دانشگاه اصفهانهوش محاسباتی در مهندسی برق2821-068916120250421Transmission network voltage stability assessment using a new line stability indexارزیابی پایداری ولتاژ شبکه انتقال با استفاده از شاخص پایداری خط جدید1142796510.22108/isee.2023.137665.1632FAسید اسحاقصادقیدانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل ، بابل، ایران0000-0002-3247-9832اصغراکبری فروداستاد، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه سمنان، سمنان، ایرانمجیدشهابیدانشیار، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایرانJournal Article20230520Voltage stability assessment is one of the critical topics concerning the stability of power systems. With the increasing loading of transmission networks and its impact on downstream networks, the importance of studying this issue has gained attention even more. By presenting a new index, this paper evaluates the voltage stability of transmission systems. Employing the proposed index, network lines can be assessed in terms of voltage stability, and this means identifying weak network lines. Besides decreasing the calculation burden, the proposed index can boost accuracy. The index has been extended to consider the impact of the presence of distributed generations (DGs) and on-load tap changers (OLTC). To analyze and calculate the efficiency of the proposed index, two standard 9-bus and 14-bus transmission networks are utilized and the results are compared with other indices, showing that the results related to this index are reasonable and acceptable in comparison with those of other indices and impose a lower computational burden.ارزیابی پایداری ولتاژ، یکی از مسائل مهم در پایداری سیستم قدرت میباشد. با افزایش بارگیری از شبکههای انتقال و تاثیر آن بر شبکههای پایین دست، اهمیت بررسی این موضوع افزایش یافته است. در این مقاله، با ارائه یک شاخص جدید، پایداری ولتاژ شبکههای انتقال مورد ارزیابی قرار میگیرد. با استفاده از این شاخص میتوان خطوط شبکه را از نظر پایداری ولتاژ ارزیابی کرد؛ این به معنای شناسایی خطوط ضعیف شبکه است. شاخص پیشنهادی توانسته علاوه بر سادگی و کاهش حجم محاسبات، میزان دقت را افزایش دهد. در ادامه، شاخص پیشنهادی توسعه داده شده است تا بتواند تاثیر حضور منابع تولید پراکنده و تپ چنجر را در نظر بگیرد. به منظور تحلیل و ارزیابی عملکرد شاخص پیشنهادی، از 2 شبکه انتقال 9 باسه و14 باسه استاندارد استفاده شده و نتایج آن با شاخصهای دیگر مقایسه شده است. نتایج نشان میدهد که نتایج این شاخص نسبت به شاخصهای دیگر منطقی و قابل قبول بوده، دارای حجم محاسباتی کمتری میباشد.https://isee.ui.ac.ir/article_27965_60488a0a651448d4c90454996d740c7d.pdfدانشگاه اصفهانهوش محاسباتی در مهندسی برق2821-068916120250421Resilience-Oriented Power Distribution System Planning and Outage Management Based on Operational Situation Awarenessبرنامهریزی و مدیریت خاموشی سیستم توزیع توان الکتریکی تابآور مبتنی بر آگاهی از وضعیت عملیاتی15302980010.22108/isee.2025.144861.1729FAمرتضیحقشناساستادیار گروه مهندسی برق، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایرانرحمت اللههوشمنداستاد گروه مهندسی برق، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایرانJournal Article20250409Resilience characteristics in power systems and distribution networks refer to the system's ability to withstand severe disturbances with a low probability of occurrence. This paper proposes a two-level planning framework designed to increase resilience and manage outages in the distribution system by incorporating operational situation awareness. At the first level of the model, decisions are made regarding the allocation of repair crews and emergency generators within the distribution system, and the second stage evaluates the effectiveness of these decisions across various operational scenarios. The actions at the second level include preventive and emergency actions that aim to minimize power outages and the expected costs associated with operating the distribution system. Numerical analyses have been performed using the IEEE 69-bus test system. Simulation results not only validate the model's effectiveness but also demonstrate that integrating operational situation awareness into the resilience planning process significantly mitigates additional investment costs.
