نویسنده: admins

پایان نامه بیومکانیک: طراحی و تحلیل سیستم تثبیت جناغ سینه

دانشکده مهندسی پزشکی

پایان‌نامه کارشناسی ارشد

گرایش بیومکانیک

عنوان

طراحی و تحلیل سیستم تثبیت جناغ سینه

نگارش

استاد راهنما

دکتر سید عطا ا… هاشمی           دکتر نبی ا… ابوالفتحی

بهمن‌ماه 1393


برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
چکیده
امروزه جراحی قلب باز به یک اقدام کاملاً رایج در سراسر جهان تبدیل‌شده می باشد. بیش از نیم‌قرن، سیم‌های فولادی برای بستن قفسه سینه، مورداستفاده قرار می‌گرفتند. اکنون روش­های تثبیت به‌گونه چشم­گیری تغییر کرده می باشد. با مطالعه روش‌های رایج بستن جناغ و با توجه پارامتر­های مهم در طراحی این سیستم‌ها، مشخص گردید که سیستم زیپ­فیکس، بیشتر موردتوجه جراحان بوده و از مزایای بیشتری بهره برده می باشد. سیستم زیپ­فیکس منحصراً از PEEK ساخته‌شده می باشد. هزینه‌ی سیستم زیپ­فیکس، در حدود 5 تا 8 برابر هزینه­ی سیم‌های معمولی می باشد. با در نظر داشتن گران بودن ماده PEEK و اینکه واردات این ماده به کشور، تحریم می‌باشد، در این پژوهش کوشش بر آن شده می باشد که یک روش جایگزین و مقرون به صرفه برای بستن جناغ ارائه گردد. بدین مقصود با بهره گیری از مدل‌سازی المان محدود، به مطالعه و تحلیل بیومکانیکی روش زیپ­فیکس با دو ماده متفاوت و همچنین هندسه جدید، پرداخته شده می باشد. بر اساس پژوهش­های انجام‌شده، یکی از بهترین موادی که می‌تواند جایگزین ماده پیک گردد، UHMWPE می‌باشد. از تصاویر سی‌تی‌اسکن برای ایجاد مدل سه‌بعدی جناغ بهره گیری گردید. برای مدل‌سازی دو مرحله در نظر گرفته گردید. در مرحله اول چگونگی بستن زیپ­فیکس با اعمال جابجایی به دو انتهای زیپ­فیکس مدل‌سازی گردید و نیروی بستن زیپ­فیکس ها تقریباً برابر با N 200 بود. در مرحله دوم با اعمال نیروی کشش برابر با N14700، نیروی سرفه مدل‌سازی گردید. با در نظر داشتن نتایج مشخص گردید که UHMWPE، جایگزین بسیار مناسبی برای PEEK در ساخت سیستم زیپ­فیکس خواهد بود که بسیار ارزان­تر بوده که با در نظر داشتن هندسه جدید، از نظر اندازه مشکلی نداشته و به‌راحتی در داخل کشور، قابل‌تولید خواهد بود.
واژه‌های کلیدی:
استرنوتومی، تثبیت جناغ، سیستم ZipFix، پلی اتر اتر کتون، پلی‌اتیلن با وزن مولکولی بسیار سنگین، المان محدود
 

فهرست عناوین صفحه

1   ‌ فصل اول  مقدمه. 1
1.1‌   تثبیت جناغ سینه. 2
1‌.2‌   هدف پژوهش….. 5
1‌.3‌   اختصار فصل‌های بعدی… 5
2   فصل دوم جراحی قفسه سینه. 6
2‌.1‌   آمار جراحی قلب باز. 7
2‌.2‌‌   آناتومی قفسه سینه. 8
2‌.2‌.1‌   قفسه سینه. 8
2‌.2‌.2   دنده‌ها 9
2‌.2‌.3‌   مهره‌های شرکت‌کننده در ساختمان قفسه سینه. 10
‌2‌.2‌.4‌   جناغ سینه. 11
2‌.2‌.5‌‌   عضلات سینه. 11
2‌.2‌.6‌   پرده دیافراگم.. 13
2‌.2‌.7‌   چگونگی حرکت دنده‌ها در حین تنفس…. 14
2‌.2‌.8‌‌   تغییر شکل قفسه سینه. 14
2‌.3‌   آناتومی جناغ سینه. 15
2‌.3‌.1‌   ساختار و عملکرد. 15
2‌.3‌.2‌   پوکی استخوان.. 18
2‌.3‌.3‌   چالشهای وابسته به آناتومی و فیزیولوژی مرتبط با تثبیت جناغ. 18
2‌.4‌   استرنوتومی… 19
2‌.5‌   چگونگی بارگذاری جناغ.. 20
3   فصل سوم روشهای بستن و تثبیت جناغ سینه. 22
3‌.1‌   تثبیت غیر سفت… 23
3‌.1‌.1‌   تثبیت باسیم.. 23
3‌.2‌   تثبیت سفت و سخت… 25
3‌.2‌.1‌   سیستم بستن سریع جناغ تالن.. 26
3‌.2‌.2‌   سیستم پیچ و پلاک… 26
3‌.2‌.2‌.1‌   سیستم پیچ و پلاک ضدلق بودن.. 32
3‌.2‌.2‌.2‌   طرح میکروتثبیت کننده بایومت… 32
3‌.2‌.2‌.3‌   سیستم پلاک ویالپی فوت گروه اسمیت و نفیو. 33
3‌.2‌.2‌.4‌   سیستم تیاس قفل رزوهای کیالاس مارتین.. 34
3‌.2‌.2‌.5‌   سیستم قفل سریع سینتز سیاسالپی.. 35
3‌.2‌.3‌   سیستم تثبیت کننده زیپفیکس…. 36
3‌.3‌   جمع‌بندی… 40
4   فصل چهارم شبیه‌سازی بستن و تثبیت جناغ سینه. 44
4‌.1‌   مدل المان محدود. 45
4‌.1‌.1‌   الگوریتم حل مسئله. 45
4‌.1‌.2‌   هندسهی مدل.. 47
4‌.1‌.2‌.1‌   مدل‌سازی قفسه سینه. 48
4‌.1‌.2‌.2‌   مدل‌سازی زیپ فیکس…. 58
4‌.1‌.2‌.3‌   مونتاژ مدل سه‌بعدی.. 61
4‌.1‌.3‌   خواص مواد ورودی نرم افزار. 62
4‌.1‌.4‌   مراحل شبیه‌سازی… 62
4‌.1‌.5‌   شرایط تقابل.. 63
4‌.1‌.6‌   نیرو و شرایط مرزی… 63
4‌.1‌.7‌   مش بندی… 65
5   فصل پنجم نتایج و بحث.. 67
5‌.1‌   نتایج مدل‌سازی… 68
5‌.1‌.1‌   نتایج مرحله اول مدل‌سازی؛ بسته شدن زیپ فیکس ها 68
5‌.1‌.2‌   نتایج مرحله دوم مدل‌سازی؛ اعمال نیروی فیزیولوژیکی.. 75
5‌.2‌   بحث و نتیجه گیری… 85
5‌.2‌.1‌   مرحله اول؛ بسته شدن زیپفیکس ها 85
5‌.2‌.2‌   مرحله دوم؛ اعمال نیروی فیزیولوژیک…. 87
6    فصل ششم جمع‌بندی و پیشنهاد‌ها 90
منابع و مراجع. 95
 
 

