دسته بندی | برق |
بازدید ها | 12 |
فرمت فایل | doc |
حجم فایل | 129 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 45 |
چکیده
قرار است نانوتکنولوژی یکی از فناوریهای کلیدی و کارآمد قرن 21 شود. قابلیت اقتصادی آن، حاکی از وجود بازاری بالغ بر چندصد میلیارد یورو برای این فناوری در دهة بعد است. بنابراین نانوتکنولوژی موجب جهتدهی فعالیتهای بسیاری از بخشهای صنعتی و تعداد زیادی از شرکتها در جهت آمادهسازی آنها برای این رقابت جدید شده است. در همین زمان دولتمردان در بخشهای تحقیق و توسعه در سراسر دنیا نیز در حال اجرای برنامههای تحقیقاتی خاص در زمینة نانوتکنولوژی هستند تا آیندة کشورهای خود را به وضعیتی مطلوب برسانند. هدف این مقاله، استفاده از شاخصهای تکنولوژیکی و علمی برای پیشبینی پیشرفت اقتصادی و مقایسة وضعیت کشورهای مختلف است.
1- مقدمه
علوم نانو در دو دهه گذشته، پیشرفت بزرگی حاصل کرده است. ما شاهد کشفیات علمی و پیشرفتهای تکنولوژیکی مهمی بودهایم. به عنوان مثال، این پیشرفتها شامل اختراع میکروسکوپ تونلزنی پیمایشگر (STM) در سال 1982 ]1[ یا کشف فولرینها در سال 1985 میباشد]2[. در حال حاضر تعداد اندکی از محصولات مبتنی بر نانوتکنولوژی به استفادة تجاری رسیدهاند. با این وجود، آیا دانش واقعی علمی، جوابگوی اشتیاق جهانی نسبت به این فناوری هست ؟ تا چه حد احتمال دارد که بازار جهانی در طی 10 تا 15 سال آینده به هزار میلیارد دلار در سال برسد]3[؟
ارزیابی قابلیت فناوریهای تکامل یافته کار آسانی نیست و برای یک فناوری جدید مثل نانوتکنولوژی، این کار دشوارتر است. البته در پیشبینی سعی میشود از شاخصهایی استفاده شود که توانشان در پیشبینی قابلیت دیگر فناوریهای جدید به اثبات رسیده باشد. دو تا از واضحترین شاخصهای پیشبینی، تعداد مقالههای علمی و تعداد اختراعات ثبت شده هستند. اولی معمولاً شاخص خوبی برای فعالیتهای علمی و دومی برای قابلیت انتقال نتایج علمی به کاربردهای عملی است. شکل 1 تکامل تدریجی انتشارات و اختراعات نانوتکنولوژی از شروع دهة 1980 تا 1998 را نشان میدهد. اطلاعات انتشارات جهانی نانوتکنولوژی از دادههای Science Citation Index (SCI) اقتباس شده است. اختراعات نانو، آنهایی هستند که در European Patent Office (EPO) در مونیخ ثبت شدهاند. اختراعاتEPO دادههای بسیاری از کشورها را در بر میگیرد. از نظر گسترة کار و هزینة بالا، منطقی به نظر میرسد که مخترعین از اختراعات به صورت تجاری بهرهبرداری کنند. لیستی از کلمات کلیدی علوم و فناوری نانو جهت دستیابی به انتشارات، اختراعات و روشها منتشر شدهاست]4[.
تعداد انتشارات در سالهای 1980 و 1985 نسبتاً اندک است، اما در سالهای بعد سیر صعودی مییابد و از سال 1986 به بعد سرعت افزایش آنها محسوس میباشد. این تغییر ناگهانی را میتوان به اختراع میکروسکوپ تونلزنی پیمایشگر در چند سال قبل از آن]1[، آغاز حضور وسایل تحقیقاتی مفید در آزمایشگاههای تحقیقاتی، دانشگاهی و صنعتی و نیز توجه تحقیقات به سوی مقیاس نانو نسبت داد. افزایش سرعت انتشار مقالات همچنان ادامه پیدا کرده و سیر صعودی آنرا میتوان ناشی از دسترسی به میکروسکوپ نیروی اتمی که گسترة کاربرد وسیعتری نسبت به STM در مواد غیرهادی دارد (اختراع در سال 1986 ]5[) و نیز کشف مولکول C60 در سال 1985 ]2[ و یا نانولولههای کربنی در سال 1991 ]6[ دانست. افزایش تعداد انتشارات در بازة زمانی 1989 تا 1998 بسیار چشمگیر است؛ جهش از 1000 مقاله تا بیش از 12000 مقاله در سال 1998.
میانگین رشد سالانه معادل 27 درصد بوده و رشد سالیانه از 10 تا 80 درصد در نوسان است. اطلاعات بدست آمده از دفتر ثبت اختراعات ایالات متحده]7[ نیز رشدی مشابه با اطلاعات اروپا نشان میدهد.
تعداد اختراعات ثبت شده، شاخص مناسبی برای اندازهگیری ظرفیت آزمایشگاهها جهت انتقال نتایج تحقیقات به مصارف صنعتی میباشد. شکل (1) بیانگر گسترش تعداد اختراعات نانوتکنولوژی در EPO و انتشارات علمی در یک دوره یکسان میباشد. به طور معمول، تعداد اختراعات پیرو الگوی انتشارات علمی، البته با تأخیر زمانی محسوسی میباشد. منحنی فوق در تمام سالهای 1981 تا 1998 رشد مشخص 28 تا 180 عددی اختراعات را با ضریب رشد %7 در دهة 90 نشان میدهد. منحنی اختراعات نوسانات بیشتری را نسبت به منحنی انتشارات نشان میدهد. این امر به این علت است که هرگاه تعداد دادهها کمتر باشد، نوسانات آماری تاثیرات بیشتری بر روی آنها میگذارد. به علاوه پیشرفتهای صنعتی در هر سال تأثیر بیشتری بر روی اختراعات دارد.
تکامل فعالیتهای تکنولوژیکی و علمی نانوتکنولوژی را میتوان با فناوریهای قبلی مقایسه کرد. در وهلة اول میتوان از مدل توسعه تکنولوژیکی عمودی (Lineal) استفاده کرد. گراپ]8[، برای چنین مدلی که در شکل (2) به آن اشاره شده است، هشت مرحله را ارائه داده و تکامل از تحقیقات بنیادی تا ورود آن به تولیدات را تشریح نموده است. مرحلة (1) زمان شروع کار تحقیقاتی علمی را نشان میدهد. هنگامی که فناوری شروع به ظاهر شدن میکند، پیشرفت بیشتری در علوم مشاهده میشود (مرحله 2). در مرحلة (3) درک اصول علمی بیشتر شده و اولین نمونههای تکنولوژیکی ظاهر میگردند.
در مرحلة 4 مشکلات انتقال فناوری به کاربردهای تجاری نمایان میشود و در مرحلة 5 پیشرفت در علوم و فناوری راکد میماند. با جهتدهی مجدد تحقیقات صنعتی، فرصتهای جدیدی ظاهر میشود (مرحله 6) و استفادههای تجاری که باعث شروع تحقیقات هزینهبر صنعتی میشود آشکار میگردد (مرحله 7). نهایتاً ورود به تمام بازارها انجام شده و با تولید محصولات حاصل از اختراعات، میزان تحقیقات انک اندک کاهش مییابد (مرحلة 8).
جدول 1: انتشارات و اختراعات 15 کشور فعال در این زمینه. دادهها به صورت درصد نسبت به کل رقم جهانی داده شدهاند. دورة انتشارات نانوتکنولوژی بین سالهای 1997 تا 1999 با هم مقایسه شدهاند. در مورد اخترعات ثبت شده در EPO و PCT این دوره از سالهای 1991 تا 1999 را نیز در بر میگیرد. دلیل انتخاب این مدت زمان این است که تعداد مطلق اختراعات سالیانه اندک است و در صورت انتخاب زمانهای کوتاهتر، بررسیها دچار اشکال میشود. منابع: دادههای PCTPAT, PCT, EPAT, SCI و محاسبات شخصی. |
||||||||
|
انتشارات (1997 – 1999) (%) |
اختراعات EPO & PCT (1991- 1999) (%) |
||||||
|
1 |
آمریکا |
7/23 |
آمریکا |
0/42 |
|
||
|
2 |
ژاپن |
5/12 |
آلمان |
3/15 |
|
||
|
3 |
آلمان |
7/10 |
ژاپن |
6/12 |
|
||
|
4 |
چین |
3/6 |
فرانسه |
1/9 |
|
||
|
5 |
فرانسه |
3/6 |
انگلیس |
7/4 |
|
||
|
6 |
انگلیس |
4/5 |
سوئیس |
7/3 |
|
||
|
7 |
روسیه |
6/4 |
کانادا |
0/2 |
|
||
|
8 |
ایتالیا |
6/2 |
بلژیک |
7/1 |
|
||
|
9 |
سوئیس |
3/2 |
هلند |
7/1 |
|
||
|
10 |
اسپانیا |
1/2 |
ایتالیا |
7/1 |
|
||
|
11 |
کانادا |
8/1 |
استرالیا |
4/1 |
|
||
|
12 |
کرة جنوبی |
8/1 |
اسرائیل |
1/1 |
|
||
|
13 |
هلند |
6/1 |
روسیه |
1/1 |
|
||
|
14 |
هند |
4/1 |
سوئد |
9/0 |
|
||
|
15 |
سوئد |
4/1 |
اسپانیا |
5/0 |
|
||
چنین مدلی که براساس شاخصهای اختراعات و انتشارات میباشد و زمانی که از آن برای بررسی فناوریهای رایج امروزی مانند بیوتکنولوژی یا فناوری میکروسیستمها استفاده شود، نتایج خوبی در برخواهد داشت]9[.
با مقایسة اطلاعات مربوط به اختراعات و انتشارات نانوتکنولوژی (شکل 1) با مدل (شکل2) مشخص میشود که نانوتکنولوژی به طورکلی فعلاً در انتهای مرحلة (2) یا ابتدای مرحلة (3) میباشد. با فرض اینکه این مدل، اطلاعات را به درستی تشریح نماید، حداکثر فعالیت علمی در علوم نانو در 3 تا 5 سال آینده خواهد بود؛ بهرهبرداری عظیم از نتایج آن ممکن است تا 10 سال دیگر به طول انجامد. در یک تخمین اولیه، منحنی نانوتکنولوژی (به عنوان مجموع تمام فناوریهای مقیاس نانو) میتواند به عنوان حلقة ارتباط تعدادی از فناوریهای نانو با اهداف و زمان رشد مختلف در نظر گرفته شود. به عنوان مثال، بازاری بزرگ برای وسایل الکترونیکی نانومتری پیشبینی میشود، ولی ممکن است 1 تا 15 سال تا ورود آنها به بازار، زمان نیاز باشد، هرچند هماکنون نانوذرات TiO2 به صورت مواد جاذب اشعة UV-B در کرمهای ضد آفتاب یا نانومواد کربنی برای افزایش مقاومت لاستیکها، مورد استفاده قرار میگیرند.
هم اکنون حدوداً بیش از یک چهارم تمام اختراعات بر روی وسایل و ابزارآلات متمرکز شده است]7[. این امر نشاندهندة این دیدگاه است که نانوتکنولوژی در ابتدای مرحله توسعه فناوری قرار دارد که اولین هدف آن توسعه ابزار مناسب برای نانوساختارسازی سطوح، تولید نانومواد، آنالیز نانواشیاء و غیره میباشد. از نظر بخش صنعتی، مهمترین فناوریها، فناوری اطلاعات(IT)، فناوری دارویی و شیمیایی است. برای بخش اول ابزار ذخیرهسازی اطلاعات، صفحههای نمایش تخت یا کاغذهای الکترونیکی جزء اختراعات مهم محسوب میشوند. به علاوه، CMOS گسترش یافته، پردازش اطلاعات در مقیاس نانو و وسایل نمایش یا ذخیرهسازی اطلاعات نیز جزء این زمینه محسوب میشوند. زیرا طبق اطلاعات انجمنهای مواد نیمههادی و سایر پیشبینیها ]11و10[ پیچیدگی مداوم مراحل فناوری CMOS به زودی به محدوده نانومتری خواهد رسید. (پیشبینی میشود که ابعاد پردازشگرها در سال 2011 به 22 نانومتر برسد.) صنایع نیمههادی با آگاهی از مشکلات آینده، تاکنون به تحقیق برای یافتن راهحلهایی جهت گسترش CMOS به مقیاس نانو و ساخت وسایل جدید در این مقیاس دست زدهاند.
در مورد صنایع شیمیایی و دارویی، تعداد زیادی از اختراعات برای یافتن روشهای دارورسانی، تشخیصهای پزشکی، درمان سرطان و غیره به ثبت رسیدهاند، که این اختراعات قسمت عظیمی از بازار آینده را در بر خواهند گرفت. اختراعات نانوتکنولوژی در بخشهای دیگر نظیر صنایع هوایی، صنایع ساخت، فرآوری مواد غذایی، اتومبیلسازی، پالایش نفت، بازرسی محیط زیست و غیره هرساله با رشد همراه است. اما تعداد مطلق آنها با توجه به عرصههای مورد بحث (ابزارسازی، فناوری اطلاعات، داروسازی و پزشکی) اندک است.
2- فعالان جهانی
بسیاری از کشورها در علوم و فناوری نانو فعالند. 15 کشوری که در زمینه انتشار و اختراع بسیار فعال هستند در جدول (1) ذکر شدهاند. انتشارات ثبت شده طی سالهای 1999-1997 بر حسب کشورهای منتشر کننده تفکیک شده است. دادههای اختراعات، دورة طولانی را از سال 1991 تا 1999 در بر گرفته و شامل اختراعات ثبت شده در EPO و PCT میباشد. اختراعات PCT در WIPO در ژنو جمعآوری شده و سپس میتواند به هر دفتر ثبت اختراعی در دنیا یا EPO ارسال گردد. اطلاعات متفاوت بین PCT و EPO در این جدول نیامده است. تجزیه و تحلیل مضاعف اختراعات بینالمللیPCT، انحرافهای آن با تعداد اختراعات EPO اروپا را کاهش میدهد. به علاوه تعداد بیشتر اختراعات مورد بررسی، ضریب اطمینان آماری در مقایسه کشورها را بالاتر میبرد.
ایالات متحده، فعالترین کشور در تحقیقات نانو میباشد و حدوداً یک چهارم تمامی انتشارات را از آن خود کرده است. پس از آن ژاپن، آلمان، چین، فرانسه، انگلستان و روسیه قرار دارند. این هفت کشور دارای 70 درصد کل انتشارات علمی مربوط به نانوتکنولوژی در جهان میباشند. تمامی کشورهای عضو اتحادیه اروپا و برخی دیگر از کشورهای منتخب اتحادیه اروپا (غیر از لوکزامبورگ که هیچ دانشگاهی در آن وجود ندارد) جزو 50 کشور اول هستند. (که در این جدول نشان داده نشدهاند.)
سهم چین و روسیه با توجه به حضور آنها در بانک اطلاعاتی SCI بسیار چشمگیر بوده و حاکی از حضور مشخص علوم نانو در تحقیقات آنها میباشد. جدول مشابهی نشانگر تعداد اختراعات در EPO بر حسب کشورها میباشد. مقایسه کشورهای فعال در امر انتشار با کشورهای فعال در امر اختراع، نشان دهنده این است که 15 کشور اول در هر دو مورد مشترکند. به هر حال دامنه اختلاف بین این کشورها مشخصاً وسیعتر میباشد، مثلاً انتشارات ایالات متحده 1619 برابر کشور پانزدهم یعنی سوئد میباشد، اما اختراعات ثبت شدهاش 84 برابر این کشور است.
مقالة ویژه: پیشبینی پیشرفت نانوتکنولوژی با کمک شاخصهای علم و فناوری.. 1
مرکز جدید نانوتکنولوژی ارتش آمریکا 11
همکاری تایوان با کانادا در زمینة نانوتکنولوژی.. 14
گزارشی از شرکتهای نانوتکنولوژی ژاپن.. 16
تلاش برای توسعة نانوتکنولوژی در اروپا 18
سرمایهگذاری در نانوتکنولوژی.. 18
امتیازی برای ساخت حسگرهای زیستی.. 20
اولین نمایشگاه بینالمللی نانوتکنولوژی در سوئیس.... 21
اندازهگیری؛ چالشی در نانوتکنولوژی.. 23
ذخیرة 250 ترابیت در یک اینچ مربع. 25
حسگرهای هیدروژنی جدید. 27
تولید هزاران کیلو نانوذرات در یک شرکت نانومواد. 28
دو موفقیت بزرگ در ترانزیستور تک سلولی.. 30
تهیة زیروژلهای کروموفوریک.... 32
توسعة کریستال فوتونیک.... 34
انستیتو نانوتکنولوژی نظامی.. 35
اختراع ابزار آشکارسازی DNA با درجة تفکیک بالا.. 42
دسته بندی | برق |
بازدید ها | 13 |
فرمت فایل | doc |
حجم فایل | 14817 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 40 |
رباتیک
چکیده
این مقاله الگوریتمی جدید برای مسئله برنامه ریزی مسیرکلی به یک هدف ، برای ربات متحرک را با استفاده از الگوریتم ژنتیک ارائه می دهد .الگوریتم ژنتیک برای یافتن مسیر بهینه برای ربات متحرک جهت حرکت در محیط استاتیک که توسط نقشه ای با گره ها و لینک ها بیان شده است ،بکار گرفته شده است.موقعیت هدف و موانع برای یافتن یک مسیر بهینه در محیط دو بعدی داده شده است .هر نقطه اتصال در شبکه ژنی است که با استفاده از کد باینری ارائه شده است.تعداد ژن ها در یک کروموزوم تابعی از تعداد موانع در نقشه (نمودار)می باشد.
