بررسی نویز آکوستیکی و روشی برای حذف آن در یک مجرا

چکیده
تاکنون برای حذف نویزهای آکوستیکی از روش های فعال  و غیر فعال استفاده شده است. برخلاف روش غیر فعال می‌توان بوسیله‌ی روش فعال، نویز را در فرکانس های پایین (زیر ۵۰۰ هرتز)، حذف و یا کاهش داد. در روش فعال از سیستمی استفاده می شود که شامل یک فیلتر وفقی است. به دلیل ردیابی خوب فیلتر  LMS در محیط نویزی، الگوریتم FXLMS  بعنوان روشی پایه ارائه شده است. اشکال الگوریتم مذکور این است که در مسائل کنترل خطی استفاده می شود. یعنی اگر فرکانس نویز متغیر باشد و یا سیستم کنترلی بصورت غیرخطی کار کند، الگوریتم فوق به خوبی کار نکرده و یا واگرا می شود.
بنابراین در این پایان نامه، ابتدا به ارائه ی گونه ای از الگوریتم FXLMS می پردازیم که قابلیت حذف نویز، با فرکانس متغیر، در یک مجرا و در کوتاه‌ترین زمان ممکن را دارد. برای دستیابی به آن می توان از یک گام حرکت وفقی بهینه ( ) در الگوریتم FXLMS استفاده کرد. به این منظور محدوده ی گام حرکت بهینه در فرکانس های ۲۰۰ تا ۵۰۰ هرتز را در داخل یک مجرا محاسبه کرده تا گام حرکت بهینه بر حسب فرکانس ورودی به صورت یک منحنی اسپلاین مدل شود. حال با تخمین فرکانس سیگنال ورودی به صورت یک منحنی اسپلاین مدل شود. حال با تخمین فرکانس سیگنال ورودی بوسیله ی الگوریتم MUSIC  ،  را از روی منحنی برازش شده، بدست آورده و آن را در الگوریتم FXLMS قرار می‌دهیم تا همگرایی سیستم در کوتاه‌ترین زمان، ممکن شود. در نهایت خواهیم دید که الگوریتم FXLMS معمولی با گام ثابت با تغییر فرکانس واگرا شده حال آنکه روش ارائه شده در این پایان نامه قابلیت ردگیری نویز با فرکانس متغیر را فراهم می آورد.
همچنین‌به دلیل‌ماهیت غیرخطی سیستم‌های‌ANC  ، به ارائه‌ی نوعی شبکه‌ی عصبی‌ RBF   TDNGRBF )   ( می‌پردازیم که توانایی مدل کردن رفتار غیرخطی را خواهد داشت. سپس از آن در حذف نویز باند باریک فرکانس متغیر در یک مجرا استفاده کرده و نتایج آن را با الگوریتم FXLMS مقایسه می کنیم. خواهیم دید که روش ارائه شده در مقایسه با الگوریتم FXLMS، با وجود عدم نیاز به تخمین مسیر ثانویه، دارای سرعت همگرایی بالاتر (۳ برابر) و خطای کمتری (۳۰% کاهش خطا) است. برای حذف فعال نویز به روش TDNGRBF، ابتدا با یک شبکه ی GRBF به شناسایی مجرا می‌پردازیم. سپس با اعمال N تاخیر زمانی از سیگنال ورودی به N شبکه ی GRBF (با ترکیب خطی در خروجی آنها)، شناسایی سیستم غیرخطی بصورت بر خط امکان پذیر می شود. ضرایب بکار رفته در ترکیب خطی با استفاده از الگوریتم  NLMS بهینه می شوند.

فهرست مطالب
عنوان    صفحه
چکیده
فصل صفر: مقدمه
۱
۲
فصل اول: مقدمه ای بر کنترل نویز آکوستیکی    ۷
۱-۱) مقدمه     ۸
۱-۲) علل نیاز به کنترل نویزهای صوتی (فعال و غیر فعال)    ۹
۱-۲-۱) بیماری های جسمی     ۹
۱-۲-۲) بیماری های روانی     ۹
۱-۲-۳) راندمان و کارایی افراد    ۹
۱-۲-۴) فرسودگی     ۹
۱-۲-۵) آسایش و راحتی     ۹
۱-۲-۶ جنبه های اقتصادی     ۱۰
۱-۳) نقاط ضعف کنترل نویز به روش غیرفعال    ۱۰
۱-۳-۱) کارایی کم در فرکانس های پایین     ۱۰
۱-۳-۲) حجم زیاد عایق های صوتی     ۱۰
۱-۳-۳) گران بودن عایق های صوتی     ۱۰
۱-۳-۴) محدودیت های اجرایی     ۱۰
۱-۳-۵) محدودیت های مکانیکی     ۱۰
۱-۴) نقاط قوت کنترل نویز به روش فعال     ۱۱
۱-۴-۱) قابلیت حذف نویز در یک گسترده ی فرکانسی وسیع    ۱۱
۱-۴-۲) قابلیت خود تنظیمی سیستم    ۱۱
۱-۵) کاربرد ANC در گوشی فعال     ۱۱
۱-۵-۱) تضعیف صدا به روش غیر فعال در هدفون     ۱۲
۱-۵-۲) تضعیف صدا به روش آنالوگ در هدفون    ۱۳
۱-۵-۳) تضعیف صوت به روش دیجیتال در هدفون    ۱۵
۱-۵-۴) تضعیف صوت به وسیله ی ترکیب سیستم های آنالوگ و دیجیتال در هدفون     ۱۶
۱-۶) نتیجه گیری    ۱۷

