دراسة و تحليل معدلات و مفككات التعديل النبضي المرمز (PULSE CODE MODULATION) PCM

إن تعديل الإشارات المرسلة من محطات الإرسال إلى محطات الاستقبال من أهم العوامل الهامة لضمان إرسال تلك الإشارات و استقبالها بأفضل جودة ممكنة. و يمثل التعديل الرقمي تطوراً كبيراً و قفزة سريعة في مجال الاتصالات و التعديل حصراً و الذي كان يعتمد على تعديل الإشارة التشابهية لأحد البارامترات و هي المطال و التردد و الطور إضافة إلى التعديل المرمَز للنبضات أي ترميز النبضات ترميزاً رقمياً و من ثمَ إرسال تلك الإشارة على شكل رموز رقمية. إذ يعتمد التعديل الرقمي على تحويل إشارة المعلومات المرسلة إلى إشارة رقمية (Bits ) و بالتالي إرسالها على شكل عينات أو نبضات ليتم بعدئذٍ إعادة بناءها في قسم الاستقبال اعتباراً من تلك العينات و إعادتها إلى إشارة تشابهية من جديد. و في الأنظمة الرقمية يتم تحويل المعلومات الرقمية إلى إشارات تماثلية ليتم إرسالها تماثلياً كما يحدث عند إرسال المعلومات الرقمية (كبيانات الحاسب) عبر خط هاتفي باستخدام المودم فيقوم المودم بتحويل المعلومات الرقمية إلى إشارات تماثلية في الطرف المرسل و يقوم بالعكس في الطرف المستقبل أما في الإرسال الرقمي كما في الشبكات المحلية السلكية wired local area networks فإن البيانات ترسل في حالتها الرقمية .

تصميم نموذج لمبدل DC-DC عالي الفعالية خاص بالنظام الكهروضوئي

تقدم هذه المقالة محاكاة لنموذج جديد مطور للمبدل DC-DC الرافع الخاص بالنظام الكهروضوئي و الذي يقدم فعالية عالية عند مجال عريض لتغير جهد الدخل. تدرس هذه المقالة، أنظمة الحلقة المفتوحة و أنظمة الحلقة المغلقة للمبدل المطور. حيث تم إجراء المحاكاة باستخدام Matlab. تم عرض نتائج المحاكاة و مقارنة النتائج للمبدل المطور مع نتائج محاكاة المبدل التقليدي.

تصميم و تنفيذ وحدة عرض رقمية باستخدام شرائح الأردوينو و الهاتف الخلوي

يقدم هذا البحث دراسة تفصيلية و تصميما عمليا لبناء و برمجة و تنفيذ منظومة لاستقبال الرسائل القصيرة المرسلة من هاتف خلوي أو أكثر إلى شريحة SIMالموضوعة ضمن دارة GSM-MODULE المتصل بدوره مع متحكم أصغري يقوم بترجمة هذه الرسالة و إظهارها على مصفوفة ضوئية.

تصميم و تنفيذ نظام شحن بطاريات شمسي متطور

إن الهدف الرئيس لهذا البحث هو تصميم نظام شحن بطاريات بالطاقة الشمسية الأعظمية, و قد تم استخدام نظام تتبع للاستطاعة الأعظمية Maximum power point tracking (MPPT) system, مكون من مبدل (رافع – خافض) للجهد المستمر buck-boost Direct Current DC/DC converter, المبدل مقاد بواسطة متحكم صغري, تمت برمجته بطريقة الموصلية المتزايدة Incremental Conductance (InCond) و تعد طريقة سهلة و موثوقة للتتبع. تم اختبار نظام الشحن المقترح و النتائج التي حصلنا عليها تؤكد التحكم الدائم بعملية الشحن للبطارية. تم إجراء دراسة مقارنة مع جهاز شحن شمسي يعتمد التحكم بعرض النبضة PWM, و قد أوضحت النتائج أنه تم شحن المدخرة الموصولة مع نظام الشحن المقترح بوقت أسرع, مع الأخذ بالحسبان ساعات الإشعاع الشمسي باليوم, و مواصفات اللوح الشمسي المستخدم, و هذا يؤكد وثوقية أداء نظام الشحن المقترح.

