كیفی عملكرد آنها می باشد.
بدیهی است گشودن افق های تحقیقاتی آینده و ارائه ی پیشنهادات در این زمینه راه را برای ادامه این
مسیر هموارتر خواهد كرد.
مقدمه:
بیشتر پروسه های صنعتی عموماً به طور همزمان دارای چند ورودی – چند خروجی و یا به عبارت دیگر،
چند متغیره می باشند. مسئله طراحی یک سیستم كنترل برای سیستم های چند متغیره ای كه بتوانند
مشخصه های مطلوب حلقه بسته را، همانند پایداری حلقه بسته، ردیابی ورودی های مرجع و حذف
اغتشاش را برآورده سازند، به دلیل وجود تداخل یا اندركنش در این سیستم ها، امری مشكل می باشد.
همچنین به دلیل وجود تداخل، استفاده از شیوه های كنترلی تك ورودی- تك خروجی نیز برای چنین
سیستم هایی به سختی امكان پذیر است. در واقع می توان مسئله تداخل را اساسی ترین مسئله طراحی
سیستم های كنترل چند متغیره دانست.
یک استراتژی موثر برای كنترل سیستم های چند متغیره این است كه ماتریس تابع تبدیل سیستم را به
یک ماتریس قطری تبدیل كنیم. این استراتژی را “دكوپله سازی” می نامند. به این ترتیب اگر ماتریس
حاصله قطری و یا قطری غالب باشد، كنترل چند متغیره به یک مجموعه از حلقه های كنترلی مستقل
تبدیل خواهد شد. به همین دلیل در تئوری سیستم های چند متغیره، توجه بسیاری به دكوپله سازی و
طراحی سیستم های بدون تداخل شده است و یكی از معیارهای عملكرد یک سیستم چند متغیره،
میزان كوپلینگ و یا تداخل در سیستم می باشد.
در این تحقیق ضمن معرفی سیستم های چند متغیره، بیان ریاضیات مربوط به آنها و تحلیل مختصر
روش های كنترل چند متغیره، به دلیل اهمیتی كه حذف اثرات متقابل بین چند حلقه ای و حتی كاهش

آن ها در طراحی سیستمهای كنترل چند متغیره دارد، به گردآوری و ارائه ی روش های مختلف دكوپله

سازی و چگونگی بهره برداری از آنها در طراحی و كنترل سیستمهای چند متغیره، جهت ارتقاء سطح
كیفی عملكرد آنها می باشد.
بدیهی است گشودن افق های تحقیقاتی آینده و ارائه ی پیشنهادات در این زمینه راه را برای ادامه این
مسیر هموارتر خواهد كرد.
فصل اول:
آشنایی با سیستمهای چند متغیره
معرفی سیستمهای چند متغیره و نمایش آنها
در حالت كلی، سیستمهایی را كه به طور همزمان دارای چند ورودی و چند خروجی باشند را،
“سیستمهای چند متغیره” و یا “چند ورودی- چند خروجی” نامند. اكثر سیستمهای صنعتی و فیزیكی
موجود دارای چنین ساختاری می باشند.
بسیاری از روش های تحلیل و طراحی سیستمهای كنترل بر اساس مدل ریاضی از سیستم تحت
مطالعه بنا نهاده شده اند. ازآنجائیكه اكثریت سیستمهای فیزیكی را می توان با یک دستگاه معادلات

