:بررسی و شبیه سازی یک رادار مولتی PRF با فرکانس ۵۰KHz برای برد ۱۵۰Km

عنوان		صفحه
شکل ۳-۲. مقایسه بین تعداد پاسهای دریافتی درLPRFوHPRF		۰۶
شکل ۳-۳. نحوه تاثیر فیلترهای MTI بر روی کلاتر دریافتی.		۳۶
شکل ۳-۴. بلاک دیاگرام یک رادار پالسی.		۵۶
شکل ۳-۵. نمودار توان بر حسب فرکانس برای قسمت های مختلف یک رادار		۶۶
شکل ۳-۶. پاسخ فرکانسی سیگنال ارسالی با مد نظر قرار دادن .PRF		۸۶
شکل ۳-۷. طیف فرکانسی سیگنالهای فرستاده شده و دریافتی و بانک فیلترها.		۹۶
شکل ۳-۸. رفع ابهام در برد.		۱۷
شکل ۳-۹. برگشتیهای حاصل از PRF3 و PRF1 برای برد ۷۰Km		۲۸
شکل ۳-۰۱. نمایی از برگشتیها در خلال PRF1 برای برد .۷۰Km		۲۸
شکل ۳-۱۱. مقاسیه پالسهای دریافتی در طول ارسال PRF برای برد .۷۰Km		۳۸
شکل ۳-۲۱. پالسهای دریافتی در طول PRFهای ارسالی و نتیجه نهایی.		۴۸
شکل ۳-۳۱. برگشتیهای حاصل در خلال ارسال PRF1 برای برد ۲۰Km		۶۸
شکل ۳-۴۱. برگشتیها در خلالPRF1 و فاصله از آخرین پالس ارسالی در برد.۲۰Km		۷۸
شکل ۳-۵۱.  مقاسیه پالسهای دریافتی در طول ارسال .PRF1,2,3		۷۸
شکل ۳-۶۱. پالسهای دریافتی در طول PRFهای ارسالی و نتیجه نهایی مقایسه پالسها		۸۸
شکل ۳-۷۱. نحوه استفاده از توان بالای ارسالی و دریافتی دریک رادار.MPRF		۰۹
شکل ۳-۸۱. بهبود سیگنال به نویز با کمک تعداد زیاد پالسهای دریافتی		۱۹
شکل ۳-۹۱.  بهبود در پاسخ با بهره گرفتن از Integration به ازای۶ و ۲۱ بار تجمع		۳۹
شکل ۳-۰۲. تاثیر جمع پذیری همفاز بر روی سیگنالهای برگشتی در۰۱ مرتبه جمع کردن.		۴۹
شکل ۳-۱۲. افزایش SNR با تجمع همفاز و بهره کامل		۵۹
شکل ۳-۲۲. کاهش اثر تجمع همفاز در اثر تغییر فاز سیگنالهای دریافتی		۶۹
شکل ۳-۳۲. ضریب بهبود آشکار سازی برحسب تعداد پالسها		۸۹
شکل ۳-۴۲. نمای یک رادار مولتی PRF با قابلیت جمع پذیری		۰۰۱
شکل ۳-۵۲. چگونگی ارتباط TMS با سیستم مولد PRF		۲۰۱
شکل ۳-۶۲. الگوریتم تعیین برد هدف برای یک رادار .MPRF		۷۰۱

چکیده:
در رادارها پالسی، با بالا رفتن فرکانس تکرار پالس رادار، برد غیر مبهم کاهش می یابـد.
چنانکه در پروﮊه نیز دیده شد، با افزایش فرکانس تکرار پالس از ۱KHz به ۵۰KHz  برد
غیر مبهم از ۱۵۰Km به ۳Km کاهش یافت ولی در عوض توانستیم اهدافی با سرعت تـا
۷۵۰m/s را آشکارسازی کنیم. این در حالی است که به ازای فرکانس تکرار پالس اولیـه،
ما فقط قادر به آشکار سازی صحیح اهداف با سرعتهای تا ۱۵m/s بودیم! همچنین توانستیم
با کم کردن τ، متناسب با افزایش PRF ، قدرت تفکیک را از ۳۰۰۰m به ۶۰m برسـانیم که یک پارامتر مناسب برای آشکارسازی اهداف نزدیک به هم می باشد. همچنـین نشـان دادیم با بالا بردن فرکانس تکرار پالس و افزایش در تعداد پالسهای ارسالی و دریـافتی در
طول ارسال یک PRF ، در مقایسه با رادارهای LPRF مقدار بسیار زیادی توان حاصـل شد ، که با بهره گرفتن از روشی خاص ، از این پالسهای دریافتی برای بالا بردن نسبت سیگنال
به نویز تا ۱۵dB وحتی بیشتر برای PRFهای بالاتر استفاده شد که ایـن امـر مـا را در آشکار سازی بهتر یاری خواهد داد. همچنین نشان دادیم که با تجمـع بـر روی پالسـهای
دریافتی در طول ارسال چند PRF می توان باز هم نسبت سیگنال به نویز را افـزایش داد.
و فرضا با توجه به زمان ارسال هر PRF اگر هدف ۰۳ برابر این زمان در پتـرن آنـتن
رادار ما قرار گیرد برای هر کدام از PRFها می توان تا ۱۰dB نسبت سیگنال به نویز را افزایش داد. و در انتها بحث کلاترها که با بالا بردن فرکانس تکرار پالس می توان اثـرات

مطلب دیگر :

پایان نامه حقوق:عدالت ترمیمی و نقش آن در امنیت قضایی

منفی آنها را بهبود بخشید، ولی با بهره گرفتن از چند PRF قادر خواهیم بود تا اثرات آنرا بـه حداقل برسانیم و از طرفی همانطور که نشان داده شد ، توانستیم برد واقعی هـدف را بـا
استفاده از PRF های مرتبط با هم از روی مقایسه دریافتیهایشان بدست آوریم.
مقدمه:
در این پروﮊه گردآوری و شبیه سازی روی رادارهای پالسی انجام شده است. رادارهـای پالسی خود به چند گونه تقسیم می شوند که یکی از مهمترین آن تقسیمات ، مربوط به میزان فرکانس تکرار پالس می باشد که به دو و یا سـه دسـته تقسـیم مـی شـوند. دسـته اول
LowPRF و دسته دوم Medium PRF و دسته سوم HighPRF ها. در حالت کلی و با در نظر گرفتن دسته اول و سوم ،در میابیم که هرکدام دارای مزایایی هسـتند. مهمتـرین مزیت رادارهای با فرکانس تکرار پالس کم ساده بودن طراحی و برد مبهم زیاد است. ولی در قبال این وضعیت ما دچار مشکلاتی در شناسایی فرکانس داپلر خواهیم بـود و . .
برای رادارهای با فرکانس تکرار پالس بالا در قبال برد مبهم کم ، ما به شناسایی بهتری از تغییر فرکانس داپلر دست خواهیم یافت . البته این سیستم پیچیده تر است. ولی با توجه بـه آنکه با بالا رفتن فرکانس تکرار پالس می توان چرخه کار را کاهش داد ، لذا پدیده اخفـاﺀ کمتر پیش می آید از طرف دیگر چنانکه در فصل دوم هم نشان داده شـده ، بیشـینه بـرد رادار با توان میانگین نسبت مستقیم دارد که سبب می شود به نسبت رادارهای LowPRF
، توان میانگین بیشتری در رادارهای HighPRF انتقال یابد و این خود سبب بـالا رفـتن نسبت سیگنال به نویز و برد آشکار سازی رادار می شود. اما برد مبهم کـم ایـن گونـه
رادارها این مزیت را از بین می برد. لذا می توان با ترکیب چند (Multi PRF) PRF که نزدیک به هم هستند و بر هم قابل قسمت نیز نمی باشند ، برد مبهم رادار را افزایش داد که این کار سبب پیچیده تر شدن هرچه بیشتر رادار می شود ولی در قبال این پیچیدگی ما هـم قادر به آشکارسازی هرچه بهتر فرکانس داپلر هستیم ، برد مبهم رادار زیاد مـی شـود و
نسبت سیگنال به نویز نیز افزایش می یابد و . مقایسه کامل بین رادارهای LowPRF
وHighPRF در فصل ۳ ارائه شده است.
فصل اول
بررسی معادله رادار:
مقدمه:
به طور کلی با بهره گرفتن از معادله رادار می توان حداکثر برد رادار را بدست آورد. حداکثر برد رادار بر حسب پارامترهای رادار به صورت زیر بدست می آید.                                