تطوير متحكم عائم مرتكز على تقنية الاضطراب و المراقبة لتحسين كفاءة نظم الطاقة الشمسية الكهروضوئية باستخدام MATLAB/SIMULINK

يعالج هذا البحث تحسين كفاءة نظم القدرة الشمسية الكهروضوئية باستخدام متحكم عائم لتتبع نقطة الاستطاعة العظمى، للتحكم في دورة عمل مبدل جهد مستمر لتحقيق عمل النظام الكهروضوئي عند نقطة الاستطاعة العظمى في ظل التغيرات الجوية المختلفة من شدة إشعاع شمسي و درجة حرارة محيطة. في هذا السياق، يقدم البحث نموذج جديد لمتحكم عائم MPPT-P&O Fuzzy مطور في بيئة Matlab/Simulink. يعتمد النموذج المقترح للمتحكم على تقنية الاضطراب و المراقبة P&O. حيث بطريقة مشابهة لتقنية P&O، تمثل كل من تغيرات الاستطاعة و التوتر للنظام الكهروضوئي، متغيرات دخل للمتحكم العائم المقترح، أما متغير الخرج فهو تغير نسبة التشغيل. الميزة الرئيسية للمتحكم العائم المطور، ترتكز على اعتبار أن خطوة تغير نسبة التشغيل ذات قيمة متغيرة و متعلقة بشكل مباشر بتغيرات الاستطاعة و التوتر للنظام الكهروضوئي. مما يمكن من التغلب على مشكلة الخطوة الثابتة لتغير نسبة التشغيل في المتحكم MPPT-P&O المرتكز على تقنية P&O التقليدية. إن عمل المتحكم العائم MPPT-P& Fuzzy، بخطوة تشغيل متغيرة يحقق سرعة استجابة عالية و كفاءة عالية لتتبع نقطة MPP عند التغيرات الجوية المفاجئة أو السريعة، مقارنة مع المتحكم التقليدي .MPPT-P&O أظهرت نتائج المحاكاة المنجزة في بيئة Matlab/Simulink، الأداء الأفضل للمتحكم العائم المطور MPPT-P&O Fuzzy عند تتبع نقطة MPP بتحقيق أداء ديناميكي أفضل و دقة عالية، مقارنة مع استخدام المتحكم التقليدي MPPT-P&O عند التغيرات الجوية المختلفة.

تحسين كفاءة نظم القدرة الشمسية الكهروضوئية باستخدام متحكم تتبع نقطة الاستطاعة العظمى المرتكز على مبدل رافع للجهد المستمر

يعالج هذا البحث تحسين كفاءة نظم القدرة الشمسية الكهروضوئية باستخدام متحكم تتبع نقطة الاستطاعة العظمى، المرتكز في عمله على تقنيات تتبع تستخدم طريقة التحكم المباشر للتحكم في دورة عمل مبدل جهد مستمر لتحقيق عمل النظام الكهروضوئي عند نقطة الاستطاعة العظمى في ظل التغيرات الجوية المختلفة من شدة إشعاع شمسي و درجة حرارة محيطة. في هذا السياق، يتركز عملنا على محاكاة مكونات نظام توليد الطاقة من نظام كهروضوئي، مبدل رافع للجهد المستمر و متحكم MPPT في بيئة Matlab/Simulink. تتم محاكاة المتحكم MPPT باعتماد عدة خوارزميات: خوارزمية التوتر الثابت، خوارزمية الإضطراب و المراقبة و خوارزمية زيادة الناقلية، باستخدام تابع Embedded MATLAB function. أظهرت نتائج المحاكاة فعالية المتحكم MPPT في زيادة استطاعة النظام الكهروضوئي مقارنة مع عدم استخدام متحكم MPPT. كما أظهرت النتائج الأداء الأفضل لمتحكم MPPT المعتمد على خوارزمية الإضطراب و المراقبة و خوارزمية زيادة الناقلية، مقارنة مع خوارزمية التوتر الثابت في تتبع نقطة الاستطاعة العظمى للنظام في ظل التغيرات الجوية.

دراسة و تنفيذ مبدل DC-DC بفعالية عالية للعمل مع الأنظمة الكهروشمسية المستقلة

يقدم هذا البحث دراسة تفصيلية وت نفيذا عمليا لمبدل رافع للجهد DC-DC باستطاعة 100W بفعالية عالية لمعمل مع نظام كهروشمسي مستقل. بحيث يتم اختيار أفضل العناصر للتصميم بأقل فقد في الطاقة، بهدف الوصول إلى أفضل مردود و ذلك من خلال الحساب النظري للمردود و اجراء محاكاة على برنامج ORCAD للتصميم و حساب المردود و مقارنة النتائج مع التصميم العملي. و كذلك يعرض البحث تأثير تغير التردد على مردود المبدل.

