نام پژوهشگر: سید مسعود برکاتی
حجت اله فیروزی سعید فراهت
با کاهش منابع سوخت فسیلی و آلایندگی گازهای گل خانه ای، تکنولوژی ساخت خودرو به سمت خودروهایی متمایل است که سوخت فسیلی مصرف نمی کنند یا این که سوخت فسیلی را با بازده بالا مصرف می کنند. خودروهای هیبریدی روی مصرف سوخت با بازده بالا تمرکز دارند. و از حداقل دو مولد توان برای تولید توان حرکتی استفاده می کنند. مولدهای توان به طور معمول شامل موتور احتراقی و موتور الکتریکی می باشد. این خودروها به سه دسته سری، موازی و سری- موازی تقسیم بندی می شوند. با پیچیده تر شدن سیستم انتقال قدرت خودروی هیبریدی، یک بعد دیگر طراحی خودرو به آن اضافه می شود که عبارتست از طراحی اندازه اجزای سیستم انتقال قدرت. به این معنی که ظرفیت تولید توان هرکدام از اجزا چقدر در نظرگرفته شود. اندازه اجزای سیستم انتقال قدرت تاثیر مستقیم بر روی هزینه، مصرف سوخت، آلایندگی، بازده و وزن خودرو دارد. در این پژوهش یک خودرو هیبریدی سری در نظر گرفته شده است. این خودرو یک خودروی سواری چهار سرنشین است. موتور احتراقی، موتور الکتریکی و باتری به عنوان اجزای اصلی سیستم انتقال قدرت در نظر گرفته شده اند. با در اختیار داشتن اندازه این سه جزء اصلی، یافتن اندازه سایر اجزا مانند جعبه دنده، دیفرانسیل، شاسی و دیگر اجزا، کار ساده ای خواهد بود. به همین منظور یک خودروی هیبریدی سری در نرم افزار advisor شبیه سازی شده است. یافتن اندازه اجزای خودرو، در قالب یک مسئله بهینه سازی مطرح شده است. از الگوریتم ژنتیک برای بهینه سازی استفاده شده است و هدف به صورت کاهش هزینه اولیه تولید خودرو، مصرف سوخت و وزن خودرو، تعریف شده است. قید های عملکرد دینامیکی و قید مصرف شارژ باتری نیز در مسئله گنجانده شده است. عملکرد دینامیکی شامل مواردی است که از سرعت و شتاب خودرو انتظار می رود. قیدهای دینامیکی در قالب قیدهای pngv و قید اختلاف سرعت آورده شده است. با استفاده از این روش، خودرو به گونه ای بهینه سازی شده است که نسبت به حالت اولیه تابع هدف 50% بهبود یافته است.
ابوالفضل سرگزی سید مسعود برکاتی
ما در این تحقیق بر روی شارژرهای این خودروها بحث نموده و شارژی بهینه را بررسی کردیم
محمد زبیده نوید سیفی پور
امروزه کاهش مصرف سوخت و تولید آلاینده های خودروها به اهداف اساسی کارخانه های خودرو سازی مبدل شده است. به همین دلیل صنایع خودرو سازی گام های علمی موثری در این زمینه برداشته اند که حاصل از این تلاش، خودروهای الکتریکی و هیبریدی الکتریکی می باشد که تاثیر بسزایی در کاهش مصرف سوخت و کاهش میزان تولید آلاینده ها دارند. سایزینگ (اندازه بهینه اجزاء) خودروی هیبریدی یکی از مسائل مهم در طراحی خودرو می باشد. آنچه در این تحقیق مورد بررسی واقع می شود مدل سازی و شبیه سازی خودروی هیبریدی (سری و موازی) به کمک نرم افزار advisor می باشد. اندازه بهینه اجزای این خودرو، شامل بسته باتری، موتور احتراق داخلی و موتور الکتریکی توسط الگوریتم ژنتیک محاسبه شده است. اهداف اصلی در این بهینه سازی، بهینه سازی وزن خودرو، حداکثر نمودن صرفه جویی سوخت و به حداقل رساندن آلایندگی در یک سیکل حرکتی می باشد. این خودرو شبیه سازی شده در یک شهر مجازی (سیکل ترکیبی مسافرتی ftp_whfet) آزمایش شده است و عملکرد آن از نقطه نظرهای، مصرف سوخت، شارژ باتری و آلایندگی خودرو سنجیده شده است. نتایج شبیه سازی عملکرد مطلوب سایزینگ و تاثیر بهینه سازی پارامترهای سایزینگ را نشان می دهد، بطوریکه کاهش 20% مصرف سوخت، 50%درصدی آلایندگی و 17 درصدی وزن برای خودروی موازی و کاهش 25% مصرف سوخت و 17% آلایندگی و 16 درصدی وزن برای خودروی سری، نسبت به حالت پیش فرض مشاهده شده است.
