وبلاگ

:
امروزه در عصر ارتباطات و استفاده روزافزون از شبکه های تلفنی، موبایل، اینترنت و… با توجه به محدودیت پهنای باند در شبکه های مخابراتی، کدینگ (کد کردن) و فشرده سازی، برای نمایش سیگنال صحبت دیجیتال به استفاده از حداقل بیت ممکن و حفظ کیفیت در سطوح قابل قبول، امری اجتناب ناپذیر و موثر می باشد. نیاز به برقراری ارتباط از طریق صحبت موجب شده است تکنولوژی کد کردن و فشرده سازی صحبت ارتقا یابد و استانداردهای متفاوتی در این زمینه عرضه گردد.
در این پروژه به تحلیل و شبیه سازی کدکننده LD-CELP پرداخته می شود. این کدکننده، صحبت را با کیفیت بسیار خوب در نرخ بیت 16kb/s ارائه می دهد. از این کدکننده می توان در شبکه هایی که به تاخیر زیاد، حساس هستند، مانند شبکه های ماهواره ای، موبایل و… استفاده نمود. همچنین از جمله استانداردهایی است که برای انتقال صحبت در سیستم های کنفرانس تصویری به کار می رود. لازم به ذکر است در شبکه هایی که انتقال اطلاعات به صورت بسته ای انجام می شود استفاده از این کدکننده مرسوم می باشد. تاخیر یک کدکننده صحبت، زمان بین ورودی یک نمونه به انکدر و خروجی نمونه متناظر از دیکدر تعریف می گردد. این تاخیر برای یک کدکننده های هیبرید بین 50 میلی ثانیه تا 100 میلی ثانیه است. در دهه های اخیر روش های متفاوتی در زمینه فشرده سازی صوت مطرح شده است که مناسب ترین و پرکاربردترین آنها کدکننده های آنالیز همراه با سنتز می باشد که توسط Atal&Re در سال 1982 معرفی شد. در سال 1985 توسط Schroeder&Atal کدکننده صحبت با نرخ بیت زیر 16kb/s با روش CELP معرفی شد و چندین استاندارد مهم براساس این روش تعریف شد. در سال 1988، CCITT برنامه ای برای استانداردسازی کدکننده با تاخیر کم و کیفیت بالا در مقابل خطای کانال مطرح کرد و در سال 1992 توسط Chen etal تحت عنوان LD-CELP معرفی شد و به صورت استاندارد G.728 درآمد و در سال 1994 نسخه ممیز ثابت آن نیز ارائه گردید.
از سال 1992 تاکنون تحقیقات متعددی بر روی ساختار الگوریتم مذکور صورت گرفته است. اقدامات صورت گرفته، شامل دو بخش مهم می باشد. بخش اول، روش هایی هستند که بهبود در SNR و افزایش کیفیت شنیداری صحبت خروجی دیکدر را در پی دارند. بخش دوم، روش هایی هستند که باعث کاهش بار محاسباتی و پیچیدگی الگوریتم G.728 و در نتیجه کاهش زمان اجرا می گردند. در این پروژه، مجموعه کارهای صورت گرفته برطبق همین دو بخش می باشد. در واقع هدف اصلی، هم کاهش بار محاسباتی و هم افزایش کیفیت صحبت می باشد.

یکی از اقدامات صورت گرفته در این پروژه، استفاده از روش جدیدی برای یافتن ضرایب فیلتر ترکیب (سنتز) است. این روش مختص 