بنابراین از یک کروموزوم با طول ثابت استفاده کردیم.مسیر ربات ایجاد شده ، در مفهوم کوتاهترین مسیر ،بهینه است .ربات دارای محل آغاز و محل هدف تحت فرضیه ای است که ربات از هر محل فقط یکبار می گذرد یا اصلا نمی گذرد.نتایج بدست آمده در شبیه سازی ؛قدرت الگوریتم پیشنهادی را تایید می نماید.
مقدمه
مسئله طراحی مسیر ربات متحرک را می توان بصورت ذیل بیان کرد:
داده های مسئله (محل شروع،محل هدف، نقشه ای دو بعدی مسیرهاکه شامل موانع ساکن می باشد).هدف بدست آوردن یک مسیر بدون تصادم بین دو نقطه خاص در ایفای معیار بهینه سازی با در نظر گرفتن محدودیت ها (به احتمال زیاد:کوتاهترین مسیر)می باشد. مسئله طراحی مسیر از نظر محاسباتی بسیار پر هزینه است.
با اینکه حجم زیادی از تحقیقات برای حل بیشتر این مسائل انجام شده است،با این وجود،روش های معمول ،غیر قابل انعطاف می باشند.
1.اهداف مختلف بهینه سازی و تغییرات اهداف
2. عدم قطعیت ها در محیط ها
3. محدودیت های متفاوت برای منابع محاسباتی
مرور و بازنگری روش های موجود برای حل مسئله طراحی مسیر ،در [1] ارائه شده است . روش های زیادی برای ایجاد یک مسیر بهینه از قبیل برنامه ریزی دینامیک و روش های تبدیل مسافت گزارش شده است .
در روش برنامه ریزی دینامیک اگر نقطه ی شروعSP و نقطه ی هدف GP باشد ، نقطه ی زیر هدف IP است.و روش تولید مسیر ،نحوه تعیین توالی زیر اهداف است که زیر اهداف خود از مجموعه IP (I=1,2,3,…) انتخاب می شوند.ما باید تمام مسیرهای ممکن را بررسی کرده و مسیر با کمترین مقدار هزینه را به عنوان مسیر بهینه انتخاب نمائیم.توان محاسباتی بسیار فراوانی بویژه در محیط های دارای زیر اهداف فراوان مورد نیاز است . در روش تبدیل مسافت ،کارطراحی مسیر ،محیطی را با شبکه یکنواخت می پوشاند و فواصل را از طریق فضای خالی ،از سلول هدف،منتشر می کند.قسمت پیشین موج مسافت ،حول موانع و در نهایت از طریق تمامی فضاهای آزاد در محیط جریان می یابد.برای هر نقطه شروع در محیط نمایانگر محل اولیه ربات متحرک ،کوتاهترین مسیر به مقصد،از طریق رفتن به قسمت پائین و از طریق شیب دارترین مسیر نزولی رسم شده است.با این وجود به هنگام وجود دو سلول یا بیشتر جهت گزینش با همان حداقل تبدیل فاصله ابهام مسیرهای بهینه وجود دارد. دو روش مذکور ملزم توان محاسباتی بسیار بالا در محیطی است که دارای تعداد زیاد اهداف فرعی (زیر اهداف)و موانع است.
محققان روش های فراوان را برای حل مسائل طراحی مسیر ربات های متحرک با وجود موانع ایستا و متحرک بر مبنای soft computing ،بیان کرده اند. soft computing متشکل از منطق فازی،شبکه های عصبی و محاسبات تکاملی است (الگوریتم های ژنتیک و تکاملی GA & EA).تاکنون تلاش های زیادی در استفاده از منطق فازی برای طراحی و برنامه ریزی حرکت ربات متحرک وجود داشته است .اخیرا استفاده از محاسبات تکاملی رواج فراوانی پیدا کرده و در واقع روشی است که به منظور بکارگیری در موقعیت هایی که دانش اولیه راجع حل مسئله وجود نداشته و یا اطلاعات محدود می باشد،قابلیت استفاده به گونه ای موثرتر،عمومی تر و راحت تر را داراست.
الگوریتم های ژنتیکی و تکامکلی نیازمند اطلاعات اشتقاقی یا برآوردهای فرمال اولیه از راه حل نیستند و از آنجائیکه طبیعتا تصادفی می باشند دارای قابلیت جستجوی کل فضای جواب با احتمال بیشتر پیدا کردن بهینه عمومی می باشند.
می توان تحقیق قبلی راجع طراحی مسیر را به صورت یکی از دو روش مقابل طبقه بندی کرد: مبتنی بر مدل و مبتنی بر سنسور .
در حالت مبتنی بر مدل ،مدل های منطقی از موانع شناخته شده ،برای تولید تصادم بدون مسیر بکار گرفته می شوند.در حالیکه در روش مبتنی بر سنسور ، کشف و اجتناب از موانع ناشناخته است.در این مقاله الگوریتمی جدید جهت بدست آوردن مسیر بهینه بر مبنای مدل پیشنهاد شده است.
ادامه مطالب مقاله بصورت ذیل مرتب شده اند :
در بخش 2 ،مقدمه ای مختصر راجع الگوریتم ژنتیک ارائه شده است .در بخش 3 ،فرمول سازی مسئله مورد بررسی واقع شده،در بخش 4 الگوریتم پیشنهادی ، معرفی و در بخش 5 نتایج شبیه سازی نشان داده شده است.
1.مسیریابی
مسئله مسیریابی ربات در چند حالت قابل بررسی است :
در یک مفهوم می توان مسیریابی روبات را در قالب تعقیب خط (عموما مسیری از پیش تعیین شده با رنگ متفاوت از زمینه ) معرفی نمود.روبات هایی با این کاربرد تحت عنوان مسیریاب شناخته می شوند . یکی از کاربرد های عمده این ربات ، حمل و نقل وسایل و کالاهای مختلف در کارخانجات ، بیمارستان ها ، فروشگاه ها ، کتابخانه ها و ... میباشد .
ربات تعقیب خط تا حدی قادر به انجام وظیفه کتاب داری کتابخانه ها می باشد . به این صورت که بعد از دادن کد کتاب ، ربات با دنبال کردن مسیری که کد آن را تعیین میکند ، به محلی که کتاب در آن قرار گرفته می رود و کتاب را برداشته و به نزد ما می آورد .مثال دیگر این نوع ربات در بیمارستان های پیشرفته است ، کف بیمارستان های پیشرفته خط کشی هایی به رنگ های مختلف به منظور هدایت ربات های مسیریاب به محل های مختلف وجود دارد . (مثلا رنگ قرمز به اتاق جراحی یا آبی به اتاق زایمان.) بیمارانی که توانایی حرکت کردن و جا به جا شدن را ندارند و باید از ویلچر استفاده کنند ، این ویلچر نقش ربات تعقیب خط را دارد ، و بیمار را از روی مسیر مشخص به محل مطلوب می برد .
با توجه به وجود موانع (استاتیک و دینامیک) در محیط ،مسیریابی روبات در مفهومی کاربردی تر ،پیمودن مسیر مبدا تا مقصد بدون برخورد با موانع می باشد.مسلما با وجود تعداد زیاد موانع ،تعداد مسیرهای قابل عبور روبات بسیار زیاد خواهد بود و یقینا انتخاب کوتاه ترین مسیر توسط روبات برای حرکت از مبدا به مقصد ،دارای ارزش اجرایی بالایی خواهد بود.در این مقاله چنین مسئله ای مورد بررسی واقع شده است.نقاط مبدا و مقصد و نیز محل موانع به عنوان ورودی داده شده است ،نیز می دانیم موانع ایستا می باشند (در حالت وجود موانع پویا در عین نزدیکی بیشتر به شرایط واقعی ،روش های مورد استفاده بسیار پیچیده خواهند بود)و مسئله در حالت دو بعدی بررسی می شود (روبات بر روی صفحه حرکت می نماید). برای این منظور الگوریتم های مسیریابی با هدف انتخاب کوتاهترین مسیر قابل استفاده می باشند ،الگوریتم هایی که به منظور مسیریابی در شبکه ها قابلیت استفاده دارند.با این وجود در این بررسی از الگوریتم ژنتیک استفاده شده است . همچنین الگوریتم های ژنتیک و نیز دیگر روش های مشابه به منظور بهینه سازی مصرف انرژی روبات ،مسیر تغییر زاویه ازوی روبات ،زمان حرکت روبات و... قابل استفاده می باشند .
2.الگوریتم ژنتیک
GA در سال 1975 توسط Holland بر پایه تقلیدی از تکامل طبیعی یک جمعیت پایه ریزی شد به نحوی که کروموزوم ها به منظور خلق نسل جدید اجازه تولید مجدد داشته و جهت بقاء در نسل آینده به رقابت می پردازند.با گذشت زمان ،بر روی نسل ها ، fitness بهبود می یابد و در نهایت بهترین راه حل قابل حصول است .اولین جمعیت p(0) به طور تصادفی با 0و1 کد می شود در هر نسل ،t، مناسبترین عناصر برای حضور در mating pool انتخاب می شوند و با سه عملگر پایه ای ژنتیک ؛ تولید مثل،ادغام و جهش ؛ جهت تولید نسل جدید تکامل می یابند .بر پایه بقاء بهترین هامی توان نتیجه گرفت کروموزوم های بدست آمده با استفاده از روشی منتخب بهترین کروموزوم ها قابل حصول می باشند.
از جمله مزایای GA که این روش را جهت بکارگیری آن در مورد انتخاب متغیر مناسب می نماید می توان به توانایی پیدا کردن بهینه عمومی با سرعت بالا،امکان جستجو موازی چند نقطه و نیز فرار از بهینه های محلی اشاره نمود.
دسته بندی | زبان های خارجی |
بازدید ها | 24 |
فرمت فایل | doc |
حجم فایل | 29 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 25 |
تحقیق عربی در مورد طلاق
فصل اول: طلاق
طلاق از نظر لغوی
طلاق از نظر اصطلاحی و شرعی
طلاق از نظر حقوقی
فصل دوم: ارکان و شرایط طلاق
شرایط طلاق (مطلق)
بلوغ
عقل
اختیار
قصد
اقسام طلاق
طلاق بدعی
طلاق غیر امامی
اقسام طلاق سنی
طلاق بائن
طلاق رجعی
طلاق عدی
فصل اول- معانی طلاق
طلاق از نظر لغت
منجد الطلاب کلمه طلاق را این گونه معنا می کند
الطلق- الطلق- الطلق- الطلق- الطلق- الطلق[1] آزاد، یله، رها
طلق الشی فلاناً آن چیز را مفلانی داد
طلق املرئه زوجها شوهر زن خود را طلاق داد
طلقت المرئه من زوجها از شوهر خود طلاق گرفت
اطلق المرئه زن را طلاق داد
طلق قومه از قبیله خود جداشد، با آنها متارکه کرد
طالق جمع طلق- طالفع جع طوالق زن یا دختر طلاق گرفته
به نقل از کتاب معجم مفردات الفاظ القرآن
اصل الطلاق التخلیه من الوثاق یقال اطلقت البعیر من عقاله و طلقته و هو طالق او اطلقت اناقه هی ای حللت عقالها فارسلتها[2]
ریشه طلاق رهایی از بند را گویند همانطور که گفته شد شتر را از بند رها کردم و او رفت یعنی بند او را باز کردم و او را فرستادم.
طلق بلاقید و منه استعیر طلقت المراه نحو خلیتها فهی طالق مخلاه عن حباله النکاح.
طلق، هرچیز بدون قید را گویند و از این استعاره استفاده شده و گفته شده زن را رها کرد، پس او رهاست، یعنی از قید و بند نکاح رهاست.
قیل للحلال ای مطلق لاخطر علیه. یعنی برای کلمه حلال آنرا بکار برده اند یعنی مطلقی که بدون هیچ قید و مانعی است.
المطلق فی الاحکام ما لا یقع منه استثناه. مطلق در احکام آن چیزی را گویند که در آن استناد نباشد یعنی بدون هیچ قید و مانعی است.[3]
طلق یده و اطلقها عباده عن الجود دستش باز است یعنی او شخص باسخاوتی است.[4]
قاموس قرآن طلاق را بدیگونه معنا می کند.[5]
طلاق جدائی
طلاق به معنی تطلیق مثل کلام و سلام بمعنی تکلیم تسلیم.[6]
انطلاق رفتن
فانطلقا حتی اذا رکبا فی السفینه حزقها. (کهف- 71)
رفتند تا چون به کشتی سوار شدند آنرا سوراخ کردند.
انطلاق گشاده روئی- روانی زبان
و یضیق صدری و لا ینطلق لسانی. (شعراء 13)
سینه ام تنگی می کند و زبانم روان نیست.
در مجمع فرموده: طلاق باز کردن عقد نکاح است از جانب زوج بعلتی و اصل آن از انطلاق (رفتن و کنار شدن) می باشد.[7]
بعضی آنرا اسمی برای اطلاق ازاله قید دانسته اند،[8] مانند اطلقت الاسیر، یعنی اسیر از بند آزاد شد.[9]
بعضی طلاق را اسم مصدر از طلق- یطلق- تطلیقا و تطلیقه از باب تفعیل دانستند.[10]
طلق الوجه و طلیق الوجه اذا لم یکن کالحا گشاده روست.
طلق السلیم خلاه الوجع از درد آزاد است.[11]
در مجمع البحرین چنین می گوید: در حدیث آمده است.
خیر الخیل الاقرح طلق الید الیمنی الطلق بضم الطاء واللام، ذا لم یکن فی احد قوائمه تحجیل.[12]
[1] - الطلیف= الاسیر= یطلق عنه اساره، عتاب العین، ج 5 ص 102.
[2] - کتاب العین، ج 5 ص 101.
[3] - مطلق چیزی است که صاحبش در جمیع تصرفاتش متمکن است در حدیث آمده کل شیء لک مطلق حتی یرد فیه نهی، هر چیزی برای تو حلال است تا آنکه تو از آن نهی شوی (مجمع البحرین ج الربع الثالث ص 5).
[4] - معجم مفردات الفاظ قرآن در اغب اصفهانی، ص 316.
[5] - زبده البیان فی احکام القرآن ص 600
کنزالعرفان فی فقه القرآن ص 249
مجمع البحرین ج الربع الثالث ص 56.
[6] - قاموس قرآن، ج 4، ص 232.
[7] - قاموس قرآن، ج 4، ص 231.
[8] - کنز العرفان فی فقه القرآن، 249.
[9] - مجمع البحرین ج الربع الثالث ص 58.
[10] - پاورقی شرح لمعه، ج 6 ص 11 پاورقی سید محمد کلانتر.
[11] - معجم مفردات الفاظ قرآن ص 316.
[12] - معجم البحرین ج الربع الثالث ص 58 اقرب الموارد ج 1 ص 713.
دسته بندی | برق |
بازدید ها | 12 |
فرمت فایل | doc |
حجم فایل | 2092 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 130 |
پردازش دیجیتالی تصویر ، معرفی میکرو کنترلر 8051
پیشگفتار:
با ساخت وسایل الکترو مغناطیسی نظیر انواع الکتروموتورها، بوبین ها ،رله ها وغیریه ،انسان قادر شد با بهره گیری از الکترونیک ، کنترل ابزارهای مکانیکی را در دست گیرد و سر انجام با پیدایش میکرو پروسسورها و با توجه به توانایی آنها در پردازش اطلاعات و اعمال کنترلی و همچنین قابلیت مهم برنامه پذیر بودن آنها تحول شگرفی در ساخت تجهیزات الکترونیکی و صنعتی وغیره بهوجودآمد.
پیشرفت ها و تحولات اخیر باعث پیدایش اتوماسیون صنعتی شده که در بسیاری از موارد جایگزین نیروی انسانی می گردد.به عنوان نمونه انجام امور سخت در معادن و یا کارخانه ها و یا کارهایی که نیازمند دقت وسرعت بالا میباشد و یا انجام آن برای نیروی انسانی خطر آفرین است به انواع دستگاهها و رباتها سپرده شده است. همچنین با پیشرفت الکترونیک در زمینه ساخت سنسورها . بالا رفتن دقت آن ها، امروزه انواع گوناگونی از حس گرها در دنیا تولید می شود که در ساخت رباتها و در زمینه اتوماسیون نقش مهمی را ایفا میکنند.
در این پایان نامه پس از مباحثی در مورد پردازش دیجیتالی تصویر ، معرفی میکرو کنترلر 8051 بصورت مختصر و در حد نیاز و بخش کوچکی در مورد استپ موتورها به طراحی وپیاده سازی نمونه ای کوچک از یک ماشین مسیر یاب پرداخته شده است .شایان ذکر است که مطالب مربوط به طراحی وساخت ماشین بگونه ای بیان شده که توسط هر فردی که آشنایی مختصری با میکرو کنترلرها داشته باشد، قابل پیاده سازی است.
در خاتمه از استاد گرانقدر جناب آقای همایون موتمنی و نیز تمام کسانی که در این امر مرا یاری دادند، از جمله مهندس فیض ا... خاکپور و نیز دوست عزیزم مهدی جعفری ، تشکر و قدردانی می نمایم.