سید علی نقی احمدی طاهره فنایی شیخ الاسلامی
یکی از مهمترین اجزای سیستمهای تحویل دارو ، میکروپمپها هستند. از آنجا که این افزاره برای دارورسانی هدفمند به عضو آسیب دیده در بدن کاشت میشود، باید منبع انرژی مورد نیاز خود را به همراه داشته باشد. یکی از روشهای تأمین انرژی افزاره قابل کاشت، استفاده از سیستمهایی با زیرلایه پیزوالکتریک میباشد که امکان تحریک این سیستمها را بصورت بیسیم فراهم میکند. در این پایاننامه، یک افزاره میکروالکترومکانیکی تحریک شونده با همبستهکننده موج صوتی سطحی مطالعه و طراحی می شود. به این منظور تأثیر دو نوع زیرلایه لیتیومنیوبیت و کوارتز در اندازه ولتاژ تحریک، نسبت سیگنال به نویز، تلفات جایگذاری، پهنایباند و قسمتهای حقیقی و موهومی ادمیتانس افزاره مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج محاسبات تحلیلی و شبیهسازی عددی افزاره نشان داد که با استفاده از کوارتز میتوان ولتاژ تحریک بیشتری داشت. این پارامتر برای ماده لیتیومنیوبیت 8/5 ولت و برای ماده کوارتز 5/7 ولت بدست آمد. همچنین پهنایباند محاسبه شده برای لیتیومنیوبیت 160 مگاهرتز و برای کوارتز 156 مگاهرتز میباشد که پهنای باند با استفاده از کوارتز باریکتر است و افزاره را برای انجام تحریک بصورت ایمن مناسبتر مینماید. با توجه به نتایج بدست آمده نسبت سیگنال به نویز مستقل از نوع ماده پیزوالکتریک میباشد که برای هر دو ماده استفاده شده 52/26 دسیبل محاسبه گردید. با توجه به اهمیت تلفات جایگذاری در انتقال توان حداکثر، کوارتز بعنوان ماده مناسبتر در کاهش تلفات جایگذاری پیشنهاد گردید. تلفات محاسبه شده با استفاده از لیتیومنیوبیت 1/2 دسیبل میباشد در حالیکه این مقدار برای کوارتز 9/1 دسیبل بدست آمد. نتایج محاسبات تحلیلی و شبیه سازی عددی عملکرد مناسب افزاره طراحی شده را در تحریک دیافراگم رسانای میکروپمپ نشان می دهد. نمونه طراحی شده در کار حاضر نسبت به نمونههای گزارش شده قبلی جابجایی دیافراگم بیشتری داشته، در عین حال که تغذیه مناسب نیز برای عملکرد افزاره تنها از سیگنال ورودی کنترل کننده تأمین میشود.