فصل دوم: اصول فیلترهای وفقی
۱۸
۲-۱) مقدمه     ۱۹
۲-۲) فیلتر وفقی     ۲۰
۲-۲-۱) محیط های کاربردی فیلترهای وفقی     ۲۲
۲-۳) الگوریتم های وفقی     ۲۵
۲-۴) روش تحلیلی    ۲۵
۲-۴-۱) تابع عملکرد سیستم وفقی     ۲۶
۲-۴-۲) گرادیان یا مقادیر بهینه بردار وزن     ۲۸
۲-۴-۳) مفهوم بردارها و مقادیر مشخصه R روی سطح عملکرد خطا     ۳۰
۲-۴-۴) شرط همگرا شدن به٭ W    ۳۲
۲-۵) روش جستجو     ۳۲
۲-۵-۱) الگوریتم جستجوی گردایان     ۳۲
۲-۵-۲) پایداری و نرخ همگرایی الگوریتم     ۳۵
۲-۵-۳) منحنی یادگیری     ۳۶
۲-۶) MSE اضافی     ۳۶
۲-۷) عدم تنظیم     ۳۷
۲-۸) ثابت زمانی     ۳۷
۲-۹) الگوریتم LMS    ۳۸
۲-۹-۱) همگرایی الگوریتم LMS    ۳۹
۲-۱۰) الگوریتم های LMS اصلاح شده     ۴۰
۲-۱۰-۱) الگوریتم LMS نرمالیزه شده (NLMS)     ۴۱
۲-۱۰-۲) الگوریتم های وو LMS علامتدار وو (SLMS)     ۴۱
۲-۱۱) نتیجه گیری     ۴۳

فصل سوم: اصول کنترل فعال نویز
۴۴
۳-۱) مقدمه                                                                                                                                           ۴۵
۳-۲) انواع سیستم های کنترل نویز آکوستیکی                                                                                  ۴۵
۳-۳) معرفی سیستم حذف فعال نویز تک کاناله                                                                               ۴۷
۳-۴) کنترل فعال نویز به روش پیشخور                                                                                            ۴۸
۳-۴-۱) سیستم ANC پیشخور باند پهن تک کاناله     ۴۹
۳-۴-۲) سیستم ANC پیشخور باند باریک تک کاناله     ۵۰
۳-۵) سیستم های ANC پسخوردار تک کاناله     ۵۱
۳-۶) سیستم های ANC چند کاناله    ۵۲
۳-۷) الگوریتم هایی برای سیستم های ANC پسخوردار باند پهن    ۵۳
۳-۷-۱) اثرات مسیر ثانویه    ۵۴
۳-۷-۲) الگوریتم FXLMS    ۵۷
۳-۷-۳) اثرات فیدبک آکوستیکی    ۶۱
۳-۷-۴) الگوریتم Filtered- URLMS    ۶۶
۳-۸) الگوریتم های سیستم ANC پسخوردار تک کاناله     ۶۹
۳-۹) نکاتی درباره ی طراحی سیستم های ANC تک کاناله     ۷۰
۳-۹-۱) نرخ نمونه برداری و درجه ی فیلتر    ۷۲
۳-۹-۲) علیت سیستم    ۷۳
۳-۱۰) نتیجه گیری    ۷۴

فصل چهارم: شبیه سازی سیستم ANC تک کاناله
۷۵
۴-۱) مقدمه     ۷۶
۴-۲) اجرای الگوریتم FXLMS    ۷۶
۴-۲-۱) حذف نویز باند باریک فرکانس ثابت    ۷۶
۴-۲-۲) حذف نویز باند باریک فرکانس متغیر    ۸۱
۴-۳) اجرای الگوریتم FBFXLMS    ۸۳
۴-۴) نتیجه گیری     ۸۵

فصل پنجم: کنترل غیرخطی نویز آکوستیکی در یک ماجرا
۸۶
۵-۱) مقدمه    ۸۷
۵-۲) شبکه عصبی RBF    ۸۸
۵-۲-۱) الگوریتم آموزشی در شبکه ی عصبی RBF     ۹۰
۵-۲-۲) شبکه عصبی GRBF    ۹۳
۵-۳) شبکه ی TDNGRBF    ۹۴
۵-۴) استفاده از شبکه ی TDNGRBF در حذف فعال نویز    ۹۵
۵-۵) نتیجه گیری     ۹۸

فصل ششم: نتیجه گیری و پیشنهادات
۹۹
۶-۱) نتیجه گیری     ۱۰۰
۶-۲) پیشنهادات     ۱۰۱
مراجع     I

مراجع

[۱] C.Mosquera, J.A.Gomez, F.perez, M. Sobreira, ^,,Adaptive IIR Fjlters for Active noise Control, ^“ Sixth International Congress on Sound and Vibration, 5-8 July 1999, Copenhagen, Denmark.

[2] P.Lveg, “process of silencing sound oscillations,”U.S.Patent 2043416,June 9,1936.

[3] Widrow,B., and S.D.Steans.” Adaptive Signal Processing”,Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ.1985.

[4] Morgan,”D.R.” Analysis of Multiple Correlation Cancelation Loop With a Filter in the Auxiliary path,”IEEE Trans. on ASSP, Vol. ASSP –۲۸, NO .4, PP. 454-467 August, 1980.

[5] Burgess, J.C.,”Active Adaptive Sound Control in a Duct: A Computer Simulation,”J.Acoust. Soc. Am., Vol. 70, No.3, p.p.715-726, Sept, 1981.