فهرست اشکال صفحه

شکل ‏1‌.‌‌1  روش های تثبیت جناغ سینه[6]. 4
شکل ‏2‌.‌‌1  قفسه سینه بشر[9]. 8
شکل ‏2‌.‌‌2  تصویر سینه، عکس‌برداری شده با پرتو ایکس[10]. 9
شکل ‏2‌.‌‌3  دنده های قفسه سینهی بشر[11]. 10
شکل ‏2‌.‌‌4  عضلات سینه بشر[12]. 12
شکل ‏2‌.‌‌5  محل قرارگیری دیافراگم[13]. 13
شکل ‏2‌.‌‌6  آناتومی جناغ سینه[6]. 15
شکل ‏2‌.‌‌7  تفاوت ساختار و نوع بافت جناغ را در مقطع عرضی[12]. 17
شکل ‏2‌.‌‌8  حجمها و ظرفیتهای ریوی[12]. 18
شکل ‏2‌.‌‌9 انواع بارگذاری جناغ[12]. 20
شکل ‏3‌.‌‌1  تثبیت جناغ با سیم[28, 29]. 24
شکل ‏3‌.‌‌2  نتایج بارگذاری چرخه ای در سیستم تثبیت با سیم و سیستم پیچ و پلاک[23]. 25
شکل ‏3‌.‌‌3  سیستم سریع تالن[31]. 26
شکل ‏3‌.‌‌4  بستن جناغ سینه با بهره گیری ار سیستم پیچ و پلاک[33]. 27
شکل ‏3‌.‌‌5  پیچ‌های کورتیکال.. 29
شکل ‏3‌.‌‌6  پیچ کنسلوس نیم رزوه[36]. 29
شکل ‏3‌.‌‌7  پیچ کورتیکال دارای Self tap [37]. 30
شکل ‏3‌.‌‌8  پلاک ساده[30]. 30
شکل ‏3‌.‌‌9  پلاک H (چپ) و پلاک X (راست)[5, 30]. 31
شکل ‏3‌.‌‌10  طرح میکروتثبیت کننده بایومت[29]. 33
شکل ‏3‌.‌‌11  سیستم پلاک وی ال پی فوت گروه اسمیت و نفیو[39]. 34
شکل ‏3‌.‌‌12  سیستم تیاس قفل رزوهای کی ال اس مارتین[40]. 35
شکل ‏3‌.‌‌13 سیستم قفل سریع سینتز سی اس ال پی[41]. 36
شکل ‏3‌.‌‌14 سیستم تثبیت کننده جناغ زیپ فیکس[42]. 37
شکل ‏3‌.‌‌15 سیستم زیپ فیکس به همراه دستگاه اعمال نیرو[43]  الف: چگونگی بریدن قسمت اضافی زیپ فیکس   ب: چگونگی اعمال نیروی 200 نیوتونی توسط دستگاه. 37
شکل ‏3‌.‌‌16 نتایج مقایسه استحکام خستگی برای سیستم زیپ فیکس و روش سیم[43]. 39
شکل ‏3‌.‌‌17 نتایج مقایسه برش استخوان برای سیستم زیپ فیکس و روش سیم[43]. 39
شکل ‏4‌.‌‌1 مدل کلی المان محدود برای جناغ سینه، الف: مدل کلی تثبیت با ورق و پیچ[49]، ب: مدل کلی تثبیت با سیم[50]. 46
شکل ‏4‌.‌‌2 مدل محلی المان محدود برای تثبیت با ورق و پیچ شامل سه لایه استخوان و خواص هرکدام از اجزا[49]. 46
شکل ‏4‌.‌‌3  ایجاد مدل هندسی با بهره گیری از تصویربرداری سه‌بعدی با کمک نرم‌افزار Mimics [51]. 48
شکل ‏4‌.‌‌4  ورود تصاویر به نرم‌افزار Mimics و تعیین موقعیت‌های شش‌گانه برای جهت‌گیری صحیح مدل.. 49
شکل ‏4‌.‌‌5  بهره گیری از ابزار Thresholding و ایجاد Mask.. 50
شکل ‏4‌.‌‌6  ایجاد مدل سه‌بعدی اولیه و نظاره قسمت‌های اضافی مدل.. 51
شکل ‏4‌.‌‌7  حذف بخش‌های زائد مدل با بهره گیری از ابزارهای اصلاحی دوبعدی… 51
شکل ‏4‌.‌‌8  حذف بخش‌های زائد مدل که در شکل 5 نمایش داده‌شده‌اند.. 52
شکل ‏4‌.‌‌9  حذف بخش‌های زائد در نماهای دوبعدی و تأثیر آن بر مدل سه‌بعدی… 52
شکل ‏4‌.‌‌10  حذف بخش‌های زائد در نماهای دوبعدی و تأثیر آن بر مدل سه‌بعدی… 53
شکل ‏4‌.‌‌11  اصلاح مدل با بهره گیری از ابزارهای سه‌بعدی… 53
شکل ‏4‌.‌‌12  بهره گیری از ابزار Boolean Operations به‌مقصود ایجاد مدل جناغ و غضروف‌ها از مدل اولیه. 54
شکل ‏4‌.‌‌13  آماده‌سازی نهایی سه بخش مدل شامل دنده‌ها، غضروف و جناغ.. 54
شکل ‏4‌.‌‌14  فرمت‌هایی که امکان بهره گیری از آن‌ها برای ادامه مراحل مدل‌سازی وجود داشت… 55
شکل ‏4‌.‌‌15  مختصات نقاط در فایل خروجی ابر نقاط… 56
شکل ‏4‌.‌‌16  ایجاد مش سطحی با بهره گیری از ابر نقاط… 56
شکل ‏4‌.‌‌17  مدل مونتاژ شده، شامل تمام قسمت های مدل قفسه سینه. 57
شکل ‏4‌.‌‌18  مدل نهایی جناغ برای وارد کردن در نرم افزار المان محدود. 58
شکل ‏4‌.‌‌19   A : مدل واقعی زیپ فیکس  B : چگونگی قرارگیری زیپ فیکس بر روی جناغ سینه پس از جراحی[42]. 59
شکل ‏4‌.‌‌20  چگونگی ساده سازی برای انتخاب مدل المان محدود زیپ فیکس (از چپ به راست) 60
شکل ‏4‌.‌‌21  هندسه زیپ فیکس برای ماده پلی اتیلن،  الف: ارتفاع 3 میلیمتر(UHMWPE) ب: ارتفاع 1.2 میلیمتر (UHMWPE-New Design) 60
شکل ‏4‌.‌‌22  مدل نهایی مونتاژ شده برای وارد کردن در نرم افزار المان محدود. 61
شکل ‏4‌.‌‌23  شرایط مرزی مرحله بستن زیپ فیکس ها 64
شکل ‏4‌.‌‌24  شرایط مرزی مرحله اعمال نیروی فیزیولوژیکی مانند سرفه. 65
شکل ‏4‌.‌‌25  نمودار مطالعه استقلال شبکه مش بندی… 66
شکل ‏5‌.‌‌1  نمودار نیرو-جابجایی برای زیپ فیکس ها در طرح پیک در مرحله بسته شدن.. 69
شکل ‏5‌.‌‌2  نمودار نیرو-جابجایی برای زیپ فیکس ها در طرح پلی‌اتیلن در مرحله بسته شدن.. 69
شکل ‏5‌.‌‌3  نمودار نیرو-جابجایی برای زیپ فیکس ها در طرح پلی‌اتیلن با طراحی جدید در مرحله بسته شدن.. 70
شکل ‏5‌.‌‌4  تنش وان میسس زیپ فیکس ها در مرحله بستن زیپ فیکس ها،  1- طرح پیک،   2- طرح پلی اتیلن،  3- طرح پلی اتیلن با طراحی جدید.. 71
شکل ‏5‌.‌‌5  تنش وان میسس جناغ در مرحله بستن زیپ فیکس ها، 1- طرح پیک،    2- طرح پلی اتیلن،       3- طرح پلی اتیلن با طراحی جدید.. 72
شکل ‏5‌.‌‌6   کرنش اصلی ماکزیمم زیپ فیکس ها در مرحله 1،   1- طرح پیک،  2- طرح پلی اتیلن،  3- طرح پلی اتیلن با طراحی جدید.. 73
شکل ‏5‌.‌‌7  تنش فشاری تماسی ( بر حسب MPa) ایجاد شده در سطح تماس دونیمه جناغ در مرحله بستن زیپ فیکس ها، 1- طرح پیک،  2- طرح پلی اتیلن،  3- طرح پلی اتیلن با طراحی جدید.. 74
شکل ‏5‌.‌‌8  سه ناحیه در نظر گرفته‌شده برای مطالعه فاصله ایجاد شده بین دونیمه جناغ.. 76
شکل ‏5‌.‌‌9  نمودار نیرو بر اساس فاصله ایجاد شده در مرحله اعمال نیروی کشش در طرح پیک…. 77
شکل ‏5‌.‌‌10  نمودار نیرو بر اساس فاصله ایجاد شده در مرحله اعمال نیروی کشش در طرح پلی‌اتیلن… 77
شکل ‏5‌.‌‌11  نمودار نیرو بر اساس فاصله ایجاد شده در مرحله اعمال نیروی کشش برای طرح پلی‌اتیلن با طراحی جدید.. 78
شکل ‏5‌.‌‌12  تنش وان میسس زیپفیکس ها در مرحله اعمال نیروی فیزیولوژیک،  1- طرح پیک، 2- طرح پلی اتیلن،    3- طرح پلی اتیلن با طراحی جدید.. 79
شکل ‏5‌.‌‌13 تنش وان میسس جناغ در مرحله اعمال نیروی فیزیولوژیک ،   1- طرح پیک،   2- طرح پلی اتیلن،  3- طرح پلی اتیلن با طراحی جدید.. 80
شکل ‏5‌.‌‌14 کرنش اصلی ماکزیمم زیپ فیکس ها در مرحله اعمال نیروی فیزیولوژیک ،    1- طرح پیک،  2- طرح پلی اتیلن،  3- طرح پلی اتیلن با طراحی جدید.. 81
شکل ‏5‌.‌‌15 تنش فشاری تماسی ( بر حسب MPa) ایجاد شده در سطح تماس دونیمه جناغ برای طرح پیک در مرحله اعمال نیروی کشش، (1: نیروی N 367 ،  2: نیروی N 735 ،  3: نیروی N 872 ،  4: نیروی N 14700) 82
شکل ‏5‌.‌‌16 تنش فشاری تماسی ( بر حسب MPa) ایجاد شده در سطح تماس دونیمه جناغ برای طرح پلی‌اتیلن در مرحله اعمال نیروی کشش 1: نیروی N 367   2: نیروی N 735   3: نیروی N 872    4: نیروی N 14700.. 83
شکل ‏5‌.‌‌17 تنش فشاری تماسی ( بر حسب MPa) ایجاد شده در سطح تماس دونیمه جناغ برای طرح جدید در مرحله اعمال نیروی کشش   1: نیروی N 367    2: نیروی N 735     3: نیروی N 872     4: نیروی N 14700.. 84
شکل ‏5‌.‌‌18  بیشینه تنش وان میسس جناغ (MPa) در مرحله بستن زیپ فیکس….. 86
شکل ‏5‌.‌‌19  بیشینه تنش وان میسس جناغ (MPa) در مرحله اعمال نیروی فیزیولوژیک…. 87
شکل ‏5‌.‌‌20  فاصله ایجاد شده بین دونیمه جناغ در مرحله اعمال نیروی کشش N 14700.. 88
شکل ‏5‌.‌‌21  نمودار میانگین فاصله ایجاد شده بین دونیمه جناغ بر اساس نیروی وارد شده در مرحله دوم. 89
 
 

فهرست جداول صفحه

جدول ‏4‌.‌1  موقعیت‌های شش‌گانه برای جهت‌گیری صحیح مدل.. 49
جدول ‏4‌.‌2  خواص مواد در نطر گرفته‌شده برای مدل‌سازی زیپ فیکس….. 62
جدول ‏4‌.‌3  مقدار جابجایی دو انتهای زیپ فیکس ها برای اعمال نیروی تقریباً 200 نیوتونی برای هر زیپ فیکس در مرحله 1.. 64
جدول ‏5‌.‌1  نتایج به‌دست‌آمده در مرحله بستن زیپ فیکس ها 86
جدول ‏5‌.‌2  نتایج به‌دست‌آمده در مرحله اعمال نیروی کشش N 14700.. 88
 

1      ‌
فصل اول
مقدمه

 
مقدمه
امروزه جراحی قلب باز به یک اقدام کاملاً رایج در سراسر جهان تبدیل‌شده می باشد. در سال 1985 میلادی کمتر از 300000 اقدام جراحی قلب باز تکمیل‌شده می باشد. در سال 2007 میلادی انجمن قلب آمریکا تعداد جراحی قلب باز را حدود 68414700 مورد برآورد کرده می باشد. انجمن قلب آمریکا از تاریخ یک فوریه تا 30 دسامبر سال 2011 میلادی تعداد افراد بزرگ‌سال آمریکایی که به یک یا چند بیماری قلبی دچار هستند را حدود 821470000 نفر برآورد کرده می باشد که در مدت 20 سال به‌گونه چشم‌گیری افزایش‌یافته می باشد. تقریباً 3.9 میلیون دفعات این جراحی‌ها برای مردان و 2.9 میلیون آن برای زنان انجام‌شده می باشد. هزینه مستقیم و غیرمستقیم این بیماری بیش از 286.6 بیلیون دلار محاسبه‌شده می باشد[1].