<strong>Keywords: </strong> ویژگی تابآوری در سیستمهای توزیع و سیستمهای توزیع به قابلیتهای سیستم در مقابله با اغتشاشات شدید با احتمال رخداد کم اشاره دارد. در این مقاله یک چارچوب برنامهریزی دوسطحی برای افزایش تابآوری و مدیریت خاموشیهای سیستم توزیع با در نظر گرفتن اثر آگاهی از وضعیت عملیاتی پیشنهاد شده است. در سطح اول مدل، تصمیمگیری برای تخصیص تیمهای تعمیرات و ژنراتورهای اضطراری به شبکه توزیع انجام میشود و در سطح دوم، کارایی این تصمیمات در سناریوهای مختلف بهرهبرداری ارزیابی خواهد شد. اقدامات در سطح دوم شامل اقدامات پیشگیرانه و اضطراری است که با هدف کاهش خاموشی و هزینههای مورد انتظار بهرهبرداری از سیستم توزیع انجام میشوند. مطالعات عددی بر روی شبکه 69 باسه IEEE انجام شده و نتایج شبیهسازی علاوه بر تأیید کارایی مدل، نشان داده است که درنظر گرفتن اثر آگاهی از وضعیت عملیاتی سیستم توزیع در فرآیند برنامهریزی تابآوری میتواند بهطور قابل ملاحظهای از هزینههای سرمایهگذاری اضافی جلوگیری کند.https://isee.ui.ac.ir/article_29800_1b29c473dfa437fda3cdbe7d0988caa4.pdfدانشگاه اصفهانهوش محاسباتی در مهندسی برق2821-068916120250421Numerical Study of ACET Assisting Concentrator for On-chip Analytical Detection of Low-concentration Analytesتحلیل المان محدود تغلیظگر AC الکترورمال برای بهبود تشخیص آنالیتهای غلظت کم مبتنی بر میکروتراشه31402991910.22108/isee.2025.143924.1721FAرضاحاجی آقایی وفاییدانشیار، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه بناب، بناب، ایرانسبحانشیخی ونداستادیار، دانشکده علوم و فناوریهای بین رشتهای، دانشگاه بناب ، بناب، ایرانJournal Article20250106Miniaturization has been widely applied in biosensing and immunosensing applications nowadays. Due to low Reynolds number flow, microchips usually suffer from mass transport and low detection yield. It should be noted that the antibody is immobilized on the surface of the biosensor, and the antigen is in the mobile phase. In this research, we propose an electrode structure to generate rotational flow near the biosensor and enhance the antibody-antigen binding process on the surface of the immune-sensor. Electrodes are excited at a proper voltage and frequency to generate an AC Electrothermal flow effect near the biosensor and concentrate the antigen to the immobilized antibodies. To study the AC electrothermal effect for an immunsensor, the physical equations, including electrostatic, fluid mechanics, temperature field, species concentration, and antibody-antigen binding reaction, is solved by the finite element method. By generating the electrothermal flow, the best location for the immunosensor is determined. The binding reaction is investigated both with and without applying the AC electrothermal effect. Based on the results with application of electrothermal flow (12-volt, 500 kHz), a rotational flow is induced and leads to a 9-fold improvement in antibody-antigen binding. The proposed system is studied for different Damköhler and Peclet numbers, and high throughput binding enhancement is observed for miniaturized and on-chip immunosensors.