با توجه به پیشرفتهای سریع تکنولوژی در دهه های اخیر ، مهمترین چالش روبروی جوامع و دولتهای مختلف تامین انرژی است. قبل از بحران انرژی پیش آمده در دهه 70 میلادی شاید انرژی های نو و تجدید پذیر فقط به عنوان پژوهش به آن نگریسته می شد اما پس از این واقعه، تمام کشورهای پیشرفته به فکر تامین جایگزین جدی یا تامین بخشی از انرژی خود توسط انرژیهای نو و تجدید پذیر افتادند.
انرژی های تجدید پذیر شامل بازه وسیعی از جمله استفاده از انرژی خورشید (سلولهای خورشیدی، پانلهای فتوولتاییک)، استفاده از انرژی امواج دریا، استفاده از انرژی باد (توربین های بادی، آسیاب های بادی)، استفاده از انرژیهای درونی زمین (مانند نیروگاههای زمین گرمایی) و … می شود. انرژی تجدید پذیر همان طور که از نامش پیداست مانند دیگر منابع انرژی مثل سوختهای فسیلی نگرانی از بابت اتمام آن وجود ندارد یا بازه اتمام آن به قدری طولانی است که عملاً می توان آنرا قابل تجدید دانست. از طرف دیگر بر خلاف سوختهای فسیلی منبع انرژی معمولاً در دسترس و بدون هزینه اضافه است.
در میان این منابع انرژی، شاید یکی از پراهمیت ترین و مقرون به صرفه ترین ها، استفاده از انرژی باد باشد. با توجه به اینکه انرژی قابل استحصال با توان سوم سرعت باد نسبت دارد، بنابراین با نصب توربین باد در مناطق مناسب می توان از این منبع گسترده بهترین استفاده را نمود. در مقایسه با دیگر منابع تجدید پذیر ، انرژی باد می تواند حجم بیشتر و قابل قبول تری توان تامین کرده به نحوی که با استفاده از تعداد بیشتر این توربین ها یا اصطلاحاً مزارع باد بتوان به مقدار بیشتری از توان تولیدی رسید. در دهه های اخیر شرکتهای متعددی توربین باد به منظور تولید انرژی الکتریکی ساخته اند که تا امروز حداکثر توان نامی قابل استحصال آن به 8 MW رسیده است و با استفاده از مزارع بادی این نیروگاهها می تواند در تامین برق شبکه نقش مهمتری ایفا کند. مزیت دیگر این روش برای تولید برق این است که در صورت بی برقی کل شبکه[1] با توجه به عدم نیازمندی این نوع نیروگاه به سوخت فسیلی و یا راه انداز اولیه مانند دیزلها، می تواند نقطه شروع مناسب برای راه اندازی مجدد شبکه باشد و زمان این بی برقی را کاهش دهد.
اخیراً نیز در کشور ایران کارهای پژوهشی در این زمینه انجام شده است و از طرفی استفاده از توربین بادی نیز کم کم در شبکه تولید برق در حال شروع شدن است. تا قبل از این تنها مزارع بادی موجود در کشور در بینالود نیشابور و منجیل بوده که همه آنها توربین های کمتر از 1MW و از نوع دور ثابت بوده است. اما اخیراً در تاکستان قزوین توربین های 2.5MW توسط شرکت مپنا نصب شده است که قرارداد انتقال تکنولوژی این توربین ها که ساخت شرکت Furlander آلمان است با شرکت مپنا منعقد شده و کار ساخت پره ها و دیگر ادوات آن نیز در این شرکت داخلی در حال انجام است. تمام اینها نشان از عزم جدی مدیریت انرژی کشور برای استفاده از توربین های بادی به منظور تامین بخشی از برق شبکه است.