1‌.1‌    تثبیت جناغ سینه[1]

در آغاز هر اقدام جراحی قلب باز به‌مقصود دستیابی به قلب، استخوان جناغ سینه[2] به دونیمه تقسیم می گردد. این اقدام به‌عنوان استرنوتومی[3] شناخته‌شده می باشد. این تکنیک برای اکثریت قریب به‌اتفاق اعمال جراحی داخل قفسه سینه ضروری می باشد. پس از اتمام اقدام جراحی، جناغ دوباره بایستی به کمک دستگاه یا سیستم تثبیت استرنوم، تنظیم، محکم و ایمن گردد.
تقریباً در 98% مواقع این روش موفق می باشد، اما در 2% باقی‌مانده عوارض بعد از اقدام رخ می­دهد[2]. معمولاً این به علت تراکم و یکپارچگی کم‌استخوان ناشی از پوکی استخوان به‌خصوص در افراد مسن می‌باشد. این پوکی استخوان باعث می گردد که استخوان جناغ در نقاط تثبیت شل گردد و لقی پیدا کند. یکی از عوارض مرتبط با این بیماری مدیاستنیت[4] یا عفونت استخوان جناغ می باشد که اندازه مرگ‌ومیری بالای 15% دارد[3]، که این وضعیت به‌صورت مستقیم به پوکی استخوان مرتبط می باشد. ایجاد یک سیستم بهینه سفت، محکم و مناسب برای بهبود استخوان جناغ که دارای پوکی استخوان می باشد لازم و ضروری می­باشد.
جدایی دونیمه جناغ همراه با بخیه­هایشان و پارگی یا باز شدن زخم یکی دیگر از عوارض بعد جراحی قفسه سینه می­باشد. مطالعات نشان داده‌اند که زخم جناغ در 8% تمام این جراحی‌ها بازشده که به علت محدودیت در چگونگی تثبیتشان بوده می باشد. اندازه مرگ‌ومیر برای این بیماری با علت های ناشی از پارگی زخم 10 تا 40 درصد می­باشد که اکثراً به علت عفونت دچار شده، التهاب بافت اطراف قسمت برش داده‌شده یا مدیاستنیت و تورم و عفونت در ناحیه استرنوم بوده می باشد. موردها باز شدن و عفونت در افراد بالای 75 سال به علت چاقی یا پوکی استخوان افزایش می­یابد[4]. درنتیجه روش‌های مؤثر تثبیت برای بهبود فرایند سلامتی جناغ و کاهش ریسک‌های بیماری لازم و ضروری می­باشد.
پیشرفت صنایع مختلف و نیازهای جدید و روزافزون بشر سبب ایجاد طراحی­های جدید و بهبود سیستم‌های مختلف برای بستن و تثبیت جناغ سینه شده می باشد. عواملی همچون هزینه بالا، نداشتن سرعت مناسب برای اجرا و عدم توانایی در تسریع بهبود بیماران باعث نوآوری و پیشرفت این سیستم‌ها شده می باشد.
اغلب جراحان برای انجام اقدام جراحی جناغ (استرنوتومی) بهره گیری از تکنیک تثبیت به‌وسیله سیم را ترجیح می‌دهند. بااین‌حال روش‌های جدید برای بستن استرنوم به‌گونه فزاینده در حال محبوب شدن می باشد. تثبیت به‌وسیله سیم (شکل ‏1‌.‌‌1 الف) با ایجاد حلقه‌های سیم به دور جناغ و پیچاندن انتهایشان برای امنیت، دونیمه جناغ را به هم می­چسباند. اگرچه تثبیت باسیم، ساده و مقرون‌به‌صرفه می باشد اما ازلحاظ استحکام و پایداری مکانیکی ضعیف می باشد و باعث پارگی زخم، مدیاستنیت و عدم جوش خوردن جناغ می­گردد[5].
[1]  Sternal Fixation
[2]  Sternum
[3] Sternotomy
[4] Mediastinitis
(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)
تعداد صفحه : 111
قیمت : 14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

دانلود پایان نامه ارشد: شرح دستگاه آنالایزر

 پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد

رشته پایان نامه تبیین دستگاه آنالایزر

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)
 
فهرست مطا لب
 
1- مقدمه
2- بلوک و دیاگرام دستگاه
3- تبیین عملیات قطعات رسم شده در بلوک دیاگرام
     الف 89C51(1)
     ب 89C51(2)
     ج HIN 232
     د- مدارات یکسو کننده و تقویت کننده
     ه تراشه ADC808
     و طرز کار LCD
4- تبیین کار دستگاه
5- مشخصات دستگاه
6 مزایای دستگاه
7- سخت افزار دستگاه
8- مدارات قسمت نمونه گیری ولتاژ و جریان
9- طرز کار ADC 808
10- نرم افزار دستگاه
11- تبیین عملکرد نرم افزار
12- تبیین کلیدهای مختلف نرم افزار
13- واکاوی اطلاعات ذخیره شده
14-توضیحات نرم افزار اسمبلی میکرو پروسسورها
15- توضیحات نرم افزار تحت ویندوزبا Visual C++
 
توضح عملیات قطعات کشیده شده در بلوک :
 
الف ) 89C51(1)  :
1- فرمانهای لازم را به  ADC808 می دهد تا مقدار آنالوگ به دیجیتال برای هر شش کانال تبدیل گردد ( سه کانال جریان و سه کانال ولتاژ )
2- مقدار دیجیتال گرفته شده از ADC را گرفته و عملیات لازم را روی آن انجام می دهد و مقدار مطلوب را روی صفحه LCD نمایش می دهد و همچنین این مقادیر را از طریق پورت سریال به آی سی 89C51(2) می فرستد .
3- کی بورد ماتریسی را چک می کند تا چنانچه کلید فشار داده گردید عملیات لازم را انجام دهد .
4- محاسبه کردن ساعت سیستم و نمایش ساعت روی صفحه LCD .
5- محاسبه تاریخ شمسی و نمایش برروی صفحه LCD .
ب) 89C51(2) :
1- اطلاعات رسیده از خط سریال از آی سی 89C51(1) را در حافظه RAM ذخیره می کند و همچنین این اطلاعات را از طریق سریال به کامپیوتر می فرستد تا این مقادیر در نرم افزار نمایش داده گردد .
2– بعد از رسیدن هر باکس اطلاعات یک LED را روشن یا خاموش می کند تا ذخیره اطلاعات در دستگاه نمایش داده گردد  .
ج) HIN232
 یک واسط می باشد برای تبادل سریال بین میکرو و کامپیوتر .
 این آی سی ولتاژ پنج و صفر میکرو را با بهره گیری از خازنهای مدار تبدیل به ولتاژهای  پانزده و منفی پانزده می کند .
این آی سی برای تبادل سریال از استاندارد RS232 بهره گیری می کند .
پایه های RS232
زیرا در کامپوترهای IBM برای ارتباط سریال از سوکت نه پین بهره گیری می گردد پس پایه های آن را تبیین می دهیم :
پایه ها :
1- تشخیص حامل داده DCD
2– داده رسیده RXD
3- داده ارسال شده TXD
4- پایانه داده آماده DTR
5- سیگنال زمین
6- مجموعه داده آماده
7- تقاضای ارسال
8- آمادگی برای ارسال
9- تشخیص دهنده
ما برای ارتباط سریال با میکرو فقط از پایه های دو و سه و پنج بهره گیری می کنیم .
پورتهای COM در IBM PC و سازگار به آنها :
کامپوترهای IBM PC و سازگارهای مبتنی بر (8086 ، 286 ، 386 ، 486 و پنتیوم ) معمولاً دو پورت COM دارند . هـر دو پورت کانکتورهای نوع RS – 232 را دارا می باشند .
بسیاری از PC ها یک DB – 25 و یک DB – 9 را بکار می برند .
پورت های COM  با COM 1 و COM 2 نامگذاری شده اند . در سالهای اخیر COM 1 برای ماوس و COM 2 برا ی وسایلی زیرا مودم بکار رفته اند . برای انجام آزمایشات تبادل اطلاعات ، پورت سریال 8051 را به COM 2  در PC بکار می برند .
د) 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 :
یک مدار یکسو کننده و تقویت کننده آپ امپی می باشد که ولتاژ ورودی AC را هم یکسو می کند و هم در یک گین ضرب می کند  .
تراشه مفید دیگر ADC 808 از National Semaconductor می باشد  .
این تراشه دارای 8 ورودی می باشد که اجازه می دهد تا 8 مبدل مختلف را با یک تراشه ردیابی کنیم . این تراشه دارای خروجی داده هشت بیتی می باشد . هشت ورودی آنالوگ  مولتی پلکس می باشد ، برای ا
ین کار سه پایه آدرس
C , B , A به کار می رود در این تراشه VREF(+) و VREF(-) ، ولتاژ مرجع را تنظیم می کند . اگر VREF (-) = GND و VREF(+) = 5 باشد ، سایر پله ها برابر می باشد با 5/256=19.43mv پس برای داشتن پله 10 میلی ولت به ولتاژ ریفرنس 56/2 نیاز داریم . ما از کانالهای A , B , C برای انتخاب کانالهای صفر تا هفت ورودی آنالوگ و از ALE برای لچ کردن آدرس بهره گیری می کنیم . SC برای شروع تبدیل می باشد . EOC برای پایان تبدیل می باشد ، OE فعال ساز خروجی می باشد .
 توصیف پایه های LCD
LCD مورد بحث ما چهارده پایه می باشد .

