image003

 

 

 

 

MIMOLab is the name of my research lab.

 

 

Here you can find details of the latest seminars given by the lab members during the current academic year

 

 

Disclaimer: Information below is provided as is by the students and will not be edited by myself

 

 

M.Sc.

Abdollah Abdollahi

12/11/2016

 

Title of Seminar

 

Fixed order controller synthesis via convex optimization

N/A

 

Abstract

N/A

 

In this work, we introduce a new method to solve the problem of multi-objective control design of linear output-feedback with a constraint on the order of controller. This problem can be formulated as a set of linear matrix inequalities and an additional rank constraint. This constraint is highly non-convex and makes this optimization problem NP-hard. The proposed method results in methods which are multi-step and in each step a convex optimization problem shall be solved. This method can consider any combination of different design objectives such as 𝐻2 performance, 𝐻∞ performance, passivity and regional pole assignment. In the development of described method, a classification of convex subsets of the set of rank constrained matrices is introduced. Using this classification, an approach to replace the rank constraint by a weaker convex constraint is introduced. Two non-iterative and fast methods are developed using this method. The numerical results show that the proposed methods have good performance in comparison to powerful existing methods.

 

 

■ Slides

 

Download here

 

 

 

 

B.Sc.

Hesam Mosali

19/11/2016

 

Title of Seminar

 

Analysis and Design of Controller for Solid Oxide Fuel Cells (SOFCs)

 

تحلیل و طراحی کنترل‌کننده برای سلول‌های سوختی هیدروژنی از نوع SOFC

Abstract

 

مزایای متعدد سلول‌های سوختی اکسید جامد (SOFC) نسبت به سایر انواع منابع انرژی در حوزه انرژی و محیط زیست، سبب توجه روزافزون به این موضوع و طرح‌های مرتبط نظیر تولید توان در مقیاس نیروگاهی از طریق استفاده ترکیبی از مجموعه چندین SOFC و میکروتوربین گازی شده است. از طرفی مواردی از قبیل هزینه بالای ساخت و پیاده سازی در کنار پیچیدگی‌های متعدد در حوزه کنترل این سیستم‌ها، مانع از پیشرفت چشمگیر در گسترش استفاده از این منبع انرژی شده است.

 

هدف این پروژه تحلیل موانع مذکور و نیز شرایطی است که مطابق با آنها بتوان از مجموعه سلول سوختی و میکروتوربین به عنوان یک منبع توان در شبکه قدرت بهره برد. در این راستا باید در نظر داشت که اتصال این دو بخش به یکدیگر در یک سیستم سبب ایجاد پیچیدگی در ساختار مسأله کنترلی و نیز تأثیرات متقابل در عملکرد آنها می‌شود. بنابراین در مراحل مختلف پروژه، با درنظر گرفتن این تأثیرات و محدودیت‌های عملی، تحلیل درجات آزادی روی سیستم سلول سوختی انجام شده، خروجی‌های مطلوب معین شده و نقطه کار بهینه برای سلول سوختی یافته می‌شود. سپس طبق مدل خطی حاصل در این نقطه کار، تحلیل‌های لازم جهت انتخاب ساختار کنترل‌کننده و جفت‌های ورودی-خروجی انجام خواهد شد.

 

Fuel cells have attracted considerable attention in the past two decades because of the worldwide need for more efficient and greener power generation systems. Among various fuel cell types, solid oxide fuel cells (SOFCs) have several advantages. Using a combination of SOFC stacks and micro gas turbines can increase the overall efficiency up to 65-70%.

 

This thesis includes the preliminary steps of a project that intends to use a SOFC/GT hybrid system as a megawatt-scale source in power network. The purpose of my thesis is to develop appropriate control system for a single SOFC. We first analyzed the circumstances in which a SOFC/GT can be connected to AC power network.  In this regard, it is necessary to be aware of the challenges that SOFC/GT hybrid systems face. Considering these challenges, steady state and dynamic analysis are given over a detailed model of SOFC. Then, using genetic algorithm, the optimum operating point which results in the highest efficiency for a SOFC is found under some practical and safety constraints. Also, in order to distinguish disturbances and desired outputs, we will conduct an analysis of degrees of freedom. Based on the linearized model about the optimum operating point, the best input-output pairing will be chosen such that the interactions between channels is minimized.

 

 

■ Slides

 

Download here

 

 

 

 

B.Sc.

Mohammad Reza Divsalar

03/12/2016

 

Title of Seminar

 

Design and Implementation of Sugarcane Harvesting system

 

N/A

Abstract

 

با جدی تر شدن بحران آب در ایران و نظر به اینکه عمده ی آب شیرین در قسمت کشاورزی مصرف میشود، بهینه سازی سیستم های کاشت و آبیاری و برداشت در کشاورزی روز به روز پر اهمیت تر خواهد شد. یکی از ابزارهایی که می تواند کشاورز را در تصمیم گیری برای بازده ای بیشتر زمین کشاورزی راهنمایی کند ، سیستم اندازه گیری وزن محصول به صورت Real-time است. در این پروژه هدف طراحی و پیاده سازی یک سیستم توزین Real-time برای مزرعه نیشکر است . طبق مطالعات انجام شده نزدیک به یک دهه پیش در کشور استرالیا این مساله به صورت بسیار وسیع مورد مطالعه و پژوهش قرار گرفته ، روش های مختلفی برای این کار آزمایش شده ، بهبود یافته و دوباره آزمایش شده و درنهایت روشی بنام Weigh Pad انتخاب شده که اساس آن استفاده از سنسور های وزن (لودسل) میباشد. در ادامه ای این پروژه سعی میشود با توجه به شرایط متفاوت ایران با استرالیا راه حل ها بومی سازی شود و سیستم مورد نیاز برای کشاورزان طراحی و پیاده سازی شود

 

 

 

■ Slides

 

Download here

 

 

 

 

B.Sc.