سید مصطفی علوی سید مسعود برکاتی
باد یک منبع انرژی پاک است که می تواند برای هدف بلند مدت در نظر گرفته شود. در سال های اخیر، سهم توان بادی در تأمین توان شبکه افزایش یافته است و توان بادی بخش بزرگی از منابع تولید توان الکتریکی را تشکیل داده است. به همین دلیل قطع ناگهانی مزارع بادی در شرایط خطا از جمله افت، ولتاژ می تواند باعث ناپایداری سیستم قدرت شود. از این رو، بهره بردارهای سیستم انتقال استانداردهایی در قالب ملزومات کد شبکه تعیین کرده اند که با توجه به آن، مزارع بادی باید در شرایط اغتشاشات نظیر اتصال کوتاه و افت ولتاژ به شبکه متصل بمانند که این قضیه قابلیت گذر از خطای توربین بادی نامیده شده است. باید توجه داشت که حفاظتی که برای برآورده ساختن قوانین کدهای شبکه استفاده می شود فقط برای خطاهای شبکه است که خارج از سیستم توربین بادی اتفاق می افتد و خطاهای درون سیستم توربین بادی موضوع مورد بحث این پایان نامه نیست. در سال های اخیر سهم توربین های بادی سرعت متغیر نسبت به توربین های بادی سرعت ثابت به دلیل مزایای راندمان بالا و قابلیت کنترل توان اکتیو در بازه وسیع و کنترل توان راکتیو و کمک به پایداری سیستم قدرت در شرایط خطا، به شدت افزایش یافته است. از طرفی بسیاری از توربین های بادی سرعت متغیر با توجه به نیازها و قوانین مربوط به زمان نصب خود طراحی و ساخته شده اند، بنابراین برای سازگاری با کدهای شبکه جدید طرح های حفاظتی جدید باید اتخاذ شوند. یکی از رایج ترین ساختارهای توربین های بادی سرعت متغیر، توربین بادی مجهز به ژنراتور القایی دو سو تغذیه است که از مزایای آن می-توان هزینه پایین ژنراتور و عملکرد راندمان بالا را نام برد. این پایان نامه طرح های حفاظتی برای توربین بادی مجهز به ژنراتور القایی دو سو تغذیه را ارزیابی می کند. کدهای شبکه که بیانگر حداقل ملزومات ایمنی برای کارکرد مزارع بادی است بررسی شده اند. طرح های حفاظتی مرسوم مانند مدار مقاومتی اهرمی کروبار، چاپر dc و مقاومت دینامیکی سری مورد ارزیابی قرار گرفته اند. سیستم کنترل ژنراتور القایی، مبنی بر روش کنترل برداری به تفصیل بیان شده است. در پایان، یک روش کنترل نوین برای توربین بادی مجهز به ژنراتور القایی دو سو تغذیه با استفاده از بازیاب دینامیکی ولتاژ پیشنهاد شده است. شبیه سازی ها با استفاده از نرم افزار سیمولینک/متلب پیاده سازی شده است.
