مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران168237452332026326A Comprehensive Review of basic Switching Patterns for Three-Phase Impedance-Source Invertersمروری جامع بر الگوهای اساسی کلیدزنی اینورترهای منبع امپدانسی سهفاز147163fa الیاس شوکتی اصلگروه پژوهشی انرژی خورشیدی، پژوهشکده انرژی، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ايران0000000321001208محسنحسن بابای نوزادیانگروه مهندسی برق، دانشکده مهندسي، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ايران0000-0002-0225-7059202567<p style="direction: ltr;">The most basic method for controlling impedance-source inverters is the simple boost control method. Besides the simple boost control method, several other control strategies have been developed, including the maximum boost control method, the maximum boost control method with third-harmonic injection, the maximum constant boost control method, and the maximum constant boost control method with third-harmonic injection.</p>
<p style="direction: ltr;">Compared with the simple boost control method, the maximum boost control method provides a wider operating range. However, in this method, the inductor current and capacitor voltage exhibit significant low-frequency ripple in addition to the high-frequency ripple. To reduce the size and cost of the impedance-source network, these low-frequency ripples must be eliminated. For this purpose, the maximum constant boost control method is employed.</p>
<p style="direction: ltr;">Moreover, third-harmonic injection can be incorporated into the maximum constant boost control method to further extend the modulation index range. In this paper, the switching methods of simple boost, maximum boost, maximum boost with third-harmonic injection, maximum constant boost, and maximum constant boost with third-harmonic injection are presented in detail, and the advantages and disadvantages of each method are discussed. Finally, simulation results obtained using PSCAD/EMTDC are provided to validate the accuracy of the reviewed control methods.</p><p>اساسی‌ترین روش برای کنترل اینورترهای منبع امپدانسی، روش کنترلی افزایش ساده می‌باشد. علاوه بر روش کنترلی افزایش ساده، روش‌های کنترلی دیگری مانند روش‌ کنترلی افزایش بیشینه، روش‌ کنترلی افزایش بیشینه با تزریق هارمونیک سوم، روش‌ کنترلی افزایش ثابت بیشینه و روش‌ کنترلی افزایش ثابت بیشینه با تزریق هارمونیک سوم وجود دارند. روش‌ کنترلی افزایش بیشینه دارای ناحیه عمل‌کرد ممکن عریض‌تری نسبت به روش کنترلی افزایش ساده می‌باشد. در روش کنترلی افزایش بیشینه، جریان عبوری از سلف‌ها و ولتاژ دو سر خازن‌ها علاوه بر داشتن ریپل کوچک فرکانس بالا ریپل بزرگ فرکانس پایین دارد. به منظور کاهش حجم و هزینه شبکه منبع امپدانسی باید ریپل‌های فرکانس پایین حذف شوند. برای این منظور می‌توان از روش کنترلی افزایش ثابت بیشینه استفاده نمود. هم چنین تزریق هارمونیک سوم در روش کنترلی افزایش ثابت بیشینه نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد که سبب افزایش محدوده‌ شاخص مدولاسیون می‌شود. در این مقاله، هر یک از روش‌های کلیدزنی افزایش ساده، افزایش بیشینه، افزایش بیشینه با تزریق هارمونیک سوم، افزایش ثابت بیشینه و افزایش ثابت بیشینه با تزریق هارمونیک سوم به تفصیل ارائه می‌شود و مزایا و معایب هر یک از این روش‌ها تشریح می‌شود. در پایان، نتایج شبیه‌سازی کامپیوتری در محیط نرم‌افزار PSCAD/EMTDC جهت اثبات صحت روش‌های کنترلی مرور شده ارائه می‌شود.