وبلاگ

موتورهای dc كاربردهای وسیعی در صنعت سرعت متغیر، بخاطر مشخصه گشتاور مطلوبشان و سادگی كنترل دارند. در بسیاری كاربردهای حلقه باز تنظیم تحریك موتور موثر است. در فیدبك یا حلقه بسته كنترل برای كارایی بهتر لازم است. كه توسط یك سیگنال ثابت و فرمان آنالوگ سیستم فیدبك دست یافتنی است. هر تغییری در سرعت، بوسیله یك سرعت سنج قابل حس است و مقایسه با یك ولتاژ مرجع ثابت، سیستم فیدبك را خواهیم داشت اما این سیستم فیدبك آنالوگ در بعضی كاربردهای تنظیم سرعت بسیار خوب و رضایت بخش نیست و پاسخ دینامیك سریع لازم است. این خصوصیات می تواند با بكار بردن یك سیستم كنترل PLL دست یافتنی باشد.
در روش PLL سرعت موتور به قطار پالس دیجیتال تبدیل شده است، كه با قطار پالس دیجیتال مرجع منطبق است. در این روش با Lock كردن روی یك فركانس مرجع، كنترل دقیق سرعت موتور انجام می شود.
برای كنترل سرعت موتورهای dc ما می توانیم ولتاژهای ترمینال موتور را كنترل كنیم، جداسازی ولتاژ خروجی متناسب با جداسازی فركانس سوئیچ است و با این روش، ولتاژ ورودی ترمینال موتورها و در نتیجه سرعت موتور قابل تنظیم خواهد بود.

با یك جداكننده، تحریك موتور dc توسط PLL، برای همزمانی دقیق سرعت موتور با یك فركانس مرجع عملی می شود. ایجاد سرعت متغیر

 موتور DC با تحریك كردن سیستم كنترل بوسیله یك شبكه فیدبك PLL صورت می گیرد.

بعد از معرفی موتورهای DC، مشخصه و چگونگی كنترل، به مدلسازی سیستم كنترل سرعت پرداخته و سپسس كنترل كننده را به روش PLL توضیح داده و یك سیستم آزمایشی نتیجه واقعی را برای ارزیابی عمل موتور بدون بار و با بار كامل نشان می دهد.
فصل اول: کلیات
معرفی
1-1- تاریخچه
ابتدا PLL ها برای جارورب عمودی در تلویزیون ها بكار می رفتند كه یك سیگنال پیوسته با یك دوره تناوب پالسی همزمان شده و برای رنگ تلویزیون می باشد. اولین IC ی PLL در سال 1965 وارد شد كه در كار PLL ها سر و صدا ایجاد كرد. اولین PLL دیجیتال در سال 1970 پدیدار شد كه یك نوع PLL دیجیتال كلاسیك بود. چند سال بعد PLL تمام دیجیتال ظاهر شد. اولین لیزر در سال 1960 ظاهر شد و PLL نوری چهار سال بعد رسید.
PLL ها در هر سلول تلفن، تلویزیون، رادیو، پیجر و كامپیوترها بكار رفتند. بسیاری از سیستم های فیدبك توسط مهندسان ساخته شد. تمام نرم افزارهای PLL، توابع آن را با شبیه سازی دیتا اجرا كردند. در نهایت PLL های نوری در بهبود كلاك برای دیتای 160 گیگا بایت در ثانیه بكار رفتنند.
2-1- انواع كنترل موتورهای dc
1-2-1- موتورهای dc كنترل شونده با آرمیچر
موتور dc اغلب در سیستم های كنترلی كه مقدار قابل ملاحظه ای توان در محور لازم دارند به كار می رود. بازدهی این موتورها بسیار بیشتر از بازدهی سروموتورهای ac دو فاز است.
موتورهای dc میدانهای تحریك مجزایی دارند. آنها یا با آرمیچر كنترل می شوند و میدان ثابت دارند یا با میدان كنترل می شوند و جریان آرمیچر ثابت دارند. مثلا، موتورهای dc مورد استفاده در ابزار، میدان آهنربایی دائم ثابت دارند و سیگنال كنترل به آرمیچر اعمال می شود.
مشخصه های عملكرد موتور dc كنترل شونده با آرمیچر شبیه مشخصه های ایدئال سروموتور ac دو فاز است.

