کاربردهای آلتراسونیک در صنعت و علوم پزشکی روز به روز گسترش می یابد و دستیابی به فناوری روز دنیا در این حیطه امری اجتناب ناپذیر است. در بسیاری از کاربردهای آلتراسونیک، مبدل های پیزوالکتریک نقش اساسی در این زمینه ایفا می کنند. این مبدل ها وظیفه تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی را داشته و ارتعاشات مکانیکی کنترل شده ای را تولید می نمایند. لذا این مبدل ها نیاز به منابع تغذیه تحریک کننده ای دارند تا بتوانند به درستی در فرکانس تشدید خود نوسان نمایند و بیشترین توان الکتریکی را انتقال دهند. همچنین در حین انجام کار با تغییر پارامترهای محیطی، فرکانس کاری مبدل می تواند تغییر نماید که وجود یک سیستم با قابلیت تنظیم خودکار بدون دخالت اپراتور می تواند تأثیر بسزایی در بهبود عملکرد منبع تغذیه داشته باشد. در این پژوهش یک منبع تغذیه آلتراسونیک توان بالا با قابلیت خود تنظیمی طراحی شده است و از جدیدترین روش های متداول استفاده می نماید. این طراحی ابتدا شبیه سازی شده و با توجه به خروجی های مطلوب شبیه سازی، به صورت سخت افزاری پیاده سازی گردیده است. نتایج عملی حاصل از این پژوهش بیانگر صحت عملکرد منبع تغدیه می باشد. در فصل اول این پایان نامه، پس از معرفی اجمالی مبدل های پیزوالکتریک، به کاربردهای آنها اشاره شد. سپس مشکل آنالوگ بودن سیستم های سنتی و عدم خودتنظیمی آنها بیان گردید که هدف این پروژه برطرف نمودن موارد مذکور و بومی سازی آن برای استفاده در صنعت کشور می باشد. در فصل دوم با ذکر تاریخچه ای مختصر از روند پیشرفت سلول های پیزوالکتریک، مروری بر کارهای انجام شده صورت خواهد گرفت. در فصل سوم طراحی مدار شامل واحد تولید سیگنال، تقویت کننده کلاس d و مدلسازی سلول پیزوالکتریک بیان شده اند. سپس این مدل برای شبیه سازی در نرم افزار matlab جهت بررسی رفتار سلول پیزوالکتریک به کار برده شده است. فصل چهارم مراحل پیاده سازی سخت افزاری از معرفی بخش های مختلف و بیان نحوه ارتباط آنها با یکدیگر تا طراحی برد را تشریح می کند. در ادامه این فصل به بررسی نرم افزارهای نوشته شده و تکنیک های برنامه نویسی پرداخته خواهد شد. در فصل پنجم آزمایش ها و نتایج عملی مورد بررسی قرار گرفته اند. در انتهای این فصل جمع بندی، نتیجه گیری و پیشنهادات برای کارهای آتی بیان شده اند.

در پایان نامه حاضر ابتدا به تشریح علل ایجاد خطا در موتورهای القایی سه فاز پرداخته شده ‏است. سپس عیب های متداول در موتورهای القایی سه فاز بررسی شده و روش های معمول تشخیص ‏خطا در موتورهای القایی بیان گردیده اند. همچنین نظریه تابع سیم پیچ شرح داده شده است و ‏روش های به دست آوردن اندوکتانس ها و مشتق آن ها توصیف شده اند. به ویژه نحوه به دست ‏آوردن اندوکتانس ها در شرایط خطا با استفاده از توزیع واقعی سیم پیچ ها بیان شده است. با استفاده ‏از روش مذکور، خطاهای میله شکسته، اتصال کوتاه دور به دور در سیم پیچ های استاتور و ناهم-‏محوری استاتیک و دینامیک بر روی یک موتور نمونه، مورد شبیه سازی قرار گرفته و برای تمام ‏خطاهای مذکور طیف فرکانسی جریان استاتور مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه اسیلاتور ‏duffing‏ به عنوان یک سیستم آشوبناک معرفی شده و کاربرد آن در تشخیص سیگنال های ضعیف ‏شرح داده شده است. از اسیلاتور ‏duffing‏ جهت تشخیص خطاهای میله شکسته و ناهم محوری ‏دینامیک برای اولین بار در این پایان نامه استفاده شده است. جهت بررسی صحت و اعتبار روش ‏پیشنهادی تشخیص خطا، آزمایش های لازم در آزمایشگاه انجام شده و نتایج آن با شبیه سازی ‏مقایسه شده است.‏

