نام پژوهشگر: مهدی جعفری پناه

طراحی و ساخت یکسوکننده کنترل شده با ورودی سینوسی و ضریب توان واحد
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تفرش - دانشکده برق 1389
  میر محمد حسینی   مهدی جعفری پناه

با گسترش نقش مبدل ها در صنعت و با توجه به تاثیر منفی آنها روی کیفیت توان ، بیشتر طراحان سعی در ارائه راه حلی جهت کاهش اعوجاج هارمونیکی کل (thd) ناشی از این مبدل ها دارند .یکی از این مبدل ها که نقش مهمی در اعوجاج هارمونیکی شبکه دارد یکسوکننده ها هستند. در بیشتر کاربردهایی که نیاز به ولتاژ dc است معمولاً از یکسوکننده پل استفاده می شود . یکسوکننده های پل دیودی ساده، ارزان، بدون نیاز به کنترل و مقاوم هستند ولی دو اشکال اساسی دارند:1-هارمونیک های زیادی به شبکه وارد می کنند 2-ضریب توان واحد ندارند. با افزایش تعداد آنها مساله کیفیت توان بشکل جدی مطرح شده و بنابراین راههای متعددی برای بهبود کیفیت توان در عملکرد آنها ابداع گردیده است. ما به دنبال طراحی و ساخت یک مدل جدید یکسو کننده با حذف مشکلات فوق بودیم که قیمت و پیچیدگی های بیش از حد هم نداشته باشد.ایده اصلی مداری که در این پایان نامه شبیه سازی و ساخته شده استفاده از خاصیت فیلترهای اکتیو در جبرانسازی هارمونیک های جریان همزمان با تثبیت ولتاژ خازن dc آنها می باشد.طبیعتاً در اینجا وظیفه فیلتر اکتیو خلاصه شده و فقط تثبیت ولتاژ خازن dc بعنوان وظیفه فیلتر تعیین می شود. شبیه سازی ها در ولتاژ ورودی 220 ولت انجام شده و برای اینکه بتوان مقایسه خوبی بین یکسوکننده های مختلف انجام داد، تا جای ممکن از فیلترهای یکسانی در ساختار آنها استفاده شده است. پس از شبیه سازی مدارهای مختلف و مدار پیشنهادی مقایسه ای بین این مدارها صورت گرفته است. در ادامه اقدام به ساخت مدار پیشنهادی شده که مراحل ساخت و نتایج مربوط به خروجی مدار در پایان نامه ذکر شده است. مدار پیشنهادی در مقایسه با روش بوست که بیشترین کاربرد را در بین یکسوکننده های تکفاز دارد، دارای نتایج بهتری بخصوص در ولتاژهای پایین است.

طراحی و شبیه سازی مسیریابی قابل اطمینان با مصرف انرژی بهینه در شبکه های حسگری بیسیم
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تفرش - دانشکده برق 1390
  حمیدرضا فرامرزی پارسا   آرش احمدی