:
Unified Power Quality Conditioner (UPQC
در گذشته، پرداختن به مسائل کیفیت برق و توان ارسالی به مشترکین چندان مهم نبود و تنها پایداری شبکه با توجه به تغییر بار حائز اهمیت بود. دلیل آن، توقع پایین مشترکین از این انرژی بود چرا که کاربرد آن بیشتر در زمینه روشنایی بوده است. صنایع نیز از تجهیزاتی که با منبع انرژی دیگر تامین می شدند استفاده می کردند. طبعا وابستگی مشترکین نیز به این انرژی چندان نبوده و کیفیت توان پایین تأثیر کوچکی در زندگی داشته است.
صنایع نیز مشابه مشترکین خانگی، نیاز چندانی به تأمین انرژی از طریق برق نداشتند. با گذشت زمان و پیشرفت صنایع و ساخت وسائل مختلف که توسط این انرژی تأمین می شدند، اهمیت کیفیت انرژی ارسالی هم به مشترکین و هم به صنایع سازنده تجهیزات بیشتر شد. به طور مثال با ساخت موتورهای الکتریکی توان راکتیو قابل ملاحظه ای توسط آنها مصرف می شد و جریان راه اندازی آنها سبب افت ولتاژ می گردید.
همچنین با گسترش شبکه ها و استفاده از ترانسفورماتورها و مسئله به اشباع رفتن آنها تولید هارمونیک ها در شبکه افزایش یافت. این موارد سبب ناپایداری، تلفات و افت ولتاژ برای مصرف کننده ها و غیره در شبکه شدند و مشترکین و صنایع را تحت تأثیر قرار دادند. با گسترش شهرها و تولید برق در خارج آنها و افزایش فاصله بین مراکز تولید برق و مصرف کننده ها مسائلی مانند، ظرفیت انتقال توان توسط خطوط انتقال نیرو اهمیت یافت. با جبران توان راکتیو در محل بار و جلوگیری از انتقال آن در خطوط انتقال، ظرفیت انتقال توان افزایش یافت.
امروزه، با ساخت لوازم مختلف که توسط این انرژی تأمین می گردند و تبدیل انرژی های مصرفی به شکل برق و گسترش شبکه ها، مسائل دیگری پدید آمدند.

ابزاری که توسط مبدل های الکترونیک قدرت کار می کنند و موتورهایی که سرعتشان کنترل می گردد (محرکه های الکتریکی) از سوئیچ

 هایی در مبدلشان استفاده می شود که منجر به تولید هارمونیک در جریان و نامتعادلی در ولتاژ می شوند.

همچنین استفاده از ابزاری خاص در صنایع مانند کوره های القائی، سبب نامتعادلی شدید در جریان بار می شود (نامتعادلی در اندازه و در فاز) و به سبب استفاده از سوئیچ های توان بالا، هارمونیک های زیادی به سیستم وارد می شود. تولید این هارمونیک ها توسط بارها بر روی جریان هارمونیک هایی که توسط خود ژنراتورها و اشباع ترانسفورماتورها بر روی ولتاژ ایجاد می شود سبب به اشباع رفتن زودتر از موعد ترانسفورماتورها و تلفات بیشتر و عدم استفاده از ظرفیت کامل موتورها و ترانسفورماتورها می گردد. دلیل آن رابطه مستقیم و مجذور فرکانس با تلفات فوکووهیسترزیس است.
نامتعادلی نیز سبب به وجود آوردن توالی منفی در ولتاژ می گردد. توالی منفی سبب وارد آمدن نیروئی برخلاف شار مغناطیسی گردان در موتورها شده و لرزش و صدا و بهره برداری دربار پایین تر را به همراه دارد. توان راکتیو نیز موجب کاهش قابلیت انتقال توان در خطوط و احاطه بخشی از توان تولیدی در ژنراتورها می گردد.
همچنین با ساخت وسایلی که به کیفیت توان حساس هستند نیاز است که انرژی ارسالی به آنها استانداردهای مطروحه در مورد کیفیت توان را رعایت نماید. این استانداردها هرگونه نامتعادلی، هارمونیک، افت یا افزایش ولتاژ را شامل می شوند. معمولا دلایل تغییر در اندازه ولتاژ، کلیدزنی در شبکه قدرت، راه اندازی موتورهای پرتوان در همان فیدر تغذیه، یا اتصالی با توجه به افزایش طول فیدرهای تغذیه کننده است.
جبرانگرها در جبران توان راکتیو به دو نوع غیرفعال (Passive) و فعال (active) می باشند. ساختار فیلتر غیرفعال متشکل از بانک های خازنی است که کارکرد آن با وارد کردن خازن ها به باس اتصال بار به صورت ثابت و یا پله ای (متغیر) محقق می گردد. از سوئیچ های مکانیکی جهت ورود و خروج خازن ها به باس استفاده می گردد. 4 ایراد اساسی در استفاده از خازن های متغیر وجود دارد:
1- تولید ایمپالس ها و گذراها در شبکه ناشی از کلیدزنی، 2- با توجه به پله ای بودن ورود و خروج خازن، کنترل توان راکتیو ناقص انجام می پذیرد (گسسته). 3- سرعت پایین در سوئیچ نمودن که موجب اصطکاک بالا و خرابی زودتر از موعد سوئیچ های مکانیکی است. 4- با اندوکتانس های سیستم ایجاد رزونانس می کند.
در استفاده از خازن ثابت، باید خطر اضافه ولتاژ در هنگام پایین بودن بار را لحاظ نمود. استفاده از خازن ظرفیت پایین تر، جبران کمتر توان راکتیو را به همراه دارد.

