دانشگاه صنعتی تبریز (سهند) سامانه ‏های غیرخطی در مهندسی برق 2322-3146 9 2 2022 09 23 بهبود ظرفیت میزبانی شبکه توزیع از منابع تولیدپراکنده بادی با استفاده از بازآرایی و جبران‌سازی توان راکتیو 4 26 726344 20.1001.1.23223146.1401.9.2.1.9 FA محسن کیا پژوهشگاه نیرو، گروه پژوهشی سامانه های کنترل هوشمند، تهران، ایران بابک دهقانفر پژوهشگاه نیرو، گروه پژوهشی سامانه های کنترل هوشمند، تهران، ایران لیلا ظفری پژوهشگاه نیرو، گروه پژوهشی سامانه های کنترل هوشمند، تهران، ایران حمید رضا آراسته پژوهشگاه نیرو، گروه پژوهشی سامانه های کنترل هوشمند، تهران، ایران فرخنده جباری پژوهشگاه نیرو، گروه پژوهشی سامانه های کنترل هوشمند، تهران، ایران Journal Article 2025 07 13 دنیای مدرن امروزی به منظور تامین تقاضای رو به رشد انرژی الکتریکی نیازمند کاربرد سیستمهای قدرت دارای قابلیت اطمینان بالاست. به عنوان مثال، پیک مصرف برق در فصل تابستان کاربرد منابع انرژی تجدیدپذیر جهت تامین بار، سیستم‌های ذخیره‌ساز انرژی جهت مدیریت سمت تولید، برنامه‎های پاسخگویی بار به منظور مدیریت سمت تقاضا و سایر راهکارهای مقابله با بحران انرژی را ضروری ساخته است. اتصال منابع انرژی تجدیدپذیر مبتنی بر فناوری‌های الکترونیک قدرت به شبکه سبب بروز مسائلی چون آلودگی کیفیت توان و خطای عملکرد دستگاه‌های حفاظتی می‌شود که باید در برنامه‌ریزی و بهره‌برداری از سیستم در نظر گرفته شود. با در نظر گرفتن چالش‌های یاد شده و نیاز به یک روش بهینه برای بهبود کارآیی سیستم‌های توزیع، صنعت برق را به سوی استفاده از فناوری‌های جدید سوق داده است. منابع تولید پراکنده یکی از عناصر مهم و جدانشدنی سیستم‌های توزیع مدرن هستند که از این میان استفاده از منابع بادی و فتوولتائیک روز به روز با افزایش تقاضای انرژی الکتریکی در پی عواملی چون افزایش جمعیت، مصارف غیرمجاز نظیر دستگاههای غیرمجاز استخراج رمزارز، افزایش تاسیسات تهویه مطبوع برقی، گسترش می‌یابد. با این حال، محدودیت‌های موجود در مقدار نفوذ منابع تولید پراکنده یکی از اصلی‌ترین چالش‌ها در توسعه استفاده از این منابع است. به طور کلی، این مقاله به دنبال روشی جهت بهبود ظرفیت میزبانی شبکه توزیع از منابع تولید پراکنده با استفاده از بازآرایی و جبران‌سازی توان راکتیو است. به طور خلاصه، مدلسازی بازآرایی شبکه توزیع و منابع جبرانساز توان راکتیو، افزایش ظرفیت میزبانی شبکه توزیع و مدلسازی عدم قطعیت‌های موجود در مسئله اصلی‌ترین اهدافی است که در این مقاله انجام شده است. لازم به ذکر است، تابع هدف مساله پیشنهادی افزایش ظرفیت میزبانی شبکه توزیع با کمینه‌سازی هزینه‌های انرژی دریافتی از شبکه بالادست، انرژی منابع تولید پراکنده، تولید توان منابع جبران‌سازی توان راکتیو و نیز هزینه قابلیت اطمینان شبکه توزیع است. علاوه بر این، قیود فنی شبکه نیز به عنوان محدودیت‌های موجود در نظر گرفته می‌شود. همچنین، به منظور دستیابی به نقطه بهینه مطلق با زمان اجرای بسیار پایین و درصد خطای بسیار پایین، مدل خطی آمیخته با عدد صحیح مسأله نیز توسعه داده می‌شود. نتایج حاصل از شبیه‌سازی نشان‌دهنده مزایای استفاده از روش پیشنهادی در افزایش ظرفیت میزبانی و درنتیجه توسعه استفاده از منابع تجدیدپذیر است.

