کارشناسی ارشد- برق - قدرت - دانشگاه کردستان
پروپوزال طراحی کنترل کننده کارآمد برای پایداری فرکانس و ولتاژ در ریزشبکه ها
کارشناسی ارشد- برق - قدرت - دانشگاه کردستان
فرمت PDF
تعداد صفحات 269
چکیده 1
مقدمه 2
فصل اول : کلیات
1) هدف 5 -1
2) پیشینه تحقیق 5 -1
1-2 ) تاریخچه سیستم تعلیق 5 -1
2-2 ) فعالیت های صورت گرفته در زمینه سیستم های تعلیق خودرو 6 -1
1-2-2 ) فعالیتهای تحقیقاتی 8 -1
2-2-2 ) فعالیتهای صنعتی 9 -1
3) روش کار و تحقیق 10 -1
فصل دوم : معرفی سیستم تعلیق خودرو
1) وظایف سیستم تعلیق خودرو 13 -2
2) مهمترین اجزاء یک سیستم تعلیق 16 -2
1-2 ) فنر 16 -2
2-2 ) کمک فنر 16 -2
3) انواع فنرها 17 -2
1-3 ) فنر مارپیچ 17 -2
2-3 ) فنر تخت 18 -2
3-3 ) میله پیچشی 19 -2
4-3 ) فنر هوایی 20 -2
5-3 ) فنر لاستیکی 20 -2
4) انواع کمک فنرها 21 -2
1-4 ) دو تیوپه 21 -2
1-1-4 ) دو تیوپه گازی 21 -2
2-1-4 ) دو تیوپه هیدرولیکی 22 -2
3-1-4 ) دو تیوپه فوم سل 22 -2
2-4 ) تک تیوپه 23 -2
3-4 ) با مخزن بیرونی 23 -2
5) اجزاء مهم دیگر سیستم تعلیق 24 -2
1-5 ) بوشها 24 -2
2-5 ) بازوی کنترل 24 -2
3-5 ) توپی اتصال 25 -2
4-5 ) میل تعادل 25 -2
5-5 ) فنر یک پارچه 26 -2
6-5 ) بست فنر یک پارچه 26 -2
6) اجزاء اصلی تشکیل دهنده سیستم تعلیق 28 -2
1-6 ) فریم 29 -2
2-6 ) سیستم تعلیق 29 -2
3-6 ) سیستم هدایت 29 -2
4-6 ) چرخ ها و لاستیک ها 29 -2
7) انواع سیستم تعلیق 29 -2
1-7 ) سیستم تعلیق محور چرخشی 29 -2
2-7 ) سیستم تعلیق بازوی پیشرو و سیستم تعلیق بازوی نیمه پیشرو 29 -2
3-7 ) میله پیچشی 31 -2
4-7 ) سیستم تعلیق یکپارچه مک فرسون 32 -2
5-7 ) سیستم تعلیق جناغی 33 -2
6-7 ) سیستم تعلیق با لینک های متعدد 34 -2
8) انواع سیستم تعلیق از لحاظ فعال بودن 35 -2
1-8 ) سیستم تعلیق فعال 35 -2
2-8 ) سیستم تعلیق نیمه فعال 36 -2
3-8 ) سیستم تعلیق غیرفعال 36 -2
4-8 ) سیستم تعلیق با امکان تغییر و تنظیم ارتفاع 37 -2
9) انواع سیستم های تعلیق از نظر ارتعاش چرخ های خودرو 37 -2
1-9 ) تعلیق ثابت 37 -2
2-9 ) تعلیق مستقل 38 -2
فصل سوم : مشخصات رانندگی و ارزیابی ساختار و عملکرد سیستمهای تعلیق خودرو
1) مشخصات یک سیستم تعلیق 42 -3
1-1 ) تنظیم جابجایی بدنه 42 -3
2-1 ) تنظیم جابجایی فضای تعلیق 42 -3
3-1 ) انتقال نیرو 42 -3
2) شماتیک یک سیستم تعلیق 43 -3
3) انواع سیستم تعلیق 43 -3
1-3 ) سیستمهای تعلیق غیر فعال 43 -3
2-3 ) سیستمهای تعلیق نیمه فعال 44 -3
3-3 ) سیستمهای تعلیق فعال 45 -3
4) دسته بندی کلاس های جاده بر اساس ضریب ناهمواری جاده 46 -3
5) بررسی واکنش انسان به نوسانات جاده ای 46 -3
6) مطالعه مشخصات رانندگی 47 -3
1-6 ) اندازه گیری کیفیت رانندگی 47 -3
2-6 ) آزمایش های جدول لرزش 48 -3
3-6 ) آزمایش های شبیه ساز رانندگی 48 -3
4-6 ) اندازه گیری های رانندگی در خودروها 48 -3
7) محدوده های فرکانسی برای بررسی نوسانات خودرو 49 -3
1-7 ) محدوده های مجاز 49 -3
2-7 ) محدوده های کاهش راحتی 49 -3
3-7 ) محدوده های خستگی یا کاهش دقت 49 -3
8) نکات مورد توجه در ارزیابی عملکرد کلی 50 -3
1-8 ) جداسازی نوسانات یک سیستم تعلیق 50 -3
2-8 ) جابجایی فضای تعلیق 50 -3
3-8 ) نگهداری جاده 50 -3
9) بررسی انواع سیستم تعلیق 51 -3
1-9 ) بررسی سیستم تعلیق غیرفعال 51 -3
2-9 ) بررسی سیستم تعلیق فعال 56 -3
3-9 ) بررسی سیستم تعلیق نیمه فعال 59 -3