مینیاتورسازی (ریزسازی) امروزه به طور گسترده در کاربردهای زیستحسگری و ایمونوسنسینگ استفاده میشود. به دلیل عدد رینولدز پایین جریان، تراشههای میکروسیالی معمولاً با مشکلاتی مانند انتقال جرم ضعیف و بازده کم در آشکارسازی مواجه هستند. گفتنی است، در یک زیستحسگر، آنتیبادی بر روی سطح حسگر تثبیت میشود، در حالی که آنتیژن در فاز متحرک قرار دارد. در این پژوهش، ساختاری جدید از الکترود پیشنهاد میشود که قادر است جریان گردابی (چرخشی) در نزدیکی سطح زیستحسگر ایجاد کند و فرایند اتصال آنتیژن–آنتیبادی را بر روی سطح ایمونوسنسور بهبود بخشد. الکترودها با ولتاژ و فرکانس مناسب تحریک میشوند تا اثر جریان الکتروترمال متناوب را در مجاورت زیستحسگر ایجاد و آنتیژنها را به سمت آنتیبادیهای تثبیتشده متمرکز کنند. برای بررسی اثر الکتروترمال متناوب در ایمونوسنسور، معادلات فیزیکی شامل الکترواستاتیک، مکانیک سیالات، میدان دما، غلظت گونهها و واکنش اتصال آنتیژن–آنتیبادی با استفاده از روش المان محدود حل شدهاند. با ایجاد جریان الکتروترمال، بهترین محل برای قرارگیری ایمونوسنسور تعیین شد. واکنش اتصال در دو حالت با و بدون اعمال اثر الکتروترمال AC بررسی شد. نتایج نشان داد با اعمال جریان الکتروترمال (در ولتاژ 12 ولت و فرکانس 500 کیلوهرتز)، جریانی چرخشی در محیط ایجاد و موجب افزایش ۹ برابری در راندمان اتصال آنتیژن–آنتیبادی شد. سیستم پیشنهادی برای اعداد دامکولر و پکلت مختلف بررسی شد و بهبودی چشمگیر در کارایی اتصال و بازده در ایمونوسنسورهای ریزتراشهای مشاهده شد.https://isee.ui.ac.ir/article_29919_12c6df259b8f275dbb141e21085fb58c.pdfدانشگاه اصفهانهوش محاسباتی در مهندسی برق2821-068916120250421Fusion of Functional and Anatomical Images Based on Cartoon-Texture Analysis and Pulse-Coupled Neural Networkادغام تصاویر ساختاری و عملکردی بر مبنای تحلیل کارتون-بافت و شبکه عصبی پالس کوپل شده41582995010.22108/isee.2025.140251.1671FAروژینزمانزادهدانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی همدان، همدان، ایرانحمیدرضاشاهدوستیدانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی همدان، همدان، ایرانJournal Article20231229MRI and PET (or SPECT) image fusion enable the simultaneous visualization of anatomical details provided by the MRI image and functional details provided by the PET (or SPECT) image. This paper introduces a new image fusion framework for MRI and PET (or SPECT) medical images, which utilizes the features obtained through cartoon-texture decomposition in a pulse-coupled neural network. Firstly, the medical images are decomposed into cartoon and texture components such that the cartoon components represent piecewise smooth parts of the images with clear boundaries, and the texture components represent details of the images, such as edges and textured areas. Secondly, the cartoon components are fused by comparing the regional energy of coefficients, while the texture components are fused by feeding EOG (energy of image gradient) of coefficients into the pulse-coupled neural network to motivate the neurons. Experiments using several pairs of brain images show a state-of-the-art quality of the fused image, in terms of both visual appearance and objective criteria. Thanks to the efficient decomposition, the proposed method produces clear edges and details and does not suffer from color distortion.ادغام تصاویر MRI و PET (یا SPECT) نمایش همزمان جزئیات ساختاری و عملکردی که توسط تصاویر اولیه ثبت شده است را امکان پذیر می کند. در این مقاله یک مدل جدید جهت ادغام تصاویر MRI و PET (یا SPECT) پیشنهاد میشود که در این روش ویژگی های استخراج شده توسط تجزیه کارتون-بافت به عنوان ورودی به شبکه عصبی پالس کوپل شده داده میشود. بدین منظور ابتدا تصاویر پزشکی به مولفه های کارتون و بافت تجزیه شده به طوری که مولفه کارتون شامل بخشهای تکه ای یکنواخت با مرزهای مشخص و مولفه بافت جزئیات تصویر شامل لبه ها و بافت را شامل میشود. در گام دوم مولفه های کارتون هر دو تصویر بر اساس مقایسه انرژی ضرایب آنها با یکدیگر ادغام