  • VSS زمین

2- VCC منبع تغذیه
3-VEE منبع تغذیه کنترل درخشندگی
4- RS انتخاب RS=0 برای انتخاب دستور العمل ، RS=1 برای انتخاب ثبات داده .
5- R/W گذرگاه داده 8 بیت .
6- E انتخاب
7- DB0 گذرگاه داده 8 بیت .
8- DB1گذرگاه داده 8 بیت .
9- DB2 گذرگاه داده 8 بیت .
10- DB3 گذرگاه داده 8 بیت .
11- DB4 گذرگاه داده 8 بیت .
12- DB5 گذرگاه داده 8 بیت .
13- DB6 گذرگاه داده 8 بیت .
14-DB7 گذرگاه داده 8 بیت .
RS ، انخابگر ثبات :
در داخل LCD دو ثبات هست و این پایه برای انتخاب آنها به این ترتیب بکار می رود که اگر صفر باشد ثبات فرمان انتخاب می گردد و اجازه می دهد فرمانهایی همچون پاک کردن ، نشاندن مکان نما و غیره صادر گردد و اگر یک باشد ثبات داده انتخاب می گردد و به کاربر اجازه ارسال داده روی LCD  برای نمایش می دهد .
R/W خواندن / نوشتن :
این پایه به کاربر اجازه نوشتن اظلاعات و یا خواندن از LCD را فراهم می سازد اگر یک باشد برا ی خواندن و اگر صفر باشد برای نوشتن می باشد .
E ، فعال :
از این پایه برای لچ کردن اطلاعات ارائه شده به پایه های داده اش بهره گیری می کند . وقتی داده به پایه های داده اعمال گردید یک پالس بالا پایین به این پایه اعمال میگردد تا به این وسیله LCD داده موجود در پایه های داده را لچ کند . این پالس بابد حداقل 450 ns عرض داشته باشد .
D0 – D7 :
هشت بیت خط داده برای ارسال اطلاعات به LCD یا خواندن محتوای ثباتهای داخلی LCD بکار می رود . برای نمایش حروف و اعداد پورتهای اسکی برای حروف A – Z و a – z و اعداد صفر تا نه به پایه ها ارسال می گردد و همزمان RS = 1 میگردد همچنین کدهای دستورالعمل فرمانی وجود دارند که برای پاک کردن نمایشگر یا باز گرداندن مکان نما به نقطه شروع یا چشمک زدن آن بکار میرود که به تبیین ذیل می باشد :
1- پاک کردن صفحه نمایش ………………………………………………..1
2- باز گشت به مکان اول  …………………………………………………..2
3- کاهش مکان نما  ………………………………………………………..4
4- افزایش مکان نما ………………………………………………………..6
5- جابجایی نمایش به راست  ……………………………………………….5
6- جابجایی نمایش به چپ …………………………………………………7
7- نمایش خاموش مکان نما خاموش …………………………………………8
8- نمایش خاموش مکان نما روشن ………………………………………….A
9- نمایش روشن مکان نما روشن …………………………………………C
10- نمایش روشن مکان نما روشن ………………………………………..E
11- نمایش روشن مکان نما چشمک بزند……………………………………. F
12- جابجایی محل مکان نما به چپ………………………………………. 10
13- جابجایی محل مکان نما به راست……………………………………… 14
14- کل صفحه نمایش به چپ جابجا گردد…………………………………… 18
15- کل صفحه نمایش به راست جابجا گردد………………………………… 1C
16- مکان نما به آغاز خط دوم برود……………………………………….. C0
17 سازماندهی دو خط و ماتریس 5*7 …………………………………… 38
 
 
تبیین کار دستگاه :
 
این دستگاه از دو قسمت نرم افزار تحت کامپیوتر با ویژال C++ و یک سخت افزار که یک بورد و ودارات الکترونیکی تشکیل شده می باشد .
 
مشخصات دستگاه آنالایزر VCA005 :
 
1- دارای یک صفحه LCD برای نمایش ولتاژ و جریان سه فاز لحظه ای کارخانه و نمایش ساعت و تاریخ  شمسی می باشد .
2- دارای کی بورد 4*3 ماتریسی برای بعضی از تنظیمات در دستگاه .
3- نگهداری مقدار ماکزیمم جریان سه فاز و ساعت آن در داخل حافظه دستگاه برای واکاوی اپراتور .
4- نمونه گیری از جریان سه فاز و نگهداری در حافظه دستگاه هر هشت ثانیه .
5- این دستگاه سازگاری با هر تابلوی برق دارد و فقط با تعویض ترانس داخال
منوی دستگاه بر اساس
C/T (ترانس جریان ) می توان این دستگاه را بر روی تابلوهای مختلف نصب نمود و واکاوی لازم را بر روی آن تابلو انجام داد .
6- این دستگاه نیازی به اپراتور برای تخلیه اطلاعات ندارد و خود سیستم بصورت خودکار روشن خواهد گردید و اطلاعات تخلیه می گردد و کامپیوتر دوباره خاموش خواهد گردید .
7- داخل نرم افزار کامپیوتری این امکان هست که این دستگاه هر جای کارخانه نصب شده باشد از طریق سریال به کامپیوتر متصل می گردد و داخل نرم افزار کامپیوتری این امکان هست که می توان جریان سه فاز و ولتاژ سه فاز را بصورت On Line نمایش می دهد .
8- در داخل نرم افزار این امکان وجور دارد که می توان سطح پر شدن حافظه دستگاه را نظاره نمود .
مزایای دستگاه آنالایزر VCA005 :
 
1- بعد از تخلیه اطلاعات هر 24 ساعت می توان نمودار مصرف برق را در نرم افزار Exel رسم نمود و واکاوی لازم را برای برق مصرفی کارخانه مورد نظر انجام داد .
2- از روی نمودار حتی می توان از سالم یا خراب بودن دستگاههایی که آمپر آنها مشخص می باشد مطلع گردید .
3- از روی نمودار میتوان اگر قطعی برق باشد ساعت قطع و وصل شدن برق را بدست آورد .
4- در داخل نرم افزار کامپیوتری این امکان هست که می توان با دادن تاریخ مورد نظر پول برق مصرفی و کیلو وات مصرفی در آن تاریخ رابراساس دادن تعرفه مصرف برق آن کارخانه به نرم افزار بدست آورد .
 
سخت افزار دستگاه آنالایزر VCA005 :
 
در داخل نرم افزار 2 عدد میکرو پروسور809C51 هست که هر یک به تنهایی کار خاصی را انجام می دهند .
 ورودی جریان دستگاه از C/T تابلو می باشد که در سر راه C/T یک مقاومت 1/0 اهم ، 5 وات مجود دارد که جریان عبوری از C/T را تبدیل ولتاژ می ‌کند .
C/T :
برای اندازه گیری جریان عبوری از تابلوی برق از این دستگاه بهره گیری می گردد که این دستگاه در دور شین ورودی کارخانه قرار می گیرد و بر اساس جریان ورودی از شین یک جریان متناسب با آن در C/T مستقر می گردد .و ارتباط آن امکان دارد به صورت زیر باشد که بر اساس جریان کارخانه انتخاب می گردد .
1000/5 , 1500/5 , 2000/5  و بطور مثال اگر 2000 آمپر کارخانه جریان مصرف کند در داخل C/T  5 آمپر تولید می گردد ، حال ما خروجی C/T را به یک مقاومت 1/0 اهم و 5 ولت داده ایم که این جریان را تبدیل به ولتاژی کند ، یعنی اگر 5 آمپر در C/T تولید گردد ولتاژ ایجاد شده دو سر مقاومت 5/0 ولت می باشد :
V = R . I = 0.1 *  5 = 0.5                                 شین ورودی
 
 
 
مقاومت متغیر R در دست ماست تا بتوانیم گین مدار تقویت کننده را تغییر دهیم ، با این مقاومت د رمدار می توان مدار را کالیبره نمود تا بتواند جریان صحیح را روی LCD نمایش  دهد .
دو عدد دیود ورودی باعث می گردد که اگر ولتاژ ورودی بیشتر از 6/0 ولت گردد اتصال کوتاه خواهد گردید و باعث می گردد تا خروجی از یک اندازه ای بیشتر نشود و به مدارات بعدی صدمه وارد نشود . این مدار ولتاژ ورودی را یکسو می کند و هم در یک گین ضرب می کند از این مدار به همین صورت دو نمونه دیگر هست که دو جریان دیگر نیز اندازه گیری خواهد گردید .
خروجی این مدارات به ورودی هر کانال ADC808 متصل می گردد .
این  (ADC808) IC دارای هشت کانال ورودی می باشد که سه تا ورودی جریان و سه تا ورودی ولتاژ می باشد . جریان این IC هشت بیت اطلاعات دیجیتال می باشد که بصورت یک میکروپروسور 89C51 متصل می باشد که میکرو اطلاعات جریان و ولتاژ را بصورت دیجیتال از این پورت دریافت می کند .
 
 
طرز کار ADC 808 :
 
در آغاز آدرس ADC روی کانال صفر تنظیم میشود ، طبق اتصالات دستگاه جریان 1 به کانال صفر ، جریان 2 به کانال یک ، جریان 3 به کانال دو ، ولتاژ 1 به کانال سه ، ولتاژ 2 به کانال چهار و ولتاژ 3 به کانال پنج متصل می باشد .
وقتیکه آدرس ADC  روی کانال صفر تنظیم گردید مقدار دیجیتال که به پورت یک میکرو می رسد مقدار دیجیتال جریان می باشد که این عدد را هم رو ی LCD نمایش می دهد و هم این عدد را از طریق سریال به میکرو دیگر دستگاه می فرستد و آن میکرو این عدد را داخل RAM ذخیره می کند و هم این عدد را از طریق سریال به کامپیوتر می فرستد و در داخل نرم افزار این جریان نمایش داده می گردد .
تمام اعداد  اندازه گیری شده در داخل دستگاه یک عدد هشت بیتی می باشد ، برای ترانس های بشتر از 250 این عدد خوانده شده از تابلو را در ضریب ترانس ضرب می گردد . ضریب ترانس :  2000/250 = 8
مثلاً برای ترانس  2000/5 هر عدد خوانده شده از ADC ضرب در 8 می گردد و روی  LCDنمایش می دهد .
بطور مثال برای ترانس 800/5 ضریب ترانس برابر 3.2 می باشد که هر عدد خوانده شده ضربدر 3.2  می گردد و روی LCDنمایش میدهد.
بعداز اینکه آدرس ADC روی کانال صفرتنظیم شدواطلاعات جریان فاز یک خوانده گردید و روی LCD نمایش داده گردید آدرس ADC  روی کانال یک تنظیم می گردد ،
تعداد صفحه :104
قیمت : 14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

دانلود پایان نامه ارشد : بهینه سازی مصرف برق با دستگاه آنالایزر

هم اکنون  با نصب این دستگاه در کارخانه های چرم مشهد ،

فرش مشهد ، ریسندگی مشهد ، رنگرزی مشهد ، ریسندگی نگین ، فرش

نگین و کارخانه ای در سیرجان و تهران موجبات بهینه سازی مصرف انرژی

را فراهم ساخته می باشد .

