مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران168237452312025726Classification of Inter-Turn Short-Circuit Fault Severity in Permanent Magnet Synchronous Motors Using Decision Tree and Bayesian Neural Networkدستهبندی شدت عیب اتصال کوتاه بین دور موتورهای سنکرون مغناطیس دائم با استفاده از درخت تصمیمگیری و شبکه عصبی بیزین119fa عباس درویشیدانشکده مهندسی برق دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهوازسید محسنسید موسویدانشکده مهندسی برق، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران، بهزادمشیریدانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه تهران، تهران، ایران2024919<p style="direction: ltr;">This paper investigates the identification of inter-turn short-circuit fault severity in a 3-kilowatt permanent magnet synchronous motor using a decision tree and a deep Bayesian neural network. The primary dataset includes three-phase current signals under both healthy and faulty conditions, covering six fault severity levels. A preprocessing stage is conducted to analyze the data in time and frequency domains using discrete wavelet transform and power spectral density analysis. To reduce the dimensionality of the feature space, statistical indicators such as mean, standard deviation, kurtosis, and skewness are initially extracted. Kernel principal component analysis is then employed to identify the most salient features. A decision tree algorithm is trained to detect motor fault conditions. Finally, a deep Bayesian neural network is applied to classify the severity of the inter-turn short-circuit fault. The proposed algorithm’s performance is evaluated in terms of accuracy, precision, recall, and F1-score, considering varying numbers of selected dominant features.</p><p>این مقاله به بررسی شناسایی شدت عیب اتصال کوتاه بین دور در یک موتور سنکرون مغناطیس دائم با توان ۳ کیلووات با استفاده از درخت تصمیم‌گیری و شبکه عصبی عمیق بیزین می‌پردازد. مجموعه داده اصلی شامل سیگنال‌های جریان سه‌فاز در شرایط سالم و دارای عیب بوده که شش سطح از شدت عیب را شامل می‌شود. یک مرحله پیش‌پردازش برای تحلیل داده‌ها در حوزه‌های زمان و فرکانس انجام می‌شود. در این فرآیند از تبدیل موجک گسسته و تحلیل چگالی طیفی توان استفاده شده است. برای کاهش ابعاد فضای آموزشی، ابتدا معیارهای آماری مانند میانگین، انحراف معیار، کشیدگی و چولگی به دست می‌آیند. سپس از تحلیل مولفه‌های اصلی کرنل برای تعیین برجسته‌ترین ویژگی‌ها استفاده می‌شود. الگوریتم درخت تصمیم‌گیری برای شناسایی وضعیت عیب موتور آموزش داده می‌شود. در نهایت،یک شبکه عصبی عمیق مبتنی بر تئوری بیزین برای تشخیص شدت عیب اتصال کوتاه بین دور به کار گرفته می‌شود. عملکرد الگوریتم پیشنهادی از نظر دقت، صحت، بازخوانی و امتیاز 1F با در نظر گرفتن تعداد متفاوتی از ویژگی‌های غالب منتخب ارزیابی می‌شود.</p>http://ijece.org/fa/Article/Download/48038مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران168237452312025726Dynamic Modeling of Shipboard AC/DC Interconnected Microgrids and Attenuation of Transient States Caused by Pulsating Load Changesمدلسازی دینامیکی ریزشبکهی بهمپیوستهی AC/DC در شناورها و تعدیل حالتهای گذرای ناشی از تغییرات پالسی بار در آن 2032faمصطفیزمانیمجتمع دانشگاهی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایرانآرشدهستانی کلاگرمجتمع دانشگاهی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران0000-0001-8458-0898مهدیمصیبیمجتمع دانشگاهی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایرانمحمدرضاعلیزاده پهلوانیمجتمع دانشگاهی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران20241229<p style="direction: ltr;">AC/DC microgrids of modern vessels have undergone significant changes due to the increase of high-power loads and the development of energy storage systems. In this paper, the extracted microgrid model is the main model developed in the dq reference frame, and the simulation results show the dynamic effect caused by any instability between the AC and DC subsystems of the microgrid. Thus, according to the results of the simulations, the microgrid AC/DC subsystems will have different transient characteristics in case of disturbances such as short circuit, switching of high-power loads, and occurrence of electric arc, which lead to the instability of the microgrid. The ability of the microgrid to maintain stability largely depends on the damping of