کدکننده های CELP است که در این پروژه به کدکننده LD-CELP اعمال گردیده است و منجر به 2/5 دسیبل بهبود در SNR خروجی دیکدر شده است. از اقدامات دیگر انجام شده در این پروژه، طراحی پنجره های هیبرید جدید با اقتباس از پیشنهاد موجود در یکی از مقالات است که منجر به 3 دسیبل بهبود در SNR خروجی دیکدر می گردد. لازم به ذکر است، این روش در مقاله مذکور در حد پیشنهادی گذرا مطرح شده است و بررسی های بیشتر و تکمیلی تر در این پروژه انجام گرفته است. اقدام دیگر که در این پروژه انجام شده، پیشگویی بهره با بهره گرفتن از سه شبکه عصبی Elman , MLP و Fuzzy ARTMAP است. همچنین مقایسه سه روش مذکور، به همراه میزان کاهش پیچیدگی منجر شده نیز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاکی از آن است که با بهره گرفتن از شبکه عصبی Fuzzy ARTMAP زمان اجرا حدود 0/25 میلی ثانیه برای 400 فریم کاهش می یابد. در اقدامی دیگر، با بهره گرفتن از روشی برای ایجاد کتاب کد اولیه که در یکی از مقالات مطرح شده بود و همچنین با اعمال تغییراتی در الگوریتم LBG کتاب های کد شکل جدیدی طراحی گردید. با بهره گرفتن از کتاب کدهای جدید ایجاد شده، به ترتیب 0/11 و 0/02 دسیبل بهبود در SNR خروجی دیکدر حاصل می شود. علاوه بر این با بهره گرفتن از ساختار جدیدی متشکل از 48 شبکه عصبی SOM، ماژول جستجوی کتاب کد موجود در الگوریتم LD-CELP پیاده سازی گردید و حدود 27% بار محاسباتی حاصل از این ماژول کاهش یافت. فصول گردآوری شده در این پروژه به ترتیب زیر می باشد: در فصل اول ساختار کلی یک کدکننده CELP مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین توضیحاتی در ارتباط با سیگنال صحبت و معرفی اجمالی کدکننده های موجود ارائه داده خواهد شد. با توجه به اینکه کدکننده LD-CELP که در این پروژه مورد بررسی قرار گرفته است، جزء خانواده کدکننده های پیشگویی خطی با تحریک کد محسوب می شود به منظور روشن سازی مطالب در فصل 2 مدلی برای پیشگویی خطی شرح داده می شود. توصیف کامل عملکرد انکدر و دیکدر LD-CELP در فصل 3 بررسی خواهد شد. در این فصل، بخش های مختلف انکدر و دیکدر LD-CELP با جزییات کامل آمده است. در پردازش سیگنال صحبت در LD-CELP، در ابتدا سیگنال صحبت به صورت فریم های 2.5 میلی ثانیه ای (20 نمونه) بافر می شود. پردازش های انجام شده بر روی هر فریم به صورت مجزا انجام گرفته و در نهایت اندیس کتاب کد شکل و بهره به سمت دیکدر ارسال می گردد. در عمل پردازش هر فریم خود به 4 زیر فریم شامل 5 نمونه تقسیم می گردد و روند عملیات با توجه به استاندارد G.728 بر روی هریک از زیر فریم ها اجرا می گردد. در فصل چهارم ایده ها و دستاوردهای این پروژه مطرح خواهد شد. فصل پنجم نیز مربوط به نتیجه گیری و پیشنهادات پروژه می باشد.