با افزایش روزافزون تقاضا برای شبکه های حسگری بیسیم (wireless sensor networks) ، بدلیل نداشتن هزینه و محدودیت های سیم کشی موجود در شبکه های کابلی، ارزان بودن حسگرها و نیز قابل استفاده برای کابردهای خاص با کمترین مداخله انسان در حین کار شبکه باعث شده تاwsn مورد توجه خاصی قرار بگیرد. با وجود محاسبات پیچیده در این زمینه، دیگر نمی توان این محاسبات پیچیده را با استفاده از چند حسگر انجام داد؛ بنابراین به یک شبکه بزرگ با تعدادی زیادی حسگر نیاز است، پس از اینکه حسگرها در محدوده مورد نظر قرار گرفتند با وجود منبع انرژی محدود براساس باطریها و غیر قابل تعویض بودن آنها باید برای مدت زمان طولانی بتوانند فعال باشند و به کار خود ادامه دهند. هر کدام از این حسگرها علاوه بر جمع آوری اطلاعات از محیط همچنین وظیفه پردازش داده ها، ارسال و دریافت آنها در شبکه را نیز به عهده دارند. یکی از نگرانی های اولیه در این گونه شبکه های حسگری، طرحی منسجم و قابل گسترش برای مصرف انرژی بهینه شبکه و حفظ یکپارچگی آن بدون از دست دادن یک حسگر و یا گروهی از آنها، و در کنار آن مسائل امنیتی مانند پروتکل مسیریابی قابل اطمینان در محیطهای متغیر و یا گاهی نظامی میباشد. مصرف پایین انرژی از ویژگی های بسیار مهم یک شبکه حسگری بیسیم خوب می باشد، آثار و مقالات چاپ شده در سالهای اخیر در تلاش برای دستیابی به روندی بوده اند که شبکه بتواند در برابر مشکلات غیر قابل پیش بینی و ناگهانی مقاوم باشد و به طور اتوماتیک در صورت بروز خرابی خودش را بازسازی کند تا طول عمر بالایی داشته باشد. در این پایان نامه پس از بررسی پروتکل های مسیریابی موجود، یک روش مسیریابی جدید با عنوان rrbi پیشنهاد داده شده است. در این روش سعی شده است که با برطرف کردن عامل ایجاد خطا، شبکه به پایداری برسد. در روش rrbi هنگامی که بسته ی داده از بین می رود یا دچار مشکل میشود، بسته دوباره ارسال نمیشود، بلکه گرههای همسایه با ثبت آدرس جایی که بسته دچار مشکل شده (گره مخرب)، در زمان بازرسی گره sink، به sink اطلاع می دهند و sink نیز به همه گره ها دستور می دهد که تعامل خود را با گره مخرب کاهش دهند و در صورت تکرار گزارشات sink دستور حذف آدرس گره مخرب را ارسال می کند و گره ها آدرس گره مخرب را از حافظه خود پاک می کنند. با این عمل شبکه به پایداری می رسد. برای ارزیابی این روش از نرم افزار ns2 استفاده شده و نتایج شبیه سازی ارائه شده بیانگر برتری روش rrbi از لحاظ قابلیت اطمینان و بهینه سازی مصرف انرژی نسبت به سایر روشها میباشد.

pi و pid طراحی کنترل کننده های دیجیتالی در حوزه فرکانس برای سیستم های صنعتی مرتبه اول تاخیرداربعلاوه پیاده سازی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تفرش - دانشکده برق و الکترونیک 1391
  فرزانه ادیب زاده   مهدی جعفری پناه

در این پایان نامه، روشی ساده و در عین حال کارآمد برای طراحی کنترل کننده های pi دیجیتالی در حوزه فرکانس با استفاده از یک روش گرافیکی برای فرآیندهای صنعتی با تاخیر زمانی ارائه شده است. در روش گرافیکی، ابتدا تابع تبدیل حلقه باز را درحوزه دیجیتال بدست آورده و سپس با استفاده از تبدیل دو خطی معادل آن را در حوزه فرکانس بدست می آوریم . سپس ناحیه پایداری در فضای پارامترهای کنترل کننده یافت شده است. بدیهی است شرط قابل قبول بودن طراحی این است که سیستم حلقه بسته پایدار باشد. سپس مجموعه مکان هایی در صفحه پارامترهای کنترل کننده یافت و رسم شده است که با انتخاب نقاط روی این مکان ها، به مشخصات مطلوب در حوزه فرکانس، نظیر حد فاز و بهره، فرکانس قطع فاز و بهره و حد بردار اسمیت دست بیابیم. در این رساله اثبات می شود که فرکانس قطع فاز و قطع بهره نمی توانند هر عددی باشند و در یک بازه محدود قابل دستیابی هستند. روش پیشنهادی در این رساله در مقایسه روش های زیگلر-نیکولز و gpm، اولا ساده تر، دقیق-تر و انعطاف پذیرتر بوده و بسادگی آن را می توان برای کاربردهای صنعتی استفاده نمود.

