طراحی و ساخت شمارندة فرکانس تا یک گیگاهرتز
اصولا عمل یا حاصل مقایسه یک کمیت مفروض با یک استاندارد از پیش تعیین شده را ، اندازه گیری می نامیم. برای این که نتیجه عمل اندازه گیری که با اعداد بیان می شود، معنی داشته باشد، باید اولا استانداردی که برای مقایسه به کار می رود، دقیقا معلوم ومورد قبول عام واقع شده باشد. ثانیا روش استفاده شده برای این مقایسه باید قابل تکرار بوده و قادر به امتحان کردن دستگاه اندازه گیری باشیم به عبارت دیگر دستگاه به کار رفته و روش اندازه گیری باید موجه باشد.
هر دستگاه اندازه گیری دارای ویژگی ها و محدودیت های خاص خود است و برای انتخاب دستگاه اندازه گیری باید کلیه جوانب در نظر گرفته شود و با توجه به و یژگی های مورد نیاز و قیمت دستگاه اندازه گیری بهترین انتخاب انجام شود.
فهرست مطالب
فصل اول
اندازه گیری فرکانس
ویژگی های دستگاه اندازه گیری
کالیبراسیون(برسنجیدن)
تنظیم دستگاه اندازه گیری
قسمت های مختلف دستگاه های اندازه گیری
اندازه گیری فرکانس
تقسیم بندی باندها وفرکانس ها
فرکانس مترها و مدارات ارائه شده برای آن
فرکانس متر های آنالوگ
دیودهایPIN
فرکانس متر های دیجیتال
فصل دوم
پیش تقسیم کننده و شکل دهنده ی سیگنال
بخش تقسیم کننده ی فرکانس
معرفی تقسیم کننده SP8704
محدودیت ها
قسمت تقویت و شکل دهی سیگنال
فصل سوم
کنترل و شمارش تعداد پالس ها
کلاک سیستم
توزیع کلاک سیستم
کلاک واحد پردازش مرکزی
کلاک واحد های ورودی خروجی
کلاک حافظه
کلاک غیر همزمان تایمر
کلاک واحد آنالوگ به دیجیتال
منابع کلاک سیستم
اسیلاتور کریستالی
اسیلاتور کریستالی فرکانس پایین
اسیلاتورRC خارجی
اسیلاتورRC کالیبره شده داخلی
کلاک خارجی
اسیلاتور تایمر/ کانتر
تایمر / کانتر ها
تایمر / کانتر یک
معرفی تایمر / کانتریک
پیکره بندی تایمر/کانتر یک در حالت کانتر
تایمر/کانتر دو
معرفی تایمر/کانتر دو
پیکره بندی تایمر/ کانتر دو در حالت تایمر
نمایش اطلاعات
پیکره بندی و ارتباط LCDبا میکروکنترلر AVR
اتصال LCDبه پورت Aمیکرو
فصل چهارم
تشریح عملی پروژه
تعیین عملکرد دستگاه
قسمت تقسیم و شکل دهی سیگنال ورودی
شمارش پالس ها و کنترل مدار
نرم افزار پروژه
برنامه
مراجع
کنترل فرکانس میکروشبکهAC با استفاده از کنترلر PI فازی در مد جزیره ای
استفاده از تولیدات پراکنده علیرغم تمام مزایای فراوان مشکلات زیادی را نیز ایجاد میکند که یکی از رایجترین آنها ناپایداری فرکانسی است. به این ترتیب که میکرو شبکه به علت دارا بودن واحدهای تولیدی و مصرفی دینامیکی و متغیر با زمان، توازن بار را برهم میزند و این اجزاء عمدتا شامل : میکرو توربین بادی ، سلول خورشیدی و بار دینامیکی متغیر میباشند. در این پروژه، میکروشبکه ترکیبی از میکرو توربین بادی، الکترولایزر، پیل سوختی، میکرو توربین گازی، سلول خورشیدی و بار دینامیکی متغیر است.بدلیل وجود متغیرهای زیادی که عدم توازن بار را ایجاد میکنند و همچنین با توجه به محدودیتهایی که واحدهای تولیدی دارند از کنترلر فازی برای میراسازی نوسانات فرکانسی و بهبود کنترل فرکانس بار استفاده شده است. در پروژه ارایه شده، میکروشبکه به صورت پیش فرض در حالت ایزوله از شبکه اصلی در نظر گرفته شده است و برای نشان دادن قابلیت بالای کنترلر فازی در کنترل فرکانس، نتایج شبیهسازی کنترلر PI فازی با نتایج بدست آمده از اعمال کنترلر PIسنتی[1]مقایسه شده است.همچنین برای عادلانه بودن مقایسه ضرایب کنترلر PI سنتی با استفاده از الگوریتم اجتماع ذرات(PSO) [2]که بصورت بهینه تنظیم شده مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج مقایسه نشان داد که عملکرد کنترلر PI فازی بسیار بهتر و با ضریب اطمینان بالا تری نسبت به کنترلر PIسنتی است. همچنین در این پایان نامه برای نشان دادن مقاوم بودن کنترلر فازی سناریوهایی مانند افزایش و کاهش بار یا تولید شبیه سازی و استفاده شده است. در انتها اثر سیستم الکترولایزر در مواقع اغتشاش توانی بررسی گردیده است و نشان داده شده که الکترولایزر اثر مثبتی در مواقع نامتوازنی بار دارد.لازم به ذکر است که شبیه سازی ها با توجه به این نکته صورت گرفته است که توان تولیدی میکرو توربین نسبت به سایر اجزاء تولید کننده توان در شبکه بالاتر است.
کلید واژه: فرکانس، کنترلر فازی، میکرو شبکه، تولیدات پراکنده
فهرست مطالب:
فصل اول: مقدمه
مفاهیم اولیّه میکروشبکه و کاربردهای آن............................................. 5
فصل دوم: مروری بر کارهای گذشته
