فروشگاه تفکر فایل

فروشگاه تفکر فایل، فروشگاه فایلهای دانشجویی و دانش آموزی در زمینه های مختلف می باشد.

فروشگاه تفکر فایل

فروشگاه تفکر فایل، فروشگاه فایلهای دانشجویی و دانش آموزی در زمینه های مختلف می باشد.

دانلود فایل بررسی انواع تجهیزات خانواده FACTS

این نوشتار عهده دار معرفی ادوات جدید سیستم های مدرن انتقال انرژی می‌باشد که تحول زیادی را در بهره‌برداری و کنترل سیستمهای قدرت ایجاد خواهد کرد
دسته بندی برق
فرمت فایل doc
حجم فایل 3977 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل 60
بررسی انواع تجهیزات خانواده FACTS

فروشنده فایل

کد کاربری 1024

بررسی انواع تجهیزات خانواده FACTS

فهرست

عنوان

فصل اول : پیشگفتار

1-1 مقدمه

1-2 محدودیت های انتقال توان در سیستم های قدرت

1-2-1 عبور توان در مسیرهای ناخواسته

1-2-2 ضرفیت توان خطوط انتقال

1-3 مشخصه باپذیری خطوط انتقال

1-3-1 محدودیت حرارتی

1-3-2 محدودیت افت ولتاژ

1-3-3 محدودیت پایداری

1-4 راه حل‌ها

1-4-1 کاهش امپدانس خط با نصب خازن سری

1-4-2 بهبود پرفیل ولتاژ در وسط خط

1-4-3 کنترل توان با تغییر زاویه قدرت

1-5 راه حل‌های‌ کلاسیک

1-5-1 بانک‌های خازنی سری با کلیدهای مکانیکی

1-5-2 بانک‌های خازنی وراکتوری موازی قابل کنترل با کلیدهای مکانیکی

1-5-3 جابجاگر فاز

فصل دوم : آشنایی اجمالی با ادوات FACTS

2-1 مقدمه

2-2 انواع اصلی کنترل کننده های FACTS

2-2-1 کنترل کننده‌های سری

2-2-1-1 جبران ساز سنکرون استاتیکی به صورت سری(SSSC)

2-2-1-2 کنترل کننده‌های انتقال توان میان خط(IPFC)

2-2-1-3 خازن سری با کنترل تریستوری (TCSC)

2-2-1-4 خازن سری قابل کلیدزنی با تریستور (TSSSC)

2-2-1-5 خازن سری قابل کلید زنی با تریستور (TSSC)

2-2-1-6 راکتور سری قابل کلید زنی با تریستور (TSSR)

2-2-1-7 راکتور با کنترل تریستوری (TCSR)

2-2-2 کنترل کننده‌های موازی

2-2-2-1 جبران کننده سنکرون استاتیکی(STATCOM)

2-2-2-2 مولد سنکرون استاتیکی (SSG)

2-2-2-3 جبران ساز توان راکتیو استاتیکی(SVC)

2-2-2-4 راکتور قابل کنترل با تریستور (TCR)

2-2-2-5 راکتور قابل کلیدزنی با تریستور(TSR)

2-2-2-6 خازن قابل کلیدزنی با تریستور (TSC)

2-2-2-7 مولد یا جذب کننده توان راکتیو (SVG)

2-2-2-8 سیستم توان راکتیو استاتیکی (SVS)

2-2-2-9 ترمز مقاومتی با کنترل تریستوری (TCBR)

2-2-3 کنترل کننده ترکیبی سری – موازی

2-2-3-1 کنترل کننده یکپارچه انتقال توان (UPFC)

2-2-3-2 محدود کننده ولتاژ با کنترل تریستوری(TCVL)

2-2-3-3 تنظیم کننده ولتاژ با کنترل تریتسوری (TCVR)

2-2-3-4 جبران‌سازهای استاتیکی توان راکتیو SVC و STATCOM

2-3 مقایسه میان SVC و STATCOM

2-4 خازن سری کنترل شده با تریستور GTO (GCSC)

2-5 خازن سری سوئیچ شده با تریستور (TSSC)

2-6 خازن سری کنترل شده با تریستور (TCSC)

فصل سوم : بررسی انواع کاربردی ادوات FACTS

3-1 مقدمه

3-2 منبع ولتاژ سنکرون بر پایه سوئیچینگ مبدل

3-3 کنترل کننده توان عبوری بین خطی (IPFC)

3-4 جبرانگر سنکرون استاتیکی سری (SSSC)

3-5 جبرانگر سنکرون استاتیکی (STATCOM)

