سمینار ارشد برق ارزیابی و ممیزی عملکرد حلقه های کنترلی

اختصاصی از هایدی سمینار ارشد برق ارزیابی و ممیزی عملکرد حلقه های کنترلی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده:

بسیاری از حلقه های کنترلی در صنایع مختلف از عملکرد ضعیفی برخوردار می باشند. علل این پدیده شامل عیوب سنسورها، حالت چسبندگی در شیرهای کنترل و یا تنظیم نادرست کنترل کننده ها می باشد. وقوع عیب در سنسور موجب عدم دقت اطلاعات و در نتیجه قضاوت و تصمیم گیری نادرست کنترل کننده از وضعیت عملکرد واقعی را به دنبال دارد. از طرف دیگر اکثر حلقه های کنترلی به دلایل عدم قطعیت های موجود به صورت محافظه کارانه تنظیم شده که این امر موجب پاسخ کند به ورودی های اغتشاشی و تغییرات شدید و طولانی در مواقع تغییر نقطه کار می شود.

در این پروژه ابتدا عوامل تأثیرگذار بر عملکرد سیستم های کنترلی مورد بررسی قرار گرفته و سپس معیارهای ارزیابی عملکرد آنها در محیط های موجود در واحدهای صنعتی ارائه شده است. در نهایت شبیه سازی و ارزیابی عملکرد سیستم های کنترلی با استفاده از نرم افزارهای تخصصی Hysys و Matlab انجام شده. این تحقیق گامی بزرگ در راستای آماده سازی نرم افزاری جامع که نیاز صنعت ایران را جهت ارزیابی عملکرد سیستم های کنترلی در مقیاس حرفه ای برطرف نمایید، می باشد.

مقدمه:

مهمترین بخش های سیستم کنترلی را حلقه های کنترلی تشکیل می دهند. نقش حلقه های کنترلی در صنایع فرآیندی تنظیم متغیر خروجی پروسه (process variable) به مقدار خروجی مطلوب (set point) در حضور اغتشاشات و نوسانات می باشد. مقدار خروجی مطلوب مقداری است که فرآیند بیشترین بازده را در آن نقاط خواهد داشت. در فصل اول کلیات پروژه ارائه شده است. فصل دوم به ارزیابی عملکرد حلقه های کنترلی اختصاص یافته است در این فصل ابتدا مشکلات حلقه ها مطرح شده و سپس معیارهای ارزیابی عملکرد حلقه ها مورد بررسی قرار گرفته است. فصل سوم حلقه های واحد نمونه در محیط HYSYS شبیه سازی شده و سپس با استفاده از واسط بین نرم افزار HYSYS و MATLAB حلقه های واحد نمونه صنعتی در شرایط مختلف مورد ارزیابی قرار می گیرند. فصل چهارم به نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات اختصاص یافته است.

فصل اول: کلیات

1-1- هدف

این پروژه سعی نموده است جهت آماده سازی نرم افزاری جامع که ارزیابی و مونیتورینگ عملکرد حلقه های کنترلی را انجام دهد مقدمات زیر را فراهم آورد:

1- مطالعه و جمع آوری روش های تشخیص حلقه های معیوب و مشکل دار

2- مطالعه و بررسی روش های آشکارسازی ریشه مشکلات به وجود آمده در حلقه ها

3- شبیه سازی ارزیابی عملکرد حلقه های کنترلی بر روی واحد نمونه صنعتی

2-1- پیشینه تحقیق

ارزیابی عملکرد حلقه های کنترلی در صنعت در چند سال اخیر مورد توجه فراوانی قرار گرفته است تعداد مقالات ارائه شده در کنفرانس های بین المللی در این زمینه گواه این مطلب می باشد. علاوه بر تحقیقات آکادمیک در دانشگاه ها، شرکت های مختلفی اعم از سازندگان سیستم های پیشرفته نظیر DCS و دیگر شرکت ها اقدام به ارائه نرم افزارهای تخصصی جهت این امر نموده اند. بر مبنای اطلاعات موجود فعالیت های ثبت شده قابل توجه ای در کشور وجود ندارد در حالی که این موضوع به عنوان یکی از محورهای مهم تحقیقاتی در مجامع علمی و کاربردی در گستره بین المللی مطرح می باشد. به دلیل اهمیت کاربردی این موضع نتایج حاصل عمدتا به صورت نرم افزارهای تخصصی به شیوه تجاری مطرح شده است.

