مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران16823745211202353Finite-Control-Set Model Predictive Control of an Active Front-End Rectifier with Dynamic References and Comparison with MPDPC Methodشبیه‌سازی روش کنترل پیش‌بین مبتنی بر مدل مبدل AFE با بهره‌گیری از مراجع دینامیکی و مقایسه با کنترل مستقیم توان به روش پیش‌بین مبتنی بر مدل112fa ایوب کشوریدانشگاه صنعتی مالک اشترمحمدرضاعلیزاده پهلوانیدانشگاه صنعتی مالک اشترآرشدهستانی کلاگردانشگاه صنعتی مالک اشتر0000-0001-8458-08982022430In this paper, a finite-control-set model predictive control method is presented for closed loop control of an active front-end rectifier. The method used has a discrete-time function and does not require any additional modulators. The interesting point in the control algorithm is how to control the dynamic references. The control strategy is able to provide proper references for source active power and DC voltage, without the need for additional control loops. In order to better understand the performance, the proposed control method is compared with the model predictive direct power control (MPDPC) method. The results obtained using Matlab/Simulink software show that the proposed method, while having all the capabilities of the MPDPC method, including proper tracking of active power and DC voltage and low current THD, by removing the PI controller and its related disadvantages, it has better stability and faster transient response.در این مقاله، کنترل پیش‌بین مبتنی بر مدل با مجموعه متناهی (FCS-MPC) برای کنترل حلقه‌بسته یکسوساز AFE معرفی شده است. روش پیشنهادی به صورت زمان گسسته عمل می‌کند و نیاز به کنترل‌کننده PI خارجی ندارد. نکته جدید در الگوریتم کنترلی پیشنهادی، نحوه کنترل مراجع دینامیکی می‌باشد. استراتژی کنترل قادر است که مراجع مناسبی را برای توان اکتیو منبعو ولتاژ یکسوشده بر اساس ویژگی‌های ذاتی ساختار AFE، بدون نیاز به کنترل‌کننده PI به صورت فرموله ارائه دهد. در ادامه برای درک بهتر عملکرد، روش کنترل پیشنهادی با کنترل مستقیم توان به روش پیش‌بین مبتنی بر مدل (MPDPC) مقایسه شده است. نتایج به دست آمده با استفاده از نرم‌افزار Matlab/Simulink گویای این است که روش پیشنهادی، ضمن داشتن تمام قابلیت‌های روش MPDPC از جمله ردیابی توان اکتیو و ولتاژ DC و THD جریان پایین، با حذف کنترل‌کننده PI بدون تأثیر بر عملکرد از پایداری بهتر و پاسخ گذرای سریع‌تری برخودار می‌باشد.کنترل پیش‌بین مبتنی بر مدل، کنترل مستقیم توان، مراجع دینامیکی،یکسوساز، AFEhttp://ijece.org/ar/Article/Download/36810
مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران16823745211202353Regional Power-Aware Routing for Partially-Connected 3D Network-on-Chipمسیریابی منطقه‌ای توان‌آگاه برای شبکه‌هایروی تراشه سه‌بعدی نیمه‌متصل1323faمیترامعلم نیادانشگاه علم و صنعت ايرانهادی شهریار شاه حسینیدانشگاه علم و صنعت ایران20211211Network-on-chip provides an efficient communication platform for Systems-on-chip. The static power consumption is an important issue in these networks. Switching the power supply on virtual channels during idle time is a common method for reducing the network power consumption. The traffic load at the network level and non-continuous idle period of virtual channel have caused the sources to be switched on and off continuously, which leads to increase in power consumption and other overheads. This will be more important, in partially connected 3D chip networks in which a limited number of vertical connections has been used. In this paper, a routing algorithm