electromechanical oscillations by the controllers in the AC/DC microgrid, which makes the study and design of these controllers very important. In order to attenuate the transient states of the DC subsystem, the PI closed-loop controller is used in the energy storage system to control the duty cycle of the IGBT switches in the DC/DC converter. The results show that with the appropriate design of the controller of the energy storage system, the transient states in the DC subsystem, in case of instabilities caused by the load pulse changes, are significantly reduced and attenuate the transient states of the microgrid. In this article, the second Lyapunov method is used to evaluate the stability of AC/DC microgrid.</p><p>ریزشبکه‌های AC/DC شناورهای مدرن بدلیل افزایش بارهای با توان بالا و توسعه‌ی سیستم‌های ذخیرهسازی انرژی تغییرات چشمگیری داشته‌اند. در این مقاله مدل استخراج شده‌ی ریزشبکه، مدل اصلی‌ِ توسعه‌یافته‎‎ در چارچوب مرجع dq است و نتایج شبیه‌سازی‌ها تأثیرِ دینامیکیِ ناشی از هرگونه ناپایداری بین زیرسیستم‌های AC و DC ریزشبکه را نشان می‌دهند. بدین ترتیب با توجه به نتایج شبیه‌سازی‌های انجام شده، زیرسیستم‌های AC/DC ریزشبکه در صورت بروز حالت‌های گذرایی مانند اتصال کوتاه، کلیدزنی بارهای توان بالا و وقوع قوس الکتریکی، ویژگی‌های گذرای متفاوتی خواهند داشت که منجر به ناپایداری ریزشبکه می‌شوند. توانایی ریزشبکه در حفظ پایداری تا حد زیادی به میرا کردن نوسان‌های الکترومکانیکی توسط کنترل‌کننده‌های موجود در ریزشبکه‌ی AC/DC بستگی دارد که مطالعه و طراحی این کنترل‌کننده‌ها را بسیار مهم می‌سازد. جهت تعدیل حالت‌های گذرای زیرسیستم DC از کنترل‌کننده‌ی حلقه بسته‌ی PI در سیستم ذخیره‌سازی انرژی به‌ منظور کنترل سیکل‌ِ کاریِ کلیدهای IGBT مبدل DC/DC استفاده شده است. بنابراین با طراحی مناسب کنترل‌کننده‌ی سیستم ذخیره‌سازی انرژی، حالت‌های گذرا در زیرسیستم DC در صورت بروز ناپایداری‌های ناشی از تغییرات پالسی بار به ‌طور چشمگیری کاهش یافته و سبب تعدیل حالت‌های گذرای ریزشبکه خواهد شد. در این مقاله از روش دوم لیاپانوف برای ارزیابی پایداری ریزشبکه‌ی AC/DC‌ استفاده شده است.</p>http://ijece.org/fa/Article/Download/49015مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران168237452312025726Electrical Power Management in Shipboard Power Grids Using Distributed Predictive Control Methodمديريت توان الکتریکی در شبکه الکتریکی شناورها با استفاده از روش كنترل پیشبین توزيع¬شده3346faسعیدنوابیمجتمع دانشگاهی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران، مهدی مصیبیمجتمع دانشگاهی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران، محمدرضاعلیزاده پهلوانیمجتمع دانشگاهی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران، آرشدهستانی کلاگرمجتمع دانشگاهی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران. 0000-0001-8458-08982024102<p style="direction: ltr;">In this paper, a distributed control structure for power management in a shipboard power system (SPS) with nonlinear DC voltage is presented. The distributed control architecture has the advantages of lower computational burden, high flexibility, and good fault tolerance. In this topology, each subsystem is controlled by a model predictive controller using local state variables and parameters as well as interactive variables from other subsystems that are shared through a coordinator. At the master coordinator level, an optimization problem is solved iteratively to achieve the minimum error in the output voltage and the optimal state. The effectiveness of the proposed distributed control structure is demonstrated for the auxiliary power generation section of the shipboard power system, which is related to the DC-DC converter section used as the energy storage module. The correct performance is demonstrated by simulation results, and performance analysis in comparison with other converter control methods, such as proportional control, considering the system characteristics is also shown in the results comparison section.