3-6 آشنایی با UPFC

3-6-1 تاثیر UPFC بر منحنی بارپذیری

3-6-2 معرفی UPFC

3-7 آشنایی با SMES

3-7-1 نحوه کار سیستم SMES

3-7-2 مقایسه SMES با دیگر ذخیره کننده های انرژی

3-8 آشنایی با UPQC

3-8-1 ساختار و وظایف UPQC

3-9 آشنایی با HVDCLIGHT

3-9-1 مزایای سیستم HVDCLIGHT

3-9-2 کاربرد سیستم HVDCLIGHT

3-9-3 عیب سیستم HVDCLIGHT

3-9-4 بررسی اضافه ولتاژهای داخلی در خطوط انتقال قدرت HVDC

3-10 مقایسه SCC و TCR از دیدگاه هارمونیک های تزریقی به شبکه توزیع

3-11 SVC

3-12 مبدل های منبع ولتاژ VSC

فصل چهارم : نتیجه گیری

منابع

فصل اول پیشگفتار1-1 مقدمه این نوشتار عهده دار معرفی ادوات جدید سیستم های مدرن انتقال انرژی می‌باشد که تحول زیادی را در بهره‌برداری و کنترل سیستمهای قدرت ایجاد خواهد کرد. با رشد روز افزون مصرف،سیستمهای انتقال انرژی با بحران محدودیت انتقال توان مواجه هستند.این محدودیتها عملاً بخاطر حفظ پایداری و تامین سطح مجاز ولتاژ بوجود می‌آیند.بنابراین ظرفیت بهره‌برداری عملی خطوط انتقال بسیار کمتر از ظرفیت واقعی خطوط که همان حد حرارتی آنهاست ، می‌باشد.این امر موجب عدم بهره برداری بهینه از سیستم‌های انتقال انرژی خواهد شد.یکی از راههای افزایش ظرفیت انتقال توان‌،‌احداث خطوط جدید است که این امر هم چندان ساده نیست ومشکلات فراوانی را به همراه دارد.با پیشرفت صنعت نیمه هادیها و استفاده آنها در سیستم قدرت،مفهوم سیستم های انتقال انرژی انعطاف‌پذیر(FACTS) مطرح شد که بدون احداث خطوط جدید بتوان از ظرفیت واقعی سیستم انتقال استفاده کرد.پیشرفت اخیر صنعت الکترونیک در طراحی کلیدهای نیمه هادی با قابلیت خاموش شدن و استفاده از آن در مبدل های منبع ولتاژ در سطح توان و ولتاژ سیستم قدرت علاوه بر معرفی ادوات جدیدتر،تحولی در مفهوم FACTS بوجود آورد و سیستمهای انتقال انرژی را بسیار کارآمدتر و موثرتر خواهد کرد . برای درک بهتر و شناساندن مشخصات برجسته این ادوات درقدم اول لازم است مشکلات موجود سیستم های انتقال انرژی شناسائی شوند.آنگاه راه حل های کلاسیک برای رفع آنها بیان می شوند.مبدل‌های منبع ولتاژ،که ساختار کلیه ادوات جدید FACTS بر آن استوار است در بخش بعدی مورد بحث قرار می گردد و در خاتمه نسل جدید ادوات FACTS معرفی می شوند . 1-2 محدودیتهای انتقال توان در سیستمهای قدرت یک سیستم قدرت از سه قسمت عمده تولید،انتقال و مصرف تشکیل شده است. هدف یک مهندس بهره‌بردار قدرت این است که توان خواسته شده مصرف‌کننده را تحت ولتاژ ثابت و فرکانس معین تامین نماید.از لحاظ کنترل روی مصرف کننده نمی توان محدودیت زیادی اعمال کرد زیرا او خریدار است و خواسته هایش باید تامین شود.در نتیجه ، کنترل اصلی در شبکه برق روی بخش تولید و انتقال است.حالت مطلوب در سیستم تولید و انتقال این است که این سیستم بایستی قابلیت تولید و انتقال توان خواسته شده را دارا باشد.معمولاً در طراحی اولیه،این خواسته در نظر گرفته می شود.ولی با گذشت زمان تغییراتی از قبیل رشد مصرف،اتصال شبکه‌های دیگر به شبکه قبلی و تاسیس نیروگاهها و خطوط انتقال جدید و ... این تعادل را بر هم زده و محدودیت هایی را در بهره ‌برداری از شبکه قدرت بوجود می آورند. گسترش سیستم های قدرت و به هم پیوستن آنها در دو ناحیه متمایز صورت گرفت. ناحیه ای با درصد جمعیت زیاد و وجود نیروگاه های نزدیک به مصرف که توسعه سیستم قدرت را تبدیل به یک شبکه به هم‌پیوسته غربالی تبدیل کرده است ، مثل شبکه های قدرت در اروپا و شرق ایالات متحده آمریکا و ناحیه‌ای که مقدار توان عظیمی را از نیروگاههای آبی به مراکز مصرف در فواصل دور تحویل می دهد.از قبیل سیستمهای موجود در کانادا و برزیل . الحاق شبکه‌ها به هم علاوه بر مزیت فراوانی که در برداشت،مشکلات عدیده‌ای را هم به همراه آورد. مشکلی که در انتقال توان سیستم‌های به هم پیوسته غربالی وجود دارد، عبور توان در مسیرهای ناخواسته است که به عنوان مشکل توان در حلقه شناخته می شود.عبور این توان در مسیرهای ناخواسته موجب افزایش بار غیر مجاز و عدم بهره‌برداری بهینه از سیستم خواهد شد.لذا بایستی به طریقی توان عبوری از یک مسیر را کنترل نموده و از طرفی برای سیستم های انتقال انرژی طولانی مسئله توان در حلقه مشکل ساز نیست بلکه مشکل عمده در این سیستم ها ، مسئله پایداری گذرا و افت ولتاژ غیر مجاز است.به این معنی که برای حفظ پایداری شبکه و تثبیت سطح ولتاژ مجاز،توان عبوری در سیستم انتقال باید محدود شود.بر این اساس،حالت ایده‌آل یک سیستم انتقال انرژی موقعی است که : 1. کنترل توان در مسیرهای خواسته شده انجام پذیرد. 2. ظرفیت بهره برداری کلیه خطوط در حد ظرفیت حرارتی قرار داشته باشد.در نتیجه مشکلات عمده در بهره‌برداری از سیستم‌های انتقال انرژی عبارتند از عبور توان در مسیرهای ناخواسته و عدم بهره‌برداری از ظرفیت سیستم‌های انتقال در حد ظرفیت حرارتی. 1-2-1 عبور توان در مسیرهای ناخواسته برای بررسی مسئله عبور توان در مسیرهای ناخواسته ، سیستم شکل (1-1) زیر را در نظر بگیرید. شکل (1-1) سیستم مورد مطالعه برای مساله توان در حلقهدر این سیستم دو ژنراتور A وB به ترتیب با تولید MW2000 وMW 1000،توان درخواستیMW3000 را از طریق خطوط AC با قدرت انتقالیMW 2000،(MW1000)AB،(MW1250) BC به بار نقطه C تحویل می دهند.قابل ذکر است که عبور توان در یک شبکه بعلت پارامترهای خطوط انتقالی به آسانی قابل کنترل نیست و در نتیجه،همانطور که در شکل نشان داده شده است ، خط BC بیش از قدرت نامی خویش توان انتقال می دهد.