[6] Kuo, SM et al,”Design Of Active noise control systems with the TMS320 family “Texas Instruments, 1996.

[7] Boaz Rafaely,”Active noise Reducing Headser”,http://www.Osee.Net/white papers/paper489. Pdf, 2000.

دانلود فایل

پروژه ارائه روش جدید جهت حذف نویز آکوستیکی در یک مجرا

چکیده
تاکنون برای حذف نویزهای آکوستیکی از روش های فعال  و غیر فعال استفاده شده است. برخلاف روش غیر فعال می‌توان بوسیله‌ی روش فعال، نویز را در فرکانس های پایین (زیر ۵۰۰ هرتز)، حذف و یا کاهش داد. در روش فعال از سیستمی استفاده می شود که شامل یک فیلتر وفقی است. به دلیل ردیابی خوب فیلتر  LMS در محیط نویزی، الگوریتم FXLMS  بعنوان روشی پایه ارائه شده است. اشکال الگوریتم مذکور این است که در مسائل کنترل خطی استفاده می شود. یعنی اگر فرکانس نویز متغیر باشد و یا سیستم کنترلی بصورت غیرخطی کار کند، الگوریتم فوق به خوبی کار نکرده و یا واگرا می شود.
بنابراین در این پایان نامه، ابتدا به ارائه ی گونه ای از الگوریتم FXLMS می پردازیم که قابلیت حذف نویز، با فرکانس متغیر، در یک مجرا و در کوتاه‌ترین زمان ممکن را دارد. برای دستیابی به آن می توان از یک گام حرکت وفقی بهینه ( ) در الگوریتم FXLMS استفاده کرد. به این منظور محدوده ی گام حرکت بهینه در فرکانس های ۲۰۰ تا ۵۰۰ هرتز را در داخل یک مجرا محاسبه کرده تا گام حرکت بهینه بر حسب فرکانس ورودی به صورت یک منحنی اسپلاین مدل شود. حال با تخمین فرکانس سیگنال ورودی به صورت یک منحنی اسپلاین مدل شود. حال با تخمین فرکانس سیگنال ورودی بوسیله ی الگوریتم MUSIC  ،  را از روی منحنی برازش شده، بدست آورده و آن را در الگوریتم FXLMS قرار می‌دهیم تا همگرایی سیستم در کوتاه‌ترین زمان، ممکن شود. در نهایت خواهیم دید که الگوریتم FXLMS معمولی با گام ثابت با تغییر فرکانس واگرا شده حال آنکه روش ارائه شده در این پایان نامه قابلیت ردگیری نویز با فرکانس متغیر را فراهم می آورد.
همچنین‌به دلیل‌ماهیت غیرخطی سیستم‌های‌ANC  ، به ارائه‌ی نوعی شبکه‌ی عصبی‌ RBF   TDNGRBF )   ( می‌پردازیم که توانایی مدل کردن رفتار غیرخطی را خواهد داشت. سپس از آن در حذف نویز باند باریک فرکانس متغیر در یک مجرا استفاده کرده و نتایج آن را با الگوریتم FXLMS مقایسه می کنیم. خواهیم دید که روش ارائه شده در مقایسه با الگوریتم FXLMS، با وجود عدم نیاز به تخمین مسیر ثانویه، دارای سرعت همگرایی بالاتر (۳ برابر) و خطای کمتری (۳۰% کاهش خطا) است. برای حذف فعال نویز به روش TDNGRBF، ابتدا با یک شبکه ی GRBF به شناسایی مجرا می‌پردازیم. سپس با اعمال N تاخیر زمانی از سیگنال ورودی به N شبکه ی GRBF (با ترکیب خطی در خروجی آنها)، شناسایی سیستم غیرخطی بصورت بر خط امکان پذیر می شود. ضرایب بکار رفته در ترکیب خطی با استفاده از الگوریتم  NLMS بهینه می شوند.

فهرست مطالب
عنوان    صفحه
چکیده
فصل صفر: مقدمه
۱
۲
فصل اول: مقدمه ای بر کنترل نویز آکوستیکی    ۷
۱-۱) مقدمه     ۸
۱-۲) علل نیاز به کنترل نویزهای صوتی (فعال و غیر فعال)    ۹
۱-۲-۱) بیماری های جسمی     ۹
۱-۲-۲) بیماری های روانی     ۹
۱-۲-۳) راندمان و کارایی افراد    ۹
۱-۲-۴) فرسودگی     ۹
۱-۲-۵) آسایش و راحتی     ۹
۱-۲-۶ جنبه های اقتصادی     ۱۰
۱-۳) نقاط ضعف کنترل نویز به روش غیرفعال    ۱۰
۱-۳-۱) کارایی کم در فرکانس های پایین     ۱۰
۱-۳-۲) حجم زیاد عایق های صوتی     ۱۰
۱-۳-۳) گران بودن عایق های صوتی     ۱۰
۱-۳-۴) محدودیت های اجرایی     ۱۰
۱-۳-۵) محدودیت های مکانیکی     ۱۰
۱-۴) نقاط قوت کنترل نویز به روش فعال     ۱۱
۱-۴-۱) قابلیت حذف نویز در یک گسترده ی فرکانسی وسیع    ۱۱
۱-۴-۲) قابلیت خود تنظیمی سیستم    ۱۱
۱-۵) کاربرد ANC در گوشی فعال     ۱۱
۱-۵-۱) تضعیف صدا به روش غیر فعال در هدفون     ۱۲
۱-۵-۲) تضعیف صدا به روش آنالوگ در هدفون    ۱۳
۱-۵-۳) تضعیف صوت به روش دیجیتال در هدفون    ۱۵
۱-۵-۴) تضعیف صوت به وسیله ی ترکیب سیستم های آنالوگ و دیجیتال در هدفون     ۱۶
۱-۶) نتیجه گیری    ۱۷