فصل اول
آشنایی با ماشین بینایی و تصویر برداری د
1-1کلیات
تکنولوژی ماشین بینایی وتصویر بر داری دیجیتالی شامل فرایند هایی است که نیازمند بکارگیری علوم مختلف مهندسی نرم افزار کامپیوتر می باشد این فرایند را می توان به چند دسته اصلی تقسیم نمود :
1- ایجاد تصویر به شکل دیجیتالی
2- بکارگیری تکنیکهای کامپیوتری جهت پردازش ویا اصلاح داده های تصویری
3- بررسی و استفاده از نتایج پردازش شده برای اهدافی چون هدایت ربات یا کنترل نمودن تجهیزات خود کار ، کنترل کیفیت یک فرایند تولیدی ، یا فراهم آوردن اطلاعات جهت تجزیه و تحلیل آماری در یک سیستم تولیدی کامپیوتری (MAC)
ابتدا می بایست آشنایی کلی ، با هر یک از اجزاء سیستم پیدا کرد و از اثرات هر بخش بر روی بخش دیگر مسطح بود . ماشین بینایی و تصویر بر داری دیجیتالی از موضوعاتی است که در آینده نزدیک تلاش و تحقیق بسیاری از متخصصان را بخود اختصاص خواهد بود.
در طی سه دهه گذشته تکنولوژی بینایی یا کامپیوتری بطور پراکنده در صنایع فضایی نظامی و بطور محدود در صنعت بکار برده شده است . جدید بودن تکنولوژی ، نبودن سیستم مقرون به صرفه در بازار و نبودن متخصصین این رشته باعث شده است تا این تکنولوژی بطور گسترده استفاده نشود .
تا مدتی قبل دوربین ها و سنسورهای استفاده شده معمولا بصورت سفارشی ومخصوص ساخته می شدند تا بتوانند برا ی منظورخاصی مورد استفاده قرار گیرند همچنین فرایند ساخت مدارهای مجتمع بسیار بزرگ آنقدر پیشرفت نکرده بود تا سنسورهای حالت جامد با رزولوشن بالا ساخته شود .
استفاده از سنسورهای ذکر شده مستلزم این بود که نرم افزار ویژه ای برای آن تهیه شود و معمولا این نرم افزارها نیز نیاز به کامپیوتر هایی با توان پردازش بالا داشتند. علاوه بر همه این مطالب مهندسین مجبور بودند که آموزشهای لازم را پس از فراغت از تحصیل فرا گیرند . زیرا درس ماشین بینایی در سطح آموزشهای متداول مهندسی در دانشگاهها وبه شکل کلاسیک ارائه نمی شد .
تکنولوژی ماشین بینایی در دهه آینده تاثیر مهمی بر تمامی کارهای صنعتی خواهد گذاشت که دلیل آن پیشرفتهای تکنولوژی اخیر در زمینه های مرتبط با ماشین بینایی است واین پیشرفتها در حدی است که استفاده از این تکنولوژی هم اکنون حیاتی می باشد .
وظایف اساسی که می تواند توسط سیستمهای ماشین بینایی انجام گیرد شامل سه دسته اصلی است.
1- کنترل
2- بازرسی
3- ورود داده
کنترل در ساده ترین شکل آن مرتبط با تعیین موقعیت و ایجاد دستورات مناسب می باشد تا یک مکانیزم را تحریک نموده ویا عمل خاصی صورت گیرد . هدایت نقاله های هدایت شونده خود کار (AGVS) در عملیات انتقال مواد در یک کارخانه هدایت مشعل جوشکاری در امتداد یک شمایر یا لبه یا انتخاب یک سطح بخصوص برای انجام عملیات رنگ پاشی توسط ربات ، مثلهایی از بکار گیری ، ماشین بینایی در کنترل می باشند . کاربردهای ماشین بینایی در بازرسی مرتبط با تعیین برخی پارامترها می باشد . ابعاد مکانیکی وهمچنین شکل آن ، کیفیت سطوح ، تعداد سوراخها در یک قطعه ، وجود یاعدم وجود یک ویژگی یا یک قطعه در محل خاصی از جمله پارامترهایی هستند که توسط ماشین بینایی ممکن است ، بازرسی می شوند عمل اندازه گیری توسط ماشین بینایی کم و بیش مشابه بکارگیری روشهای سنتی استفاده از قیدها و سنجه های مخصوص و مقایسه ابعاد می باشد . سایر عملیات بازرسی بجز موارد اندازه گیری شامل مواردی چون کنترل وجود بر چسب بر روی محصول بررسی رنگ قطعه ، وجود مواد خارجی در محصولات غذایی نیز با تکنیکهای خاصی انجام می گیرد . کار بازرسی ممکن است حتی شامل مشخص نمودن خواص یا ویژگیهایی الکتریکی یک محصول گردد . با مشاهده خروجی اندازه گیرهای الکتریکی می توان صحت عملکرد محصولات الکتریکی را بازرسی نمود . هر چند که در چنین مواردی چنانچه سیستم بینایی کار دیگری بجز مورد ذکر شده انجام ندهد معمولا روش ساده تر و مقرون به صرفه ترین بدین صورت خواهد بود که کار بازرسی فوق توسط یک ریز پردازنده و ابزارهای مربوط انجام گیرد .
اطلاعات مربوط به کیفیت محصول ویا مواد وهمچنین تعقیب فرایند تولید را می توان توسط ماشین بینایی گرفته ودر بانک اطلاعاتی سیستم تولید کامپیوتری جامع بطور خود کار وارد نمود . این روش ورود اطلاعات بسیار دقیق و قابل اعتماد است که دلیل آن حذف نیروی انسانی از چرخه مزبور می باشد . علاوه بر این ورود اطلاعات بسیار مقرون به صرفه خواهد بود چرا که اطلاعات بلافاصله پس از بازرسی وبه عنوان بخشی از آن جمع آوری و منتقل می شوند .
میزان پیچیدگی سیستم های بینایی متفاوت می باشد این سیستم ها ممکن است منحصر به یک سیستم بارکدینگ معمولی که برای مشخص نمودن محصول جهت کنترل موجودی بکار می رود تشکیل شده باشد یا ممکن است متشکل از یک سیستم بینایی صنعتی کامل برای اهدافی چون کنترل کیفیت محصول باشد .
زمان مورد نیاز برای تصمیم گیری توسط ماشین بینایی بستگی به اندازه ماتریس تصویر یا زمان پردازش لازم در کارت تصویر گیر و نوع دوربین دارد . دوربیهایی نوع لاچکی که با استاندارد Rs-170 کار می کنند تعداد 30 تصویر در ثانیه تولید می کنند که این تصاویر بر روی مونیتورهای موجود در بازار قابل نمایش هستند . چنانچه از استاندارد Rs-170 استفاده نشود می توان تعداد تصاویر در ثانیه را پنج تا ده برابر افزایش داد . دوربینهای حالت جامد می توانند در زمان بسیار کوتاه معادل ( میکرو ثانیه تصویر گیری کنند زمان لازم جهت خواندن سیگنال تصویر از سنسور دوربین بستگی به اندازه ماتریس سنسور سرعت پردازش و پهنای باند سیستم دارد. با استفاده از تکنیکهای پردازش موازی می توان زمان پردازش را متناسب با تعداد پردازشگرهای موازی کاهش داد .
زمان واکنش سیستم بینایی انسان در حدود 6% ثانیه یا 16/1 ثانیه می باشد این موضوع توسط این حقیقت تائید می شود که وقتی تصاویر ، با سرعت 30 عدد در ثانیه یک صحنه متحرک را نشان می دهند چشم انسان قادر به تشخیص انقطاع بین تصاویر نیست .
سیستم های ماشین بینایی مورد استفاده در صنعت که برای کنترل بر چسب روی بطریها بکار می رود می توانند با سرعتی معادل 900 بطری در دقیقه یا در صورت یک بطری در 7% ثانیه کار کنند . البته می توان با گرفتن تصاویری که بیش از یک بطری را در بر می گیرد سرعت کنترل را بیش از این نیز افزایش داد . سرعت چشم انسان برای انجام کار مشابه حداکثر 60 بطری در دقیقه می باشد که این سرعت در اثر خستگی و شرایط نامساعد محیطی کاهش نیز می یابد .
بطور خلاصه تصویر گیری توسط ماشین بینایی تقریبا 10 برابر سرعت بینایی انسان می باشد این نسبت با پیشرفت تکنولوژی در علوم الکترونیک رو به افزایش می باشد در حالیکه سرعت چشم انسان مقدار مشخصی است سرعت انجام فرایند کامل توسط ماشین بینایی در حدود 15 برابر چشم انسان می باشد .
چشم انسان فقط در مقابل نور قابل رویت که طیف محدودی است می تواند اشیاء را ببیند . دامن دید از طول موج بنفش در 390 میکرون تا طول موج قرمز در 790 میلی میکرون می باشد
واکنش سیستم ماشین بینایی در مقایسه با چشم انسان بسیار وسیع تر بوده و دامنه از پرتو گاما و X در منطقه طول موج کوتاه شروع شده وتا طول موج مادون قرمز در قسمت طول موجهای طویلی ختم می شود .
توانایی چشم انسان در تشخیص رنگها و پیچیده بوده ودر هنگام تشخیص رنگ مولفه های آن بطور مجزا در نظر گرفته نمی شوند . در عوض میانگین ، انرژی در طول موجهای مختلف مورد استفاده قرار گرفته ورنگ دیده شده یکی از طول موجهای مابین آنها می باشد .
ماشین بینایی برای شناسایی رنگها نیازمند سه دسته اطلاعات است که همان مولفه های رنگ یعنی طول موجهای قرمز یا سبز و آبی می باشد ایجاد رنگ بر روی مانیتور نیز با تحریک هر یک از مولفه ها به مقدار معین بوده بطوریکه نهایتا رنگ مورد نظر ایجاد شود .
ذخیره سازی تصاویر رنگی به حافظه ای معادل سه برابر تصاویر غیر رنگی نیاز دارد .
همچنین حجم پردازش تصاویر رنگی که حاوی اجزاء B,G,R می باشند در مقایسه با تصاویر یک رنگ بیشتر می باشد .
بطور خلاصه طیف طول موج قابل رویت توسط ماشین بینایی بسیاروسیعتر از طیف قابل رویت توسط چشم انسان می باشد همچنین امکان تلفیق و استفاده از طول موجهای مختلف یک تصویر توسط ماشین بینایی وجود دارد یکنواختی و دقت ماشین بینایی در مورد تصاویر رنگی بیش از چشم انسان می باشد .
5-1مقایسه بینایی انسان و ماشین بینایی
ماشین |
انسان |
|
محدود به تنظیمات اولیه ،نیازمند داده های عددی |
بسیار تطبیق پذیر وانعطاف پذیر در مقابل نوع کار و ورود اطلاعات |
انعطاف پذیری |
قادر به اندازه گیری ابعادی می باشد مثال : طول یک قطعه برحسب تعداد پیکسل |
قادر به تخمین نسبتا دقیق موارد توصیفی مثل : تشخیص میوه بد از روی رنگ و شکل آن |
توانایی |
اندازه گیری مقدار هر یک از R,B |
بیان توصیفی از رنگ |
رنگ |
حساس به فرکانس و سطح روشنایی |
قابلیت تطبیق ، باشرایط نوری ،خواص فیزیکی |
حالت |
ماشین |
انسان |
|
حساس به خواص فیزیکی سطح جسم ، قابلیت بیان سطح خاکستری به صورت عددی دقیق و مشخص ،براحتی قادر به تشخیص 256 سطح خاکستری می باشد |
سطح اجسام و فاصله تا جسم ، محدودیت در توانایی تشخیص مقدار سطوح خاکستری بستگی به بیننده دارد و ممکن است در یک زمان متفاوت از زمان دیگر باشد مقدار سطوح خاکستری قابل تشخیص بین 7 تا 10 می باشد |
حساسیت |
بسیار بالا که البته بستگی به پردازشگر مورد استفاده و پهنای بانددارد سرعت واکنش در حدود ثانیه بوده وسرعتهای بالاتر نیز از نظر تکنیکی قابل دسترسی است. |
سرعت واکنش کند و حداکثر در حدود 10/1ثانیه می باشد |
واکنش |
صحنه های دو بعدی براحتی قابل تشخیص می باشد ودر صحنه های سه بعدی براحتی مقدور نیست و نیازمند به 2 دوربین بوده وسرعت نیز کم است . |
صحنه های سه بعدی براحتی قابل درک می باشد |
دو و سه بعدی |
اطلاعات اخذ شده بطور خودکار و مداوم وارد بانک اطلاعاتی می شود ، انتقال ورود و اطلاعات دقیق و کم هزینه می باشد. |
اطلاعات اخذ شده می بایستی بطور دستی انتقال داده شود هزینه انتقال و ورود اطلاعات زیاد بوده و میزان خطا زیاد می باشد . |
خروج داده ها |
می تواند به هر دو صورت خطی و لگاریتمی دریافت کند . محدوده طیف از طول موجهای پائین پرتو تا طول موجهای بالای مادون قرمز می باشد . |
براساس مقیاس لگاریتمی است و متاثر از رنگ زمینه می باشد محدود به طیف قابل رویت از 300 تا 700میلی میکرون |
دریافت داده ها طول موج |
6-1 سیستم بینایی چیست ؟
1-6-1 کلیات سیستم
یک سیستم ماشین بینایی شامل تمام اجزاء لازم بمنظور تهیه ، تعریف دیجیتالی یک تصویر تغییر واصلاح داده ها وارائه نمایش داده های تصویری دیجیتالی به دنیای بیرون می باشد چنین سیستمی چنانچه در یک محیط صنعتی بکار گرفته شود ، ممکن است به دلیل اینکه متصل به سایر تجهیزات خط تولید می باشد بسیار پیچیده بنظر می رسد ولی اگر چنانچه با توجه به نقش و وظیفه سیستم بینایی اجزاء اصلی تشکیل دهنده آن بیان شوند ، مشخص خواهد شد که پیچیدگی زیادی در سیستم وجود ندارد اجزاء اصلی سیستم شامل سه قسمت اصلی است :
1- قسمت تصویر برداری
2- پردازش
3- نمایش یا وسایل خروجی اطلاعات
تصویر گیری در ماشین بینایی یعنی تبدیل اطلاعات تصویری یک شئی فیزیکی و خواص ظاهری آن بصورت داده های عددی است بگونه ای که این تصویر می تواند از توسط پردازشگر پردازش شود تصویر گیری ممکن است شامل چهار فرایند زیر باشد :
1- نور پردازی
2- تشکیل تصویر یا متمرکز کردن آن
3- تبدیل تصویر به سیگنالهای الکتریکی
4- قالب بندی کردن سیگنال خروجی تصویر
نور پردازی یک عامل کلیدی وتاثیر گذ ار بر روی کیفیت تصویر تشکیل شده است که به عنوان ورودی ماشین بینایی مورد استفاده قرار می گیرد ممکن است تا 30 درصد حجم کار و تلاش طراحی اجزاء یک سیستم ماشین بینایی را بخود اختصاص دهد .
بسیاری از سیستم های ماشین بینایی که در گذشته در صنعت بکار رفته اند از نور قابل رویت استفاده کرده اند که علت آن از یک طرف در دسترس بودن آن واز طرف دیگر خود کار نمودن عمل بازرسی که قبلا توسط کارگر انجام می شده است می باشد بازرسی توسط کارگر براساس توانایی چشم ودر محدوده طول موج نور قابل رویت می باشد چهار نوع لامپ از لامپهایی که نور قابل رویت تولید می کنند واغلب در صنعت استفاده شده اند عبارتند از : لامپهای التهابی فلورسنت بخار جیوه وبخار سدیم استفاده از نور غیر قابل رویت شبیه اشعه ایکس ماوراء بنفش و مادون قرمز بدلیل نیاز به انجام بررسی های ویژه که توسط نور قابل رویت انجام پذیر نیست ، روبه افزایش است روشهای نور پردازی جهت کار بردهای صنعتی ماشین بینایی شامل چهار دسته زیر است :
1- نور پردازی از پشت
2- نور پردازی از مقابل
3- نور پردازی دارای ساختار
4- نور پردازی لحظه ای
نور پیرامون محیط کار که منابعی بجز منبع اصلی نور پردازی سیستم ماشین بینایی بر مجموع میزان نور تابیده شده برجسم اثر گذاشته وبطور کلی بصورت نویز در داده های تصویری ظاهر می شود .
برای کم کردن تاثیر نور پیرامونی می توان از پرده نوری یا دیواره های محافظ استفاده نمود تا از ورود آن به لنز دوربین جلوگیری شود .
1-3-6-1 نور پردازی از پشت :
وقتیکه شی مورد بررسی بین دوربین و منبع نور قرار می گیرد نور پردازی را اصطلاحا نور پردازی از پشت می گویند در این روش سایه ای از جسم تشکیل می شود و مرز جسم کاملا مشخص می باشد .
(شکل 1-1)
مزیت نور پردازی از پشت ایجاد تصاویر با کنتر است بالاو تفکیک آسان مرز جسم می باشد کنتر است بالاباعث کم شدن پردازش های بعدی شده همچنین از حساسیت سیستم به تغییرات نوردهی منبع نور می کاهد در مورد نور پردازی اجسامی که مسطح نیستند ممکن است لازم باشد تا با استفاده از عدسی های مناسب نور به جسم تابانده شود .