کنترلرهای ماشین های کنترل عددی کامپیوتری (cnc) به عنوان هسته اصلی کنترل و هدایت دستگاه های خودکار مورد استفاده قرار می گیرند. تکنولوژی سیستم cnc به عنوان معیار اصلی اندازه گیری سطح تکنولوژی دستگاه های یک کشور به شمار می رود. در سامانه های cad/cam امروزی، نیاز برای شکل های پیچیده در بسیاری از حوزه های کاربردی از قبیل صنایع هوافضا و خودروسازی، تکنیک های طراحی سطح و منحنی پارامتری را گسترش داده است چرا که روش های متداول درون یابی خطی مورد استفاده در این سامانه ها جوابگوی سرعت و دقت بالا نبوده و مانعی جهت کاهش زمان تولید به حساب می آیند. درون یابی پارامتری مزایای زیادی نسبت به درون یابی های خطی و دایره ای متداول در سیستم ماشین cnc را دارا می باشد. در این پایان نامه کاملترین نوع منحنی پارامتری با نام nurbs در کنترلر ماشین های cnc به عنوان مولد فرمان های حرکتی بررسی می شود. در روش های موجود در این زمینه، دست یابی به سرعت ثابت حرکت ابزار همراه با کنترل خطای کمان مجاز و شتاب گیری و کاهش سرعت محدود ارائه شده است. اما در ابن روش ها، به خوبی از تغییرات ناگهانی جرک جلوگیری بعمل نیامده است. چرا که این تغییرات باعث ایجاد شوک های مکانیکی به سیستم ماشین cnc شده و از کیفیت سطح قطعه کار ماشین کاری شده می کاهد. در این پایان نامه، روش درون یابی تطبیقی با در نظر گرفتن قابلیت های دینامیکی ماشین با جزئیات ارائه و پیاده سازی شده است. در روش ارانه شده، سرعت پیشروی ابزار در اغلب زمان ها ثابت نگه داشته شده است و به صورت تطبیقی در نقاط دارای انحنای زیاد برای رسیدن به دقت مورد نیاز سطح قطعه کار کاهش می یابد و مقادیر جرک و شتاب در طول تمام پروسسه ماشین کاری در حد قابلیت ماشین قرار گرفته است. نتایج عملیات درون یابی بر روی سه نوع منحنی پارامتری nurbs مزایا و همچنین عملی بودن این روش را نشان می دهد. این پایان نامه توسعه کنترلر ماشین cnc بر اساس پردازنده های dual core به عنوان cpu واحد کنترل حرکت و fpga به عنوان فرمان دهنده محور های خروجی را نشان می دهد.

مسئله توسعه بهینه ظرفیت تولید نیروگاهی، مسئله برنامه ریزی طولانی مدت برای ساخت نیروگاه ها می باشد. در اینجا سوال این است که چه نوع نیروگاهی، با چه ظرفیتی، در چه زمانی ساخته شود تا ضمن تأمین انرژی مورد نیاز در آینده و با توجه به محدودیت های مسئله، هزینه کل بهینه شود. در واقع این مسئله، یک مسئله بهینه سازی غیر خطی و محدود شده می باشد که یافتن بهترین طرح توسعه در آن تنها با مقایسه کلیه طرح های ممکن مقدور است که این امر بخاطر ابعاد بسیار بزرگ مسئله از لحاظ محاسباتی غیر ممکن است. در مدل های تجاری ارائه شده برای یافتن جواب بهینه با برنامه ریزی پویا، محدودیت هایی برای متغیرها در نظر گرفته می شود و به این ترتیب تعداد ترکیبات ممکن کم می شود و جوابی بهینه برای مسئله پیدا می شود. با این حال با افزایش سال های مطالعه و یا انواع نیروگاه ها، تعداد متغیرها بسیار زیاد و در نتیجه زمان محاسبات بسیار طولانی می شود. در این پایان نامه، برنامه ای تنظیم شده است که در آن با تلفیق الگوریتم های مورچگان و ژنتیک، طرح بهینه پیدا می شود. در پایان نتایج برنامه پیشنهادی در مورد یک سیستم آزمایشی نشان داده می شود و این نتایج با نتایج حاصل از الگوریتم ژنتیک مقایسه می گردد.