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)
فهرست مطا لب
 
1- مقدمه
2- بلوک و دیاگرام دستگاه
3- تبیین عملیات قطعات رسم شده در بلوک دیاگرام
     الف 89C51(1)
     ب 89C51(2)
     ج HIN 232
     د- مدارات یکسو کننده و تقویت کننده
     ه تراشه ADC808
     و طرز کار LCD
4- تبیین کار دستگاه
5- مشخصات دستگاه
6 مزایای دستگاه
7- سخت افزار دستگاه
8- مدارات قسمت نمونه گیری ولتاژ و جریان
9- طرز کار ADC 808
10- نرم افزار دستگاه
11- تبیین عملکرد نرم افزار
12- تبیین کلیدهای مختلف نرم افزار
13- واکاوی اطلاعات ذخیره شده
14-توضیحات نرم افزار اسمبلی میکرو پروسسورها
15- توضیحات نرم افزار تحت ویندوزبا Visual C++
 

مقدمه

 
امــروزه بهران مصرف برق شاید مسئله ای مشکل سـاز برای آینده کشورمـان باشد ، با کاهش و صـرفه جویی در مصـرف برق شاید بتوان نیمی از این مشکل را حل نمود ، اما با کمی تدبیر می توان کمک بزرگی به آینده و اقتصاد نمود .
 
ساخت دستگاه آنالایزر (VCA005) تنها گامی در بهینه سازی مصرف انرژی  می باشد ، این دستگاه با واکاوی کامل از مصـرف انرژی نموداری بصورت ماکزیمم و مینیمم مصرف در اختیار کاربر قرار می دهـد ، پس کاریر قادر خواهد بود ایرادات مصرف برق را شناسایی نموده و کوشش در رفع اشکالات نماید . پس از این طریق خواهیم توانست کمک شایانی در بهتر مصرف کردن انرژی انجام دهیم .
 
با نصب این دستگاه در کارنجات و رفع ایرادات احتمالی که بوسیله واکاوی برق شناسایی خواهد گردید میتوان گامی بزرگ در بهینه سازی مصرف برق و اقتصاد کشور برداشت .
امیدوارم با راهنمایی و کمک اساتید محترم و ساخت دستگاه فوق الذکر توانسته باشم کمکی هر چند کوچک به اقتصاد کشورم کرده باشم .
توضح عملیات قطعات کشیده شده در بلوک :
 
الف ) 89C51(1)  :
1- فرمانهای لازم را به  ADC808 می دهد تا مقدار آنالوگ به دیجیتال برای هر شش کانال تبدیل گردد ( سه کانال جریان و سه کانال ولتاژ )
2- مقدار دیجیتال گرفته شده از ADC را گرفته و عملیات لازم را روی آن انجام می دهد و مقدار مطلوب را روی صفحه LCD نمایش می دهد و همچنین این مقادیر را از طریق پورت سریال به آی سی 89C51(2) می فرستد .
3- کی بورد ماتریسی را چک می کند تا چنانچه کلید فشار داده گردید عملیات لازم را انجام دهد .
4- محاسبه کردن ساعت سیستم و نمایش ساعت روی صفحه LCD .
5- محاسبه تاریخ شمسی و نمایش برروی صفحه LCD .
ب) 89C51(2) :
1- اطلاعات رسیده از خط سریال از آی سی 89C51(1) را در حافظه RAM ذخیره می کند و همچنین این اطلاعات را از طریق سریال به کامپیوتر می فرستد تا این مقادیر در نرم افزار نمایش داده گردد .
2– بعد از رسیدن هر باکس اطلاعات یک LED را روشن یا خاموش می کند تا ذخیره اطلاعات در دستگاه نمایش داده گردد  .
ج) HIN232
 یک واسط می باشد برای تبادل سریال بین میکرو و کامپیوتر .
 این آی سی ولتاژ پنج و صفر میکرو را با بهره گیری از خازنهای مدار تبدیل به ولتاژهای  پانزده و منفی پانزده می کند .
این آی سی برای تبادل سریال از استاندارد RS232 بهره گیری می کند .
پایه های RS232
زیرا در کامپوترهای IBM برای ارتباط سریال از سوکت نه پین بهره گیری می گردد پس پایه های آن را تبیین می دهیم :
پایه ها :
1- تشخیص حامل داده DCD
2– داده رسیده RXD
3- داده ارسال شده TXD
4- پایانه داده آماده DTR
5- سیگنال زمین
6- مجموعه داده آماده
7- تقاضای ارسال
8- آمادگی برای ارسال
9- تشخیص دهنده
ما برای ارتباط سریال با میکرو فقط از پایه های دو و سه و پنج بهره گیری می کنیم .
پورتهای COM در IBM PC و سازگار به آنها :
کامپوترهای IBM PC و سازگارهای مبتنی بر (8086 ، 286 ، 386 ، 486 و پنتیوم ) معمولاً دو پورت COM دارند . هـر دو پورت کانکتورهای نوع RS – 232 را دارا می باشند .
بسیاری از PC ها یک DB – 25 و یک DB – 9 را بکار می برند .
پورت های COM  با COM 1 و COM 2 نامگذاری شده اند . در سالهای اخیر COM 1 برای ماوس و COM 2 برا ی وسایلی زیرا مودم بکار رفته اند . برای انجام آزمایشات تبادل اطلاعات ، پورت سریال 8051 را به COM 2  در PC بکار می برند .
تعداد صفحه : 116
قیمت : 14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

دانلود پایان نامه ارشد : بهبود طبقه‌بندی سیگنال الکتروکاردیوگرام -ECG- با ماشین بردار پشتیبان و بهینه‌سازی اجتماع ذرات -PSO-SVM-

دانشکده برق و کامپیوتر

                                                                                

پایان‏نامه جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد

 رشته مهندسی پزشکی

عنوان:

بهبود طبقه‌بندی سیگنال الکتروکاردیوگرام -ECG- با ماشین بردار پشتیبان و بهینه‌سازی اجتماع ذرات -PSO-SVM-

استاد راهنما:

دکتر کرمی

 

 

زمستان 93

 
برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)
چکیده
 
آریتمی‌های قلبی یکی از بیماری‌های قلبی بوده که در مورد بیماران بستری شده در بخش مراقبتهای ویژه بایستی به آن توجه گردد. هوشمند‌سازی فرآیند تشخیص دقیق بیماری‌های قلبی مساله‌ای می باشد که سال‌ها مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته می باشد. در این پژوهش روشی کارآمد جهت گزینش ویژگی‌های مناسب استخراج شده از سیگنال ECG، بر پایه‌ی الگوریتم باینری فاخته (BCOA) ارائه شده می باشد. ویژگی‌های استخراج شده شامل ویژگی‌های زمانی،‌ AR و ضرایب موجک‌ می باشد که تعداد این ویژگی‌ها با بهره گیری از عملگر mRMR یا PCA کاهش داده می گردد BCOA ،مجموعه‌هایی از ویژگی تشکیل می‌دهد و همواره در پی یافتن مجموعه‌ای شایسته از تمامی ویژگی‌ها می باشد. ارزیابی این مجموعه از ویژگی‌های ا‌نتخاب شده توسط‌BCOA  با اعمال به طبقه بند SVM مطالعه می گردد. سپس الگوریتم‌ PSO جهت بهینه‌سازی پارامترهای‌ SVM اعمال می گردد.‌ به کمک شبیه‌سازی کامپیوتری،صحت کلی سیستم برای شناسایی 6 نوع ریتم قلبی %97/98 به دست آمد که در مقایسه دقت حاصل شده با پژوهش‌های‌ پیشین،کارایی مطلوب روش پیشنهادی را نشان می‌دهد.
کلمات کلیدی: طبقهبندی سیگنال الکتروکاردیو گرام، الگوریتم فاخته، طبقه‌بند ماشین بردار پشتیبان.
 