۱۴		P GA σ			Rmax  =
۱-۱)		e	t
		۲	(۴π)
	Smin

که در آن :
= P_t توان ارسالی بر حسب وات؛
= G بهره آنتن؛
= A_e سطح موثر آنتن بر حسب متر مربع؛
=σ سطح مقطع راداری هدف بر حسب متر مربع؛
= S_min حداقل توان سیگنال قابل آشکار سازی بر حسب وات؛
از پارامترهای فوق تمام گزینه ها به جز سطح مقطع راداری هدف ، تقریبا دراختیار طراح رادار است. معادله رادار نشان می دهد که برای بردهای زیاد ، توان ارسالی باید زیاد باشد
و انرﮊی تششع شده دریک شعاع باریک متمرکز باشد به معنی اینکه بهره آنتن زیاد باشد و گیرنده نسبت به سیگنالهای ضعیف حساس باشد.
در عمل برد محاسبه شده از یک چنین معادله ای شاید به نصف هم نرسد! علت آن است که پارامترها و تضعیفات بسیاری بر سر سیگنال منتشر شده قرار خواهند گرفت کـه مقـدار بسیاری از توان ارسالی را تلف خواهد کرد و ما در ادامه به این پارامترهاو پارامترهـای ارائه شده در فرمول فوق می پردازیم تا به یک مقدار توان مناسب بـرای ۰۵۱ کیلـومتر برای رادار موردنظر برسیم.
البته اگر تمام پارامترهای موثر در برد رادار معین بودند ، پیش بینی دقیـق از عملکـرد رادار امکان پذیر بود ولی در واقع اکثر این مقادیر دارای ماهیت آماری می باشند و ایـن کار را برای یک طراح رادار بسیار سخت می کند. پس به ناچار همیشه یک مصالحه بین آنچه که انسان می خواهد و آنچه عملا با کوشش معقول می توان بدست آورد لازم اسـت، که این مطلب به طور کامل در طول این فصل حس خواهد شد.
البته اطلاعات کامل و مفصل در مورد این عوامل خارج از محدوده این پروﮊه می باشد .
لذا ما به اندازه ای و نه عمیق بر بعضی از مهمترین این عوامل خـواهیم پرداخـت و در نهایت یک معادله را که شبیه به معادله ۱-۲ است ولی پارامترهای زیادی بـه آن اضـافه شده است را ارائه خواهیم کرد که با بهره گرفتن از آن فرمول می توان مقـدار نهـایی تـوان ارسالی برای برد مورد نظر را محاسبه کرد.
۱–۱) حداقل سیگنال قابل آشکار سازی:
توانایی گیرنده رادار برای آشکارسازی یک سیگنال برگشتی ضعیف ، توسط انرﮊی نـویز موجود در باند فرکانسی انرﮊی سیگنال محدود می شود. ضعیف ترین سیگنالی که گیرنـده
می تواند آشکار نماید ، حداقل سیگنال قابل آشکار سازی یا آسـتانه (Threshold) نامیـده
می شود. تعیین مشخصه حداقل سیگنال قابل آشکار سازی معمولا به علت ماهیت آماری آن و بخاطر فقدان معیاری بسیار مشکل است.
آشکار سازی بر اساس ایجاد یک سطح آستانه در خروجی گیرنده اسـت. اگـر خروجـی گیرنده بیشتر ازآستانه باشد ، فرض می شود که سیگنال وجود دارد و در غیر این صورت سیگنال آشکار نشده نویز می باشد. به این روش آشکار سازی آستانه ای گویند. خروجـی یک رادار نمونه را برحسب زمان ، اگر به صورت شکل ۱-۱ در نظر بگیـریم ، پـوش سیگنال دارای تغییرات نامنظمی است که در اثر تصادفی بودن نویز حاصل می شود.
شکل ۱-۱) سیگنال دریافتی در مجاورت نویز
اگر در نقطه A در این شکل دامنه بزرگی داشته باشیم و این دامنه از پیکهـای نویزهـای مجاور بیشترباشد،می توان آنرا بر حسب دامنه آشکار ساخت.اگر سطح آشکار سـازی را بالا ببریم ممکن است احتمال آشکار سازی پایین بیاید کما اینکه در آینده نیز به این نتیجـه  

:طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با بهره گرفتن از کوپلر لانژ

عنوان		صفحه
شکل ۶-۳-۶ برسی معیار بهره برای تقویت کننده معمولی و متعادل		۱۰۷
شکل ۶-۳-۷ برسی معیارنویز برای تقویت کننده معمولی و متعادل		۱۰۷
شکل ۶-۳-۷ دایره های بهره توان و دایره نویز بر روی نمودار اسمیت طرح شماره۲		۱۱۰
شکل ۶-۳-۸ تحقیق شبکه تطبیق خروجی با بهره گرفتن از نمودار اسمیت		۱۱۲
شکل ۵-۳-۹ تحقیق شبکه تطبیق ورودی با بهره گرفتن از نمودار اسمیت		۱۱۳
شکل ۶-۳-۱۰ شماتیک عناصر شبکه تطبیق ورودی و خروجی		۱۱۴
شکل ۶-۳-۱۱ پاسخ فرکانسی تقویت کننده متعادل		۱۱۵
شکل ۶-۳-۱۲ بررسی معیار نویز برای تقویت کننده معمولی و تقویت کننده متعادل		۱۱۶
شکل ۶-۳-۱۳ دایره بهره توان خروجی بر روی نمودار اسمیت طرح شماره۳		۱۲۰
شکل ۶-۳-۱۴ تحقیق شبکه تطبیق خروجی با بهره گرفتن از نمودار اسمیت		۱۲۲
شکل ۶-۳-۱۵ شماتیک عناصر شبکه تطبیق ورودی و خروجی		۱۲۴
شکل ۶-۳-۱۶ طرح تقویت کننده متعادل با بهره گرفتن از کوپلر لانژ		۱۲۵
شکل ۶-۳-۱۷ پاسخ فرکانسی تقویت کننده متعادل		۱۲۵
شکل ۶-۳-۱۸ بررسی معیار نویز برای تقویت کننده معمولی و تقویت کننده متعادل		۱۲۶
شکل ۶-۳-۱۹ توان برگشتی در پورت های ورودی و پورت خروجی		۱۲۶
شکل ۶-۳-۲۰ میزان VSWR در ورودی تقویت کننده معمولی و متعادل		۱۲۷
شکل ۶-۳-۲۱ میزان VSWR در خروجی تقویت کننده معمولی و متعادل		۱۲۷
شکل ۶-۳-۲۲	معیار توان تقویت کننده معمولی	۱۲۸
شکل ۶-۳-۲۳	معیار توان تقویت کننده متعادل با بهره گرفتن از کوپلر لانژ	۱۲۹
شکل ۶-۳-۲۴ نمودار مربوط به توان خروجی به ازای توان ورودی		۱۲۹
شکل ۶-۳-۲۵ نمودارهای کلی مربوط به تقویت کننده متعادل باند X طرح نهایی		۱۳۰
شکل ۶-۳-۲۶ دوایر مشخصه برای تشخیص شبکه های تطبیق ورودی		۱۳۶
شکل ۶-۳-۲۷ دوایر مشخصه برای تشخیص شبکه های تطبیق خروجی		۱۳۷
شکل ۶-۳-۲۸ شماتیک تقویت کننده متعادل طراحی شده با روش لیائو		۱۳۸
شکل ۶-۳-۲۹	مشخصه گین مربوط به تقویت کننده متعادل به روش لیائو	۱۳۹
شکل ۶-۳-۳۰ مشخصه نویز مربوط به تقویت کننده متعادل به روش لیائو		۱۳۹

چکیده
طراحی و شبیه سازی LNA متعادل باند X با بهره گرفتن از کوپلر لانژ
با توجه به اهمیت ویژه تقویت کننده های نویز پایین در صنایع مخابرات نظامی و تجاری موجب پیشرفت تکنولوژی ساخت نیمه هادی GaAs MEFET و همچنین ارائه طرح های نوین در صنعت ساخت شده است. در این پروژه با بهره گرفتن از ترانزیستور HFX04LG ساخت شرکت Fujitsu مراحل طراحی تقویت کننده متعادل ، نویز پایین در

مطلب دیگر :

۱۰ راه برای گردش در اطراف پراکنده ترافیک وب سایت

 باند X انجام می گیرد. LNA طراحی شده در محدوده فرکانسی ۸~۱۲GHz و جهت دستیابی به بهره ۱۰dB و عدد نویز کمتر از ۱/۵dB

می باشد. از کوپلر لانژ برای متعادل طراحی شدن تقویت کننده بهره گرفته شده است که مشخصه های کوپلر لانژ در باند مورد نظر طراحی شده است. طراحی تقویت کننده پهن باند از روش های تطبیق جبران شده صورت می گیرد که در نهایت نتایج آنالیز وشبیه سازی با بهره گرفتن از نرم افزار Microwave Office ارائه خواهد شد.
فصل اول
.۱-۰ مقدمه :
در این پایان نامه روند طراحی یک تقویت کننده متعادل با نویز پایین در باندX دنبال خواهد شده ، این پروژه شامل دارای چندین ویژگی منحصر به فرد و توام را شامل می شود که عبارتند از :

1. طراحی تقویت کننده با ویژگی نویز پذیری پایین .

2. طراحی تقویت کننده با ویژگی پهنای باند وسیع .

3. طراحی تقویت کننده متعادل برای حصول بهره متوسط در باند وسیع .