</p>http://ijece.org/fa/Article/Download/50559مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران168237452332026326Fault-Tolerant Control and Torque Ripple Reduction in a Modular Drive of a Non-Sinusoidal Three-Phase Permanent Magnet Synchronous Motorکنترل تحملپذیر خطا و کاهش ریپل گشتاور در درایو ماژولار موتور سنکرون آهنربای دائم سهفاز غیرسینوسی164174faمهدیجعفری سجزهگروه قدرت، دانشکده مهندسي برق و کامپیوتر، دانشگاه كاشان، كاشان، ايرانابوالفضلحلوایی نیاسرگروه قدرت، دانشکده مهندسي برق و کامپیوتر، دانشگاه كاشان، كاشان، ايران000000034265512020251126<p style="direction: ltr;">Permanent Magnet Synchronous Motors (PMSMs), due to their outstanding features such as high torque density and efficiency, as well as high reliability, have now secured a special position in many industrial applications and mass production applications. In order to further enhance the reliability of PMSM drives, an open-end winding structure is used for the motor, where each winding is supplied by a single-phase inverter. In some applications, to maximize reliability and achieve complete modularity of the drive, separate microcontrollers are employed to control each single-phase inverter. The use of this modular structure makes it impossible to utilize common modeling and control methods of three-phase PMSMs in two-axis reference frames. Therefore, in this research, a method of independent modeling and control of each motor phase in a stationary three-axis coordinate system is used. Moreover, under fault conditions and the loss of one phase, a fault-tolerant control method is employed to maximize torque production capability by the healthy phases while minimizing torque ripple caused by the second harmonic. The validity of the presented analyses and control method is proven through simulation in Simulink software. Additionally, to verify the presented theories and simulation results, the results of several experimental tests under fault conditions are provided.</p><p>موتورهای سنکرون آهن‌ربای دائم (PMSM)، با توجه به ویژگی‌های ممتازی همچون چگالی گشتاور و بهره زیاد، و قابلیت اطمینان بالا، امروزه جایگاه ویژه‌ای در بسیاری از کاربردهای صنعتی، و کاربردهای تولید انبوه پیدا کرده‌اند. به منظور افزایش بیشتر قابلیت اطمینان محرکه PMSM از ساختار سیم‌پیچی انتها باز برای موتور استفاده می‌شود که در آن هر سیم‌پیچ از یک اینورتر تک‌فاز تغذیه می‌گردد. در برخی کاربردها، جهت افزایش حداکثری قابلیت اطمینان و ماژولار نمودن کامل محرکه، از میکروکنترل‌كنندههای مجزا برای کنترل هر اینورتر تک‌فاز بهره گرفته می‌شود. استفاده از این ساختار ماژولار، سبب می‌شود که نتوان از روش‌های مدل‌سازی و کنترل متداول موتورهای PMSM سه‌فاز در دستگاه‌های دومحوری، بهره گرفت و در این راستا و در این تحقیق از روش مدل‌سازی و کنترل مستقل هر فاز موتور در دستگاه مختصات سه‌محوری ساکن استفاده می‌شود. همچنین در شرایط وقوع خطا و از دست رفتن یک فاز، از یک روش کنترل تحمل‌پذیر خطا استفاده می‌شود تا ضمن استفاده از حداکثر قابلیت تولید گشتاور توسط فازهای سالم، ریپل ناشی از هارمونیک دوم گشتاور حداقل گردد. درستی تحلیل‌ها و روش کنترلی ارائه شده در نرم‌افزار سیمولینک با شبیه‌سازی اثبات می‌گردند و به‌منظور صحه‌گذاری تئوری‌های ارائه شده ونتایج شبیه‌سازی، نتایج چند تست آزمایشگاهی در شرایط وجود خطا نیز ارائه می‌شوند.</p>http://ijece.org/fa/Article/Download/52214مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران168237452332026326Home Energy Management System Based on Multi-Agent Reinforcement Learning Considering Simultaneous Participation in Energy and Flexibility Marketsمدیریت انرژی خانههای هوشمند مبتنی بر یادگیری تقویتی چندعامله با لحاظ مشارکت همزمان در بازارهای انرژی و انعطافپذیری175186faپیمانمادح خاکسارگروه قدرت، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایرانسید حامددلخوشگروه قدرت، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران0000-0002-4067-8452202592<p style="text-align: left;">Moving toward renewable generation and utilizing the potential of demand response in downstream power networks are considered the key solutions to address the challenges of future power systems. Also, the decentralization and digitalization gigatrends