Shahriar Shahram

10/12/2016

 

Title of Seminar

 

Fault Detection & Diagnosis in Control Valves

 

N/A

Abstract

 

N/A

 

Faults occur in different parts of a control loop .These faults affect our product and our plant since they have different identifications .The presence of nonlinearities, e.g., stiction, and deadband in a control valve limits the control loop performance. Stiction is the most commonly found valve problem in the process industry. In spite of many attempts to understand and model the stiction phenomena, there is a lack of a proper model, which can be understood and related directly to the practical situation as observed in real valves in the process industry.

 

In this project we want to resolve the valve stiction problem in our control loops since stiction reduces our product quality and raises the instability chance of plant .There are different methods in order to determine faulty valves which have advantages and disadvantages. Our method relies on processing the output signals of control loops components. With some algorithms and mathematical analysis we can determine faulty valves.

 

 

■ Slides

 

Download here

 

 

 

 

M.Sc.

Hamid Zargaran

24/12/2016

 

Title of Seminar

 

Application of Pseudospectra in multivariable controller design

 

N/A

Abstract

 

تحلیل مقادیر ویژه از ابزارهای تحلیل پایهای در کنترل است اما در مورد برخی از ماتریسهای غیرنرمال تحلیل مقادیر ویژه ممکن است باعث شود قضاوت اشتباهی در مورد رفتار دینامیک آن ماتریس(در قالب یک سیستم) داشته باشیم. "شبهطیف" که به نوعی تعمیمی از مقدار ویژه است در مواقعی که ممکن است مقادیر ویژه اطلاعات ناقصی به ما بدهند، گسترهی وسیعتری از نحوهی رفتار دینامیک سیستم به دست میدهد.

 

در پیادهسازی کنترلکنندههای مقاوم اغلب به موضوع عدم قطعیت در مدل سیستم پرداخته شدهاست، اما گاهی در پیادهسازی خود کنترلکننده خطا وجود دارد و یا ممکن است پارامترها در طول زمان با تغییر مواجه شوند. در این پروژه ضمن بررسی این موضوع تلاش میشود تا با استفاده از قضیه شبهطیف، کنترلکنندهای طراحی شود که تا حدی نسبت به تفاوت بین کنترلکننده پیادهسازی شده و کنترلکنندهای که طراحی شده مقاوم بوده و در صورت ایجاد خطا در اجزای آن همچنان سیستم حلقهبسته بتواند عملکرد خوبی ارائه دهد.

 

Eigenvalue analysis is a fundamental tool in control issues, however, in some abnormal matrixes it can lead to an incorrect judgment of the matrix dynamic behavior. Pesudospectra, as an eigenvalue generalization, can provide more extensive information of the system dynamic behavior, whereas, the obtained data from eigenvalue analysis can be incomplete.

In applying robust controllers, the concept of uncertainty has been attracted researcher interest in system modelling, nevertheless, the controller implementation may not be fault free or the parameters may vary over time.

 

In this project the aforementioned issue will be studied and additionally, the pseudospectra will be employed to design a controller which can tolerate the differences between the implemented and designed controller to the possible extent and also, in case of fault occurrence in its components, the closed loop system can provide a proper functionality.

 

 

■ Slides

 

Download here

 

 

 

 

M.Sc.

Amin Zajkani

04/02/2017

 

Title of Seminar

 

Design of an intelligent compaction meter with real life implementation

 

طراحی تراکم‌ سنج هوشمند خاک به همراه ساخت

Abstract

 

یکی از پارامترهای مهم در صنعت راه‌سازی و جاده‌سازی میزان فشردگی خاک هست. فشردگی خاک درواقع میزان تراکم و فضای خالی بین ذرات خاک را نشان می‌دهد. میزان فشردگی خاک برای جاده‌سازی و را‌‌ه‌سازی در جهت افزایش عمر سازه و مقاومت زمین مهم است. تاکنون به علت عدم فشردگی کافی خاک زمین، خسارات جبران‌ناپذیری به وجود آمده است. نکته قابل‌توجه دیگر این است که فشردن خاک هزینه‌بر است، پس درصورتی‌که فشردگی خاک از حد مطلوب بیشتر شود باعث افزایش هزینه می‌شود بنابراین درصورتی‌که فشردگی خاک در حدود مطلوب خودش نباشد چه کمتر و چه بیشتر باشد باعث ایجاد ضرر می‌شود و همین دلیل اندازه‌گیری فشردگی خاک یکی از مهم‌ترین مسائل راه‌سازی باشد. روش‌های مختلفی برای اندازه‌گیری تراکم خاک وجود دارد که هرکدام عیوبی به‌مانند دقت کم، هزینه بالا، زمان طولانی، مخرب بودن و ... دارند. در روش‌های جدید هوشمند درام غلتک به خاک  ویبره وارد می‌کند، با سنسور شتاب‌سنج می‌توان پاسخ خاک را اندازه‌گیری کرد و با پردازش اطلاعات در حوزه فرکانس این سیگنال به فشردگی خاک دست‌یافت. بعد از پیاده‌سازی تراکم‌سنج با فیدبک گرفتن از تراکم خاک می‌توان متوجه شد که برای رسیدن به فشردگی مطلوب، چه دامنه و فرکانسی برای ارتعاش درام نیازمند است.

 

Compaction of the soil is one of the most important parameters in construction industry. By compacting the soil less than the standard value it will cause to destroy the construction and by compaction the soil more than the desire value it needs many funds. There are a lot of ways to measure this parameter that anyone has some benefits and problems like time-consuming, high cost, low precision. The new method is that by using vibratory roller and Fourier-transform of acceleration signal of the drum, the compaction is obtained. By feedbacking from compaction it will be possible to control the amplitude and frequency of the roller strike to save time and cost..

 

 

■ Slides

 

Download here

 

 

 

 

M.Sc.