فصل دوم: اصول فیلترهای وفقی
۱۸
۲-۱) مقدمه     ۱۹
۲-۲) فیلتر وفقی     ۲۰
۲-۲-۱) محیط های کاربردی فیلترهای وفقی     ۲۲
۲-۳) الگوریتم های وفقی     ۲۵
۲-۴) روش تحلیلی    ۲۵
۲-۴-۱) تابع عملکرد سیستم وفقی     ۲۶
۲-۴-۲) گرادیان یا مقادیر بهینه بردار وزن     ۲۸
۲-۴-۳) مفهوم بردارها و مقادیر مشخصه R روی سطح عملکرد خطا     ۳۰
۲-۴-۴) شرط همگرا شدن به٭ W    ۳۲
۲-۵) روش جستجو     ۳۲
۲-۵-۱) الگوریتم جستجوی گردایان     ۳۲
۲-۵-۲) پایداری و نرخ همگرایی الگوریتم     ۳۵
۲-۵-۳) منحنی یادگیری     ۳۶
۲-۶) MSE اضافی     ۳۶
۲-۷) عدم تنظیم     ۳۷
۲-۸) ثابت زمانی     ۳۷
۲-۹) الگوریتم LMS    ۳۸
۲-۹-۱) همگرایی الگوریتم LMS    ۳۹
۲-۱۰) الگوریتم های LMS اصلاح شده     ۴۰
۲-۱۰-۱) الگوریتم LMS نرمالیزه شده (NLMS)     ۴۱
۲-۱۰-۲) الگوریتم های وو LMS علامتدار وو (SLMS)     ۴۱
۲-۱۱) نتیجه گیری     ۴۳

فصل سوم: اصول کنترل فعال نویز
۴۴
۳-۱) مقدمه                                                                                                                                           ۴۵
۳-۲) انواع سیستم های کنترل نویز آکوستیکی                                                                                  ۴۵
۳-۳) معرفی سیستم حذف فعال نویز تک کاناله                                                                               ۴۷
۳-۴) کنترل فعال نویز به روش پیشخور                                                                                            ۴۸
۳-۴-۱) سیستم ANC پیشخور باند پهن تک کاناله     ۴۹
۳-۴-۲) سیستم ANC پیشخور باند باریک تک کاناله     ۵۰
۳-۵) سیستم های ANC پسخوردار تک کاناله     ۵۱
۳-۶) سیستم های ANC چند کاناله    ۵۲
۳-۷) الگوریتم هایی برای سیستم های ANC پسخوردار باند پهن    ۵۳
۳-۷-۱) اثرات مسیر ثانویه    ۵۴
۳-۷-۲) الگوریتم FXLMS    ۵۷
۳-۷-۳) اثرات فیدبک آکوستیکی    ۶۱
۳-۷-۴) الگوریتم Filtered- URLMS    ۶۶
۳-۸) الگوریتم های سیستم ANC پسخوردار تک کاناله     ۶۹
۳-۹) نکاتی درباره ی طراحی سیستم های ANC تک کاناله     ۷۰
۳-۹-۱) نرخ نمونه برداری و درجه ی فیلتر    ۷۲
۳-۹-۲) علیت سیستم    ۷۳
۳-۱۰) نتیجه گیری    ۷۴

فصل چهارم: شبیه سازی سیستم ANC تک کاناله
۷۵
۴-۱) مقدمه     ۷۶
۴-۲) اجرای الگوریتم FXLMS    ۷۶
۴-۲-۱) حذف نویز باند باریک فرکانس ثابت    ۷۶
۴-۲-۲) حذف نویز باند باریک فرکانس متغیر    ۸۱
۴-۳) اجرای الگوریتم FBFXLMS    ۸۳
۴-۴) نتیجه گیری     ۸۵

فصل پنجم: کنترل غیرخطی نویز آکوستیکی در یک ماجرا
۸۶
۵-۱) مقدمه    ۸۷
۵-۲) شبکه عصبی RBF    ۸۸
۵-۲-۱) الگوریتم آموزشی در شبکه ی عصبی RBF     ۹۰
۵-۲-۲) شبکه عصبی GRBF    ۹۳
۵-۳) شبکه ی TDNGRBF    ۹۴
۵-۴) استفاده از شبکه ی TDNGRBF در حذف فعال نویز    ۹۵
۵-۵) نتیجه گیری     ۹۸

فصل ششم: نتیجه گیری و پیشنهادات
۹۹
۶-۱) نتیجه گیری     ۱۰۰
۶-۲) پیشنهادات     ۱۰۱
مراجع     I

مراجع

[۱] C.Mosquera, J.A.Gomez, F.perez, M. Sobreira, ^,,Adaptive IIR Fjlters for Active noise Control, ^“ Sixth International Congress on Sound and Vibration, 5-8 July 1999, Copenhagen, Denmark.

[2] P.Lveg, “process of silencing sound oscillations,”U.S.Patent 2043416,June 9,1936.

[3] Widrow,B., and S.D.Steans.” Adaptive Signal Processing”,Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ.1985.