توام بودن ویژگی های فوق در یک مدار تقویت کننده مایکروویو مستلزم طراحی مرحله به مرحله و استفاده از تکنیک های روتین طراحی و در نهایت جهت بهینه سازی پاسخ طراحی بدست آوردن ترکیب مناسبی از نمونه های طراحی می باشد .
.۱-۱   مدارات مایکروویو
فرکانس های مایکروویو بصورت قراردادی به فرکانس های ۱ تا۳۰۰GHz اطلاق می گردد یا به عبارت دیگر طول موج های رنج میکرون از نواحی مادون قرمز و نور مرئی را در خود دارد. با توجه به استاندارد
سازی انجام گرفته توسط IEEE یک مقیاس بندی در فرکانس های مایکروویو صورت گرفته است و
بعنوان نمونه در این پروژه هدف طراحی در باند X می باشد یعنی در رنج فرکانسی ۸~۱۲GHz
طراحی انجام می گیرد .
با پیشرفت تکنولوژی رویکردی در تجهیزات مایکروویو انجام گرفته و استفاده از موجبرها ، خطوط هم محور یا خطوط نواری جای خود را به مدارات مجتمع در فرکانس های مایکروویو داده است که در اینجا به سه دسته از آن اشاره خواهیم کرد :
-۱   مدارات مایکروویو گسسته. (MDCs) ¹  یک مدار گسسته شامل عناصر جداگانه ای است که
توسط سیم های هادی به هم وصل می شوند. مدارات گسسته همچنان در سیستم های مایکروویو پرتوان بسیار مفید هستند .
-۲   مدارت مجتمع مایکروویو یکپارچه. (MMICs) ²  یک مدار مجتمع مایکروویو یکپارچه
متشکل از یک تراشه بلور نیمه هادی واحد است که همه عناصر اکتیو و پسیو و اجزاء اتصالات بر روی آن ساخته و پرداخته می شوند. معمولاً در سیستم های ماهواره ای و رادار هواپیمایی که در آنها به تعداد زیادی مدار مشابه وجود دارد ، کاربرد دارد.
-۳  مدارات مجتمع مایکروویو. (MICs)³  مدارات مجتمع مایکروویو ترکیبی از عناصر پسیو و
اکتیو هستند که در طی مراحل متوالی نفوذ بر روی یک زمینه نیمه هادی یکپارچه یا هایبرید ساخته می شوند. MMICها دارای چگالی بسیار بالایی هستند یکMIC به صورت هایبرید
یا یکپارچه ساخته می شود ، بکارگیری MICها در مدارات دیجیتال و سیستم های نظامی با توان مصرف کم وچگالی بسته بندی کم ، بسیار مفید است.
.۱-۱-۱ عناصر مداری مایکروویو .
عناصر مداری مایکروویو به دو نوع تقسیم بندی می شوند :

1. مدارات عنصر فشرده. عبارت فشرده به معنی غیر متغیر بودن LوC با فرکانس ثابت بودن فاز موج در روی عنصر می باشد. در فرکانس های مایکروویو حجم عناصر فشرده بسیار کوچکتر از مدار معادل گسترده آن است.

.۲  مدارات خط توزیع شده. عبارت توزیع شده بدین معنی است که پارامتر های R و L و C و
G تابعی از از طول خط بوده و مقادیر L و C متغیر با فرکانس هستند.
انتخاب عناصر فشرده یا توزیع شده در شبکه های تطبیق تقویت کننده ها بستگی به فرکانس کار دارد.
تا باند فرکانسی X ، طول موج بسیار کوتاه است و عناصر فشرده خیلی کوچک نیز تغییر فاز ناچیزی
ایجاد می نمایند. درفرکانس کار مدار بالاتر از ۲۰GHz عناصر توزیع شده ترجیح داده می شوند.
.۱-۱-۲ تطبیق درشبکه های مایکروویو.
اگر امپدانس های بار و منبع با امپدانس های ورودی و خروجی قطعه اکتیو تطبیق نباشد ، برای تطبیق قطب های ورودی و خروجی باید شبکه های تطبیقی طراحی نمود. بطور کلی ، وقتی که اندازه
ضریب انعکاس کوچکتر یا مساوی واحد باشد از نمودار اسمیت معمولی^۱  برای طراحی مدار تطبیق
استفاده می شود و اگر اندازه ضریب انعکاس بزرگتر از واحد باشد از نمودار اسمیت فشرده^۲ به منظور تطبیق استفاده می گردد.

با موضوع:انتخاب بهینه انواع تولید پراکنده برق در شبکه های توزیع در مناطق مختلف جغرافیایی ...

ردیف شکل						عنوان	صفحه
۲‐۱	سیستم بازیافت حرارت						۱۷
۲‐۲	شکل ساده یک میکرو توربین						۱۸
۲‐۳	مراحل عملکرد پیلهای سوختی						۱۹
۲‐۴	اجزاﺀ توربین بادی						۲۰
۲‐۵	نحوه عملکرد سیستم های فتوولتائیک						۲۲
۲‐۶	مراحل عملکردی موتورهای رفت و برگشتی						۲۹
۲‐۷	شبکه شعاعی معمولی						۳۴
۴‐۲	زمین در گردش سالانه خودش بدور خورشید						۵۱
۴‐۲	نمودار تغییرات Gon بر حسب روزهای سال						۵۲
۴‐۳			c		به ازاﺀ پارامتر K		۵۵
		u
۵‐۱	فلوچارت محاسبه cf در فتوولتائیک						۶۱
۵‐۲	فلوچارت محاسبه ضریب کارکرد توربینهای بادی						۶۳
۵‐۳	فلوچارت محاسبه هزینه COE						۶۵
۵‐۴	مقدار COE انواع DG در شهر اصفهان						۶۶
۵‐۵	مقدار COE انواع DG در شهر اهواز						۶۶
۵‐۶	مقدار COE انواع DG در شهر بندرعباس						۶۷
۵‐۷	مقدار COE انواع DG در شهر تبریز						۶۷
۵‐۸	مقدار COE انواع DG در شهر تهران						۶۸
۵‐۹	مقدار COE انواع DG در شهر رشت						۶۸
۵‐۱۰	مقدار COE انواع DG در شهر شیراز						۶۹
۵‐۱۱	مقدار COE انواع DG در شهر کرمان						۶۹
۵‐۱۲	مقدار COE انواع DG در شهر مشهد						۷۰
۵‐۱۳	مقدار COE انواع DG در شهر همدان						۷۰
۵‐۱۴	مقایسه					COE باد در ده شهر نمونه	۷۱
۵‐۱۵	مقایسه					COE فتوولتائیک در ده شهر نمونه	۷۱
۵‐۱۶	مقایسه CF توربین بادی در ده شهر نمونه						۷۲
۵‐۱۷	مقایسه CF فتوولتائیک در ده شهر نمونه						۷۲
۶‐۱	ارتباط بین ارکان مختلف نرم افزار HOMER						۷۵
۶‐۲	نمونه هایی از سیستم های قدرت کوچک شبیه سازی شده با HOMER						۷۷
۶‐۳	نتایج نمونه از تحلیل ساعتی						۷۹
۶‐۴	سیستم بادی‐ دیزلی						۸۰
۶‐۵	فضای جست و جو که شامل ۱۴۰ حالت مختلف است						۸۱
۶‐۶	نتایج کلی شبیه سازی که طبق NPC مرتب شده اند						۸۲
۶‐۷	نتایج دسته بندی شده بهینه سازی						۸۲

 

