارند. بنابراین رفتار متفاوتی نسبت به حالتی دارند که به صورت مجزا تشعشع می کنند. به طور معمول هر المان باید طوری طراحی شود که امپدانس آن تطبیق قابل قبولی را در پهلو آتش داشته باشد اما به دلیل کوپلینگ متقابل میان المان ها عدم تطبیق به وجود می آید. عدم تطبیق، عملکرد منابع تحریک یا دریافت کننده ها را دچار اختلال می کند که باعث ایجاد انعکاسات چندتایی و ایجاد بیم های مصنوعی می کند. پس مطلوبست که عملکرد تشعشعی المان در آرایه مشخص شود. در این صورت فاکتور المان اکتیو به جای فاکتور المان مورد بررسی قرار می گیرد که تابعی از زاویه مشاهده شده (&,0) و زاویه اسکن (&,0) می باشد.
در آرایه های کوچک کوپلینک متقابل به دو صورت معرفی می شود: (1) تغییر امپدانس اکتیو و عدم تطبیق میان المان ها و مدارات تغذیه. (2) اعوجاج پترن المان اکتیو آرایه. که این تغییرات نیز به نوبه خود به دو صورت بر سیستم آنتن اثر می گذارند: (i) تغییر دامنه و فاز در روزنه تشعشعی آنتن یعنی توزیع دامنه و فاز میدان تشعشعی به طور مستقیم با دامنه و فاز جریان تحریک در المان ها متناسب نیست. (ii) پترن تشعشعی میدان دور آنتن از حاصلضرب فاکتور المان در فاکتور آرایه به دست نمی آید. این اثرات باعث می شوند تا خواص تشعشعی مطلوب مثل SLL پایین و اسکن بیم در جهات مورد نظر به دست آورده نشوند. روش های مختلفی برای کاهش و یا جبرانسازی اثر کوپلینگ در آنتن های آرایه ای کوچک بکار گرفته شده است. به عنوان نمونه در روش جبرانسازی اثر کوپلینک متقابل با به دست آوردن خطای پترن، ابتدا خطای به وجود آمده در پترن المان آرایه محاسبه گشته و سپس با اعمال ضرایب مناسب، خطا تصحیح شده و کوپلینگ متقابل جبرانسازی می شود. روش دیگر جبرانسازی اثر کوپلینگ متقابل با استفاده از مفهوم پترن المان اکتیو می باشد، که در این روش جبرانسازی براساس محاسبه ضرایب کوپلینگ و تشکیل ماتریس کوپلینگ می باشد. بدین منظور ابتدا ضرایب کوپلنیگ متقابل بین المانهای آرایه به دست می آید و سپس با توجه به روابط مشخص می شود که چه ضرایبی (دامنه و فازی) باید به هر المان اعمال شود تا جبرانسازی صورت گیرد. روش دیگری که برای کاهش کوپلینگ متقابل در آرایه ها به کار می رود استفاده از تئوری فراکتال می باشد که روش پیشنهاد شده برای کاهش کوپلینگ متقابل در این پایان نامه استفاده از المان های فراکتالی به جالی المان های مستطیلی می باشد.

:
بیش از دو دهه است كه با رشد سریع اینترنت، كاربردهایی از تكنولوژی دورعملیات بطور پیوسته در زمینه های مختلفی از قبیل: اكتشافات فضایی، محیط های زیر آب، پزشكی، معادن، صنایع، حمل مواد هسته ای، جابجایی مواد سمی، سرگرمی و… پیشرفت های قابل توجهی داشته است. بسیاری از محققان گرایش زیادی به استفاده از اینترنت برای انتقال اطلاعات بین بخش های مختلف از یك ربات در محیط