مسئله تخمین كانال در سیستم های مخابراتی بی سیم، همواره مورد توجه محققان بوده است و از اینرو تحقیقات گسترده ای جهت دستیابی به تخمین بهینه صورت گرفته است. مهم ترین كاربرد تخمین در آشكارسازهاست كه باتوجه به تخمین كانال، سمبل دریافتی آشكار می شود. در این میان مسئله تخمین كانال در سیستم های MIMO، به دلیل وجود چند آنتن فرستنده و گیرنده از پیچیدگی بیشتری برخودار است و طبیعتاً تخمین كانال MIMO دارای پیچیدگی محاسباتی بیشتری نسبت به SISO است.
در این تحقیق سعی شده است كه ی كلی بر روش های مختلف تخمین شده و شبیه سازی های مرتبط با آنها انجام شود. ضمنا از الگوریتم های مختلف جهت بررسی عملكرد هر روش استفاده شده و در نمودارهایی عملكرد روش های مختلف با هم مقایسه شده اند.
ساختار كلی این پایان نامه به شرح زیر است:
در فصل اول، به كلی مفاهیمی همچون فیدینگ پرداخته می شود كه باعث كاهش عملكرد یك كانال مخابراتی بی سیم می شود. در این فصل انواع فیدینگ (فیدینگ در مقیاس بزرگ و كوچك، تند، كند، انتخاب فركانسی و غیر انتخاب فركانسی) مورد بررسی قرار گرفته اند. همچنین به بعضی از توابع احتمال بیان كننده مدل كانال اشاره شده است.

در فصل دوم، به بررسی سیستم های چند ورودی – چند خروجی (MIMO)، پرداخته می شود. مزایای این نوع سیستم ها در مقایسه با سیستم های دیگر از نظر احتمال خطا و قابلیت اطمینان و… از موارد مورد بحث در این قسمت است.

در فصل سوم، به بررسی مفهوم تخمین كانال پرداخته می شود. جایگاه و فلسفه وجودی تخمین و كاربردهای آن، از موارد اشاره شده در این فصل است. در این فصل همچنین به بررسی انواع روش های تخمین كانال، مزایا و معایب كلی هر دسته پرداخته می شود.
در فصل چهارم كه شروع بررسی نتایج شبیه سازی ها است، پیش فرض های شبیه سازی و نیز نحوه شبیه سازی الگوریتم های مورد نظر تخمین در محیط نرم افزار MATLAB، آورده شده است. در این فصل نتایج اولین شبیه سازی های پایان نامه، یعنی تخمین براساس ارسال جملات آموزشی آمده است و عملكرد این نوع تخمین براساس الگوریتم هایی همچون ML و LMMSE و LS و MAP بررسی شده است. همچنین تأثیر تغییر تعداد سمبل ها در مدولاسیون QAM، تأثیر كدینگ (در این پایان نامه كدینگ الموتی)، تأثیر تغییر جملات آموزشی و نیز تأثیر افزایش تعداد آنتن های ارسال و دریافت براساس الگوریتم های ذكر شده با معیارهای BER و SER مورد توجه قرار گرفته است. در پایان این فصل عملكرد روش های مختلف در نمودار های كلی، براساس SER و BER، مقایسه شده اند.
در فصل پنجم با انتخاب یك روش شبه كور، این نوع تخمین شبیه سازی شده است. همانند فصل چهارم، بررسی عملكرد این نوع تخمین با الگوریتم های ذكر شده و با افزایش تعداد آنتن های ارسال و دریافت و نیز اعمال كدینگ الموتی مورد بررسی قرار گرفته است.
فصل ششم، اختصاص به مقایسه نتایج حاصل ا ز دو فصل 4 و 5 دارد.سه معیار مقایسه عبارتند از: (SER و BER)، پیچیدگی محاسباتی و اضافات.
فصل هفتم، نتیجه گیری نهایی و ارائه پیشنهادها را شامل می شود.