have highlighted the importance of optimal energy management for smart homes, including generation, consumption, and storage devices, based on modern approaches. This paper proposes a home energy management system (HEMS) for a building consisting of different appliances (three types of fixed power, time-shiftable, and power-shiftable) and a renewable distributed generation (solar panel). This HEMS receives the solar generation power and energy market price from a neural network-based forecasting tool to obtain the optimal daily schedule of the smart home using multi-agent reinforcement learning based on the Q-learning solution method. The main innovative aspect of the proposed model is the possibility of simultaneous participation in energy and flexibility markets, which can be aligned or opposite in terms of economic profit. Complicating factors of user satisfaction (comfort concerns) and upstream obligations (required generation curtailment) are also considered in the model. The effectiveness of the proposed method is demonstrated through the simulation for various scenarios and sensitivity analysis to key parameters.</p><p>توسعه تولیدات تجدید‌پذیر و بکارگیری مدیریت تقاضا در شبکه‌های پایین‌دست برق، به‌عنوان راه‌حل‌هایی کلیدی جهت رفع معضلات پیش‌روی شبکه‌های قدرت آینده مورد توجه است. همچنین گسترش روندهای تمرکززدایی و دیجیتالی‌شدن، جایگاه مدیریت انرژی بهینه مبتنی بر رویکردهای نوین محاسباتی را در خانه‌های هوشمند (متشکل از تجهیزات تولید، مصرف و ذخیره‌سازی) برجسته نموده است. این مقاله، یک سیستم مدیریت انرژی برای خانه هوشمندی متشکل از وسایل (سه نوع توان ثابت، با قابلیت جابجایی زمانی و توان متغیر) و تولید پراکنده تجدیدپذیر (پنل خورشیدی) پیشنهاد داده است. این سیستم، تولید و قیمت بازار را از ابزار پیش‌بینی‌ مبتنی بر شبکه عصبی دریافت کرده و برنامه بهینه روزانه را با استفاده از یادگیری تقویتی چندعامله (روش حل یادگیری Q) به دست می‌آورد. مهم‌ترین وجه نوآورانه مدل ارائه‌شده امکان مشارکت همزمان خانه در بازارهای انرژی و انعطاف‌پذیری است که از منظر کسب سود می‌توانند همسو یا خلاف سو باشند. در این مدل، عوامل پیچیده‌کننده رضایت کاربر (آسایش در بهره‌مندی از وسایل) و الزامات محدودکننده بالادستی (قطع تولید موردنیاز بهره‌بردار) نیز لحاظ شده است. صحت و اثربخشی روش پیشنهادی، از طریق پیاده‌سازی در نرم‌افزار پایتون، شبیه‌سازی سناریوهای متنوع و تحلیل حساسیت نسبت به پارامترهای کلیدی نشان داده شده است.</p>http://ijece.org/fa/Article/Download/51333مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران168237452332026326Sensorless Feld-Oriented Control of a Permanent Magnet Synchronous Motor Based on Speed Sliding Mode Control and Fractional-Order PID Controllers in Current Loops Tuned by a Modified Particle Swarm Optimization Algorithmکنترل میدانگرای بدون سنسور موتور سنکرون آهنربای دائم مبتنی بر مود لغزشی سرعت و کنترلکنندههای PID گام کسری در حلقههای جریان تنظیمشده با الگوریتم حرکت ذرات اصلاحشده187197faسجاد خمیسی نسبگروه مهندسی برق، پردیس صنعتی شهدای هویزه ، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایرانناصرعرفانی مجدگروه مهندسی برق، پردیس صنعتی شهدای هویزه، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران0000-0002-9929-085820251019<p style="direction: ltr;">This paper proposes a novel control strategy for the sensorless drive of a permanent magnet synchronous motor (PMSM), whose main innovation is the triple combination of Sliding Mode Control (SMC), Fractional-Order PID (FOPID) controllers, and a modified Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm within a Field-Oriented Control (FOC) structure. In this approach, for the first time, SMC is used in the speed loop and FOPID controllers are simultaneously employed in the current loops and in a Model Reference Adaptive System (MRAS)-based speed estimator. Another innovation is the introduction of a modified PSO algorithm featuring a particle clustering mechanism, where weak particles are updated based on their distance from the trained best particle and distinct update rules are defined for each cluster. Performance evaluation under two scenarios (sudden load torque changes and reference speed changes) demonstrates that the proposed method reduces the maximum speed estimation error by up to 65%, improves the speed response settling time by up to 50%, and significantly reduces torque oscillations compared to classical PID control. This performance superiority stems from the inherent robustness of SMC against disturbances, the extra degree of freedom offered by FOPID controllers and the high accuracy of the modified optimization algorithm in tuning the coefficients.</p><p>این مقاله یک استراژی کنترلی نوین برای درایو بدون سنسور موتور سنکرون آهنربای دائم (PMSM) ارائه می‌دهد که مهمترین نوآوری آن ترکیب سه‌گانه کنترل مود لغزشی، کنترل‌کننده‌های گام کسری و الگوریتم بهینه‌سازی اصلاح‌شده در ساختار کنترل میدانگرا می‌باشد. در این رویکرد، برای اولین بار از کنترل مود لغزشی در حلقه سرعت و کنترل‌کننده‌های PID گام کسری (FOPID) در حلقه‌های جریان و تخمینگر سرعت مبتنی بر سیستم تطبیق مدل مرجع (MRAS) به صورت همزمان استفاده شده است. نوآوری دیگر ارائه الگوریتم بهینه‌سازی حرکت جمعی ذرات (PSO) اصلاح‌شده با مکانیزم دسته‌بندی ذرات است که در آن ذرات ضعیف بر اساس فاصله از بهترین ذره آموزش دیده و قوانین به‌روزرسانی متمایزی برای هر دسته تعریف می‌گردد. ارزیابی عملکرد در دو سناریوی تغییر ناگهانی گشتاور بار و سرعت مرجع نشان می‌دهد که روش پیشنهادی نسبت به کنترل‌کننده PID کلاسیک، خطای بیشینه تخمین سرعت را تا 65 درصد کاهش داده، زمان نشست پاسخ سرعت را تا 50 درصد بهبود بخشیده و نوسانات گشتاور را به طور چشمگیری کاهش می‌دهد. این برتری عملکرد ناشی از مقاومت ذاتی کنترل مود لغزشی در برابر اغتشاشات، درجه آزادی اضافی کنترل‌کننده‌های گام کسری و دقت بالای الگوریتم بهینه‌سازی اصلاح‌شده در تنظیم ضرائب است.</p>http://ijece.org/fa/Article/Download/51861مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران168237452332026326Automatic Test Pattern Generation for Digital Combinational Circuits Using an Approximate Parallel Pattern Critical Path Tracing Indexتولید خودکار آزمون برای مدارهای دیجیتال ترکیبی با بهکارگیری شاخص ردیابی تقریبی مسیر بحرانی با الگوهای موازی198208faزینبمرادی قیسوندیدانشكده مهندسي برق و کامپیوتر، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایرانآرزو کامراندانشكده مهندسي برق و کامپیوتر، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران2025824<p style="text-align: justify;">In this study, we propose a test generation method for combinational digital circuits that leverages an index derived from an approximate critical path tracing technique to identify effective test vectors. Evaluation on benchmark circuits shows that this approximate index strongly correlates with the exact fault coverage index while requiring significantly lower computational effort. Using the proposed method, test sets were generated for several benchmark circuits and compared with other test generation approaches that employ either the exact fault coverage index or alternative approximate indices, such as probabilistic indices or simulation-based indices obtained via fault sampling. The results demonstrate that the proposed method efficiently achieves high fault coverage, reduces the number of test vectors, and lowers test generation time.</p><p>در این مطالعه، روشی برای تولید آزمون برای مدارهای دیجیتال ترکیبی ارائه شده است که از شاخص حاصل از روش ردیابی تقریبی مسیر بحرانی برای شناسایی بردارهای آزمون کارا استفاده می‌کند. نتایج ارزیابی‌ها در مدارهای محک نشان می‌دهد که شاخص حاصل از این روش تقریبی دارای همبستگی قوی با شاخص دقیق پوشش اشکال است و ضمناً پیچیدگی محاسباتی آن بسیار کمتر از روش دقیق است. با استفاده از روش پیشنهادی، برای تعدادی از مدارهای محک، مجموعه آزمون تولید شده و نتایج آن با سایر روش‌های تولید آزمون که از شاخص دقیق پوشش اشکال یا شاخص‌های تقریبی دیگر مانند شاخص احتمالاتی یا شاخص حاصل از شبیه‌سازی با نمونه‌برداری اشکال استفاده می‌کنند، مقایسه شده است. نتایج این مقایسه، کارایی روش آزمون پیشنهادی را از نظر پوشش اشکال، تعداد بردارهای آزمون، و زمان تولید آزمون تأیید می‌کند.</p>http://ijece.org/fa/Article/Download/51260مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران168237452332026326Improving the Performance of Iterative Learning Control Using Impulse Responseاستفاده از پاسخ ضربه در بهبود عملکرد کنترل یادگیری تکرار شونده209216faعاطفهخجسته نژاددانشكده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران محمد ملایی امام زادهدانشكده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران0000-0002-8403-8836مليحهمغفوری فرسنگیدانشگاه شهید باهنر کرمان2024911<p class="MsoNormal">Iterative learning control algorithm (ILC) is a smart and effective method to improve the transient response of systems that work repeatedly in a certain time interval. Although control theory provides several design tools to improve the response of a dynamic system, it is not always possible to achieve the desired result due to the presence of unmodeled dynamics or parameter uncertainties. ILC is a design tool that can be used to overcome the shortcomings of traditional controller design, even when the model is uncertain or unknown and we have no information about the system and its nonlinearity. the optimal solution can be reached if, the structure of the control law and its parameters have been selected correctly. One of the most important effective factors in the control law structure is the time delay between input and output. In this paper, a method is proposed that uses the impulse response to select the optimal delay in the ILC law, and then the coefficients are determined. The desired method was used to control several dynamic systems and its efficiency was investigated in simulations and it can be seen that the best results in convergence are obtained for the proposed set delay.</p><p>اگر چه نظريه کنترل ابزارهای طراحی متعددی برای بهبود پاسخ یک سیستم دینامیکی فراهم می‌کند، اما به‌دلیل وجود دینامیک‌های مدل‌نشده یا عدم‌قطعیت‌های پارامتری، همیشه دستیابی به نتیجه مطلوب ممکن نیست. الگوریتم کنترل یادگیری تکرارشونده (ILC) روشی هوشمند و موثر برای بهبود پاسخ گذرای سیستم‌هایی است که به‌طور مکرر در یک بازه زمانی معین کار می‌کنند، می‌باشد که حتی زمانی ‌که مدل نامشخص یا ناشناخته است و ما هیچ اطلاعاتی در مورد ساختار سیستم و غیر خطی بودن آن‌ نداریم، روش ILC می‌تواند به جواب مناسب برسد منتهی باید در مرحله اول ساختار قانون کنترلی و در مرحله دوم پارامترهای آن به‌درستی انتخاب شوند.یکی از مواردی که ممکن است روش ILC دارای عملکرد مناسبی نباشد، وجود تأخير در سیستم‌های مورد بررسی می‌باشد که روش متداول ILC برای این سیستم‌ها غالباًً ناکارآمد بوده و حتی سبب ناپایداری می‌شود. در این مقاله پیشنهاد شده است که برای همه سستم‌ها مسأله تأخير در قانون کنترلی لحاظ شود و سپس روشی (مبتنی بر پاسخ ضربه) برای تعین مقدار بهینه تأخير ارایه شده است. ونشان داده شده است که این روش حتی برای سیستم‌هایی که دارای تأخير خالص نیستند ولی به دلیل عملکرد دینامیکی سیستم، دارای ثابت زمانی (تأخير دینامیکی) می‌باشند، روش پیشنهادی سبب بهبود عملکرد الگوریتم ILC می‌شود. روش مورد نظر در شبیه‌سازی‌ها مورد بررسی قرار گرفته است و مشاهده شده استکه به ازای تأخير تعیین‌شده پیشنهادی، بهترین نتایج در سرعت همگرایی خروجی سیستم به سمت خروجی مطلوب به‌دست می‌آید.</p>http://ijece.org/fa/Article/Download/47967