در حالیکه خطوط AC و AB هنوز توانائی انتقال توان بیشتر را دارند.اگر مصرف کننده C بخواهد توان بیشتری را تقاضا کند با وجود ظرفیت خالی خطوط مذکور انتقال توان به این مصرف کننده بخاطر افزایش بار خط BC امکان پذیر نخواهد بود. 1-2-2 ظرفیت توان خطوط انتقال برای بررسی مشکل دیگر سیستم های انتقال انرژی(عدم بهره برداری از ظرفیت کامل خطوط)لازم است مشخصه بار پذیری خطوط انتقال و مسایل وابسته به آن شناسائی شوند . 1-3 مشخصه بار پذیری خطوط انتقال سیستم های خطوط انتقال انرژی که توان نیروگاه های دور دست را به مصرف کننده می رسانند،به خاطر مسایل پایداری و افت ولتاژ،ظرفیت بارپذیری خطوط با مقدار واقعی آن تفاوت زیادی خواهد داشت. بارپذیری یک خط طبق تعریف برابر با حد بارگذاری خط (برحسب درصدی از بار امپدانس ضربه)در محدوده های مشخص حرارتی،افت ولتاژ و پایداری است. برای نخستین بار آقای Clair.St درسال 1953میلادی این مفهوم را مطرح کرد و بر اساس ملاحظات علمی و تجربی،منحنی‌های قابلیت انتقال توان خطوط را در محدوده ولتاژ 330 کیلووات و تا طول 400‌مایل را بدست آورد .این منحنی‌ها(که به نام خودش مشهور است)ابزار ارزشمندی برای مهندسان طراحی سیستم‌های انتقال برای تخمین سریع حدود حداکثر بارگذاری خطوط است بعدها کار او بصورت محاسباتی تعمیم داده شده است بر اساس این مطالعات مشخصه بارپذیری خطوط انتقال توسعه سه عامل محدود می‌شود: محدودیت حرارتی،محدودیت افت ولتاژ و محدودیت پایداری. برای بررسی این محدودیت ها سیستم شکل (2-1) را در نظر می گیریم که دو انتهای سیستم انتقال(پایانه ارسالی و پایانه دریافتی)توسط مدل تونن آن نشان داده شده است. شکل(2-1). مدل ساده شده شبکه برای مطالعه مشخصه بارپذیری1-3-1 محدودیت حرارتی (Thermal Limits)حرارت حاصل از عبور جریان خطوط انتقال دوتاثیر نامطلوب دارد: - ذوب شدن و از دست دادن تدریجی قدرت مکانیکی هادی آلومینیومی بعلت قرار گرفتن در معرض دماهای بالا بطور مداوم. - افزایش انحنای خط و کاهش فاصله آن با زمین به دلیل انبساط خط در دماهای بالا (شکل 3-1) معمولاً دومین عامل از عوامل فوق،حداکثر دمای کاری مجاز را تعیین می کند. در این حد،انحنانی خط به حداکثر مجاز خود نسبت به زمین می رسد. بر اساس ملاحظات مربوط به ذوب،حداکثر دمای مجاز برای خطوط با مقدار آلومینیوم بالا مساوی 127 و برای سایر هادیها 150 است.حداکثر جریان مجاز، بستگی به دمای محیط و سرعت بالا دارد . ثابت زمانی حرارتی در حدود 10 تا 20 دقیقه است از این رو بین ظرفیت‌نامی پیوسته و ظرفیت نامی زمان محدود می توان تفاوت قایل شد.بر این اساس در وضعیت‌های اضطراری با در نظر گرفتن جریان قبل از اغتشاش،دمای محیط و سرعت باد،از ظرفیت نامی زمان محدود استفاده کرد. شکل (3-1). فاصله مجاز خط انتقال از زمین و تاثیر دمای هادی در انبساط طول1-3-2 محدودیت افت ولتاژ با در نظر گرفتن مدل خط انتقال و پارامترهای تشکیل دهنده آن،پروفیل ولتاژ برای سیستم شکل (2-1) به ازای فاصله خط و توان انتقالی نامی و بی‌باری در شکل(4-1)نشان داده شده است.همانطور که ملاحظه می شود،ولتاژ خط در طول خط ثابت نبوده و شدیداً تابعی از توان انتقالی خط خواهد بود.این تغییرات ولتاژ بایستی درمحدوده مجاز باشد لذا انتقال توان در این خطوط محدود به تغییرات دامنه ولتاژ خواهد بود.به بیان دیگراگر طول خط را به عنوان یک پارامتر در نظر بگیریم مشخصه بارپذیری خط را تابعی از طول خط بر‌اساس محدودیت افت ولتاژ را می توان بصورت زیر محاسبه کرد. مقادیر ولتاژ پایانه های ارسالی و دریافت و بر اساس محاسبه پخش بار بدست می آید و برای این سیستم محدودیت افت ولتاژ 5% در نظر گرفته شده است.آنگاه طول خط به عنوان یک پارامتر در نظر گرفته و با مقدار اولیه آن شروع می کنیم و دامنه ولتاژ را حساب می کنیم. مقدار بر اساس افت ولتاژ مجاز 5% چک می شود.اگر به حد مجاز رسید آنگاه انتقال توان به محدودیت افت ولتاژ رسیده و را از رابطه زیر محاسبه می کنیم . (5-1) سپس با جایگزینی آن در رابطه زیر مقدار توان پایانه ارسالی محاسبه می شود. (6-1) که A و B پارامترهای مشخصه خطوط انتقال و و زوایای آنها هستند و زاویه بین و می باشد.نسبت مقدار Ps/Psil بارپذیری را بر حسب پریونیت بیان می کند. اگر افت ولتاژ مرحله قبلی در محدوده مجاز خود قرار داشت.آنگاه افزایش داده می شود و از معادله (1-1) بدست می آید . سپس مقدار جدید طول خط این حلقه محاسباتی تکرار می شود تا مشخصه بارپذیری خط انتقال بر حسب تابعی از طول خط متناظر با محدودیت افت ولتاژ بدست می آید . شکل (4-1) . تغییرات ولتاژ وسط خط انتقال سیستم شکل (2-1) برای توان های انتقالی متفاوت1-3-3 محدودیت پایداری با توجه به مشخصه توان–زاویه سیستم شکل (2-1) که در شکل (5-1) نشان داده شده است،ملاحظه می شود که در حالت ایده‌آل ژنراتور می تواند ماکزیمم توان انتقالی خود را در زاویه 90 درجه انتقال دهد که عملاً به خاطر ملاحظات پایداری با ضریب اطمینان 30% از ژنراتور بهره‌برداری می کنند.یعنی ماکزیمم توان خروجی ژنراتور نبایستی از 70% ظرفیت ماکزیم توان انتقالی خط افزایش یابد.زاویه ژنراتور متناظر با این محدودیت با استفاده از رابطه توان حدوداً بدست می آید. شکل (5-1) این محدودیت را برای خطوط انتقال با طول‌های متفاوت(یعنی امپدانس‌های متفاوت)نشان می دهد.همانطور که ملاحظه می شود با افزایش امپدانس خط(یا طول خط) برای تامین ضریب اطمینان 30% پایداری( متناظر با )، مقدار توان انتقالی مجاز متفاوت خواهد بود .