طراحی و شبیه سازی تقویت کننده کم نویز چند استانداردی با قابلیت پیکربندی مجدد
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تفرش - دانشکده برق 1391
  علی نبی زاده   علی محمد فتوحی

کلمات کلیدی: گیرنده رادیویی، تقویت کننده کم نویز، cmos، پارامترهای پراکندگی، چنداستانداردی. در این پایان نامه یک مدار lna با قابلیت پیکربندی مجدد برای استانداردهای بی سیم طراحی شده است. برای طراحی این مدار یک طیف فرکانسی 4 الی 6 گیگاهرتز در نظر گرفته شده است و یک تقویت کننده با قابلیت پیکربندی مجدد برای این طیف فرکانسی طراحی شده است. این طیف فرکانسی، استانداردهایی مانند wlan، lan ، bluetooth و wi-fi را پوشش می دهد. فراهم کردن بهره ولتاژ بالا همزمان با القای نویز کم به سیگنال توسط مدار و همچنین تطبیق امپدانس مناسب در محدوده فرکانسی مورد نظر، مهمترین چالش این پایان نامه است. برای ایجاد بهره مطلوب در باند فرکانسی مورد نظر از دو طبقه lna متوالی استفاده شده است. ضمناً برای حصول تطبیق امپدانس مطلوب در باند فرکانسی مورد نظر از یک شبکه تطبیق امپدانس استفاده شده است. lna طراحی شده در این پایان نامه، در تکنولوژیrf cmos 0.24 با استفاده از نرم افزارadvanced design system 2011.01 شبیه سازی شده است. یک تقویت کننده کم نویز مطلوب باید از نظر پارامترهای پراکندگی دارای بزرگتر از 10db برای بهره زیاد، و کوچکتر از-10db برای تطبیق مطلوب امپدانس ورودی و خروجی، کوچکتر از -40db برای پایداری و ایزولاسیون معکوس بزرگ و در نهایت عدد نویز(nf) کوچک تر از 4db باشد. برای lna طراحی شده در این پایان نامه مقادیر ، ، ، و بدست آمده است که مقادیری مطلوب و قابل قبول هستند.

ارزیابی قابلیت اطمینان بکارگیری میکروپروسسورها در کنترل سیستمهای قدرت وارائه روشهای افزایش آن واجرای یک مورد آزمایشگاهی بر روی میکروکنترلر at mega32 avr
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تفرش - پژوهشکده برق 1391
  معصومه احسانی مهر   علی محمد فتوحی

در اینجا ما با استفاده از قوانین حاکم بر علم احتمال و همچنین بررسی شرایطی مکانی, زمانی, ... که نویز یا تداخل ایجاد می شود , احتمال وقوع هر نوع خرابی را محاسبه می کنیم , به بیانی بهتر قابلیت اطمینان سیستم را ارزیابی می کنیم تا زمان ومکان وقوع شکست ها مشخص شود. با بررسی این عوامل, دلایل به وجود آمدنشان و راهکارهای مقابله با آن ها و همچنین با استفاده از قوانبن قابلیت اطمینان , به دنبال روشهایی برای کاهش شکستها , خواهیم بود. در اصل سعی بر آن است که با داده های بدست آمده تاحدامکان از رخ دادن این خرابی ها ممانعت شود. این کار بسیار در صرفه جویی هزینه و وقت مفید می باشد. در این پروژه عوامل ایجاد نویز و تداخل روی مدار الکترونیکی که برای کنترل سیستم قدرت طراحی شده است, بررسی می شود.

پیش بینی قابلیت اطمینان اجزای الکترونیکی سیستم ابزاردقیق و کنترل توربین گاز
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تفرش - دانشکده برق و الکترونیک 1392
  مهدی علیزاده   عباس رجبی قهنویه