 
فصل اول                      مقدمه. 1
1-1- مقدمه. 2
1-2- تعریف مسئله. 2
1-3- ضرورت و اهمیت پژوهش.. 3
1-4- روش پژوهش.. 3
1-5- تعریف مفاهیم. 4
سیگنال الکتریکی قلب: 4
پتانسیل اقدام عضله قلب.. 5
مرحله استراحت : 5
مرحله دپلاریزاسیون : 5
مرحله رپلاریزاسیون : 5
موج P : 6
منحنی QRS : 6
موج T : 6
قطعه ST : 6
بازه  QT: 6
بیماریهای ضربان قلب : 6
فصل دوم                          پیشینه پژوهش… 2
2-1- مقدمه. 10
معرفی پایگاه داده: 10
2-2- طبقه‌بندی سیگنال ECG با بهره گیری از موجک و شبکه عصبی.. 10
2-3- طبقه‌بندی سیگنال ECG با بهره گیری ازموجک و خواص مورفولوژیک و شبکه عصبی.. 11
2-4- طبقه‌بندی سیگنال ECG با بهره گیری از تبدیل موجک و شبکه عصبی فازی.. 11
2-5- طبقه‌بندی سیگنال ECG با بهره گیری از تبدیل ویولت و شبکه عصبی مصنوعی و الگوریتم پرندگان. 12
2-6- طبقه‌بندی آریتمی‌های قلبی با بهره گیری از SVM… 12
2-7- طبقه‌بندی آریتمی دهلیزی بطنی.. 12
2-8- طبقه‌بندی سیگنال الکترو‌کاردیو‌گرام با طبقه‌بند ماشین بردار پشتیبان و الگوریتم PSO.. 13
2-9-  طبقه‌بندی آریتمی‌های قلبی با بهره گیری از PSO.. 13
2-10-  رویکرد ترکیبی در طبقه‌بندی سرطان. 14
2-11- دسته‌بندی آریتمی‌های قلبی بر مینای تبدیل موجک و SVM… 14
2-12- طبقه‌بندی سیگنال ECG با بهره گیری از خواص مورفولوژی.. 14
2-13- انتخاب ویژگی با بهره گیری از الگوریتم فاخته باینری.. 14
2-14- انتخاب ویژگی با بهره گیری از الگوریتم فاخته. 15
فصل سوم                     معرفی الگوریتم‌ها و روش‌های پردازش سیگنالECG.. 10
3-1- مقدمه. 17
3-2- واکاوی موجک… 17
3-2-1- تبدیل موج پیوسته (CWT) 18
3-2-2- تبدیل موجک گسسته. 18
3-3-2-2- تجزیه چند سطحی.. 18
3-2-4- انتخاب موجک مادر. 19
3-2-4- ویژگی‌های استخراج شده از ویولت.. 21
3-3- ویژگی زمانی.. 21
3-4- استخراج ویژگی با مدل خودبازگشتی(AR) 22
3-5- استراتژی انتخاب ویژگی.. 22
3-6- تحلیل مولفه اصلی (PCA) 23
3-7- روش بیشترین وابستگی و کمترین افزونگی (mRMR) 24
3-8- الگوریتم فاخته COA.. 26
3-8-2- جزییات الگوریتم بهینه‌سازی فاخته. 27
3-8-2-1- تولید محل‌های سکونت اولیه فاخته‌ها (جمعیت اولیه‌ی جواب‌های کاندید) 29
3-8-2-2- روش فاخته‌ها برای تخم‌گذاری.. 30
3-8-2-3- مهاجرت فاخته‌ها 30
3-8-2-4- از بین بردن فاخته‌های قرار گرفته در مناطق نا‌مناسب.. 32
3-8-2-5- همگرایی الگوریتم. 32
3-9- گسسته‌‌سازی دودویی الگوریتم فاخته. 33
3-10- ماشین بردار پشتیبان(SVM) 33
3-11- الگوریتم بهینه‌سازی ذرات(PSO) 35
3-11-1- وزن اینرسی.. 36
3-12- شمای کلی سیستم طبقه‌بندی سیگنال ECG.. 38
فصل چهارم                        روش پیشنهادی طبقه‌بندی سیگنال ECG.. 17
4-1- مقدمه. 40
4-2- پیش‌پردازش سیگنال ECG.. 41
4-2-1- شیفت سیگنال به انحراف زمینه. 42
4-2-2- حذف مقدار متوسط سیگنال. 42
4-2-3- حذف نویز ناشی از برق شهر. 43
4-2-4- هموارسازی سیگنال. 43
4-2-5- پنجره‌گذاری سیگنال. 43
4-2-6- آزمون همبستگی و حذف ضربان‌های نا‌همبسته. 44
4-2-7- انتخاب داده‌های آموزش و آزمون. 44
4-3- ویژگی‌های سیگنال. 47
4-3-1- استخراج ویژگی.. 47
4-3-1-1- ویژگی زمانی.. 47
4-3-1-2- ویژگی موجک… 47
4-3-1-3- ویژگی AR.. 47
4-3-1-4- شناسایی نقاط پراهمیت سیگنال با بهره گیری از PCA.. 48
4-3-2-ترکیب و ادغام ویژگی‌ها 48
4-3-2-1- انتخاب ویژگی با PCA.. 48
4-3-2-2- انتخاب ویژگی با mRMR.. 49
4-3-2-3- انتخاب ویژگی با بهره گیری از الگوریتم فاخته. 49
4-4- طبقه‌بندی با بهره گیری از SVM… 51
فصل پنجم                 نتیجه‌گیری.. 55
5-1- مقدمه. 56
5-2- مقایسه و نتیجه‌گیری.. 56
5-4- ارائه پیشنهاد. 57
منابع : 58
 

1-1- مقدمه

سیگنال تابعی از یک یا چند متغیر مستقل می باشد که اطلاعاتی را در مورد یک پدیده فیزیکی یا بیولوژیکی در بردارد. موجودات زنده از سلول گرفته تا ارگان‌های بدن، سیگنال‌هایی با منشاء بیولوژیکی تولید می کنند. این سیگنال‌ها به صورت الکتریکی، مکانیکی یا شیمیایی‌اند. سیگنال‌های الکتریکی نتیجه دپلاریزاسیون سلول‌های عصبی یا ماهیچه قلبی‌اند. صدای تولید شده توسط دریچه‌های قلب نمونه‌ای از سیگنال‌های مکانیکی می باشد. این سیگنال‌های بیولوژیکی یا سیگنال‌های حیاتی برای تشخیص پزشکی و تحقیقات زیست-پزشکی مورد بهره گیری قرار می‌گیرند.
سیگنال‌های حیاتی در سطح بدن وضعیت درونی و فعالیت الکتریکی بدن را منعکس می‌کنند. پس با بهره گیری از اندازه‌گیری غیر تهاجمی اطلاعاتی درمورد ارگان‌های داخلی فراهم می کند. الکتروکاردیوگرام توسط کاردیولوژیست‌ها برای اهداف تشخیصی بهره گیری می گردد و اطلاعات کلیدی درمورد فعالیت الکتریکی ECG[1] ارائه می‌دهد. پس با نمایش همیشگی این سیگنال می‌توان تغییرات فعالیت الکتریکی قلب را در طول زمان نظاره نمود که این تغییرات،شامل اطلاعات بسیارکلیدی برای پزشکان می باشد]1[.
 

1-2- تعریف مسئله

قلب یکی از مهمترین اعضای بدن می باشد که وظیفه پمپ کردن خون در سیستم قلبی عروقی را به عهده دارد. چنانچه عملکرد قلب از نظم طبیعی (ریتم) خود خارج گردد، گردش خون به خوبی انجام نمی گردد و این امر می‌تواند خطرهای جدی برای فرد به دنبال داشته باشد، از این رو تشخیص درست و به موقع آریتمی‌های قلبی از اهمیت به سزایی برخوردار می باشد. یکی از راههای شناخته شده برای تشخیص به موقع این آریتمی‌ها مطالعه فعالیت‌های الکتریکی قلب با بهره گیری از سیگنال‌های الکتروکاردیوگرافی یا به اختصار ECG، می باشد. تغییرات معنی داری از ساختار قلب بیماران و ضربان‌های آن با بهره گیری از این سیگنال‌ها قابل تشخیص هستند‌]2[. در چندین سال اخیر،طبقه‌بندی خودکار سیگنال‌های الکتروکاردیوگرام توجه زیاد مهندسین پزشکی را به خود جلب کرده می باشد. به واسطه این سیگنال‌ها یک متخصص قلب اطلاعاتی مفید درمورد ریتم و عملکرد قلب خواهد داشت. پس واکاوی آن نشان دهنده ی یک راه مؤثر برای شناسایی و درمان انواع بیماری‌های قلبی می باشد]3[.
برای طراحی یک سیستم هوشمند تشخیص آریتمی‌های قلبی از روی سیگنال‌های الکتروکاردیوگرافی،لازم می باشد آغاز ویژگی های مناسبی از روی این سیگنال‌ها استخراج گردد. با در نظر داشتن اینکه ضرایب موجک قادرند اطلاعات زمان-فرکانس سیگنال را به گونه توام توصیف کنند، یکی از انتخاب ها برای استخراج ویژگی از یک سیگنال الکتروکاردیوگرافی خواهد بود. در این راستا بایستی تعداد سطوح تجزیه و نوع موجک مشخص شوند. همچنین، نتایج تحقیقات قبلی نشان داده می باشد که برای استخراج ویژگی از سیگنال‌های الکتروکاردیوگرافی خانواده دابیچز و هار در مقایسه با سایر موجک‌ها بسیار مناسب‌تر هستند ]4[. تشخیص پزشک براساس اطلاعات زمانی و ریخت‌شناسی استخراج شده از سیگنال الکتروکاردیوگرافی می باشد. در حالی که گاهی اوقات تحلیل موجک بر روی سیگنال‌های قلبی به تنهایی برای طبقه‌بندی کافی نیست و به همین دلیل بهره گیری از دیگر ‌مشخصه‌های موجود در سیگنال‌های قلبی برای طبقه‌بندی بیماری‌های قلبی ضروری می باشد. برای توصیف کامل‌تر سیگنال‌های الکتروکاردیوگرافی علاوه بر ویژگی‌های موجک از ویژگی‌های زمانی نیز بهره گیری می گردد. ]4[.

1-3- ضرورت و اهمیت پژوهش

از آنجائی که ECG پزشک را قادر می­سازد تا فعالیت الکتریکی قلب را ثبت کند، می­توان به کمک آن بیماری‌های قلبی را تشخیص داد. برای از بین بردن خطای انسانی و همچنین بهره گیری از بانک­های اطلاعاتی موجود در تشخیص دقیق و سریع بیماری­ها، از واکاوی خودکار کامپیوتری بهره گیری می گردد.. پس در این پژوهش کوشش در  تشخیص خودکار بیماری‌های قلبی شده که در آینده­ای قابل پیش­بینی سبب حذف اشتباهات انسانی در تشخیص بیماری­ها می گردد. هدف از انجام این پژوهش ارائه یک روش مناسب برای تشخیص خودکار 5  بیماری‌ مهم قلبی، شامل نارسائی­های RBBB[2]،LBBB[3]   و  PVC[4] وAPC[5]  وP[6]  می‌باشد.

1-4- روش پژوهش

در این پژوهش آغاز داده‌های مربوط به سیگنال ECG از پایگاه داده تهیه می گردد و پیش پردازش آن‌ها جهت انتخاب سیگنال‌های مناسب و همچنین پنجره‌گذاری روی آنها انجام خواهد گردید. سپس ویژگی های مناسبی استخراج و بر اساس این ویژگی‌ها اقدام طبقه‌بندی انجام می گردد. مراحل فوق با بهره گیری از نرم افزار متلب صورت خواهد گرفت.
 
 

1-5- تعریف مفاهیم

سیگنال الکتریکی قلب:

انتشار پتانسیل اقدام در قلب، یک جریان ایجاد می کند. این جریان به نوبه خود تولید یک میدان الکتریکی می‌نماید که می‌تواند با بهره گیری از یک سیستم اندازه‌گیری ولتاژ تفاضلی به صورت خیلی ضعیف در سطح بدن بدست آید. سیگنال اندازه‌گیری شده به این طریق، هنگامی که به وسیله الکترودهایی در مکان‌های استاندارد گرفته گردد، به عنوان الکتروکاردیوگرام یا به اختصار ECG شناخته میشود. سیگنال ECG معمولی، در رنج ±2mv می باشد و برای ثبت آن نیاز به دستگاهی با پهنای باند 0.5 تا 15هرتز می‌باشد. به بیانی دیگر ECG یک نمایش گرافیکی از فعالیت قلب به صورت سیگنال الکتریکی می باشد که در طول یک دوره زمانی ثبت شده می باشد[5].
وجود فعالیت الکتریکی برای ایجاد ضربان در قلب ضروری می باشد. خون‌رسانی کافی به بافت‌‌های بدن، مستلزم تعداد ضربان کافی قلب بوده و هم چنین بایستی زمان‌بندی و توالی انقباضات عضلانی قلب به دقت متناسب باشند. ضربان‌ساز طبیعی قلب، “گره سینوسی- دهلیزی SA ” می باشد که یک گروه میکروسکوپی از سلول‌های الکتریکی تخصص یافته قلبی می‌باشند و در بالای دهلیز  راست واقع شده‌اند. به دنبال ایجاد یک تحریک الکتریکی توسط “گره سینوسی– دهلیزی “، یک ضربان قلب ایجاد می گردد. این تحریک از طریق مسیرهای اختصاصی به سلول‌های بافت عضلانی دیواره‌های قلب منتقل می گردد. این تحریک آغاز حفره‌های فوقانی قلب یعنی دهلیزها را منقبض می کند و خون را به داخل بطن‌ها  می‌راند. سپس تحریک به ناحیه دیگری از سلول‌های الکتریکی تحت عنوان “گره دهلیزی- بطنی “، که در بالای بطن‌ها واقع شده می باشد، منتقل می گردد. این گره به شکل یک ایستگاه تأخیری در مسیر تحریک اقدام می کند و اجازه می‌دهد دهلیزها به طورکامل تخلیه شوند. پس از یک فاصله کوتاه زمانی، تحریک از طریق مسیرهای شاخه‌ای وارد بطن‌ها شده و منجر به‌انقباض آنها می گردد.
سیگنال ECG در طول هر سیکل کاری قلب، دارای منحنی مشخصه‌ای به صورت شکل 1-1 می باشد.