(فصل اول) حاصل شده اینست که در حال حاضر نیمه هادی CdZnTe بهترین انتخاب برای ساخت آشکارسازهای پرتو ایکس و گاما است، بنابراین از فصل دوّم به بعد در مورد این نیمه هادی بحث شده است. فصل دوم در مورد روش های رشد، آماده سازی سطوح، فلز کاری و نوع الکترودها بحث می کند. در پایان این فصل نتیجه گیری شده است که آشکارسازها با الکترود شبکه ای بهترین عملکرد را دارند، لیکن ساخت آنها مشکل و در حال حاضر و با امکانات موجود در کشور عملی نیست. بنابراین پیشنهاد شده است از روش الکترود یکپارچه سطحی (اهمی) استفاده شود ،که این کار نیز با بهره گرفتن از امکانات موجود اپتیکی و لایه نشانی ساخته شده اند. در فصل سوم نیز در مورد مدارهای الکترونیکی و مزایا و معایب مدارهای مختلف بحث شده است. در زمینه ساخت مدارهای الکترونیکی با وجود نرم افزارهای طراحی PSpice و HSpice و خرید قطعات مورد نیاز مشکل خاصی احساس نمی شود. فصل چهارم به مدل سازی رفتار الکتریکی و نوری نیمه هادی CdZnTe می پردازد، در این فصل با روش های محاسباتی و عددی و با بهره گرفتن از نرم افزار مطلب 6/1 پارامترهایی نظیر قابلیت تحرک (μ) و طول عمر حامل ها (τ) و بهره آشکارسازی نیمه هادی [η] طیف حاصل از جذب یک تک انرژی، قدرت تفکیک انرژی این نیمه هادی محاسبه شده است. در قسمت مدل سازی رفتار نوری این نیمه هادی نیز، محاسبه نقص های مختلف شبکه و تاثیر آن بر عملکرد نو ری و همچنین انرژی تله ها، سطح مقطع برخور د این نیمه هادی نیز محاسبه شده است. پیشگفتار پرتو های ایکس وگاما در صنایع مختلف کاربردهای فراوانی پیدا کرده اند. چون این دو پرتو به طور ناخواسته ممکن است تولید شوند، لذا باید آنها را شناسائی کرده و محیط اطراف را در مقابل آثارشان محافظت کرد. هنگامی که تولید این دو نوع پرتو عمدی باشد مقدار تولید نیز باید کنترل شده باشد. در هر صورت آشکارسازی و اندازه گیری شدت تابش تولید شده ضروری است. با توجه به کاربرد های فراوان و روز افزون این دو نوع پرتو در پزشکی، تست جوشکاریها ی حساس ، پرتودهی مواد غذائی، ایجاد موتاسیون در کشاورزی و دامپروری، اندازه گیریهای از راه دور، صنایع نظامی و احتمال برخورد خارج از کنترل این پرتو ها با جاندارن، ضرورت طراحی وساخت آشکارسازها ئی با دقت و کیفیت عمل بالا را دو چندان می کند. بخش اول، فصل یک این پایان نامه، خواص مشترک تمامی آشکارسازها را فهرست وار برمی شمارد. با توجه به ضرورت درک مفاهیم ی نظیر بهره آشکارسازی، قدرت تفکیک انرژی، زمان مرد ه، منحنی های شمارش که از پارامترهای مشترک تمام آشکارسازها محسوب می شوند و شناخت آنها ضروری است. و عنایت به اینکه در انتخاب یک آشکارساز خوب ومناسب از این خواص بهره می گیریم، این مشخصات را با تفصیل بیشتری بررسی می کنیم. آشکارسازهای نیمه هادی امروزه اکثر قریب به اتفاق تحقیقات در زمینۀ آشکارساز ی پرتو ایکس و گاما را به خود اختصاص داده اند، بنابراین محور بحث بخش دوم از فصل اول مقایسه وی مختصر در مورد این آشکارسازها است. این نوع آشکارسازها با کیفیت، دقت ، کارآیی بهتر و اندازه کوچکتر نسبت به سایر آشکارسازها ساخته و مورد استفاده قرار می گیرند. فصل دوّم به روشه ای رشد نیمه هادی CdZnTe، طراحی انواع مختلف الکترودها، الزامات قبل از ایجاد اتصال های آند و کاتد و بررسی خواصّ هر کدام از آنها اختصاص یافته است. در فصل سوم درباره مدارهای الکترونیکی شامل تقویت کننده و شکل دهنده و مدارهای دیجیتالی بحث شده است. فصل چهارم به مدلسازی رفتار الکتریکی و نوری نیمه هادی CdZnTe و چگونگی تولید و انتقال بار در این نیمه هادی می پردازد. در این فصل ناخالصی های مختلف در این نیمه هادی، روش های مطالعه مراکز بازترکیب و تله انرژی این مراکز بحث می کنیم. در آخر نیز نتایج حاصل از این پژوهش و پیشنهادات و همچنین منابع و ماخذ و پیوست ها آورده شده است.