Milad Pooladsanj

11/02/2017

 

Title of Seminar

 

The Water-Energy Nexus

 

N/A

Abstract

 

 

آب و انرژی، منابع با ارزشی که کیفیت زندگی انسان ها را پی ریزی می کنند، تا حد زیادی به یکدیگر وابسته اند. آب در مراحل مختلف تولید انرژی، مانند استخراج سوخت، انتقال و پالایش آن، آبیاری محصولات کشاورزی برای سوخت های زیستی، و خنک کردن نیروگاه های حرارتی استفاده می شود. از سوی دیگر، هیچکدام از مصارف آب بدون وجود انرژی کافی برای استحصال، انتقال، تصفیه و بهره برداری میسر نمی باشد.

 

هدف اصلی این پروژه بیشینه کردن پتانسیل اقتصادی بخش های آب و انرژی همزمان با کمینه کردن اثرات زیست محیطی مربوط به مصارف آب و انرژی می باشد. هرچند، این مهم متاثر از تغییرات آب و هوایی و شرایط اقتصادی در سال های آتی می باشد. در ادامه یک مطالعه ی موردی گسترده در مورد کشور ایران، که دارای سرانه ی ذخایر آب شیرین کم و برداشت زیاد از این منابع می باشد، انجام می شود. انرژی های نو پلی برای دسترسی به انرژی مقرون به صرفه، امن و سازگار با محیط زیست هستند. رشد سریع این تکنولوژی ها در بخش آب تاثیرگذار بوده و حتی می تواند باعث جداسازی بخش آب و انرژی از یکدیگر شود.

 

Energy and water are valuable resources that underpin human prosperity and are, to a large extent, interdependent. Water is used in multiple phases of energy production and electricity generation, from fossil-fuel extraction, transport and processing, irrigating crops for biofuels, and providing cooling water for thermoelectric power plants. On the other hand, all of these processes alongside with other industrial and municipal water use is not possible without the sufficient energy required to extract, treat, and deliver water.

 

The key objective of this project is to maximize both water and energy economic potentials while minimizing the environmental impacts associated with their consumption. This, however, highly depends on economic and climate change in the upcoming years. A holistic case study will be implemented on the geographical region of Iran, where proportion of renewable water resources withdrawn is rapidly growing while total renewable water resources per capita is rather low. Renewable energy technologies provide access to a cost-effective, secure and environmentally sustainable supply of energy. In addition, their rapid growth can have substantial spill-over effects in the water sector and they have the potential to decouple the negative impacts of water-energy nexus..

 

 

■ Slides

 

Download here

 

 

 

 

M.Sc.

Hossein Khakpour

18/02/2017

 

Title of Seminar

 

Low-order dynamic output feedback controller design via convex optimization

N/A

Abstract

 

 

برای طراحی کنترل‌کننده با استفاده از مدل های شناسایی شده در صنعت مشکلاتی وجود دارد. یکی از این مشکلات بالا بودن درجه است که اگر طراحی کنترل کننده با همین درجه بالا انجام شود با مشکلاتی در پیاده سازی روبرو خواهد شد. همین نکته باعث می‌شود که روش‌هایی مختلف برای طراحی کنترل کننده با معیارها و درجات دلخواه ایجاد شود. از چالش‌های موجود در طراحی کنترل کننده درجه پایین می‌توان به حجم محاسبات بالا جهت سنتز کنترل کننده اشاره کرد، که در حالت کلی در زمان محدود قابل حل نیستند . برای عبور از این مشکل نیز روشهایی توسعه داده شده است که هریک مزایا و معایبی دارند. برخی با استفاده از روش‌های‌تکراری  راه‌هایی برای حل این مسئله یافته‌اند ولی تضمینی برای همگرایی شان وجود ندارد. یا در مواردی از کاهش مرتبه سیستم قبل از طراحی کنترل کننده استفاده کرده‌اند که در این روش نیز تضمینی برای پایداری حلقه بسته وجود ندارد. در روش‌های مشابه کنترل کننده را کاهش درجه داده اند که این روش نیز همانند قبلی برای پایداری خود دچار چالش می‌شود. اخیرا روشی با استفاده از زیرجواب بهینه به نام NODS  ارائه شده است. در این روش مسئله به نحوی حل می‌شود که جواب یکتا داشته باشد و از روش تکراری نیز استفاده نمی‌کند. ازآنجایی‌که این روش از بهینه سازی حلقه بسته به جواب می‌رسد پایداری حلقه را نیز در روند یافتن پاسخ درنظر می‌گیرد. روش مذکور نیز همانند سایر روش‌ها معایبی نیز دارد که از اهم آن می‌توان به مورد زیر اشاره داشت: در درجه‌های پایین کنترل‌کننده (مثلا درجه 2یا3 کنترل کننده نسبت به درجه سیستم 20) ممکن است جواب نداشته باشد. هدف در این پروژه بهبود راندمان الگوریتم NODS در سنتزهای درجه پایین است، به طوری که در این محدوده با سایر الگوریتم های تکراری موجود قابل مقایسه باشد.

 

There are problems for the controller design by using from identified models in industry. One of these problems is high order. If you design the controller with the same high order, then you will face problems. The same thing that makes it different ways be established with desired order and performance. The controller synthesis challenges in low-order controller design is high-volume calculations. In general case, this problem is NP-hard . For solving such NP-hard problem solutions is developed with advantages and disadvantages. One of this solution is using iterative algorithms. However, this solution is not guaranteed for convergence. In some cases, the model order reduction is used before the controller synthesis. But, this solution is not guaranteed for stability. In same case, the controller order reduction is used after the controller synthesis. But, this solution is not guaranteed for stability. Recently, a method called the NODS by using a suboptimal convex formulation is presented. In this method, the problem is being solved such that the answer is unique and this method is not iterative. This algorithm by using the close loop optimization guarantees the stability. In very low order controller design a NODS algorithm disadvantage is infeasible.  The aim of this project is to improve the efficiency of the NODS algorithm in the very low order controller synthesis.

