مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران168237452012022619A Two-Step Stochastic Linear Programming Approach for Microgrid Resources and Energy Storage Management with Real-Time Pricing Program Using Salp Swarm Optimization Algorithmیک روش برنامه‌ریزی ﺧﻄﯽ ﺗﺼﺎدﻓﯽ دومرحله‌ای جهت مدیریت انرژی منابع و ذخیره‌سازهای ریزشبکه با در نظر گرفتن برنامه قیمت‌گذاری واقعی با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام سالپ118faمحسنصرامیدانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد،دانشکده مهندسی برقمجيد معظميدانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد،دانشکده مهندسی برقغضنفرشاهقلیاندانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد،دانشکده مهندسی برق2021613Integrating renewable resources to provide local load has created a concept called microgrid. With the widespread introduction of microgrids, energy management and system utilization and resources in the electricity market are important tasks of microgrid management. In this paper, the problem of microgrid utilization is modeled taking into account economic, technical and uncertainties related to power consumption, wind speed and solar radiation in electricity market conditions. One of the most important issues in the electricity market is the discussion of the participation of units in real price conditions. In this paper, a framework for the exploitation of electricity and the consumption of controllable loads through integrated utilization of distributed energy sources of uncertainty is presented from a consumer perspective. The optimization problem is a two-step stochastic linear programming that minimized the cost of microgrid operation and expected cost of consumers considering the consumer’s requirement for controllable loads in the desire time interval and distribution company constraints that solved by using Salp swarm optimization algorithm. RBT and IBR tariffs are employed for modeling retail power market for better reflection of wholesale price volatility and avoid of the concurrent use of consumers. In this method price announced to the consumers by retailers only is limited specific later hours instead of the entire operation period. In this condition any timing of controllable loads need to price forecasting, while this forecasting have some uncertainties. These uncertainties are modeled using Monte Carlo method for stochastic price variable scenario generation. MATLAB software is employed for simulation and verification of the proposed method.یکپارچه‌سازی منابع تجدیدپذیر به منظور تأمین بار محلی باعث به وجود آمدن مفهومی به نام ریزشبکه شده است. با ورود گسترده ریزشبکه‌ها، مدیریت انرژی و بهره‌برداری از سیستم‌ و منابع در شرایط بازار برق از وظایف مهم مدیریت بهره‌برداری ریزشبکه است. در این مقاله مسئله بهره‌برداری ریزشبکه با در نظر گرفتن مسایل اقتصادی، فنی و همچنین با در نظر گرفتن عدم قطعیت‌های مربوط به بار مصرفی، سرعت باد و تابش خورشید در شرایط بازار برق مدل‌سازی شده است. یکی از مباحث مهم در شرایط بازار برق بحث مشارکت واحدها در شرایط قیمت واقعی است. بر این اساس چهارچوبی به منظور بهره‌برداری ﺑﻬﯿﻨﻪ و ﻣﺼﺮف اﻧﺮژی بارهای کنترل‌پذیر در ﺷﺮاﯾﻂ بهره‌برداری یکپارچه از منابع انرژی توزیع‌شده دارای عدم قطعیت، از دﯾﺪﮔﺎه مصرف‌کننده اراﺋﻪ می‌شود. مسئله بهینه‌سازی مورد نظر به صورت ﯾﮏ مسئله برنامه‌ریزی ﺧﻄﯽ ﺗﺼﺎدﻓﯽ دومرحله‌ای، با هدف کمینه‌سازی هزینه بهره‌برداری ریزشبکه و ﻫﺰﯾﻨﻪ ﻣﻮرد اﻧﺘﻈﺎر ﭘﺮداﺧﺘﯽ مصرف‌کننده و ﺑﺎ در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻦ ﻧﯿﺎز مصرف‌کننده ﺑﻪ ﺑﺮﺧﯽ از بارهای کنترل‌پذیر ﺧﻮد در بازه‌های زﻣﺎﻧﯽ مورد نظر او و محدودیت‌های بارها و ﻧﯿﺰ محدودیت‌های اعمال‌شده از ﺟﺎﻧﺐ ﺷﺮﮐﺖ ﺑﺮق ﻣﺪل می‌شود که با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام سالپ حل می‌گردد. ﺑﺮای مدل‌سازی ﺑﺎزار ﺑﺮق خرده‌فروشی، تعرفه‌های RTP و IBR مورد استفاده ﻗﺮار می‌گیرد ﺗﺎ ﻫﻢ ﻧﻮﺳﺎﻧﺎت ﻗﯿﻤﺖ عمده‌فروشی ﺑﻬﺘﺮ ﻣﻨﻌﮑﺲ ﺷﻮد و ﻫﻢ از هم‌زمانی ﻣﺼﺮف ﺟﻠﻮﮔﯿﺮی گردد. در این روش ﻗﯿﻤﺖ به جای ﻣﺸﺨﺺﺑﻮدن در ﮐﻞ دوره برنامه‌ریزی، ﺗﻨﻬﺎ در ﺗﻌﺪاد ﻣﺤﺪودی از ﺳﺎﻋﺎت آﯾﻨﺪه، از ﺟﺎﻧﺐ خرده‌فروش ﺑﻪ مصرف‌کننده اﻋﻼم می‌شود. در اﯾﻦ ﺷﺮاﯾﻂ ﻫﺮ ﮔﻮﻧﻪ زمان‌بندی ﺑﺎرﻫﺎی کنترل‌پذیر ﻧﯿﺎزﻣﻨﺪ پیش‌بینی ﻗﯿﻤﺖ اﺳﺖ و اﯾﻦ در ﺣﺎﻟﯽ اﺳﺖ ﮐﻪ پیش‌بینی ﻗﯿﻤﺖ، ﻋﺪم قطعیت‌هایی را ﺑﻪ ﻫﻤﺮاه ﺧﻮاﻫﺪ داﺷﺖ. اﯾﻦ عدم قطعیت ﺑﺎ ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺳﻨﺎرﯾﻮﻫﺎﯾﯽ ﺑﺮای ﻣﺘﻐﯿﺮ ﺗﺼﺎدﻓﯽ ﻗﯿﻤﺖ آﯾﻨﺪه ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از روش مونت‌کارلو، مدل‌سازی می‌شود. روش پیشنهادی با استفاده از نرم‌افزار MATLAB شبیه‌سازی و توانایی آن نشان داده شده است.http://ijece.org/fa/Article/Download/29199

مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران168237452012022619Hierarchical Control for Accurate Power Sharing and Circulation Current Reduction in Resistive AC Microgrids Using Adaptive Virtual Impedance and Distributed Communication Linksکنترل سلسله‌مراتبی برای تقسیم صحیح توان و کاهش جریان‌های گردشی در ریزشبکه‌های متناوب مقاومتی با به کارگیری امپدانس مجازی تطبیقی و بستر مخابراتی توزیع‌شده‌1934faمسعوداسماعیلیدانشگاه صنعتی سهند،دانشکده مهندسی برقمحمدهجریدانشگاه صنعتی سهند،دانشکده مهندسی برق2021227This paper presents an efficient method based on the adaptive virtual impedance and distributed communication link with a hierarchical control system in the resistive AC islanding micrigrids for accurate power sharing and circulating current reduction. In existing methods, the adaptive virtual resistance can take negative values and violate the assumption of feeders’ resistive dominance based on which the droop controller is designed, and as a result, deteriorate its performance. Besides, the negative virtual resistance, with a reduction in the system overall damping, can reduce the stability margin and lead to side effects on the closed-loop system performance, especially during transients. In the proposed method, the problems associated with the negative virtual resistance are removed via the intelligent implementation of a new distributed communication link among microgrid inverters. The advantages of the proposed method include: circulating current elimination, accurate power sharing among distributed generators proportional to their rated capacities, prevention of voltage and frequency deviations from their reference values in point of power coupling (PCC) bus, guarantee of the resistive or inductive dominance of the feeder impedance in various operating points, decoupling between active and reactive powers, and as a result, guarantee of a desirable performance for droop controller in different operating points, performance and stability improvement, and finally using a simple, one-sided and a low bandwidth communication link instead of the complex, two-sided, and centralized communication system. Simulation results in MATLAB/SIMULINK environment demonstrate that the proposed control strategy has obviated effectively the shortcomings of the conventional droop and adaptive virtual impedance controllers.