با توجه به پیشرفت روزافزون صنایع نیمه هادی، موتورهای رلوکتانسی جایگاه ویژه ای در عرصه های مختلف صنعت پیدا کرده اند. از جمله دلایل این امر می توان به مواردی از قبیل سادگی ساختمان این نوع موتورها، راندمان بالای آنها نسبت به سایر موتورها و عدم نیاز به نگهداری اشاره کرد.
موتورهای رلوکتانسی برخلاف اغلب موتورهای الکتریکی نیاز به یک سیستم راه انداز دارند، این سیستم راه انداز به طور کلی به دو روش زیر قابل طراحی می باشد:
– با بهره گرفتن از سنسور
– بدون استفاده از سنسور
روش های بدون سنسور به علت نداشتن سنسور و همچنین اتصالات مربوطه در صنعت دارای طرفداران بیشتری می باشد که از عمده ترین دلایل آن می توان به توانایی کارکرد موتور در شرایط نامناسب (از قبیل محیط های بسیار گرم و پر گرد و غبار) و عدم نیاز به تنظیم و نگهداری مداوم سنسور اشاره کرد.

روش ارائه شده مبتنی بر اعمال پالس های شناسایی به موتور هم در مرحله ایستا و هم در مرحله چرخش می باشد. عمده ترین مزایای این 

روش را نسبت به سایر روش های مرسوم می توان در موارد زیر ذکر کرد:

1- توانایی راه اندازی موتورهایی در گستره توان چند ده وات تا چندین کیلو وات.
2- توانایی راه اندازی موتور با سطح ولتاژ مختلف.
3- این روش علاوه بر اینکه توانایی راه اندازی از حالت ایستا با گشتاور زیاد را داراست، قادر است عملیات کنترل موتور را در سرعت های مختلف طبق تنظیمات انجام دهد.
4- ریپل گشتاور به میزان قابل توجهی کاهش یافته است.
عملکرد موتور را طبق این روش می توان به مراحل زیر تقسیم نمود:
1- مرحله تشخیص فاز مناسب در حالت ایستا.
در این مرحله با اعمال پالس شناسایی به هریک از فازها و ثبت نتایج حاصله و تحلیل آنها مناسبترین فاز جهت دریافت اولین فرمان انتخاب می شود.
2- مرحله اول چرخش با داشتن قابلیت تنظیم سرعت توسط PWM در این مرحله الگوریتمی به صورت پیاپی و حلقه وار تکرار می شود تا موتور به میزان تعیین شده که می بایست در ابتدای کار تنظیم شود برسد.