نوری، مدارات مجتمع نوری، پرینترهای لیزری، دیسكهای فشرده، پوینترهای لیزری و نمایشگرهای
لیزری استفاده می شوند.
برای توصیف رفتار اینگونه لیزرها روش های مختلفی وجود دارد كه یكی از آنها مدلسازی مداری و
تحلیل با بهره گیری از شبیه سازهای مداری است. شبیه سازهای مداری ابزارهایی قدرتمند برای طراحی
و تحلیل افزاره های نوری و درایورهای آنها هستند. در شبیه سازی های مداری، تئوریها و مسائل اساسی
فیزیک افزاره ها به صورتی تبدیل می گردند كه با بهره گرفتن از مدارهای الكتریكی قابل بیان باشند.
طراحی و شبی هسازی قطعات و سیستمهای الكترونیكی نوری در ابزارهای كامپیوتری قبل از ساخت،
آنها می تواند در بهینه سازی و تعیین پارامترهای قطعه بسیار مفید باشد. امروزه تكنولوژی لازم برای
شبیه سازی سیستمهای الكترونیكی كاملاً توسعه پیدا كرده است. این تكنولوژی در زمینه الكترونیك
و مشابه آن رفتار و SPICE نوری در حال توسعه و تكامل می باشد. لذا می توان با كمك ابزارهایی مانند
عملكرد قطعات الكترونیكی نوری را از لحاظ الكترونیكی و نوری بطور همزمان بررسی و مدلسازی
نمود.
در شبیه سازی لیزر نیمه رسانا، مدلسازی باید در سطحی باشد كه بتوان مكانیزمهای فیزیكی داخل
قطعه را با جزئیات كامل مدل نمود. بسیاری از مدلها مشتمل بر آنالیزهای چندبعدی، نظیر بررسی
رفتار الكتریكی در كنار بررسی مشخصات نوری قطعه می باشد. حجم بالای محاسبات كه در ذات
برنامه های شبیه سازی عددی می باشد، استفاده از شبیه سازهای مداری را در مقایسه با دیگر ابزارهای
طراحی سیستمهای الكترونیكی نوری تقویت می كند.
همانطور كه گفته شد مدلسازی قطعات نوری مشتمل بر بررسی رفتار الكترونیكی و نوری آنهاست، لذا
شبیه سازی باید به دفعات تكرار شود تا بتوان با توجه به مشخصات تعیین شده به مقدار بهینه برای
برخی پارامترهای مهم دست یافت. بنابراین نیاز به مدلهایی با حجم محاسباتی كمتر بسیار مورد توجه
است اگرچه لازم به یادآوری است كه نباید دقت این ابزارها و مدلها از مقدار مشخصی كمتر باشند.
در طی بیست و پنج سال اخیر مدلسازی لیزر با كمك المانهای مداری مثل ترانزیستورها، مقاومتها و
خازنها رشد چشم گیری داشته است. مدلهای لیزر در سطح المانهای مداری، طراحی مدارات مجتمع
الكترونیكی نوری یا مدارات تركیبی نوری- الكترونیكی را امكا نپذیر می سازند. در این شبیه سازیها
تعیین م یشود. SPICE مشخصات دقیق ترمینالهای لیزر در محیط استاندارد شبیه سازی مانند
در تعدادی از موارد مهم و قابل توجه كه در اینجا به طور خلاصه عنوان می شود، از معادلات نرخ به
منظور توصیف رفتار لیزر استفاده شده است و با بهره گرفتن از شبی هسازهای مداری عملكرد آنها مورد
به منظور پیاد هسازی RLC یكی از افرادی است كه از یک مدار ] بررسی قرار گرفته است. كاتز
سیگنال كوچك معادلات نرخ برای حاملها و چگالی فوتونها بهر هگرفته است. مدل سیگنال بزرگ
ارائه شده كه در آن از معادلات نرخ تك مدی استفاده شده است. مقالات اخیر توسط تاكر

QW مشتمل بر پیشرفتهای قابل توجهی در بیان رفتار لیزر با جزئیات بسیار، نظیر مدلسازی لیزرهای

برپایة معادلات نرخ را ارائه دادند و در QW  مدل مداری سیگنال كوچك لیزرهای ] هستند. كان
آن حمل و نقل حاملها بین چاه كوانتومی و لایه های تحدید نوری بررسی شده است. این در حالیست
نیز مدار آثار سیگنال بزرگ لیزر چاه كوانتومی را مدل كرد هاند. بیوترا  و تسو  كه لیو
معادل لیزر را با لحاظ كردن اثر حرارتی ارائه نموده است. صالحی اثر چگالی نقصها در ناحیه فعال
را با اضافه كردن معادله تغییرات این حاملها به معادلات نرخ مدل نموده است.
نیز اثر ترازهای بالای چاه 5 را در نظر گرفته است و فرمول تجربی بهره برحسب جیان جون
 تغییرات فركانس چگالی حاملها كه در معادلات كاربرد دارد را بیان نموده است. زوتسچر
ساخته شده را اندازه گیری نموده و با نتایج InGaAS −GaAS (چیرپ ) یک لیزر چاه كوانتمی
شبیه سازی عددی آن مقایسه نموده است.
با توجه به اهمیت فوق العادة لیزرهای چاه كوانتومی با ساختار غیر همجنس تحدید جداگانه 8 و كاربرد
وسیع آنها، این نو ع لیزر در این پایا ننامه بررسی و مدلسازی مداری این نوع ساختار انجام شده است .
با بهره گرفتن از مدل مداری می توان به پاسخهای سیگنال كوچك و سیگنال بزرگ لیزر چاه كوانتمی
، دست یافت . همچنین پارامترهای مهمی از قبیل تاخیر زمانی روشن شدن لیزر، فركانس واهلش