مدل مشروح r-l-c-m ترانسفورماتوهای قدرت نه تنها به طور گسترده ای برای مطالعه حالت-های گذرای ترانسفورماتورها برای تشخیص توزیع ولتاژ در سیم پیچ ها به کار می رود، بلکه در مطالعات حالت گذرای سیستم های قدرت نیز بسیار مفید می باشد. مدل هایی با تعداد عناصر کمتر معمولا برای مطالعات سیستم قدرت کاربردی تر هستند؛ اما منجر به کاهش دقت مدل می شوند. استفاده از روش-های نوین بهینه سازی برای کاهش مرتبه مدل مشروح یک ترانسفورماتور از جمله اهداف این پایان نامه می باشد. مزایای روش پیشنهاد شده عبارتند از: 1. دست یافتن به مدل هایی با مرتبه کمتر و با دقتی قابل مقایسه با مدل کامل 2. داشتن قابلیت انعطاف برای انتخاب تعداد عناصر مدل بسته به اندازه و دقت مورد نیاز در این پایان نامه توانایی سه الگوریتم ژنتیک، باکتری و اجتماع ذرات برای کاهش مرتبه مدل یک ترانسفورماتور واقعی kv 400 بررسی شده و با مقادیر محاسبه شده با روش های ریاضی مقایسه می شوند. نتایج حاصل از این برسی ها حاکی از برتری روش ارائه شده نسبت به روش های مبتنی بر روابط ریاضی می باشد.

پایش وضعیت موتورهای القائی، یک فناوری کاملاً ضروری و مهم برای تشخیص به هنگام عیوب مختلف در مرحله ابتدائی است. که می تواند از شیوع عیب های غیرمنتظره در همان مراحل ابتدائی جلوگیری کند. تقریباً 30 تا40% عیوب موتورهای القائی مربوط به عیب های استاتور هستند. در این پایان نامه بررسی جامعی از عیوب مختلف موتور القائی، دلایل بوجود آورنده و روش های مختلف مدلسازی این عیوب صورت گرفته است. در ادامه شاخص های مختلف تشخیص عیب اتصال حلقه به حلقه سیم پیچی استاتور معرفی گردیده و از جنبه های مختلف مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته اند. ایده اصلی این پایان نامه شبیه سازی موتور القائی معیوب با عیب اتصال حلقه به حلقه سیم پیچی استاتور با در نظرگرفتن اثر اشباع مغناطیسی است و شبیه سازی موتور القائی سه فاز معیوب با عیب اتصال حلقه به حلقه سیم پیچی استاتور، با و بدون در نظرگرفتن اثر اشباع مغناطیسی انجام گرفته است. سپس شاخص های مختلف این نوع عیب استخراج شده و در هر دو شرایط خطی و اشباع با نتایج عملی مقایسه شده اند. همچنین در این پایان نامه شاخص جدیدی با ویژگی های مطلوب تری جهت شناسایی عیب حلقه به حلقه سیم پیچی استاتور معرفی گردیده است و در نهایت مطلوب ترین شاخص از بین شاخص های موجود معرفی شده است.

در این پایان نامه به پیاده سازی سخت افزاری آرایه ای از اسیلاتورهای duffing برای تشخیص سیگنال های ضعیف در محیط های با نویز شدید پرداخته شده است. در این راستا ابتدا مقدمه ای بر تئوری آشوب و اسیلاتور duffing ارائه شده است. سپس به معرفی اصول تشخیص سیگنال های ضعیف بر اساس اسیلاتورهای آشوبناک پرداخته شده و مزایای استفاده از این اسیلاتورها برای این کاربرد معرفی گشته است. ارائه روشی جدید برای تشخیص حالت اسیلاتور duffing و معرفی برخی از مهمترین ابزارها برای بررسی حالت اسیلاتور و شبیه سازی آن ها قسمت دیگری از این پایان نامه را تشکیل داده است. توضیح پیاده سازی سخت افزاری اسیلاتور duffing و ابزارهای تشخیص حالت آن بر روی fpga مهمترین مبحث این پایان نامه را به خود اختصاص داده است. این پیاده سازی با دو روش جداگانه صورت پذیرفته است به طوریکه ابتدا با زبان vhdl انجام گرفته است و سپس از پردازنده nios ii برای پیاده سازی استفاده شده است. نتایج این پیاده سازی شامل داده خروجی و میزان سخت افزار مصرفی ارائه شده و در نهایت نحوه تشکیل آرایه با استفاده از اسیلاتور و روش جدید ارائه شده برای تشخیص حالت آن مورد بررسی قرار گرفته است.