https://jnsee.sut.ac.ir/article_726344_d1db3bfc248a5ad86ca82db063d232c7.pdf

دانشگاه صنعتی تبریز (سهند) سامانه ‏های غیرخطی در مهندسی برق 2322-3146 9 2 2022 09 23 هدایت زمان-متناهی سوزن جرّاحی رباتیک در بافت پروستات بر اساس رویکرد کنترل غیرخطی مقاوم-تطبیقی 27 50 726345 ‎20.1001.1.23223146.1401.9.2.2.0 FA علی ابویی دانشگاه یزد، دانشکده مهندسی برق سجاد مرادی دانشگاه یزد، دانشکده مهندسی برق وحید ابوطالبی دانشگاه یزد، دانشکده مهندسی برق Journal Article 2025 07 13 در این مقاله، سه نوع کنترل‌کننده‌ی غیرخطی زمان-متناهی برای هدایت سوزن جرّاحی رباتیک در داخل بافت پروستات با وجود نامعیّنی‎ پارامتری، عدم‎‎قطعیّت مدل‏سازی و اغتشاش پیشنهاد می‎شوند. گشتاور تولیدی توسط هر کدام از این کنترل‎کننده‎ها به ساختار حلقه‎بسته‎ی سوزن جرّاحی رباتیک اعمال شده و باعث می‎گردد متغیّرجابجایی مکانی سیستم حلقه‎بسته بعد از گذشت مدّت زمان متناهی قابل تنظیمی دقیقاً به مسیر مورد نظر درون بافت همگرا شود. برای طرّاحی کنترل‏ کننده‏ های مذکور از تعمیم روش کنترل مد لغزشی پایاندار (به عنوان راهکار اساسی کنترلی غیرخطی-مقاوم) و تلفیق آن با مفاهیم کنترل تطبیقی (به منظور طرّاحی قوانین به‎روزرسانی و تخمین پارامترهای ثابت نامعلوم) استفاده می‌شود. شایان ذکر است که تفاوت اساسی میان سه ساختار کنترلی پیشنهادی در تعریف خمینه‏ های لغزشی غیرخطی است. با به‎ کارگیری تئوری پایداری لیاپانوف و استفاده از چندین لم‎ کاربردی به صورت ریاضیاتی اثبات می‎گردد که هر سه راهکارکنترلی معرّفی شده ضمن برآورده ساختن هدف هدایت سوزن، پایداری زمان-متناهی کلّی را برای سیستم حلقه‌بسته‌ی سوزن-بافت تضمین می‏ دهند. قوانین به‌روزرسانی که در هر سه راهکار کنترلی وجود دارند، مقادیر ثابت‏ های فیزیکی نامعلوم سیستم حلقه‎بسته را به صورت لحظه‎ای و پیوسته تخمین می‏ زنند. در فرآیند تحلیل پایداری، به عنوان نتیجه ‏ی جنبی نشان داده می‏ شود که پاسخ‏ های زمانی مرتبط با این تخمین‌ها بعد از گذشت مدّت زمان متناهی دقیقاً به مقادیر ثابتی می‎رسند. در انتها، با استفاده از نرم‎افزار MATLAB هر سه نوع کنترل‌کننده‌ پیشنهادی، بر روی سیستم سوزن-بافت مرتبه‏ ی دوّم مورد شبیه‌سازی عددی قرار می‌گیرند تا عملکرد مناسب آن‌ها آشکار گردد.