تطوير خوارزمية و برنامج حاسوبي لتحليل جريان الاستطاعة في نظم القدرة الكهربائية الحاوية على نظام VSC-HVDC

إن الحاجة إلى قابلية تحكم عالية في شبكات التيار المتناوب و/أو ربط أنظمة قدرة غير متزامنة (ذات تردد مختلف) يجعلان من نظام حلقة الوصل بالتيار المستمر عالي التوتر- مبدل منبع توتر VSC-HVDC link تقانة جذابة لمعظم شبكات نقل القدرة الكهربائية.من ميزات نظام VSC-HVDC قابلية التحكم العالية بالاستطاعة الفعلية و الردية على طرفي المبدلات و القدرة على حسين استقرار أنظمة القدرة AC المحيطة به. يتيح التحكم بجريان الاستطاعة تحقيق نقل استطاعة أعظمي، و استقرار نظام القدرة و تحسين جودة الطاقة الكهربائية و موثوقيتها. هدف البحث إلى تطوير نموذج رياضي و خوارزمية لتحليل جريان الاستطاعة في الحالة المستقرة لنظام قدرة كهربائية يحتوي على VSC-HVDC وسعت مصفوفة اليعقوبي في خوارزمية نيوتن- رافسون، و هي العلاقة بين التوتر و الاستطاعة في حالات عدم التطابق, بنتغيرات النظام VSC-HVDC من أجل التحكم بكل من الاستطاعة الفعلية و الردية و قيمة التوتر بشكل مستقل. أنجز برنامج حاسوبي، تضمن وسائل التحكم في بارامترات VSC-HVDC و أعطى خصائص تقارب عالية جداً. تضمنت الدراسة النظام BTB) VSC-HVDC link ) مبدلاه متصلا نعقب-عقب مباشرة و النظام full VSC-HVDC الذي يصل بين قضيبي تجميع تيار متناوب عبر حلقة وصل تيار مستمر DC link . جرى التحقق من الخوارزمية المطورة و فعالية البرنامج المنجز من خلال تطبيقه على عدد من الأنظمة القياسية و منها ما جرى على IEEE 14-bus system .

تصميم و تنفيذ الملف في المبدل الرافع للتوتر المستمر

تحتاج منابع التوتر المستمر مثل الخلايا الشمسية إلى رفع توتر خرجها لتحقيق ظروف تشغيل مناسبة لأحمالها. لذا غالباً ما تزود هذه الأنظمة بتقنيات الكترونيات القدرة بشكل عام و بمبدلات رافعة للتوتر المستمر بشكل خاص. يقدم البحث نموذجا رياضيا و خوارزمية لتصميم المبدل الرافع للتوتر من أجل قيم مختارة و بالتالي معرفة قيم عناصره و أهمها الملف. و استنادا إلى الخوارزمية المنجزة تم نمذجة و محاكاة دارة المبدل في بيئة ماتلاب/سيميولينك و ذلك لتحميل تأثير تغيير محارضة الملف في المبدل الرافع بشكل عام. بينت نتائج الإختبارات الحاسوبية دور الملف في تحديد نمط عمل المبدل كنمط مستمر أو متقطع. كما تضمن البحث النموذج الرياضي و الخوارزمية لتصميم الملف من حيث نواته نوعا و شكلا و ناقلا و من حيث عدد اللفات. تم اختيار الفيريت كمادة النواة للتقليل من الضياعات في حالة العمل على الترددات العالية، و تم تنفيذ الملف مخبريا و قيست محارضة الملف عمليا بعدة طرق.وضعت خوارزمية لبرنامج في بيئة الماتلاب/GUI بحيث تمكننا من إدخال بعض البيانات في الدخل (توتر الدخل و الخرج، التردد، الاستطاعة، تموج تيار الملف النسبي المئوي المسموح به) للحصول على عامل الدور المطلوب و تيار الملف الأصغري و الأعظمي المتوقع مروره و عدد اللفات، و المفاقيد في الملف .