روش نور دهی از پشت برای اعمالی از قبیل تشخیص ترک ، مک و وجود اشیاء خارجی در قطعات شفاف ایده آل می باشد . تشخیص ترک الستخوان در تصاویر اشعه X واندازه گیری میزان تنش انرژی و حرارتی از یک ساختمان توسط پرتو مادون قرمز از جمله مثالهای این روش نور پردازی می باشند .
اساسا تصویر حاصل از روش نور دهی از پشت تک رنگ است با توجه به اینکه لب های تصویر بگونه ای بر روی صفحه سنسور تشکیل تصویر می دهند که ممکن است یک پیکسل کامل را پر نکنند .
بنابراین این پیکسلها دارای مقادیر حدود سطحی بین سیاه و سفید مطلق خواهند بود به عنوان مثال مقدار عددی پیکسل که 50 درصد آن توسط جسم پوشیده شده است در یک سیستم دارای 16 سطح خاکستری معادل عدد 7 خواهد بود و بطور کلی مقدار عددی هر پیکسل که نشانگر مرزهای قطعه باشد متناسب با مقدار پوشش آن خواهد بود شی نشان داده شده در صفحه بعد در قسمت مرزها ، فقط بخشی از مساحت پیکسلها را پوششی می دهد که مقادیر عددی پیکسلها یا همان سطح خاکستری بدست آمده برای پیکسلها در ماتریس تصویر نشان داده شده است شایان ذکر است که مقدار عددی پیکسلها وهمچنین مقدار کاهش یافته آن نمی تواند هیچگونه اطلاعاتی در خصوص شکل قطعه ارادئه دهد و بایستی اطلاعات مربوط به اینکه چه شکلی در مقابل دوربین قرار گرفته است با مقادیر عددی پیکسلها توام گردد.
دسته بندی | برق |
بازدید ها | 29 |
فرمت فایل | doc |
حجم فایل | 4762 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 67 |
طراحی وساخت دستگاه ثبت کننده سیگنال الکترومایوگرام دو کاناله و مدلسازی فعالیت ایزومتریک ساعد
چکیده
هدف از این پروژه ساخت امپلی فایر دو کاناله EMG و مدلسازی فعالیت ایزومتریک ساعد و به دست اوردن رابطه کیفی بین نیروی وارد بر کف دست و دامنه EMG دو عضله دو سر و سه سر بازو و میزان نیروی متوسط ایجاد شده در انهاست.
سیگنال EMG دو عضله به وسیله کارت صوتی به کامپیوتر داده شده و از نرم افزار MATLAB برای نمایش و پردازش داده ها استفاده می شود.سپس اضافه کردن وزنه هادر کف دست و مطالعه EMG دو عضله و انتگرال قدر مطلق انها روابط مطرح شده در قسمت بالا را به دست می اوریم.
در بخش مدلسازی پس از ساده سازی به مدلسالزی ماهیچه دو سر بازو می رسیم که برای ثبت پاسخ ان از سنسوری که خودمان طراحی کردیم استفاده می کنیم و پاسخ این سنسور را هم با کارت صوتی به کامپیوتر می دهیم.
مقدمه
در اثر انتقال سیگنالهای عصبی به عضله , تارهای عضلانی فعال شده و ایجاد پتانسیل عمل می نماید که به آن EMG گویند که در واقع تجلی اراده انسان برای انجام حرکت است . انتشار این پتانسیل های عمل در طول عضله ادامه یافته و بر روی پوست قابل دریافت می گردند . با نصب الکترودهای پوستی می توان این سیگنالها را از سطح پوست دریافت نمود .
سیگنالهای EMG از نظر فرکانس در محدودهhz 25 تا چند کیلو هرتز تغییر می کنند و دامنه های سیگنال بسته به نوع سیگنال والکترودهای استفاده شده از 100 میکروولت تا 90 میلی ولت تغییر می کنند .
بطور کلی سیگنال EMG توسط دو نوع منبع نویز می پذیرد :
2منابع غیر بیولوژیکی
منابع بیولوژیکی شامل حرکات سایر عضلات مانند عضله قلب و حرکات ناشی از ضربان رگهای خونی است و منابع غیر بیولوژیکی شامل سیستمهای اندازه گیری و تداخلات برق شهر و محیط اطراف آن و حرکات شخص آزمایش دهنده و حرکت الکترودها می باشد .
ثبت کننده EMG شامل مدارهایی است که می تواند سیگنال بسیار ضعیف EMG را که حداکثر دامنه ای به اندازهmv 1 دارد و دارای نویز نیز می باشد , را پردازش کرده و با کمترین نویز و دامنه قابل قبول در خروجی ظاهر سازد
در طراحی مدار ثبت کننده EMG بدلیل اینکه پهنای باند فرکانسی این سیگنال عموما" بین 25 تا 1000 هرتز است , از یک فیلتر بالا گذر و یک فیلتر پایین گذر استفاده شده است .همچنین برای حذف نویز hz 50 برق شهر که به ورتداخلی وارد می شود از یک فیلتر میان ناگذر تیز استفاده می کنیم .برای رساندن سطح سیگنال به مقدار قابل نمایش
هم گین 1000 را در مدار تعبیه می کنیم.سپس سیگنال حاصله را به وسیله وسیله کارت صدا به کامپیوتر می دهیم.
بنابراین تا این مرحله اطلاعات A/D کارت صدا از طریق پورت PCI به پردازنده کامپیوتر انتقال یافته است . حال به دنبال راهی می گردیم که این اطلاعات را بتوانیم نمایش دهیم و بر روی ان پردازش انجام دهیم. نرم افزاری که ما در این پروژه از ان استفاده کردیم MATLAB می باشد.MATLAB به عنوان یک زبان برنامه نویسی و ابزار دیداری کردن داده , قابلیت های بسیاری در زمینه های مهندسی , محاسبات و ریاضیات دارا می باشد. برای دادن سیگنال EMG دو عضله به طور همزمان از مد استریوی کارت صدا استفاده می کنیم.
پس ان واردمرحله ی مدلسازی حرکت ایزومتزیک ساعد می شویم. مدل سازی یکی از جنبه های مهم اغلب مطالعات مهندسی پزشکی است . مدل عبارت است از نمایش ساده شده ی اشیا و سیستمها و به همین دلیل جزء مهمی از زندگی روزمره نیز به شمار می رود.
در بحث مدلساز ی ابتدا به ساده سازی سیستم می پرازیم . سپس با وارد کردن نیرو به کف دست و ثبت جابجایی دست در فاز دینامیک حرکت به وسیله سنسور جابجایی طراحی شده وارد مرحله بعد می شویم.
مرحله بعدی انتخاب مدل مناسب برای ماهیچه است که مامدل مکانیکی هیل را در نظر گرفتیم و با محاسبه تابع تبدیل پارامتری این مدل و به دست اوردن خروجی زمانی ان با فرض اینکه ورودی پله باشد و مقایسه ان با خروجی سنسور ، پارامترها را محاسبه کردیم.
این پایان نامه شامل شش فصل است که در فصل اول به بررسی سیگنال EMG پرداختیم .در فصل دوم مطالبی راجع به الکترودهای ثبت سیگنال اورده شده است و فصل سوم هم مفصلا به شرح سخت افزار پروزه می پردازد.
فصل چهارم هم حاوی مطالبی درباره کارت صدا می باشد.
سپس در فصل پنجم به مبحث مدلسازی حرکت ایزومتریک ساعد و به دست اوردن رابطه بین وزنه ها و دامنه EMG می پردازیم.
فصل ششم هم به بررسی نرم افزار پروژه و الگوریتم های نوشته شده می پردازد.
فصل اول
در اثر انتقال سیگنالهای عصبی به عضله , تارهای عضلانی فعال شده و ایجاد پتانسیل عمل می نماید که به آن EMG گویند که در واقع تجلی اراده انسان برای انجام حرکت است . انتشار این پتانسیل های عمل در طول عضله ادامه یافته و بر روی پوست قابل دریافت می گردند . با نصب الکترودهای پوستی می توان این سیگنالها را از سطح پوست دریافت نمود . سیگنالEMG به عنوان یک ابزار غیر تهاجمی برای کنترل دست مصنوعی به کار می رود . این سیگنال حاوی اطلاعات زیادی در حوزه زمان و فرکانس است که محققان با تبدیلات ریاضی متنوع , سعی در استخراج و تحلیل اینگونه اطلاعات داشته اند .
سیگنالهای EMG از نظر فرکانس در محدودهhz 25 تا چند کیلو هرتز تغییر می کنند و دامنه های سیگنال بسته به نوع سیگنال والکترودهای استفاده شده از 100 میکروولت تا 90 میلی ولت تغییر می کنند , بنا براین تقویت کننده های EMG نسبت به تقویت کننده های ECG پاسخ فرکانسی وسیعتری را پوشش می دهند ولی در عوض لازم نیست فرکانسهای بسیار پایین را مانندECG پوشش دهند . و این امر بدلیل وجود آرتیفکت ناشی از حرکت در فرکانسهای پایین بسیار مطلوبست چرا که میتوانند بدون تحت تأثیر قرار دادن سیگنال مؤثر , فیلتر شوند .
در نمودارشکل 1-1 مقایسه ای بین محدوده تغییرات فرکانس و ولتاژ سیگنال EMG و سیگنالهای متداول دیگر انجام شده است :
شکل 1-1-مقایسه دامنه و فرکانس EMG با سیگنالهای حیاتی دیگر
همانطور که ملاحظه می کنید سیگنال EMG نسبت به سیگنالهای ECG,EEG,EOG محدوده فرکانسی وسیعتری را شامل می شود و همینطور شامل فرکانسهای خیلی کم نمی شود و نسبت به آنها دامنه بزرگتری نیز دارد . ولی دامنه آن نسبت به پتانسیل عمل آکسون پایین تر است و فرکانسهای پایین تری را نسبت به آن پوشش می دهد .
از آنجاییکه در این پروژه از الکترودهای سطحی استفاده شده است , سطوح سیگنالها پایین و پیک دامنه های آنها از 1/0 تا 1 mv است .
اما اگر از الکترودهای سوزنی فرو رونده در ماهیچه استفاده شود , سیگنالهای EMG می توانند دارای دامنه ای در حدود دو برابر حالت قبلی شوند و در نتیجه به بهره کمتری برای تقویت نیاز دارند و همچنین از آنجاییکه سطح الکترودهای سوزنی EMG نسبت به الکترودهای سطحی به مراتب کمتر است , امپدانس منبع مولد سیگنال بالاتر بوده و لذا امپدانس ورودی بالاتر تقویت کننده لازم است .
در مراکز بهداشتی و درمانی EMG اغلب به روش سوزنی انجام می شد و روش سطحی با وجود بهداشتی بودن و عدم درد , بندرت به کار می رفت زیرا این روش دارای شکل موج کاملا" تصادفی است و استخراج پارامترهای آن بدون استفاده از روشهای پردازش کامپیوتری امکان پذیر نیست , ولی اخیرا" با پیشرفتهای انجام گرفته در روشهای پردازش کامپیوتری بتدریج استفاده از الکترودهای در ثبت EMG رو به افزایش است .
یکی از مناسبترین روشهای تحلیل EMG همراه با الکترود سطحی , بررسی محتوای فرکانسی سیگنال و استخراج ویژگیهای آن با استفاده از تابع چگالی طیف توان است .
منابع نویز :
بطور کلی سیگنال EMG توسط دو نوع منبع نویز می پذیرد :
2- منابع غیر بیولوژیکی
منابع بیولوژیکی شامل حرکات سایر عضلات مانند عضله قلب و حرکات ناشی از ضربان رگهای خونی است و منابع غیر بیولوژیکی شامل سیستمهای اندازه گیری و تداخلات برق شهر و محیط اطراف آن و حرکات شخص آزمایش دهنده و حرکت الکترودها می باشد .
ثبت کننده EMG شامل مدارهایی است که می تواند سیگنال بسیار ضعیف EMG را که حداکثر دامنه ای به اندازهmv 1 دارد و دارای نویز نیز می باشد , را پردازش کرده و با کمترین نویز و دامنه قابل قبول در خروجی ظاهر سازد
در طراحی مدار ثبت کننده EMG بدلیل اینکه پهنای باند فرکانسی این سیگنال عموما" بین 25 تا 1000 هرتز است , از یک فیلتر بالا گذر و یک فیلتر پایین گذر استفاده شده است .
ثبت کننده سیگنالهای حیاتی بطور کلی عبارت است از بکارگیری تجهیزاتی الکترونیکی که بعضی از وقایع فیزیولوژیکی نرمال و یا غیر نرمال درونی انسان را به شکل سیگنالهای سمعی و بصری نمایش می دهد و به ا و یاد می دهد که روی وقایع احساس نشده و یا غیر ارادی خود با دیدن این سیگنالهای سمعی و بصری کار کند .
در زمینه مسائل مربوط به توانبخشی مفید ترین ثبت کننده , EMG است . اما سیگنال EMG به تنهایی قابل استفاده نیست چونکه بیمار و پزشک معالج سیگنالهای EMG را نمی بینند و این سیگنالها باید به علائم صوتی و تصویری قابل درک تبدیل شوند .
تجربیات نشان می دهد که بیمار در حین آزمایش ثبت EMG به تقاضای پزشک برای تغییر اندازه فعالیت ماهیچه ای , پاسخ مثبت می دهد .
مقدار IAV ویا ا نتگرال قدر مطلق یکی از مشخصه های مهم سیگنال است که با نیروی انقباض عضلانی رابطه دارد .
یکی از ا هداف اولیه همه ثبت کننده های EMG , قادرسازی بیمار به اعمال کنترل ارادی بر عضلات مخطط (عضلات ارادی ) خود است که به منظور افزایش فعالیت ماهیچه های ضعیف و کاهش فعالیت ماهیچه های متشنج به کار می رود
در آموزش کلینیکی , بیمار از طریق سیگنالهای سمعی و بصری , از انقباضهای خیلی کوچک و خیلی بزرگ ماهیچه اش آگاه می شود
در انتخاب ابزار ثبت کننده EMG باید به دو نکته توجه داشت :
منشاْ سیگنال EMG :
سیگنال EMG از ترکیب اجزای کوچکتری به نام پتانسیل عمل واحد حرکتی (motor unit action potential ) که توسط واحد های مختلف تولید می شود تشکیل شده است .
واحد حرکتی کوچکترین واحد عملکردی یک ماهیچه است که می تواند به طور ارادی فعال شود .
پتانسیلهای الکتریکی در دو طرف غشاء , عملا" در تمام سلولهای بدن وجود دارند . سلولهای عصبی و عضلانی , سلولهای قابل تحریک هستند یعنی قادر به تولید ایمپالسهای الکتروشیمیایی در غشاء خود هستند .
هر فیبر عصبی به طور طبیعی به دفعات زیاد منشعب شده و 3 الی چند فیبر عضلانی را تحریک می کند . سیگنا لهای عصبی توسط پتا نسیل های عمل که تغییرات سریع در پتا نسیل غشاء سلولهای عصبی هستند , انتقال می یابند . پتا نسیل عمل برای هدایت سیگنال عصبی در طول فیبر عصبی به حرکت در می آید تا اینکه به ا نتهای فیبر می رسد . محل تماس رشته های عصبی با فیبر عضلانی تقریبا" در وسط آن و به نام محل تماس عصبی _ عضلانی (Neuromuscularjunction ) می باشد به طوریکه پتا نسیل عمل در هر دو جهت به سوی انتهای فیبر عضلانی سیر می کند . فیبر عصبی در انتهای خود منشعب شده و مجموعه ای از ترمینالهای منشعب شده عصبی تشکیل می دهد که در یک فرو رفتگی از سطح فیبر عضلانی قرار می گیرد , اما به طور کامل در خارج غشاء پلاسمایی فیبر عضلانی قرار دارد . فرو رفتگی غشاء فیبر عضلانی موسوم به ناودان سیناپسی و فضای بین ترمینال عصبی و غشاء فیبر عضلانی موسوم به شکاف سیناپسی است .
قطر عصب در حدود یک دهم قطر فیبر عضلانی است و ایمپالسهای عصبی به تنهایی نمی توانند جریان لازم را در فیبر عضلانی ایجاد کنند و استیل کولین مانند یک تقویت کننده عمل می کند .
پتانسیل های عمل ایجاد شده در واحد های حرکتی عضله به صورت هدایت حجمی در فضای عضله پخش شده , به سطح پوست می رسند . با قرار دادن الکترود , مجموعه ای از پتانسیلهای فوق الذکر که می توانند از نظر زمانی با هم اختلاف فاز داشته باشند , دریافت می شوند . سیگنال دریافت شده همان سیگنال EMG می باشد . هنگامی که یک ایمپالس عصبی به محل تماس عصبی_ عضلانی می رسد , عبور پتانسیل عمل از روی غشاء ترمینال عصب , باعث می شود تا حدود 125 وزیکول استیل کولین به داخل شکاف سیناپسی آزاد شود . استیل کولین نفوذ پذیری غشای عضله را نسبت به یونهای سدیم با بار مثبت زیاد می کند و این امر موجب بروز یک پتانسیل عمل در فیبر عضلانی می شود . پتانسیل عمل در طول غشاء فیبر عضلانی سیر می کند و باعث رها شدن مقادیر زیادی از یونهای کلسیم و داخل شدن آنها به سارکو پلاسم محیطی فیبرها می شود . یونهای کلسیم نیروهای جاذبه ای بین فیلمانهای اکتین و میوزین ایجاد می کنند , و موجب لغزیدن آنها بر روی یکدیگر می شوند و بنابراین فر آیند انقباض صورت می گیرد
انرژی لازم جهت ادامه این فرآیند به وسیله شکستن پیوند های پر انرژی ATP و تبدیل آن به ADP حاصل می شود . از طرف دیگر چنانچه استیل کولین ترشح شده در همان حال باقی بماند , ایجاد ایمپالسهای متوالی خواهد کرد . حدود 5/1 ثانیه استیل کولین توسط آنزیمی در سطح غشاء به شکل اسید استیک و کولین تبدیل می شود . در نتیجه تقریبا" بلا فاصله پس از تحریک فیبر عضلانی به وسیله استیل کولین , ماده محرک از بین می رود .