این مقاله به ارائه یک روش کارا مبتنی بر امپدانس مجازی تطبیقی و یک بستر مخابراتی توزیع‌شده با ساختار کنترلی سلسله‌مراتبی در ریزشبکه‌های متناوب مقاومتی جزیره‌ای به منظور تقسیم صحیح توان و کاهش جریان‌های گردشی می‌پردازد. در روش‌های موجود، مقاومت مجازی تطبیقی می‌تواند مقادیر منفی را احراز نموده و فرض غالب‌بودن خاصیت مقاومتی خط تغذیه را که کنترلر دروپ بر مبنای آن طراحی شده، نقض و عملکرد دروپ را مختل نماید. همچنین مقاومت مجازی منفی با کاهش میرایی کل سیستم، می‌تواند حاشیه پایداری را کاهش داده و اثرات نامطلوبی بر عملکرد سیستم حلقه بسته، بالاخص در حالت‌های گذرا داشته باشد. در روش پیشنهادی با اجرای هوشمندانه یک بستر مخابراتی توزیع‌شده جدید بین اینورترهای ریزشبکه، مشکل منفی‌شدن مقاومت مجازی رفع گردیده است. مزایای سیستم کنترلی پیشنهادی عبارت هستند از حذف جریان گردشی، تقسیم صحیح توان بین منابع تولید پراکنده متناسب با ظرفیت نامی آنها، جلوگیری از انحراف فرکانس و دامنه ولتاژ باس نقطه اتصال مشترک از مقدار نامی، عدم نیاز به اندازه‌گیری و یا تخمین امپدانس خطوط تغذیه واصل بین اینورتر و باس نقطه اتصال مشترک، تضمین غالب‌بودن خاصیت سلفی یا مقاومتی امپدانس کل خط تغذیه در شرایط کاری مختلف، جلوگیری از ایجاد وابستگی بین توان‌های اکتیو و راکتیو و در نتیجه تضمین عملکرد مطلوب کنترلر دروپ در نقاط کاری مختلف، بهبود پایداری و پاسخ حالت گذرا و در نهایت استفاده از یک بستر مخابراتی توزیع‌شده ساده و یک‌طرفه با پهنای باند پایین به جای بسترهای مخابراتی پیچیده، متمرکز و دوطرفه. نتایج حاصل از شبیه‌سازی در محیط سیمولینک نرم‌افزار متلب نشان می‌دهد که روش کنترل پیشنهادی معایب کنترل دروپ و امپدانس مجازی تطبیقی مرسوم را به طرز مطلوبی رفع نموده است.http://ijece.org/fa/Article/Download/29150

مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران168237452012022619Novel AI-Based Metaheuristic Optimization Approaches for Designing INS Navigation Systemsبهره‌گیری از رویکردهای جدید بهینه‌سازی هوشمند فراابتکاری مبتنی بر هوش مصنوعی در طراحی سیستم‌های ناوبری INS3550faعلیمحمدیدانشگاه صنعتی اصفهان،دانشكده مهندسی برق و كامپیوترفریدشیخ الاسلامدانشگاه صنعتی اصفهان ،دانشكده مهندسی برق و كامپیوترمهدی امامیدانشگاه یزد،دانشكده مهندسی مکانیک2021910Soft computing techniques in engineering sciences have covered a large amount of research. Among them is the design and optimization of navigation systems for use in land, sea, and air transportation systems. Therefore, in this paper, an attempt is made to take advantage of novel approaches of intelligent metaheuristic optimization for designing integrated navigation systems. For this purpose, the inclined planes system optimization algorithm with several modified and new versions have been used along with two well-known methods of genetic algorithm and particle swarm optimization. Considerations are made on an INS/GNSS problem with IMU MEMS inertia measurement modules. Process and measurement noise covariance matrices are considered as design variables and the sum of mean-squares-error as an objective function in the form of a single-objective minimization problem. Outputs are presented in terms of statistical and performance indicators such as runtime, fitness, convergences, angular-velocity accuracy, latitude, longitude, altitude, roll, pitch, yaw, and routing along with the ranking of algorithms. The overall assessment indicated the correctness of the performance and the relative superiority of the IPO and IIPO over the competitors and competitive performance of the assumed algorithms in comparison with the volume of considerations and calculations of the base problem.