 دور با توجه به مزایای آشكار آن مانند هزینه پایین، دسترسی آسان و انعطاف بالا دارند با این وجود، استفاده از اینترنت به دلایلی مانند قطع اتصال شبكه، گم شدن بسته های اطلاعاتی، محدودیت پهنای باند و مخصوصاً تأخیر زمانی ممكن است سبب ناپایداری، از دست رفتن ترانسپارنسی و ناهمزمانی در سیستم دورعملیات خصوصاً در سیستم های شامل سوپر مدیا و دوطرفه گردد. اصولاً در سیستم های دورعملیات دوطرفه علاوه بر از پایداری و ترانسپارنسی، دو هدف دیگر نیز وجود دارد كه كوپلینگ بسته بین اپراتور و محیط ریموت را تضمین می نماید. اولین هدف این است كه، بازوی مكانیكی فرمانبر بایستی موقعیت بازوی مكانیكی فرمانده را ردیابی نماید. دومین هدف این است كه وقتی فرمانبر با محیط در تماس است نیروی عكس العمل محیط روی فرمانبر بطور دقیق به فرمانده انتقال داده شود. امروزه مقالات بسیاری وجود دارد كه انواع مختلفی از روشهای كنترلی جهت غلبه بر ناپایداری و كاهش خطای ردیابی ناشی از تأخیر زمانی كانال انتقال را پیشنهاد داده اند. این روشهای مبتنی بر تئوری پراكندگی، متغیرهای موج، پسیویتی، سنتز μ، كنترل بهینه، كنترل پیشگو، كنترل تطبیقی و بسیاری اصول دیگر می باشند. در سال 1957 اسمیت روشی را به نام پیش بینی كنندة اسمیت برای كاهش زمان تأخیر ارائه نمود. در سال 1966 فرل برای اولین بار ناپایداری یك سیستم دورعملیات با حضور زمان تاخیر را نشان داد. در سال 1981 ورتوت نشان داد كه پایداری چنین سیستمهایی با وجود زمان تأخیر در صورتی كه پهنای باند سیستم به مقدار قابل توجهی كاهش پیدا كند امكان پذیر می باشد. در سال 1992 سالكودین با استفاده از تئوری H∞ طراحی كنترلر دوطرفه جهت حداقل سازی خطای ردیابی و حداكثر سازی ترانسپارنسی استفاده نمود. در سال 1997 نای میر و اسلاتین روش متغیرهای موج را در ارسال سیگنال در سیستمهای دورعملیات بكار برده و از تئوری انفعالی برای پایداری سیستم بهره برد. در سال 2003 ، هانگ و لوئیس جهت جبران تأخیرهای طولانی ناشی از كانال انتقال از روش كنترل پیشگو برمبنای شبكه های عصبی استفاده نموده اند. در سال 2005، كامرانی و مومنی رفتار یك كنترلر تطبیقی چندتایی را با استفاده از روش پیشگویی موج چند متغیره برای تأخیرهای زمانی اتفاقی را بررسی نمودند. در سال 2006 سیروس پور یك كنترلر LQG را برای كنترل سیستمهای دورعملیات تأخیر ثابت ارایه نمود.

این پایان نامه شامل شش فصل می باشد. فصل اول به “معرفی سیستم های دورعملیات و كاربردهای آن” می پردازد. در فصل دوم ” بررسی تئوریها و انواع روشهای كنترلی در سیستم دورعملیات” و فصل سوم “توصیف روش كنترل بهینه” ارایه شده است. “توصیف فضای حالت سیستم دورعملیات و شبیه سازی آن” در فصل چهارم ارایه شده است. و فصل پنجم “بكارگیری روش كنترل بهینه در مدل فضای حالت سیستم دورعملیات و شبیه سازی آن” را ارایه می كند. نهایتاً در فصل ششم “نتیجه گیری و پیشنهادات” ارایه شده است.

:
كمپرسورهای گریز از مركز به دلیل كاربرد گسترده ای كه در صنایع مختلف برای فشرده سازی و انتقال گازها جهت مصارف فرآیندی دارند از اهمیت و یژه ای بر خوردارند. پدیده سرج كه یك ناپایداری فلو در كمپرسورها به حساب می آید، ناحیه عملكرد سیستم فشرده سازی را محدود می نماید و مانع از دستیابی به حداكثر راندمان كمپرسور می شود. لذا كنترل این پدیده از مدتها قبل در كانون توجه محققان قرار گرفته است. تاكنون روشهای مختلفی جهت كنترل این ناپایداری در كمپرسورهای گریز از مركز پیشنهاد گردیده است. با توجه به كاربرد كمپرسورهای محوری در موتورهای جت و هواپیما، بیشتر كارها در زمینه كنترل سرج مربوط به كمپرسورهای محوری می باشد، بدین منظور در فاز مطالعاتی پروژه ابتدا روشهای كنترل سرج در كمپرسورهای محوری مورد بررسی قرار گرفتند و روش تطبیقی به عنوان

 روشی مناسب جهت كنترل سیستم غیرخطی كمپرسور برای پیاده سازی بر روی مدل كمپرسورهای گریز از مركز جهت كار در این پروژه انتخاب گردید.