فعالیت الکتریکی عضلات اسکلتی برای نخستین بار توسط piper (1912) ثبت گردید و EMG
نام گرفت . امروزه از این سیگنال نه تنها به عنوان ابزار تشخیص کلینیکی عضله , بلکه به عنوان شاخصی برای ارزیابی عضلات در فعالیت های ورزشی و یا به عنوان ورودی جهت کنترل اندام مصنوعی به کار می رود .
ماهیت سیگنال EMG سطحی یک فرآیند تصادفی غیر ایستا است , دامنه و طیف فرکانسی آن حتی با ثابت نگه داشتن فعالیت ماهیچه , تغییر می کند , که با تقریب قابل قبولی در فواصل کوتاه زمانی ایستا است . سیگنال EMG بر آیند زمانی _ فضایی پتانسیل های تارهای عضلانی است که می توان توسط الکترود در سطح پوست برداشت . تغییر حالت انقباضی عضله , مشخصات زمانی و فرکانسی سیگنال EMG را تغییر می دهد , زیرا فیبرهای عضلانی متفاوتی فعال می شود و از همین خاصیت برای تشخیص نوع حرکت استفاده می شود . EMG با توجه به نوع الکترود , به دو روش سوزنی و سطحی انجام می شود که در EMG سطحی از الکترودهای دیسکی استفاده می شود و پیک سیگنالهای دریافت شده بین 0.1 تا 1 میلی ولت می باشد . امپدانس الکترودها بین 200 تا 5000 اهم متغیر است و به نوع الکترود , محل تماس الکترود و الکترولیت و فرکانسی که امپدانس را مشخص می کند بستگی دارد . نکته مهم در پهنای باند سیگنال دریافتی (25-1000hz) , عدم وجود مؤلفه DC آن می باشد که علت آن می تواند مربوط به شکل فیبر عضلانی باشد . پس از بازگشت یونهای پتاسیم به خارج غشاء مرحله دیگری بنام After potential آغاز می شود که حدود 50 تا 100 میلی ثانیه دوام دارد .
در این مرحله پمپ سدیم و پتاسیم مجدد ا" یونهای سدیم را به خارج سلول هدایت می کند تا غلظت نرمال درون و برون غشاء حفظ شود . این مرحله می تواند به گونه ای باشد که انتگرال سطح زیر منحنی صفر شود , در واقع از دید تبدیل فوریه , این سیگنال دیگر دارای مؤلفه DC نخواهد بود . (اختلاف پتانسیل 90 میلی ولتی در واقع در دو طرف غشاء قرار دارد و توسط الکترود سطحی دریافت نمی شود . )
تغییر حالت انقباضی عضله , مشخصات زمانی و فرکانسی سیگنال EMG را تغییر می دهد , زیرا فیبرهای عضلانی متفاوتی فعال می شوند و همین خاصیت است که می تواند برای تشخیص نوع حرکت از سیگنال EMG استفاده نمود .
دسته بندی | زبان های خارجی |
بازدید ها | 25 |
فرمت فایل | doc |
حجم فایل | 18 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 18 |
مقاله سیر تدوین معاجم و واژهنامههای عربی به عربی از قبل از اسلام تاکنون
چکیده:
این مقاله، نگاهی اجمالی دارد به سیر تدوین معاجم و واژهنامههای عربی به عربی از قبل از اسلام تاکنون. قبل از اسلام در بین اعراب، فرهنگهای شفاهی رایج بود ولی کمکم با ظهور و گسترش اسلام، لزوم تدوین فرهنگها و معاجم لغوی به صورت مکتوب احساس گردید. لذا پایههای تدوین واژهنامهها با اتخاذ یکی از چهار شیوة معجمنویسی بنا نهاده شد. معاجم و کتب لغت فراوانی در این رابطه تالیف شدند وبا گذشت زمان بر غنای مجموعه افزوده شد.
از جمله این کتب لغات، کتابهای «العین»، «التهذیب اللغه»، «المحیط»، «البارع فی اللغه»، «المحکم»، «الجمهره اللغه»، «المقاییس»، «مجملاللغه»، «الصحاح»، «العباب»، «لسانالعرب»، «قاموسالمحیط»، «تاجالعروس»، «اساس البلاغه»، «محیطالمحیط»، «اقرب الموارد»، «المنجد فیاللغه»، «معجمالوسیط» میباشند.
کلید واژهها:
لغت، معجم، واژهنامههای عربی، حروف الفباء، نظام الفبائی، تبویب.
مقدمه:
قبل از اسلام، اعراب توجه چندانی به تحصیل علم از جمله علم صرف و نحو نداشته و تحصیل آن را جزو صنایع و حرف میدانستند و سرودن اشعارشان صرفاً براساس شرایط آب و هوائی و نژاد و فطرتشان بود. ولی به دلیل رفت و آمد عربها با بیگانگان و انحراف تدریجی در لغت زبان عربی و از طرفی گسترش اسلام در بین مردم غیرعرب، فراگیری زبان عربی به عنوان زبان دین لازم شناخته شد تا مردم تازه مسلمان در فهم معانی قرآن و احادیث دچار اشتباه نشوند و یا قرآن دستخوش تحریف نگردد. در نتیجه کمکم لغتشناسی و فرهنگنویسی و تدوین لغتنامهها مورد توجه قرار گرفت.(1)
روشهای تدوین معاجم:
تنظیم کلمات و مفردات برحسب معانی و موضوعات وتدوین رسالههای کوچک فراوان در این رابطه، به تدریج راه را برای ظهور معاجم هموار کرد و بعدها برای تدوین معاجم نیز طرق مختلفی بکار گرفته شد. از جمله:
1) روش اول:
نخستین روش معجمنویسی، از آن خلیل بن احمد فراهیدی پیشگام در علم نحو و واضع علم عروض میباشد. وی صاحب کتاب «العین» اولین کتاب لغت در زبان عربی میباشد.(2)
در این روش، لغات بر مبنای مخارج حروف (مواضع تلفظ حروف در حلق و دهان) مرتب میشوند. این حروف عبارتند از: «ع ح هـ غ خ، ق ک، ج ش ض، ص س ز، ط د ت، ظ ذ ث، ر ل ن، ف ب م، و ی ا» و خلیل معجم خود را با حروف عین یعنی «کتاب العین» آغاز کرد.(3)
معجم وی از «کتب» مختلفی تشکیل میشود و هر کتاب براساس ساختمان کلمه تبویت میگردد.
او هر حرف را یک کتاب نامید که در برگیرنده لغات زیادی بود و واژگان عربی اعم از مستعمل و مهمل را دارای چهار حالت ثنائی (دو حرفی) و ثلاثی (سه حرفی) و رباعی (چهار حرفی) و خماسی (پنج حرفی)دانست.
خلیل در تألیف معجمش دو نکته را لحاظ کرد: اول تنظیم کتاب براساس مخارج حروف و دوم، مسئله تقالیب.
احتمالاً ابتکار خلیل بن احمد در تنظیم معجم براساس مخارج حروف که برگرفته از هنر موسیقی و آشنائی او با دستگاه صوتی میباشد، به خاطر آن است که حروف از طریق صوت راحتتر از کتابت و نوشته، تشخیص داده میشوند. وی در تألیف کتاب «العین»، موضوع «تقالیب» را مد نظر قرار داد. به این معنی که تمامی کلمات قابل تصور بعد از جابجا کردن حروف یک کلمه، در یک جایگاه واحدی قرار میگیرند. مثلاً وی با قلب ودگرگونی کلمه «ضرم» که در کتاب ضاد قرار گرفته، کلمات دیگری چون ضمر، مرض، مضر، رضم، رمض را به دست آورد. و آنها را هم در همان کتاب قرار داد. و از تکرار این کلمات در سایر کتب معجمالعین از جمله کتاب م، ر، ... هم خودداری کرد. چرا که در کتاب «ضاد» از آنها یاد کرده بود. (4)
از جمله کتب دیگری که مشابه روش خلیل تألیف شده، کتاب «التهذیب اللغه» تألیف ابومنصور محمدبن احمدبن از هر بن طلحه معروف به ازهری هروی میباشد.
دسته بندی | تاریخ و ادبیات |
بازدید ها | 37 |
فرمت فایل | doc |
حجم فایل | 134 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 160 |
نقد و بررسی دیوان سید رضی(ره)
نقد و بررسی دیوان سید رضی
مقدمه:
موضوع: برای شناخت و شناساندن شخصیتهای برجسته علمی، یکی از بهترین روشها بررسی آثار مکتوب آنان است که بازتاب آرا و اندیشه ها و تجلیگاه علم و دانش آنهاست از آنجائیکه شناخت دقیق افکار و اندیشه های هر یک از بزرگان می تواند چراغ روشنگری فراروی نسل جوان باشد ما را بر آن داشت تا برای تحقق این آرمان مقدس، دست به دامن آسمان پرستاره ی علم ادب ببریم تا چراغی برگیریم.
لذا در این کهکشان، ستاره ای را رصد کردیم که هرچند غبار غرض ورزی وجهل آمیخته با گذشت زمان، چهره ی عالمتاب او را تا حدودی پوشانده است و آنگونه که شایسته شخصیت او بوده برای جهان علم و ادب شناخته نشده است.
وی شخصیت بی نظیری است که با داشتن مناصب فقاهت و زعامت و نقابت علویان و مناصب مختلف سیاسی، هیچگاه شیفته مظاهر و زخارف دنیوی نشد و لذا بواسطه ی اتصال به حقیقت هستی، اهل دل بود. عاطفه ی سرشار، روحیه ی حساس، وقریحه ی وقاد او باعث گردید که برای بیان حقایق و ثبت وقایع سلاح قدرتمند خود را بکار گیرد و در جهت تحقق اهداف و آرمانهایش گوش به ندای دل دهد که نتیجه آن اشعار نغز و دلنشین و سخنان زیبای اوست که دیوان شعری با چنین گلهایی فراهم آورد. با توجه به اینکه دیوان اشعار این نادره ی دوران بازتاب اندیشه های عمیق و آئینه ی تمام نمای سلوک عرفانی اوست ایجاب می کند که برای شناسایی اندیشمند فرزانه و شاعر گرانمایه، دیوان اشعار او را درکنار آثار گرانبها و ارزشمند فقهی و کلامی اش کاملاً مورد نقد و بررسی علمی و ادبی قرار گیرد.
اهداف: لذا در این کار تحقیقی هدف ما بر آن بوده است که آرا و اندیشه های یگانه ی دوران را از میان اثر ارزنده ی ادبی اش( دیوان اشعار) مورد ارزیابی و نقد بررسی قرار داد تا از میان اشعار به بازخوانی نظریات و افکار عالمانه ی « شاعر فقیه» بپردازیم. بنابراین در شناخت ابعاد شخصیتی این ادیب گرانقدر نیازمند آن هستیم که پاسخ های قانع کننده ای در قبال پرسش های زیر داشته باشیم:
1- نحوه ی تجلی افکا رو اندیشه های رضی در دیوان چگونه بوده است؟
2- تأثیر شریف رضی بر ادبای پس از خود و ادبیات عرب به چه میزان بوده است؟
3- جلوه های انتساب به دودمان علوی و میزان تأثیر آن بر شخصیت وی چقدر می باشد؟
4- گردآورنده نهج البلاغه واقعاً کیست؟ و تأثیر آن بر ادبیات عرب چگونه و تا چه اندازه ای بوده است؟
فرضیه ها:
با توجه به اینک رضی یک فقیه برجسته و آشنا به ظرایف علوم اسلامی است ولی اشعار خود را مرکب اندیشه های علمی و ادبی و مباحث فلسفی قرارداده و برای بیان مقاصد وتشریح مسائل علمی و عملی بهره های فراوان از آن برده است و در هر جائی که نیاز بوده به طرح مباحث اخلاقی و مبانی فلسفی انسان شناسی و معادشناسی پرداخته است. سبک منحصربه فرد او در هجویات نمونه ی بازر اخلاق اسلامی است. و یا غزلهای عاری از وصف« می» و توصیف نوازندگان و خوانندگان زیباروی، حاکی از محتوای مکتب و تعالیم عرفانی وی است.
وی با تأسیس اولین دانشگاه مدرن علوم اسلامی و تربیت شاگردان فاضل و فقهای نامداری چون شیخ طوسی(ره) و نگارش و گردآوری کتاب گوهربار
« نهج البلاغه» تأثیر انکارناپذیری بر ادبیات جهان اسلام و عرب و ادبای پس از خود برجای گذاشت. لذا او با این اقدام خدمت ارزنده ای به جهان ادبیات و علم و اندیشه ی بشری نمود. ولی کار پرثمر او دچار تردید واقع شده و در برخی از محافل سخن از گردآورنده و یا نگارنده نهج البلاغه به میان می آید که او واقعاً کیست؟
ما نیز د راین مجموعه با توجه به اسلوب نگارش نهج البلاغه و تطبیق آن با سبک نوشتاری رضی در کتابهای ماندگارش و با بیان دلایل وشواهد و قرائن ثابت نمودیم که افتخار گردآوری نهج البلاغه همچنان برای رضی بوده و خواهد بود.
انتساب رضی به خاندان علوی وشرافت ذاتی این خاندان باعث گردید که نیروی عجیبی در رضی بوجود آید و چنان مقتدرانه پا به عرصه گذاشت ک در مطالبه ی علنی حقوق خانوادگی خویش در امر خلافت از هیچ مقامی و منصبی هراس به دل نداشت و لذا جسورانه خلیفه ی عباسی را مورد خطاب قرار می دهد و گاهی هم خواسته های قلبی خود را در قالب ستایش پدر به منصه ی ظهور می رساند.حتی برای ابراز انزجار از خلافت عباسی به خلیفه ی فاطمی که در جد و مرام تا اندازه ای با او مشترک بوده اظهار علاقه و محبت می کند.
مرثیه های رضی هم از این خواسته ی او خالی نیست و شاید اوج قدرت او در نکوهش خلافت اموی و عباسی باشد. وی در ضمن سوگنامه های حضرت سیدالشهداء(ع) با شیوه ای نو، به بیان وقایع تاریخی و ستم های قدرتمندان غاصب می پردازد.
محتوا:
پایان نامه ی حاضر در قالب دو باب تدوین شده است که در باب اول به بررسی اوضاع اجتماعی و ادبی قرن چهارم پرداخته که در این فصل علاوه بر بررسی اوضاع سیاسی و اجتماعی، به نقش آل بویه در حرکت فکری و فرهنگی قرن چهارم و مظاهر فرهنگی و ادبی این قرن در قالب محصولات فرهنگی نظیر: شعر، نثر، نقد و علم لغت می پردازد.
در فصل دوم این باب به بررسی زندگی نامه ی سیدرضی از ولادت تا وفات می پرازد که در این میان به شجره نامه ی او ، پدر، مادر، و فرزندان بطور کامل توجه شده است و مطالب مفصلی را در باره مقام و منزلت پدرش سیدابواحمد موسوی و نقش اصلاح گرانه ی او در جامعه آن روز و وساطت میان خلفا و سلاطین و بزرگان آورده ایم و در ضمن نکاتی هم درقالب همین بحث درباره ی خصوصیات اخلاقی او بیان کردیم.
در ادامه ی سخن از اساتید و مشایخ رضی و تربیت یافتگان مکتب او و نقش مجتمع عظیم علمی، فرهنگی«دارالعلم» در نهضت فکری و تأسیس مجامع شبیه به آن بطور مفصل بحث شده است. رضی در کنار مناصب و مشاغل رسمی و اشتغال کامل، دست از تدریس و تألیف برنداشت و لذا علاوه بر بیان اسامی تألیفات و فعالیتهای علمی و بررسی شاگردان از اثربسیار ارزشمند او« نهج البلاغه» هم غافل نشده و لذا به بررسی نگاره ها و پژوهش های صورت گرفته در زمینه ی نهج البلاغه و پاسخ به شبهات مطرح شده درباره ی متن و گردآورنده آن نیز پرداخته ایم.
در باب دوم که به موضوع اصلی تحقیق مرتبط می شود به بررسی ونقد دیوان اشعار رضی و نسخه های خطی کتابخانه های ایران و جهان می پردازد و دیوان اشعار او را از جهت محتوایی با استفاده از مفاهیم و مضامین وموضوعات قصاید مورد نقد کامل قرار می دهد.
این باب از شش فصل به ترتیب موضوعات شعری و حجم آنها تدوین یافته است که در هرکدام از این فصول، با طرح مباحثی به بیان ابعاد و ویژگی ها و ساختار و موضوع و مضامین قصاید دیوان و قالبهای شعری پرداخته ایم که عبارتند از: مدایح، رثاء و سوگنامه ها، فخرو حماسه، غزلیات و حجازیات، هجویه ها و پند و اندرزهای حکیمانه.