ی از مهمترین اکتشافات قرن بیستم لیزر می باشد که اهمیت آن و کاربردهای آن بر کسی پوشیده نیست. از زمان اختراع لیزر کاربردهای روزافزونی به طور پیوسته برای این وسیله پیدا شده است به طوری که کمتر بخشی از علوم و تکنولوژی پیدا می شود که در آن لیزر کاربردی نداشته باشد. امروزه لیزر در صنایع نظامی، سیستم های امنیتی، پزشکی، صنایع خودروسازی، صنایع مخابرات و غیره مورد بهره برداری قرار می گیرد.
امکان وجود و تولید لیزر در سال 1917 توسط آلبرت انیشتن پیش بینی شد لیکن تا مدت ها مورد توجه قرار نگرفت تا اینکه در سال 1940 یک دانشمند روسی در رساله دکترای خود تولید تابش های اجباری تقویت شده را اثبات کرد. اولین لیزر در سال 1960 توسط یک دانشمند آمریکایی با نام مایمن تحقق داده شد. یک سال بعد دانشمند ایرانی علی جوان لیزر گازی را در آزمایشگاه بل طراحی و ارائه کرد.
به تدریج با توسعه علوم انواع مختلفی از لیزرها آشکار شدند که هرکدام از آن ها در زمینه خاصی کاربرد داشت، که از این دسته می توان لیزر حالت جامد، لیزر گازی، لیزر مایع را نام برد. با پیشرفتی که در سال های اخیر در زمینه فیزیک نیمه هادی صورت گرفت لیزرهای نیمه هادی نیز معرفی شدند که دارای اهمیت خاصی می باشند.
یکی دیگری از کاربردهای لیزر تمام نگاری می باشد. تمام نگاری تکنیکی است که اجازه می دهد نور پراکنده شده از یک شی ضبط شده و مجددا تحت شرایط خاصی احیا گردد. در واقع تمام نگاری عکسبرداری سه بعدی از یک جسم و یا یک صحنه را ممکن می سازد. این تکنیک در سال 1948 توسط گابور ابداع شد که در آن زمان به منظور بهتر کردن توان تفکیک میکروسکوپ الکترونی پیشنهاد شد. اما قابلیت واقعی این تکنیک پس از اختراع لیزر مشخص گردید. تمام نگاری کاربردهای وسیعی دارد که از آن جمله استفاده در حافظه های نوری، بازیابی دیتا، فرایند پردازش نوری و غیره می باشد. به طور کلی امروزه لیزرها در مقاصد بسیار متنوعی استفاده می شوند. برای مثال از هدف گیری موشک ها تا نظارت بر آلودگی و حتی حساب کردن اجناس در فروشگاه ها از جوشکاری تا نورپردازی های نمایشی، پوشش های اپتیکی، برش فلزات و سرویس های مخابراتی مانند فیبر نوری سود برد در حال حاصی جراحی لیزر راه تازه ای را برای درمان بیماری های قلبی – مغزی – پوستی زنان و زایمان گوش و حلق و بینی و غیره گشوده است.
بنابراین به دلیل اهمیت فوق العاده لیزر و تمام نگاری در نظر داریم که کاربردهای آنها را به طور دقیق مورد توجه قرار دهیم.
تعداد صفحات: 81

قیمت : 14700 تومان

—-

پشتیبانی سایت :       