 

 

■ Slides

 

Download here

 

 

 

 

M.Sc.

Hossein Pourshamsaei

25/02/2017

 

Title of Seminar

 

Monitoring and control in Precision agriculture

 

پایش و کنترل در کشاورزی دقیق

 

Abstract

 

 

به طور متوسط در جهان، 70 درصد مصرف آب به کشاورزی اختصاص دارد. در ایران این عدد 92 درصد است، یعنی 22 درصد بالاتر از متوسط جهانی. بر طبق گزارش فائو (سازمان غذا و کشاورزی) در سال 2000، بازدهی مصرف آب در کشاورزی در ایران 35 درصد است. ما می‌خواهیم به کمک کشاورزی هوشمند این بازدهی را افزایش دهیم. کشاورزی هوشمند بخش‌های مختلفی دارد، مانند تکنولوژی سنسورها و اندازه گیری، تحلیل داده‌های بزرگ و سخت‌افزار و نرم‌افزار مربوطه، انتقال داده، شبکه و غیره. در این پروژه ما روی تکنولوژی سنسورها و اندازه‌گیری تمرکز می‌کنیم. یکی از مهم‌ترین پارامترهایی که باید اندازه گیری شود، رطوبت خاک است. رطوبت خاک می‌تواند تحت عنوان درصد رطوبت خاک یا پتانسیل رطوبت خاک اندازه‌گیری شود. در این پروژه روش‌های مختلف اندازه‌گیری رطوبت خاک مورد بررسی قرار می‌گیرد.

 

به دلیل مشکلات هزینه، نگهداری و مسائل مشابه، جایابی سنسورها و تعداد سنسورهای استفاده شده بسیار مهم است. پس از اندازه‌گیری رطوبت، عملگر و شیوه کنترلی باید به طور مناسب انتخاب شوند تا در مصرف آب صرفه‌جویی شود.

 

According to the world statistics, 70 percent of world water usage is dedicated to agricultural on average. In Iran this number is 92 percent, it means 22 percent above the world average. According to FAO (Food and Agriculture Organization) report in 2000, efficiency of water consumption in agricultural is 35 percent in Iran. We want to increase this efficiency by smart farming. Smart farming has different parts, such as sensing technology, big data analysis and related hardware and software, communications, network and etc. In this project we focus on sensing technology. One of the most important parameter that is needed to be measured is soil moisture. Soil moisture can be measured as soil moisture content or soil moisture potential. In this project, different methods for moisture measurement are discussed.

 

Due to cost, maintenance and other issues, sensor placement and number of sensors is very important. After moisture measurement, actuation method and control strategy must be chosen properly to save water.

 

 

■ Slides

 

Download here

 

 

 

 

Ph.D

Majid Firouzbahrami

02/03/2017

 

Title of Seminar

 

Wind Energy Control: 1st Presentation

 

کنترل انرژی باد: اولین ارائه

Abstract

 

 

موضوع اصلی مورد بحث در این ارائه به معرفی جایگاه انرژی باد در بین سایر منابع تجدیدپذیر انرژی و توضیح اینکه چرا کنترل انرژی باد میبایست به عنوان موضوع یک رساله دکتری مد نظر قرار گیرد، اختصاص یافته است.

 

بر همین اساس، در قسمت اول به نقش انرژی در بسیاری از پدیدههای پیرامون جوامع انسانی پرداخته می‌شود. سپس منابع و روش‌های متداول تولید انرژی و تاثیرات مخرب آنها بر طندگی بشری مورد ارزیابی قرار می‌گیرند. در قسمت بعد منابع تولید انرژی تجدیدپذیر به عنوان مناسبترین جایگزین به منظور از بین بردن اثرات نامطلوب منابع سنتی مورد مطالعه خواهند بود. در این قسمت، به مروری بر مزایا و معایب هر یک از منابع تجدیدپذیر انرژی، سیستمهای تبدیل انرژی بادی به عنوان منابعی که دارای بیشترین رشد می‌باشند ارائه میگردند. در نهایت ارائه با معرفی برخی از روشهای متداول تولید انرژی از باد پایان مییابد.

 

The main idea of the talk is to introduce the prominence of wind energy among other renewables and to explain why control of this resource should be as the central subject of a PhD.

 

In this regard, the talk starts using some examples to investigate the role the energy plays in many phenomena around us. Then, the common resources and methods to generate energy are discussed and their serious effects on the human life are mentioned. The central idea of the next section is to consider renewables as the best choice to address harmful impacts of the traditional resources regarding their merits in generating energy. In this part using a review on the advantages and disadvantages of each renewables, wind energy conversion systems are presented as the fastest growing energy supply and most financial supported. Finally, the talk is finished by introducing several common techniques to extract the energy hidden in the wind.

 

 

■ Slides

 

Download here

 

 

 

 

Ph.D

Alireza MirShamsi

09/03/2017

 

Title of Seminar

 

Use of drones in precision agriculture

استفاده از وسائل هوایی بدون سرنشین در کشاورزي دقیق

Abstract

 

 

کشاورزي دقیق، در واقع استراتژي مدیریتی کل مزرعه براساس مشاهده و اندازه گیری و اعمال تغییرات در محصولات است که تکنولوژي اطلاعات را بکار می گیرد و هدفش مدیریت بهبود تولید و کاهش اثرات زیست محیطی است.

امروزه وسايل هوايي بدون سرنشين از جمله کوادروتورها به دليل كاربردها و قابليت‌هايشان به نحو چشمگيري در بحث کشاورزی دقیق مورد توجه قرار گرفته‌اند. این وسایل هوایی بدون سرنشین میتوانند به دوربینهای مختلفی مجهز شده و تصاویر مختلف هوایی مانند نقشه های NDVI را بگیرند.