لازم به یادآوری است که در هر فصل به تناسب نیاز به شرح و ترجمه ی برخی قصاید و غزلیات نیز اهتمام تمام صورت گرفته است.
رضی با سرودن ترانه های سرزمین یار(حجازیات) به همه ی دلسوختگان عاشق و عاشقان دلسوخته فهماند و نشان داد که می توان بی آنکه آلوده ی ناپاکی و فساد شوند در مسیر عشق الهی قدم بردارند؛ و در حقیقت از عشق زمینی راهی به وسعت هستی بسوی معشوق اصلی گشود. او ثابت کرد که می توان شب را درکنار محبوب بسر برد بی آنکه به گناه آلوده شد. رضی با طرحی ابتکاری در هجویات بی آنکه متعرض عیوبی شود که احساسات را جریحه دار می سازد، دست به روشی زد که در آن از روش هجویات برای اصلاح اخلاق ناپسند و رفتار زشت مخاطب استفاده نمود. وی عیبهای اشخاص را متذکر می شود نه اینکه متعرض آبروی او شود بلکه وضعیتی پیش آید که خود شخص به اصلاح خویش بپردازد.
رضی که خود حکیم وارسته است لذا در انتظار فرصتهایی است که درهای حکمت را نثار افراد ومخاطب خویش کند. به حق باید گفت که رضی شایسته ی القابی چون« اشعر قریش» و« رائدالعفاف» است.
پیشینه ی بحث:
هر چند که در زمینه ی آثار علمی و ادبی رضی تحقیقاتی صورت گرفته است ولی در مقایسه با شعرای همردیف و همطراز او بسیار اندک است. و شاید یکی از دلایل اصلی آن نبودن منابع کافی در زمینه ی نقد آثار ادبی وی و یا عدم دسترسی آسان به کتابهای اوست و شاید هم مفقود بودن خیلی از آثار وی باشد. ولی با وجود همه ی کمبودها، کارهای قابل توجهی انجام شده است که در جای خود قابل تقدیر و امتنان می باشد. از جمله ی کارهای صورت گرفته، پایان نامه های دانشگاهی است که با وجود همه مشکلات در راه شناخت و نقد زندگی سیدرضی، تلاشهای پسندیده ای کرده اند. ولی به تناسب موضوع تحقیق به بررسی بخشی از زوایای علمی و ادبی پرداخته شده و غالب تألیفات حوزوی نیز با بررسی محوریت نهج البلاغه موضوعات گوناگون با جنبه های فقهی و کلامی او را مورد توجه قرار داده اند.
با سپاس از تلاش همه کسانی که در این راه زحتمهای فراوانی را متحمل شده اند، ما نیز در حد توان وضرروت شناساندن این چهره برجسته اسلامی، به محافل علمی و ادبی و محققان و پژوهشگران فارسی زبان، برای تحقق این آرمان مقدس، در پرتو توجهات خداوند متعال قلم فرسایی نمودیم باشد که مورد رضایت حق تعالی قرار گیرد.
فهرست
مقدمه
باب اول
اوضاع سیاسی، اجتماعی فرهنگی و ادبی دوران سید رضی
فصل اول: اوضاع سیاسی، اجتماعی و ادبی
بخش اول: اوضاع سیاسی
بخش دوم: اوضاع اجتماعی
بخش سوم: اوضاع فرهنگی و ادبی
الف: نقش آل بویه در نهضت فکری و ادبی قرن چهارم
ب: مظاهر فرهنگی و ادبی قرن چهارم
1- شعر
2- نثر
3- نقد
4- علم ولغت
فصل دوم: سید رضی شاعری از تبار علی(ع)
بخش اول: زندگینامه ی سید رضی
الف: ستاره ای از افق بغداد
ب: شجره نامه
1- پدر( ابواحمد)
2- مادر( شیرزنی از تبار ناصرللحق)
ج: روزگار وصل و غنچه های پیوند
د: غروبی نابهنگام
ه: ویژگیها و خصوصیات بارز اخلاقی رضی
بخش دوم: زندگی علمی، ادبی و اجتماعی سیدرضی
الف: اساتید و مشایخ رضی
ب: دانش آموختگان و تربیت یافتگان و روایت کنندگان مکتب رضی
ج: مجتمع علمی« دارالعلم» یا اولین دانشگاه علوم اسلامی
د: مناصب (نقابت، قضاوت، ریاست « امیرالحاج»
ه: تألیفات
1- شعر( دیوان اشعار)
2- سیره نویسی
3- رسائل( مجموعه ی مکاتبات)
4- نحو:
5- فقه
6- تفسیر
الف: حقائق التأویل فی متشابه التنریل
ب: معانی القرآن
7- بلاغت
الف: تلخیص البیان فی مجازات القرآن
ب: نهج البلاغه
ب1: گردآورنده ی نهج البلاغه واقعاً کیست؟
ب2: ادبیات نهج البلاغه
ب3: پژوهش های دانشمندان در اقیانوس نهج البلاغه
باب دوم:
نقد و بررسی دیوان سیدرضی
فصل اول: دیوان رضی
الف: نسخه های دیوان در کتابخانه های ایران و جهان
ب: شروح یا نگاره هایی بر دیوان
ج: اغراض و موضوعات موجود در دیوان
فصل دوم: مدایح
الف: ممدوحان رضی
ب: ساختار قصیده های مدح
ج: مضامین و مفاهیم مدیحه های رضی
ج1: شجاعت
ج2: بخشش و بخشندگی
ج3: خردورزی و نیک اندیشی( عصاره ی چهار خلیفه)
ج4: مقام ومنزلت اجتماعی
ج5: تبریک اعیاد و مناسبتها
ج6: بلیغان در نگاه بلیغ
مدیحه های رضی در یک نگاه
فصل سوم: رثاء« سوگنامه»
الف: افرادی که شاعر در سوگ آنها مرثیه سرایی کرده است
ب: سوگنامه های حسینی و عاشورایی (5 مرثیه با بررسی محتوایی آنها)
ج: غمنامه ی مادر و تجلیل از مقام و منزلت زن مسلمان
د: بررسی ساختار سوگنامه های رضی
هـ : مضامین و موضوعات سوگنامه ها
هـ 1: سرانجام و سرنوشت انسان
هـ 2: پدیده ی مرگ و تأثیر آن بر مرثیه های رضی
هـ 3:بزرگداشت و بیان فضائل متوفی
هـ 4: تسلیت و همدردی با بازماندگان متوفی
هـ 5: اعلان جنگ با مرگ
هـ 6: تجلی رثای دوران جاهلیت در سوگنامه های شاعر
و: نقد وبررسی سوگنامه های سید سوگوار
فصل چهارم: فخر و حماسه
الف: بررسی ساختار فخریات
ب: مضامین فخریه های رضی
ب1:افتخار به اصل ونسب( شجره ی صلبیه)
ب2: شاعری الگو در میدان اخلاق و عمل
ب3: قله ی عظمت در کوهسار ادب
ج: ابعاد و ویژگی های فخریات رضی
د: مقایسه ای میان فخریه های رضی و مثنبی
فصل پنجم: غزلیات و حجازیات
ترانه های سرزمین یار( حجازیات)
الف: بررسی ساختارغزلیات
ب: مضامین وموضوعات غزلهای رضی
ج: ابعاد و ویژگی های غزلهای رضی
حجازیات یا ترانه های سرزمین یار:
الف: ساختار ترانه های سرزمین یار( غزلهای حجازی)
متن و ترجمه غزل« لیلة السفح»
نقد وبررسی غزل« لیلة السفح»
برگزیده غزل« یا ظبیة البان...»
ب: بررسی مکانهای سرزمین حجاز در حجازیات
ج: مضامین و موضوعات غزلهای حجازی
د: جایگاه حجازیات و تأثیرآن بر ادبیات عرب
فصل ششم: هجویات
الف: موضوعات و مضامین هجوهای رضی
1) هجو اخلاقی
2) هجو سیاسی
ب: نمونه هایی از هجویات رضی
فصل هفتم: پند و اندرز و حکمتها
الف: نمای کلی حکمتهای رضی
ب: نمونه هایی از سخنان حکیمانه ی رضی
دسته بندی | برق |
بازدید ها | 22 |
فرمت فایل | doc |
حجم فایل | 2597 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 118 |
تشخیص خطای سیم بندی استاتور با آنالیز موجک و شبکه عصبی
چکیده:
در این پایان نامه ابتدا عیوب الکتریکی و مکانیکی در ماشینهای الکتریکی بررسی گردیده و عوامل به وجود آورنده و روشهای رفع این عیوب بیان شده است . به دنبال آن ، به کمک روش تابع سیم پیچی ماشین شبیه سازی و خطای مورد نظر یعنی خطای سیم بندی استاتور به آن اعمال و نتایج مورد بررسی قرار داده شده است. پارامتر اصلی که برای تشخیص خطا در این پایان نامه استفاده کرده ایم ، جریان سه فاز استاتور در حالت سالم و خطادار ،تحت بارگذاری های مختلف خواهد بود.
در قسمت بعدی تئوری موجک و همچنین شبکه عصبی مورد بررسی قرار گرفته است . مادر اینجا از برای استخراج مشخصات سیگنال استفاده کرده ایم ، مهمترین دلیلی که برای استفاده از این موجک داریم خاصیت متعامد بودن و پشتیبانی متمرکز سیگنال در حوزه زمان می باشد. شبکه عصبی که برای تشخیص خطا استفاده کرده ایم ، شبکه سه لایه تغذیه شونده به سمت جلو با الگوریتم آموزش BP و تابع فعالیت سیگموئیدی می باشد . در فصل چهارم روش تشخیص خطای سیم بندی استاتور در ماشین القایی بیان شده است که به صورت ترکیبی از آنالیز موجک و شبکه عصبی لست. روند کلی تشخص خطا به این صورت می باشد که ابتدا از جریان استاتور ماشین در حالت سالم و همچنین تحت خطاهای مختلف که در فصل دوم بدست آورده ایم استفاده شده و تبدیل موجک بروی آن اعمال گردیده است.سپس با استفاده از ضرایب موجک مقادیر انرژی در هر مقیاس استخراج و به عنوان ورودی شبکه عصبی جهت آموزش دادن آن برای تشخیص خطای سیم بندی استاتور مورد استفاده قرار گرفته است. در نهایت به کمک داده های تست، صحت شبکه مذکور مورد بررسی قرار داده شده است. در نهایت نتیجه گیری و پیشنهادات لازم بیان گردیده است.
با توجه به مطالب اشاره شده نتیجه می شود که با تشخیص به موقع هر کدام از عیوب اوّلیه در ماشین القایی می توان از پدید آمدن حوادث ثانویّه که منجر به وارد آمدن خسارات سنگین می گردد ، جلوگیری نمود . در این راستا سعی شده است که با تحلیل ، بررسی و تشخیص یکی از این نمونه خطاها، خطای سیم بندی استاتور یک موتور القایی قفس سنجابی ، گامی موثر در پیاده سازی نظام تعمیراتی پیشگویی کننده برداشته شود و با بکارگیری سیستم های مراقبت وضعیت بروی چنین ماشینهایی از وارد آمدن خسارات سنگین بر صنایع و منابع ملی جلوگیری گردد.
مقدمه:
موتورهای الکتریکی نقش مهمی را در راه اندازی موثر ماشینها و پروسه های صنعتی ایفا می کنند. بخصوص موتورهای القایی قفس سنجابی را که بعنوان اسب کاری صنعت می شناسند. بنابراین تشخیص خطاهای این موتورها می تواند فواید اقتصادی فراوانی در پی داشته باشد. از جمله مدیریت کارخانه های صنعتی را آسان می کند، سطح اطمینان سیستم را بالا می برد، هزینه تعمیر و نگهداری پایین می آید و نسبت هزینه به سود بطور قابل توجهی کاهش می یابد.
Bonnett و Soukup برای خرابیهای استاتور موتورهای القایی سه فاز قفس سنجابی، پنج حالت خرابی مطرح کرده اند که عبارت اند از: حلقه به حلقه، کلاف به کلاف، قطع فاز، فاز به فاز و کلاف به زمین[1]. برای موتورهای قفس سنجابی، خرابیهای سیم پیچی استاتور و یاتاقانها کل خرابیها به حساب می آیند و همچنین اکثر خرابیهای سیم پیچی استاتور موتور القایی از فروپاشی عایقی حلقه به حلقه ناشی می شود]2[. برخی از محققین خرابیهای موتور را چنین تقسیم بندی کرده اند: خرابی ساچمه ها ( یاتاقانها) %40-50، خرابی عایق استاتور %30-40 و خرابی قفسه روتور %5- 10 [3] که اگر خرابی حلقه به حلقه جلوگیری نشود، منجر به خطای فاز به زمین یا فاز به فاز می گردد، که خطای فاز به زمین شدید تر است. در مقالات[4] [5] نظریه تابع سیم پیچی و کاربرد آن در آنالیز گذرای موتورهای القایی تحت خطا شرح داده شده است. از این نظریه در مدلسازی خطای حلقه به حلقه استاتور استفاده شده است. علاوه بر روشهای فوق خطای استاتور موتور القایی را می توان به کمک بردارهای فضایی مورد مطالعه قرار داد[6].
فصل اول :
بررسی انواع خطا در ماشینهای القایی و علل بروز و روشهای تشخیص آنها
1-1- مقدمه:
خرابیهای یک موتور قفس سنجابی را می توان به دو دسته الکتریکی و مکانیکی تقسیم کرد.هر کدام از این خرابیها در اثر عوامل و تنش های متعددی ایجاد می گردند . این تنشها در حالت کلی بصورت حرارتی ، مغناطیسی ، دینامیکی ، مکانیکی و یا محیطی می باشند که در قسمت های مختلف ماشین مانند محور ، بلبرینگ ، سیم پیچی استاتور ، ورقه های هسته روتور واستاتور و قفسه روتور خرابی ایجاد می کنند. اکثر این خرابیها در اثر عدم بکارگیری ماشین مناسب در شرایط کاری مورد نظر ، عدم هماهنگی بین طراح و کاربر و استفاده نامناسب از ماشین پدید می آید . در این قسمت سعی گردیده است ابتدا انواع تنشهای وارده بر ماشین ، عوامل پدید آمدن و اثرات آنها بررسی گردد .
قبل از بررسی انواع تنشهای وارده بر ماشین القایی بایستی موارد زیر در نظر گرفته شود :
1- با مشخص کردن شرایط کار ماشین می توان تنشهای حرارتی، مکانیکی ودینامیکی را پیش بینی نمود و ماشین مناسب با آن شرایط را انتخاب کرد . به عنوان مثال ، سیکل کاری ماشین و نوع بار آن ، تعداد دفعات خاموش و روشن کردن و فاصله زمانی بین آنها ، از عواملی هستند که تاثیر مستقیم در پدید آمدن تنشهای وارده بر ماشین خواهند داشت .
2- وضعیت شبکه تغذیه ماشین از لحاظ افت ولتاژ در حالت دائمی و شرایط راه اندازی و میزان هارمونیکهای شبکه هم در پدید آمدن نوع تنش و در نتیجه پدید آمدن خرابی در ماشین موثر خواهند بود .
1-2- بررسی انواع تنشهای وارد شونده بر ماشین القایی :
1-2-1- تنشهای موثر در خرابی استاتور : ]1[
الف ـ تنشهای گرمایی : این نوع از تنشها را می توان ناشی از عوامل زیر دانست:
◄ سیکل راه اندازی : افزایش حرارت در موتورهای القایی بیشتر هنگام راه اندازی و توقف ایجاد می شود . یک موتور در طول راه اندازی ، پنج تا هشت برابر جریان نامی از شبکه جریان می کشد تا تحت شرایط بار کامل راه بیفتد . بنابراین اگر تعداد راه اندازی های یک موتور در پریود کوتاهی از زمان زیاد گردد دمای سیم پیچی به سرعت افزایش می یابد در حالی که یک موتور القایی یک حد مجاز برای گرم شدن دارد و هرگاه این حد در نظر گرفته نشود آمادگی موتور برای بروز خطا افزایش می یابد . تنشهایی که بر اثر توقف ناگهانی موتور بوجود می آیند به مراتب تاثیر گذارتر از بقیه تنشها هستند .
◄ اضافه بار گرمایی : بر اثر تغییرات ولتاژ و همچنین ولتاژهای نامتعادل دمای سیم پیچی افزایش می یابد.
بنابر یک قاعده تجربی بازای هر %2/1-3 ولتاژ فاز نامتعادل دمای سیم پیچی فاز با حداکثر جریان خود، 25% افزایش پیدا می کند .
◄ فرسودگی گرمایی : طبق قانون تجربی با ºc10 افزایش دمای سیم پیچی استاتور عمر عایقی آن نصف می شود. بنابراین اثر معمولی فرسودگی گرمایی ، آسیب پذیری سیستم عایقی است .
ب ـ تنشهای ناشی از کیفیت نامناسب محیط کار : عواملی که باعث ایجاد این تنشهامی شود به صورت زیر است :
◄رطوبت
◄ شیمیایی
◄خراش ( سائیدگی)[1]
◄ ذرات کوچک خارجی
ج ـ تنشهای مکانیکی : عواملی که باعث ایجاد این تنشها می شوند به صورت زیر می باشند :
◄ ضربات روتور : برخورد روتور به استاتور باعث می شود که ورقه های استاتور عایق کلاف را از بین ببرد و اگر این تماس ادامه داشته باشد نتیجه این است که کلاف در شیار استاتور خیلی زود زمین می شود و این به دلیل گرمای بیش از حد تولید شده در نقطه تماس می باشند .