فصل اول: كلیات
1-1) هدف
ناپایداری سرج عبارتست از نوسانات یكبعدی كه منجر به افزایش فشار و فلوی جرمی كمپرسور می گردد.سرج ناحیه كاری سیستم را به شدت تحت تاثیر قرار داده و راندمان آن را كاهش می دهد و نهایتا منجر به آسیب جدی كل سیستم می گردد. این پدیده در نرخ های فلوی جرمی كم كمپرسور رخ می دهد و نتیجه آن ایجاد نوسانات با دامنه بزرگ در فشار و نرخ فلوی جرمی خروجی از كمپرسور است.
تاكنون كارهای زیادی برای حذف مشكل سرج انجام شده است و بیشتر این كارها بر اساس كار گرایتزر (1976) و گرایتزر و موره (1986) می باشند. زیرا این افراد اولین كسانی بودند كه مدلهای دینامیكی را برای آنالیز و طراحی سیستمهای كنترل جهت سیستمهای فشرده سازی و پایدارسازی آنها، پیشنهاد نمودند و مدلهای ارائه شده توسط آنها بطور گسترده ای مورد استفاده و بهره برداری سایر محققین این زمینه كاری قرار گرفته است. در ابتد ا مدلسازی و كنترل سیستمهای فشرده سازی بر روی
كمپرسورهای محوری متمركز بوده است زیرا این كمپرسورها كاربرد وسیعی در موتورهای جت دارند، لذا در مقایسه با این نوع كمپرسورها، كارهای انجام شده بر روی كمپرسورهای گریز از مركز محدودتر می باشد. روشهایی را كه به كنترل كمپرسورهای محوری پرداخته اند در مراجع [1] تا [9] می توان یافت. در سالهای اخیر با توجه به كاربرد گسترده كمپرسورهای گریز از مركز در صنایع بزرگی چون نفت، گاز و پتروشیمی، لزوم ارائه روشهایی جهت كنترل این پدیده در كمپرسورهای گریز از مركز بیش از پیش احساس می گردد.
2-1) پیشینه تحقیق
مدل دینامیكی به دست آمده برای كمپرسور گریز از مركز بر اساس مدل دو حالته با پارامترهای lumped طبق مدل ارائه شده توسط گرایتزر می باشد. فینك، كامپستی و گرایتزر یك مدل سه متغیر حالته با پارامترهای lumped را برای سیس تمهای فشرده سازی گریز از مركز در سال 1992 استخراج نمودند كه دینامیك های spool را نیز در نظر گرفته بود. این مدل با جزئیات بیشتری در تز دكترای گراودهال آمده است. بر اساس این دو نوع مدل دینامیكی ، روشهای مختلفی جهت حذف ناپایداری سرج در كمپرسورهای سانتریفیوژ طراحی شده اند.

مهمترین وظیفه یک سیستم قدرت این است که بتواند تمام مصرف کننده ها، از کوچک تا بزرگ را در شبکه تحت پوشش قرار داده و انرژی الکتریکی لازم را تا حد امکان به صورت اقتصادی و با درجات خوبی از قابلیت اطمینان و کیفیت در اختیار آنها قرار دهد.
نتایج مطالعات قابلیت اطمینان می تواند به عنوان معیاری مناسب جهت سنجش میزان توانایی سیستم در تامین توان الکتریکی و برآورد معادل اقتصادی آن به کار برده شود. به عبارت دیگر قابلیت اطمینان یک سیستم قدرت بیانگر میزان اطمینان به عملکرد صحیح و مطلوب این سیستم در آینده و احتمال پاسخگوئی مطلوب این سیستم در سرویس دهی و انجام وظیفه از پیش تعیین شده می باشد.
شاخص های قابلیت اطمینان ابزاری در جهت اصلاح و بهبود بهره برداری و نیز معیاری جهت برنامه ریزی و گسترش شبکه می باشند.
بنابراین انجام مطالعات قابلیت اطمینان در هر سیستم قدرتی می تواند وضعیت سیستم را از لحاظ تامین انرژی الکتریکی مشترکین بیان کند. همچنین این مطالعات می توانند معیارهای مناسبی برای طراحی شبکه برای سال های آینده در اختیار برنامه ریزان سیستم قرار دهند.
در سال های اخیر مطالعات قابلیت اطمینان در سیستم های قدرت از اهمیت و جایگاه خاصی برخوردار شده است. در ایران نیز همزمان با این تغییرات مطالعات قابلیت اطمینان مورد توجه قرار گرفته و در سه سطح تولید، انتقال و توزیع فعالیت های مفیدی صورت گرفته است.
انجام مطالعات قابلیت اطمینان در یک شبکه این امکان را به مدیران آن می دهد تا علاوه بر تأمین میزان انرژی مورد نیاز مشترکین خود،