61 on-off 1-3-9 ) استراتژی کنترلی -3
2-3-9 ) استراتژی کنترلی برای تنظیم پیوسته نیروی میرا کننده دمپر 61 -3
10 ) سیستم تعلیق هیدرولیکی 62 -3
فصل چهارم : مدل ریاضی یک چهارم خودرو
1) بررسی انواع مدل های یک چهارم خودرو 66 -4
2) مدل یک چهارم خودرو بدون لحاظ کردن دینامیک های محرک هیدرولیکی 67 -4
3) مدل یک چهارم خودرو با وجود دینامیک های محرک هیدرولیکی 69 -4
فصل پنجم : روشهای کنترل بهینه خطی
1) نمای کلی کنترلر سیستم تعلیق 74 -5
2) روش کنترل بهینه خطی 75 -5
MATLAB فصل ششم : شبیه سازی به کمک برنامه
1-6 ) شبیه سازی یک سیستم تعلیق فعال یک چهارم خودرو با طراحی یک کنترل کننده
بهینه خطی 81
2-6 ) نتایج شبیه سازی 87
فصل هفتم : نتیجه گیری و پیشنهادات
1) نتیجه گیری 113 -7
1-1 ) کاهش دامنه شتاب عمودی بدنه خودرو 113 -7
2-1 ) کاهش دامنه جابجایی فضای تعلیق 113 -7
4-1 ) کاهش دامنه فشردگی دینامیکی تایر 114 -7
2) پیشنهادات 115
چکیده
در سال های اخیر توجه به مدارهای مایکروویو افزایش یافته است. در بسیاری از کاربردهای مایکروویو غالباً تقویت کننده هایی با پهنای باند وسیع مورد نیاز می باشد. یکی از مدارهایی که برای طراحی تقویت کننده های پهن باند استفاده می شود، مدار تطبیق راکتیو است. در طراحی مدارهای تطبیق راکتیو در روشی موسوم به تطبیق جبران سازی شده، مقدار قابل قبول تغییرات بهره در طول باند را مشخص می کنند و آنگاه مدارهای تطبیق ورودی و خروجی را طوری طراحی می کنند که تغییرات بهره در طول باند از مقدار تعیین شده تجاوز نکند. اگر مدار ورودی و خروجی به طور کامل در طول باند تطبیق شوند، تغییرات بهره در طول باند صفر خواهد بود اما، برای تقویت کننده های پهن باند چنین تطبیقی تقریبا غیرممکن است. دستیابی به تقویت کننده ای با پهنای باند مناسب و تغییرات کم بهره در طول باند طراحی، با تعیین مقدار مناسب المان های مدار تطبیق امکان پذیر است اما، تعیین مقدار مناسب المان ها کاری دشوار و زمانبر می باشد. بنابراین، ارائه روشی به منظور تعیین مقدار مناسب المان ها برای کاهش تغییرات بهره در طول باند طراحی با سرعتی بالا امری ضروری به نظر می رسد. هدف پایان نامه حاضر ارائه روشی جدید برای طراحی تقویت کننده های پهن باند است که علاوه بر کاهش تغییرات بهره در طول باند طراحی، سرعت طراحی را نیز افزایش می دهد. در روش جدید ارائه شده، ابتدا پارامتری به نام خطای تطبیق برای کنترل تغییرات بهره در طول باند تعریف می شود. آنگاه، رابطه ای برای محاسبه خطای تطبیق براساس المان های مقدار تطبیق و پارامترهای S ترانزیستور در فرکانس های باند طراحی استخراج می گردد. سپس به منظور بهینه سازی خطای تطبیق از الگوریتم ژنتیک و الگوریتم بهینه سازی انبوه ذرات استفاده می شود. به منظور بررسی کارایی روش جدید پیشنهاد شده، مدار تطبیق خروجی چندین تقویت کننده با استفاده از روش های تطبیق جبران سازی شده و روش پیشنهاد شده طراحی گردید. نتایج نشان داد زمان طراحی و خطای تطبیق به طور چشمگیری کاهش یافته اند. همچنین سرعت همگرایی الگوریتم بهینه سازی انبوه ذرات بسیار بهتر از الگوریتم ژنتیک بود. در نهایت به عنوان یک نمونه موردی، برای بررسی تغییرات بهره در طول باند طراحی، تقویت کننده ای با روش جدید طراحی و توسط برنامه AWR شبیه سازی شد. این شبیه سازی کارایی روش جدید و تغییرات کم بهره در طول باند را ثابت کرد.