به کارگیری تکنیک‌های محاسبات نرم در علوم مهندسی حجم زیادی از پژوهش‌ها را شامل شده است. از جمله این مسایل می‌توان به طراحی و بهینه‌سازی سیستم‌های ناوبری جهت استفاده در سیستم‌های حمل‌ونقل زمینی، دریایی و هوایی اشاره کرد. از این رو در این پژوهش سعی در بهره‌گیری از رویکردهای جدید بهینه‌سازی هوشمند فراابتکاری مبتنی بر هوش مصنوعی در جهت طراحی سامانه‌های ناوبری تلفیقی می‌باشد. برای این منظور از نسخه جدید الگوریتم بهینه‌سازی سیستم صفحات شیب‌دار به همراه چند نسخه دیگر آن در کنار دو روش مرسوم الگوریتم زیستی و بهینه‌سازی ازدحام ذرات استفاده شده است. ملاحظات بر روی یک مسأله INS/GNSS با ماژول‌های اندازه‌گیری اینرسی IMU MEMS انجام شدند. ماتریس‌های کواریانس نویز فرایند و اندازه‌گیری به عنوان متغیرهای طراحی و مجموع میانگین مربعات خطا به عنوان تابع هدف در قالب یک مسأله کمینه‌سازی تک‌هدفه در نظر گرفته شده‌اند. خروجی‌ها بر حسب شاخص‌های آماری و عملکردی نظیر زمان اجرا، برازندگی، همگرایی‌ها، دقت سرعت‌های زاویه‌ای، طول و عرض جغرافیایی، بلندی، Roll، Pitch، Yaw و مسیریابی به همراه رتبه‌بندی الگوریتم‌ها ارائه شدند. برایند کلی نتایج حکایت از عملکرد موفق و برتری نسبی روش های IPO و IIPO نسبت به رقبا و همچنین کارکرد قابل رقابت الگوریتم های پیشنهادی در قیاس با حجم ملاحظات و محاسبات مسأله مفروض دارد.http://ijece.org/fa/Article/Download/29253

مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران168237452012022619Model Predictive Control of Permanent Magnet Synchronous Machine Based on Finite and Continuous Control Sets in Two Functional Quartersکنترل پیش‎بین مبتنی بر مدل ماشین سنکرون مغناطیس دایم با دو رهیافت مجموعه کنترل محدود و بی‎نوسان در دو ربع عملکردی5161faاحسانقاسمی مدانیدانشگاه صنعتی مالک اشتر،مجتمع برق و کامپیوترمحمدرضاعلیزاده پهلوانیدانشگاه صنعتی مالک اشتر،مجتمع برق و کامپیوترآرشدهستانی کلاگردانشگاه صنعتی مالک اشتر،مجتمع برق و کامپیوتر0000-0001-8458-08982020824In this paper, two schemes of model predictive control (MPC) method, named finite control set model predictive control (FCS-MPC) and dead-beat model predictive control (DB-MPC) as a continuous control set model predictive control (CCS-MPC) are applied and compared to control the current of a permanent magnet synchronous machine in energy recovery mode for the use of electric vehicles. The FCS-MPC strategy selects the optimal voltage vector and applies the control pulses directly to the inverter without using any modulators. In other side, DB-MPC is implemented through space vector pulse width modulation (SVPWM). The performance and results of both types of control strategies are extracted and compared using MATLAB Simulink software. The comparisons are made mainly in steady state and transient modes. Both control strategies are applied to a permanent magnet synchronous machine with the same parameters and with the same operating mode. The results show that the current steady state fluctuation is further reduced in the DB-MPC strategy and the transient state response is faster in the FCS-MPC strategy.