[4] Morgan,”D.R.” Analysis of Multiple Correlation Cancelation Loop With a Filter in the Auxiliary path,”IEEE Trans. on ASSP, Vol. ASSP –۲۸, NO .4, PP. 454-467 August, 1980.

[5] Burgess, J.C.,”Active Adaptive Sound Control in a Duct: A Computer Simulation,”J.Acoust. Soc. Am., Vol. 70, No.3, p.p.715-726, Sept, 1981.

[6] Kuo, SM et al,”Design Of Active noise control systems with the TMS320 family “Texas Instruments, 1996.

[7] Boaz Rafaely,”Active noise Reducing Headser”,http://www.Osee.Net/white papers/paper489. Pdf, 2000.

دانلود فایل

بررسی چگونگی نصب تجهیزات الکتریکی در نیروگاه در حال ساخت

فصل اول
مقدمه
۱-۱ انواع ژنراتورها
فرکانس کار شبکه انتقال CEGB (کمپانی برق بریتانیا)، ۵۰ هرتز می باشد، بنابراین ژنراتورهای سنکرون متصل به این شبکه نیز در فرکانس ۵۰ هرتز کار می کند. ژنراتورهای بزرگتر اغلب در سرعت ۳۰۰۰ دور بر دقیقه و بوسیله توربینهای بخار کار می کنند و تعداد کمی از آنها سرعتشان ۱۵۰۰ دور بر دقیقه است. این ژنراتورهای سرعت بالا که عموماً تحت عنوان توربین ژنراتورها از آن نام برده می شود و دارای روتور استوانه ای  می باشند. موضوع بحث این فصل می باشند. چنانچه منظور نوع دیگری از ژنراتورها باشد. صراحتاً ذکر می گردد.
از مدتها قبل، واحدهای استاندارد شده در شبکه CEGB، ژنراتورهای با ظرفیت ۵۰۰ و ۶۶۰ مگاوات بوده اند. در این ظرفیتها شش نوع طراحی مختلف انجام گرفته است که هر کدام در طول زمان تغییرات ناچیزی نسبت به هم داشته اند. به هر حال این ژنراتورها تا حد بسیار زیادی از نقطه نظر عمکرد بهم شبیه هستند و در صورتی که یک نوع خاص دارای تفاوت فاحشی باشد، این موضوع ذکر خواهد گردید (رجوع شود به شکل ۱-۱). قسمت اعظم این فصل به ژنراتورهای با ظرفیت های ذکر شده پرداخته و تئوری کلی ای در مورد ژنراتورهای سنکرون عنوان می گردد. در انتهای این فصل توضیح مختصری راجع به انواع دیگر ژنراتورهای مورد استفاده در CEGB داده خواهد شد.

فهرست

عنوان    صفحه
فصل اول : مقدمه
۱-۱ انواع ژنراتورها    ۱
۱-۲ پیشینه تاریخی    ۱
۱-۳ استانداردها  و مشخصات    ۴
فصل دوم: تئوری ژنراتور سنکرون
۲-۱ القای الکترومغناطیسی    ۶
۲-۲ سرعت، فرکانس و زوج قطبها    ۷
۲-۳ بار، مقادیر نامی و ضریب توان    ۸
۲-۴ MMF ، فلوی مغناطیسی    ۹
۲-۵ فازورهای دوار    ۱۰
۲-۶ دیاگرام فازوری    ۱۱
۲-۶-۱ ولتاژ نامی، استاتور بدون جریان ، شرایط مدار باز    ۱۱
۲-۶-۲ ولتاژ نامی، جریانت استاتور نامی و ضریب توان نامی    ۱۱
۲-۷ گشتاور    ۱۳
۲-۸ سیم پیچ سه فاز    ۱۳
۲-۹ هارمونیک ها: سیم پیچی توزیع شده و کسری    ۱۴
فصل سوم : روتور و استاتور
۳-۱ سیم پیچی روتور    ۱۸
۳-۲ دمنده ها    ۱۹
۳-۳ هسته استاتور    ۲۰
۳-۴ سیم پیچی استاتور    ۲۰
فصل چهارم : سیستم های خنک کن
۴-۱ خنک کن هیدروژنی     ۲۱
۴-۲ سیستم خنک کن هیدروژنی    ۲۲
۴-۳ سیستم خنک کن آبی سیم پیچ استاتور    ۳۰
۴-۴ سیستم های خنک کن دیگر    ۳۶
فصل پنجم: توربوژنراتور TY105
5-1 اصل ماشین سنکرون     ۳۸
۵-۲ تشریح ژنراتور    ۳۹
۵-۲-۱ دورنمایی از ژنراتور    ۳۹
۵-۲-۲ استاتور    ۳۹
۵-۲-۳ سیم پیچ استاتور    ۴۰
۵-۲-۴ روتور    ۴۳
۵-۲-۵ هواکش های محوری(فن های محوری)    ۴۵
۵-۳ سیستم خنک کننده    ۴۵
۵-۳-۱ مسیر هوا خنک کن در استاتور    ۴۶
۵-۳-۲ مسیر هوای خنک در کنداکتورهای روتور    ۴۶
۵-۳-۳ فیلتر های جبران هوا    ۴۷
۵-۳-۴ کولرها    ۴۷
۵-۴ یاتاقانها    ۴۸
۵-۵ رینگهای لغزشی و نگهدارنده های ذغالی    ۴۹
منابع و مآخذ     ۶۱

دانلود فایل

بررسی و شبیه سازی عملکرد کنترلر CAN ، با استفاده از زبان توصیف سخت افزاری VHDL، و پیاده سازی آن بر روی FPGA