۶‐۸	نمونه ای از تحلیل حساسیت		۸۴
۶‐۹	نتایج تحلیل حساسیت با قیمت متغیر برای سوخت		۸۵
۶‐۱۰	نوع سیستم بهینه		۸۶
۷‐۱	انتخاب بار‐ دستگاه ها و حالت شبکه		۸۹
۷‐۲	ورود اطلاعات ساعتی بار در روزهای هفته به تفکیک ماه های مختلف		۸۹
۷‐۳	ورود اطلاعات ساعتی بار روز تعطیل آخر هفته		۹۰
۷‐۴	انتخاب نوع سوخت مصرفی		۹۰
۷‐۵	شماتیک نرم افزار بعد از وارد کردن مشخصات دستگاه ها		۹۱
۷‐۶	ورود اطلاعات ضریب صافی آسمان به تفکیک ماه برای شهر تهران		۹۱
۷‐۷	ورود اطلاعات سرعت باد به تفکیک ماه برای شهر تهران		۹۲
۷‐۸	قیمت دیزل بر حسب دلار بر لیتر(۰.۱دلار بر لیتر)		۹۲
۷‐۹	۰.۰۰۲۵	دلار بر متر مکعب)	۹۲
	قیمت گاز بر حسب دلار بر متر مکعب (
۷‐۱۰	اجرای نرم افزارتوسط دکمه CALCULATE		۹۳
۷‐۱۱	نتایج شبیه سازی اولین انتخاب بهینه		۹۳
۷‐۱۲	قدرت خروجی ساعتی توسط دستگاه میکروتوربین در روز اول ماه		۹۴
۷‐۱۳	قدرت خروجی ساعتی توسط دستگاه دیزل ﮊنراتور در روز اول ماه		۹۴
۷‐۱۴	قدرت خروجی ساعتی توسط دستگاه موتور احتراق درونی در روز اول ماه		۹۴
۷‐۱۵	قدرت خروجی ساعتی توسط سه دستگاه در روز اول ماه		۹۵
۷‐۱۶	نتیجه شبیه سازی استفاده از تمام دستگاه های ) DG بدترین انتخاب بهینه)		۹۵
۷‐۱۷	قدرت خروجی ساعتی توسط دستگاه PV در روز اول ماه		۹۶
۷‐۱۸	قدرت خروجی ساعتی توسط دستگاه توربین بادی در روز اول ماه		۹۶
۷‐۱۹	قدرت خروجی ساعتی توسط دستگاه میکرو توربین در روز اول ماه		۹۶
۷‐۲۰	قدرت خروجی ساعتی توسط دستگاه دیزل ﮊنراتور در روز اول ماه		۹۷
۷‐۲۱	قدرت خروجی ساعتی توسط دستگاه موتور احتراق درونی در روز اول ماه		۹۷
۷‐۲۲	قدرت خروجی ساعتی توسط دستگاه باطری در روز اول ماه		۹۷
۷‐۲۳	حساسیت نسبت به تغییرات گاز و دیزل		۹۸
۷‐۲۴	حساسیت نسبت به تغییرات سرعت باد و قیمت دیزل با تابش خورشید برابر۶kwh/m2/d		۹۸
۷‐۲۵	حساسیت نسبت به تغییرات سرعت باد و قیمت دیزل با تابش خورشید برابر۴.۵۵kwh/m2/d		۹۸
۷‐۲۶	حساسیت نسبت به تغییرات قیمت دیزل و تابش خورشید		۹۹
۷‐۲۷	حساسیت نسبت به تغییرات قیمت گاز طبیعی و تابش خورشید		۹۹

چکیده
از زمانی که بحث مولدهای پراکنـده در نقـاط مختلـف دنیـا رواج یافتـه، تـاکنون مباحـث زیـادی در ایـن خصوص مفتوح مانده است. سازندگان اصلی این نوع مولدها

مطلب دیگر :

https://urlscan.io/result/fc598f7b-8e57-481f-abc9-95a9252efe9a/

 همواره به دنبال کاهش هزینه های مربوط به طراحـی، ساخت و خدمات پس از فروش بوده اند. در حال حاضر بدلیل بکارگیری تکنولوﮊیهای جدید، برخی از انـواع ایـن مولدها همچنان دارای سرمایه گذاری پایه اولیه بالایی بوده و قیمت تمام شده برق تولیدی آنها قابل رقابت بـا رویـه های جاری نیست. در حال حاضر در کشور ما بدلیل ارزان بودن قیمت سوخت، علاوه بر عدم ارزش انرﮊی گرمائی تولیدی برای واحدها و مصارف مختلف، مصرف انرﮊی هنـوز جایگـاه واقعـی خـود را پیـدا نکـرده اسـت. هزینـه تجهیزات برای تکنولوﮊیهای DG اغلب بر حسب هزینه آنهـا در هـر کیلـووات از بـرق تولیـدی، قیمـت گـذاری می گردد. در این مقاله، ابتدا هزینه تولید برق انواع نیروگاه های تولید پراکنده با توجه به پتانسیل انـرﮊی موجـود در

مناطق مختلف جغرافیایی کشور تعیین و سپس به اصـول شـبیه سـازی سیـستمهای قـدرت کوچـک بـا اسـتفاده از نرم افزار HOMER برای شهر نمونه تهران پرداخته می شود. و نتایج حاصل از شـبیه سـازی بـا نتـایج پـروﮊه
مقایسه می گردد. از نتایج مشاهده می گردد که در بین انواع نیروگاه های تولید پراکنده موتورهای احتراق درونـی در تمامی شهرها دارای هزینه تولید انرﮊی کمتری نسبت به دیگر نیروگاه های تولید پراکنده دارا می باشد و همچنین بـا توجه به منابع گاز طبیعی فراوان در کشور ایران استفاده از نیروگاه های تولید پراکنده که با سوخت گاز کار می کننـد دارای هزینه تولید برق کمتری می باشند.
مقدمه
از زمانی که بحث مولدهای پراکنده در نقاط مختلف دنیا رواج یافته، تاکنون مباحث زیادی در این خصوص مفتوح مانده است و با توجه به جدید بودن ایده بکارگیری گسترده از این واحدها و نحوه مشارکت بخشهای غیر دولتی و همچنین نحوه حمایت دولت برای بهره برداری از آنها این بحث هنوز بصورت قـانونی مـدون اسـتخراج نگردیـده است. سازندگان اصلی این نوع مولدها همواره به دنبال کاهش هزینه های مربوط بـه طراحـی، سـاخت و خـدمات پس از فروش بوده اند. در حال حاضر بدلیل بکارگیری تکنولوﮊیهای جدید، برخی از انـواع ایـن مولـدها همچنـان دارای سرمایه گذاری پایه اولیه بالایی بوده و قیمت تمام شده برق تولیدی آنها قابل رقابـت بـا رویـه هـای جـاری نیست. بایستی توجه داشت که این مولدها دارای امکانات و مشخصات ویژه ای هستند که قیـاس آنهـا را بـا سـایر واحدهای تأمین کننده برق امکان پذیر می سازد. در حال رشدی معادل ۴/۷ درصد برای مصرف انرﮊی برق (بطور متوسط) در اکثر کشورهای جهان تعیین شده است. که البته طبق اظهار نظر مسؤلان این روند در کشور، دارای رشد حدود %۸ سالیانه است. با توجه به راندمان حدود %۵۰ نیروگاه ها (سیکل ترکیبی) و مد نظر قراردادن این موضـوع که تلفات ناشی از انتقال انرﮊی و توزیع آن رقمی معادل ۱۰ الی ۱۵ درصد را در بردارد تأمین مازاد نیاز انـرﮊی بـه معنای استفاده فراوان از منابع انرﮊی فسیلی است.
جهت رفع این نقیصه استفاده از انرﮊیهای نو و تجدید پذیر^۱ و همچنین ایجاد یک الگوی مصرف مناسب به همراه تجدید ساختار در صنعت برق با بهره گیری از مولدهای پراکنده، راهکارهای با ارزش و مهم محسوب میـشوند. در اکثر کشورهای جهان که بهای انرﮊی دارای ارزش واقعی نیست مـصرف بـی رویـه از آن هزینـه هـای فراوانـی در بردارد. در حال حاضر در کشور ما بدلیل ارزان بودن قیمت سوخت، علاوه بر عدم ارزش انـرﮊی گرمـائی تولیـدی برای واحدها و مصارف مختلف، مصرف انرﮊی هنوز جایگاه واقعی خود را پیدا نکرده است. مولدهای پراکنـده ای که در ادامه از آنها صحبت به میان خواهد آمد علاوه بر حفظ منابع انرﮊی و جلوگیری از اتـلاف آن، بـدون داشـتن آلاینده های زیست محیطی و صوتی شرایط حفظ محیط زیست را نیز فراهم می سازند.
از لحاظ بعد تاریخی تولید کننده های برق به صورت پراکنده بودند و به طور محلی مورد استفاده قرار می گرفتند.
بعدها به دلایل اقتصادی و تکنیکی تمرکز تولید بیشتر شد، تا بـه حالـت امـروزی در آمـد. در عـصرحاضر بـدلایل متعددی تولید در حال تغییر ماهیت به تولید پراکنده می باشد. طبق پیش بینی انسیتیتو تحقیقـات بـرق آمریکـا^۲ تـا سال ۲۰۱۰ حدود %۲۵ تولید به صورت تولید پراکنده خواهد بود و نیز طبق پیش بینی مؤسسه گاز طبیعی آمریکـا تا سال ۲۰۱۰ حدود %۳۰ تولید به صورت پراکنده خواهد بود.
در ادامه ما به بحث شرایط اقلیمی کشور ایران می پردازیم. کشور ایران ۱۶۴۸۱۹۵ کیلومتر مربع وسعت دارد و در غرب قاره آسیا واقع شده و جزﺀ کشورهای خاورمیانه محسوب می شود. در مجموع محیط ایـران ۸۷۳۱ کیلـومتر می باشد. حدود ۹۰ درصد خاک ایران در محدوده فلات ایران واقع شده است. بنابراین ایران کـشوری کوهـستانی محسوب می شود. بیش از نیمی از مساحت ایران را کوهها و ارتفاعات، یـک چهـارم را صـحراها و کمتـر از یـک چهارم را اراضی قابل کشت تشکیل می دهند. ایران دارای آب و هوای متنوع و متفاوت اسـت و بـا مقایـسه نقـاط کشور این تنوع را بخوبی می توان مشاهده کرد. میزان تفاوت و ترکیب گوناگون عوامل اقلیمی کـه خـود ناشـی از تفاوت موقعیت جغرافیایی مناطق مختلف است، حوزههـای اقلیمـی متفـاوتی در جهـان پدیـد آورده کـه هـر یـک ویژگیهای خاصی دارد. محیط زیست، شهرها و حتی بناهای مربوط به این حوزه
های اقلیمی، ویژگیهای خاصـی متناسب با شرایط
اقلیمی خود به دست آوردهاند. بدین منظور، نخست به تقسیمات اقلیمی در سطح جهان و ایـران اشاره نموده و سپس به انتخاب ده شهر در مناطق مختلف اقلیمی ایران پرداخته می شود.
در ادامه به تعیین هزینه تولید برق از یک نیروگاه تولید پراکنده می پردازیم که یکی از عوامل مهم به هنگام اسـتفاده از یک تکنولوﮊی DG، هزینه می باشد. بهرحال تعیین هزینه یک تکنولوﮊی DG اغلب پیچیده می باشد. علاوه بـر هزینه یا سرمایه اولیه تجهیزات، نیروی کار و دیگر مخارج مربوط به نصب، بهره برداری و تعمییرات تجهیزات نیـز وجود دارد. همچنین هزینه برق تولیدی توسط تکنولوﮊی DG می تواند برآورد و با قیمت موجـود پرداخـت شـده برای برق شبکه قدرت مقایسه شود. هزینه تجهیزات برای تکنولوﮊیهای DG اغلب بـر حـسب هزینـه آنهـا در هـر کیلووات از برق تولیدی و یا دلار بر کیلووات، قیمت گـذاری مـی گـردد. بـرای انتخـاب یکـی از انـواع مختلـف نیروگاه های تولید پراکنده عوامل مختلفی وجود دارد تا مشخص شود کدام نیروگاه برای وضعیت ویژه مناسـب تـر می باشد. که این عوامل در فصل چهارم به تفصیل تشریح گردیده است. در پایان با بهره گرفتن از نرم افـزار HOMER
به مدلسازی سیستم های تولید پراکنده کوچک می پردازیم که این نرم افزار قابلیت انتخاب بهینه هیبرید انواع تولیـد پراکنده را دارا می باشد.
فصل اول:
بررسی انرﮊیهای تجدید پذیر و تجدیدناپذیر مورد استفاده در نیروگاه های تولید پراکنده((DG
انرﮊیهای مورد استفاده در نیروگاه های تولید پراکنده به دو نوع تقسیم می شود : [۱]-[۱۰]
الف‐ تجدید پذیر
ب‐ تجدید ناپذیر
انرﮊیهای تجدید پذیر:

• انرﮊی باد

• انرﮊی خورشید

انرﮊی باد
انرﮊی باد یکی از انواع اصلی انرﮊی های تجدید پذیر می باشد که از دیرباز ذهن بشر را به خود معطوف کرده بـود بطوریکه وی همواره به فکر کاربرد این انرﮊی در صنعت بوده است. بشر از انرﮊی باد بـرای بـه حرکـت در آوردن قایقها و کشتی های بادبانی و آسیابهای بادی استفاده می کرده است. در شرایط کنونی نیز با توجـه بـه مـوارد ذکـر شده و توجیه پذیری اقتصادی انرﮊی باد در مقایسه با سایر منابع انرﮊیهای نو، پرداختن به انرﮊی باد امری حیـاتی و ضروری به نظر می رسد. در کشور ما ایران، قابلیتها و پتانسیلهای مناسبی جهت نصب و راه اندازی توربینهای بـرق بادی وجود دارد، که با توجه به توجیه پذیری آن و تحقیقات، مطالعات و سرمایه گذاری که در این زمینـه صـورت گرفته، توسعه و کاربرد این تکنولوﮊی، چشم انداز روشنی را فرا روی سیاستگذاران بخـش انـرﮊی کـشور در ایـن زمینه قرار داده است.
انرﮊی باد نظیر سایر منابع انرﮊی تجدیدپذیر از نظـر جغرافیـایی گـسترده و در عـین حـال بـه صـورت پراکنـده و غیرمتمرکز و تقریبا همیشه دردسترس می باشد. انرﮊی باد طبیعتی نوسانی و متناوب داشـته و وزش دائمـی نـدارد.
هزاران سال است که انسان با بهره گرفتن از آسیابهای بادی، تنها جزﺀ بسیار کوچکی از آن را استفاده می کند.
این انرﮊی تا پیش از انقلاب صنعتی بعنوان یک منبع انرﮊی، بطور گسترده ای مورد استفاده قرار می گرفت ولـی در دوران انقلاب صنعتی، استفاده از سوختهای فسیلی بدلیل ارزانی و قابلیت اطمینان بالا، جایگزین انرﮊی باد گردیـد.
در این دوره، توربینهای بادی قدیمی دیگر از نظر اقتصادی قابل رقابت با بازار انرﮊیهای نفت و گاز نبودند. تا اینکه در سالهای ۱۹۷۳ و ۱۹۷۸ دو شوک بزرگ نفتی، ضربه بزرگی به اقتـصاد انرﮊیهـای حاصـل از نفـت و گـاز وارد آورد. به این ترتیب هزینه انرﮊی تولید شده بوسیله توربینهای بادی در مقایسه با نرخ جهـانی قیمـت انـرﮊی بهبـود یافت. پس از آن مراکز و موسسات تحقیقاتی و آزمایـشگاهی متعـددی در سراسـر دنیـا بـه بررسـی تکنولوﮊیهـای مختلف جهت استفاده از انرﮊی باد بعنوان یک منبع بزرگ انـرﮊی پرداختنـد. بـه عـلاوه ایـن بحـران باعـث ایجـاد تمایلات جدیدی در زمینه کاربرد تکنولوﮊی انرﮊی باد جهت تولید برق متصل به شبکه، پمپاﮊ آب و تـامین انـرﮊی الکتریکی نواحی دورافتاده شد. همچنین در سالهای اخیر، مشکلات زیست محیطی و مسائل مربوط به تغییـر آب و هوای کره زمین بعلت استفاده از منابع انرﮊی فسیلی بر شدت این تمایلات افزوده است. از سال ۱۹۷۵ پیشرفتهای
شگرفی در زمینه توربینهای بادی در جهت تولید برق بعمل آمده است. در سال ۱۹۸۰ اولـین تـوربین بـرق بـادی متصل به شبکه سراسری نصب گردید. بعد از مدت کوتاهی اولین مزرعه برق بادی چند مگاواتی در آمریکا نـصب و به بهره برداری رسید. در پایان سال ۱۹۹۰ ظرفیت توربینهای برق بادی متصل به شبکه در جهان بـه ۲۰۰MV
رسید که توانایی تولید سالانه ۳۲۰۰ GWh برق را داشته که تقریبا تمام این تولیـد مربـوط بـه ایالـت کالیفرنیـا آمریکا و کشور دانمارک بود. امروزه کشورهای دیگر نظیر هلند، آلمان، بریتانیا، ایتالیا و هندوستان برنامه های ملـی و ویژه ای را در جهت توسعه و عرضه تجاری انرﮊی باد آغاز کرده اند. در طی دهه گذشته، هزینه تولید انـرﮊی بـه کمک توربینهای بادی بطور قابل ملاحظه ای کاهش یافته است.
در حال حاضر توربینهای بادی از کارائی و قابلیت اطمینان بیشتری در مقایسه با ۱۵ سال پیش برخوردارند. با ایـن همه استفاده وسیع از سیستم های مبدل انرﮊی باد((wecs هنوز آغاز نگردیده است. در مباحث مربوط به انـرﮊی
باد، بیشتر تاکیدات بر توربینهای بادی مولد برق جهت اتصال به شبکه است زیرا این نوع از کاربرد انرﮊی بـاد مـی تواند سهم مهمی در تامین برق مصرفی جهان داشته باشد. بر اساس برنامه سیاسـتهای جـاری (cp)، تخمـین زده می شود که سهم انرﮊی باد در تامین انرﮊی جهان در سال ۲۰۲۰ تقریبا برابر با ۳۷۵ twh در سال خواهـد بـود.
این میزان انرﮊی با بهره گرفتن از توربینهای بادی، به ظرفیت مجموع ۱۸۰Gw تولیـد خواهـد گردیـد. امـا در قالـب برنامه ضرورتهای زیست محیطی (ed) سهم این انرﮊی در سال ۲۰۲۰ بالغ بـر ( ۹۷۰ twh) در سـال خواهـد بود که با بهره گرفتن از توربینهای بادی به ظرفیت مجموع ۴۷۰ Gw تولید خواهد شد. بطور کلی با بهره گرفتن از انرﮊی باد به عنوان یک منبع انرﮊی در دراز مدت می توان دو برابر مصرف انرﮊی الکتریکی فعلی جهان را تامین کرد.
منشاﺀ باد هنگامی که تابش خورشید بطور نامساوی به سطوح ناهموار زمین می رسد سبب ایجاد تغییرات در دما و فشار مـی
گردد و در اثر این تغییرات باد بوجود می آید. همچنن اتمسفر کره زمین به دلیل حرکت وضعی زمـین، گرمـا را از مناطق گرمسیری به مناطق قطبی انتقال می دهد که این امر نیز باعث بوجود آمدن باد می گردد. جریانات اقیانوسـی نیز به صورت مشابه عمل نموده و عامل %۳۰ انتقال حـرارت کلـی در جهـان مـی باشـد. در مقیـاس جهـانی ایـن جریانات اتمسفری به صورت یک عامل قوی جهت انتقال حرارت و گرما عمل می نمایند. دوران کره زمین نیز می تواند در برقراری الگوهای نیمه دائم جریانات سیاره ای در اتمسفر، انرﮊی مضاعف ایجاد نماید.
پس همانطوریکه عنوان شد باد یکی از صورتهای مختلف انرﮊی حرارت خورشیدی می باشد که دارای یک الگوی جهانی نیمه پیوسته می باشد. تغییرات سرعت باد، ساعتی، روزا
نه و فصلی بوده و متاثر از هوا و توپـوگرافی سـطح زمین می باشد. ب
یشتر منابع انرﮊی باد در نواحی ساحلی وکوهستانی واقع شده اند.
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
تعداد صفحه : ۱۷۱