فعالیت های انجام شده در این پروژه در چهار فاز کاری صورت گرفته است فاز اول شامل گردآوری منابع می باشد در یک نگاه کلی منابع شامل موارد زیر می باشند:

1- مقالات ارائه شده در کنفرانس های بین المللی

2- کتب انتشار یافته

3- سایت های تولیدکنندگان محصولات صنعتی از جمله سیستم های کنترلی توزیع یافته DCS

4- تجربه افراد شاغل در صنعت نفت و گاز از جمله تجربه 5 ساله اینجانب در پالایشگاه گاز

در فاز دوم ابتدا با استفاده از تجربه افراد شاغل در صنعت، مشکلات موجود در صنایع فرآیندی که به حلقه های کنترل ارتباط داشته مورد شناسایی قرار گرفته سپس با مطالعه منابع موجود روش های شناسایی این مشکلات و راهکارهای رفع آنها جمع آوری گردید. شبیه سازی واحد نمونه صنعتی در محیط HYSYS و کدنویسی معیارها ارزیابی عملکرد حلقه های کنترلی در محیط Matlab به طور موازی در فاز سوم اجرا شده است. نرم افزار HYSYS یک نرم افزار قوی و شناخته شده جهت شبیه سازی فرآیندهای صنعتی در حالت استاتیک و دینامیک می باشد نرم افزار Matlab دارای یک محیط قوی و مناسب جهت محاسبات پیچیده می باشد.

در فاز چهارم، با استفاده از واسط بین نرم افزار HYSYS و Matlab ارزیابی عملکرد حلقه های کنترلی واحد نمونه صنعتی و همچنین مدیریت آلارم ها اجرا گردید. برقراری واسط بین دو نرم افزار Matlab و HYSYS یکی از بخش های مهم و حیاتی در اجرای این پروژه بوده است چرا که بدون برقراری واسط بین این دو نرم افزار به صورت روی خط (online) ارزیابی عملکرد حلقه های کنترلی واحد نمونه صنعتی عملا امکان پذیر نبود.

تعداد صفحه : 46

پایان نامه ارشد برق بررسی عملکرد OFDM وفقی در کانال های متغییر با زمان

اختصاصی از هایدی پایان نامه ارشد برق بررسی عملکرد OFDM وفقی در کانال های متغییر با زمان دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده:

یکی از مزایای تکنیک ارسال OFDM آن است که انعطاف پذیری عالی جهت وفق دادن طرح مدولاسیون در هریک از زیرحامل مطابق با نویز – به – نرخ (SNR) در زیرحامل دارد که به سیستم OFDM وفقی (AOFDM) هدایت می کند. مالتی پلکس تقسیم فرکانس عمود وفقی (AOFDM) یک تکنیک آرزومندی جهت بدست آوردن نرخ دیتای بالا برای سرویس های چندرسانه ای بی سیم است.

در بخش 1 و 2 به ترتیب مفاهیم OFDM و خواص کانال را بررسی و مطالعه کرده ایم. در بخش 3 چندین الگوریتم جهت تخصیص توان و بیت بهینه برای کانال مطالعه و ارزیابی شده است. در بخش 4 شبیه سازی آورده شده است.

در این تحقیق کارایی الگوریتم بارگذاری بیت برای سیستم 2/Hiperlan شبیه سازی شده است در شبیه سازی ها، سیگنال های مربوط به سیستم OFDM، کانال و سیستم AOFDM نشان داده شده است. الگوریتمی که برای تخصیص انرژی استفاده شده الگوریتم Chow و بهینه شده اختصاص بیت، Campello می باشد.

شبیه سازی نشان می دهد که با OFDM وفقی، توان سیگنال مطلوب برای احتمال خطای 3-10 می تواند در مقایسه با OFDM ثابت 5dB کاهش داده شود. ما همچنین با شبیه سازی عملکرد SNR را برای سیستم های AOFDM با سرعتهای مختلف تحت کانال های فیدینگ انتخاب فرکانسی نشان داده ایم مشخص می شود که اگر سرعت مشترک افزایش پیدا کند باید توان سیستم را برای گرفتن کیفیت مشابه افزایش دهیم. نهایتا در بخش 5 نتایج و کارهای آینده آورده شده است.

مقدمه:

سیستم ارسال OFDM برای مخابره نرخ داده بالا جهت کاهش دادن ISI معرفی شده است، و تکنیک کلیدی برای بدست آوردن ظرفیت داده بالا و نیازهای کارآیی طیفی برای سیستم های مخابرات بی سیم آینده می باشد که آن ممکن است از تعدادی تکنیک های وفقی برای اندازه گیری پارامترهای کانال استفاده کند جائی که معروف به AOFDM می باشد. هر زیرکانال با فیدینگ مختلف از طریق کانال بی سیم تجربه شده است، بنابراین نرخ داده بالا به آن زیرحامل هایی که SNR بالا دارند، نرخ پایین به زیرحامل هایی که SNR پایین دارند و عدم ارسال در زیرکانال هایی که فیدینگ خیلی عمیقی دارند اختصاص داده می شود.

طرح های بارگذاری وفقی جهت بهبود دادن عملکرد BER با تنظیم کردن پارامترهای سیستم همانند سطح توان، تعداد بیت، طرح های کدینک، انواع مدولاسیون و اندازه های صور فلکی، مطابق با تغییرات اطلاعات وضعیت کانال انجام می شود. بنابراین، بارگذاری وفقی نرخ داده ارسال را نزدیک به ظرفیت کانال ماکزیمم می کند.