*         parsavahedi.t@gmail.com

اوری های کنترل تداخل بین سلولی نظیر طرح های استفاده مجدد فرکانسی و تخصیص کانال برای سیستم های سوئیچینگ مداری نسل دوم مورد مطالعه قرار گرفته است و برای GSM/EDGE ساده ترین طرحی که برای کنترل تداخل بین سلولی ترجیح داده می شود، استفاده مجدد فرکانسی ایجاد محدودیت در استفاده از کانال است. اما در LTE با سوئیچینگ بسته ای، نوبت بندی در هر سلول می تواند کل پهنای باند را به یک کاربر اختصاص دهد، که کاملا از فرضیات ارائه شده برای طرح های اولیه، که پهنای باند را به کانال هایی تقسیم و استفاده مجدد فرکانسی را فقط برای تخصیص کانال فرکانسی، اعمال می کرد، مجزا است. بنابراین در سیستم های OFDMA، کنترل تداخل بین سلولی را با اعمال محدودیت روی منابع زمان – فرکانسی و توان خروجی ایستگاه پله، بررسی می کنیم.
در این پروژه برای حل این مشکل و کنترل تداخل بین سلولی، کارایی الگوهای مختلف استفاده مجدد فرکانسی در سیستم های چند سلولی مبتنی بر OFDMA با بهره گرفتن از شبیه ساز OPNET ارزیابی شده است.
هدف، کاهش تداخل بین سلولی با بهره گرفتن از فاکتور استفاده مجدد فرکانسی به صورت وفقی است. الگوهای استفاده مجدد فرکانسی یک و سه، استفاده مجدد فرکانسی یک با تقسیم توانی، استفاده مجدد فرکانسی نرم و کسری را در محیط نرم افزاری OPNET شبیه سازی نموده و بر مبنای نتایج به دست آمده، دیده می شود که یک سیستم با الگوهای مختلف استفاده مجدد فرکانسی، رفتار متفاوتی را در تابع توزیع تجمعی SINR، تابع توزیع تجمعی میزان گذردهی سلول، تابع توزیع تجمعی میزان گذردهی کاربران سلول و تابع توزیع تجمعی زیرکانال های استفاده شده در هر سلول نشان می دهد. در این پروژه الگوی استفاده مجدد فرکانسی کسری را به عنوان طرحی که، ترکیبی از تخصیص توان و مکانیزم کاهش تداخل بین سلولی، به صورت وفقی است، را پیشنهاد می دهیم که نه تنها باعث محدود شدن تداخل در لبه سلول می شود، بلکه باعث بهبود کلی ظرفیت سلول در شبکه های مبتنی بر OFDMA است. در استفاده مجدد فرکانسی کسری کل پهنای باند موجود به دو قسمت تقسیم می شود. کاربران نیز بر مبنای فاصله از ایستگاه پایه به دو قسمت تقسیم می شوند. یک قسمت از پهنای باند را با عدد استفاده مجدد فرکانسی سه به کاربران لبه سلول با سطح توان بیشتر اختصاص می دهیم و قسمت دیگر طیف را با عدد استفاده مجدد فرکانسی یک و سطح توان کمتر به کاربران داخل سلول اختصاص می دهیم.

این الگو را با الگوهای استفاده مجدد فرکانسی یک، سه و طرح فرکانسی یک با تقسیم توانی و نرم با طرح 2 سناریو، یکی با نرخ ثابت 384kbs برای هر کاربر و تعداد متوسط 15 کاربرد در هر بخش، سرعت 3km/h و بافردیتا با طول بینهایت، با تابع توزیع جمعی گذردهی سلول و SINR مورد ارزیابی قرار می دهیم و در سناریوی دوم که شامل ترافیک های حقیقی است، با تعریف یک پروفایل ترافیکی که شامل هر دو کاربر VOIP و Web 

است، با تابع توزیع تجمعی گذردهی سلول و تابع توزیع تجمعی زیر کانال های استفاده شده در هر سلول و تغییر تعداد کاربران مورد ارزیابی قرار می دهیم.

در مقایسه با الگوهای مختلف دیده می شود که روش های استفاده مجدد فرکانسی کسری، که از عدد استفاده مجدد فرکانسی به صورت وفقی (بر مبنای SINR، عدد استفاده مجدد فرکانسی متفاوتی را به هر زیر باند اختصاص می دهد) استفاده می کند، مصالحه مناسبی را در مورد کاهش تداخل بین سلولی در لبه سلول ها و ظرفیت کل سلول ایجاد می کند.
مقدمه
در سال های اخیر، دسترسی چندگانه تقسیم فرکانسی متعامد (OFDMA) مورد توجه بسیاری قرار گرفته و برای واسط هوایی لینک های فراسو و فروسو استاندارد WIMAX، در هر دو مد ثابت (IEEE 802.16d) و متحرک (IEEE 802.16e) و نیز در لینک فروسو 3GPP-LTE استفاده شده است.
OFDMA ترکیبی از دو نوع دسترسی چندگانه تقسیم زمانی (TDMA) و تقسیم فرکانسی (FDMA) در مخابرات سلولی باند وسیع است. بنابراین سیستم OFDMA، پایانه های سیار را در زمان و فرکانس ادغام می کند. OFDMA، مبتنی بر تکنیک OFDM است و تداخل بین نمادی (ISI) را در کانال فیدینگ انتخاب فرکانسی حذف می کند.
تداخل بین سلولی یکی از مشکلات اساسی در سیستم های مبتنی بر OFDMA است، که در سال های اخیر به طور وسیعی مورد توجه قرار گرفته است.
در سیستم های استاندارد LTE و WIMAX برای کنترل تداخل بین سلولی، سه ایده اساسی زیر وجود دارد:

کارسازهای مادون قرمزی که به خنک کننده نیاز ندارند، در حسگرهای سبک وزن و ارزان قیمت که کاربردهای پزشکی و صنعتی زیادی دارند، بسیار مورد استفاده قرار می گیرند. در حسگرهایی که نیاز به خنک کننده ندارند، از آشکارسازهای میکروبولومتری یا فروالکتریک استفاده می شود. این حسگرها ذاتا کند هستند و نمی توانند تغییرات سیگنال های سریع مورد نیاز سامانه های مادون قرمز پرسرعت را آشکار کنند.
آشکارسازهای فوتون مادون قرمز را می توان به دو گروه طبقه بندی کرد، یکی آشکارسازهای مادون قرمز میان نواری مانند HgCdTe و دیگری آشکارسازهای مادون قرمز چاه کوانتومی میان زیرنواری (QWIP). از محدودیت های اصلی در آشکارسازی های میان نواری، افزایش نرخ «بازترکیب اوژه» می باشد، که باعث محدودیت های کار آنها در دماهای بالا می باشد. با اصلاح شکاف نوار در «ابرشبکه های نوع » تا حدود زیادی از نرخ بازترکیب اوژه در دمای اتاق، کاسته می شود.
مقدمه
در این سمینار ویژگی های منحصر به فردی از پیوندهای نامتجانس نوع را برای تحقق آشکارسازهای مادون قرمزی با دمای عملیاتی بالاتر و قدرت آشکارسازی و یکنواختی بیشتری نسبت به آشکارسازهای مادون قرمز رایج، استفاده کرده ایم. این تلاش روی دو نوع مهم از افزاره ها متمرکز شده است: آشکارسازهای مادون قرمزی که از دستگاه خنک کننده برای کاهش دما عملیاتی آنها استفاده می شود و افزاره هایی که در آنها از دستگاه خنک کننده استفاده نمی شود. این دو نوع آشکارساز در محدوده طول موج مادون قرمز بلند کار می کنند.
آشکارسازهای مادون قرمز نوع دوم در سامانه های حسگری کم وزن و ارزان قیمت کاربرد دارند این حسگرها در زمینه های پزشکی و صنعتی بسیار مورد استفاده قرار می گیرند.
حسگرهای IR  که نیاز به خنک کننده ندارند، از آشکارسازهای میکروبولومتری یا فروالکتریک استفاده می کنند. این حسگرها کند هستند و نمی توانند تغییرات سیگنال های سریع مورد نیاز برای سامانه های مادون قرمز سرعت بالا را آشکار کنند. بعضی از کاربردهای آشکارسازهای سریع در صنایع پزشکی و LIDAR ها می باشد. اگرچه آشکارسازهای نوری، پاسخ فرکانسی بالایی در محدوده مگاهرتز دارند، اما دمای آشکارسازی بالای آنها به خاطر نرخ های بازترکیب بالا، کاهش یافته است. مهندسی شکاف انرژی برای جلوگیری از بازترکیب در دمای اتاق در ابر شبکه های نوع مورد استفاده قرار گرفته است. آشکارسازهای مذکور بر مبنای ابرشبکه های طراحی و پایه گذاری شده اند و قدرت آشکارسازی 10CmHz/W*1/3 را در 11

 میکرومتر نشان می دهند. این مقدار قابل قیاس با میکروبولومترها می باشد. در آشکارسازهای رایج از سیلسیم ذاتی و HgCdTe استفاده می شود. که باید تا دمای پایین تر از 10k خنک شوند. اما یکنواختی خوبی در محدوده آشکارسازی طول موج های خیلی بلند ندارند.

تعداد صفحات: 65
قیمت : 14700 تومان

—-

پشتیبانی سایت :       

*         parsavahedi.t@gmail.com