1-2 طرح مساله
توربین های بادی را به طور کلی می توان به دو نوع دور ثابت و دور متغیر تقسیم کرد. در نوع دور ثابت ژنراتور مستقیماً به شبکه متصل می شود و دور ژنراتور – و طبیعتاً دور توربین- با فرکانس شبکه متناسب خواهد شد. در نوع دور متغیر خروجی ژنراتور ابتدا وارد یک طبقه مبدل به عنوان یکسوساز شده و بعد توسط یک رابط DC به طبقه مبدل بعدی که نقش مبدل DC به AC را بازی می کند وصل می شود. این نحوه ی اتصال این حسن را دارد که توربین می تواند در دوری غیر از فرکانس شبکه بچرخد که بیشتر توربین های امروزی از
این نوع هستند.
1-2-1 نواحی کاری توربین باد دور متغیر
برای توربین های بادی دور متغیر عملاً نواحی کاری مختلف تعریف می شود که در شکل زیر نشان داده شده است:
شکل1-1 نواحی کاری توربین باد[1]
موضوع این پایان نامه متمرکز بر ناحیه 3 یعنی محدود سازی توان خواهد بود. در این ناحیه همانطور که بیان شد سرعت باد از سرعت نامی تا سرعت قطع بالا تغییر خواهد کرد که در این توربین باد از 10 m/s تا 20 m/s خواهد بود. برای محدود کردن توان بایستی زاویه پره[2] های توربین باد به نحوی تغییر کند که نیروی آیرودینامیکی جابجا کننده[3] پره ها در محدوده نامی باقی بماند.
[1] Black Out
[2] Pitch Angle
[3] Lift
***ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است***
متن کامل را می توانید دانلود نمائید
چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)
ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه
با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند
موجود است
بکلش[2] به نوعی لقی بین قطعات متحرک مکانیکی گفته میشود که تقریباً در تمامی سیستمهای مکانیکی موجود است. از جمله این سیستمها میتوان به چرخدندهها، جعبهدندهها، قسمتهای متحرک و تا شوندهی رباتها اشاره کرد. در حالت کلی میتوان گفت در هر سیستمی که قسمت رانش[3] یا موتور بطور مستقیم به قسمت رانده شده[4] یا بار[5] متصل نباشد بکلش وجود خواهد داشت [1].
از آنجا که از طرفی پدیده بکلش در بسیاری از قطعات متحرک و ابزار مکانیکی موجود میباشد و از طرف دیگر کنترل این قطعات و ابزار حاوی بکلش از اهمیت زیادی برخوردار است، در نتیجه این موضوع حجم وسیعی از تحقیقات علمی را به خود اختصاص داده است؛ بطوری که از دهه 40 میلادی تحقیق و بررسی این پدیده غیرخطی عملاً بصورت جدی مورد توجه قرار گرفته و بسیاری از محققان بدلیل اهمیت کنترل این پدیده، کنترل بهینه قطعات و ابزار حاوی بکلش را بررسی کردهاند.
بدیهی است که کنترل دقیق بار در سیستمهایی که در آن پدیده بکلش وجود دارد، یک امر پیچیده میباشد. در کنترل سیستمهای حاوی بکلش، لحظاتی وجود دارند که فاصله بکلش[6] باز میباشد و تماس بین موتور و بار عملاً از بین میرود. این امر در دو حالت ممکن است اتفاق بیفتد: 1- زمانی که اغتشاش بر روی بار وجود دارد 2- زمانی که موتور یک چرخش تصحیحکننده در جهت خلاف حرکت بار برای کنترل آن انجام میدهد. زمانی که فاصله بکلش باز میباشد حرکت بار خودمختار[7] بوده و نیروی تولیدی توسط موتور فقط موتور را میچرخاند و هیچ تأثیری روی بار نخواهد داشت. در برداشت اول این چنین به نظر میرسد که در لحظاتی که فاصله بکلش باز میباشد، بار کنترلناپذیر میباشد ولی با استفاده از تکنیکهای کنترلی ارائه شده میتوان بار را بطور مناسبی کنترل کرد.