تعداد صفحه : 71
قیمت : 14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

پشتیبانی سایت :        ****       [email protected]

دانلود پایان نامه ارشد : کنترل سرعت موتور القایی بدون حس‌گر سرعت

دانشگاه مازندران

موضوع:

کنترل سرعت موتور القایی بدون حس‌گر سرعت

جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد

رشته مهندسی برق –  قدرت

استاد راهنما:

دکتر سعید لسان

 

استاد مشاور:

دکتر ابوالفضل رنجبر نوعی

 

زمستان 1387

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)
چکیده
موتور‌های القایی به صورت وسیعی در کاربردهای صنعتی مورد بهره گیری قرار می‌گیرند. به همین خاطر توجه زیادی به طراحی و توسعه کنترل آن شده می باشد. عملکرد سطح بالای کنترل درایوهای موتورهای القایی با روشی به نام کنترل جهت‌یابی میدان به دست آمده می باشد. امروزه درایوهای AC مبتنی بر کنترل تمام دیجیتال در تمامی سطوح کاربردی به یک تکنولوژی بالا دست یافته‌اند. در این بین قسمتی از پژوهش‌ها بر روی حذف حس‌گر سرعت روی محور ماشین بدون اثر منفی بر عملکرد دینامیکی سیستم کنترل درایو متمرکز گردیده می باشد. از مزایای درایوهای موتور القایی بدون حس گر سرعت می‌توان به اندازه کوچکتر درایو، حذف سیم‌های حس‌گر، قیمت پایین‌تر و افزایش قابلیت اعتماد در عملکردهای سطح بالا تصریح نمود.
در این پایان‌نامه بعد از معرفی کنترل برداری موتورهای القایی و روش‌های متداول کنترل بدون حس‌گر سرعت آن ها،  به کمک روش سیستم تطبیقی مدل مرجع، یک تخمین‌گر سرعت که با نمونه‌گیری از جریان‌های استاتور سرعت موتور را تخمین می‌زند ارائه می گردد. در پایان جزئیات مراحل شبیه‌سازی سیستم درایو و نتایج حاصل از گزارش شده می باشد و همچنین زمینه‌هایی برای انجام مطالعات آتی پیشنهاد شده می باشد.
کلمات کلیدی: کنترل جهت‌یابی میدان، کنترل سرعت بدون حس‌گر، تخمین‌گر سرعت، سیستم تطبیقی مدل مرجع.

فهرست عناوین صفحه

1‌.1‌   مقدمه        2
1‌.2‌   کنترل جهت یابی میدان موتورهای القایی.. 3
1‌.2‌.1‌   تبدیل متعامد. 4
1‌.2‌.2‌   تبدیل کلارک   6
1‌.2‌.3‌   تبدیل پارک و معکوس تبدیل پارک… 6
1‌.3‌   مدل دینامیکی موتور القایی.. 8
1‌.4‌   طرح اساسی کنترل جهت‌یابی میدان.. 12
1‌.5‌   کنترل مستقیم جهت یابی میدان.. 14
1‌.6‌   کنترل غیر مستقیم جهت یابی میدان.. 16
1‌.7‌   کنترل سرعت متغیر ماشین القایی.. 17
1‌.8‌   تکنولوژی کنترل بدون حس‌گر سرعت ماشین‌های القایی.. 19
2‌.1‌   مقدمه        25
2‌.2‌   دینامیک ماشین.. 25
2‌.2‌.1‌   معادلات اساسی.. 25
2‌.2‌.2‌   دیاگرام گذر سیگنال مختلط.. 27
2‌.2‌.3‌   محدودیت‌ها 28
2‌.3‌   درایوهایی برای تعدیل نیازمندی‌های دینامیکی.. 30
2‌.3‌.1‌   تخمین بر اساس نیروی ضدمحرکه. 30
2‌.3‌.2‌   کنترل ولت بر هرتز ثابت… 33
2‌.3‌.3‌   تخمین سرعت بر پایه هارمونیک‌های فضایی.. 35
2‌.4‌   عملکرد سطح بالای درایوها 36
2‌.4‌.1‌   جهت‌یابی میدان رتور 36
2‌.4‌.2‌   سیستم تطبیقی مدل مرجع (MRAS) 39
2‌.4‌.3‌   کنترل پیش خور (فید فوروارد) ولتاژهای استاتور 42
2‌.4‌.4‌   تخمین شار رتور و جریان گشتاور 46
2‌.4‌.5‌   جهت یابی شار استاتور 48
2‌.5‌   رؤیت‌گرهای تطبیقی.. 52
2‌.5‌.1‌   رؤیتگر غیر خطی مرتبه کامل.. 52
2‌.5‌.2‌   رؤیتگر مد لغزشی.. 54
2‌.5‌.3‌   کالمن فیلتر توسعه یافته. 55
2‌.5‌.4‌  رؤیتگر غیر خطی کاهش مرتبه یافته. 56
2‌.6‌   تخمین‌گرهای هوشمند. 57
2‌.6‌.1‌   تخمین‌گر عصبی سرعت آموزش بلادرنگ… 57
2‌.6‌.2‌   تخمین‌گر مبتنی بر کنترل کننده فازی.. 59
2‌.7‌   انتخاب الگوریتم تخمین سرعت بدون حس‌گر. 60
3‌.1‌   مقدمه        62
3‌.1‌.1‌   کنترل تطبیقی.. 62
3‌.1‌.2‌   روش‌های کنترل تطبیقی.. 63
3‌.2‌   روش های کنترل برداری موتور القایی بدون سنسور سرعت مبتنی بر MRAS.. 66
3‌.2‌.1‌   کنترل برداری موتور القایی بدون حس‌گر سرعت در سرعت‌های خیلی پایین.. 66
3‌.2‌.1‌.1‌  سیستم کنترل.. 66
3‌.2‌.1‌.2‌  موتور القایی… 67
3‌.2‌.1‌.3‌  کنترل مجزا 68
3‌.2‌.1‌.4‌  مدل شار رتور. 69
3‌.2‌.1‌.5‌  استراتژی کنترل.. 73
3‌.2‌.2‌   کنترل تطبیقی مدل مرجع مبتنی بر شار رتور 75
3‌.2‌.3‌   کنترل تطبیقی مدل مرجع مبتنی بر نیروی ضد محرکه الکتریکی (bemf) 78
3‌.2‌.4‌   MRAC پیشنهادی مبتنی بر جریان های استاتور 79
4   مقدمه 84
4‌.1‌   شبیه‌سازی کنترل برداری بدون حس‌گر سرعت موتور القایی.. 84
4‌.1‌.1‌   مدل‌سازی موتور القایی.. 84
4‌.1‌.2‌   مدل منبع تغذیه – اینورتر. 86
4‌.1‌.3‌   مدل سیستم کنترل.. 86
4‌.2‌   اعمال ورودی‌ها و مطالعه نتایج.. 91
5.1   نتیجه‌گیری و ارائه پیشنهادات  …………………………………………………………………………….104
مراجع       105
 
 
 
 
 