چکیده

یکی از موضوعات مطرح در اتوماسیون صنعتی و روباتیک تبادل اطلاعات بین اجزاء شبکه مانند CPU و فرستنده و گیرنده هایی است که نظارت و کنترل اجزاء یک سیستم را بعهده دارند از جمله زیر ساختهای لازم برای تبادل اطلاعات وجود شبکه ها  و گذرگاه های تعریف شده و استاندارد برای اتصال اجزاء یک سیستم اتوماسیون صنعتی است شبکه کنترل محلی (CAN-Control Area Network) و گذرگاه آن مدتی است که در سیستمهای صنعتی مورد استفاده قرار گرفته است و تراشه های متعددی با عنوان کنترلر گذرگاه CAN مورد استفاده قرار می گیرد یکی از این محصولات تراشه ۸۲۵۲۷ اینتل می باشد که اخیرا مورد توجه طراحان شبکه های کنترل محلی قرار گرفته است .

از ابداعات جدید علم الکترونیک که امروزه کاربرد روزافزونی یافته است طراحی و پیاده سازی مدارهای دیجیتال و پردازنده های با کاربرد خاص بر روی تراشه های قابل برنامه ریزی FPGA است از مزایای مهم این نوع پیاده سازی طراحی مدارهای با قابلیت پیکربندی مجدد بر اساس خواست طراح است .

علاوه بر این در صورتی که تهیه یک تراشه با کاربرد خاص بنا به دلایل گوناگون از جمله عدم انتقال تکنولوژی مشکل باشد با داشتن و مشخصات کاری آن تراشه به این روش می توان تراشه مورد نظر را بر روی تراشه های قابل برنامه ریزی پیاده سازی نمود.

در این پروژه با استفاده از زبان توصیف سخت افزاری VHDL و تراشه های قابل برنامه ریزی به طراحی و پیاده سازی تراشه ۸۲۵۲۷ (کنترلر گذرگاه CAN ) اقدام شده است در عین حال اصلاحاتی نیز در عملکرد این تراشه لحاظ شده که کارایی آن را بهبود می بخشد نتایج بدست آمده موفقیت این پروژه را در طراحی ، پیاده سازی و بهبود تراشه با انجام تغییرات پیشنهادی نشان می دهد .

فهرست

عنوان     صفحه
چکیده

فصل اول – مقدمه
۱-۱-    مقدمه
۱-۲-    معرفی CAN
1-3-    مقدمه ای بر تراشه های قابل برنامه ریزی
۱-۴-    مروری بر زبان های توصیف سخت افزاری
۱-۵-    نرم افزارهای طراحی تراشه های FPGA     ۱

فصل دوم – مروری بر کارهای انجام شده
۲-۱- مقدمه
۲-۲- میکروکنترلر مقاوم شده در برابر تشعشع
۲-۳- کانولوشن کننده های (Convolelrs) دو بعدی
۲-۴- فیلترهای دیجیتال
۲-۴-۱- فیلترهای با پاسخ ضربه محدود (FIR)
2-4-2- فیلترهای با پاسخ ضربه نامحدود (IIR)
2-4-3- فیلترهای Wavelet متقارن
۲-۵- تبدیل کسینوسی گسسته و معکوس آن (IDCT,DCT)
2-6- مبدلهای فضای رنگی ( )
۲-۷- مدولاتور دیجیتال
۲-۸- کنترلر گذرگاه USB
2-9- کنترلر گذرگاه PCI
2-10-کد کننده گفتار ITU-T G.723.1
2-11- کد کننده ها کدفایر
۲-۱۲- پیاده سازی سخت افزاری الگوریتم های سطح بالای پردازش تصویر
با استفاده از پیکر بندی جزئی FPGA در زمان اجرا
۲-۱۳- مترجم های زبان های سطح بالا به زبان VHDL
2-14- پیاده سازی یک پردازشگر تصویر قابل پیکر بندی مجدد
۲-۱۵- جمع بندی

فصل سوم – کنترلر گذرگاه CAN
3-1- مقدمه
۳-۲- پایه های تراشه کنترلر CAN
3-3- بررسی سخت افزار کنترلر CAN
3-3-1- شمارنده های خطا در کنترلر CAN
3-3-2- ثبات های کنترل
۳-۳-۲-۱- ثبات فعال کننده وقفه ها
۳-۳-۲-۲- ثبات وضعیت
۳-۳-۲-۳-  ثبات واسط CPU
3-3-2-4- ثبات پیکربندی گذرگاه
۳-۳-۲-۵- ثبات CIK out
3-3-3- واحد زمان بندی بیت
۳-۳-۳-۱- سرعت نامی نرخ بیت
۳-۳-۳-۲- ثبات صفر زمان بندی بیت
۳-۳-۳-۳- ثبات یک زمان بندی بیت
۳-۳-۴- ثبات ماسک توسعه یافته و استاندارد
۳-۳-۵- بسته های پیام
۳-۳-۵-۱- میدان کنترل
۳-۳-۵-۲- میدان داوری یا شناسه
۳-۳-۵-۳- میدان داده
۳-۳-۵-۴- میدان ترکیب بندی
۳-۳-۶- ثبات وقفه
۳-۴- دریافت و ارسال پیام
۳-۴-۱- انواع فریم های اطلاعات قابل مبادله بین گره ها و کنترلر
۳-۴-۱-۱- فریم داده
۳-۴-۱-۲- فریم دور
۳-۴-۱-۳- فریم خطا
۳-۴-۱-۴- فریم اضافه بار
۳-۴-۲- بررسی کدهای خطا در تبادلات کنترلرCAN