آرمان رضایی سید مسعود برکاتی
چکیده روش های مختلفی برای کاهش تلفات در سیستم های توزیع وجود دارد که یکی از راه های آن بکار بردن تجدید آرایش این سیستم ها در هنگام بهره برداری است. این تغییر در آرایش سیستم از روش های موثر در بهبود شبکه توزیع است که هدف آن بدست آوردن آرایشی با حداقل تلفات بدون سرمایه گذاری است. در این روش به ازای بارهای مختلف باید آرایش بهینه یک شبکه توزیع را تعیین نمود، بطوری که تلفات حداقل شود. از آنجایی که تعداد آرایش های ممکن برای یک شبکه توزیع بسیار زیاد است، لذا در بحث بهینه سازی باید به دنبال روشی بود که اولاً آرایش بهینه فراگیر را در اختیار ما بگذارد و ثانیاً از سرعت محاسباتی با?ئی برخوردار باشد تا بتوان در کم ترین زمان ممکن به آرایش بهینه سیستم دست یافت. این پایان نامه به ارائه دو روش تجدید آرایش، روش الگوریتم دایسترا و بهینه سازی اجتماع ذرات (انتخاب کوتاه ترین مسیر) در سیستم توزیع پرداخته است. ابتدا الگوریتم دایسترا (در نظریه گراف) برای یافتن آرایش بهینه سیستم بررسی شده و توسط این الگوریتم، آرایش بهینه بطور مرحله به مرحله بدست می آید که حجم محاسبات این روش بسیار کم بوده و از سرعت محاسباتی با?ئی برخوردار است، بطوری که برای استفاده در زمان واقعی مناسب می باشد. در گام بعدی روش بهینه سازی اجتماع ذرات برای بهینه سازی سیستم توزیع معرفی و پیاده سازی شده است. این دو روش بهینه سازی در محیط نرم افزار matlab پیاده سازی و برای ارزیابی از یک سیستم توزیع نمونهieee 33 باسه و شبکه انتقال استان سیستان و بلوچستان استفاده شده و خروجی ها نشان می دهد که الگوریتم دایسترا بدلیل اینکه در هر مرحله یک خط به شبکه اضافه کرده و تلفات آن خط به تلفات مرحله قبل اضافه می شود، از اینرو نیاز به محاسبه پخش بار روی تمامی فیدرهای شبکه نیست، بنابراین حجم محاسبات بسیار کم بوده و از سرعت محاسباتی با?ئی برخوردار است بطوری که برای استفاده در زمان واقعی مناسب میباشد و روش بهینه سازی اجتماع ذرات آرایش جواب بهینه فراگیر را بدلیل هوشمندی و تفکر دسته جمعی در تصمیم گیری ها در اختیار میگذارد.
مهری احمدی جاوید احمد اکبری
در این مطالعه با استفاده از سیستم تقاضای تقریبا ایده آل درجه دوم به تحلیل و بررسی حساسیت قیمتی و درآمدی و با استفاده از سیستم تقاضای شبکه عصبی به بررسی حساسیت درآمدی تقاضای گروه های موادغذایی خانوارهای شهری استان سیستان و بلوچستان با استفاده از اطلاعات هزینه و بودجه خانوار 1390 پرداخته شده است. موادغذایی به علت تعدد به نه گروه اصلی «نان و غلات»، «گوشت»، «شیر و فرآورده های آن»، «انواع روغن ها و چربی ها و کره»، «میوه ها و خشکبار»، «سبزی ها و حبوبات»، «قند و شکر و شیرینی ها»، «ادویه ها، چاشنی ها و سایر ترکیبات خوراکی»، «انواع چای، قهوه، کاکائو و نوشابه ها» رده بندی شدند. نتایج به دست آمده از تخمین quaids حاکی از آن است که تمامی گروه های خوراکی دارای کشش خودقیمتی منفی است. همچنین برمبنای کشش قیمتی مارشالی بیشترین حساسیت قیمتی در گروه «انواع چای و نوشیدنی ها» بوده و کمترین کشش خودقیمتی در گروه «روغن ها و چربی ها» وجود داشته است. کشش های هیکس نشان می دهد که مقدار کشش های جبرانی از 0.021- گروه «روغن ها و چربی ها» تا 1.085- گروه «انواع چای و نوشیدنی ها»، متغیر است. کشش های درآمدی برای گروه کالاهای «گوشت»، «روغن ها و چربی ها» و «میوه ها و خشکبار» بالاتر از یک بوده و لوکس هستند. نتایج حاصل از تخمین nnds که با استفاده از روش پرسپترون چندلایه تخمین زده شد، نشان می دهد که میزان خطای همه گروه ها با این روش دارای خطایی مساوی و یا حتی کوچکتر از روش quaids بوده است. نتایج حاصل از رسم منحنی انگل با استفاده از الگوریتم lowess نشان داد که منحنی انگل اکثر گروه ها برای سیستم تقاضای شبکه عصبی به علت غیر خطی بودن به منحنی واقعی نزدیک تر بوده و در بعضی گروه ها نیز حداقل با اندکی تفاوت توانسته است نتایج بهتری داشته باشد. کشش های درآمدی nnds نیز حاکی از آن است که کشش های مخارج به دست آمده در این روش، نتایج تقریبا یکسانی با روش quaids داشته است.