فهرست اشکال صفحه

شکل ‏1‌-‌‌1-  بردار فضایی جریان استاتور. 5
شکل ‏1‌-‌‌2- تبدیل پارک. 7
شکل ‏1‌-‌‌3- دیاگرام فازوری جهت‌یابی میدان موتور القایی. 11
شکل ‏1‌-‌‌4- بلوک دیاگرام عمومی برای سیستم کنترل جهت‌یابی میدان. 13
شکل ‏1‌-‌‌5- طرح جهت‌یابی مستقیم میدان. 14
شکل ‏1‌-‌‌6- طرح جهت یابی غیر مستقیم میدان. 16
شکل ‏2‌-‌‌1- دیاگرام گذر سیگنال موتور القایی، متغیرهای حالت: جریان استاتور و شار رتور. 28
شکل ‏2‌-‌‌2- تخمین گر فرکانس رتور بر اساس بردار  نیروی ضد محرکه؛ N: صورت کسر. 32
شکل ‏2‌-‌‌3- سیستم کنترل درایو با بهره گیری از تخمین گر  به کار رفته در شکل (2-4). 32
شکل ‏2‌-‌‌4- درایو بدون حس گر برای محدود کردن عملکرد دینامیکی (زیر نویس R: مقدار نامی). 34
شکل ‏2‌-‌‌5- دیاگرام گذر سیگنال موتور القایی : جریان های استاتور اجباری. 37
شکل ‏2‌-‌‌6- گذر سیگنال در جهت یابی میدان رتور. 38
شکل ‏2‌-‌‌7- سیستم تطبیقی مدل مرجع برای تخمین سرعت. 39
شکل ‏2‌-‌‌8- کنترل کننده سرعت و جریان برای تخمین‌گرMRAS؛ CRPWM: PWM تنظیم‌کننده جریان. 41
شکل ‏2‌-‌‌9- کنترل فید فوروارد ولتاژهای استاتور، جهت‌یابی شار رتور. 43
شکل ‏2‌-‌‌10- کانال های جبران (خطوط ضخیم در A و B) برای سیستم کنترل سرعت بدون حس گر شکل (2-9). 44
شکل ‏2‌-‌‌11- کنترل سرعت بدون حس گر بر اساس تخمین مستقیم isq . 46
شکل ‏2‌-‌‌12- تخمین گر شار رتور برای ساختمان شکل (2-11). 47
شکل ‏2‌-‌‌13- دیاگرام گذر سیگنال موتور القای ، جریان های اجباری استاتور ؛ متغیرهای حالت : جریان استاتور ، شار استاتور. خطوط نقطه چین سیگنال های صفر در جهت یابی میدان استاتور را اظهار می کند. 49
شکل ‏2‌-‌‌14-  کنترل ماشین در جهت یابی شار استاتور با بهره گیری از مجزا کننده دینامیکی خارجی. 50
شکل ‏2‌-‌‌15-  تخمین گر سرعت و فرکانس رتور برای کنترل سیستم شکل (2-14)؛ N : صورت کسر. 51
شکل ‏2‌-‌‌16-  رؤیتگر غیر خطی مرتبه کامل. 52
شکل ‏2‌-‌‌17-  جبران گر مد لغزشی . جبران گر به مدل ماشین شکل (2-16) به فرم یک رؤیتگر مد لغزشی متصل می گردد. 54
شکل ‏2‌-‌‌18-  رؤیتگر غیر خطی کاهش مرتبه یافته ؛ بلوک MRAS در ساختمان شکل (2-7) هست. 56
شکل ‏2‌-19-  ساختار تخمین گر عصبی سرعت. 58
شکل ‏3‌-‌‌1-  نمودار بلوکی سیستم تطبیقی. 63
شکل ‏3‌-‌‌2-  نمودار بلوکی جدول بندی بهره. 63
شکل ‏3‌-‌‌3-  نمودار بلوکی رگولاتور خود تنظیم. 64
شکل ‏3‌-‌‌4-  نمودار بلوکی کنترل دوگان. 65
شکل ‏3‌-‌‌5-  نمودار سیستم تطبیقی مدل مرجع (MRAS) 65
شکل ‏3‌-‌‌6-  بلوک دیاگرام سیستم کنترل. 67
شکل ‏3‌-‌‌7-  محاسبه  و . 71
شکل ‏3‌-‌‌8-  محاسبه شارهای تخمینی رتور. 73
شکل ‏3‌-‌‌9-  بلوک دیاگرام تخمین گر سرعت رتور. 75
شکل ‏3‌-‌‌10-  بلوک دیاگرام کنترل برداری بدون حسگر سرعت. 76
شکل ‏3‌-‌‌11-  ساختمان تخمین سرعت رتور با بهره گیری از MRAC. 77
شکل ‏3‌-‌‌12-  ساختمان طرح تخمین سرعت با بهره گیری از جریان های استاتور. 82
شکل ‏4‌-‌‌1-  شمای گرافیکی مدل موتور القایی. 85
شکل ‏4‌-‌‌2-  شمای گرافیکی مدل اینورتر کنترل باند تلرانس جریان. 86
شکل ‏4‌-‌‌3-  شمای کلی سیستم کنترل. 87
شکل ‏4‌-‌‌4-  شمای گرافیکی طرح کلی تولید پالس‌های اینورتر. 88
شکل ‏4‌-‌‌5-  شمای گرافیکی زیر سیستم محاسبه کننده شار رتور. 88
شکل ‏4‌-‌‌6-  شمای گرافیکی زیر سیستم محاسبه کننده بردارهای یکه. 89
شکل ‏4‌-‌‌7-  شمای گرافیکی زیر سیستم محاسبه کننده . 89
شکل ‏4‌-‌‌8-  شمای گرافیکی زیر سیستم محاسبه کننده . 89
شکل ‏4‌-‌‌9-  شمای گرافیکی زیر سیستم تخمین‌گر سرعت. 90
شکل ‏4‌-‌‌10-  سرعت واقعی و تخمینی. 91
شکل ‏4‌-‌‌11-  اختلاف سرعت واقعی و تخمینی. 91
شکل ‏4‌-‌‌12- الف-  نمودار جریان‌های سه‌فاز ترمینال‌های استاتور. 92
شکل ‏4‌-‌‌12- ب-  نمودار جریان‌های سه‌فاز ترمینال‌های استاتور. 93
شکل ‏4‌-‌‌12- پ-  نمودار جریان‌های سه‌فاز ترمینال‌های استاتور. 93
شکل ‏4‌-‌‌12- ت-  نمودار جریان‌های سه‌فاز ترمینال‌های استاتور. 94
شکل ‏4‌-‌‌13- الف-  نمودار جریان‌‌های مرجع و تولیدی اینورتر فاز a. 95
شکل ‏4‌-‌‌13- ب-  نمودار جریان‌‌های مرجع و تولیدی اینورتر فاز a. 95
شکل ‏4‌-‌‌13- پ-  نمودار جریان‌‌های مرجع و تولیدی اینورتر فاز a. 96
شکل ‏4‌-‌‌13- ت-  نمودار جریان‌‌های مرجع و تولید
ی اینورتر فاز a. 96

شکل ‏4‌-‌‌14- الف-  نمودار جریان‌‌های مرجع و تولیدی اینورتر فاز b. 97
شکل ‏4‌-‌‌14- ب-  نمودار جریان‌‌های مرجع و تولیدی اینورتر فاز b. 97
شکل ‏4‌-‌‌14- پ-  نمودار جریان‌‌های مرجع و تولیدی اینورتر فاز b. 98
شکل ‏4‌-‌‌14- ت-  نمودار جریان‌‌های مرجع و تولیدی اینورتر فاز b. 98
شکل ‏4‌-‌‌15- الف-  نمودار جریان‌‌های مرجع و تولیدی اینورتر فاز c. 99
شکل ‏4‌-‌‌15- ب-  نمودار جریان‌‌های مرجع و تولیدی اینورتر فاز c. 99
شکل ‏4‌-‌‌15- پ-  نمودار جریان‌‌های مرجع و تولیدی اینورتر فاز c. 100
شکل ‏4‌-‌‌15- ت-  نمودار جریان‌‌های مرجع و تولیدی اینورتر فاز c. 100
شکل ‏4‌-‌‌16- نمودار جریان‌‌های مرجع در محورهای d-q. 101
شکل ‏4‌-‌‌17- نمودار ولتاژ خطی فازهای a-b. 102
شکل ‏4‌-‌‌18- نمودار گشتاور الکترومغناطیسی. 102

فهرست جداول صفحه

جدول ‏4‌-‌‌1- مقادیر پارامترهای موتور القایی ……………………………………………………………………………………….  85

مقدمه

 ماشین‌های القایی نسبتاً ارزان و مقاوم هستند زیرا آن‌ها را می‌توان بدون حلقه‌های لغزان یا کموتاتور ساخت. این ماشین‌ها بصورت گسترده ای در کاربردهای صنعتی بهره گیری می شوند. بدین خاطر بایستی توجه بیشتری به کنترل موتور القایی برای شروع به کار ، ترمز کردن ، عملکرد چهار ناحیه ای و غیره نمود. کنترل حلقه باز ماشین با فرکانس متغیر ممکن می باشد هنگامی که موتور عملکردی در گشتاور پایدار با نیاز به تنظیم سرعت دارد، درایو با تغییر سرعت رضایت بخشی را ارائه دهد. اما زمانی که به یک درایو با پاسخ دینامیکی سریع و سرعت صحیح یا کنترل گشتاور نیاز می باشد یک کنترل حلقه باز، رضایت بخش نیست. پس نیاز می باشد که موتور در مد حلقه بسته اقدام کند. عملکرد دینامیکی سیستم درایو ماشین القایی روی عملکرد کلی سیستم اثر زیادی می‌گذارد. از آن جایی که کنترل موتور القایی یک مدل غیر خطی دارد، انجام آن، یک کار مشکل می‌باشد. زیرا که متغیرهای رتور به ندرت قابل اندازه گیری هستند و پارامترهای آن تحت شرایط کار تغییر می‌کنند. برای کنترل سرعت موتور القایی از چندین تکنیک بهره گیری می گردد.این طرح می‌تواند به دو گروه اصلی تقسیم بندی گردد:
الف) کنترل اسکالر : یکی از اولین روش های کنترل ماشین های القایی، کنترل سرعت ولت بر هرتز            که آن را به عنوان یک روش اسکالر می‌شناسیم، می‌باشد که ماشین با نسبت ولتاژ به فرکانس ثابت ، به مقصود ثابت نگه داشتن شار فاصله هوایی و تولید ماکزیمم حساسیت گشتاور ، تحریک می گردد. این روش نسبتاً ساده می باشد. اما نتایج رضایت بخشی برای کاربردهای با عملکرد سطح بالا ، به بار نمی‌آورد. این موضوع ناشی از این حقیقت می باشد که در روش اسکالر یک کوپلینگ ذاتی بین گشتاور و شار فاصله هوایی هست و این امر موجب کندی پاسخ ماشین القایی می گردد.
ب) کنترل برداری یا کنترل جهت یابی میدان[1]: برای غلبه بر محدودیت های روش کنترل اسکالر ، روش های جهت یابی میدان توسعه داده شدند. دراین روش متغیرها به یک چهارچوب مرجع انتقال داده می شوند که از نظر دینامیکی همانند کمیت های dc می‌گردند. کنترل مجزا بین شار و گشتاور این اجازه را می‌دهد که ماشین القایی به یک پاسخ گذرای سریع برسد. پس جهت یابی میدان درایو ماشین القایی می‌تواند برای کاربردهای با عملکرد بالا جایی که به گونه سنتی ماشین های dc بهره گیری می‌شدند، بهره گیری گردد. طرح های بهتر از کنترل سنتی به یک حس گر سرعت برای عملکرد حلقه بسته نیاز دارد. حس گر سرعت چندین عیب از نقطه نظر درایو نظیر قیمت ، قابلیت اعتماد و ایمنی پیش روی نویز دارد. اخیراً دیدگاههای مختلف سرعت بدون حس گر در مقالات مختلف پیشنهاد شده می باشد. اما به دلیل وجود متغیرهای متعدد و غیر خطی دینامیک موتور القایی ، تخمین سرعت روتور و شار بدون اندازه گیری متغیرهای مکانیکی هنوز نیز کاری مشکل می‌باشد.
در یک درایو موتور القایی سه قسمت عمده اصلی هست : یک موتور القایی ، یک دستگاه الکترونیک قدرت و یک کنترل کننده .
تعداد صفحه : 117
قیمت : 14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

پشتیبانی سایت :        ****       [email protected]