</p><p>در این مقاله، یک ساختار کنترل توزیع شده برای مدیریت توان در سیستم قدرت شناور (SPS) با ولتاژ DC غیرخطی ارائه شده است. معماری کنترل توزیع­¬شده دارای مزایای بار محاسباتی کمتر، انعطاف­پ ذیری بالا و تحمل خطای خوبی است. در این ساختار، هر زیر سیستم توسط یک کنترل­ کننده پیش­بین مدل با استفاده از متغیرها و پارامترهای حالت محلی و همچنین متغیرهای تعاملی از زیرسیستم­ های دیگر که از طریق یک هماهنگ­کننده به اشتراک گذاشته می­¬شوند، کنترل¬می ­شود. در سطح هماهنگ­کننده اصلی، یک مسئله بهینه­سازی به طور مکرر حل می­شود تا به کمترین مقدار خطا در ولتاژ خروجی و حالت بهینه دست یافت. اثربخشی ساختار کنترل توزیع­شده پیشنهادی برای بخش تولید توان کمکی سیستم قدرت شناور انجام شده است که مربوط به بخش مبدل­های DC-DC است که به عنوان ماژول ذخیره­ ساز انرژی مورد استفاده قرار گرفته است و صحت عملکرد توسط نتایج شبیه­ سازی نشان ­داده شده و همچنین تجزیه وتحلیل عملکرد در مقایسه سایر روش های کنترلی مبدل­ ها از قبیل کنترل تناسبی با درنظر گرفتن مشخصات سیستم نیز در قسمت مقایسه نتایج نشان­ داده شده است.</p>http://ijece.org/fa/Article/Download/48160مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران168237452312025726Design of an Adaptive Neuro-Fuzzy Sensorless Controller for Permanent Magnet Synchronous Motor طراحی کنترل کننده بدون سنسور عصبی- فازی تطبیقی برای موتور سنکرون مغناطیس دایم4757faسعیدزرگانیگروه مهندسی برق، پردیس صنعتی شهدای هویزه، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایرانناصرعرفانی مجدگروه مهندسی برق، پردیس صنعتی شهدای هویزه، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران، 2024816<p style="direction: ltr;">In this paper, the design of an adaptive neuro-fuzzy sensorless controller for a permanent magnet synchronous motor is proposed. The proposed controller includes a fuzzy logic controller part and a radial basis function neural network parameter adjuster adapted to changes in the system operating conditions. In other words, the proposed controller can adjust itself based on the system operating conditions and lead to an optimal response for the system. For sensorless control of a permanent magnet synchronous motor, a sliding mode observer and a phase-locked loop are used in an integrated manner to allow estimation of the rotor position and speed. In order to eliminate the error of the estimator and also the phase-locked loop at the beginning of the rotor operation, an I-f control strategy is used. This strategy will cause a smooth transition of torque-speed from the startup stage to the sensorless control stage. To demonstrate the effectiveness of the proposed control strategy, a simulation of a permanent magnet synchronous motor in the presence of the proposed controller was performed in the MATLAB software environment and its results were analyzed.</p><p>در این مقاله طراحی کنترل کننده بدون سنسور عصبی-فازی تطبیقی برای موتور سنکرون مغناطیس دایم پیشنهاد می­گردد. کنترل­کننده پیشنهاد شده شامل بخش کنترل کننده منطق فازی و تنظیم کننده پارامترهای شبکه عصبی تابع شعاعی پایه منطبق بر تغییرات شرایط کاری سیستم می­باشد. به­عبارتی دیگر کنترل­کننده پیشنهادی می­تواند بر اساس شرایط کاری سیستم خود را تنظیم نموده و منجر به پاسخ بهینه برای سیستم شود. برای کنترل بدون سنسور موتور سنکرون مغناطیس دایم مشاهده‌گر مود لغزشی و حلقه قفل شده فاز به صورت یکپارچه استفاده شده است تا امکان تخمین موقعیت و سرعت روتور فراهم شود. جهت حذف خطای تخمینگر و همچنین حلقه قفل شده فاز در ابتدای فعالیت روتور استراتژی کنترلی I-f به­کار گرفته شده است. این استراتژی موجب گذار آرام گشتاور- سرعت از مرحله راه اندازی به مرحله کنترل بدون سنسور خواهد شد. جهت نمایش موثر بودن استراتژی کنترلی پیشنهادی شبیه سازی موتور سنکرون مغناطیس دایم در حضور کنترل کننده پیشنهادی، در محیط نرم­ افزار MATLAB انجام شده و نتایج آن مورد بررسی قرارگرفته است.</p>http://ijece.org/fa/Article/Download/47690مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران168237452312025726Design of a Phase-Locked Loop with Low Power Consumption and High Stability at 2.45 GHzطراحی حلقه قفل فاز با توان مصرفی کم و ثبات بالا درفرکانس 2/45 گیگا هرتز5868faشادیاکبریدانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران مهرنازمناجاتی دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران0000000196117534202513<p style="direction: ltr;">This paper presents the design and simulation of a phase-locked loop (PLL) with a center frequency of 2.45 GHz, implemented using 0.18 µm CMOS technology and HSPICE simulation tools. The proposed PLL architecture comprises key components including a phase detector, charge pump, low-pass filter, voltage-controlled oscillator, and frequency divider. Circuit parameters were meticulously optimized through extensive simulations to ensure high performance. Results demonstrate stable and precise operation, with a power consumption below 13.56 mW, a lock time of approximately 16 reference cycles, and a phase noise of −115 dBc/Hz at 1 MHz offset. Owing to its low power usage and robust stability, the design is well-suited for applications such as ADSL modems, Wi-Fi communication systems, and portable electronic devices.</p><p>در این مقاله، طراحی و شبیه‌سازی حلقه قفل فاز (PLL) با فرکانس مرکزی 45<em>/</em>2 گیگاهرتز ارائه شده است. این PLL با استفاده از تکنولوژی 18<sub>/</sub>0 میکرون CMOS و نرم‌افزار HSPICE شبیه‌سازی شده است. ساختار پیشنهادی شامل بلوک‌های اصلی مانند آشکارساز فاز، پمپ بار، فیلتر پایین‌گذر، نوسان‌ساز کنترل‌شده با ولتاژ و تقسیم‌کننده است. مقادیر دقیق پارامترهای مدار از طریق شبیه‌سازی‌های گسترده به دست آمده و برای دستیابی به عملکرد بهینه تنظیم شده‌اند. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهند که این PLL با توان مصرفی کمتر از 56/13 میلی‌وات، زمان قفل حدود 16 دوره تناوب فرکانس مرکزی، و نویز فاز dBc/Hz 115 - در فرکانس 1 مگاهرتز عملکردی پایدار و دقیق ارائه می‌دهد. این طراحی به دلیل پایداری بالا و مصرف انرژی کم، برای کاربردهایی مانند مودم‌های ADSL، ارتباطات وای‌فای و دستگاه‌های پرتابل مناسب است.</p>http://ijece.org/fa/Article/Download/49075مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران168237452312025726Torque Ripple Reduction in a Modular Drive of an Asymmetric Six-Phase Non-Sinusoidal Permanent Magnet Synchronous Motor with Dual Stator Windingکاهش ریپل گشتاور در محرکه ماژولار موتور سنکرون آهنربای دائم ششفاز نامتقارن غیرسینوسی با سیمپیچی دوبخشی استاتور6977faداود ملکیگروه مهندسی قدرت، دانشكده مهندسي برق و كامپيوتر، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران. ابوالفضلحلوایی نیاسرگروه مهندسی قدرت، دانشكده مهندسي برق و كامپيوتر، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران، 00000003426551202024126<p style="direction: ltr;">The use of multiphase Permanent Magnet Synchronous Motors (PMSMs) has gained significant attention due to advantages such as high power density and high efficiency in various applications where achieving maximum reliability is a fundamental design objective. This paper focuses on the control of an asymmetric six-phase PMSM, where, to enhance drive reliability, each stator phase consists of two separate winding segments physically aligned and symmetrically positioned relative to the stator center point. The control and power section of each phase is fully modular and independent of the control and power sections of other phases, with each of the two single-phase windings supplied by an independent single-phase H-bridge inverter. Given the non-sinusoidal back-EMF of the phases and to reduce torque ripple, an optimal harmonic current injection method is employed along with quasi-proportional-resonant current controllers. Furthermore, in the event of a fault and the loss of two windings, a fault-tolerant control algorithm based on the elimination of the second harmonic of the electromagnetic torque is utilized. The effectiveness of the proposed control methods is validated through simulations in Simulink software. </p><p>استفاده از موتورهای سنکرون آهن‌ربای دائم (PMSM) چندفاز، به دلیل مزایایی همچون چگالی توان زیاد و بهره بالا در کاربردهای مختلف که دستیابی به قابلیت اطمینان حداکثر، از اهداف اساسی طراحی است بسیار مورد توجه است. در این مقاله به کنترل یک موتور PMSM شش‌فاز نامتقارن پرداخته می‌شود که در آن برای دستیابی به قابلیت اطمینانبیشتر در محرکه، هر فاز استاتور شامل دو تکه سیم‌پیچ جدای از هم است که به صورت فیزیکی در یک راستا و به‌صورت قرینه نسبت به نقطه مرکز استاتور قرار دارند. بخش کنترل و قدرت هر فاز، کاملاًً ماژولار بوده و مستقل از بخش کنترل و قدرت فازهای دیگر است و هر کدام از دو سیم‌پیچ یک‌فاز از یک اینورتر تک‌فاز پل H مستقل تغذیه می‌گردد. با توجه به ولتاژ ضدمحرکه غیرسینوسی فازها و جهت کاهش گشتاور ایجادشده، از یک روش تزریق جریان هارمونیکی بهینه همراه با کنترل‌کننده‌های جریان شبه‌تناسبی– رزونانسی بهره گرفته می‌شود. همچنین در حالت وقوع خطا و از دست رفتن دو سیم‌پیچ، از یک الگوریتم کنترل تحمل‌پذیر خطا برمبنای حذف هارمونیک دوم گشتاور الکترومغناطیسی بهره گرفته می‌شود. قابلیت روش‌های کنترلی ارائه‌شده، با استفاده از شبیه‌سازی در نرم‌افزار سیمولینک صحه‌گذاری می‌گردد.</p>http://ijece.org/fa/Article/Download/48794