◄ جابجایی کلاف : نیرویی که بر کلافها وارد می شود ناشی از جریان سیم پیچی است که این نیرو متناسب با مجذور جریان می باشد ( F∝ ). این نیرو هنگام راه اندازی ماکزیمم مقدار خودش را دارد و باعث ارتعاش کلافها با دو برابر فرکانس شبکه و جابجایی آنها در هر دو جهت شعاعی و مماسی می گردد.
1-2-2- تنشهای موثر در خرابی روتور :
الف ـ تنشهای گرمایی : عواملی که باعث ایجاد این نوع تنشها در روتور می شود به صورت زیر است:
◄ توزیع غیر یکنواخت حرارت : این مسئله اغلب هنگام راه اندازی موتور اتفاق می افتد اما عدم یکنواختی مواد روتور ناشی از مراحل ساخت نیز ممکن است این مورد رابه وجود آورد. راه اندازی های مداوم و اثر پوستی، احتمال تنشهای حرارتی در میله های روتور را زیادتر می کنند .
◄جرقه زدن روتور : در روتورهای ساخته شده عوامل زیادی باعث ایجاد جرقه در روتور می شوند که برخی برای روتور ایجاد اشکال نمی کنند ( جرقه زدن غیر مخرب ) و برخی دیگر باعث بروز خطا می شوند ( جرقه زدن مخرب ) . جرقه زدن های غیر مخرب در طول عملکرد نرمال[2] موتور و بیشتر در هنگام راه اندازی رخ می دهد .
◄ نقاط داغ و تلفات بیش از اندازه : عوامل متعددی ممکن است باعث ایجاد تلفات زیادتر و ایجاد نقاط داغ شوند . آلودگی ورقه های سازنده روتور یا وجود لکه بر روی آنها ، اتصال غیر معمول میله های روتور به بدنه آن ، فاصله متغیر بین میله ها و ورقة روتور و غیره می تواند در مرحله ساخت موتور به وجود آید .البته سازندگان موتور ، آزمایشهای خاصی مانند اولتراسونیک را برای کاهش این اثرات بکار می برند.
ب ـ تنشهای مغناطیسی : عواملی مختلفی باعث ایجاد این تنشها بر روی روتور می شوند همانند، عدم تقارن فاصله هوایی و شارپیوندی شیارها ، که این عوامل و اثرات آنها در زیر مورد بررسی قرار داده شده است :
◄ نویزهای الکترومغناطیسی : عدم تقارن فاصله هوایی ، علاوه بر ایجاد یک حوزه مغناطیسی نامتقارن باعث ایجاد مخلوطی از هارمونیکها در جریان استاتور و به تبع آن در جریان روتور می گردد. اثرات متقابل هارمونیکهای جریان ، باعث ایجاد نویز یا ارتعاش در موتور می شوند . این نیروها اغلب از نا همگونی فاصله هوایی بوجود می آیند
◄ کشش نا متعادل مغناطیسی : کشش مغناطیسی نامتعادل باعث خمیده شدن شفت روتور و برخورد به سیم پیچی استاتور می شود. در عمل روتورها به طور کامل در مرکز فاصله هوایی قرار نمی گیرند. عواملی همانند، گریز از مرکز[3]، وزن روتور ، سائیدگی یا تاقانها و ... همگی بر قرار گیری روتور دورتر از مرکز اثر می گذارند .
◄ نیروهای الکترومغناطیسی : اثر شار پیوندی شیارها ناشی از عبور جریان از میله های روتور ، سبب ایجاد نیروهای الکترودینامیکی می شوند. این نیروها با توان دوم جریان میله ) ) متناسب و یکطرفه می باشند و جهت آنها به سمتی است که میله را به صورت شعاعی از بالا به پائین جابجا می کند . اندازه این نیروهای شعاعی به هنگام راه اندازی بیشتر بوده و ممکن است به تدریج باعث خم شدن میله ها از نقطه اتصال آنها به رینگ های انتهایی گردند.
ج ـ تنشهای دینامیکی : این تنشها ارتباطی به طراحی روتور ندارند بلکه بیشتر به روند کار موتورهای القایی بستگی دارند .
برخی از این تنشها در ذیل توضیح داده می شود :
◄ نیروهای گریز از مرکز[4] : هر گونه افزایش سرعت از حد مجاز ، باعث ایجاد این نیروها می شود و چون ژنراتورهای القایی در سرعت بالای سنکرون کار می کنند اغلب دچار تنشهایی ناشی از نیروی گریز از مرکز می گردند .
◄ گشتاورهای شفت : این گشتاورها معمولاً در خلال رخ دادن اتصال کوتاه و گشتاورهای گذرا تولید می شوند. اندازه این گشتاورها ممکن است تا 20 برابر گشتاور بار کامل باشد .
د ـ تنشهای مکانیکی : برخی از مهمترین خرابی های مکانیکی عبارتنداز :
◄ خمیدگی شفت روتور
◄ تورق نامناسب و یاشل بودن ورقه ها
◄ عیوب مربوط به یاتاقانها
◄ خسارت دیدن فاصله هوایی
هـ ـ تنشهای محیطی : همانند استاتور تنشهای محیطی مختلفی، می تواند بر روی روتور تاثیر گذار باشد همانند رطوبت ، مواد شیمیایی، مواد خارجی و غیره
Abrasion -1
[2] - عملکرد نرمال تعریف می شود به صورت هر موتوری که در معرض افت ولتاژ، تغییر بار (نوسانات بار)، اغتشاشات سوئیچینگ و غیره قرار می گیرد.
فهرست مطالب
چکیده........................................................................................................................................................1
مقدمه..........................................................................................................................................................2
فصل اول: بررسی انواع خطا در ماشینهای القایی و علل بروز و روشهای تشخیص آنها
1-1-مقدمه................................................................................................................................................3
1-2-بررسی انواع تنشهای وارد شونده بر ماشین القایی..............................................................................4
1-2-1-تنشهای موثر در خرابی استاتور.....................................................................................................4
1-2-2- تنشهای موثر در خرابی روتور.....................................................................................................5
1-3- بررسی عیوب اولیه در ماشینهای القایی.............................................................................................8
1-3-1- عیوب الکتریکی اولیه در ماشینهای القایی....................................................................................10
1-3-2- عیوب مکانیکی اولیه در ماشینهای القایی......................................................................................17
فصل دوم: مدلسازی ماشین القایی با استفاده از تئوری تابع سیم پیچ
2-1-تئوری تابع سیم پیچ..........................................................................................................................21
2-1-1-تعریف تابع سیم پیچ.....................................................................................................................21
2-1-2-محاسبه اندوکتانسهای ماشین با استفاده از توابع سیم پیچ..............................................................26
2-2-شبیه سازی ماشین القایی..................................................................................................................29
2-2-1- معادلات یک ماشین الکتریکی باm سیم پیچ استاتور و n سیم پیچ روتور...................................32
2-2-1-1-معادلات ولتاژ استاتور.............................................................................................................32
2-2-1-2- معادلات ولتاژ روتور..............................................................................................................33
2-2-1-3- محاسبه گشتاور الکترومغناطیسی.............................................................................................35
2-2-1-4- معادلات موتور القای سه فاز قفس سنجابی در فضای حالت...................................................36
2-3- مدلسازی خطای حلقه به حلقه و خطای کلاف به کلاف..................................................................44
فصل سوم: آنالیز موجک و تئوری شبکه های عصبی
3-1-تاریخچه موجک ها...........................................................................................................................54
3-2-مقدمه ای بر خانواده موجک ها.........................................................................................................54
3-2-1-موجک هار...................................................................................................................................55
3-2-2- موجک دابیشز..............................................................................................................................55
3-2-3- موجک کوایفلت..........................................................................................................................56
3-2-4- موجک سیملت............................................................................................................................56
3-2-5- موجک مورلت.............................................................................................................................56
3-2-6- موجک میر...................................................................................................................................57
3-3- کاربردهای موجک.........................................................................................................................57
3-4- آنالیز فوریه.....................................................................................................................................58
3-4-1- آنالیز فوریه زمان-کوتاه..............................................................................................................58
3-5-آنالیز موجک....................................................................................................................................59
3-6- تئوری شبکه های عصبی.................................................................................................................69
3-6-1- مقدمه..........................................................................................................................................69
3-6-2- مزایای شبکه عصبی....................................................................................................................69
3-6-3-اساس شبکه عصبی.......................................................................................................................69
3-6-4- انواع شبکه های عصبی................................................................................................................72
3-6-5-آموزش پرسپترونهای چند لایه......................................................................................................76
فصل چهارم:روش تشخیص خطای سیم بندی استاتور در ماشین القایی(خطای حلقه به حلقه)
4-1- اعمال تبدیل موجک.........................................................................................................................79
4-2- نتایج تحلیل موجک..........................................................................................................................81
4-3- ساختار شبکه عصبی.........................................................................................................................94
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات..
نتیجه گیری.........................................................................................................................................................97
پیشنهادات..................................................................................................................................................98
پیوست ها..................................................................................................................................................99
منابع و ماخذ
فارسی....................................................................................................................................................100
منابع لاتین...............................................................................................................................................101
چکیده لاتین............................................................................................................................................105
شکل1-1 : موتور القایی با ساختار مجزا شده از هم........................................................
شکل1-2: شمای قسمتی از موتور و فرکانس عبور قطب........................................................................10
شکل1-3: (الف) اتصال کوتاه کلاف به کلاف بین نقاط b وa (ب) خطای فاز به فاز..........................15
شکل2-1: برش از وسیله دو استوانه ای با قرارگیری دلخواه سیم پیچ در فاصله هوایی.............................22
شکل2-2: تابع دور کلاف متمرکز باN دور هادی مربوط به شکل2-1......................................................23
شکل2-3: تابع سیم پیچی کلاف متمرکز N دوری مربوط به شکل2-1.....................................................25
شکل 2-4: ساختار دو سیلندری با دور سیم پیچA وB.............................................................................26
شکل2-5: تابع دور کلاف 'BB شکل2-................................................................. ...............................27
شکل2-6:(الف) تابع دور فازa استاتور (ب) تابع سیم پیچی فازa استاتور............................................30
شکل2-7: تابع سیم پیچی حلقه اول روتور.............................................................................................30
شکل2-8(الف) اندوکتانس متقابل بین فازA استاتور و حلقه اول روتور (ب) مشتق اندوکتانس متقابل بین فازa استاتور و حلقه اول روتور نسبت به زاویه ....................................................................................31
شکل2-9: شکل مداری در نظر گرفته شده برای روتور قفس سنجابی ...................................................34
شکل 2-10: نمودار جریان (الف) فازa (ب)فازb (ج) فازc استاتور در حالت راه اندازی بدون بار.....41
شکل2-11: (الف) نمودار سرعت موتور در حالت راه اندازی بدون بار(ب) نمودار گشتاور الکترومغناطیسی موتور در حالت راه اندازی بدون بار........................................................................................................42
شکل2-12: نمودار جریان (الف) فازa (ب) فازb (ج) فازC استاتور در حالت دائمی بدون بار.......43
شکل2-13: فرم سیم بندی استاتور وقتی که اتصال کوتاه داخلی اتفاق افتاده است (الف) اتصال ستاره (ب) اتصال مثلث ............................................................................................................................... 45
شکل2-14: تابع دور، فازD در حالت خطای حلقه به حلقه (الف) 35دور (ب) 20دور ج) 10دور..................................................................................................................................................48
شکل2-15: تابع سیم پیچی فازD در خطای حلقه به حلقه (الف)35دور (ب)20دور (ج) 10دور..................................................................................................................................................48
شکل2-16: (الف)تابع اندوکتانس متقابل بین فازC و حلقه اول روتور (ب) تابع مشتق اندوکتانس متقابل بین فاز C و حلقه اول روتور نسبت به زاویه ........................................................................................48
شکل2-17: (الف)تابع اندوکتانس متقابل بین فازD و حلقه اول روتور (ب) تابع مشتق اندوکتانس متقابل بین فاز D و حلقه اول روتور نسبت به زاویه..........................................................................................49
شکل2-18: نمودار جریان استاتور (الف) فازa (ب)فازb (ج) فازC در خطای 10 دور در حالت راه اندازی بدون بار ...............................................................................................................................50
شکل2-19: نمودار جریان استاتور (الف) فازa (ب) فازb (ج) فازC در خطای 35 دور در حالت راه اندازی بدون بار ...............................................................................................................................51
شکل2-20: (الف) گشتاور الکترو مغناطیسی در خطای 10دور (ب) خطای 35 دور .............................52
شکل2-21: نمودار سرعت موتور در خطای حلقه به حلقه (35دور) .......................................................52
شکل2-22:نمودار جریان استاتور (الف) فازa (ب) فازb ( ج) فازC درخطای (35دور) در حالت دائمی بدون بار ............................................................................................................................53
شکل3-1:(الف) تابع موجک هار Ψ (ب) تابع مقیاس هار ...............................................................55
شکل3-2: خانواده تابع موجک دابیشزΨ ................................................................................................55
شکل3-3: (الف) تابع موجک کوایفلت Ψ (ب) تابع مقیاس کوایفلت ............................................ 56
شکل3-4: (الف) تابع موجک سیملت Ψ (ب) تابع مقیاس سیملت ..............................................56
شکل3-5: تابع موجک مورلت Ψ ..........................................................................................................57
شکل3-6: (الف) تابع موجک میر Ψ (ب) تابع مقیاس میر ............................................................57
شکل3-7: تبدیل سیگنال از حوزه زمان-دامنه به حوزه فرکانس-دامنه با آنالیز فوریه ..............................58
شکل3-8: تبدیل سیگنال از حوزه زمان- دامنه به حوزه زمان –مقیاس با آنالیز موجک ...........................59
شکل3-9: (الف) ضرایب موجک (ب) ضرایب فوریه ....................................................................60
شکل3-10: اعمال تبدیل فوریه بروی سیگنال و ایجاد سیگنالهای سینوسی در فرکانسهای مختلف............61
شکل3-11: اعمال تبدیل موجک بروی سیگنال .....................................................................................61
شکل3-12: (الف) تابع موجک Ψ ب) تابع شیفت یافته موجک ................................................62
شکل3-13: نمودار ضرایب موجک.........................................................................................................63
شکل3-14: ضرایب موجک هنگامی که از بالا به آن نگاه شود ...............................................................63
شکل3-15: مراحل فیلتر کردن سیگنال S .............................................................................................65
شکل3-16: درخت آنالیز موجک ...........................................................................................................66
شکل 3-17:درخت تجزیه موجک ..........................................................................................................66
شکل3-18: باز یابی مجدد سیگنال بوسیله موجک ...................................................................................67
شکل3-19: فرایند upsampling کردن سیگنال ....................................................................................67
شکل 3-20: سیستم filters quadrature mirror .........................................................................67
شکل 3-21: تصویر جامعی از مرفولوژی نرون منفرد .............................................................................70
شکل3-22: مدل سلول عصبی منفرد ......................................................................................................71
شکل3-23: ANN سه لایه ....................................................................................................................71
شکل3-24: منحنی تابع خطی .................................................................................................................73
شکل3-25: منحنی تابع آستانه ای ........................................................................................................73
شکل3-26: منحنی تابع سیگموئیدی ......................................................................................................74
شکل3-27: پرسپترون چند لایه ..............................................................................................................75
شکل3-28: شبکه عصبی هاپفیلد گسسته(ونگ و مندل،1991) ................................................................75
شکل 4-1: ساختار کلی تشخیص خطا ...................................................................................................79
شکل4-2: ساختار کلی پردازش سیگنال در موجک .................................................................................81
شکل4-3: تحلیل جریان استاتور درحالت خطادار (35دور) با در بی باری .....................................82
شکل4-4: : تحلیل جریان استاتور درحالت خطادار (20دور) با در بی باری ..................................82
شکل4-5: : تحلیل جریان استاتور درحالت خطادار (10دور) با در بی باری ..................................83
شکل4-6: : تحلیل جریان استاتور درحالت سالم با در بی باری .....................................................83
شکل4-7: : تحلیل جریان استاتور درحالت خطادار(35دور)با در بارداری ......................................84
شکل4-8: : تحلیل جریان استاتور درحالت خطادار(20دور)با در بارداری .......................................84
شکل4-9: : تحلیل جریان استاتور درحالت خطادار(10دور)با در بارداری .......................................85
شکل4-10:تحلیل جریان استاتور در حالت سالم با در بارداری .........................................................85
شکل4-11: ضرایب موجک برای جریان استاتور ماشین خطادار(با خطای 35دور)در بی باری با …...86
شکل4-12: ضرایب موجک برای جریان استاتور ماشین خطادار(با خطای 20 دور)در بی باری با…...….87.
شکل4-13: ضرایب موجک برای جریان استاتور ماشین خطادار(با خطای 10دور)در بی باری با …...88
شکل4-14: ضرایب موجک برای جریان استاتور ماشین سالم در بی باری با ...................................89
شکل4-15: نمای شبکه عصبی ..............................................................................................................94
شکل4-16: خطای train کردن شبکه عصبی ........................................................................................95
جدول4-1 : انرژی ذخیره شده در ماشین سالم .......................................................................................90
جدول 4-2: انرژی ذخیره شده در ماشین خطا دار (10 دور) ................................................................91
جدول 4-3: انرژی ذخیره شده در ماشین خطا دار (20 دور) .............................................................. .92
جدول 4-4: انرژی ذخیره شده در ماشین خطا دار (35 دور) ............................................................... 93
جدول4-5: نمونه های تست شبکه عصبی ........................................................................................... 96
- Eccentricity2
- 1Centrifugal Force
دسته بندی | الکترونیک و مخابرات |
بازدید ها | 21 |
فرمت فایل | doc |
حجم فایل | 7790 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 95 |
مخابرات
مقدمه
زمان زیادی از اولین پیامی که مارکونی مخترع رادیو مخابره کرد نمی گذرد. اما در همین زمان کم ارتباطات توسعة فراوانی داشته است. با توجه به پیشرفت های اخیر در زمینة ارتباطات نام عصر ارتباطات برای قرن حاضر بسیار مناسب است عمدة ارتباطات و ارسال امواج مخابراتی توسط دو موج FM و AM صورت می گیرد.