is proposed who employs an appropriate policy for packet distribution, and reduces the load distribution in the network and creates a continuous idle time for the resources, result in suitable power management in the network. In this routing scheme the network is divided to north and south region and some restriction applied in usage of elevators in each region and try to increase the utilization of the used resources as well as the ideal time of low traffic paths. The simulation results, derived by BookSim, show the proposed method improve the network power consumption by 18% to 30% comparing previous algorithms, and the network delay has been reduced by 32%.شبکه‌های روی تراشه،یک بستر ارتباطی کارآمد را برای برقراری ارتباط بین تعداد بالای هسته پردازشی در تراشه‌های مدرن امروز فراهم می‌کنند. با این‌ حال کاهش ابعاد ترانزیستورها سبب شده تا مصرف توان ایستا به یکی از مسائل مهم در این شبکه‌ها تبدیلگردد. معمولاً از روش قطع تغذیه سیستم بر روی کانال‌های مجازی در زمان بیکاری‌شان برای کاهش توان مصرفی شبکه استفاده می‌شود؛ اما پراکندگی بار در سطح شبکه و عدم پیوستگی دوره بیکاری در کانال‌های مجازی باعث روشن و خاموش‌شدن متوالی این منابع می‌شود که سربار تأخیر و توان مصرفی را به دنبال دارد. این مسئله در شبکه‌های روی تراشه سه‌بعدی نیمه‌متصل که تعداد اتصالات عمودی‌شان محدود می‌باشد از اهمیت بیشتری برخوردار است. در این مقاله،یک الگوریتم مسیریابی برای شبکه‌های سه‌بعدی نیمه‌متصل ارائه می‌شود که با توزیع مناسب بسته‌ها، پراکندگی بار را در شبکه کاهش می‌دهد تا یک دوره بیکاری پیوسته در کانال‌های مجازی ایجاد ‌کند. به این ترتیب می‌توان با بیشتر خاموش نگه داشتن آنها بهترین تأثیر را از روش قطع تغذیه سیستم در مدیریت توان مصرفی گرفت. این مسیریابی با تقسیم‌بندی شبکه به دو منطقه شمالی و جنوبی و ایجاد محدودیت در استفاده از آسانسورهای هر منطقه، سعی دارد که بسته‌ها را از مسیرهایی عبور ‌دهد که اخیراً بیشتر استفاده شده‌اند تا دوره بیکاری را در منابع پرمصرف موجود در مسیرهای کم‌تردد افزایش ‌دهد. نتایج شبیه‌سازی تحت شبیه‌سازBooksim نشان می‌دهند که مسیریابی پیشنهادی در مقایسه با مسیریابی‌های دیگر، توانسته 18% تا 30% بهبود در توان مصرفی شبکه ایجاد کند و عملکرد شبکه را نیز از نظر تأخیر تا 32% بهبود بخشد.شبکه روی تراشه، مسیریابی در شبکه، مدیریت انرژی، ارزیابی کاراییhttp://ijece.org/ar/Article/Download/32611
مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران16823745211202353Fixed-Time Consensus of Fractional-Order Single Integrator Multi-Agent Systemsاجماع زمان ثابت در سامانه‌هاي چند کارگزار تک انتگرال‌گیر مرتبه کسري2432faحسینزمانیدانشگاه تربیت مدرسوحيدجوهري مجددانشگاه تربيت مدرسخسروخاندانيدانشگاه اراك20211127The problem of consensus in fractional order single-integrator multi-agent systems has been studied in this paper. The effect of memory is considered using the Riemann-Liouville fractional derivative in the dynamics of the agents. In order to achieve convergence among the agents, a fractional order control protocol based on the error signal between neighboring agents is proposed. Using Lyapunov's stability theorem, a Lyapunov function is introduced that shows that the agents converge over a specified settling time and the upper bound of the settling time is obtained. The merit of the proposed bound for the settling time is that it is independent of the initial conditions. Finally, some simulations are provided to confirm the introduced method.