58

فصل اول پیشگفتار1-1 مقدمه این نوشتار عهده دار معرفی ادوات جدید سیستم های مدرن انتقال انرژی می‌باشد که تحول زیادی را در بهره‌برداری و کنترل سیستمهای قدرت ایجاد خواهد کرد. با رشد روز افزون مصرف،سیستمهای انتقال انرژی با بحران محدودیت انتقال توان مواجه هستند.این محدودیتها عملاً بخاطر حفظ پایداری و تامین سطح مجاز ولتاژ بوجود می‌آیند.بنابراین ظرفیت بهره‌برداری عملی خطوط انتقال بسیار کمتر از ظرفیت واقعی خطوط که همان حد حرارتی آنهاست ، می‌باشد.این امر موجب عدم بهره برداری بهینه از سیستم‌های انتقال انرژی خواهد شد.یکی از راههای افزایش ظرفیت انتقال توان‌،‌احداث خطوط جدید است که این امر هم چندان ساده نیست ومشکلات فراوانی را به همراه دارد.با پیشرفت صنعت نیمه هادیها و استفاده آنها در سیستم قدرت،مفهوم سیستم های انتقال انرژی انعطاف‌پذیر(FACTS) مطرح شد که بدون احداث خطوط جدید بتوان از ظرفیت واقعی سیستم انتقال استفاده کرد.پیشرفت اخیر صنعت الکترونیک در طراحی کلیدهای نیمه هادی با قابلیت خاموش شدن و استفاده از آن در مبدل های منبع ولتاژ در سطح توان و ولتاژ سیستم قدرت علاوه بر معرفی ادوات جدیدتر،تحولی در مفهوم FACTS بوجود آورد و سیستمهای انتقال انرژی را بسیار کارآمدتر و موثرتر خواهد کرد . برای درک بهتر و شناساندن مشخصات برجسته این ادوات درقدم اول لازم است مشکلات موجود سیستم های انتقال انرژی شناسائی شوند.آنگاه راه حل های کلاسیک برای رفع آنها بیان می شوند.مبدل‌های منبع ولتاژ،که ساختار کلیه ادوات جدید FACTS بر آن استوار است در بخش بعدی مورد بحث قرار می گردد و در خاتمه نسل جدید ادوات FACTS معرفی می شوند . 1-2 محدودیتهای انتقال توان در سیستمهای قدرت یک سیستم قدرت از سه قسمت عمده تولید،انتقال و مصرف تشکیل شده است. هدف یک مهندس بهره‌بردار قدرت این است که توان خواسته شده مصرف‌کننده را تحت ولتاژ ثابت و فرکانس معین تامین نماید.از لحاظ کنترل روی مصرف کننده نمی توان محدودیت زیادی اعمال کرد زیرا او خریدار است و خواسته هایش باید تامین شود.در نتیجه ، کنترل اصلی در شبکه برق روی بخش تولید و انتقال است.حالت مطلوب در سیستم تولید و انتقال این است که این سیستم بایستی قابلیت تولید و انتقال توان خواسته شده را دارا باشد.معمولاً در طراحی اولیه،این خواسته در نظر گرفته می شود.ولی با گذشت زمان تغییراتی از قبیل رشد مصرف،اتصال شبکه‌های دیگر به شبکه قبلی و تاسیس نیروگاهها و خطوط انتقال جدید و ... این تعادل را بر هم زده و محدودیت هایی را در بهره ‌برداری از شبکه قدرت بوجود می آورند. گسترش سیستم های قدرت و به هم پیوستن آنها در دو ناحیه متمایز صورت گرفت. ناحیه ای با درصد جمعیت زیاد و وجود نیروگاه های نزدیک به مصرف که توسعه سیستم قدرت را تبدیل به یک شبکه به هم‌پیوسته غربالی تبدیل کرده است ، مثل شبکه های قدرت در اروپا و شرق ایالات متحده آمریکا و ناحیه‌ای که مقدار توان عظیمی را از نیروگاههای آبی به مراکز مصرف در فواصل دور تحویل می دهد.از قبیل سیستمهای موجود در کانادا و برزیل . الحاق شبکه‌ها به هم علاوه بر مزیت فراوانی که در برداشت،مشکلات عدیده‌ای را هم به همراه آورد. مشکلی که در انتقال توان سیستم‌های به هم پیوسته غربالی وجود دارد، عبور توان در مسیرهای ناخواسته است که به عنوان مشکل توان در حلقه شناخته می شود.عبور این توان در مسیرهای ناخواسته موجب افزایش بار غیر مجاز و عدم بهره‌برداری بهینه از سیستم خواهد شد.لذا بایستی به طریقی توان عبوری از یک مسیر را کنترل نموده و از طرفی برای سیستم های انتقال انرژی طولانی مسئله توان در حلقه مشکل ساز نیست بلکه مشکل عمده در این سیستم ها ، مسئله پایداری گذرا و افت ولتاژ غیر مجاز است.به این معنی که برای حفظ پایداری شبکه و تثبیت سطح ولتاژ مجاز،توان عبوری در سیستم انتقال باید محدود شود.بر این اساس،حالت ایده‌آل یک سیستم انتقال انرژی موقعی است که : 1. کنترل توان در مسیرهای خواسته شده انجام پذیرد. 2. ظرفیت بهره برداری کلیه خطوط در حد ظرفیت حرارتی قرار داشته باشد.در نتیجه مشکلات عمده در بهره‌برداری از سیستم‌های انتقال انرژی عبارتند از عبور توان در مسیرهای ناخواسته و عدم بهره‌برداری از ظرفیت سیستم‌های انتقال در حد ظرفیت حرارتی. 1-2-1 عبور توان در مسیرهای ناخواسته برای بررسی مسئله عبور توان در مسیرهای ناخواسته ، سیستم شکل (1-1) زیر را در نظر بگیرید. شکل (1-1) سیستم مورد مطالعه برای مساله توان در حلقهدر این سیستم دو ژنراتور A وB به ترتیب با تولید MW2000 وMW 1000،توان درخواستیMW3000 را از طریق خطوط AC با قدرت انتقالیMW 2000،(MW1000)AB،(MW1250) BC به بار نقطه C تحویل می دهند.قابل ذکر است که عبور توان در یک شبکه بعلت پارامترهای خطوط انتقالی به آسانی قابل کنترل نیست و در نتیجه،همانطور که در شکل نشان داده شده است ، خط BC بیش از قدرت نامی خویش توان انتقال می دهد.در حالیکه خطوط AC و AB هنوز توانائی انتقال توان بیشتر را دارند.اگر مصرف کننده C بخواهد توان بیشتری را تقاضا کند با وجود ظرفیت خالی خطوط مذکور انتقال توان به این مصرف کننده بخاطر افزایش بار خط BC امکان پذیر نخواهد بود. 1-2-2 ظرفیت توان خطوط انتقال برای بررسی مشکل دیگر سیستم های انتقال انرژی(عدم بهره برداری از ظرفیت کامل خطوط)لازم است مشخصه بار پذیری خطوط انتقال و مسایل وابسته به آن شناسائی شوند . 1-3 مشخصه بار پذیری خطوط انتقال سیستم های خطوط انتقال انرژی که توان نیروگاه های دور دست را به مصرف کننده می رسانند،به خاطر مسایل پایداری و افت ولتاژ،ظرفیت بارپذیری خطوط با مقدار واقعی آن تفاوت زیادی خواهد داشت. بارپذیری یک خط طبق تعریف برابر با حد بارگذاری خط (برحسب درصدی از بار امپدانس ضربه)در محدوده های مشخص حرارتی،افت ولتاژ و پایداری است. برای نخستین بار آقای Clair.St درسال 1953میلادی این مفهوم را مطرح کرد و بر اساس ملاحظات علمی و تجربی،منحنی‌های قابلیت انتقال توان خطوط را در محدوده ولتاژ 330 کیلووات و تا طول 400‌مایل را بدست آورد .این منحنی‌ها(که به نام خودش مشهور است)ابزار ارزشمندی برای مهندسان طراحی سیستم‌های انتقال برای تخمین سریع حدود حداکثر بارگذاری خطوط است بعدها کار او بصورت محاسباتی تعمیم داده شده است بر اساس این مطالعات مشخصه بارپذیری خطوط انتقال توسعه سه عامل محدود می‌شود: محدودیت حرارتی،محدودیت افت ولتاژ و محدودیت پایداری. برای بررسی این محدودیت ها سیستم شکل (2-1) را در نظر می گیریم که دو انتهای سیستم انتقال(پایانه ارسالی و پایانه دریافتی)توسط مدل تونن آن نشان داده شده است. شکل(2-1). مدل ساده شده شبکه برای مطالعه مشخصه بارپذیری1-3-1 محدودیت حرارتی (Thermal Limits)حرارت حاصل از عبور جریان خطوط انتقال دوتاثیر نامطلوب دارد: - ذوب شدن و از دست دادن تدریجی قدرت مکانیکی هادی آلومینیومی بعلت قرار گرفتن در معرض دماهای بالا بطور مداوم. - افزایش انحنای خط و کاهش فاصله آن با زمین به دلیل انبساط خط در دماهای بالا (شکل 3-1) معمولاً دومین عامل از عوامل فوق،حداکثر دمای کاری مجاز را تعیین می کند. در این حد،انحنانی خط به حداکثر مجاز خود نسبت به زمین می رسد. بر اساس ملاحظات مربوط به ذوب،حداکثر دمای مجاز برای خطوط با مقدار آلومینیوم بالا مساوی 127 و برای سایر هادیها 150 است.حداکثر جریان مجاز، بستگی به دمای محیط و سرعت بالا دارد . ثابت زمانی حرارتی در حدود 10 تا 20 دقیقه است از این رو بین ظرفیت‌نامی پیوسته و ظرفیت نامی زمان محدود می توان تفاوت قایل شد.بر این اساس در وضعیت‌های اضطراری با در نظر گرفتن جریان قبل از اغتشاش،دمای محیط و سرعت باد،از ظرفیت نامی زمان محدود استفاده کرد. شکل (3-1). فاصله مجاز خط انتقال از زمین و تاثیر دمای هادی در انبساط طول1-3-2 محدودیت افت ولتاژ با در نظر گرفتن مدل خط انتقال و پارامترهای تشکیل دهنده آن،پروفیل ولتاژ برای سیستم شکل (2-1) به ازای فاصله خط و توان انتقالی نامی و بی‌باری در شکل(4-1)نشان داده شده است.همانطور که ملاحظه می شود،ولتاژ خط در طول خط ثابت نبوده و شدیداً تابعی از توان انتقالی خط خواهد بود.این تغییرات ولتاژ بایستی درمحدوده مجاز باشد لذا انتقال توان در این خطوط محدود به تغییرات دامنه ولتاژ خواهد بود.به بیان دیگراگر طول خط را به عنوان یک پارامتر در نظر بگیریم مشخصه بارپذیری خط را تابعی از طول خط بر‌اساس محدودیت افت ولتاژ را می توان بصورت زیر محاسبه کرد. مقادیر ولتاژ پایانه های ارسالی و دریافت و بر اساس محاسبه پخش بار بدست می آید و برای این سیستم محدودیت افت ولتاژ 5% در نظر گرفته شده است.آنگاه طول خط به عنوان یک پارامتر در نظر گرفته و با مقدار اولیه آن شروع می کنیم و دامنه ولتاژ را حساب می کنیم. مقدار بر اساس افت ولتاژ مجاز 5% چک می شود.اگر به حد مجاز رسید آنگاه انتقال توان به محدودیت افت ولتاژ رسیده و را از رابطه زیر محاسبه می کنیم . (5-1) سپس با جایگزینی آن در رابطه زیر مقدار توان پایانه ارسالی محاسبه می شود. (6-1) که A و B پارامترهای مشخصه خطوط انتقال و و زوایای آنها هستند و زاویه بین و می باشد.نسبت مقدار Ps/Psil بارپذیری را بر حسب پریونیت بیان می کند. اگر افت ولتاژ مرحله قبلی در محدوده مجاز خود قرار داشت.آنگاه افزایش داده می شود و از معادله (1-1) بدست می آید . سپس مقدار جدید طول خط این حلقه محاسباتی تکرار می شود تا مشخصه بارپذیری خط انتقال بر حسب تابعی از طول خط متناظر با محدودیت افت ولتاژ بدست می آید . شکل (4-1) . تغییرات ولتاژ وسط خط انتقال سیستم شکل (2-1) برای توان های انتقالی متفاوت1-3-3 محدودیت پایداری با توجه به مشخصه توان–زاویه سیستم شکل (2-1) که در شکل (5-1) نشان داده شده است،ملاحظه می شود که در حالت ایده‌آل ژنراتور می تواند ماکزیمم توان انتقالی خود را در زاویه 90 درجه انتقال دهد که عملاً به خاطر ملاحظات پایداری با ضریب اطمینان 30% از ژنراتور بهره‌برداری می کنند.یعنی ماکزیمم توان خروجی ژنراتور نبایستی از 70% ظرفیت ماکزیم توان انتقالی خط افزایش یابد.زاویه ژنراتور متناظر با این محدودیت با استفاده از رابطه توان حدوداً بدست می آید. شکل (5-1) این محدودیت را برای خطوط انتقال با طول‌های متفاوت(یعنی امپدانس‌های متفاوت)نشان می دهد.همانطور که ملاحظه می شود با افزایش امپدانس خط(یا طول خط) برای تامین ضریب اطمینان 30% پایداری( متناظر با )، مقدار توان انتقالی مجاز متفاوت خواهد بود .