مدارات مخابراتی برای دستگاههای فرستنده و گیرنده ، جدا
کننده ها، تقویت کننده ها ، که خود انواع مختلف دارند با استفاده از مدل ها و روابط ریاضی تعریف می شوند. آماده سازی و ارسال امواج توسط موج (FM) برای مخابرة اطلاعات و پیامها (مدولاسیون FM) و دریافت کردن و جداسازی اطلاعات فرستاده شده جهت استفادة کازربر (مدولاسیون FM) موضوع مورد بررسی این پروژه می باشد.
اجزای یک سیستم رادیویی
فرآیندی که طی آن پیام اصلی به شکل مناسب برای انتقال تبدیل میشود مدولاسیون نام دارد. در فرآیند مدولاسیون مشخصه ای – مانند دامنه، فرکانس یا فاز – از یک حامل[1] فرکانس بالا متناسب با مقدار لحظه ای سیگنال مدوله کننده (پیام) تغییر می کند. به این ترتیب محتویات پیام اصلی به بخشی از طیف فرکانسی در حوالی فرکانس حامل منتقل می شود. در گیرنده فرآیند معکوس صورت گرفته، آشکارساز سیگنال اصلی را بازیابی می کند.
در شکل 1 نمودار بلوکی ساده ای از یک فرستنده و یک گیرنده رادیویی نشان داده شده تا پردازشهای انجام گرفته بر روی سیگنالها نشان داده شود. عمل هر بلوک در زیر تشریح شده است.
1. منبع سیگنال پیام می تواند میکروفون، سوزن گرام، دوربین تلویزیون و یا دیگر وسایل تبدیل کننده اطلاعات مطلوب به سیگنال الکتریکی باشد.
2. سیگنال تقویت شده معمولاً برای محدود شدن پهنای باند از یک فیلتر پایین گذر عبور داده می شود.
3. نوسانساز RF فرکانس حامل یا کسر صحیحی از آن را ایجاد میکند. چون برای ماندن گیرنده در فرکانس اختصاص یافته به آن، پایداری نوسانساز باید خوب باشد این نوسانساز معمولاً توسط کریستال کوارتز کنترل می شود.
4. یک یا چند طبقه تقویت کننده سطح توان سیگنال نوسانساز را به حد لازم در ورودی مدولاتور می رساند. برای دستیابی به یک بازده خوب در صورت امکان از تقویت کننده های کلاس C استفاده می شود. مدار خروجی در یک هارمونیک فرکانس ورودی تنظیم می شود و به این ترتیب عمل «چند برابر کردن فرکانس» صورت می گیرد تا فرکانس حامل مضرب صحیحی از فرکانس نوسانساز باشد.
5. مدولاتور سیگنال و مولفه های فرکانسی حامل را ترکیب کرده، یکی از انواع موجهای مدوله شده بخش را ایجاد می کند. در سیستم ساده شده شکل 1 طیف سیگنال خروجی در حوالی فرکانس حامل RF مطلوب قرار دارد. در بسیاری از فرستنده ها یک نوسانساز و مخلوط کننده دیگر (شبیه بلوکهای 10 و 11) بین بلوکهای 5 و 6 قرار می گیرد تا موج مدوله شده به گستره فرکانسی بالاتری برود.
6. پس از مدولاسیون تقویت کننده های دیگری لازم است تا توان سیگنال به مقدار مطلوب برای تحویل شدن به آنتن برسید.
7. آنتن فرستنده انرژی RF را به یک موج الکترومغناطیسی با پلاریزاسیون مطلوب تبدیل می کند. اگر تنها یک گیرنده (ثابت) مورد نظر باشد، آنتن طوری طرح می شود که انرژی تشعشعی تا حد ممکن در جهت آنتن گیرنده منتشر شود.
8 . آنتن گیرنده ممکن است همه جهته و یا در مورد مخابرات فقط به نقطه جهتدار باشد. موج منتشر شده ولتاژ کوچکی در آنتن گیرنده القا می کند. ولتاژ القایی، بسته به شرایط متفاوت بین چند ده میلی ولت تا کمتر از 1 میکرو ولت است.
9 . طبقه تقویت کننده RF توان سیگنال را به مقدار مناسب برای ورودی مخلوط کننده می رساند و به جداسازی نوسانساز محلی از آنتن نیز کمک می کند. این طبقه فرکانس گزینی چندانی ندارد و تنها سیگنالهای خیلی دور از فرکانسهای کانال مورد نظر را حذف می کند. داشتن یک تقویت کننده قبل از مخلوط کننده به خاطر نویز غیر قابل اجتناب مخلوط کننده نیز مطلوب است.
10 . نوسانساز محلی گیرنده طوری تنظیم می شود که فرکانس آن، ، به اندازه فرکانس میانی، ، با فرکانس ورودی، ، داشته باشد؛ یعنی می تواند مقادیر و را داشته باشد.
11 . مخلوط کننده یک عنصر غیر خطی است که فرکانس دریافتی را به فرکانس میانی می برد. موج مدوله شده سوار بر حامل نیز به فرکانس میانی برده می شود.
12. تقویت کننده IF توان سیگنال را به حد مناسب برای آشکارسازی می رساند و فرکانس گزینی آن در حدی است که سیگنال مطلوب را گذرانده و سیگنالهای نامطلوب موجود در خروجی مخلوط کننده را حذف می کند. چون مدارهای تنظیم شده موجود در بلوکهای 11 و 12 همیشه در فرکانس ثابت کار می کنند می توان آنها را طوری طراحی کرد که فرکانس گزینی بالایی داشته باشند. در این بلوکها غالباً از فیلترهای سرامیکی یا کریستالی استفاده می شود.
13 . آشکار ساز سیگنال پیام را از ورودی مدوله شده IF جدا میکند.
14. تقویت کننده صوتی یا تصویری توان خروجی آشکارساز را به حد مطلوب برای دادن به بلندگو، صفحه تلویزیون، یا دیگر دستگاههای خروجی می رساند.
15. دستگاه خروجی سیگنال اطلاعات را به شکل اصلی (موج صوتی، تصویر و غیره) تبدیل می کند. علاوه بر اینکه سیگنال مطلوب توسط گیرنده پردازش می شود، نویز الکتریکی در مسیر انتشار به سیگنال مطلوب اضافه می شود. همچنین در تقویت کننده RF ، نوسانساز محلی، مخلوط کننده و دیگر طبقه ها نیز نویز تولید می شود. نمودار بلوکی شکل 1 تنها برای نشان دادن کل سیستم آورده شده است. سیستمهای فرستنده و گیرنده در عمل آنقدر می توانند تغییر کنند که هیچ بلوکی را نمی توان به عنوان یک بلوک اصلی در نظر گرفت. در فصلهای بعد آرایش عمومی فرستنده ها و گیرنده های کاربردهای خاص مورد بحث قرار خواهد گرفت.
فهرست مطالب
فصل 1: اجزای یک سیستم رادیویی
مدولاسیون
مقایسة سیستمهای مدولاسیون
نویز الکتریکی
حلقه های قفل شده در فاز
توصیف سادة عملکرد PLL
آشکارساز فاز
اصلاحات PLL
فصل 2: مدولاسیون
مدولاسیون دامنه
سیستمهای دو کنار باندی و تک کنار باندی
روش تغییر فاز
مدولاسیون زاویه
مدولاسیون فاز FM
مدولاسیون فرکانس FM
تعریف ضریب مدولاسیون برای FM
طیف امواج مدوله شدة زاویه ای
تحلیل نویز
داتاکید در سیستمهای FM
مدولاسیون پالس
مدولاسیون زمان پالس PTM
مدولاسیون کدهای پالسی PCM
فصل 4:
گیرنده های FM
مشخصات آشکار ساز FM
پاسخ به سیگنال های تداخلی و نویز
جداسازها
آشکارساز با PLL
آشکار ساز برای FM دیجیتالی
نمونه ای از یک گیرندة FM کامل
اعوجاج مدولاسیون تداخلی و بایاس
فصل 5
فرستنده های FM
مدولاتورهای تغییر فاز
فصل 6
مدولاتورهای FM
فصل 7
دمولاتور FM
تقدیر نامه
[1] - حامل می تواند یک موج سینوسی یا یک قطار پالس باشد.
دسته بندی | الکترونیک و مخابرات |
بازدید ها | 18 |
فرمت فایل | doc |
حجم فایل | 2747 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 55 |
مرکز تحقیقات مخابرات ایران
فصل اول:
1- معرفی مرکز تحقیقات مخابرات ایران:
مرکز تحقیقات مخابرات ایران به عنوان قدیمی ترین مرکز پژوهش در حوزهی فناوری اطلاعات (ICT) ، با بیش از 37 سال سابقه تجربه علمی در امر تحقیق و مشاور ما در وزارت متبوع، اصلی ترین پایگاه تحقیقات در زمینهی ارتباطات و فناوری اطلاعات در کشور است. این مجموعه هم اینک با برخورداری از کادری تخصصی و مجرب در حوزه های مختلف (ICT) و دیگر امکانات پژوهش و آزمایشگاهی پیشرفته در قالب چهار پژوهشکده
1- فناوری اطلاعات
2- فناوری ارتباطات
3- امینت
4- مطالعات راهبردی و اقتصادی
فعالیتهای تحقیقاتی عمده ای را دنبال می کند.
2- تاریخچه:
این مرکز در سال 1349 با امضای تفاهم نامه ای بین دول ایران و ژاپن تاسیس شد و به طورمحدود فعالیتهای تحقیقاتی بنیادی خود را که پیش از انقلاب شکوهمند اسلامی عمدتاً ماهیتی دانشگاهی داشت، آغاز کرد. با پیروزی انقلاب اسلامی و تصویب شورای عالی انقلاب فرهنگی ادارهی امور مرکز تحقیقات مخابرات ایران به وزارت پست و تلگراف و تلفن (ارتباطات و فناوری اطلاعات) واگذار شد و به عنوان بازوی تحقیقاتی و مشاوره ای در این وزارتخانه فعالیتهای گسترده ای را دنبال کرد. بازنگری در ساختار فعالیتهای مرکز، هدف خودکفایی، استقلال فنی و تخصصی، مسئولان را بر آن داشت تا نسبت به تحقیق توسعه به ویژه تحقیقات کاربردی در زمینه ی فناوری مخابراتی اولویت خاصی قائل شود. در سال 1376 مرکز تحقیقات مخابرات ایران به پژوهشکده ارتقا یافت و در سال 1384 با تاسیس سه پژوهشکده به پژوهشگاه تبدیل شد. این مرکز هم اینک با دارا بودن چهار پژوهشکده به عنوان پژوهشگاهی تحقیقاتی، قطب پژوهشی فناوری ارتباطات و اطلاعات محسوب می شود و نقش مهم را به عنوان مشاور مادر در بخش (ICT) دارا می باشد.
3- پژوهشکده ی فناوری ارتباطات:
ارائه ی مشاور در حوزه ی فناوری ارتباطات برای شرکتهای زیر مجموعه مزارت ارتباطات و فناوری اطلاعات در زمینه های شناخت، طراحی، کاربردی، بهینه سازی، توسعه و استفاده از تکنولوژی های نوین مخابراتی به منظور پشتیبانی علمی و عملی از صنعت و بازار ارتباطات کشور و مدیریت و هدایت عرصه تحقیقات علمی، فنی، اقتصادی و اجتماعی در حوزه های فناوری ارتباطات در کشور هماهنگی، نظارت و پشتیبانی براین فعالیتها را بر عهده دارد. همچنین می توان به تهیه استاندارد های ملی تست و تایید نمونه تجهیزات و خدمات در زمینه ی فناوری ارتباطات در قالب ایجاد و حمایت آزمایشگاهی ملی مرتبط و ایجاد بستر مناسب برای بومی سازی، توسعه و تجهیز سیستمها و خدمات مرتبط با اتباطات رادیویی، ثابت، نوری ایستگاههای زمینی ماهواره ای و همچنین نرم افزار ها و سخت افزار های مدیریت یکپارچه شبکه های مخابراتی به میزان حداقل 30% در کشور اشاره کرد.
4- پژوهشکده ی امینت فناوری اطلاعات و ارتباطات:
پوشش کاملتر موضوعات مرتبط با افتا (امنیت فضای تبادل اطلاعات)، پوشش انواع نیازمندیهای تحقیقاتی افتا در مجموعهی وزارت ارتباطات و فناوری اطلاعات، تشخیص نیازمندیهای تحقیقاتی آتی افتا در مجموعه وزارت ارتباطات و فناوری اطلاعات از طریق آینده پژوهشی و توجه به فناوریهای نوین افتا، همگام با توسعه ی فناوریهای حوزه ی ارتباطات و اطلاعات در جهان، استفاده از حداکثر توان آموزشی، پژوهشی، صنعتی و اجرایی کشور به منظور تحقق نیازمندیهای تحقیقاتی افتا در مجموعه وزارت ارتباطات و فناوری اطلاعات، برنامه ریزی، هدایت و حمایت از بومی سازی فناوریهای افتا به منظور پوشش نیازمندیهای امنیتی در مجموعه وزارت ارتباطات و فناوری اطلاعات را بر عهده دارد.
5- پژوهشکده ی مطالعات راهبردی و اقتصادی:
با توجه به اهداف کلی برنامه توسعه چهارم تا سال 1388 که نیاز به سیاست گذاری، برنامه ریزی و سرمایه گذاری وارد مشارکت بخش خصوصی در این توسعه الزامی است. بنابراین در جهت کاهش تصدی گری دولت و آزاد سازی منابع دولت مسئله ی خصوصی سازی و آزاد سازی مطرح می گردد بطوریکه با قیمتهای مناسب و مشتری مداری نسبت به ارائه ی سرویسها اقدام گردد. بنابراین نیاز به مطالعات اقتصادی، فنی حقوقی در رابطه با چگونگی رقابت، قیمت گذاری، تهیه قوانین و مقررات مطرح می گردد. از طرفی لزوم ارائه سرویس به نقاط محروم با توجه به خصوصی سازی همچنان به عهده ی دولت است از جمله مسائلی است که باید در نظر گرفته شود.
چکیده
در این گزارش در فصل اول به معرفی مرکز تحقیقات مخابرات ایران (ITRC) و معرفی پژوهشکده های موجود در این می پردازیم. سپس در فصل دوم به مطالعهی چیپهای خانواده ی DSP، مزیتها و معماری داخلی آن پرداخته و به مطالعه یک نوع بسیار پر کاربرد این نوع چیپها را تحت عنوان TMS320 C54X و مقایسه آن با دیگر چیپهای DSP می پردازیم.
در فصل سوم استاندارد مخابراتی کدینگ G.729 در مراکز PSTN را مورد بررسی قرار داده و بلوک دیاگرامها، الگوریتمها و روشهای ایجاد و ساده سازی این کدینگ را مورد مطالعه قرار خواهیم داد.
امید است این گزارش مورد توجه قرار گیرد.
بسمه تعالی
فصل اول: معرفی مرکز تحقیقات مخابرات ایران:
تاریخچه:
پژوهشکده ی فناوری ارتباطات:
پژوهشکده امنیت فناوری اطلاعات و ارتباطات:
پژوهشکده ی مطالعات راهبردی و اقتصادی:
فصل دوم: مروری بر خانواده ی DSP (TMS320 C54 X)
مقدمه
خصوصیات TMS320 C54 X
توضیح کلی در مورد DSP
پایه های ای سی دی S4X
معماری پردازنده
فصل سوم: استاندارد کدینگ G.729
توضیح کلی در مورد کد کننده
دلیل انتخاب G.729
بلوک دیاگرام مدل CELP
بلوکهای G.729
پیش پردازش Pre-Processing
آنالیز تخمین خطی و کنوانتیزاسیون
پنجره کردن و محاسبه ی Auto Correction
الگوریتم لوینسن – دوربین
تبدیل LP به Lsp
کوانتیزاسیون ضرایب Lsp
تبدیل ضرایب Lsp به LP
Perceptual Weighting
فهرست جدول ها:
جدول شماره 1- خانواده سری 54x
جدول شماره 2- استفاده از باس های آدرس
جدول شماره 3- نمودار حافظه پردازنده
جدول شماره 4- انواع پورت سریال
فهرست اشکال:
شکل شمارهی 1- معماری پردازنده
شکل شمارهی 2- بخش محاسباتی پردازنده
شکل شمارهی 3- مدل حافظه پردازنده
شکل شمارهی 4- حافظهی بسط یافته
شکل شمارهی 5- اتصالات پورت سریال
شکل شمارهی 6- بلوک دیاگرام معماری پورت سریال
شکل شمارهی 7- بلوک دیاگرام استاندارد
شکل شمارهی 8- ساختار Encoder
شکل شمارهی 9- ساختار Decoder