هدف از مهندسی قابلیت اطمینان یافتن روشها و ابزارهایی برای تشریح قابلیت اطمینان، تعمیرپذیری، در دسترس بودن و ایمنی دستگاه ها و سیستم به منظور پشتیبانی توسعه و تولید و مهندسی کردن ساخت با مشخصات بهینه و صرفه جویی در هزینه ها و زمان می باشد. با پیشرفت علم به خصوص در زمینه الکترونیک، سیستمهای کنترل و ابزاردقیق نیز پیشرفت قابل توجهی نموده اند. سیستمهای کنترل و ابزاردقیق در واقع قلب یک مجموعه صنعتی می باشند و عملکرد مطلوب یک واحد صنعتی وابسته به عملکرد مطلوب سیستم کنترل و ابزاردقیق آن واحد صنعتی می باشد. با توجه به اهمیت فراوان توربین و کاربرد وسیع آن در صنعت کشورمان، در این پروژه، روشی جامع برای پیش بینی قابلیت اطمینان مدارات الکترونیکی سیستمهای کنترل و ابزاردقیق این دستگاه صنعتی ارائه گردید. نوآوری این پایان نامه عبارتست از ایجاد ارتباط بین روشهای ارزیابی و پیش بینی قابلیت اطمینان با روشهای تحلیل مدارهای الکترونیکی، که اجازه می دهد پیش بینی قابلیت اطمینان به صورت پیوسته و با توجه به شرایط عملیاتی مدار انجام گیرد. هدف از انجام این پروژه بررسی روشهای پیش بینی قابلیت اطمینان اجزای الکترونیکی و انتخاب روشی برای پیش بینی قابلیت اطمینان مدارات الکترونیکی به کار رفته در توربین و به طور کلی در صنعت می باشد. بدیهی است که یکی از فاکتورهای مهم در صنعت کم کردن تعداد خرابیها و به کار بردن دستگاه هایی که نرخ خرابی کمتری دارند، می باشد. در این پروژه روشی ارائه شده است که مدارات پس از طراحی یا قبل از خریداری و قبل از به کارگیری از نظر قابلیت اطمینان مورد بررسی قرار گیرند که در صورتیکه نرخ خرابی آنها قابل قبول آن واحد صنعتی بود به کار گرفته شوند. با مطالعه مقالات مختلف و در نظر گرفتن نوع مدارات الکتریکی، و توجه به این مطلب که المانهای مدارات پس از خرید و یا پس از طراحی مشخص می باشند، بهترین روش پیش بینی مدارات ذکر شده روش آماری از پایین به بالا می باشد که برای این روش استانداردهای مختلفی برای پیش بینی وجود دارد. نتیجه بدست آمده از انجام این پروژه معرفی روشی برای پیش بینی قابلیت اطمینان مدارات الکترونیکی مورد استفاده در توربین (صنعت)، با توجه به تنوع مدارات الکترونیکی به دلیل وجود سازندگان مختلف این مدارات، و امکان پیش بینی نرخ خرابی مدارات جایگزین برای مدارات با نرخ خرابی بالا، می باشد. همچنین، در یک مدار الکترونیکی شناسایی فاکتورها و المانهایی از مدار که بر نرخ خرابی اثر بیشتری دارد، می باشدکه برای بهبود نرخ خرابی مدار، باید از المانهایی که نرخ خرابی کمتری دارند، استفاده نموده و همچنین بهترین شرایط عملکرد را برای کم کردن اثر این فاکتورها به کار گرفت. از نتایج مهم دیگر این پروژه، می توان از به کارگرفتن مدارات مجتمع به جای مدارت مجزا، همچنین استفاده از مدارت مجتمع با تکنولوژی mos به جای تکنولوژی ttl، برای کم کردن نرخ خرابی، اشاره نمود. که نتیجه موارد ذکر شده کم کردن نرخ خرابی مدارات الکترونیکی توربین و صرفه جویی در زمان و هزینه می باشد. کلمات کلیدی: قابلیت اطمینان، پیش بینی، نرخ خرابی، سیستمهای کنترل و ابزاردقیق، توربین

طراحی و شبیه سازی مسیر یابی با مصرف توان بهینه برای شبکه های حسگر زیستی استاتیک در کاربردهای حرکات عضلات
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تفرش - دانشکده برق 1393
  سمانه نصرالهی   مهدی جعفری پناه