1-2- پیشینه تحقیق
کنترل سیستمهای بدون بکلش و سیستمهای حاوی بکلشِ درایو موتوری یا گردشی دوجرمه، موضوعی است که تقریباً از نیمه اول قرن بیستم تاکنون به آن پرداخته شده است. کنترلکنندههای P، PI و PID، کنترلکنندههای با درجه بالا[8]، کنترلکنندههای مبتنی بر متغیرهای حالت[9] و کنترلکنندههای مبتنی بر تخمینگرها[10] از جمله کنترلکنندههای خطی موجود برای کنترل این سیستمها میباشند. استفاده از پیشبارگذار[11] بعنوان یکی از روشهای بکار برده شده هم در کنترلکنندههای خطی و هم در کنترلکنندههای غیرخطی و استفاده از کنترلکنندههای فازی[12] و کنترلکنندههای سویچینگ از جمله دیگر تکنیکهای استفاده شده برای کنترل این سیستمها میباشند [1]. در ادامه ی بر تحقیقات گذشته در این زمینه انجام میشود.
1-2-1- کنترل سیستمهای بدون بکلش
برای کنترل اغلب سیستمهای مکانیکی موجود، میتوان آنها را بصورت یک سیستم چندجرمه[13] که توسط شفت[14]های انعطافپذیر یا فنرها به هم متصل شدهاند مدلسازی کرد [2]. در بسیاری از موارد میتوان سیستمهای مکانیکی را ساده کرد و آنها را با یک سیستم دوجرمه که جرم اول آن موتور و جرم دوم آن بار و شفت میباشد مدلسازی کرد. در اغلب این سیستمها شفت بدون جرم یا بدون اینرسی در نظر گرفته میشود. از جمله این سیستمها میتوان به بازوی ربات[15] [3]، [4]، [5] و ماشین غلتک [6]، [7] اشاره کرد. شماتیک کلی سیستمهای بدون بکلش در شکل 1-1 نشان داده شده است.
شکل 1-1- شماتیک کلی یک سیستم بدون بکلش
کنترل سیستمهای بدون بکلش را در حالت کلی میتوان به سه روش زیر دستهبندی کرد:
استفاده از کنترلکننده PI یکی از رایجترین و پرکاربردترین کنترلکنندهها برای سیستمهای کشسان[16] بویژه برای سیستمهای دوجرمه میباشد که در [6]، [8]، [9]، [10]، [11] و [12] بکار برده شده است. کنترلکنندههای PI از نظر کیفیت دارای یک سری محدودیتهایی میباشند. بعنوان مثال، به ازای نسبتهای بزرگ ممان اینرسی بار به موتور، نمیتوان به پهنای باند مناسب حلقه بسته با کنترلکننده PI رسید [8]. اگر این نسبت خیلی کم باشد، کنترل کردن این سیستمها بسیار سخت خواهد شد [2]. بعبارت دیگر کنترل سیستمهایی که ممان اینرسی موتور و بار آنها تقریباً با هم برابر است، آسانتر میباشد. بهینه متقارن[17] یکی از روشهای مناسب برای تنظیمکردن ضرایب کنترلکننده PI معرفی شده است [4]. کنترلکننده PI برای کنترل سرعت موتور در سیستمهای دوجرمهای که دارای عدم قطعیت و تأخیر زمانی میباشند در [13] آنالیز شده است.
برای مواجه نشدن با محدودیتهای کنترلکننده PI، بسیاری از محققان، فیدبک سرعت از سمت موتور را پیشنهاد دادهاند. در بسیاری از مقالات از جمله در [4] و [9]، با طراحی تخمینگر گشتاور شفت و کنترلکننده PI، سیستمهای دوجرمه بدون بکلش را با کنترلکنندههای درجه بالا کنترل کردهاند. از جمله دیگر کنترلکنندههای با درجه بالا میتوان به طراحی کنترلکننده با استفاده از کنترل بهینه دوجملهایهای خطی[18] اشاره کرد [14]. جایابی چند مدلهی قطب ها[19] [15]، استفاده از روش کنترلی LQG/LTR در [16] و کنترلکنندههای [17] از جمله دیگر کنترلکنندههای با درجه بالا میباشند.