مسئله ردیابی مجانبی سراسری برای مسیر مطلوب داده شده، از مسائل با اهمیت برای کوادروتور است که کارهای زیادی تاکنون بر روی آن انجام شده است. در تحقیقات انجام گرفته برای مسئله ردیابی مجانبی، برای حالاتی که خطای موقعیت اولیه مقدار بزرگی باشد، فیدبک راستا ممکن است برای مدت محدود مبهم شده و به ناپایداری کل سیستم بیانجامد، ما در پایان‌نامه ارشد، با استفاده از روش برگشت به عقب کنترل‌کننده‌ای را طراحی می‌کنیم که ردیابی مجانبی سراسری را با توابع اشباع‌شده انجام می‌دهد و مشکل گفته شده در تحقیقات قبلی را با فرض معقولی مرتفع می‌سازد.

مسئله عبور از مانع یا جلوگیری از تصادف نیز، برای وسایل هوایی بدون سرنشین خودگردان، با توجه به کاربردهایشان، از اهمیت بالایی برخوردار است. روش‌های انجام شده برای عبور از مانع، توجه عمده‌ای بر رسیدن مجانبی به مقصد نداشته‌اند و صرفا عبور از مانع و جلوگیری از برخورد را تضمین کرده‌اند. در واقع در روش‌های معمول عدم نوسان و رسیدن مجانبی به مقصد در تمام لحظات تضمین نشده است، از طرفی با توجه به اهمیت بحث اشباع محرک‌ها، استفاده از توابع اشباع‌شده برتری قابل توجهی بر توابع خطی دارند. در این پایان‌نامه، روشی را پیشنهاد داده‌ایم که ضمن تضمین عدم برخورد به مانع، رسیدن مجانبی به مقصد را نیز تضمین می‌نماید و این کار را به کمک توابع اشباع‌شده انجام می‌دهد. شبیه‌سازی‌های متعددی درستی تئوری بیان‌شده را تصدیق می‌کنند.

 

 

Precision agriculture is a farming management concept based on observing, measuring and responding to inter and intra-field variability in crops. The goal of precision agriculture research is to define a decision support system for whole farm management with the goal of optimizing returns on inputs while preserving resources.

 

In recent years, autonomous unmanned aerial vehicles (UAVs) including quadrotors, have attracted considerable amount of interest in precision agriculture, because of a wide area of applications and a lot of advantages. UAVs or drones, can be equipped with hyperspectral or RGB cameras to capture many images of a field that can be processed using photogrammetric methods to create orthophotos and NDVI maps.

 

The design of a flight control system capable of not only stabilising attitude but also tracking a trajectory accurately for an under-actuated quadrotor aircraft is quite challenging. but there is many studies that work on this issue. In last studies, for large initial position errors, there is a probability that the attitude feedback be vague and therefore the total system be unstable. In my master thesis, we propose a trajectory tracking control design algorithm, based on saturated functions, using a back-stepping approach, which solves the mentioned problem.

 

The obstacle avoidance or collision avoidance problem is an important issue for UAVs. In the previously studies, the combine of two problems i.e. trajectory tracking and obstacle avoidance is not considered simultaneously. Actually, common methods, don't guarantee oscillation avoidance or chattering avoidance. In my master thesis, we propose a method that guarantee obstacle avoidance and asymptotic stability simultaneously by using saturated functions. Numerical simulations are performed to demonstrate the performance of the proposed algorithm.

 

 

■ Slides

 

Download here

 

 

 

 

Ph.D

Majid Firouzbahrami

26/02/2018

 

Title of Seminar

 

Optimization of Cooperative Wind Energy Utilization

 

بهینه‎سازی استحصال مشارکتی انرژی باد

Abstract

 

 

آنچه در ارائه دوم از پروژهی حاضر بررسی خواهد شد به دو قسمت اصلی باز می‌گردد. در قسمت اول، ساختار توربین بادی مورد مطالعه اجمالی قرار گرفته و اهم تجهیزات موجود در توربین و نوع فعالیت آنها بررسی می‌گردند. سپس مساله کنترل توربین بادی شامل: ساختار سیستم کنترل، دشواریهای حل مساله و استراتژی رایج در کنترل توربین بادی ارائه می‌گردد. علاوه بر این، شبیه‎سازی‎های صورت گرفته در زمینه کنترل توربین بادی با محوریت توسعه یک کنترل کننده مقاوم برای توربین بادی 2 مگاواتی نیز ارائه خواهد شد. در بخش دوم، مساله کنترل مزارع بادی شامل ارائه ساختار مزرعه و مساله ویک مورد بررسی قرار گرفته و سپس رویکرد حاضر در حل مساله ارائه می‌گردد. در ادامه، با مطرح کردن نواقص این رویکرد، روشی نوین به منظور حل مساله مزرعه بادی ارائه شده و برخی از شبیه‎سازی‌های مرتبط با آن نمایش داده می‌شوند

 

In this talk, we are interested to discuss two main topics on the control problem of wind energy utilization. In the first step, the problem of wind turbine control and some related issues including control system structure, control problem difficulties and current strategy to control wind turbines are concerned to study. An example around the problem is also illustrated to better investigation on the subject. In the second part of the presentation, the main subject returns to the problem of wind farm control. In this direction, we first introduce wind farms structures and then, explain wake effect that generally makes the central point in the wind farm control. Subsequently, a common view to solve the problem of wind farm control regarding the wake effect is discussed. After this point, a novel strategy to control and optimize the power produced in the farm is proposed and at last, some simulations related to the problem are studied

 

■ Slides

 

Download here

 

 

 

 

B.Sc.