مقدمه
در سال های اخیر توجه به مدارهای مایکروویو برای سیستم های مخابراتی افزایش یافته است و مدارهای فعال و غیرفعال مایکروویوی برای سیستم های مخابرات بیسیم به شدت پیشرفت نموده است. تقویت کننده های مایکروویو یکی از حساس ترین مدارهای فعالی است که در کاربرد سیستم ها استفاده می شود.
طراحی تقویت کننده های مایکروویو با استفاده از ترانزیستورهای اثر میدان در مدارهای مجتمع مایکروویوی یا مدارهای مجتمع مایکروویوی یکپارچه، در تمام زیر سیستم های ساخته شده برای کاربردهای بیسیم مایکروویو به طور وسیع استفاده می شود. مشخصات تقویت کننده ها به کاربرد آنها وابسته است و طراحی تقویت کننده ها با توجه به کاربرد آنها متفاوت می باشد. مثلاً یک فرستنده مخابراتی بیسیم به یک تقویت کننده رادیویی با توان خروجی زیاد نیاز دارد اما، یک گیرنده مایکروویو به تقویت کننده ای با بهره بالا نیازمند است که سیگنال دریافتی را بدون افزودن هیچ گونه نویزی تقویت نماید. مشخصات گیرنده های مایکروویو بسیار به کاربرد آنها وابسته است. مثلا ممکن است گیرنده های مخابراتی فقط به یک باند باریک اما، قابل تنظیم نیاز داشته باشند در حالی که، گیرنده های رادارهای تجاری به یک فرکانس ثابت با پهنای متوسط (متناسب با معکوس پهنای پالس) نیازمندند. به هرحال سیستم های جنگ الکترونیک و مخابرات نوری به پهنای باند زیادی نیاز دارند. پهنای باند زیاد در سیستم های جنگ الکترونیک برای اصلاح فرکانس های غیر قطعی منتشر شده و در سیستم های مخابرات فیبر نوری برای افزایش نرخ انتقال دیتا استفاده می شود.
فلسفه طراحی تقویت کننده های پهن باند، به دست آوردن بهره ای هموار در سرتاسر باند فرکانسی تعیین شده می باشد.
مشکلاتی که ممکن است در طراحی این نوع تقویت کننده ها با آنها مواجه شویم، عبارتند از:
– تغییرات IS21I و IS12I با فرکانس. به عنوان مثال، IS21I با فرکانس به نرخ 6 دسیبل بر اکتاو کاهش می یابد و IS12I با فرکانسی با همین نرخ، افزایش می یابد.
– پارامترهای پراکندگی S11 و S22 نیز، به فرکانس وابسته می باشند و تغییرات ایجاد شده در آنها در طیف گسترده ای از فرکانس ها حائز اهمیت می باشد.
– در برخی از دامنه های فرکانسی تقویت کننده پهن باند، می توان شاهد افت عدد نویز و VSWR بود.
اساساً تقویت کننده های توان پهن باند در مقایسه با تقویت کننده های توان باند باریک دارای توان راندمان افزوده کمتری تقریباً بین 8 تا 19 درصد هستند زیرا، طراحی تقویت کننده با هدف ماکزیمم کردن توان خروجی بر روی یک باند چند اکتاوی بازده را تحت تاثیر قرار می دهد.
رایج ترین و بهترین روش های مداری که برای طراحی تقویت کننده های پهن باند در تکنولوژی هایبرید و یکپارچه استفاده می شود عبارتند از:
– مدار تطبیق راکتیو
– مدار توزیعی موج متحرک
– مدار فیدبک
– مدار تطبیق تلفاتی.
این روش ها در فصل اول بررسی خواهند شد.
در طراحی مدارهای تطبیق راکتیو در روشی موسوم به تطبیق جبران سازی شده، مقدار قابل قبول تغییرات بهره در طول باند را مشخص می کنند و آنگاه مدارهای تطبیق ورودی و خروجی را طوری طراحی می کنند که تغییرات بهره در طول باند از مقدار تعیین شده تجاوز نکند. اگر مدار ورودی و خروجی به طور کامل در طول باند تطبیق شوند، تغییرات بهره در طول باند صفر خواهد بود اما، برای تقویت کننده های پهن باند چنین تطبیقی تقریباً غیرممکن است. دستیابی به تقویت کننده ای با پهنای باند مناسب و تغییرات کم بهره در طول باند طراحی، با تعیین مقدار مناسب المان های مدار تطبیق امکان پذیر است اما، تعیین مقدار مناسب المان ها کاری دشوار و زمانبر می باشد. بنابراین، ارائه روشی به منظور تعیین مقدار مناسب المان ها برای کاهش تغییرات بهره در طول باند طراحی با سرعتی بالا امری ضروری به نظر می رسد. هدف پایان نامه حاضر ارائه روشی جدید برای طراحی تقویت کننده های پهن باند است که علاوه بر کاهش تغییرات بهره در طول باند طراحی، سرعت طراحی را نیز افزایش می دهد.
تعداد صفحه : 152