هدف از این پروژه این است که اطلاعات کلی درباره OFDM، کانال و الگوریتم AOFDM را در فصل های 1 تا 3 یاد بگیریم و سیگنال های OFDM، کانال و AOFDM را شبیه سازی کنیم و با شبیه سازی به مقایسه OFDM ثابت و AOFDM بپردازیم این شبیه سازی برای منحنی BER برحسب SNR انجام شده است و در نهایت اگر قرار است از AOFDM استفاده کنیم باید این سیستم را برای سرعت های مختلف در کانال موبایل بسنجیم بنابراین کانال را با سرعت های مختلف شبیه سازی می کنیم و در حالت AOFDM منحنی BER برحسب SNR را با سرعت های مختلف شبیه سازی می کنیم.

شبیه سازی نشان می دهد که با OFDM وفقی، توان سیگنال مطلوب برای احتمال خطای 3-10 می تواند در مقایسه با OFDM ثابت 5dB کاهش داده شود شبیه سازی دیگر عملکرد SNR سیستم های AOFDM با سرعت های نقلیه مختلف تحت کانال های فیدینگ انتخاب فرکانسی را نشان می دهد آن مشخص می کند که اگر سرعت نقلیه افزایش پیدا کند ما باید توان سیستم را برای گرفتن کیفیت مشابه افزایش دهیم.

فصل اول

مفاهیم OFDM

1-1- معرفی:

شکل 1-1 سیر تکاملی سیستم های مخابراتی موبایل را نشان می دهد. در بحث سیستم های 2G در سال 1980، دو انتخاب برای تکنیک دسترسی ایجاد شد، طرح های TDMA و CDMA. نهایتا، طرح TDMA به عنوان استاندارد وفق داده شده است. در طرف دیگر، در بحث های سیستم های 3G در سال 1990، همچنین دو منتخب وجود داشت، طرح CDMA و OFDM طرح دسترسی چندگانه تقسیم باند CDMA .(BDMA نهایتا به عنوان استاندارد وفق داده شد اگر تاریخ تکرار شود، یعنی، اگر قرار است تکنیک دسترسی رادیوئی که سابقا وفق داده نشده است به عنوان استاندارد در سیستم های نسل جدید بیاید، تکنیک OFDM نوید دهنده یک استاندارد 4G ظاهر می شود.

OFDM یک روش مدولاسیون است از این حیث که آن داده را در زیرحامل ها به صورت مساوی فاصله داده شده مدوله می کند. اطلاعات در زیرحامل به وسیله تغییر فاز، دامنه، یا هردو مدوله شده است. سپس هریک از زیرحامل با همدیگر با استفاده کردن از تبدیل فوریه سریع معکوس ترکیب شده و به محیط شکل موج ناحیه زمانی برای ارسال فرستاده می شود. برای به دست آوردن کارائی طیفی بالا، پاسخ فرکانسی هریک از زیرحامل ها رویهم پوشانی و متعامد هستند. این متعامد بودن از تداخل بین زیرحامل (ICI) جلوگیری می کند و حتی وقتی سیگنال از طریق یک کانال چندمسیره با معرفی یک CP عبور می کند محافظت شده است، جائی که از تداخل بین سمبلی (ISI) در حامل ها جلوگیری می کند این بخصوص OFDM را مناسب کاربردهای ارتباطات بی سیم می سازد.

آن در استانداردهای LAN بی سیم همانند IEEE802.11a (در آمریکا)، HIPERLAN/2 (در اروپا) و MMAC (در ژاپن) استفاده شده است.

تاریخچه ای از OFDM در ذیل لیست شده است:

– 1985: Kineplex، یک سیستم ارتباطی فرکانس – بالای چندحامله نظامی را ارائه کرد؛

– 1966: R.W.Chang در آزمایشگاه های بل مفهوم استفاده کردمن از ارسال داده موازی و FDM را شرح داد؛

– 1970: اولین مقاله انحصاری در OFDM؛

– 1971: Weinstein & Ebert، و بعدا Hirosaki در 1981، پیاده سازی DFT از FDM را پیشنهاد دادند؛

– 1995: ANSI استاندارد T1.413 را ارائه کرد: قسمت مدولاسیون مالتی تن استاندارد ADSK؛

– 1995: استاندارد FTSI DAB، اولین استاندارد بی سیم برای پخش صدای دیجیتال؛

– 1997: DVB-T، استاندارد پخش ویدئو دیجیتالی زمینی؛

– 1999: IEEE 802.11a و HIPERLAN/2 برای LAN بی سیم استاندارد شد؛

– 2004: IEEE 802.16a/d برای MAN بی سیم باند پهن ثابت استاندارد شد؛

– 2005: OFDM قرار داده شده برای شبکه های سلولی بی سیم تحت IEEE 802.16e و IEEE 802.20 توسعه داده شدند.

بیشترین خصیصه برجسته سیستم های OFDM در نرخ داده بالا است که در ذیل یک مرور کلی از OFDM را ارائه خواهیم کرد.

تعداد صفحه : 155