 بتوانند بهره برداری مطلوب تری از شبکه داشته باشند. شاخص های به دست آمده در مطالعات قابلیت اطمینان سیستم هرکدام به نوعی می تواند بیانگر ضعف و یا توانایی سیستم در نیل به اهداف فوق باشد. البته ذکر این مسئله حائز اهمیت است که این شاخص ها نه تنها جهت مقایسه طرح های مختلف بهره برداری شبکه می تواند به کار برده شود، بلکه به تنهائی نیز بیان کننده خصوصیات سیستم می باشد. به عنوان مثال شاخصی مانند EENS که بیان کننده میزان انرژی مورد انتظار تأمین نشده است می تواند به تنهائی با توجه به انرژی کل سیستم، شاخصی مناسب در بیان عدم توانائی شبکه در تأمین انرژی مورد نیاز باشد.

هرچند افزایش سرمایه گذاری در هرکدام از سطوح تولید، انتقال و توزیع می تواند وضعیت سیستم را از نظر قابلیت اطمینان بهبود بخشد، ولی از یک طرف امکان طراحی و بهره برداری از یک سیستم با قابلیت اطمینان 100% هرگز وجود ندارد. از طرف دیگر سرمایه گذاری بیش از حد می تواند به طور مستقیم تعرفه انرژی مصرف کنندگان را به طور غیرقابل قبولی بالا ببرد هرچند سیستم از نظر قابلیت اطمینان در وضعیت خوبی قرار دارد. همچنین عدم سرمایه گذاری کافی نتیجه ای عکس را در بر خواهد داشت.
این پایان نامه در فصل های زیر خلاصه می شود:
فصل 1: کلیات قابلیت اطمینان سیستم های قدرت.
فصل 2: روش های محاسبه قابلیت اطمینان و آشنایی با نرم افزارهای مورد استفاده.
فصل 3: داده های مورد نیاز از دیدگاه قابلیت اطمینان.
فصل 4: محاسبه قابلیت اطمینان بخش تولید برق منطقه ای فارس.
فصل 5: محاسبه قابلیت اطمینان شبکه انتقال برق منطقه ای فارس.
فصل 6: نتیجه گیری و پیشنهادات.
در فصل اول به بررسی تعاریف اولیه قابلیت اطمینان و نحوه تقسیم بندی مطالعات در آن پرداخته شده و حوزه کار در این پایان نامه مورد بحث و بررسی قرار می گیرد. در فصل دوم ابتدا به بررسی روش های مطالعه قابلیت اطمینان پرداخته شده و در ادامه نرم افزارهای مورد استفاده در مطالعات سطح تولید و انتقال که به ترتیب GENRAD و MECORE می باشند مورد بررسی قرار گرفته اند.
در فصل سوم داده های مورد نیاز از دیدگاه قابلیت اطمینان که شامل اطلاعات خروج اضطراری واحدهای تولید و خطوط انتقال می باشند جمع آوری شده اند. همچنین سایر اطلاعات مورد نیاز برای طراحی سیستم مانند اطلاعات رشد بار و تولید در سالهای آینده نیز مورد توجه قرار گرفته اند.
در فصل چهارم مطالعات سطح تولید مورد توجه قرار گرفته و علاوه بر بررسی وضعیت موجود شبکه از دیدگاه قابلیت اطمینان، طرح های آینده افزایش تولید در این برق منطقه ای نیز بررسی شده و وضعیت بخش تولید با تحقق و یا عدم تحقق این طرح ها تعیین شده است.
در فصل پنجم نیز وضعیت شبکه انتقال برق منطقه ای فارس از دیدگاه قابلیت اطمینان مورد توجه قرار گرفته است. در این فصل نیز علاوه بر وضعیت موجود نگاهی نیز به طرح های آینده شبکه انتقال تا سال 1390 شده و وضعیت قابلیت اطمینان شبکه تولید و انتقال در سال 1390 با سال 1385 مورد مقایسه قرار گرفته است. در انتها نیز در فصل ششم نتیجه گیری و پیشنهادات لازم برای بهبود وضعیت قابلیت اطمینان برق منطقه ای فارس ارائه گردیده است.