Milad Farjadnasab

05/03/2018

 

Title of Seminar

 

Optimal grid expansion planning of Iran's interconnected water-energy networks with renewable energy technologies - Part I: Data Acquisition

 

توسعه ی بهینه ی شبکه های آب و انرژی به هم پیوسته ی ایران با انرژی های تجدید پذیر بخش اول: داده یابی

 

Abstract

 

 

در این سمینار ابتدا مقدمه ای بر پیوند آب و انرژی ارائه شده و سپس اهداف پروژه و روش ما برای رسیدن به این اهداف بیان می شود. برای بهینه سازی از روش برنامه ریزی خطی عدد صحیح مختلط استفاده شده است، بنابراین برای رسیدن به نتیجه ی مناسب باید داده های ما کافی و قابل اتکا باشند. در ادامه در مورد داده های مورد نیاز برای این بهینه سازی و شبکه های آب و انرژی ایران بحث شده و در نهایت نتایج بهینه سازی در انتهای سمینار آورده خواهند شد.

 

In this seminar, an introduction to the water energy nexus will be presented before discussing the objectives of this project and our method of achieving these objectives. A mixed integer linear programming method was for this optimization, therefore to be able to get a proper result we need to have sufficient and reliable sets of data. The data required for the optimization and a look into the energy and water networks of Iran will be discussed and the optimization results are provided at the end of the seminar.

 

 

■ Slides

 

Download here

 

 

 

 

M.Sc.

Milad Pooladsanj

09/04/2018

 

Title of Seminar

 

Optimal Grid Expansion Planning of Iran’s Interconnected Water-Energy Networks with Renewable Energy Technologies

 

توسعه بهینه تولید برق بوسیله انرژی های تجدید پذیر برای شبکه به هم پیوسته آب و انرژی ایران

Abstract

 

 

 

آب و انرژی، منابع باارزشی که کیفیت زندگی انسان­ها را پی­ریزی می­کنند، تا حد زیادی به یکدیگر وابسته­اند. آب در مراحل مختلف تولید انرژی، مانند استخراج سوخت، انتقال و پالایش آن، آبیاری محصولات کشاورزی برای سوخت­های زیستی، و خنک­کردن نیروگاه­های حرارتی استفاده می­شود. از سوی دیگر، هیچکدام از مصارف آب بدون وجود انرژی کافی برای استحصال، انتقال، تصفیه و بهره­برداری میسر نمی­باشد.

 

هدف اصلی این پروژه بیشینه کردن پتانسیل اقتصادی بخش­های آب و انرژی همزمان با کمینه­کردن اثرات زیست­محیطی مربوط به مصارف آب و انرژی می­باشد. در این راستا، انرژی­های تجدیدپذیر نقش مهمی در مقاوم­سازی شبکه­های آب و انرژی دارند. علاوه بر مصرف کم آب، این انرژی­ها پتانسیل جداسازی اثرات منفی این دو بخش از یکدیگر را دارا هستند. علاوه بر این­ها، برای یک ارزیابی دقیق از پیوند آب و انرژی، تغییرات آب و هوایی، شرایط اقتصادی، و تغییرات جمعیت نیز در سال­های آتی باید در نظر گرفته شوند. در نهایت یک مطالعه­ی موردی گسترده در مورد کشور ایران، که دارای سرانه­ی ذخایر آب شیرین کم و برداشت زیاد از این منابع می­باشد، انجام می­شود.

 

Energy and water are valuable resources that underpin human prosperity and are, to a large extent, interdependent. Water is used in multiple phases of energy production and electricity generation, from fossil-fuel extraction, transport and processing, irrigating crops for biofuels, to providing cooling water for thermoelectric power plants. On the other hand, all of these processes alongside with other industrial and municipal water use is not possible without the sufficient energy required to extract, treat, and deliver water.

 

The key objective of this project is to maximize both water and energy economic potentials while minimizing the environmental impacts associated with their consumption. In this regard, renewable energy technologies play a key role in retrofitting the existing water and energy networks. Aside from minimal water consumption, these energies have the potential to decouple the negative impacts of water-energy nexus. Moreover, climate change, economic uncertainties, and population growth should be considered in the upcoming years for a precise assessment. Finally, a holistic case study is implemented on the geographical region of Iran, where proportion of renewable water resources withdrawn is rapidly growing while total renewable water resources per capita is rather low.

 

 

■ Slides

 

Download here

 

 

 

 

M.Sc.

Fatemeh Gheshlaghpour

16/04/2018

 

Title of Seminar

 

Feedback control of real-time bidding advertising

 

طراحی کنترل‌کننده‌ فیدبک در تبلیغات RTB

 

Abstract

 

 

RTB در دهه­ی گذشته به عنوان یک مدل کسب و کار جدید، فضای تازه­ای را برای تحقیقات در زمینه­ی تبلیغات آنلاین ایجاد کرده است. در این روش تبلیغات با استفاده از تحلیل آنلاین ابرداده­های مبتنی بر کوکی­ها، تبلیغات آنلاین متناسب با ویژگی­ها و علایق بازدیدکننده در اختیار وی قرار می­گیرد. در RTB جهت بارگذاری تبلیغات برای هر بازدیدکننده یک مزایده­ی آنلاین میان شرکت­های تبلیغاتی برگزار می­شود. در این مزایده هر شرکت­کننده با توجه به میزان ارزش آن بازدیدکننده و محدودیت­های مالی خود، قیمتی را پیشنهاد می­دهد. این قیمت پیشنهادی از حل­کردن یک مسئله­ی بهینه­سازی به دست می­آید که در آن هدف بیشینه­کردن سود شرکت است. هدف اصلی در این پروژه ارائه الگوریتمی جهت به دست آوردن این قیمت با توجه به محدودیت­های مالی، به ویژه با اعمال محدودیت بر روی تغییرات هموار قیمت می­باشد.

 

در سال­های اخیر پژوهش­های زیادی در زمینه­ی RTB صورت گرفته است که اکثراً با استفاده از تئوری مزایده به بررسی موضوع و حل مسئله­ پرداخته­اند. با توجه به نوع مسئله و نیاز به تخمین ارزش هر بازدیدکننده از طرفی و از طرف دیگر پیشنهاد قیمت برای شرکت در مزایده با استفاده از داده­های قبل، همچنین دینامیک و ماهیت کند این سیستم، به نظر می­رسد که رو­ش­های مطرح در کنترل بتواند موفق نماید.