در این مقاله، مسئله اجماع زمان ثابت در سامانه‌های چندکارگزار تک‌انتگرال‌گیر مرتبه کسری مورد مطالعه قرار گرفته است. اثر حافظه با استفاده از انتگرال و مشتق کسری ریمان- لیوویل در دینامیک کارگزاران در نظر گرفته شده و به منظور همگرایی کارگزاران، یک پروتکل کنترل مرتبه کسری مبتنی بر سیگنال خطای بین کارگزاران همسایه ارائه گردیده است. با استفاده از قضیه پایداری لیاپانوف، یک تابع لیاپانوف معرفی شده که نشان می‌دهد کارگزاران طی یک زمان نشست مشخص، همگرا شده و یک حد بالا برای آن زمان نشست تعیین می‌گردد. مزیت حد معرفی‌شده برای زمان نشست، وابسته‌نبودن آن به شرایط اولیه کارگزاران است. نهایتاً شبیه‌سازی‌هایی برای تأیید روش معرفی‌شده ارائه گردیده است.کارگزارهای تک‌انتگرال‌گیر مرتبه کسری، سیستم چندکارگزاره، اجماع، همگرایی زمان ثابتhttp://ijece.org/ar/Article/Download/32437
مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران16823745211202353Energy Management of Micro-Grids and Their Harmonic Compensation Through Shunt Active Filter Based on Multi-Agent Systemsمدیریت انرژی ریزشبکه‌ها و جبران‌سازی هارمونیک آن‌ها از طریق فیلتر اکتیو موازی مبتنی برسیستم‌های چندعاملی3341faمحمدرضاصالحی راددانشگاه شهید باهنر کرمان محمد ملایی امام زادهدانشگاه شهید باهنر کرمان0000-0002-8403-8836202216In this paper, a new energy management strategy is presented by using shunt active power filter (SAPF) in a multi-agent structure. This strategy is applied to a micro-grid connected to the grid and includes the problem of harmonic compensation. By examining the advantages and disadvantages of shunt active power filters and passive filters, as well as their efficiency in the multi-agent structure for power micro-grids, the reason for using shunt active power filters in the proposed method has been determined. Also, the performance of these filters for compensating current harmonics has been compared by examining the FFT results. In the used micro-grid, wind turbine generator and solar cell generator are used as renewable energy sources (RES) and two fuel cells are used to compensate for sudden and unplanned changes in the production power of these two generators. The energy management unit manages the active and inactive state of the two fuel cells according to the production power and consumption power of the micro-grid in such a way that the power exchanged between the micro-grid and the main grid is limited within an acceptable range. The simulation results show that the proposed method using local continuous controllers (in each agent) and central discrete controller (energy management system) has been able to perform well and while providing the required power of the micro-grid, at the same time, it performs the current harmonics compensation issue correctly.در این مقاله با استفاده از فیلتر اکتیو موازی، یک استراتژی جدید مدیریت انرژی در ساختار چندعاملی ارائه می‌شود. این استراتژی به یک ریزشبکه AC متصل به شبکه اعمال گردیده و مسأله جبران‌سازی هارمونیکی را نیز شامل می‌شود. با بررسی مزایا و معایب فیلترهای اکتیو موازی و فیلترهای پسیو و همچنین کارایی آنها در ساختار چندعاملی برای ریزشبکه‌های قدرت، علت استفاده از فیلتر اکتیو موازی در روش پیشنهادی مشخص شده است. همچنین عملکرد این فیلترها جهت جبران‌سازی هارمونیک‌های جریان با بررسی نتایج FFT مورد مقایسه قرار گرفته است. در ریزشبکه مورد استفاده از مولد توربین بادی و مولد سلول‌های خورشیدی به عنوان منابع تجدیدپذیر و برای جبران تغییرات ناگهانی و برنامه‌ریزی‌نشده در توان تولیدی این دو مولد، دو پیل سوختی استفاده می‌شود. واحد مدیریت انرژی با توجه به توان تولیدی و توان مصرفی ریزشبکه، وضعیت فعال و غیرفعال‌بودن دو پیل سوختی را به نحوی مدیریت می‌کند که توان تبادل‌شده بین ریزشبکه و شبکه اصلی در بازه قابل قبولی محدود باشد. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهند که روش پیشنهادی با استفاده از کنترل‌کننده‌های پیوسته محلی (در هر عامل) و کنترل‌کننده گسسته مرکزی (سیستم مدیریت انرژی) توانسته که عملکرد مناسبی داشته باشد و ضمن تأمین توان مورد نیاز ریزشبکه، هم‌زمان مسأله جبران‌سازی هارمونیک‌های جریان را به درستی انجام دهد.جبران‌سازی هارمونیکی جریان، سیستم‌های چندعاملی، فیلتر اکتیو موازی، فیلتر پسیو SC-RC-LCL، مدیریت انرژیhttp://ijece.org/ar/Article/Download/33319
مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران16823745211202353Determination of Available Transfer Capability by Combined Method of Newton-Raphson-Seydel and Holomorphic Load Flow with Improved Matrix Calculationsتعیین حداکثر توان انتقالی با روش ترکیبی نیوتن- رافسون- سایدل و پخش‌بار هولومورفیک با بهبود محاسبات ماتریسی4250faمصطفیعیدیانیموسسه امنيت انرژي و انرژي پايدار00000001773666742021117This paper first demonstrates that high direct current lines will undoubtedly be the backbone of the future transmission network. The Newton Raphson Seydel alternating load flow equations are then combined with the direct current line equations. This paper employed matrix techniques to increase the speed of solving problems as the dimensions of the equations get larger. Furthermore, the holomorphic load flow does not require an initial estimate to run the load flow, and if a solution exists, the precise answer is calculated. The initial guess of Newton Raphson Seydel was calculated using this approach. In this paper, we describe a novel approach that can compute the available transfer capability in small and large networks with sufficient accuracy and speed by combining these methods. The simulation in this paper uses five networks: 39 IEEE buses, 118 IEEE buses, 300 IEEE buses, 145 Iowa state buses, and 1153 East Iran buses network. In addition, four approaches were employed for comparison: continuous power flow, the general minimum residual method, Newton Raphson Seydel classical method, and the standard holomorphic power flow method. The results of the simulations suggest that the proposed strategy is acceptable.این مقاله ابتدا نشان می‌دهد که ستون فقرات شبکه انتقال آینده، حتماً خطوط جریان مستقیم با ولتاژ فوق‌العاده بالا است و سپس معادلات خطوط جریان مستقیم را با معادلات پخش بار جریان متناوب نیوتن- رافسون- سایدل ترکیب می‌کند. با افزایش ابعاد معادلات پخش بار از روش‌های ماتریسی برای افزایش سرعت حل معادله پخش بار استفاده شده است. همچنین از آنجایی که پخش بار هولومورفیک برای انجام پخش بار، نیازی به حدس اولیه ندارد و در صورت وجود راه حل، حتماً پاسخ دقیق را محاسبه می‌کند، از این روش برای تعیین حدس اولیه پخش بار نیوتن- رافسون- سایدل استفاده شده است. با ترکیب این روش‌ها در این مقاله، روش جدیدی ارائه گردیده که می‌تواند در شبکه‌های کوچک و بزرگ با دقت و سرعت مناسب، حداکثر توان انتقالی ایستا را محاسبه کند. در این مقاله از 5 شبکه 39، 118، 300 باس IEEE، 145 باس ایالت آیوا و شبکه 1153 باس شرق ایران در شبیه‌سازی استفاده شده است. همچنین از 4 روش پخش بار متوالی، روش تکراری کمترین باقیمانده تعمیم‌یافته، روش نیوتن- رافسون- سایدل کلاسیک و روش پخش بار هولومورفیک استاندارد برای مقایسه استفاده گردیده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهند که روش ارائه‌شده قابل قبول است.توان انتقالی در دسترس، پخش بار هولومورفیک، پخش بار نیوتن، رافسون، سایدل، خط HVDChttp://ijece.org/ar/Article/Download/32166
مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران16823745211202353Integrated Fault Estimation and Fault Tolerant Control Design for Linear Parameter Varying System with Actuator and Sensor Faultطراحی یکپارچه تخمین‌گر عیب و کنترل‌کننده تحمل‌پذیر عیب برای سیستم‌های خطی پارامتر متغیر با عیب عملگری و حسگری5158fa هوشنگجعفری دانشگاه تربیت مدرسامینرمضانیدانشگاه تربیت مدرسمهدیفروزان فر دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز202213Fault occurrence in real operating systems usually is inevitable and it may lead to performance degradation or failure and requires to be meddled quickly by making appropriate decisions, otherwise, it could cause major catastrophe. This gives rise to strong demands for enhanced fault tolerant control to compensate the destructive effects and increase system reliability and safety in the presence of faults. In this paper, an approach for estimation and control of simultaneous actuator and sensor faults is presented by using integrated design of a fault estimation and fault tolerant control for time-varying linear systems. In this method, an unknown input observer-based fault estimation approach with both state feedback control and sliding mode control was developed to assure the closed-loop system's robust stability via solving a linear matrix inequality formulation. The presented method has been applied to a linear parameter varying system and the simulation results show the effectiveness of this method for fault estimation and system stability.وقوع عیب در سیستم‌های واقعی عملاً غیر قابل اجتناب بوده و می‌تواند باعث کاهش عملکرد و حتی واردشدن خسارت غیر قابل جبران مالی و جانی گردد. از این رو مداخله به‌موقع و سریع با اتخاذ تصمیم‌های مناسب به جهت جلوگیری از صدمات ناشی از عیب بسیار حیاتی است. همین امر استفاده از روش‌های کنترل تحمل‌پذیر عیب را برای جبران اثرات مخرب عیب در سیستم و افزایش قابلیتاطمینان و امنیت آن بسیار ضروری می‌نماید. در این مقاله روشی برای تخمین و کنترل وقوع عیب عملگری و حسگری به‌صورت هم‌زمان با استفاده از طراحییک تخمین‌گر عیب و کنترل‌کننده تحمل‌پذیر عیب به‌صورت یکپارچه برای سیستم‌های خطی متغیر با زمان ارائه گردیده است. در این روش از یک تخمین‌گر مبتنی بر رؤیتگر ورودی ناشناخته با کنترل‌کننده حالت و مد لغزشی به جهت اطمینان از پایداری مقاوم سیستم از طریق حل نامساوی ماتریس خطی استفاده شده است. روش ارائه‌شده، روییک سیستم خطی با پارامتر متغیر اعمال گردیده و نتایج شبیه‌سازی، مؤثربودن این روش برای تخمین عیوب و پایداری سیستم را نشان می‌دهد.تخمین‌گر عیب، سیستم خطی پارامتر متغیر، کنترل‌کننده تحمل‌پذیر عیب، نامساوی ماتریس خطیhttp://ijece.org/ar/Article/Download/33269
مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران16823745211202353Design and Simulation of a Low Power and High-Speed CMOS Double-Tail Comparatorطراحی و شبیه‌سازی مقایسه‌کننده‌های دو دنباله توان پایین و با سرعت بالا5965faاکبرحیدری تباردانشگاه آزاد اسلامی واحد نورحبیب الهآدرنگدانشگاه آزاد اسلامی واحد نورسیدصالحقریشیدانشگاه آزاد اسلامی واحد نوررضا یوسفیدانشگاه آزاد اسلامی واحد نور2022128The need for low power and high-speed ADC pushes for dynamic comparators to reduce power consumption and maximize speed. This paper presents an analysis of delay, speed, and comparator considerations, and analytical expressions are derived. Using the equation expressions, we can understand the design of comparators and make trade-offs. Based on the presented analysis, a new dynamic comparator is proposed by