: نظریه ترکیب اطلاعات سنسوری: Msdf (Multi sensor data fusion مجموعه ای از داده های برگرفته از چندین سنسور و وابسته به اطلاعات سنسورها است، برای دستیابی به استنتاج های ویژه ای که نمی توان از تک تک سنسورها به طور مستقل برداشت نمود. انسان ها و حیوانات از گذشته های دور از این تکنیک برای حفظ جان و محافظت از خود استفاده نموده اند. برای مثال شناسایی کیفیت خوراگی ها فقط از راه یک حس قابل شناسایی نیست و نیازمند استفاده از چندین حس مختلف برای شناسایی دقیق محصول مورد استفاده است. استفاده از بینایی، لمس کردن، بو کشیدن و نیز چشیدن در این مورد بسیار موثر است. به طور مشابه برای به دست آوردن اطلاعاتی در مورد سلامتی و وضعیت کیفی یک محصول گیاهی، دریافت اطلاعات از طریق شنوایی بسیار خطا برانگیز بوده و در این مورد هیچگونه اطلاعاتی به ما نمی دهد. بدین گونه ترکیب اطلاعات سنسوری به صورت طبیعی توسط انسان ها و حیوانات برای به دست آوردن اطلاعات محیطی و شناسایی محیط اطراف و بدین وسیله شانس خود برای ادامه حیات را افزایش می دهند. در چند سال گذشته، توجه ویژه ای به ترکیب اطلاعات از انواع سنسورها برای کاربردهای نظامی و غیر نظامی شده است. این تکنیک بدین صورت است که در یک زمان از چندین سنسور اطلاعات دریافت می نماییم و بر روی این اطلاعات پردازش صورت می گیرد، نتیجه این پردازش زمینه هایی از اطلاعات را فراهم می آورد که در دریافت اطلاعات از یک سنسور به هیچ وجه نمی توانستیم به کل این اطلاعات دست یابیم. در حالی که مفهوم ترکیب اطلاعات چیز جدیدی نیست ولی استفاده از سنسورهای جدید، همچنین تکنیک های پردازش پیشرفته و بهبود پردازش عملکرد ابزارهای صنعتی نیاز استفاده از ترکیب اطلاعات ب ه صورت real-time را به سرعت افزایش داده است. ظهور سمبولیک پردازش کامپیوتری در دهه 1970 انگیزه ای شد برای ایجاد هوش مصنوعی، دستیابی به کامپیوترهای پیشرفته امروزی و نیز تولید سنسورهای دقیق، امکان استفاده همزمان از نرم افزار و سخت افزار را برای دریافت اطلاعات از سنسورها و نیز ترکیب و استنتاج این اطلاعات توسط نرم افزارهای کامپیوتری استفاده از ترکیب اطلاعات سنسوری را با سرعت افزایش داد. یکی از کاربردهای مهم این تکنیک در زمینه نظامی برای شناسایی هدف و رهگیری آن استفاده شد. همچنین دریافت اطلاعات از راه دور، کنترل خودکار موشک و غیره… کاربردهای نظامی این تئوری برای حل مشکلات مربوط به تشخیص اتوماتیک اهداف نظامی، تجزیه و تحلیل وضعیت میدان جنگ و کاربردهای دیگر به مرحله کاربردی رسیده است. کاربردهای دیگر این تئوری پردازش اطلاعات ژئوفیزیک برای اکتشاف نفت فرایند نظارت یا مشکلات مشاهدات از راه دور، همچنین بررسی پوشش های گیاهی در یک منطقه وسیع و یا شناسایی معادن درونی زمین و غیره می باشد. ثبت کردن سنسور بخشی از اولین سطح پردازش msdf است که حالت انجمنی دارد. در زمینه ترکیب اطلاعات سنسوری، تکنیک ها و معادلات ریاضی مختلفی برای قانونمند سازی و یکسان سازی برداشت از تکنیک های خاص ایجاد شده است و استفاده از این تکنیک برای دریافت اطلاعات به سرعت در زمینه های مختلف افزایش می یابد. همچنین کاربردهای غیرنظامی، کنترل پروسه های ساخت و تولید، رباتیک و زمینه های صنعتی و غیره…