.

 

Real-time bidding (RTB) is an emerging and promising business model for online computational advertising in the age of big data. RTB is revolutionizing display advertising by facilitating per-impression auctions to buy add impressions as they are being generated. Being able to use impression-level data, such as user cookies, RTB encourages user behavior targeting, and hence has significantly improved the effectiveness of ad campaigns. For the demand side, a fundamental technical challenge is to automate the bidding process based on the budget, the campaign objective, and various information gathered in runtime and in history. During last decade feedback control has come to play a critical role in the bidding process, however, a fundamental drawback of RTB is its instability because the bid decision is made per impression and there are enormous fluctuations in campaigns’ key performance indicators. As such, advertisers face great difficulty in controlling their campaign performance against the associated costs. We seek to propose a feedback control mechanism for RTB which helps advertisers dynamically adjust the bids to effectively control the expected key performance indicator.

 

 

■ Slides

 

Download here

 

 

 

 

M.Sc.

Hossein Pourshamsaei

23/04/2018

 

Title of Seminar

 

Field-Wide Estimation of Soil Moisture Using Compressive Sensing

 

تخمین رطوبت خاک در ابعاد وسیع با استفاده از تئوری سنجش فشرده

 

Abstract

 

در کشاورزی هوشمند، اطلاع از میزان رطوبت خاک نقش اساسی را در تصمیم­گیری صحیح ایفا می­کند. در عمل، به دلیل محدودیت­های هزینه و نگهداری، نصب سنسورهای رطوبت­سنج به صورت یک شبکه منظم در همه جای یک زمین بزرگ امکان پذیر نیست. بنابراین، اندازه­گیری مستقیم رطوبت تنها در تعداد محدودی از نقاط زمین امکان­پذیر است و مقدار رطوبت در کل زمین با استفاده از روش­های گوناگون تخمین زده می­شود.

 

نشان داده شده است که اگرچه مقدار رطوبت خاک در نقاط مختلف نسبت به هم تفاوت دارد، اما به یکدیگر وابسته­اند. بنابراین، در حوزه فرکانس به صورت یک سیگنال تنک قابل نمایش می­باشند. برای چنین سیگنال­هایی، تئوری سنجش فشرده (compressive sensing) می­تواند ابزار مفیدی برای تخمین مقادیر اندازه­گیری نشده با استفاده از مقادیر اندازه­گیری شده باشد.

تئوری سنجش فشرده بر اساس حل یک مساله بهینه­سازی نرم صفر می­باشد که یک مساله NP است و نیازمند حل مساله در تمامی حالات ممکن برای محل­های درایه­های غیرصفر سیگنال می­باشد.. در بیشتر کاربرد­های واقعی، این مساله بهینه­سازی تبدیل به یک مساله با ابعاد بسیار بالا می­شود و زمان و هزینه ­محاسباتی بسیار بالایی برای حل آن لازم است. بنابراین، معمولا از تقریب این مساله به جای حل مساله اصلی استفاده می­شود.

 

دو هدف اصلی این پروژه به شرح زیر است:

ابتدا الگوریتم­های مختلف برای تقریب مساله بهینه سازی نرم صفر ارائه می­شود و با مقایسه نتایج آن­ها با یکدیگر، بهترین روش برای تخمین مساله اصلی و حل آن برای داده­های رطوبت به عنوان یک مورد خاص، معرفی می­شود.

هدف دوم، بررسی جایابی سنسورهاست. اگرچه قرار دادن سنسورها به صورت تصادفی می­تواند در مواردی که تعداد سنسورها بالاست، روش قابل قبولی باشد، اما در مواردی که قصد داریم از تعداد سنسورهای محدود استفاده کنیم، روش مناسبی نیست. در این پروژه، یک روش نوین برای جایابی سنسورها پیشنهاد می­شود و نتایج آن با نتایج جایابی تصادفی سنسورها و نیز یک روش موجود دیگر مقایسه می­شود.

 

In precision agriculture, monitoring of soil moisture plays an essential role in correct decision making. In practice, regular mesh installation of moisture sensors over a large field is not possible due to cost and maintenance prohibitions. Consequently, direct measurement of moisture is possible at only a few points in the field. A value for the moisture is then estimated for the remaining areas using a variety of algorithms.

 

It is shown that although soil moisture varies spatially, the values are typically spatially correlated. Consequently, they have a sparse representation in the frequency domain. For such signals, Compressive Sensing (CS) has proved to be an effective tool in estimating the missing variable values, from sensed values.

 

CS theory is based on a l0-norm optimization problem which is non-deterministic polynomial-time (NP) hard problem and requires an exhaustive search over all possible locations of the nonzero entries in corresponding sparse signal. For most real-life applications, this optimization translates into a very large-scale problem which takes substantial time and computing resources to solve. This is usually circumvented by instead using an approximation of the zero norm.

 

Two main purposes of this project are as follow:

 

First, different algorithms for approximation of main l0-norm optimization problem are proposed and a comparative study is done to state which method is better for the moisture estimation as a special case.

Second, the sensor placement problem is investigated. Although random sensor placement can be used if number of sensors is high enough, but in the case of using a few sensors over a large field, random sensor placement is not the proper choice. In this project, a novel method for sensor placement is proposed and compared with random placement and another existent method.

All results are evaluated by using a data set that extracted from simulation of a simple field using state-of-the-art TIN-based Real-time Integrate Basin Simulator (TRIBS).

 

 

■ Slides

 

Download here

 

 

 

 

B.Sc.

Shahram Shahriar

30/04/2018

 

Title of Seminar

 

Fault detection and diagnosis in Control Valve

 

تشخیص و شناسایی عیب در شیرهای کنترلی

 

Abstract

 

 

n/a

 

The goal of this research is to solve a common problem in industrial control systems which is called “valve stiction”. In what follows, a brief explanation will be discussed and the methods which are used in industry will be introduced. At last, the new method and it’s challenges will be explained.