فصل چهارم – خلاصه ای از خصوصیات اصلی زبان VHDL
4-1- مقدمه
۴-۲- شی (object)
4-3- عملگرهای زبان VHDL
4-4- توصیف کننده های یک مولفه
۴-۵- ساختارهای همزمانی و ترتیبی
۴-۶- روشهای توصیف سخت افزار
۴-۶-۱- روش توصیف ساختاری
۴-۶-۲- روش توصیف فلوی داده (Data Flow)
4-6-3- روش توصیف رفتاری
۴-۷- کد نویسی قابل سنتز
۴-۸- جمع بندی     ۵۱

فصل پنجم – پیاده سازی کنترلر گذرگاه CAN
5-1- مقدمه
۵-۲-ثبات ارسال و دریافت پیام در کنترلر
۵-۳- ثبات ماسک
۵-۴- سیستم مقایسه شناسه ها
۵-۵- افزایش تعداد بسته های پیام
۵-۶- واحد  محاسبه کننده کد CRC
5-7- دیاگرام پایه های کنترلر طراحی شده و پیاده سازی دیکودر آدرس
۵-۸- نرم افزار مورد استفاده در پیاده سازی کنترلر CAN
5-9- جمع بندی

فصل ششم – نتایج و جمع بندی
۶-۱- مقدمه
۶-۲- نتایج حاصل از تست وضعیتهای مختلف کنترلر
۶-۳- نتایج حاصل از تست واحد CRC توسعه یافته
۶-۴- نتایج حاصل از تست  stuff bit
6-5- ارسال فریم خطا
۶-۶- بررسی وضعیت پایه فرکانس خروجی CLK out
6-7- بررسی عملکرد حالت Sleep , pwd
6-8- نتایج مربوط به پیاده سازی سخت افزار روی تراشه
۶-۹- نتیجه گیری و پیشنهادات برای ادامه کار
مراجع     ۷۴

مراجع

[۱]”۸۲۵۲۷ Serial Communications Controller”, Intel, 1996.

[2] “Data Link Layer”, available at Am Weichselgarten 26, D-91058 Erlangen, headquarters@ can – cia. De.

[3]”Milsone of CAN history”, available at: http://www.CiA . Com.

[4] “CANopen,an overview”,available at: http://www. CiA .com.

[5] “CAN in passenger cares”, avaigable at: http:// www. CiA. Com.

[6] عباس وفائی مبانی تراشه های قابل برنامه ریزی دانشگاه اصفهان، ۱۳۸۰٫

[۷] Ghosh . s, “Hardware Description Language, Concepts and principles”, IEEE Press, 1999.

دانلود فایل

پایان نامه بررسی و شبیه سازی عملکرد کنترلر CAN

چکیده

یکی از موضوعات مطرح در اتوماسیون صنعتی و روباتیک تبادل اطلاعات بین اجزاء شبکه مانند CPU و فرستنده و گیرنده هایی است که نظارت و کنترل اجزاء یک سیستم را بعهده دارند از جمله زیر ساختهای لازم برای تبادل اطلاعات وجود شبکه ها  و گذرگاه های تعریف شده و استاندارد برای اتصال اجزاء یک سیستم اتوماسیون صنعتی است شبکه کنترل محلی (CAN-Control Area Network) و گذرگاه آن مدتی است که در سیستمهای صنعتی مورد استفاده قرار گرفته است و تراشه های متعددی با عنوان کنترلر گذرگاه CAN مورد استفاده قرار می گیرد یکی از این محصولات تراشه ۸۲۵۲۷ اینتل می باشد که اخیرا مورد توجه طراحان شبکه های کنترل محلی قرار گرفته است .

از ابداعات جدید علم الکترونیک که امروزه کاربرد روزافزونی یافته است طراحی و پیاده سازی مدارهای دیجیتال و پردازنده های با کاربرد خاص بر روی تراشه های قابل برنامه ریزی FPGA است از مزایای مهم این نوع پیاده سازی طراحی مدارهای با قابلیت پیکربندی مجدد بر اساس خواست طراح است .

علاوه بر این در صورتی که تهیه یک تراشه با کاربرد خاص بنا به دلایل گوناگون از جمله عدم انتقال تکنولوژی مشکل باشد با داشتن و مشخصات کاری آن تراشه به این روش می توان تراشه مورد نظر را بر روی تراشه های قابل برنامه ریزی پیاده سازی نمود.

در این پروژه با استفاده از زبان توصیف سخت افزاری VHDL و تراشه های قابل برنامه ریزی به طراحی و پیاده سازی تراشه ۸۲۵۲۷ (کنترلر گذرگاه CAN ) اقدام شده است در عین حال اصلاحاتی نیز در عملکرد این تراشه لحاظ شده که کارایی آن را بهبود می بخشد نتایج بدست آمده موفقیت این پروژه را در طراحی ، پیاده سازی و بهبود تراشه با انجام تغییرات پیشنهادی نشان می دهد .