بررسی انواع تجهیزات خانواده FACTS پروژه تحقیق مقاله پژوهش پایان نامه دانلود پروژه دانلود تحقیق
محبوبه یکشنبه 15 اردیبهشت 1398 ساعت 21:07
0 نظر

دانلود فایل تجزیه تحلیل، پیچیدگیهای صنعت تجارت الکترونیک

قبلا مشاهده کردیم که چگونه تکنولوژیهای تجارت الکترونیک، اساس اقتصادی برخی تجارتها را تغییر می‌دهد در این فصل جزئیات بیشتری را در مورد اینکه چگونه این پیچیدگیهای صنعتی، ساختارهای اقتصادی صنعت را تغییر می‌دهد بیان خواهیم کرد
دسته بندی برق
فرمت فایل doc
حجم فایل 29 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل 41
تجزیه تحلیل، پیچیدگیهای صنعت تجارت الکترونیک

فروشنده فایل

کد کاربری 1024

تجزیه تحلیل، پیچیدگیهای صنعتِ تجارت الکترونیک


مقدمه:

قبلا مشاهده کردیم که چگونه تکنولوژیهای تجارت الکترونیک، اساس اقتصادی برخی تجارتها را تغییر می‌دهد. در این فصل جزئیات بیشتری را در مورد اینکه چگونه این پیچیدگیهای صنعتی، ساختارهای اقتصادی صنعت را تغییر می‌دهد بیان خواهیم کرد.

در ابتدا، دو اثری را که گهگاهی با تکنولوژیهای اطلاعاتی قبلی مورد ملاحضه قرار گرفته، بررسی می‌کنیم: تغییر توازن قدرت در یک صنعت و هماهنگی بهتر فعالیتها، درون و مابین شرکتها. سپس، سه اثر دیگری که مستقیماً روی حلقه‌های ارزش (value chins) صنعت که برتری زیادی به عنوان نتیجة تغییرات مهم در علم اقتصادِ تجارتی که بوسیلة اینترنت آورده شده است، دارد را بررسی می‌کنیم.

این سه اثر عبارتند از: عدم مداخله، عدم یکپارچگی و تقارب دیجیتال حلقه‌های ارزش. گرچه این اثرات قبلاً مشاهده شد، اما آنها به عنوان نتیجة فوائد ویژه‌ای که بوسیلة شبکة جهانی به ارمغان آورده شده، پر اهمیت‌تر شده‌اند.


تغییر قدرت صنعت

یکی از بهترین چهارچوب‌های شناخته شده برای تجزیه تحلیل صنعت، 5 مدل مؤثر porter می‌باشد. پورتر 5 ابزار کلیدی که قابلیت سودآوری در یک صنعت را تعیین می‌کند، مشخص نمود. (شکل 1-6)

تهدید وارد شوندگان جدید در عرضة بازار

تهدید محصول یا خدمت جانشین

قدرت معامله خریداران

قدرت معامله عرضه کنندگان

مسابقة رقابتی مابین شرکتهای موجود در صنعت.





قدرت معامله عرضه کنندگان

قدرت معامله خریداران




(شکل 1-6)


تهدید داوطلبان ورود جدید:

تهدید داوطلبان ورود جدید شرح می‌دهد که چگونه یک شرکت جدید یا یک شرکت با صنعتی متفاوت می‌تواند به سادگی در یک صنعت خاص وارد وارد شود. موانع ورود به یک بازار خاص عبارتند از: احتیاج به سرمایه، دانش و مهارت. برای مثال در صنعت خودروسازی، موانع ورود عبارتند از: لزوم طراحی و بهبود مدل جدید، ساختن کارخانه مونتاژ خودرو، بستن تعداد زیادی قرارداد با تأمین کنندگان قطعات و ایجاد شبکة فروش. صنعت ورود به صنعت نرم افزار بر خلاف صنعت قبلی که بدان اشاره گردید سهولت آن است، هم چنانکه این احتیاج کمتری به سرمایه‌گذاری در جهت توسعه محصول یا تجهیزات تولیدی در مقیاس بالا دارد.

سیستمهای IT هم چنین می‌توانند مانعی برای ورود ایجاد کنند.

برای مثال، برخی از خطوط هوائی در گذشته با سرمایه‌گذاری‌های قابل توجهی که در سیستمهای رِزِرو کامپیوتری انجام دادند، موانع مهمی در ورود به سرمایه‌گذاری، برای واردشوندگان جدید می‌تواند بسیار مشکل باشد. با این وجود یکی از خصوصیات اینترنت آن است که به داوطلبان جدید برای ورود به بازارهای موجود اجازة ورود می‌دهد، بدون آنکه احتیاج باشد با سرمایه‌گذاری عظیم سازمانی افراد حاضر در آنجا برابری یا رقابت کنند. بنابراین احتمالاً رقابت تازه واردین جدید در بسیاری صنایع افزایش می‌یابد. برای مثال اینترنت به فروشندگان اینترنتی کتاب نظیر Amazon.com اجازه می‌دهد که با کتابفروشیهای سنتی رقابت کند، بدن آنکه احتیاج به سرمایه‌گذاری در یک سری کتابفروشی در خیابانهای بزرگ باشد.


تهدید جانشینی:

در برخی قسمتها، تجارت الکترونیک ماهیت مرغوبیت محصول را تغییر داده که این به عنوان یک محصول جانشین طبقه‌بندی می‌شود. جانشینی در جائی به عنوان تهدید برای افراد حاضر در آن بازار مطرح می‌شود که محصول جدیدی به بازار عرضه می‌شود. با خصوصیاتی عیناً همانند سرویس یا محصول موجود. مثال کلاسیک این مورد می‌تواند، جانشین کالسکه‌های اسبی با ماشینهای موتوردار یا جای‌گزینی قسمتهای مکانیکی ماشینها با کامپیوتر باشد. برای رهائی از این مشکل، دست‌اندرکاران موجود می‌بایست محصولات تولیدی خود را به روز نگه داشته یا اینکه خود دست‌اندرکار اصلی در تأمین محصولات جای‌گزین شوند.

همان طوری که در فصل قبل ملاحضه گردید، بسیاری از محصولات یا خدمات جدید به وجود آمده‌اند تا بتوانند تا قسمتی، اگر نه به طور کامل، جایگزین چیزهای موجود شوند، برای مثال موسیقی آن‌لاین یا پست الکترونیک.


قدرت معاملة خریداران:

سومین عامل مهم که احتیاج به توجه دارد، قدرت خریداران می‌باشد. جائی که مقدار عرضه، نسبت به تقاضا زیادتر است یا جائی که خریداران نسبت به عرضه کنندگان کمترند، خریداران ممکن است در موقعیت معاملة قویتری نسبت به فروشندگان باشند. قدرت معامله خریداران، همچنان که اینترنت انتخاب عرضه کنندگان بالقوه را افزایش می‌دهد و اطلاعات بیشتری را در اختیار آنها قرار می‌دهد، ممکن است افزایش یابد. به بیان دیگر، اینترنت هم چنین می‌تواند به شرکتهای صنعتی اجازه دهد خریدارن با پتانسیل بیشتر را شناسائی کرده و به موجب آن، قدرت خریداران را کاهش دهد. نتیجه به اینکه کدام عامل قویتر است بستگی خواهد داشت.


معاملة قدرت عرضه کنندگان:

عرضه کنندگان، در صنعت در همان موقعیتی نسبت به کارخانجات هستند که کارخانجات نسبت به خریدارانشان دارند. بنابراین اینترنت می‌تواند تأثیرات مشابهی همانند آنچه در بالا شرح داده شد داشته باشد با وجود این افزایش یا کاهش قدرت ایشان، به چگونگی بکارگیری از تکنولوژی بستگی دارد.


مسابقة رقابتی مابین دست‌اندرکاران موجود:

آخرین نیرو یا عامل، رقابت مابین دست‌اندرکاران موجود در بازار می‌باشد. این عامل احتمالاً رو به افزایش است همچنان که تجارت الکترونیک به طور عموم، کارائی خود را در صنعت زیاد، تولید را کم، هزینه‌معامله را کاهش داده و کارائی و زنجیرة عرضه را افزایش می‌دهد.