درباره:سیستم مدیریت هوشمند انرژی ساختمان

فهرست مطالب
عنوان مطالب                                                            شماره صفحه
-۲-۸-۵ سیکل وظیفه ۱۰۶ (Duty Cycle)
-3-8-5 محدودسازی تقاضای حداکثر بار ۱۰۶
-۴-۸-۵ برنامه زمان بندی بر حسب ساعت روز(۱۰۷ (Time of Day Scheduling
-5-8-5 برنامه زمان بندی بر حسب تاریخ ۱۰۷. (Calender Scheduling)
-6-8-5 برنامه زمانبندی تعطیلات ۱۰۷ (Holiday Scheduling)
-7-8-5 برنامه زمانبندی موقتی ۱۰۷ (Temporary Scheduling)
-8-8-5 صرفهجوئی خودکار با بهره گرفتن از نور طبیعی در طول روز (Automatic Day Light
108. Saving)
-9-8-5 کنترل عقب کشیدن شبانه ۱۰۸ (Night Set back Control)
-10-8-5 تعویض آنتالپی ۱۰۸. (Enthalpy Switch Over)
-11-8-5 کنترل سرعت فن ۱۰۸. (Fan Speed CFM Control) CFM
-12-8-5 برنامه زمان بندی چیلر / بویلر. ۱۰۸
نتیجه گیری و پیشنهادات ۱۱۱
نتیجه گیری. ۱۱۱
پیشنهادات. ۱۱۱
منابع و مأخذ ۱۱۴
منابع و مأخذ فارسی. ۱۱۴
منابع و مأخذ لاتین. ۱۱۵
۱۱۶ Abstract:

فهرست جدولها
عنوان	شماره صفحه
جدول -۱-۲ انواع فیلدباسهای استاندارد و استاندارد مرتبط با آنها	۱۳
جدول -۲-۲ مقایسه لایه های BACnet با مدل استاندارد OSI	۱۸
جدول -۱-۴ رابطه بین اقدامات صرفه جویی انرژی و بخش کاری	۳۸
جدول -۲-۴ تشریح سه گام صرفه جویی انرژی	۴۰
جدول -۳-۴ راه حلهای صرفه جویی انرژی	۴۳
جدول -۴-۴ اصول عمومی مدیریت انرژی	۴۵
جدول -۵-۴ نمونه ضرایب انتقال حرارت جداره های خارجی ساختمان مربوط به قوانین	۵۲
ساختمان کشورهای اروپائی
جدول -۶-۴ مقاومت حرارتی سطوح داخلی و خارجی	۵۳
جدول -۷-۴ مقادیر استاندارد شدت روشنایی اماکن و فضاها با کاربریهای مختلف	۵۵
جدول -۸-۴ میزان استاندارد مصرف انرژی در برخی از وسایل خانگی	۵۷
جدول-۹-۴ مقایسه بین لامپهای تنگستن-آرگون عادی و لامپهای فلورسنت فشرده با بالاست
های فرکانس بالا و معمولی	۶۰
جدول -۱۰-۴ محل مناسب برای بکاربردن انواع سنسورهای حضور افراد	۶۳
جدول-۱-۵ پروتکلهای مهم بکار گرفته شده در اتوماسیون صنعتی و ساختمان	۹۰
جدول -۲-۵ خلاصه نکات طراحی کنترل روشنایی	۱۰۱

فهرست شکلها

 

مطلب دیگر :

https://urlscan.io/result/1b99903f-9cbb-4033-96be-d9b003d3bfb7/

عنوان	شماره صفحه
شکل -۱-۲ کار با چند ایستگاه کاری برای کنترل دستگاه های ساخت چند شرکت مختلف		۱۵
شکل -۲-۲ قرارگرفتن تحت الزامات یک سازنده خاص		۱۶
شکل -۳-۲ اعمال کنترل متمرکز بر سیستم های ساخت چند سازنده از طریق یک پروتکل استاندارد مانند		۱۶
BACnet		۱۸
شکل -۴-۲ نمای کلی یک شبکه BACnet
شکل -۵-۲ کاربردهای مختلف BACnet		۱۸
شکل -۶-۲ یک شبکه BACnet ساده		۱۸
شکل -۱-۴ بحران انرژی در سال ۱۹۷۳		۳۴
شکل -۲-۴ وابستگی نشت بخار به فشار بخار و قطر حفره نشت		۳۶
شکل -۳-۴ سه گام صرفه جویی انرژی		۳۹
شکل -۴-۴ کمیته مدیریت انرژی در کارخانه		۴۸
شکل -۵-۴ ماتریس مدیریت انرژی		۵۰
شکل-۶-۴ راه حلهای اجرایی فرایند صرفه جویی انرژی در سطح یک کارخانه		۵۱
شکل -۷-۴ شاخص مصرف انرژی قبل و بعد از انجام اقدامات بهینه سازی مصرف انرژی		۵۸
شکل -۸-۴ سیستم های کنترل		۶۱
شکل -۹-۴ سنسورهای مافوق صوت		۶۲
شکل -۱۰-۴ سنسورهای مادون قرمز		۶۲
شکل -۱۱-۴ افت نور خروجی سیستم روشنایی در طول زمان		۶۴
شکل -۱۲-۴ افت پیشبینیشده نور در نتیجه کثیف شدن داخل بدنه چراغ در یک محیط اداری تمیز		۶۵
شکل -۱۶-۴ ترتیب قرار گرفتن چراغها باید موازی پنجره ها باشد		۶۶
شکل -۱۷-۴ الف و ب- ترتیب قرار گرفتن چراغها بر روی یک خط از میزهای کار		۶۷
شکل -۱-۵ کاربرد سیستم BMS در یک ساختمان		۷۳
شکل -۲-۵ اتوماسیون ساختمان		۷۴
شکل -۳-۵ کاربرد Gateway به عنوان پلی بین پروتکلها		۷۷
شکل -۴-۵ پانل کنترل مرکزی		۷۸
شکل -۵-۵ نمای کلی از یک سیستم اتوماسیون ساختمان		۷۸
شکل -۶-۵ ساختار هرمی مدیریت ساختمان		۸۱
شکل -۷-۵ یک صفحه انتخاب ماتریسی		۸۳

چکیده:

این تحقیق با عنوان “سیستم مدیریت هوشمند انرژی ساختمان”، شامل چند زیر تحقیق در مورد موضوعات نهفته در زیر آن (صرفهجـوئی و مـدیریت انـرژی (در سـاختمان) ، شـبکههـای اتوماسـیون و سیـستمهـای اتوماسیون و مدیریت ساختمان) میباشد. در همین راستا، انواع روش های صرفه جویی مـصرف انـرژی مطـرح شدهاند و روش استفاده از مدیریت ساختمان برای صرفهجـویی در مـصرف انـرژی بـا توجـه بـه راهکارهـای اتوماسیون تشریح شده است. با توجه به وسعت موضوع، سعی شدهاست تا به هر زیر موضوع به حد مناسـبی پرداخته شده و سپس این تحقیقات در چارچوب اصلی (سیستم مدیریت انـرژی سـاختمان) بـه هـم پیونـد بخورند.

مقدمه

امروزه با پیشرفت همه جانبه تکنولوژی بخصوص در تکنولوژی اطلاعات (IT) و شبکه های کـامپیوتری بحـث کاربرد این تکنولوژیها در ساختمانها برای بهره مندی از خصوصیات مناسب آن مطرح شدهاست.

طبق آمارمنتشره از سوی سازمان بهینه سازی مصرف سوخت کشور ، چهل درصد انرژی مـصرفی در ایـران مربوط به بخش ساختمان میباشد. همچنین طبق برآورد های بعمل آمده با بکـارگیری صـنعت اتوماسـیون ساختمان میتوان حداقل سی درصد در مصرف انرژی ساختمانهای مـسکونی صـرفه جـویی کـرد. یعنـی در حدود دوازده درصد صرفه جویی در مصرف سالانه انرژی کشور. با انجام چنین صرفهجوئی عظیمی راه بـرای توسعه همه جانبه کشور هموارتر میشود.