فهرست

عنوان     صفحه
چکیده

فصل اول – مقدمه
۱-۱-    مقدمه
۱-۲-    معرفی CAN
1-3-    مقدمه ای بر تراشه های قابل برنامه ریزی
۱-۴-    مروری بر زبان های توصیف سخت افزاری
۱-۵-    نرم افزارهای طراحی تراشه های FPGA     ۱

فصل دوم – مروری بر کارهای انجام شده
۲-۱- مقدمه
۲-۲- میکروکنترلر مقاوم شده در برابر تشعشع
۲-۳- کانولوشن کننده های (Convolelrs) دو بعدی
۲-۴- فیلترهای دیجیتال
۲-۴-۱- فیلترهای با پاسخ ضربه محدود (FIR)
2-4-2- فیلترهای با پاسخ ضربه نامحدود (IIR)
2-4-3- فیلترهای Wavelet متقارن
۲-۵- تبدیل کسینوسی گسسته و معکوس آن (IDCT,DCT)
2-6- مبدلهای فضای رنگی ( )
۲-۷- مدولاتور دیجیتال
۲-۸- کنترلر گذرگاه USB
2-9- کنترلر گذرگاه PCI
2-10-کد کننده گفتار ITU-T G.723.1
2-11- کد کننده ها کدفایر
۲-۱۲- پیاده سازی سخت افزاری الگوریتم های سطح بالای پردازش تصویر
با استفاده از پیکر بندی جزئی FPGA در زمان اجرا
۲-۱۳- مترجم های زبان های سطح بالا به زبان VHDL
2-14- پیاده سازی یک پردازشگر تصویر قابل پیکر بندی مجدد
۲-۱۵- جمع بندی

فصل سوم – کنترلر گذرگاه CAN
3-1- مقدمه
۳-۲- پایه های تراشه کنترلر CAN
3-3- بررسی سخت افزار کنترلر CAN
3-3-1- شمارنده های خطا در کنترلر CAN
3-3-2- ثبات های کنترل
۳-۳-۲-۱- ثبات فعال کننده وقفه ها
۳-۳-۲-۲- ثبات وضعیت
۳-۳-۲-۳-  ثبات واسط CPU
3-3-2-4- ثبات پیکربندی گذرگاه
۳-۳-۲-۵- ثبات CIK out
3-3-3- واحد زمان بندی بیت
۳-۳-۳-۱- سرعت نامی نرخ بیت
۳-۳-۳-۲- ثبات صفر زمان بندی بیت
۳-۳-۳-۳- ثبات یک زمان بندی بیت
۳-۳-۴- ثبات ماسک توسعه یافته و استاندارد
۳-۳-۵- بسته های پیام
۳-۳-۵-۱- میدان کنترل
۳-۳-۵-۲- میدان داوری یا شناسه
۳-۳-۵-۳- میدان داده
۳-۳-۵-۴- میدان ترکیب بندی
۳-۳-۶- ثبات وقفه
۳-۴- دریافت و ارسال پیام
۳-۴-۱- انواع فریم های اطلاعات قابل مبادله بین گره ها و کنترلر
۳-۴-۱-۱- فریم داده
۳-۴-۱-۲- فریم دور
۳-۴-۱-۳- فریم خطا
۳-۴-۱-۴- فریم اضافه بار
۳-۴-۲- بررسی کدهای خطا در تبادلات کنترلرCAN

فصل چهارم – خلاصه ای از خصوصیات اصلی زبان VHDL
4-1- مقدمه
۴-۲- شی (object)
4-3- عملگرهای زبان VHDL
4-4- توصیف کننده های یک مولفه
۴-۵- ساختارهای همزمانی و ترتیبی
۴-۶- روشهای توصیف سخت افزار
۴-۶-۱- روش توصیف ساختاری
۴-۶-۲- روش توصیف فلوی داده (Data Flow)
4-6-3- روش توصیف رفتاری
۴-۷- کد نویسی قابل سنتز
۴-۸- جمع بندی     ۵۱

فصل پنجم – پیاده سازی کنترلر گذرگاه CAN
5-1- مقدمه
۵-۲-ثبات ارسال و دریافت پیام در کنترلر
۵-۳- ثبات ماسک
۵-۴- سیستم مقایسه شناسه ها
۵-۵- افزایش تعداد بسته های پیام
۵-۶- واحد  محاسبه کننده کد CRC
5-7- دیاگرام پایه های کنترلر طراحی شده و پیاده سازی دیکودر آدرس
۵-۸- نرم افزار مورد استفاده در پیاده سازی کنترلر CAN
5-9- جمع بندی

فصل ششم – نتایج و جمع بندی
۶-۱- مقدمه
۶-۲- نتایج حاصل از تست وضعیتهای مختلف کنترلر
۶-۳- نتایج حاصل از تست واحد CRC توسعه یافته
۶-۴- نتایج حاصل از تست  stuff bit
6-5- ارسال فریم خطا
۶-۶- بررسی وضعیت پایه فرکانس خروجی CLK out
6-7- بررسی عملکرد حالت Sleep , pwd
6-8- نتایج مربوط به پیاده سازی سخت افزار روی تراشه
۶-۹- نتیجه گیری و پیشنهادات برای ادامه کار
مراجع     ۷۴

مراجع

[۱]”۸۲۵۲۷ Serial Communications Controller”, Intel, 1996.

[2] “Data Link Layer”, available at Am Weichselgarten 26, D-91058 Erlangen, headquarters@ can – cia. De.

[3]”Milsone of CAN history”, available at: http://www.CiA . Com.

[4] “CANopen,an overview”,available at: http://www. CiA .com.

[5] “CAN in passenger cares”, avaigable at: http:// www. CiA. Com.

[6] عباس وفائی مبانی تراشه های قابل برنامه ریزی دانشگاه اصفهان، ۱۳۸۰٫

[۷] Ghosh . s, “Hardware Description Language, Concepts and principles”, IEEE Press, 1999

دانلود فایل