https://jnsee.sut.ac.ir/article_726345_e6712c18b79c556ad34591e8abefeafd.pdf

دانشگاه صنعتی تبریز (سهند) سامانه ‏های غیرخطی در مهندسی برق 2322-3146 9 2 2022 09 23 طراحی سیستم فرود خودکار هواپیمای بدون سرنشین بال-ثابت با استفاده از الگوریتم برگشت به عقب و کنترل مود لغزشی بر مبنای رویتگر اغتشاش 51 84 726347 20.1001.1.23223146.1401.9.2.3.1 FA علی معرفیان پور دانشگاه آزاد واحد علوم و تحقیقات، تهران مرضیه کاکاوند دانشگاه آزاد واحد علوم و تحقیقات، تهران مهدی سیاهی دانشگاه آزاد واحد علوم و تحقیقات، تهران Journal Article 2025 07 13 کنترل هواپیمای بدون سرنشین به علت وزن سبک و تزویج قوی بین حرکت طولی و حرکت جانبی یک مساله دشوار به حساب می‌آید. با توجه به این مساله، در این مقاله یک سیستم فرود خودکار برای یک هواپیمای بدون سرنشین بال-ثابت در معرض اغتشاش باد و عدم‌قطعیت پارامتری با استفاده از الگوریتم برگشت به عقب و مود لغزشی بر مبنای رویتگر اغتشاش طراحی شده است. دو کنترل‌کننده بر مبنای الگوریتم برگشت به عقب و مود لغزشی برای پایدارسازی زاویه‌های وضعیتی طراحی شده است. کنترل‌کننده مربوط به سرعت طولی از تکنیک مود لغزشی بهره می‌برد تا سرعت کل نسبت به زمین را در تمام فازهای فرود در مقدار ثابت مطلوب حفظ کند. برای تخمین اغتشاش حاصل از باد و عدم قطعیت پارامتری، یک رویتگر اغتشاش غیرخطی در ساختار کنترل‌کننده مود لغزشی در نظر گرفته شده است. سیستم فرود خودکار مقاوم جدید، در محیط نرم‌افزاری پیاده‌سازی و عملکرد آن توسط چندین شبیه‌سازی عددی بررسی شد؛ انحراف جانبی نسبت به باند فرود حذف می‌شود در حالیکه هواپیمای بدون سرنشین، زاویه شیب مسیر را در تمام فازهای فرود در مقدار مطلوب حفظ می‌کند. بنابراین، نتایج شبیه‌سازی‌های عددی اثبات می‌کند که ساختار کنترلی جدید با توجه به شرایط اولیه مختلف، انواع مختلف اغتشاش باد (قیچی باد و تندباد گسسته) و عدم‌قطعیت پارامتری پایدار و مقاوم است.

https://jnsee.sut.ac.ir/article_726347_bfcb83639ed6b5357f31718d1627ecf4.pdf

دانشگاه صنعتی تبریز (سهند) سامانه ‏های غیرخطی در مهندسی برق 2322-3146 9 2 2022 09 23 کنترل اینرسی مجازی ریزشبکه دو ناحیه‌ای با استفاده از نامساوی ماتریس خطی 85 115 726348 ‎20.1001.1.23223146.1401.9.2.4.2 FA محمد حسن مرادی دانشگاه بوعلی سینا فرهاد امیری دانشگاه بوعلی سینا Journal Article 2025 07 13 در ریزشبکه جزیره‌ای به علت اینکه از مبدلهای الکترونیک-قدرت برای مبادله توان استفاده می‌شود و این مبدل‌ها، اینرسی بسیار پایینی دارند، در نتیجه پایداری فرکانسی ریزشبکه را به خطر می‌اندازد. کنترل اینرسی مجازی به منظور بهبود پایداری فرکانسی در ریزشبکه جزیره‌ای به کار برده شده است. معمولا از تکنیک کنترل مشتق برای پیاده‌سازی کنترل اینرسی مجازی در ریزشبکه استفاده شده است. عواملی مانند اغتشاش و عدم قطعیت پارامترهای ریزشبکه جزیره‌ای، عملکرد کنترل اینرسی مجازی را به خطر می‌اندازد و ممکن است سبب ناپایداری فرکانسی سیستم شود. بنابراین ساختار کنترل اینرسی مجازی نیازمند یک کنترل کننده تکمیلی است که بتواند اثر اغتشاش وارد بر ریزشبکه را تا حد امکان تضعیف کند و در برابر عدم قطعیت پارامترهای ریزشبکه مقاوم باشد. در این مقاله، یک روش کنترلی مقاوم در ساختار کنترل اینرسی مجازی به کاربرده شده است که از فیدبک خروجی سیستم استفاده می‌کند. روش پیشنهادی بر مبنای نامساوی ماتریس خطی بیان شده و بر پایه معیار لیاپانوف اثبات شده است. از جمله مزایای روش پیشنهادی می‌توان به تضعیف اغتشاش، مقاوم در برابر عدم قطعیت پارامترهای ریزشبکه و افزایش درجات آزادی برای کنترل سیستم در این روش اشاره کرد. نتایج روش پیشنهادی برای بهبود عملکرد کنترل اینرسی مجازی، در چند سناریو مختلف با در نظر گرفتن عدم قطعیت پارامترهای ریزشبکه دو ناحیه‌ای و نیز اغتشاشهای وارد بر ریزشبکه با چندین روش مقایسه شده است و موثر بودن روش پیشنهادی از لحاظ بهبود پایداری فرکانسی نشان داده شده است.