افزایش روز افزون تقاضا برای شبکه های حسگر بی سیم(wireless sensor networks)، به دلیل نداشتن هزینه و محدودیت های سیم کشی موجود در شبکه های کابلی، ارزان بودن حسگرها و نیز قابل استفاده برای کاربردهای خاص با کمترین مداخله انسان در حین کار شبکه باعث شده تا wsn مورد توجه خاصی قرار بگیرد. امروزه استفاده از شبکه های سنسور بیسیم در کاربردهای پزشکی رشد زیادی داشته است. به دلیل رشد تکنولوژی سنسورها در این زمینه، یک حوزه جدید به نام wireless body area network(wban) یا به زبان ساده تر body area network(ban) به وجود آمده است. از آنجایی که بیشتر دستگاه ها و کاربردهای آنها در طبیعت هستند، امنیت و حفظ حریم خصوصی و مصرف انرژی از نگرانی های عمده در این زمینه می باشند. همچنین، طول عمر شبکه و مقیاس پذیری دو معیار مهم در wban ها هستند. به منظور کاهش مصرف انرژی و افزایش طول عمر شبکه می توان از روش های مسیر یابی خوشه بندی وزن دار استفاده کرد. در این پایان نامه پس از بررسی پروتکل های مسیریابی موجود، یک روش جدید برای خوشه بندی وزن دار ارائه شده است. روش پیشنهاد شده برای خوشه بندی در این پایان نامه(weeca) به وسیله تعیین وزن گره ها با در نظر گرفتن پارامترهای مورد نظر، گروه بندی گره ها در چند خوشه و انتصاب سرخوشه به آنها، منجر به کاهش مصرف انرژی و افزایش طول عمر شبکه می شود. هدف این مطالعه مقایسه خوشه بندی مورد نظر با الگوریتم های خوشه بندی موجود در کاربرد کنترل حرکات عضلات می باشد. کاربردهای زیادی مثل کاربرد در توان بخشی، کاربرد در مطالعات ارگانومیک، کاربرد در مطالعات ورزشی، کاربرد در مطالعات نئورولوژیک و کاربرد در آموزش را می توان برای تحلیل سیگنال emg و کنترل حرکات عضلات ذکر کرد. این مطالعه شامل پیاده سازی روش wecca، در یک محیط شبیه سازی و ارزیابی در جهت اثر بخشی آن است. با بررسی و مقایسه نتایج، به این نتیجه می رسیم که این الگوریتم مسیریابی در زمینه کاهش مصرف انرژی و در نتیجه افزایش طول عمر شبکه موثر است.

طراحی و ساخت یک سیستم کنترل آبیاری بهینه در کشاورزی دقیق مبتنی بر شبکه های حسگر بی سیم
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تفرش - دانشکده برق 1393
  امیر صادقی   مهدی جعفری پناه

امروزه، با توجه به افزایش جمعیت و افزایش نیاز بشر به مواد غذایی، کشاورزی سنتی دیگر توجیه اقتصادی ندارد و به ناچار باید به سمت اتوماسیون پیش برود. لذا در این پروژه، یک سیستم آبیاری پیشنهاد شده است که با اختصاص زمان و هزینه کمتر، کشاورز می تواند از راه دور و با توجه به شرایط دما و رطوبت نقاط مختلف مزرعه، آبیاری داشته باشد. در این سیستم، با توجه به اطلاعات ارسالی ازگره های سنسوری که در نقاط از پیش تعیین شده ای از مزرعه قرار میگیرند، آبیاری به صورت بهینه انجام می شود. در واقع، آبیاری بهینه به مجموعه اقداماتی گفته میشود که در امر آبیاری و زهکشی پیش میگیرند، تا فقط در زمانی که گیاه مورد نظر احتیاج به آب دارد، آب مورد نیاز در اختیار محصول قرار گیرد.

بررسی درباره علل اورمی و عوارض آن و روشهای درمانی جدید
پایان نامه وزارت بهداشت، درمان و آموزش پزشکی - دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی تهران 1334
  مهدی جعفری پناه   احمد میرحسینی

چکیده ندارد.