modifying the circuit of the conventional tail comparator for high speed and low power at small supply voltages without complicating the circuit design, resulting in a remarkable reduction in delay time and incremental speed. Simulation results in a 180 nm CMOS technology confirm the analysis results. It is shown that the proposed conventional tail comparator reduces power consumption and increases speed. The simulation results show that the proposed comparator operates up to 2.5GHz with a delay of 69ps and consumes only 329 μW at a supply voltage of 1.2 V and an offset standard deviation of 7.8 mW.در یک ADC با توان کم و سرعت بالا، مقایسه‌کننده‌های دینامیکی با توان کم و سرعت بالا از نیازهای ضروری می‌باشد. این مقاله تحلیلی از ملاحظات تاخیر انتشار، سرعت، و توان مصرفی مقایسه‌کننده را ارائه می‌کند و عبارات تحلیلی مورد نظر تجزیه و تحلیل می‌شوند. با استفاده از معادلات ریاضی، می‌توان طراحی مقایسه‌کننده‌ها را درک نمود. بر اساس تحلیل ارائه شده، یک مقایسه‌کننده دینامیکی جدید با اصلاح مدار مقایسه‌کننده دو دنباله برای سرعت بالا و توان کم در ولتاژهای تغذیه کم بدون پیچیدگی طراحی مدار پیشنهاد شده است که منجر به کاهش قابل‌توجه در زمان تاخیر و در نتیجه افزایش سرعت می‌شود. نتایج شبیه‌سازی در فناوری CMOS 0.18 میکرومتری نتایج تجزیه و تحلیل را اثبات می‌کند و نشان داده شده که مقایسه‌کننده دو دنباله پیشنهادی توان مصرفی را کاهش داده و سرعت را افزایش می‌دهد. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که مقایسه‌کننده پیشنهادی تا فرکانس 5/2 گیگاهرتز با تاخیر 69 پیکوثانیه کار می‌کند و حدود 329 میکرووات را در ولتاژ تغذیه 2/1 ولت و انحراف استاندارد 8/7 میلی‌وات مصرف می‌کند.طراحی CMOS، مقایسه‌کننده،سرعت بالا، توان پایین، دو دنبالهhttp://ijece.org/ar/Article/Download/33665
مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران16823745211202353Optimum Design and Full-Wave Analysis of Broad-Band Metamaterial Absorbers in the Visible Light Spectrumطراحی بهینه و تحلیل تمام‌موج جاذب‌های فراماده‌ای پهن‌بانددر طیف نور مرئی6670faمرتضینظریدانشگاه صنعتی سهندامیرحبیب‌زاده شریفدانشگاه صنعتی سهند0000000226613708محمداسکندریدانشگاه صنعتی سهند202259In this paper, optimum design, numerical simulation and full-wave analysis of two broad-band metamaterial absorbers have been presented in the infrared, visible light, and ultraviolet frequencies of the sunlight spectrum. These planar absorbers consist of two conductive layers and an intermediate insulating layer. The simulations results obtained by the finite integration technique have shown that performance of the designed absorbers is independent of the incident wave polarization and its elevation and azimuth angles. The proposed absorbers have an absorption of more than 92% in the visible light range. Therefore, these absorbers can be used to harvest the energy of sunlightدر این مقاله، طراحی بهینه، شبیه‌سازی عددی و تحلیل تمام‌موج دو جاذب فراماده‌ای پهن‌باند در فرکانس‌های فروسرخ، نور مرئی و فرابنفش از طیف نور خورشید ارائه شده‌اند. این جاذب‌های مسطح، متشکل از دو لایه هادی و یک لایه عایق میانی هستند. نتایج حاصل از شبیه‌سازی‌های عددی مبتنی بر روش انتگرال‌گیری متناهی نشان داد‌ه‌اند که عملکرد جاذب‌های طراحی‌شده مستقل از قطبش و زوایای تابش سمتی و ارتفاع موج تابشی است. جاذب‌های پیشنهادی دارای میزان جذب بیش از 92% در محدوده نور مرئی هستند؛ لذا این جاذب‌ها می‌توانند به منظور برداشت انرژی نور خورشید مورد استفاده قرار گیرند.جاذب، پهن‌باند، فراماده، نور مرئی، تحلیل تمام‌موجhttp://ijece.org/ar/Article/Download/37222