افزایش قدرت مشتریان:

انگلیسی‌ها معمولاً تمایلی که از خدمات نامطلوب شکایت کنند، اما این ممکن است بوسیلة پایگاههای اینترنتی جدیدی که به مردم این امکان را می‌دهد. در مورد سرویسهائی که از شرکتها یا دیگر سازمانها دریافت نموده‌اند شکایت کنند، تغییر کند. برای مثال یک شرکت آلمانی به نام Dooyoo.deیک نسخة UK از پایگاههای آنها (شرکتها و سازمانها) تهیه کرد، که به افراد اجازه می‌دهد در خانة خود، امتیازِ خدمات و محصولات آنها را مورد بازبینی قرار داده و برای این مشارکت خود جایزه بگیرند. منتقدین در Dooyoo.uk بازای نوشتن هر عقیده‌ای 250 dooyoo miles می‌گیرند، در صورتی که شخص دیگری نظر شما را بخواند 50 mile و 10 mile زمانی که شما نظرات دیگران را مورد ارزیابی قرار دهید به شما تعلق قرار خواهد گرفت. هر 1000 dooyoo mile ارزشی به اندازة 1 پوند دارد که قابلیت تبدیل به پول نقد یا اسناد یا اهدا کردن به یک مؤسسه‌ی خیریه را دارد. منتقدین تراز اول با قرار داده شدن در یک Hall of Fame (مکانی که شهرت شخص افزایش می‌یابد) مورد تشویق قرار می گیرند.


تجزیه تحلیل سیستم ارزش:

دومین مدل از مدلهای پورتر که به طور گسترده برای تجزیه تحلیل صنایع استفاده می‌شود، زنجیرة ارزش است. مدل پورتر، ماهیتاً با کاهش هزینه و افزودن ارزش افزودة فعالیتهای درونی شرکتها سر و کار دارد. تجارت الکترونیک می‌تواند در این هدف، در تمام فعالیتهای زنجیرة ارزش کمک رسان باشد.


سه فعالیت اصلی یک فرایند تولید عبارتند از:

تدارکات درونی: دریافت اقلام، انبار کردن و در اختیار قرار دادن آنها برای فرایند عملیات به مقدار مورد نیاز.

اقدام عملی: فرایند تولید

تدارکات بیرونی: تحویل محصولات نهائی کارخانه، انبار کردن و توزیع آنها بین مشتریان

پورتر به این فعالیتهای پایة اصلی، دو فعالیت اصلی دیگر را نیز اضافه کرده است:

بازاریابی و فروش: پیدا کردن احتیاجاتِ مشتریان بالقوه و آگاه کردن آنها از محصولات و خدماتی که می‌توان به آنها ارائه داد.

سرویس (یا خدمات بهد از فروش): هر گونه نیازی برای نصب یا توصیه‌های قبل از تحویل محصول و خدمات پس از فروش، و خدمات بعد از آن که معامله صورت گرفت.

برای پشتیبانی این عوامل اصلی، می‌بایست شرکتی پایه گذاری کرد که تعدادی از فعالیتهای پشتیبانی را انجام دهد. پورتر این فعالیتها را به قرار زیر طبقه‌بندی کرده است:


تدارکات: اقدام جهت یافتن عرضه کنندگان مواد مورد نیاز عملیاتی که وارد سازمان می‌شوند. تدارکات در مواردی مانند گفتگو در مورد کیفیت کالاهای عرضه شده با قیمتی قابل قبول و هم چنین تحویل با اطمینان کالا، مسؤل می‌باشد.


توسعة تکنولوژی: سازمان نیازمند آن است که فرایندهای تولیدی خود را ارتقاء دهد، کارمندان را آموزش داده و با مدیریت نوآوریها این اطمینان را بدست آورد که محصولاتش و رتبة کل کالاها و خدماتش، قابل رقابت باقی می‌مانند.


مدیریت منابع انسانی: استخدام، آموزش و مدیریت پرسنلی افرادی که برای سازمان کار می‌کنن.


زیربنای شرکت: مدیریت کلی شرکت، شامل طرح ریزی و حسابداری.

همان طوری که در فصل قبل مشاهده شد، تجارت الکترونیک می‌تواند کارائی تمام مراحل زنجیرة ارزش را بهبود بخشد. برای مثال در تدارکات، لُجستیک، عملیات و غیره. بنابراین این حتی می‌تواند تأثیرات مهم خارجی بیشتری روی زنجیرة ارزش داشته باشد. زنجیرة ارزش در یک شرکت، در یک ًسیستم ارزشً می‌تواند زنجیره‌های ارزش شرکتهای دیگر را نیز بسط دهد. مزیت کلی رقابت یک سازمان، تنها به کارائی سازمان و کیفیت محصولاتش بستگی ندارد بلکه به تأمین کنندگان و شرکایش، فروشندگان عمده و خریداران نیز وابسته است. تجارت الکترونیک می‌تواند روی ارتباطاتی که ممکن است شرکت با این سازمانها داشته باشد نظیر پیوستن به شبکة اطلاعات به اشتراک گذاشته شده، تأثیر بگذارد و هم چنین تأثیری مستقیم روی زنجیره‌های ارزش این سازمانها دارد.


مدل 3D:

تجارت الکترونیک، سه اثر مهم روی سیستم ارزش می‌گذارد که برای راحتی می‌توان آنها را به نام 3D به خاطر سپرد.

اولاً، همان گونه که از فصل 3 نشان داده شد، در بسیاری بازارها، واسطه‌ها یا دلالان حذف شدند یا به اصطلاح واسطه‌زدائی شد. دوم آنکه شرکتها در بسیاری صنایع به دنبال ادغام در یکدیگرند، یا اساساً تجمع زدائی صورت گیرد.


و آخر اینکه، همان گونه که در فصل 1 مطرح شد، تقارب یا نزدیکی دیجیتال، موانع بین بسیاری از صنایعی را که در حال پایه ریزی تجارت الکترونیک بودند. شکست، از آن جمله می‌توان به ارتباطات تلفنی، کامپیوتری و الکترونیکی اشاره کرد.


واسطه زدائی / واسطه‌ گری مجدد:

اولین اثر روی سیستم ارزش، از تغییرات در اقتصاد زنجیرة عرضه ناشی می‌شود. در بسیاری از صنایع، این مسئله بسیار عادی است که تولیدکنندگان و عرضه‌کنندگان کالاهای خود را بین واسطه‌ها یا دلالان توزیع کنند. دلایل بسیاری برای گرایش به سمت دلالان وجود دارد ولی معمولی‌ترین دلایل عبارتند از:

کمبود منابع مالی برای در دست گرفتن مستقیم بازار.

فروش ناکافی که باعث می‌شود فروشنده به سمت راههای مفیدتر سوق داده شود.

اطلاعات و تماسهائی که دلالان ایجاد می‌کنند.

تجاربی که دلالان دارند.


تجزیه تحلیل پیچیدگیها صنعتِ تجارت الکترونیک پروژه تحقیق مقاله پژوهش پایان نامه دانلود پروژه دانلود تحقیق
محبوبه یکشنبه 15 اردیبهشت 1398 ساعت 21:07
0 نظر

دانلود فایل نحوه ارسال اطلاعات در مدل OSI

کامپیوتر های موجود در یک شبکه به طرق مختلفی می توانند با همدیگر ارتباط برقرار کنند اما بخش بزرگی از این فرآیند ربطی به ماهیت داده هایی که از طریق رسانه شبکه عبور می کند ندارد
دسته بندی کامپیوتر و IT
فرمت فایل doc
حجم فایل 2575 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل 150
نحوه ارسال اطلاعات در مدل OSI

فروشنده فایل

کد کاربری 1024

نحوه ارسال اطلاعات در مدل OSI

سیگنال ها و پروتکل ها

کامپیوتر های موجود در یک شبکه به طرق مختلفی می توانند با همدیگر ارتباط برقرار کنند اما بخش بزرگی از این فرآیند ربطی به ماهیت داده هایی که از طریق رسانه شبکه عبور می کند ندارد . قبل از اینکه داده هایی که کامپیوتر فرستنده تولید کرده است به کابل یا نوع دیگری از رسانه برسد به سیگنال هایی که متناسب با آن رسانه می باشد تجزیه می شود.این سیگنال ها ممکن است مثلا برای سیم های مسی ولتاژهای الکتریکی برای فیبر نوری پالس های نور و در شبکه های بی سیم امواج رادیویی و مادون قرمز باشند.این سیگنال ها کدی را تشکیل می دهند که رابط شبکه هر کامپیوتر گیرنده ای ٬آنرا به داده های باینری قابل درک با نرم افزار در حال اجرای روی آن کامپیوتر تبدیل می کند .