بطور کلی امروزه دلایل استفاده از اتوماسیون ساختمان بخصوص در ساختمانهای بـزرگ را مـیتـوان چنـین برشمرد

صرفه جوئی مصرف انرژی

ایجاد راحتی و امنیت بیشتر

امکان کنترل متمرکز همه سیستم های ساختمان

امکان کنترل ساختمان از طریق اینترنت

راحتی در کارکرد

امکان کنترل و مدیریت از همه نقاط و همچنین از اینترنت

سهولت تکامل

قابل انعطاف بودن در برابر تغییرات کاربری بنابر این به نظر میرسد کاربرد اتوماسیون ساختمان برای مدیران ساختمانها بخـصوص سـاختمانهای بـزرگ

که دارای سیستم های فراوانی میباشند بسیار مناسب و حتی گاهی ضروری میباشد.

کاربرد سیستم های مدیریت انرژی ساختمان برای سازندگان و مصرف کنندگان مزایای بسیار زیـادی دارد، از جمله :

برای سازندگان :

• کاهش هزینه ساخت
• افزایش تولید و توسعه آن
• امتیازات رقابتی قابل توجه
• افزایش میزان کارآیی ساختمان در کاربری های مختلف
• کاهش ریسک تعهدات و مسائل حقوقی

برای مصرف کنندگان :

• افزایش کیفیت بدون افزایش هزینه اضافه
• افزایش تناسب و آسایش و کارایی
• کاهش هزینه های جاری

• در طول حصول مزایای اقتصادی از طریق کاهش هزینه ها، بازگشت سرمایه به سرعت انجام می پذیرد.

در عوض، کاربرد سیستم های مدیریت انرژی ساختمان، برای مصرف کنندگان هزینه اولیه نسبتاً بالایی دارد.

با توجه به بحران انرژی در جهان، در بسیاری از نقاط جهان این سرمایه ­گذاری معقول بـوده و سـرمایه اولیـه طی ۲ تا حداکثر ۶ سال برگردانده میشود که این امر نشان دهنده تناسب اقتصادی بـسیار مناسـب کـاربرد این سیستم ها است. به این سبب، سیستم های مدیریت انرژی ساختمان در این کشورها، راهی بسیار طولانی را پیموده و پیشرفت بسیاری نمودهاند و این سیستم ها در حال جا افتادن در آنها میباشد.

با توجه به غلبه مزایای سیستم مدیریت انرژی ساختمان بر دشواریهای آن (حتی در کشور ما)، به نظر مـی-

رسد سرمایه ­گذاری در این بخش به نفع اقتصاد ملی ایران باشد. با این وجود، متأسفانه به علت اینکـه هزینـه اولیه سیستم های مدیریت انرژی فعلی (انواع خارجی) نسبت به درآمد قشر متوسط و پائین جامعه بالا و گـاه بسیار بالا میباشد و همچنین هنوز قشر ثروتمند جامعه با مزایای این سیستم ها آشنا نشدهانـد، کـاربرد ایـن سیستم ها در کشور ما بسیار کم بوده است.

فصل اول

کلیـات

فصل اول : کلیات

-1-1 هدف

هدف این تحقیق، بررسی مبانی علمی، اصول، کارکرد و انواع سیستم های مدیریت انرژی سـاختمان در منابع و مأخذ مختلف است. این موضوع تحقیق، بسیار جامع بوده و کاملاً یک تحقیق بین رشته-

ای است. این موضوع به موضوعات کار مهندسین برق (کنترل، اتوماسیون، مخابرات، نصب و برنامـه-

ریزی)، مهندسین عمران (ساختمان)، مهندسین مکانیک سـیالات (تهوبـه هـوا)، مهندسـین انـرژی

(مدیریت و صرفهجویی انرژی) مرتبط مـیباشـد. بـه همـین سـبب، ایـن گـزارش کـه توسـط یـک دانشجوی کارشناسی ارشد برق تهیه شدهاست، نمیتواند بطور جامع دربردارنـده تحقیـق راجـع بـه تمامی مباحث باشد. به هر صورت، در این گزارش سعی شدهاست تا راجع به تمامی زیر مبحثهـای مهم این موضوع، تحقیق مناسبی صورت گیرد و سپس این تحقیقات در چـارچوب اصـلی سیـستم-

های مدیریت انرژی ساختمان، به یکدیگر پیوند بخورند.

-۲-۱ پیشینه تحقیق

یک تحقیق راجع به سیستم مدیریت انرژی ساختمان، باید تحقیقی راجع بـه چنـد زمینـه مختلـف باشد که هر یک دارای منابع و مراجع بسیار زیادی را در بر میگیرند. از آنجا که یک فصل کامل بـه بررسی کتب و مقالات مرتبط با زمینه های مختلف این تحقیق آورده شدهاست، در این مجـال تنهـا عناوین تحقیقاتی را ذکر مینمائیم که بطور خاص راجـع بـه سیـستمهای اتوماسـیون یـا مـدیریت ساختمان، انجام شدهاند.

تحقیقات داخلی در زمینه سیستم های مدیریت انـرژی سـاختمان معمـولاً حـول موضـوعاتی ماننـد سیستم های اتوماسیون ساختمان و زیر سیستم های آن متمرکز بودهاست و کمتر پروژه یا سـمیناری وجود دارد که بطور خاص به سیستم مدیریت انرژی ساختمان بپردازد.

در این بین، تعدادی از دانشجویان دکتر مومنی، استاد محترم گروه کنترل دانشگاه تربیت مـدرس، به موضوعات سیستم های اتوماسیون ساختمان و بعضاً سیستم های مدیریت سـاختمان پرداختـهانـد.

آقای طهماسبیزاده [۴] در سمینار خود با عنوان “سیستم های اتوماسیون ساختمان و کاربرد XML در آن” ابتدا به انـواع تکنولـوژیهـا در BAS پرداختـهانـد، سیـستمهای open ماننـد BACnet و LonWorks را بررسی نموده و سپس بطور خاص چند زیر سیـستم اتوماسـیون سـاختمان شـامل سیستم کنترل روشنایی ساختمان، سیستم تهویه گرمایش-سرمایش و

بررسی روش های کنترل سیستم های کنترل غیر خطی چند متغیره

عنوان	شماره صفحه
۲-۱-۳-۳-مدلهای فضای حالت		۳۱
۲-۱-۴- تابع هزینه		۴۱
۲-۱-۵-الگوریتمهای کنترل پیش بین غیر خطی		۴۱
۲-۱-۶-مسأله مدلسازی		۵۱
۲-۱-۷مدلهای غیر خطی		۶۱
۲-۱-۸-مثال عملی در کنترل پیش بین در فر آیند های صنعتی		۷۱
۲-۲کنترل پیش بین تعمیم یافته		۰۲
۲-۳-کنترل سیستم های دینامیکی غیر خطی با بهره گرفتن از شبکه های عصبی		۱۲
۲-۳-۱مزایای استفاده از شبکه های عصبی		۱۲
۲-۳-۲-شبکه های عصبی پیش سو		۲۲
۲-۳-۳-شبکه های عصبی پرسپترون چندلایه		۳۲
۲-۳-۴-آموزش یک شبکه عصبی		۳۲
۲-۳-۵-کاربردهای شبکه های عصبی		۴۲
۲-۴تلفیق کنترل پیش بین و مدلهای عصبی		۵۲
۲-۵کنترل تطبیقی		۶۲
۲-۵-۱مفاهیم اسا سی در کنترل تطبیقی		۶۲
۲-۵-۲-موارد کاربرد کنترل تطبیقی		۷۲
۲-۵-۳-کنترل تطبیقی مدل مرجع((MRAC		۹۲
۲-۵-۴-کنترل کننده های خود-تنظیم((STC		۰۳
۲-۵-۵-چگونه کنترل کننده های تطبیقی طراحی کنیم؟		۱۳
۲-۵-۶-کنترل تطبیقی سیستم های غیر خطی		۲۳
۲-۵-۷-مقاوم بودن سیستم های کنترل تطبیقی		۲۳
۲-۵-۸-کنترل سیستم های فیزیکی چند-ورودی		۳۳
۲-۶-کنترل فازی		۴۳
۲-۶-۱طراحی کنترل کننده های فازی		۶۳
۲-۶-۲-مراحل طراحی		۷۳
۲-۶-۳-کنترل فازی سیستم های چند متغیره		۸۳
۲-۷-کنترل مقاوم		۹۳
۳ –مثالی از کنترل کننده های چند ورودی – چند خروجی
٣-١روباتیک به عنوان نمونه اولیه		۴٣

عنوان	شماره صفحه
جمع بندی و نتیجه گیری	۷۴
منابع و مآخذ
فهرست منابع فارسی	۰۵
فهرست منابع لاتین	۱۵