2-1) کاربرد های پیل سوختی در میکرو شبکه............................................................................ 21
فصل سوم: کنترلکنندههای هوشمند
فصل چهار: کنترل فرکانس در میکروشبکه
4-3)نحوه طراحی والگوریتم حل مسئله به روش PSO......................................... 58
فصل پنجم: نتایج شبیه سازی
5-1) سیستم مورد مطالعه..................................................................................................................70
5-2) شبیهسازی میکروشبکه در حالتهای با کنترل کننده PI فازی و PI سنتی............. 72
5-3) بررسی اثر سیستم الکترولایزر بر روی کنترل فرکانس میکروشبکه.............................76
5 -4) بررسی عملکرد کنترلکننده فازی در مواقع حذف بخشی از تولید...........................78
نتیجهگیری و پیشنهادات.....................................................................................................................81
فهرست مراجع و مآخذ..........................................................................................................................83
علائم و اختصارات.................................................................................................................................... 87
پیوست ها
پیوست الف............................................................................................................................................ 90
پیوست ب.............................................................................................................................................. 95
پیوست پ.............................................................................................................................................. 97
فهرست جداول:
جدول(4-1). پارامترهای مدل میکرو شبکه........................................................................................... 52
جدول(4-2). پارامترهای مدل دینامیکی اجزاء میکرو شبکه.......................................................... 54
جدول(4-3). پارامترهای مدل میکرو شبکه.......................................................................................... 55
جدول(4-4). پارامترهای کنترل کننده کننده فازی بکار برده شده
در میکرو توربین گازی................................................................................................................................. 56
جدول(4-5): حدود پارامترهای کنترل کننده PID............................................................................ 59
جدول(4-6). نتایج الگوریتم بازای تعداد جمعیت n=20 و تعداد تکرار Iteration=20............ 60
جدول (4-7). تعداد MF های هر کدام از متغیرهای ورودی یا خروجی...................................... 63
جدول(4-8): جدول قوانین فازی برای Kp∆........................................................................................ 64
جدول(4-9): جدول قوانین فازی برای KI∆......................................................................................... 64
جدول (5-1): مقادیر توان اجزاء مختلف میکروشبکه در نقطه کار نامی متعادل........................ 72
فهرست اشکال
شکل 1-1) نمایی از یک میکروشبکه ..................................................................................................... 6
شکل 1-2) ساختار و اجزای میکروشبکه............................................................................................... 10
شکل1-3). مد متصل به شبکه................................................................................................................. 13
شکل1-4) مد جزیرهای............................................................................................................................... 14
شکل 1-5) ساختار میکروشبکه مورد بررسی در این پایان نامه...................................................... 15
شکل 3-1) تابع تعلق مربوط به کلمه "زیاد"....................................................................................... 33
شکل 3-2) تابع تعلق مربوط به کلمه "کم"........................................................................................ 33