بعضی از شبکه ها متشکل از کامپیوتر های مشابهی هستند که دارای سیستم عامل و برنامه های یکسانی می باشند در صورتی که شبکه هایی هم وجود دارند که دارای سکوهای (platform) متفاوتی هستند و نرم افزارهایی را اجرا می کنند که کاملا با یکدیگر تفاوت دارند . ممکن است اینطور به نظر آید که برقراری ارتباط بین کامپیوترهای یکسان ساده تر از بین کامپیوتر های متفاوت است و البته در بعضی از موارد این نتیجه گیری صحیح می باشد. صرفنظر از نرم افزارهایی که در یک شبکه روی کامپیوترها اجرا می شود و صرفنظر از نوع آن کامپیوترها ، باید زبان مشترکی بین آنها وجود داشته باشد تا برقراری ارتباط میسر شود . این زبان مشترک پروتکل نامیده می شود و حتی در ساده ترین نوع تبادل اطلاعات ، کامپیوترها از تعداد زیادی از آنها استفاده می کنند.در واقع همانطور که برای اینکه دو نفر بتوانند با یکدیگر صحبت کنند باید از زبان مشترکی استفاده کنند کامپیوترها هم برای تبادل اطلاعات نیاز به یک یا چند پروتکل مشترک دارند .

یک پروتکل شبکه می تواند نسبتا ساده یا کاملا پیچیده باشد .در بعضی موارد پروتکل فقط یک کد است (مثلا الگویی از ولتاژهای الکتریکی ) که مقدار دودویی یک بیت را نشان می دهد و همانطور که می دانید این مقدار می تواند 0 یا 1 باشد. پروتکل های پیچیده تر شبکه می توانند سرویس هایی را ارائه دهند که بعضی از آنها در اینجا نام برده شده است:

اعلام دریافت بسته (packet acknowledgment) :که ارسال یک پیغام از طرف گیرنده به فرستنده مبنی بر دریافت یک یا چند بسته می باشد. یک بسته جزء بنیادی اطلاعات فرستاده شده روی یک شبکه محلی (LAN) می باشد.

بخش بندی (segmentation) : که در واقع به تقسیم کردن یک جریان داده طولانی به بخش های کوچکتر می باشد به صورتی که بتوان آنرا در داخل بسته ها ، روی یک شبکه انتقال داد .

کنترل جریان (flow control) : شامل پیغام هایی می باشد که از طرف گیرنده به فرستنده مبنی بر بالا یا پایین بردن سرعت انتقال داده فرستاده می شود .

تشخیص خطا (error detection) : شامل کدهای بخصوصی می باشد که در یک بسته وجود دارد و سیستم گیرنده از آنها برای اطمینان از اینکه داده های آن بسته سالم به مقصد رسیده است یا نه استفاده می کند .

تصحیح خطا (error correction) : پیغام هایی که توسط سیستم گیرنده تولید می شود و به اطلاع فرستنده می رسانند که بسته های معینی آسیب دیدند و باید دوباره فرستاده شوند .

فشرده سازی (data compression) : مکانیزمی است که در آن با حذف اطلاعات اضافه، مقدار داده ای را که باید از طریق شبکه فرستاده شود در حد امکان کم می کنند .

کدگذاری داده (data encryption) : مکانیزمی است برای محافظت از داده هایی که قرار است از طریق شبکه منتقل شود و در آن توسط کلیدی که سیستم گیرنده از آن مطلع است داده ها کد گذاری می شوند.

اغلب پروتکل ها بر مبنای استاندارد های عمومی می باشند که توسط یک کمیته مستقل تولید شده اند نه یک تولید کننده بخصوص. بدین صورت این تضمین وجود دارد که سیستم های مختلف می توانند از آنها به راحتی استفاده کنند .

معهذا هنوز تعدادی پروتکل وجود دارد که اختصاصی هستند و هرگز در بین عموم معرفی نشده اند مسئله مهمی که همیشه باید در نظر داشت این است که همه ی کامپیوتر های موجود در یک شبکه در طول فرآیند برقراری ارتباط و تبادل اطلاعات از پروتکل های گوناگون استفاده می کنند .کارهایی که پروتکل های مختلف در یک شبکه انجام می دهند در بخش هایی به نام لایه تقسیم می شوند که مدل OSI را تشکیل می دهند .

رابطه ی بین پروتکل ها

اغلب به مجموع پروتکل هایی که در لایه های مختلف مدل OSI وجود دارد پشته پروتکل اطلاق می شود .این مجموعه پروتکل ها به کمک همدیگر سرویس هایی را که یک برنامه بخصوص ممکن است نیاز داشته باشد ، ارائه می کنند و هیچ یک از آنها قابلیت انجام کار دیگری را ندارند به عنوان مثال اگر پروتکلی در یک لایه سرویس خاصی را ارائه می کند ، پروتکل های موجود در لایه های دیگر دقیقا آن سرویس خاص را ارائه تامین نمی کنند . نسبت به جهت جریان داده ها ، پروتکل های لایه های کنار همدیگر سرویس هایی را برای همدیگر تامین می کنند در یک شبکه ، اطلاعات از یک برنامه که در لایه بالایی پشته پروتکل قرار دارد سرچشمه می گیرد و متعاقبا لایه ها را به سمت پایین طی می کند .

پایین ترین بخش پشته پروتکل را رسانه شبکه تشکیل می دهد که وظیفه انتقال داده ها به کامپیوتر های دیگر موجود در شبکه را دارد .

وقتی داده ها از طریق شبکه به مقصد می رسند ، کامپیوتر گیرنده دقیقا عکس عملیاتی را که کامپیوتر فرستنده انجام داده است باید انجام دهد .

اطلاعات از لایه پایینی پشته به سمت برنامه گیرنده که در لایه بالایی قرار دارد عبور می کند و در هر لایه عملیاتی مشابه با آنچه در فرستنده در همان لایه انجام شده است ،اعمال می شود به عنوان مثال اگر پروتکلی در لایه سوم فرستنده مسئول کد گذاری اطلاعات می باشد ، همان پروتکل در لایه سوم گیرنده مسئول کد گشایی اطلاعات می باشد .به این صورت پروتکل های موجود در لایه های مختلف سیستم فرستنده با پروتکل های معادل خود که در همان لایه اولی در بخش گیرنده وجود دارند ارتباط بر قرار می کنند .شکل 2 این مطلب را نمایش می دهد.

تاریخچه پیدایش شبکه

در سال 1957 نخستین ماهواره، یعنی اسپوتنیک توسط اتحاد جماهیر شوروی سابق به فضا پرتاب شد. در همین دوران رقابت سختی از نظر تسلیحاتی بین دو ابرقدرت آن زمان جریان داشت و دنیا در دوران رقابت سختی از نظر تسلیحاتی بین دو ابر قدرت آن زمان جریان داشت و دنیا در دوران جنگ سرد به سر می برد. وزارت دفاع امریکا در واکنش به این اقدام رقیب نظامی خود، آژانس پروژه های تحقیقاتی پیشرفته یا آرپا (ARPA) را تاسیس کرد. یکی از پروژه های مهم این آژانس تامین ارتباطات در زمان جنگ جهانی احتمالی تعریف شده بود. در همین سال ها در مراکز تحقیقاتی غیر نظامی که بر امتداد دانشگاه ها بودند، تلاش برای اتصال کامپیوترها به یکدیگر در جریان بود. در آن زمان کامپیوتر های Mainframe از طریق ترمینال ها به کاربران سرویس می دادند. در اثر اهمیت یافتن این موضوع آژانس آرپا (ARPA) منابع مالی پروژه اتصال دو کامپیوتر از راه دور به یکدیگر را در دانشگاه MIT بر عهده گرفت. در اواخر سال 1960 اولین شبکه کامپیوتری بین چهار کامپیوتر که دو تای آنها در MIT، یکی در دانشگاه کالیفرنیا و دیگری در مرکز تحقیقاتی استنفورد قرار داشتند، راه اندازی شد. این شبکه آرپانت نامگذاری شد. در سال 1965 نخستین ارتباط راه دور بین دانشگاه MIT و یک مرکز دیگر نیز برقرار گردید.