فهرست اشکال

عنوان	شماره صفحه
شکل۲-۱عملکرد ردیابی تحت کنترل GPCغیر خطی	۰۲
شکل۲-۲-ساختار کنترل کننده پیش بین عصبی	۵۲
شکل۲-۳-مدل NARMAX عصبی	۵۲
شکل ۲-۴-ساختار شبکه عصبی تأخیرزمان	۵۲
شکل۲-۵-یک سیستم کنترل تطبیقی مدل مرجع	۹۲
شکل ۲-۶-یک کنترل کننده خود تنظیم	۰۳
شکل۲-۷-پاندول معکوس	۸۳
شکل ۳-۱-خطاهای ردیابی وگشتاورهای کنترل تحت کنترل تطبیقی	۴۴
شکل ۳-۲-تخمین پارامترها تحت کنترل تطبیقی	۵۴
شکل ۳-۳-خطاهای ردیابی وگشتاوری کنترل تحت کنترل P.D.	۶۴

فهرست جداول

عنوان	شماره صفحه
جدول ۲-۱:پایداری GPC غیرخطی بهینه	۷۱
جدول۲-۲:درجه آزادی نسبی	۷۱

چکیده
امروزه لزوم کنترل بهینه سیستم های غیر خطی چند متغیره به منظور رسیدن به پایداری و پاسخ مطلوب بیـشتر احساس می شود . در این میان روش های متنوعی جهت کنتـرل ایـن گونـه سیـستمها وجـود دارد ، از جملـه کنتـرل هوشمند و کنترل کلاسیک که هر یک دارای مزایا و معایب جداگانه ای هستند .
روش های هوشمند از شبکه های عصبی و منطق فازی بهره می جویند که قابلیت مانور آنها به دلیل نرم افـزاری بودن بیشتر است .در حالیکه در روش های کنترل کلاسیک به دلیل تئوریهـای بـسیار قـوی موجـود و الگوریتمهـای مبتنی بر این تئوریها ، از نظر بعضی محققین از قابلیت اعتماد بیشتر بر خوردار ند و در نتیجه عده زیادی از آنهـا در این زمینه کار کرده اند . مانند کنترل بهینه پیش بین ، کنترل مقاوم ، کنترل فـازی ، کنتـرل فیـد بـک غیـر خطـی ، کنترل عصبی ، کنترل تطبیقی ، کنترل فازی پیش بین و کنترل پیش بین عصبی و کنترل تطبیقی فازی و.
در این سمینار ابتدا روش های تحلیل و طراحی سیستم های کنترل غیر خطی بررسی می شود . سـپس روشـهای تحلیل و طراحی سیستم های چند متغیره به طور جدا گانه بیان می شود و در ادامه انواع روش های کنترل سیـستمهای غیر خطی چنـد متغیـره مـورد بحـث و بررسـی قـرار مـی گیـرد . در بخـش ابتـدا کنتـرل پـیش بـین مـدل ، سـپس الگوریتمهای کنترل پیش بین غیر خطی معرفی می شود . در ادامه کنترل پیش بین تعمیم یافته ، کنترل سیـستمهای غیر خطی با بهره گرفتن از شبکه های عصبی و کابرد آنها ، تلفیق کنترل پیش بین و عـصبی ، کنتـرل تطبیقـی و نحـوه طراحی کنترلر تطبیقی ، کنترل فازی و نحوه طراحی کنترل کننده های فازی ، و در ادامه کنتـرل مقـاوم ، بررسـی خواهند شد . در پایان مثالی از روباتیک به عنوان نمونه آورده خواهد شد . مزایا و معایب هر کدام از این روشها و مقایسه آنها با یکدیگر در پایان ذکر خواهد شد .
مقدمه
امروزه با توجه به گسترش روز افزون و پیشرفت تکنولوﮊی در زمینه پیاده سازی محاسبات حجیم و پیچیده,امکان استفاده از الگوریتمهای غیر خطی مربوط به سیستم های چندورودی/چند خروجی ایجاد شده است.این امر باعث شده است که در سالهای اخیر محققین بسیاری در این زمینه تحقیقات زیادی انجام داده و الگوریتمهای مناسب تری ارائه دهند.بنابراین لزوم کنترل بهینه این سیستم ها بطوریکه به پایداری و پاسخ مطلوب دست یابیم ,بیشتر احساس می شود.در این میان روش های متنوعی جهت کنترل این گونه سیستم ها
,از جمله کنترل هوشمند و کلاسیک وجود دارد که هر یک دارای مزایا و معایب جداگانه ای هستند.روش های هوشمند,از شبکه های عصبی و منطق فازی وبهره می جویند که قابلیت مانور آنها به دلیل نرم افزاری بودن بیشتر است.

مطلب دیگر :

اهمیت شستن دست در افزایش ایمنی غذا | بیماری - سایت فروش فایل

در حالیکه در روش های کنترل کلاسیک به دلیل تئوریهای بسیار قوی موجود,و الگوریتهای مبتنی بر این تئوریها ,از نظر بعضی از محققین,از قابلیت اعتماد بالاتری برخوردارند ودر نتیجه عده زیادی از آنها در این زمینه کار کرده اند.مانند:کنترل بهینه پیش بین,کنترل مقاوم,کنترل فیدبک غیر خطی,کنترل تطبیقی ,کنترل . CNF ¹
البته گروهی از محققین ,تلفیقی از روش های هوشمند و کلاسیک را استفاده کرده اند که به عنوان نمونه از
:کنترل IMC² سیستم های غیر خطی چند متغیره]۹,[کنترل فیدبک غیر خطی]۰۱,[کنترل پیش بین فازی
]۱۱,[کنترل پیش بین عصبی]۲۱,[کنترل فازی مقاوم سیستم های غیر خطی]۳۱[می توان نام برد.در این سمینار ما برآنیم ضمن مطالعه روش های مختلف و به دست آوردن یک دسته بندی مناسب از این روشها , آنها را از لحاظ معیارهای مختلف از جمله پایداری ,مقاوم بودن,عملکرد بهتر,کاربردی بودن,و.مقایسه کنیم و مزایا و معایب هر یک را در حد امکان مشخص کنیم.
فصل اول:
آشنایی با سیستم های کنترل غیر خطی چند
متغیره
۱–۱-مقدمه
در این بخش ابتدا ابزارهای موجود برای تحلیل سیستم های کنترل غیرخطی معرفی می شود و سپس به بحث درباره بعضی از نکات کلی می پردازیم که به طراحی سیستم کنترل غیر خطی مربوط می شود.مطالعه روش های تحلیل غیر خطی به چند دلیل مهم است]۱:[۱-ارزانترین راه درک مشخصات یک سیستم, تحلیل نظری است.۲-گرچه شبیه سازی در کنترل غیر خطی بسیار مهم است,اما بایستی از لحاظ نظری جهت گرفته باشد.شبیه سازی چشم بسته سیستم های غیر خطی ممکن است نتایج گمراه کننده و محدود داشته باشد.۳-
طراحی کنترل کننده های غیر خطی همیشه مبتنی بر روش های تحلیل است. زیرا کسب مهارت در روش های طراحی بدون مطالعه اولیه ابزار تحلیل غیر ممکن است ونیزتحلیل, امکان ارزیابی را برای بعد از انجام, فراهم و در صورت نبود عملکرد مطلوب راه هایی برای اصلاح طراحیهای کنترل فراهم می کند.
تاکنون هیچ روشی کلی برای تحلیل تمام سیستم های کنترل غیر خطی ارائه نشده است.درکنترل خطی می توان یک سیستم را درحوزه زمان یا فرکانس تحلیل کرد ,امادر سیستم های غیر خطی,هیچ یک از رهیافتهای استاندارد را نمی توان به کار گرفت.زیرا حل مستقیم معادلات دیفرانسیل غیر خطی در حالت کلی ممکن نیست و تبدیلهای حوزه فرکانس قابل اعمال نیستند.
۱–۲-روش های تحلیل سیستم های کنترل غیر خطی:
۱–۲–۱-تحلیل صفحه فازی]۱[<br
/>
یک روش ترسیمی در مطالعه سیستم های کنترل غیر خطی مرتبه دوم است و ایده اصلی آن حل معادله دیفرانسیل به طور ترسیم
ی به جای جستجوی یک راه حل تحلیلی است.عیب اساسی این روش این است که تنها در سیستمهایی قابل به کار گیری است که بتوان آنها را به خوبی با دینامیک مرتبه دوم تقریب نمود.
۱–۲–۲-نظریه لیاپانوف
این نظریه شامل ۲ روش مستقیم و غیر مستقیم است.در روش مستقیم برای تحلیل پایداری یک سیستم غیر خطی ,ایده ایجاد یک تابع شبه انرﮊی اسکالر(تابع لیاپانوف)است و اینکه آیا کاهش می یابد؟توانایی این روش در عمومی بودن آن و اینکه در تمام سیستم های کنترل قابل استفاده است(متغیر با زمان,نامتغیر با زمان,ابعاد محدود یا غیر محدود) و در عوض محدودیت این روش دراین است که پیدا کردن یک تابع لیاپانوف در یک سیستم مفروض کار مشکلی است.
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)