با گسترش مراکز شهری و صنعتی، آلودگی صوتی به یکی از مهمترین منابع آلودگی محیط زیست تبدیل شده است که برای جلوگیری از اثرات مخرب آن لازم است، به نحوی اصوات مزاحم را در محیط کار کاهش داد. روش معمولی برای کنترل نویز صوتی، استفاده از روشهای غیرفعال مانند قرار دادن دیواره و مانع در مسیر صوت یا بکارگیری جاذب های صدا می باشد. این روشها در فرکانس های بالا تضعیف قابل توجهی دارند. اما در فرکانس های پایین به دلیل بزرگ شدن طول موج صوتی، موثر نمی باشند. برای حذف نویزهای فرکانس پایین توسط روش های غیرفعال، لازم است از جاذب های بسیار حجیم و سنگین استفاده شود که در خیلی از موارد عملی نبوده و بسیار پرهزینه می باشند جهت تضعیف صوت در فرکانس های پایین، از سیستم های کنترل فعال نویز ANC استفاده می شود. کنترل فعال نویز را به نام های ضد نویز و حذف فعال نویز نیز می شناسند و شامل تولید الکتروآکوستیکی یک میدان صوتی به منظور حذف میدان صوتی ناخواسته می باشد.

 به طور دقیقتر در این سیستم ها برای حذف نویز اصلی، یک سیگنال ضد نویز با دامنه مساوی و اختلاف فاز 28 درجه نسبت به نویز اصلی ایجاد شده و با آن جمع می شود. یک سیستم ساده کنترل فعال نویز شامل عناصر زیر می باشد:

– یک سنسور مرجع (میکروفن)، برای دریافت نویز صوتی ناخواسته.
– یک سیستم کنترلی، الکترونیکی، برای پردازش سیگنال میکروفن مرجع و تولید سیگنال ضد نویز.
– یک منبع ثانویه (بلندگو) که توسط سیگنال ضد نویز تحریک می شود تا میدان صوتی ضد نویز را تولید کند.
– یک سنسور خطا جهت فراهم کردن اطلاعات از میزان نویز صوتی و ارسال آن به پردازنده به طوری که پردازنده بتواند همواره در جهت حداقل شدن نویز صوتی تنظیم شود.
سیستمی که شرح داده شد، تحت عنوان سیستم وفقی نیز شناخته می شود زیرا قادر است خود را با تغییر مشخصات نویز ورودی و همچنین تغییر شرایط محیطی حاکم بر میدان صوتی تطبیق دهد. ساده ترین سیستم ANC تنها از بلندگوی ثانویه و یک میکروفن خطا استفاده می کند. اینگونه سیستم ها را تک کاناله می گویند. در عمل از سیستم های چند کاناله که شامل تعدادی میکروفن و بلندگو می باشند، نیز استفاده می شود. استفاده از سیستم های کنترل فعال نویز در صنعت به صورت روزافزونی در حال گسترش است. هم اکنون سیستم هایی برای کاهش نویز پروانه هواپیما و همچنین نویز فرکانس پایین پنکه که از داخل یک لوله عبور می کند، طراحی و نصب شده اند. علاوه بر این در کارخانه های اتومبیل سازی، تحقیقات زیادی برای اعمال تکنولوژی کنترل فعال نویز در داخل کابین اتومبیل برای کاهش صدای جاده و موتور در حال انجام است. اگرچه شرکت ها و دانشگاه های زیادی در حال حاضر مشغول تحقیق و توسعه کاربردهای ANC هستند اما فقط تعداد کمی از این کاربردها واقعا به مرحله عملی و تجاری رسیده اند که عبارتند از:
– نویز tonal فرکانس پایین، مربوط به پروانه های متوسط هواپیما.
– گوشی های فعال که نویز فرکانس پایین را در گوش حذف می کنند.
– نویز کابین هلیکوپتر.
– سیستم های تهویه هوا در محیط های صنعتی و ساختمان های اداری بزرگ.
– نویز اگزوز و دیزل ها و اتوبوس ها در محیط های ایستان.
– ایزولاسیون ارتعالش موتور اتومبیل.