در سال های اخیر، نصب و بهره برداری از منابع انرژی سازگاربامحیط زیست در سیستم تولید انرژی الکتریکی در حال افزایش است. اتصال منابع تولید پراکنده (dg) با مقیاس های کوچک و احتمالی باعث تبدیل سیستم های قدرت از سیستم های عمودی به سیستم های قدرت با ساختار افقی شده است که در آن شبکه های توزیع شامل تولید و مصرف احتمالی است. در این شرایط جدید عدم قطعیت ایجادشده توسط منابع تولید پراکنده، مدل سازی و توسعه ی روش های جدیدی جهت بررسی و مطالعات سیستم های قدرت را اجتناب ناپذیر کرده است و باعث شده است که تعداد زیادی از متغیرهای تصادفی و وابستگی های مختلف بین ورودی های سیستم قدرت دخیل شوند. در این پایان نامه به بررسی ماهیت احتمالی منابع تولید انرژی و بارهای مصرفی در ریزشبکه پرداخته شده است. سپس با استفاده از تابع چگالی احتمالی (pdf) منابع تولید پراکنده و بارها و همچنین خاصیت تبدیل حاصل جمع توان ها به حاصل کانولوشن pdf توان ها روش جدیدی جهت پخش بار احتمالی سیستم های توزیع ارائه شده است. جهت بررسی سرعت عمل و دقت روش پیشنهادی، شبیه سازی های مربوطه به پخش بار احتمالی بر روی یک شبکه توزیع ?? باسه استاندارد ieee اجرا گردید و برای تشکیل توپولوژی کلی ریزشبکه، سیستم توزیع موردمطالعه با در نظر گرفتن منابع تولید پراکنده تجدید پیکره بندی شده است. در گام بعد با استفاده از روش پیشنهادی و با در نظر گرفتن بارها و منابع احتمالی اقدام به جایابی بهینه dg ها و مشخص کردن نوع آن ها با توجه به کمترین مقدار تلفات اکتیو ریزشبکه گردیده شده است. جهت اطمینان از کارایی روش پیشنهادی از روش مونت کارلو به عنوان مقیاسی برای سنجش دقت و سرعت استفاده شده است که این روش بر پایه ی محاسبه ی تمام حالات خروجی به ازای تمام حالات ورودی می باشد. نتایج حاصل از مقایسه دو روش تائید کننده سرعت بالا و دقت قابل قبول روش پیشنهادی بود . و درنهایت مناسب ترین مکان برای نصب دیزل ژنراتور جهت کارکرد جزیره ی ریزشبکه با استفاده از روش پیشنهادی مشخص گردید.

اخیراً افزایش هزینه های تولید، انتقال و توزیع تجهیزات انرژی الکتریکی سبب توجه زیادی به مسئله صرفه جوئی انرژی الکتریکی شده است که لازمه این مسئله داشتن دید صحیح نسبت به ساخت و بازده بهینه تجهیزات و دستگاههای به کار رفته در شبکه های برق می باشد. دراین راستا کاهش انرژی الکتریکی مصرفی امری ضروری واجتناب ناپذیر به نظر می رسد. قبلاً با توجه به قیمتهای پائین انرژی الکتریکی، تلاش زیادی برای بهبود بازده دستگاههای مصرف کننده انرژی صورت نمی گرفته است. بحران انرژی وافزایش قیمت مصرف انرژی اکثر مصرف کنندگان را ناگزیر به توجه و استفاده از دستگاههای با بازده بالا نموده است. انواع موتورهای القایی تکفاز کاربرد وسیعی در لوازم خانگی دارند و با توجه به تعداد زیاد این موتورها هر گونه کاهشی در میزان کل انرژی مصرفی این موتورها می تواند نقش بسزایی در کاهش میزان کل انرژی مصرفی داشته باشد. در راستای چنین هدفی، در این پروژه روشی برای طراحی بهینه موتور القایی تکفاز برای رسیدن به ماکزیمم راندمان با استفاده از الگوریتم ژنتیک ارائه می گردد. روش ارائه شده برای طراحی موتور القایی با خازن دائم با توانهای مختلف اجرا شده و نتایج آن با نتایج حاصل از روشهای معمول طراحی موتورهای القایی مقایسه گردید. مقایسه های انجام شده بیانگر ارجحیت روش ارائه شده نسبت به روشهای معمول می باشد.

چکیده ندارد.