https://jnsee.sut.ac.ir/article_726348_473888676c223c7225023499b40371b8.pdf

دانشگاه صنعتی تبریز (سهند) سامانه ‏های غیرخطی در مهندسی برق 2322-3146 9 2 2022 09 23 ردیابی حداکثر توان خروجی در آرایه‌های خورشیدی تحت شرایط سایه جزیی با استفاده از الگوریتم‌های تکاملی 116 133 726350 ‎20.1001.1.23223146.1401.9.2.5.3 FA محسن احمدنیا دانشگاه حکیم سبزواری اسماعیل بهمنی دانشگاه حکیم سبزواری حسین شریف زاده دانشگاه حکیم سبزواری Journal Article 2025 07 13 استخراج توان بیشینه بویژه با شرایط سایه جزیی یکی از مهم‌ترین مسایل در استفاده از یک سیستم فتوولتاییک است. تحت شرایط سایه جزیی، مشخصه توان-ولتاژ آرایه‌های فتوولتاییک دارای چندین نقطه بیشینه محلی است. یک روش ردیابی بیشینه توان در سیستم‌های فتوولتاییک بایستی امکان ردیابی سریع و دقیق نقطه بیشینه سراسری در حین شرایط سایه جزیی را فراهم آورد تا تلفات توان و نوسانات حالت ماندگار را کمینه کند. در این پژوهش یک الگوریتم ردیابی نقطه بیشینه توان برای یک سیستم فتوولتاییک تحت شرایط سایه جزیی با استفاده از تکنیک بهینه‌سازی گرگ خاکستری ارایه شده است. الگوریتم گرگ خاکستری یک روش بهینه‌سازی جدید است که محدودیت‌هایی از قبیل ردیابی ضعیف، نوسانات حالت دایمی و حالت گذرای نامطلوب در تکنیک‌های آشفتن و مشاهده و بهینه‌سازی ازدحام ذرات را برطرف می‌کند. الگوریتم پیشنهادی بر مبنای الگوریتم بهینه‌سازی گرگ خاکستری روی یک سیستم فتوولتاییک در محیط نرم‌افزار متلب پیاده‌سازی شد تا کارایی آن اثبات شود. عملکرد طرح پیشنهادی با دو تکنیک ردیابی نقطه بیشینه توان بر مبنای الگوریتم بهینه‌سازی جستجوی فاخته و الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج شبیه‌سازی نشان داد که عملکرد تکنیک ردیابی نقطه بیشینه توان پیشنهادی نسبت به طرح‌های مورد مقایسه از نظر سرعت و پایداری حالت ماندگار پاسخ برتری دارد بطوریکه مقادیر بیشینه فراجهش، زمان نشست و نوسانات ماندگار را به ترتیب تا 40.91%، 66.67% و 59.1% کاهش می‌دهد.

https://jnsee.sut.ac.ir/article_726350_9b08ea35194ce2031437c005b79bdbda.pdf

دانشگاه صنعتی تبریز (سهند) سامانه ‏های غیرخطی در مهندسی برق 2322-3146 9 2 2022 09 23 تعیین سرعت بهینه حرکت کشتی دارای سیستم رانش الکتریکی با بهره‌گیری از یک مدل تصادفی خطی با هدف کمینه ‌کردن هزینه تولید انرژی 134 155 726352 20.1001.1.23223146.1401.9.2.6.4 FA محمد علیزاده دانشگاه علوم دریایی امام خمینی (ره ) نوشهر علی گودرزی املشی دانشگاه علوم دریایی امام خمینی (ره ) نوشهر Journal Article 2025 07 13 با هدف کاهش هزینه تولید انرژی الکتریکی و نیز کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای در کشتیها‌ی دارای سیستم رانش الکتریکی، از منابع تولید انرژی تجدیدپذیر خورشیدی و سیستم‌های ذخیره‌ساز انرژی در کنار واحدهای حرارتی استفاده می‌شود. لذا در این مقاله، یک مدل خطی و تصادفی آمیخته با عدد صحیح به‌منظور مدیریت بهینه انرژی الکتریکی یک کشتی دارای سیستم رانش الکتریکی، ذخیره‌ساز انرژی، ژنراتورهای حرارتی و منابع تجدیدپذیر خورشیدی و با هدف حداقل کردن هزینه تولید انرژی الکتریکی و تعیین سرعت بهینه حرکت کشتی پیشنهاد شده است. در این مقاله از روش شبیه‌سازی مونت‌کارلو برای مدل‌سازی عدم قطعیت در پیش‌بینی توان تولیدی منابع تجدیدپذیر خورشیدی و بار الکتریکی کشتی استفاده شده است. مدل پیشنهادی در نرم‌افزار بهینه‌سازی GAMS، پیاده‌سازی و تحلیل شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان از کارآمدی مدل پیشنهادی و کاهش هزینه تولید انرژی الکتریکی در صورت حرکت کشتی با سرعت بهینه و استفاده از منابع ذخیره‌ساز انرژی به مقدار 7/7 درصد دارد.

https://jnsee.sut.ac.ir/article_726352_240a5d51752728b63f4bc7344a52609a.pdf