تکنیکهای غیرخطی و وفقی متفاوتی برای کنترل سیستمهای بدون بکلش ارائه شده است. از جمله این روشها میتوان به کنترلکنندههای با ساختار متغیر[20] اشاره کرد که در [18] و [19] استفاده شده است. کنترل وفقی بر اساس مدل مرجع در [20]، [21] و [22] و جایابی وفقی قطب ها[21] در [3]، [23] و [24] از جمله دیگر تحقیقات انجام شده برای کنترل سیستمهای بدون بکلش میباشد.
[1] Linear in parameter models
[2] Backlash
[3] Driving member
[4] Driven member
[5] Load
[6] Backlash gap
[7] Autonomous
[8] High order linear controllers
[9] State feedback controllers
[10] Observer based controllers
[11] Preload
[12] Fuzzy controllers
[13] Multimass system
[14] Shaft
[15] Robot arm
[16] Elastic systems
[17] Symmetric optimum
[18] Linear quadratic optimal control
[19] Multi-model pole placement
[20] Variable structure control
[21] Adaptive pole placement
***ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است***
متن کامل را می توانید دانلود نمائید
چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)
ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه
با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند
موجود است
تامین انرژی مورد نیاز انسان ها یکی از مسائل مهمی است که با افزایش جمعیت جهان، روز به روز بر اهمیت آن افزوده می شود. منابع تامین انرژی متعددند و می توان آن را به دو دسته کلی منابع تجدید پذیر نظیر باد، آب، انرژی خورشیدی و … و منابع تجدید ناپذیر شامل زغال سنگ، گاز طبیعی و نفت تقسیم بندی کرد. اما علی رغم آن که نقش منابع تجدید پذیر روز به روز در حال پر رنگ تر شدن است، سوخت های فسیلی از جمله نفت همچنان یکی از پرکاربردترین منابع تامین انرژی می باشد که با افزایش برداشت ها رو به اتمام است. به علاوه اکثر میادین نفتی موجود در جهان در مرحله بلوغ بازدهی خود هستند و همچنین تعداد اکتشافات بزرگ مخازن نفت رو به کاهش است. با توجه به حجم تقاضا و محدودیت برداشت ها، توجه هر چه بیشتر به برداشت بهینه، از منابع موجود و کاهش هزینه های عملیاتی و اقتصادی الزامی است. در نتیجه این موضوع باعث شکل گیری مسئله مدیریت مخازن می شود. شکل 1-1 بیانگر افزایش میزان تقاضای جهانی برای نفت در طی سال های اخیر می باشد.
شکل 1-1: میزان تقاضا برای نفت [1]
با استفاده از روش های سنتی مدیریت مخزن، تنها در حدود 10 درصد نفت موجود در مخزن در بازیافت اولیه تولید می شود ( طی رانش نفت به صورت طبیعی ). در بازیافت ثانویه ( تزریق آب یا گاز ) میزان تولید نفت به 20 تا 40 درصد می رسد (DOE 2008). با افزایش قیمت نفت ، بهبود در هر روش مدیریت مخازن به طوری که بتواند میزان تولید و سود را افزایش دهد، مورد توجه است. در نتیجه یکی از موضوعات کلیدی که در مدیریت مخازن مطرح می شود، مکان یابی بهینه، یک یا چند چاه در یک بازه زمانی مشخص به منظور حداکثر کردن میزان تولید و سود حاصل از برداشت با در نظر گرفتن محدودیت های فیزیکی و اقتصادی مسئله می باشد.
در مورد مسئله مکان یابی، مدل سازی و شبیه سازی مخزن از گام های مهم است. هر اندازه مدل مخزن به مدل واقعی نزدیک تر باشد، مکان یابی بهینه مخزن، از دقت بالاتری برخوردار خواهد شد. در اکثر روش های پیشنهادی، مدل سازی مخزن در محورهای مختصات دکارتی، منجر به مدل پیچیده تری می شود. در این پژوهش سعی بر آن است که با ارائه مدل ساده تری برای مخزن بر اساس Streamline ها و بهره جستن از طبیعت حاکم بر حرکت سیال در مخزن، به روندی موثرتر و ساده تر جهت مسئله مکان یابی بهینه چاه ها دست یافت . سرعت و کارایی روش Streamline ، این روش را به یکی از ابزارهای قدرتمند جهت حل مسائل پیچیده بهینه سازی مرتبط با تطبیق تاریخچه مخزن و مکان یابی بهینه چاه ها تبدیل کرده است.