در سال 1970 شرکت معتبر زیراکس یک مرکز تحقیقاتی در پالوآلتو تاسیس کرد. این مرکز در طول سال ها مهمترین فناوری های مرتبط با کامپیوتر را معرفی کرده است و از این نظریه به یک مرکز تحقیقاتی افسانه ای بدل گشته است. این مرکز تحقیقاتی که پارک (PARC) نیز نامیده می شود، به تحقیقات در زمینه شبکه های کامپیوتری پیوست. تا این سال ها شبکه آرپانت به امور نظامی اختصاص داشت، اما در سال 1927 به عموم معرفی شد. در این سال شبکه آرپانت مراکز کامپیوتری بسیاری از دانشگاه ها و مراکز تحقیقاتی را به هم متصل کرده بود. در سال 1927 نخستین نامه الکترونیکی از طریق شبکه منتقل گردید.

در این سال ها حرکتی غیر انتفاعی به نام MERIT که چندین دانشگاه بنیان گذار آن بوده اند، مشغول توسعه روش های اتصال کاربران ترمینال ها به کامپیوتر مرکزی یا میزبان بود. مهندسان پروژه MERIT در تلاش برای ایجاد ارتباط بین کامپیوتر ها، مجبور شدند تجهیزات لازم را خود طراحی کنند. آنان با طراحی تجهیزات واسطه برای مینی کامپیوتر DECPDP-11 نخستین بستر اصلی یا Backbone شبکه کامپیوتری را ساختند. تا سال ها نمونه های اصلاح شده این کامپیوتر با نام PCP یا Primary Communications Processor نقش میزبان را در شبکه ها ایفا می کرد. نخستین شبکه از این نوع که چندین ایالت را به هم متصل می کرد Michnet نام داشت.

روش اتصال کاربران به کامپیوتر میزبان در آن زمان به این صورت بود که یک نرم افزار خاص بر روی کامپیوتر مرکزی اجرا می شد. و ارتباط کاربران را برقرار می کرد. اما در سال 1976 نرم افزار جدیدی به نام Hermes عرضه شد که برای نخستین بار به کاربران اجازه می داد تا از طریق یک ترمینال به صورت تعاملی مستقیما به سیستم MERIT متصل شوند.این، نخستین باری بود که کاربران می توانستند در هنگام برقراری ارتباط از خود بپرسند: کدام میزبان؟

از وقایع مهم تاریخچه شبکه های کامپیوتری، ابداع روش سوئیچینگ بسته ای یا Packet Switching است. قبل از معرفی شدن این روش از سوئیچینگ مداری یا Circuit Switching برای تعیین مسیر ارتباطی استفاده می شد. اما در سال 1974 با پیدایش پروتکل ارتباطی TCP/IP از مفهوم Packet Switching استفاده گسترده تری شد. این پروتکل در سال 1982 جایگزین پروتکل NCP شد و به پروتکل استاندارد برای آرپانت تبدیل گشت. در همین زمان یک شاخه فرعی بنام MILnet در آرپانت همچنان از پروتکل قبلی پشتیبانی می کرد و به ارائه خدمات نظامی می پرداخت. با این تغییر و تحول، شبکه های زیادی به بخش تحقیقاتی این شبکه متصل شدند و آرپانت به اینترنت تبدیل گشت. در این سال ها حجم ارتباطات شبکه ای افزایش یافت و مفهوم ترافیک شبکه مطرح شد.

مفهوم شبکه

هسته اصلی سیستم های توزیع اطلاعات را شبکه های کامپیوتری تشکیل می دهند. مفهوم شبکه های کامپیوتری بر پایه اتصال کامپیوتر ها و دیگر تجهیزات سخت افزاری به یکدیگر برای ایجاد امکان ارتباط و تبادل اطلاعات استوار شده است. گروهی از کامپیوتر ها و دیگر تجهیزات متصل به هم را یک شبکه می نامند.

ساده ترین نوع شبکه با متصل کردن چند کامپیوتر به وسیله کابل های خاصی به وجود می آید . ممکن است یک چاپگر به یکی از کامپیوترها متصل باشد و با استفاده از این سیستم شبکه ٬ این چاپگر به اشتراک بقیه کامپیوترها نیز گذاشته شود . همچنین ممکن است چاپگر مستقیما به شبکه متصل شده باشد . سایر تجهیزات جانبی کامپیوتر نیز می توانند برای استفاده همه کاربران در یک شبکه به اشتراک گذاشته شوند . هر دستگاه با یک کابل به شبکه اتصال می یابد و دارای یک آدرس یگانه و منحمصر به فرد است ٬ که در شبکه با آن آدرس شناخته می شود . به همین دلیل اطلاعات دقیقا به همان کامپیوتری که مد نظر است فرستاده می شود و خطایی رخ نمی دهد . دسترسی به منابع به اشتراک گذاشته دارای ارزش بسیار زیادی است . یک منبع می تواند یک فایل ٬ متن ٬ چاپگر ٬ دیسک سخت ٬ مودم یا دسترسی به اینترنت باشد و حتی توانایی پردازش کامپیوترها نیز می تواند به اشتراک گذاشته شود . به اشتراک گذاشتن منابع بیان شده نوعی قابلیت سیستم عامل تحت شبکه است که به کاربر امکان دسترسی به اطلاعات موجود در سایر کامپیوترهای شبکه را می دهد . نکته مهم در این سیستم این است که سیستم عامل باید دارای امنیت باشد و باید بتواند در دسترسی به اطلاعات (به خصوص داده ها ) محدودیت ایجاد کند.

فهرست

فصل اول ....................................................................................... 1

سیگنال ها و پروتکل ها ................................................................

فصل دوم ...................................................................................... 39

مدل OSI

فصل سوم..................................................................................... 54

پروتکل TCP/IP

فصل چهارم..................................................................................... 81

لایه اینترنت

فصل پنجم..................................................................................... 121

ارسال اطلاعات با استفاده از TCP/IP

فصل ششم..................................................................................... 129

مسیریابی


پایان نامه نحوه ارسال ارسال اطلاعات مدل OSI سیگنال پروتکل مسیریابی اینترنت لایه پروژه
محبوبه یکشنبه 15 اردیبهشت 1398 ساعت 21:07
0 نظر

دانلود فایل مقالات رباتیک

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
دسته بندی برق
فرمت فایل doc
حجم فایل 14817 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل 40
مقالات رباتیک

فروشنده فایل

کد کاربری 1024

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.


پروژه رباتیک ربات متحرک الگوریتم ژنتیک محیط استاتیک گره لینک پروژه پژوهش پایان نامه مقاله
محبوبه یکشنبه 15 اردیبهشت 1398 ساعت 21:06
0 نظر

دانلود فایل پیش‌بینی پیشرفت نانوتکنولوژی با کمک شاخصهای علم و فناوری

رار 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
دسته بندی برق
فرمت فایل doc
حجم فایل 129 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل 45
پیش‌بینی پیشرفت نانوتکنولوژی با کمک شاخصهای علم و فناوری

فروشنده فایل

کد کاربری 1024
پیش‌بینی پیشرفت نانوتکنولوژی با کمک شاخصهای علم و فناوری

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.

فهرست

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



پیش‌بینی پیشرفت نانوتکنولوژی شاخص علم و فناوری پروژه تحقیق مقاله پژوهش پایان نامه
محبوبه یکشنبه 15 اردیبهشت 1398 ساعت 21:06
0 نظر