در این مقاله، دو نوع کنترل پیش‎بین با نام‎های کنترل پیش‎بین با مجموعه کنترلی محدود مبتنی بر مدل (FCS-MPC) و کنترل پیش‎بین بی‎نوسان مبتنی بر مدل (Dead-Beat MPC)‎، به منظور کنترل جریان ماشین سنکرون مغناطیس دایم در حالت بازیابی انرژی برای کاربرد خودروهای الکتریکی اعمال و مقایسه شده‎ است. استراتژی FCS-MPC بردار ولتاژ بهینه را انتخاب و پالس‎های کنترلی را مستقیماً بدون استفاده از هیچ گونه مدولاتوری به اینورتر اعمال می‎کند و استراتژی Dead-Beat MPC با مدولاسیون پهنای پالس فضای برداری پیاده‎سازی شده است. عملکرد و نتایج هر دو نوع استراتژی با استفاده از نرم‎افزار سیمولینک متلب استخراج و با یکدیگر مقایسه گردیده است. مقایسه به طور عمده در دو حالت ماندگار و حالت گذرا انجام شده است. هر دو نوع استراتژی بر روی یک ماشین سنکرون مغناطیس دایم با پارامترهای یکسان و با حالت کاری مشابه اعمال شده است. نتایج نشان می‎دهد که نوسان جریان در حالت ماندگار در استراتژی DB-MPC کاهش بیشتری داشته و پاسخ حالت گذرا در استراتژی FCS-MPC سریع‎تر است.http://ijece.org/fa/Article/Download/28978

مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران168237452012022619testDesign Decentralized Controller for a Group of Cooperative Robot to Pushing a Box in Presence of Network Constraintsطراحی کنترل‌کننده غیر متمرکز برای گروهی از ربات‌های همکار برای هل‌دادن یک جسم با لحاظ محدودیت‌های شبکه ارتباطی6270faمیلادمرادیدانشگاه صنعتی مالک اشتر،مجتمع دانشگاهی برق و کامپیوترسید محمد مهدیدهقاندانشگاه صنعتی مالک اشتر،مجتمع دانشگاهی برق و کامپیوتر00000002383502122020117The problem of pushing objects by a group of cooperative robots has many applications on land and sea level and due to its importance, it has become a standard problem for evaluating various theories of robot cooperation. In this case, each robot produces distributed control force to push the object in the desired direction. The proposed methods for distributed control of an object on a time-varying path require information about the position of the robots relative to the object. The problem of the lack of sufficient knowledge of each robot of how the robots are positioned relative to the body can be solved by proposing a consensus issue on positional moments. In this case, the robots must reach a consensus on these moments by exchanging information through the communication network between them. The effect of communication network between robots on the process of reaching consensus and the effect of delay in consensus on the results of control of object on the desired path is the subject of this article. In this paper, the appropriate control law for achieving consensus in the absence of full connection between all bots, delay and the probability of data loss in the communication network is presented. The maximum allowable network delay is also specified to prevent the instability of object motion control. The simulation results show the capability of the proposed method for controlling the velocity of the object on the desired variable path and show the effect of network constraints on the performance of the controller.در این مقاله مسأله هل‌دادن جسم به عنوان یکی از مسایل استاندارد همکاری ربات‌ها در نظر گرفته شده است. در این مسأله، هر ربات‌ به صورت غیر متمرکز نیروی کنترلی خود را برای هدایت جسم تولید می‌نماید. روش‌های ارائه‌شده برای کنترل غیر متمرکز جسم بر روی یک مسیر متغیر با زمان نیازمند اطلاعاتی در خصوص موقعیت ربات‌های هل‌دهنده نسبت به جسم می‌باشند. عدم وجود شناخت هر ربات‌ از نحوه قرارگیری ربات‌‌ها نسبت به جسم را می‌توان به کمک تبادل اطلاعات از طریق شبکه ارتباطی مابین ربات‌ها و طرح یک مسأله اجماع بر روی ممان‌های موقعیتی برای توافق در خصوص مقادیر ممان برطرف نمود. اثر ارتباطات بین ربات‌ها بر روی فرایند رسیدن به اجماع و اثر تأخیر در اجماع بر کنترل حرکت جسم، موضوع مورد مطالعه در این مقاله است. در این مقاله، قانون کنترلی مناسب برای دستیابی به اجماع در شرایط عدم وجود ارتباط دوبه‌دو مابین همه‌ ربات‌ها، وجود تأخیر و احتمال از دست رفتن داده‌ها در شبکه ارتباطی ارائه شده است. حداکثر تأخیر مجاز شبکه برای ممانعت از ناپایداری کنترل حرکت جسم نیز مشخص شده است. نتایج شبیه‌سازی، قابلیت روش پیشنهادی برای کنترل سرعت جسم بر روی مسیر مطلوب را مشخص کرده و اثر محدودیت‌های شبکه را بر روی کارایی کنترل‌کننده نشان می‌دهد.http://ijece.org/fa/Article/Download/29038

مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران168237452012022619Measuring and Modeling Satellite Reaction Wheel Disturbances Using Acceleration and Force Sensorsاندازه‌گیری و مدل‌سازی اغتشاشات چرخ عکس‌العملی ماهواره با استفاده از سنسور شتاب و نیرو7179faآرمان صحت نیادانشگاه تبریز،دانشكده مهندسي برق و كامپيوترفرزادهاشم‌زادهدانشگاه تبریز،دانشكده مهندسي برق و كامپيوترحمیدقوچی اسکندردانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز،دانشكده فنی و مهندسي20201019The reaction wheel is one of the most sensitive devices used in spacecraft, which is easily disturbed. Nowadays, maintaining the status of the satellite and the ability to control it, is one of the most important issues due to the costly design and construction of such projects. To improve this process, identifying and modeling perturbations and analyzing their effects on system parameters to spot the defects, are very important. As a result, accurate identification and estimation of perturbations on reaction wheels through studying the effect of input uncertainty on the system state variables is necessary to reveal the internal condition of the spacecraft and identify its defects. For this reason, in this paper, a new observer is designed to estimate the uncertain perturbation and the system state vector. In this regard, by considering the dynamics of variable micro-turbulence with wheel imbalance time, we obtain the proposed observer’s design matrices at any time by performing a series of linear matrix inequality (LMI) calculations that converge and stabilize the estimation error based on Lyapuanv theorem. Then, the results are presented in a series of simulations in MATLAB software included the characteristic of estimated uncertain inputs and state vector of micro-turbulence model, in section four.چرخ‌ عکس‌العملی، یکی از حساس‌ترین ادوات مربوط به رانشگرهای فضایی است که به راحتی دستخوش اغتشاشات می‌شود. حفظ وضعیت ماهواره و توانایی در کنترل آن به دلیل پرهزینه بودن پروژه‌های طراحی و ساخت، یکی از مهم‌ترین مسایل مطرح‌شده این روزها می‌باشد. برای بهبود این روند، شناسایی و مدل‌کردن اغتشاشات و تحلیل تأثیرات آن بر پارامترهای سیستم جهت شناسایی و نقطه‌یابی نقص، از اهمیت بسیاری برخوردار هستند. در نتیجه شناسایی و تخمین دقيق اغتشاشات واردشده بر چرخ‌هاي عكس‌العملي و بررسی تأثیر این ورودی‌های نامعین بر متغیرهای حالت سیستم، امری ضرروی برای آشکارشدن وضعیت داخلی فضا‌پیما و شناسایی نقص آن است. به همین سبب در این مقاله از یک رؤیتگر جدید جهت تخمین بردار ورودی نامعین اغتشاش و بردار حالت سیستم استفاده شده است. در این راستا با در نظر گرفتن دینامیک میکرواغتشاش متغیر با زمان آنبالانس چرخ، ماتریس‌های طراحی رؤیتگر پیشنهادی در هر لحظه از زمان را با انجام یک سری محاسبات نامساوی‌های ماتریسی (LMI) به دست می‌آوریم که همگرایی و پایداری خطای تخمین این روش بر اساس قضیه لیاپانوف اثبات گردیده است. سپس نتایج طی یک سری شبیه‌سازی در نرم‌افزار Matlab با مشخصه تخمین ورودی بردار نامعین و بردار حالت مدل میکرواغتشاش، در بخش چهار ارائه می‌شوند.http://ijece.org/fa/Article/Download/29022

مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران168237452012022619Design and Simulation of a Lable-Free Nano Biosensor for Detecting Molecules via Nanotube Junctionless Field Effect Transistorطراحی و شبیه‌سازی نانوحسگر زیستی بدون برچسب برای تشخیص مولکول با استفاده از ترانزیستور اثر میدانی نانولوله بدون پیوند8088faزهراآهنگریدانشگاه آزاد اسلامی واحد یادگار امام خمینی (ره) شهر ری،گروه الکترونیک2021226Biosensors have various applications especially in medical diagnosis. In this paper, nanotube junctionless transistor is employed for label-free detection of biomolecules. The proposed device works based on dielectric modulated principle. In this transistor, the gate voltage is responsible for controlling the drain current and in case of gate capacitance variation, the drain current can be modulated. A nanogap is embedded in the gate insulator region for immobilization of biomolecules. Since each individual biomolecule has its specific dielectric constant, the accumulation of different biomolecule in the nanogap changes the dielectric constant of the nanogap, which eventually leads to the variation of gate capacitance and the drain current. Threshold voltage variation and drain current modulation are considered as two measures for detecting biomolecules and determining the biosensor’s sensitivity. The proposed device has two internal and external gates with low static power consumption as well as simpler low temperature fabrication process. One of the main advantages of the proposed device is its high selectivity and sensitivity, especially for biomolecules with low dielectric constant. Impact of critical physical and structural design parameters on the operation of the biosensor are thoroughly investigated. Gate workfunction and channel doping density are two critical parameters that affect the sensitivity of the biosensor and as a consequence, optimum values should be determined for them. Due to the low power consumption and high sensitivity, this sensor can be considered as a potential candidate for applications in nanoscale regime.حسگرهای زیستی دارای کاربردهای متنوعی خصوصاً در بخش تشخیص پزشکی هستند. در این مقاله از ترانزیستور نانولوله بدون پیوند به عنوان حسگر زیستی بدون برچسب برای تشخیص مولکول استفاده گردیده است. اساس عملکرد این حسگر بر مبنای مدولاسیون دی‌الکتریک عایق گیت است. در این ترانزیستور، گیت وظیفه کنترل جریان درین را بر عهده دارد و در صورت تغییر خازن گیت، جریان درین تغییر می‌کند. یک نانوحفره در عایق گیت ایجاد گردیده که محل قرارگیری مولکول است. از آنجا که مولکول‌های زیستی مختلف دارای ثابت دی‌الکتریک متفاوتی هستند، انباشتگی مولکول‌های مختلف در نانوحفره موجب تغییر ثابت دی‌الکتریک نانوحفره گردیده و این امر در نهایت موجب تغییر خازن گیت و تغییر جریان افزاره می‌گردد. تغییرات ولتاژ آستانه و تغییرات جریان درین به عنوان دو معیار برای شناسایی مولکول و تعیین حساسیت حسگر معرفی شده‌اند. این حسگر به دلیل دارابودن دو گیت داخلی و خارجی دارای توان مصرفی پایینی است و دارای فرایند ساخت ساده در دمای پایین می‌باشد. از مزایای ساختار مطرح‌شده در این حسگر می‌توان به حساسیت بالا و تفکیک‌پذیری بالا خصوصاً در مولکول‌هایی با ثابت دی‌الکتریک پایین اشاره نمود. اثر متغیرهای مهم ساختاری و فیزیکی بر عملکرد این حسگر به طور کامل مورد بررسی قرار گرفته است. تابع کار فلز گیت و آلایش کانال دو معیار بسیار مهم در حساسیت حسگر هستند که لازم است مقادیر بهینه‌ای برای آنها تعیین گردد. به دلیل توان مصرفی پایین و حساسیت بالا، این حسگر می‌تواند گزینه مناسبی برای کاربرد در ابعاد نانو باشد.http://ijece.org/fa/Article/Download/29138