جهت تعریف مسئله مکان یابی بهینه چاه های نفت و بررسی چالش های آن آشنایی با مفاهیم اولیه مخازن نفتی لازم به نظر می رسد. بدین منظور در ادامه این فصل، ی بر خواص سنگ و سیال مخازن نفتی خواهیم داشت.
به منظور مکان یابی بهینه چاه های نفت در یک مخزن، نیاز به شبیه سازی مخزن می باشد. در نتیجه لازم است ابتدا مفاهیم و پارامترهای پر اهمیت مخزن معرفی شوند.
این دانش در مورد چگونگی تشکیل مخازن هیدروکربنی، ویژگی های فیزیکی و شیمیایی هیدرکربن های از جامد تا گاز، چگونگی حرکت و انباشته شدن این مواد در سنگ ها، لایه ها و طبقات گوناگون زمین بحث و گفتگو می کند. هیدورکربن ها در مخازن زیر زمین به صورت دریاچه وجود ندارند بلکه در خلل و فرج لایه های متخلخل رسوبی خاصی از زمین می توانند جمع شوند [2].
ذرات پراکنده ی هیدروکربن ها و آب نمک همراه آن که در رسوبات سنگ مادر قرار دارند، از درون شکاف ها و ترک های موجود در لایه های رسوبی به نقاط با فشار کمتر مهاجرت می کنند. طول مسیر این حرکت گاهی به صدها کیلومتر می رسد.نیروهایی که باعث این حرکت می شوند عبارتند از:
نیروی گرانش سبب می شود تا سیال دارای چگالی کمتر به سمت بالا حرکت کند و در نتیجه سیالات در سنگ مخزن بر حسب چگالی از هم جدا شوند.گاز در قسمت بالای مخزن، نفت در وسط و آب نمک در زیر قرار دارد. این مرحله را مهاجرت ثانویه می نامند.
نیروی موئینگی سبب می شود تا سیال تر کننده در خلل و فرج سنگ به سمت بالا حرکت کند. بالا آمدن نفت چراغ در فیتیله بر اساس همین خاصیت است. خاصیت ترکنندگی بستگی به جنس جامد (سنگ مخزن) و جنس و مشخصات سیال (آب ، نفت و گاز) دارد. روی هم رفته آب نسبت به نفت ترکننده تر است و نفت در مقابل گاز ترکننده تر می باشد. بنابراین با وجود سنگین تر بودن آب نسبت به نفت نیروی موئینگی آن را به سمت بالا می کشد تا در نهایت با نیروی گرانش به تعادل برسد [2].
برای اطلاعات بیشتر درباره نحوه چگونگی تشکیل سنگ های مخزن نفت، پوش سنگ و انواع نفتگیر ها و چگونگی تشکیل آن ها به [2] مراجعه کنید.
[1] Diasrtophism
[2] Gravity Force
[3] Capillary Force
***ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است***
متن کامل را می توانید دانلود نمائید
چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)
ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه
با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند
موجود است
مولتیپل اسکلروزیس (MS)[1] یک بیماری مزمن و پیش رونده سیستم اعصاب مرکزی است که سومین عامل ناتوانی های عصبی محسوب می شود. در این بیماری، دستگاه ایمنی بدن فرد مبتلا، بر علیه بافت عصبی خود واکنش التهابی نشان داده و موجب میلین زدایی بافت می شود (بجارندتیر[2]و همکاران 2007، 13؛ پنیچترا- مولکار[3] 1993، 25). شیوع روز افزون بیماری های تخریب کننده میلین به خصوص شایع ترین شکل آن یعنی مولتیپل اسکلروزیس به یکی از مشکلات مهم درمانی کشور تبدیل شده است، به طوری که اکنون این بیماری در زمره بیماری های خاص به حساب می آید و مدتی است که انجمن ام اس نیز فعالیت خود را آغاز نموده است (بن[4]، روبرت[5]و روسن[6]1994، 14). طبق گزارش انجمن ام اس ایران حدود 40 هزار نفر بیمار در کشور وجود دارد که 9000 نفر آن ها ثبت شده اند (آقا باقری و همکاران 1391، 1).