:
در سال های اخیر با پیشرفت سیستم های کامپیوتری، سیستم های هوش مصنوعی نیز متولد شده و رشد کرده است. یکی از سیستم های هوش مصنوعی، شبکه های عصبی مصنوعی هستند. این شبکه ها به علت عواملی چون قطعیت در پاسخ، سادگی در اجرا، قابلیت انعطاف بالا و… جایگاه ویژه ای را به خود اختصاص داده اند. با توجه به ساختار و کارکرد شبکه های عصبی مصنوعی و اهمیت تعیین پارامترهای دینامیکی اجزاء سیستم های قدرت از جمله ژنراتورهای سنکرون، بهره گیری از شبکه های عصبی مصنوعی در این حوزه قابل طرح است. از طرف دیگری نتایج ارائه شده از بکارگیری این شبکه ها در حوزه های مشابه، کارکردهای نوید بخشی را نشان می دهد. با توجه به مراتب فوق این پروژه بر آنست تا با طراحی و اجرای طرح شناسایی پارامترهای دینامیکی ژنراتورهای سنکرون با بهره گرفتن از شبکه عصبی مصنوعی، قابلیت های این سیستم را در حوزه شناسایی بلادرنگ پارامترهای دینامیکی ژنراتورهای سنکرون نیز بیازماید.
فصل اول: کلیات
سیستم های قدرت متشکلند از مجموعه ای از مراکز تولید (نیروگاه ها) که توسط شبکه های انتقال و توزیع و تجهیزات حفاظتی و کنترل آن به مراکز مصرف متصل می گردند. وظیفه اصلی یک سیستم قدرت تولید و تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز مصرف کنندگان با حفظ شرایط سه گانه:
1- ارزانی قیمت انرژی

2- کیفیت بالا

3- امنیت تامین انرژی
می باشد. مراد از امنیت، پیوستگی و تداوم در تولید و تامین انرژی می باشد. عوامل موثر در امنیت عبارتند از:
1- سرمایه گذاری اولیه (تجهیزات سیستم)
2- روش ها و امکانات نگهداری و تعمیرات سیستم قدرت.
همانگونه که در کلیه وسایل و سیستم های غیر الکتریکی همواره دو ویژگی ارزانی و بالا بودن کیفیت امنیت با یکدیگر متعارض و متقابل می باشند در مقوله انرژی الکتریکی و سیستم های قدرت نیز به همان گونه خواهد بود. امنیت یک سیستم قدرت در حقیقت درجه و میدان توانایی آن سیستم در مواجهه با حوادث و اغتشاشات می باشد. امنیت کلی یک سیستم به دو زیرشاخه:
1- امنیت دینامیکی
2- امنیت استاتیکی
قابل تقسیم است. از توانایی سیستم قدرت برای حفظ و نگهداری خود در دوره وقوع اختلال (که خود از سه دامنه فوق گذرا – گذرا – دینامیک تشکیل شده است) با عنوان امنیت دینامیکی تعبیر می گردد. با توجه به اهمیت بسیار زیاد امنیت سیستم های قدرت، فرایند ارزیابی و بهبود آن همواره مورد توجه مهندسین طراح و بهره بردار بوده، به قسمی که عملیات ارزیابی و بهبود امنیت سیستم های قدرت یکی از وظایف بسیار مهم و اساسی مراکز کنترل و بهره برداری شبکه های قدرت می باشد. شکل کلی فرایند ارزیابی و بهبود سیستم های قدرت در شکل 1-1 بیان شده است. با توجه به اهمیت امنیت در سیستم های قدرت و همچنین تغییرات مستمری که در حین عملیات بهره برداری 24 ساعته در شبکه اتفاق می افتد ضرورت دارد که دائما از طرف بهره بردار، عملیات بهره برداری به شکل های مختلف بر روی سیستم های قدرت اعمال گردد، اما به توجه به ویژگی بالا بودن امنیت نباید این عملیات به گونه ای باشد که سبب بروز اغتشاش در رفتار سیستم و در نتیجه نقض غرض گردد. از طرفی سیستم قدرت هر کشور منحصر بفرد بوده به قسمی که نمونه دومی نمی توان برای آن ایجاد نمود. بنابراین با توجه به ویژگی منحصر بفرد بودن سیستم های قدرت و ضرورت اجتناب از عملیات بهره برداری بررسی نشده، برای ارزیابی اولیه از نتایج عملیات بهره برداری و یا طراحی ضرورتا می باید از یک نمونه مشابه سیستم قدرت استفاده نمود تا بتوان ابتدا نتایج مانورهای طراحی یا بهره برداری را بر آن آزمایش و در صورت اطمینان از بی خطر بودن، نتایج آن مانورها را بر شبکه واقعی اعمال نمود.