شده و مولفه های بافت هر دو تصویر بر اساس اعمال کردن ضرایب EOG (انرژی گردایان تصویر) به شبکه عصبی پالس کوپل شده ادغام میشوند. آزمایشات با استفاده از چندین تصویر پزشکی مغز انسان نشانده کیفیت روش پیشنهادی بر مبنای ارزیابی کمی و بصری است. با بهره گیری از یک تجزیه موثر، روش پیشنهادی مرزهای مشخص و جزئیات واضح تصاویر اولیه را داراست درحالیکه از اعوجاج رنگ مصون مانده است.https://isee.ui.ac.ir/article_29950_d99bd3b4d2e081b30acf125ce29455e2.pdfدانشگاه اصفهانهوش محاسباتی در مهندسی برق2821-068916120250421Face and Speech Emotion Recognition Using GSOAR Modelتشخیص احساسات چهره و گفتار بااستفاده از مدل GSOAR59743004810.22108/isee.2025.140659.1675FAمتینرمضانی شهرستانیگروه مهندسی کامپیوتر، واحد رشت، دانشگاه آزاد اسلامی، رشت، ایرانسارامعتمدگروه کامپیوتر، واحد فومن و شفت ، دانشگاه آزاد اسلامی ، فومن، ایرانمحمدرضایمقانیگروه مهندسی کامپیوتر، واحد لاهیجان، دانشگاه آزاد اسلامی، لاهیجان، ایرانJournal Article20240207In recent years, dynamic emotion recognition has become a crucial component for enhancing natural human-computer interaction. This paper proposes an advanced method for recognizing emotions in video files by combining facial and speech features, with a novel focus on improving the segmentation process to enhance recognition accuracy. The approach utilizes facial images and speech signals as the two primary inputs, which are integrated through an improved deep architecture. Feature fusion occurs at the extraction stage, employing an enhanced spectrogram for speech signals and AlexNet for both facial expression analysis and speech emotion recognition. To further enhance the accuracy of emotion recognition, the segmentation of extracted facial images is optimized using the Grey Wolf Optimization (GWO) algorithm, a powerful evolutionary technique inspired by the hunting behavior of grey wolves. This algorithm ensures better segmentation by adaptively dividing facial regions into meaningful parts, providing more informative features for dynamic recognition tasks. Feature selection is performed using Correlation-Based Feature Selection (CFS), while information fusion is guided by the SOAR cognitive model. The dynamic aspects of emotion recognition are addressed by employing dynamic deep learning techniques to implement the SOAR model. The proposed model is tested on the RAVDESS dataset, achieving an impressive accuracy of 91.23%, which demonstrates the effectiveness of the GWO algorithm in segmentation alongside multimodal fusion for dynamic emotion recognition.احساسات یک محرک مهم در تصمیم گیری و ارتباطات انسانی است. با افزایش اخیر تعامل انسان و رایانه، محاسبات عاطفی به یک موضوع تحقیقاتی پرطرفدار تبدیل شده است، با هدف توسعه سیستمهای محاسباتی که میتوانند احساسات انسان را درک کرده و به آنها پاسخ دهند. ماشینها، درست مانند انسانها، تشخیص احساسات را از طریق نشانههای مختلف به دست آمده از اهداف انجام میدهند. در سالهای اخیر، تشخیص احساسات بهعنوان روشی جدید برای تعامل انسان و رایانه مورد توجه محققان قرار گرفته است. هدف از این مقاله ارائه روشی کارآمد برای تشخیص حالات عاطفی از تصاویر چهره بر اساس مدل آمیخته یادگیری عمیق و مدل شناختی است. همچنین به منظور بهبود مدل، از 3DCNN-LA که یک نوآوری در مدل پیشنهادی است، برای افزایش نرخ تشخیص استفاده شده است. برای افزایش کارایی 3DCNN، وزن پارامترهای 3DCNN توسط LA تنظیم می شود. تمامی تست ها بر روی پایگاه داده eNTERFACE' 05 انجام شده و دقت تشخیص مدل ارائه شده در بهترین حالت برابر با 85.3% می باشد.https://isee.ui.ac.ir/article_30048_e93b9f91375c56d48ba4794f052f9d45.pdfدانشگاه اصفهانهوش محاسباتی در مهندسی برق2821-068916120250421Model-based Predictive Torque Control for Matrix Converter Fed Induction Motor Drive with