محمد صدیقی طاهره فنایی شیخ الاسلامی
لرزشها ی موجود در محیط منبعی مهم برای تولید انرژی الکتریکی هستند که اغلب این لرزشها در فرکانسهای بسیار پایین (100-1 هرتز) اتفاق میافتد. طراحی و ساخت مولّدهایی که توانایی برداشت انرژی از این محدوده فرکانسی را داشته باشند اهمیت بسیاری برای تغذیه سیستمهای بدونسیم دارد. در پایاننامه حاضر تولید انرژی الکتریکی بهروش القای الکترومغناطیسی مطالعه و شبیهسازی میشود. بدین منظور سه نوع مولّد الکترومغناطیسی بررسی میشود. ابتدا مولّد استوانهای شکل که توانایی تولید برق از حرکات بدن از جمله راهرفتن، دویدن و دوچرخه سواری را داشته و میتواند در پوششهای مانند کفش قرار گیرد. محاسبه انجام شده نشان داد که این افزاره از لرزشهای با فرکانس 4 هرتز و دامنه جابجایی 10 میلیمتر 4/7 میلیولت ولتاژ تولید میکند. در مولّد نوع دوم مشخصات مکانیکی و مغناطیسی افزاره به صورت تحلیلی مطالعه میشود. این مشخصات شامل فرکانس ورودی، دامنه ارتعاش ورودی، جرم آهنربا، مقاومت بار، مقاومت سیمپیچ، تعداد دور سیمپیچ و شدت میدان مغناطیسی تولید شده توسط آهنربا هستند. نتایج نشان میدهد که برای افزایش ولتاژ خروجی تولید شده از افزارهای با ابعاد کوچک، باید فرکانس ورودی را به نحوی افزایش داد، همچنین تا جای ممکن از سیمپیچهایی با مقاومت کمتر و تعداد دور بیشتر استفاده کرد. با توجه به کم بودن فرکانسهای محیط، افزاره بعدی طوری طراحی شد تا بتوان تقویت فرکانس را نیز انجام دهد. این افزاره با ابعاد میلیمترمکعب طراحی شد تا بتواند فرکانس 2 هرتز محیط را به عنوان ورودی دریافت کرده و پس از چند برابر کردن فرکانس تا 1094 هرتز، ولتاژ 46 میلیولت را تولید کند. شبیهسازی افزاره آخر در سه مرحله به صورت عددی و تحلیلی انجام شد.
کامبیز زمانی سیامک پرکار
کیفیت توان شبکه توزیع یکی از مسائل مهم صنایع مدرن در طی دو دهه گذشته می باشد. مسائل مربوط به کیفیت توان شامل فرورفتگی ولتاژ، برآمدگی ولتاژ، ضربه، فلیکر، نامتعادلی ولتاژ، قطعی ها، مسائل هارمونیکی و غیره می باشند که ممکن است باعث وقفه فرآیند، عملکرد نادرست و یا سوختن برخی تجهیزات شده و موجب خسارات مالی فراوانی شوند. برای بهبود کیفیت توان شبکه های توزیع، روش های زیادی استفاده می-شود که کارآمدترین و موثرترین آنها استفاده از ادوات custom power می باشد. این ادوات بر اساس اصول کار مبدل منبع ولتاژ طراحی شده اند و هر یک از تجهیزات آن برای جبران بعضی از پدیده های تاثیرگذار در کیفیت توان مناسب است. در این پایان نامه، بازیاب دینامیکی ولتاژ به عنوان یک نمونه از این تجهیزات جهت بررسی اصلاح فرورفتگی ولتاژ در شبکه های توزیع مدلسازی و شبیه سازی شده است. عملکرد این تجهیز در اصلاح شاخص های کیفیت توان بستگی قابل توجهی به عملکرد سیستم کنترل آن دارد. وظیفه سیستم کنترل بازیاب دینامیکی ولتاژ بازیابی و حفظ ولتاژ در هنگام وقوع فرورفتگی ولتاژ سیستم در نقطه ای است که بارهای حساس به سیستم متصل می باشند. در این پایان نامه یک کنترل کننده فازی به منظور کنترل و مدولاسیون پهنای پالس برای تولید سیگنالهای کلید زنی مبدل منبع ولتاژ بازیاب دینامیکی ولتاژ پیشنهاد شده است. روش کنترلی مذکور روی یک سیستم نمونه با بهره گیری از نرم افزار matlab/simulink پیاده سازی شده است. نتایج حاصله نشان می دهد که بازیاب دینامیکی ولتاژ مبتنی بر کنترلر فازی عملکرد بهتر و اعوجاج هارمونیکی کل کمتری نسبت به بازیاب دینامیکی ولتاژ مبتنی بر سایر کنترلرها مانند pi دارد.
نیما قاسمی سید مسعود برکاتی
عملگرهای پیزوالکتریک بدلیل دقت بالا، پاسخ سریع و هزینه کم پیزوسرامیک ها استفاده ی گسترده ای در ابزارهای دقیق مانند میکروسکپ های نیروی اتمی، دستگاه های نوری (optic)، صنعت پزشکی در انبرهای جراحی، صنعت هوانوردی و موقعیت یابی میکرو و نانو دارند. این عملگرها براساس اثر معکوس پیزوالکتریک کار می کنند. با اعمال یک جریان و یا ولتاژ الکتریکی به ماده پیزوالکتریک ، تنش و در نتیجه تغییر شکل در ماده ایجاد می شود که منجر به جابجایی عملگر و تولید نیروی خارجی توسط آن می گردد. یکی از مشکلات اساسی کنترل عملگرهای پیزوالکتریک وجود عوامل غیرخطی ساز مختلف مانند اثرات پسماند، خزش و ارتعاشات دینامیکی است. اینگونه اثرات به صورت جدی می تواند باعث غیرخطی کردن سیستم و ایجاد خطا در جابجایی عملگر پیزوالکتریک شود، که در نتیجه دقت عملگر و کارایی سیستم کاهش می یابد و سبب مشکل ترشدن کنترل عملگرهای پیزوالکتریک و یا حتی منجر به ناپایداری سیستم می شود. در این پژوهش ساختار مکانیکی عملگر پیزوالکتریک با در نظرگرفتن اثر غیرخطی پسماند آن شبیه سازی شده و رفتار عملگر پیزوالکتریک توسط شبکه عصبی جهت کنترل سیستم مدل خواهد شد. نتایج حاصل از شبیه سازی بیان کننده ی اعتبار مدل شبکه عصبی برای عملگر پیزوالکتریک می باشد. همچنین برای بهبود کارایی عملگرهای پیزوالکتریک و کنترل رفتار آن، سه نوع الگوریتم کنترلی، شامل کنترل کننده pid تطبیقی مبتنی بر شبکه عصبی mlp، کنترل کننده pid تطبیقی مبتنی بر شبکه عصبی rbf،کنترل کننده anfis مبتنی بر شبکه عصبی rbf، طراحی شده و در نهایت نتایج حاصل از آن ها با هم مقایسه گردیده است. مقایسه نتایج بیانگر آن است که میانگین تغییرات خطا در کنترل کننده anfis و pid-rbf نزدیک به هم است و کنترل کننده anfis در کاهش اثر پسماند تواناتر است، در نتیجه عملکرد کنترل کننده anfis نسبت به دو کنترل کننده ی دیگر بهتر است.