شکل 3-3) ساختار اصلی سیستم فازی خالص.................................................................................... 36
شکل3-4) ساختار اصلی سیستم فازی TSK....................................................................................... 37
شکل 3-5) سیستم فازی با فازی ساز و غیرفازی ساز....................................................................... 38
شکل 3-6) سیستم فازی به عنوان کنترل کننده حلقه باز............................................................ 39
شکل 3-7) سیستم فازی به عنوان کنترل کننده حلقه بسته....................................................... 39
شکل3-8)ساختارکلی سیستم فازی........................................................................................................ 45
شکل4-1) سیستم میکروشبکه................................................................................................................ 50
شکل4-2) بلوک دیاگرام اعمال تغییرات توان به کنترل کننده فازی............................................ 56
شکل4-3) میکرو شبکه با حضورکنترل کننده فازی.......................................................................... 57
شکل 4-4) سیستم کنترلی میکروشبکه (Fuzzy PI)....................................................................... 61
شکل 4-5) ورودیهای کنترل کننده فازی........................................................................................... 62
شکل 4-6) خروجیهای کنترل کننده PI فازی.................................................................................. 63
شکل 4-7) پیکربندی نویز سفید با پهنای باند محدود....................................................................... 65
شکل 5-1)یکربندی میکروشبکه.............................................................................................................. 70
شکل 5-2)ساختار کنترلی میکروشبکه (Fuzzy PI ، و Well-Tuned PI).................................. 71
شکل5-3)یکر بندی تولید سیگنال تصادفی برای اجزای مختلف میکرو شبکه ......................... 73
شکل5-4) منحنی تغییرات توان برای تمام اجزاء میکرو شبکه .................................................... 74
شکل5-5)تغییرات فرکانس میکروشبکه در سه حالت:
1) با وجود کنترل کننده fuzzy-PI2) کنترل کننده Well-Tuned PI و
3) بدون کنترل کننده............................................................................................................................... 75
شکل5-6) ضریب Kp کنترل کننده فازی.............................................................................................. 75
شکل5-7) ضریب Ki کنترل کننده فازی.............................................................................................. 76
شکل5-8) تغییر بار در زمان t=150s از 50kw به مقدار 75kw : الف ) با استفاده از
الکترولایزر ب) بدون استفاده از الکترولایزر........................................................................................... 77
شکل5-9)منحنی توان میکروشبکه زمان رخداد اضافه بار .............................................................. 78
شکل5-10). توان فوتوولتاییک در لحظه t=150s از توان 10KW به 8KW
تغییر یافته و مجددا در لحظه t=550s به توان 10KW برمیگردد................................................ 78
شکل5-11) تغییرات توان الکترولایزر وقتی که توان فتولتاییک در لحظه
t=150s از توان 10KW به 8KW تغییر یافته و مجددا در لحظه t=550s
به توان 10KWبرمیگردد.......................................................................................................................... 79
شکل(5-12). تغییرات توان میکروتوربین وقتی که توان فوتوولتاییک در لحظه
t=150s از 10KWبه 8KWتغییر یافته و مجددا در لحظه t=550s
به توان 10KW برمیگردد............................................... 79
شکل(5-13). تغییرات فرکانس میکروشبکه وقتی که توان فوتوولتاییک
در لحظه t=150s از 10KW به 8KWتغییر یافته و مجددا در لحظه t=550s
به توان 10KW برمیگردد.................................... 80