Reactive Power Mitigationکنترل گشتاور به روش پیشبین مبتنی بر مدل در درایو موتور القایی تغذیهشده با مبدل ماتریسی، همراه با کاهش توان راکتیو75903030710.22108/isee.2025.145445.1744FAمتیننبی زادهدانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی برق، دانشکدۀ فنی و مهندسی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایرانپگاههمدانیاستادیار، گروه مهندسی راه آهن و برنامه ریزی حمل و نقل، دانشکدۀ مهندسی عمران و حمل و نقل، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایرانبهزادمیرزائیان دهکردیاستاد، گروه مهندسی برق، دانشکدۀ فنی و مهندسی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایرانJournal Article20250608Because of the inherent limitations of traditional AC-DC-AC converters, especially in electric motor drives, Matrix Converters (MCs), have attracted increasing attention as an alternative. Unlike traditional converters, MCs eliminate the necessity of a DC-link capacitor, support bidirectional power transfer, and enable precise reactive power management. These unique capabilities make MCs as a promising solution where advanced control is required. This study focuses on enhancing the performance of MCs by integrating Model Predictive Torque Control (MPTC) and uses a model predictive control (MPC) framework with a finite control set. The key aim is to control an induction motor (IM) drive fed through MC, exploiting the predictive nature of MPC to improve dynamic response and control flexibility over traditional approaches. The proposed controller’s cost function includes terms for accurate torque and flux tracking, as well as grid-side reactive power regulation. To evaluate the performance, the MC-driven IM drive with the MPTC scheme was compared against a standard AC-DC-AC converter under identical operating scenarios. The results reveal superior torque tracking and adequate reactive power compensation by the MC. Notably, the MC-driven IM drive achieved approximately a 40% reduction in current Total Harmonic Distortion (THD) compared to the AC-DC-AC converter, and the grid-side reactive power was significantly mitigated compared to the conventional system.به دلیل محدودیتهای ذاتی مبدلهای استاندارد AC-DC-AC، به ویژه در محرکۀ موتورهای الکتریکی، مبدلهای ماتریسی به عنوان جایگزینی مناسب مورد توجه قرار گرفتهاند. برخلاف مبدلهای سنتی، در مبدلهای ماتریسی، خازن لینکDC حذف میشود. همچنین، مبدلهای ماتریسی از انتقال توان دوسویه پشتیبانی و امکان مدیریت دقیق توان راکتیو را فراهم میکنند. این قابلیتهای منحصربهفرد، مبدلهای ماتریسی را به راهحلی برتر در کاربردهایی با نیاز به کنترل پیشرفته تبدیل کردهاند. این مقاله بر بهبود عملکرد مبدل ماتریسی از طریق بهکارگیری کنترل گشتاور به روش پیشبین مبتنی بر مدل تمرکز دارد. کنترلکنندۀ پیشبین مبتنی بر مدل بر مبنای مجموعۀ کنترلی محدود طراحی شده است. هدف اصلی کنترل محرکۀ موتور القایی تغذیهشده توسط مبدل ماتریسی با بهرهگیری از ویژگیهای کنترلکنندۀ پیشبین برای بهبود پاسخ دینامیکی و افزایش انعطافپذیری کنترلی نسبت به روشهای سنتی است. تابع هزینۀ کنترلکنندۀ پیشنهادی شامل مؤلفههایی برای ردگیری دقیق جریان و تنظیم توان راکتیو سمت شبکه است. یک سیستم مبدل ماتریسی با طرح کنترل گشتاور به روش پیشبین مبتنی بر مدل اجرا شده است و تحت شرایط کاری یکسان، یک مبدل استاندارد AC-DC-AC نیز اجرا شده است و در نهایت، عملکرد آنها مقایسه شده است. نتایج نشاندهندۀ ردگیری برتر جریان و جبران مؤثر توان راکتیو توسط مبدل ماتریسی است. به طور خاص، محرکۀ موتور القایی تغذیهشده توسط مبدل ماتریسی حدود ۴۰ درصد کاهش اعوجاج هارمونیکی کل جریان نسبت به مبدل AC-DC-AC داشته و همچنین، توان راکتیو سمت شبکه در آن به طرزی قابل ملاحظه در مقایسه با سیستم سنتی حذف شده است.https://isee.ui.ac.ir/article_30307_172cb1eb40368d54d4f57486ddcf7e43.pdf