امروزه بر تعداد سازمان هایی که استراتژی کلی آنها براساس VOIP می باشد، خیلی سریع افزوده شده است. MOIP یکی از مهمترین کاربردهای شبکه های نسل بعد است. MOIP یکی از شاخه های Over IP است که بر روی ارتباط بین دو مودم از طریق خط IP متمرکز شده است. بلوک دیاگرام کلی این بخش به صورت شکل 1 است.

همانگونه که مشخص شده است، سیستم شامل چهار بخش است که عبارت است از دو مودم و دو دروازه. ارتباط بین دو دروازه از طریق شبکه IP و ارتباط بین مودم ها و دروازه ها از طریق خط PSTN برقرار می شود. بسته به قابلیت سیستم می توان انواع مدولاسیون های سری V و همچنین الگوریتم های تصحیح خطا و فشرده سازی را لحاظ کرد. این تکنولوژی پتانسیل بالایی در کاهش هزینه ارتباطات مخصوصا در سازمان های بزرگ دارد. در MOIP مقصد ارسال مودم به جای اینکه یک شماره معین باشد، آدرس IP است. آدرس IP یا شماره میزبان، یک سری عدد است که به یک مودم معین که به یک شبکه معین متصل است تخصیص داده شده است.

استفاده از MOIP مزایای زیادی می تواند داشته باشد. یکی از مهمترین مزایای آن می تواند کاهش هزینه ارتباط باشد، چون یک سیستم MOIP می تواند داده را به یک سیستم دیگر MOIP از طریق اینترنت و بدون استفاده از خطوط آنالوگ تلفن انتقال دهد.
در پروتکل V.150 سه حالت کاری وجود دارد.
1- حالت صوتی: در این حالت همان VOIP می باشد. دروازه تن های دریافتی را آنالیز کرده و دریافت سیگنال مودم را با پیغام مناسب استاندارد RFC2833 (پروتکل ایجاد دیتای RTP برای تن ها و سیگنال های تلفنی) به سمت دیگر ارسال می کند. دروازه همتا نیز آن تن را دوباره سازی و به مودم خودش می فرستد. این حالت پیش فرض MOIP است.
2- حالت VBD: در این حالت یک کد کننده سیگنال باند صوتی دریافتی را در عرض شبکه IP کد و ارسال می کند.
3- حالت MR: سیگنال مودم در دروازه ها ختم شده و در فاز ارسال دیتا توسط پروتکل انتقال SPRT بین دو دروازه حمل می شود. گذر به این حالت ها توسط پروتکل SSE صورت می پذیرد.
در دو حالت نخست سیگنال مودم همچون صدا تلقی شده و عینا توسط دروازه ها به مودم مقابل منتقل می شود حال آنکه در حالت سوم در هر دروازه سیگنال مودم متناظر به اصطلاح Terminate شده و داده خالص بر روی خط IP قرار داده می شود. حالت سوم بهترین عملکرد را دارد در عوض پیچیدگی بیشتری داشته و در صورت بروز هرگونه اشکالی در آن ناگزیریم از حالت های نخست استفاده کنیم. در این پیاده سازی نیز حالت MR مدنظر می باشد. البته این حالت خود به شاخه های متعددی تقسیم می شود که متداول ترین آن وضعیت MR1 است و می تواند به عنوان ملاک اولیه در نظر گرفته شود.
به طور کلی برای V.150 می توان شش فاز در نظر گرفت که شکل های 2 الی 7 به وضوح آن را بیان می کنند.
در واقع هدف نهایی این پروژه آماده سازی دروازه است و کلیه پیاده سازی ها در پایان این بخش قرار می گیرند. سخت افزار تستی که در این پروژه در نظر گرفته می شود به صورت شکل 8 است.
چهار بخش استاندارد در شکل مشکل شده است و همانگونه که ذکر شد پیاده سازی بر روی G1 و G2 انجام می گیرد. این دو بخش شامل یک PC و یک کارت DSP می باشد. در واقع بخشی از عملیات توسط کارت DSP و مابقی و همچنین کنترل اجزا توسط PC انجام می شود. در این پروژه پیاده سازی بلوک هایی از پروتکل نظیر SSE و پیغام های حالت MR با کد C برنامه نویسی می شود. در قسمت SSE نیز پیغام های کنترلی وجود دارد که برنامه تولید و آشکارسازی آنها نیز نوشته شده است.