 

First, a recent and most known definition to stiction model done by “Horche” in 2000 and then the methods to detect the stiction proposed based on this model. The comparison between the other root causes and stiction shows that stiction is the 2nd  cause to make the whole system fail to have the desired output.

 

The first method, is the shape-based method. This method utilizes the fact that the stiction occurs in the time intervals which we have a meaningful change in (op) valve input but there are no changes in (mv) valve output. An index then proposed and based on the stiction-index the analysis has been done.

 

The second and method is CCF i.e cross correlation function method. In this method, we use two signals for analysis. The controller output signal and the process output signal. Since the stiction behavior in an ideal condition shapes like a rectangular signal, we expect or process output signal to be triangular. Correlation function of these two will be an odd function and in other cases i.e other oscillation causes, the correlation function will be even. This method has some advantages, since it is not sensitive to noise but the major disadvantage is that it cannot used in systems that have integrator itself as all the mentioned steps are true since we have two signals as above.

 

The third and more approved method is curve fitting. One signal will be used here as the reference. It is fitted to two signals. First the triangular and second a sinusoidal. OP for self-regulating processes or PV for integrating processes. A better fit to triangular shows stiction while a better fit to sinusoidal shows non-stiction case. The advantage of this method is that it is easy to implement and can be used for piecewise analysis but the disadvantage is that it is sensitive to noise because of zero-crossings.

The first method had the advantage to give us a clear report that if we have stiction or not, but, the second and third method have uncertainties and in some cases we cannot decide if a valve has stiction or not.

 

The new method which is EMD is our desired way to detect the stiction. Since 1988 that for the first time EMD and HAS were introduced by Huang, the usefulness of EMD has been proved. EMD is to divide a signal into some sub-signals which their sum will be the original signal but these sub-signals that are known as IMFs(Intrinsic mode function) have two properties. First, their extrema and zero-crossings are different at most by 1 and second, any IMF has zero mean.

 

EMD breaks a signal into many IMF and it stops the sifting process when we face a signal with these conditions :

-The residual is a monotonic function.

-The residual has less than two extrema.

-The residual is a constant.

This signal is called residual. Advantages of EMD is that it can be used for stationary and non-stationary and also linear and non-linear signals. And as an advantage in comparison, does not need to choose a mother function first, like wavelet analysis.

The target of this research is to find relation between IMF properties and stiction behavior to find an index to measure the stiction in a control valve

 

■ Slides

 

Download here

 

 

 

 

M.Sc.

Shaghayeh Kiomarci

07/05/2018

 

Title of Seminar

 

Robust and non-fragile control systems

 

سیستم های کنترلی مقاوم و غیر شکننده

Abstract

 

 

در این ارائه به صورر لی به وروورط احا لرلحک لرر غ ر ح نودرر غ، بح اسوس وع سرهسی وخلیف ندرر گ بس ه ف افزایش

پسی اری س سلم در بحابح ع م قطع ت ورجرد در س سلم و لرلحک لرر غ، پحداخله و نرد.

در ابل ا بس ب سن تعحیف و بحرسو وثسل از یک لرلحک لرر غ وقسوم و نودرر غ، وروورط بسود دادغ و نورد. سو وع سرهسی بح

اسوس وحلز جحم، سوسسو ت و نوطه ا ف بحای سورشش و زان نودرر گ لرلحک وعحف و نرن . در نهسیت به احا لرلحک

لرر غ ر ح ندرر غ بح وطرسی هح یک از تعسریف پحداخله و نرد و نقسط قر و وعف آن هس بحرس و شرد.

 

Generally speaking, the subject of non-fragile controller design, based on different fragility criteria, is studied considering system stability against uncertainties in the system and controller.

 

At first, the subject is explained through definition and an example of a robust and fragile controller. Then criteria based on the center of mass, sensitivity and pseudo-spectra are defined to measure controller fragility. Finally, the non-fragile controller is designed based on each definition, pointing out their advantages and disadvantages.

 

 

■ Slides

 

Download here

 

 

 

 

M.Sc.

Mohammad Reza Divsalar

14/05/2018

 

Title of Seminar

 

History and challenges of online advertising

 

تاریخچه و چالش های تبلیغات آنلاین

 

Abstract

 

 

در این ارائه ، به  پیش زمینه های تبلیغات آنلاین  جهت پژوهش های آینده در حوزه ی کنترل و تبلیغات آنلاین می پردازم. این ارائه به 3 بخش تقسیم می شود. در بخش اول اهمیت تبلیغات آنلاین و نقش RTB در آن را توضیح خواهم داد. در بخش دوم  تاریخچه  تبلیغات آنلاین از 1993 تا کنون را مورد بحث قرار خواهم داد. همچنین در کنار حوادث تاریخی اشاراتی به ساز و کار های تبلیغات آنلاین خواهم کرد. در آخر این بخش چشم انداز کاملی از آنچه که اکنون در تبلیغات آنلاین می گذرد و چگونگی کارکرد  RTB ارائه خواهم داد. در بخش آخر نیز به چالش های موجود در حوزه تبلیغات آنلاین می پردازم. در ارائه ی آینده به کاربرد کنترل در حوزه تبلیغات آنلاین خواهم پرداخت.

 

In this talk, I will look at the background of online advertising for future research in the control & e-commerce. This talk is divided into 3 sections. First of all, I will explain the importance of online advertising and the role of RTB in it. In the second section, I will discuss the history of online advertising from 1993 to the present. Also, along with the historical events, I will point to the online advertising mechanism .In the end of this section, I'll give a final landscape of online advertising and  provide an overview of How RTB works. In the last section, I'll address the challenges of online advertising. In the next talk, I will apply control theory in the field of online advertising.

 

 

■ Slides

 

Download here