بیماری ام اس به علت مزمن بودن، می تواند تأثیر عمیقی بر فعالیت های روزانه زندگی شخص بگذارد، و از سوی دیگر چون در دورانی اتفاق می افتد که شخص مولد است، مشکلات عمده اقتصادی و اجتماعی نیز به بار می آورد (صافی، معین و سهامی 1390، 3). عوارض بیماری به علت ماهیت ناتوان کننده آن، تمام جنبه های زندگی فرد مبتلا را در بر می گیرد و در نتیجه روند طبیعی زندگی خانوادگی بیمار را مختل می
کند، از طرفی اکثریت قریب به اتفاق مبتلایان را جوانان تشکیل می دهند و این خود مشکل را تا محدوده وسیع اجتماع گسترش می دهد (ساداتنیا[7] 2005، 9 ). وجود دو عامل مذکور یعنی درگیر کردن جمعیت جوان یک جامعه و ایجاد از کار افتادگی، این بیماری را در کانون توجهات علمی قرار داده است. به این ترتیب، هدف اکثر تحولات علمی و عملی در این حیطه، فراهم کردن شرایطی است که تا حد امکان کیفیت زندگی بیماران دچار افت نشود و خانواده بیمار و جامعه آسیب کمتری ببینند
سبکهای فرزند پروری از جمله مفاهیمی است که مطرح کننده روشها و فنون برخورد والدین با فرزندان در خانواده میباشد. دارلینگ و استینبرگ (1993، به نقل از حیدری خواه، 1390) سبکهای فرزند پروری را منظومهای از نگرشها، نحوه برقراری ارتباط و روش نگهداری فرزند و همچنین جو عاطفی حاکم بر فضای رفتاری والدین تعریف میکنند. سبکهای فرزند پروری از سه جنبه مورد بررسی قرار گرفتهاند: اهداف مربوط به جامعهپذیری، عملکرد والدین در کسب اهداف از سوی فرزندان و جو عاطفی حاکم بر خانواده. منظور از اهداف، نتایج و غایتهایی است که والدین در جریان جامعهپذیری فرزندان خود در پی آن هستند. مقصود از عملکرد والدین نیز مجموعه کنشهای پدر و مادر، در نهایت منظور از جو عاطفی، مجموعه روابط عاطفی، دلبستگیها و انسجام میان اعضای دیگر خانواده میباشد (استینبرگ، 2001). نوع سبک فرزند پروری که والدین از خود نشان میدهند بر رشد کودک تأثیر بسیاری میگذارد (بورن استین و زلوتنیک، 2008). پژوهشهای مربوط به ارتباط والدین با کودک، که نگرشها و اعمال والدین را در فراینده فرزند پروری مورد بررسی قرار دادهاند، تحت تأثیر کارهای بامریند و بوری (1991) قرار دارد که به طور کلی سه الگوی حاکم بر روابط والدین و فرزندان را مطرح کرده است: قاطع، سهل گیر و مستبد.
طبق یافتههای استینبرگ، المن و مانتس، (1989) سبکهای فرزندپروری با موفقیت تحصیلی رابطه دارد و همچنین پژوهشهای استینبرگ (استینبرگ، 2001) نشان داده است که سبکهای فرزندپروری با شایستگی اجتماعی رابطه دارد. در مطالعات بامریند (1978)، بر این نکته
تاکید شده است که سبکهای فرزند پروری یکی از عوامل مؤثر در سازگاری اجتماعی، هیجانی و تحصیلی میباشد. که بر این اساس سبکهای فرزندپروری را به عنوان یکی از عوامل مؤثر در سازگاری اجتماعی، هیجانی و تحصیلی در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفت.