یک برنامه شتابدهنده دانلود قدرتمند و مدیریت دانلود پیشرفته برای اندروید است که برای گوشی‌ها و تبلت‌های اندرویدی ضروری میباشد.
در پخش آنلاین موزیک ویدیوی مورد علاقه خود با مشکل مواجه شده‌اید؟ حالا با استفاده از سریعترین برنامه دانلودر می‌توانید آن را با خیال راحت به صورت آفلاین مشاهده نمایید!
بتن عبور دهنده نور، امروزه به عنوان یک متریال ساختمانی جدید با قابلیت استفاده بالا مطرح است. این متریال ترکیبی از فیبر های نوری و ذرات بتن است و می تواند به عنوان بلوک ها و یا پانل های پیش ساخته ساختمانی مورد استفاده قرار گیرد. فیبر ها بخاطر اندازه کوچکشان با بتن مخلوط شده و ترکیبی از یک متریال دانه بندی شده را تشکیل می دهند. به این ترتیب نتیجه کار صرفا ترکیب دو متریال شیشه و بتن نیست، بلکه یک متریال جدید سوم که از لحاظ ساختار درونی و همچنین سطوح بیرونی کامل همگن است، به دست می آید.
توضیحات : فایل مورد نظر در قالب پاورپوینت ارائه شده است و دارای 28 اسلاید می باشد
خودرو همچنین سواری یا اتومبیل یا ماشین به وسیله نقلیه چرخداری گفته می‌شود که موتور خود را حمل می‌کند این بدین معنی است که خودرو بدون ارتباط با وسیله دیگر و به کمک نیروی ماشینی خود، قادر به حرکت هستند.
اصولاً برای تمام وسایلی که دارای منبع قدرت باشند و به خودی خود بتوانند حرکت کنند، می‌توان واژهٔ خودرو را بکار برد. لیکن کاربرد این واژه در زبان ما دارای محدوده مشخصی است که معمولاً به وسایل متحرکی گفته می‌شود که همگی دارای حرکت بوده و با زمین در تماس هستند. با این نگاه خودرو گونه‌ای وسیله موتوری چرخ‌دار است، که نخستین سازندگان آن را با هدف حمل‌ونقل سرنشینان در جاده‌ها طراحی نمودند. از نخستین تعاریف مخترعان اولیه اتومبیل، اینگونه استنباط می‌شود، که هدف آنها از استفاده چهار چرخ در طراحی اتومبیل‌های نخستین، انتقال یک تا هشت نفر بوده است.
شاید بتوان اولین ایدهٔ مکتوب در مورد وسیلهٔ نقلیه‌ای را که بدون نیروی انسان یا حیوانات قادر به حرکت باشد، در ایلیاد اثر هومر یافت. در قسمتی از رمان، هفاستوس (خدای آتش و فلزکاری) یک سه‌چرخهٔ متحرک می‌سازد و از آن برای جابجایی استفاده می‌کند. ∗ اما در عالم واقع، این وسیله برای اولین بار در سال ۱۶۷۸۸ توسط پدر فردیناند فربیست مبلغ مسیحی بلژیکی در چین طراحی و ساخته شد که توسط
بخار کار می‌کرد. این خودرو اولیه ۶۵ سانتی‌متر طول داشت و به عنوان وسیله سرگرمی برای امپراتور چین ساخته شده بود. اولین اتومبیل واقعی با نیروی بخار که برای جابجائی انسان و بار بکار گرفته شد در سال ۱۷۶۷ توسط نیکلاس جوزف کان فرانسوی طراحی و ساخته شد. خودرو کان می‌توانست ۴۴ تن بار به همراه ۲ خدمه را با سرعت ۷/۸ کیلومتر بر ساعت به حرکت درآورد. اولین تصادف خودروئی جهان نیز با این خودرو در سال ۱۷۷۱ اتفاق افتاد.[نیازمند منبع]
موتور احتراقی در سال ۱۸۶۰ میلادی به‌وسیلهٔ یک بلژیکی به نام اتین لونوار اختراع شد. پس از آن، روند تکامل صنعت خودروسازی تداوم یافت و در بین سالهای ۱۸۶۰ تا ۱۹۷۰ میلادی در اروپا اختراعات مختلفی به وسیله چند تن از مهندسان انجام گرفت.
سال ۱۸۸۶ بعنوان سال تولد اتومبیل‌های مدرن امروزی شناخته می‌شود، کارل بنز مخترع آلمانی در این سال بنز پتنت-موتورواگن را عرضه نمود. از سال ۱۹۰۸ که فورد مدل تی توسط هنری فورد طراحی و ساخته شد، بسرعت اتومبیل‌های موتوری جای خود را به کالسکهها دادند.
نخستین خودرو با موتور برون سوز یک موتور کوچک بود که بر روی یک گاری کوچک نصب شد. این خودرو را زیگفرد مارکوس در سال ۱۸۷۴ میلادی در شهروین ساخت. موتور این وسیله نقلیه، موتور بخاری یا موتور برون سوز نام گرفت. اما به‌تدریج موتورهای برونسوز تبدیل به موتورهای درونسوز گردیدند. در موتورهای درونسوز، مخلوط هوا و گاز در داخل سیلندر به وسیله جرقه محترق میگردد. اولین نمونه موتور احتراق داخلی را یک مهندس آلمانی به نامنیکلاس اتو ساخت. موتورهای امروزی، در حقیقت نمونه تکامل یافته این موتور محسوب می‌شوند.
اختراع خودرو به کارل بنز نسبت داده می‌شود. او در سال ۱۸۸۵ موفق به ساخت اولین خودرو با موتور احتراقی گردید. در سال ۱۸۸۸۸ برتا بنر همسر کارل بنز اولین سفر خودروئی را با خودرو سه چرخ ساخت بنز انجام داد. در این سفر او فاصله ۱۰۶ کیلومتری مانهایم تا فورتزهایم را برای برگرداندن فرزندانش ریچارد و یوگن بصورت رفت و طی کرد. او دلیل این سفر را دیدار مادرش در فورتزهایم ذکر کرد ولی در حقیقت هدف او از این سفر نشان دادن قابلیتهای خودرو بود.
درعین حال، برخی به اشتباه، هنری فورد را به عنوان مخترع خودرو می‌دانند. این اشتباه به این خاطر رخ می‌دهد که هنری فورد، در واقع، ایدهٔ تولید اتومبیل ارزان قیمت را تحقق بخشید و استفاده از خودرو را در مقیاس گسترده و توسط مردم عادی امکان‌پذیر نمود. هنری فورد در سال ۱۸۹۱ یک موتور کوچک گازوئیلی طراحی کرد و سه سال بعد، یک ماشین گازوئیلی ساخت که به نام کالسکه بدون اسب شناخته می‌شود. ۵ سال بعد، هنری فورد طراحی ماشین‌های موسوم به مدل A و مدل TT را آغاز کرد. او سرانجام توانست خط تولید و مونتاژ این اتومبیل‌ها را توسعه دهد تا تولید ماشین‌ها سریع‌تر و اقتصادی‌تر شود. مدل TT اتومبیلی بود که در همه جای اروپا به‌راحتی استفاده می‌شد و موتورش آنقدر قوی بودکه در زمین‌های ناهموار به راحتی حرکت می‌کرد. این اتومبیل، به سادگی تعمیر می‌شد و حتی یک کشاورز با کمی دقت می‌توانست قطعات معیوب آن را عوض کند. قیمت این اتومبیل در آن زمان، ۸۵۰ دلار بود. این قیمت اگرچه نسبت به درآمد مردمان عادی، قیمت بالایی محسوب می‌شد، ولی نسبت به اتومبیل‌های زمان خودش بسیار ارزان بود.
در سال ۲۰۱۰ شمار اتومبیل‌های فعال در سراسر جهان از رقم ۱ میلیارد خودرو عبور کرد، که نسبت به سال ۱۹۸۶ که شمار آنها ۵۰۰ میلیون دستگاه بود، به میزان دو برابر افزایش داشته است. تعداد روند تولید اتومبیل‌ها بسرعت افزایش دارد، که بیشترین نرخ رشد اتومبیل مربوط به کشورهای چین، هند و سایر کشورهای تازه صنعتی‌شده میباشد.
چندی از مقاطع بسیار مهم و تحولات اساسی در تاریخچه خودرو:
هر خودرو را می‌توان به هفت بخش کلی تقسیم کرد که عبارت‌اند از:
۱- سیستم مولد قدرت (موتور): در این واحد که انرژی شیمیایی بنزین به انرژی مکانیکی تبدیل می‌شود حرارت ناشی از سوختن هیدروکربورها با بالاتر از ۷۰۰درجهٔ سانتیگراد می‌رسدکه به علت بازده مفید سیستم از هر ۴ قسمت حرارت تولید شده۱ قسمت به انرژی مکانیکی تبدیل می‌شدو بقیه به صورت هوای گرم یا دودهای حاصل از احتراق از موتور خارج می‌شود در یک موتور در حدود ۱۲۰ تا ۱۵۰ قطعهٔ متحرک وجود دارد که همه نیاز به روغن کاری دارند با توجه به درست کار کردن سیستم روغنکاری و لی باز هم عمر مفید یک خودرو ۸ سال کار و یا پیمودن۱۵۰۰۰۰۰کیلومترمسافت است. در حقیقت، عملکرد موتور چهار مرحله است که به اختصار به توضیح آنها می‌پردازیم.
۱. در مرحله اول، سوپاپ ورود هوا باز شده و با حرکت رو به پایین پیستون، مخلوط هوا و سوخت وارد سیلندر می‌شود.
۲. در این مرحله، سوپاپ‌ها بسته شده و با حرکت رو به بالای پیستون، مخلوط هوا و سوخت به شدت فشرده می‌شود.
۳. وقتی که پیستون به بالاترین سطح خود رسید، با جرقه زدن شمع، احتراق انجام می‌شود و نیروی حاصل از احتراق، پیستون را با فشار بسیار بالا به پایین هدایت می‌کند.
۴. در مرحله آخر نیز سوپاپ خروجی باز شده و با حرکت رو به بالای پیستون، تمامی گازهای حاصل از احتراق، از سیلندر خارج می‌شوند. این چرخه چهار مرحله‌ای، به سرعت در موتور تکرار شده و موتور روشن می‌شود. گفتنی است، در خودروها، برای افزایش توان خروجی، از موتورهای ۴، ۶، ۸، و یا ۱۲ سیلندر استفاده می‌شود.
۲- سیستم انتقال قدرت:این مجموعه وظیفه دارد قدرت تولیدی موتور را به چرخها انتقال دهد که شامل جعبه دنده یا مبدل گشتاور و سرعت، وکلاچ میباشد.
۳- سیستم تعلیق و فنر بندی:در اتومبیل‌های جدید دستگاه فنر بندی در هر دقیقه بیش از ۱۰۰۰تا ۱۲۰۰بار نوسان می‌کند تا اتاق و شاسی، سرنشینان را در معرض ضربه‌های ناشی از ناهواری‌ها ی جاده قرار ندهد.
۴- سیستم چرخ بندی و ترمزها:به طور متوسط در هر ۹۰۰۰۰کیلومتر مسافت پیموده شده یا هر شش سال کار خودرو هر چرخ حدود ۹۵ میلیون بار چرخش می‌کند.
۵- سیستم بدنه و شاسی:بدنهٔ خودرهای جدید طوری ساخته می‌شود که بتواند تمامی قطعات را نگهداری کند در هر بدنهٔ خودرو حدود ۴۰متر مربع ورق فولادی به کار می‌رود که ضخامت آن۴/۰ تا ۲/۱۱میباشد.
۶- سیستم هدایت و فرمان:نیروی متوسطی که لازم است تا بتوا خودرو را در یک پیچ معمولی هدایت کرد بین ۵ تا ۱۰ کیلوگرم میباشد ولی سیستم‌های جدید فرمان ای نیرو را به حدود ۳۰گرم کاهش داده‌است.
۷- سیستم برق‌رسانی:از باتری‌های ۲۴٬۱۲٬۶ ولتی برای راه‌اندازی و روشن کردن موتور استفاده می‌شود سیستم جرقه زنی را تا ۳۰۰۰۰ولت افزایش داده برای جرقه زنی موتور آماده می‌کند در این گروه همچنین چراغهای روشنایی و علایم وبرف پاکن‌ها و بخاری و دیگر وسایل الکتریکی نصب شده‌است.
فهرست مطالب:
مقدمه
آشنایی با خودرو و قسمت های اصلی آن
موتور
موتور از نظر کارکرد
موتورهای دو زمانه بنزینی
موتورهای چهار زمانه بنزینی
موتورهای چهار زمانه دیزلی
موتور دیزل در خودروها
قسمت های اصلی یک موتور
بدنه سیلندر
سر سیلندر
کارتر و میلنگ
پیستون و رینگ های پیستون
شاتون ها
گژن پین
یاتاقان ها
فلایویل
میل سوپاپ
دستگاه سوخت رسانی
باک
پدال گاز
پمپ بنزین
کاربراتور
لوله های ارتباطی
انژکتور
دستگاه تولید برق
دلکو
سوییچ
شمع
باتری
کویل
استارت
دینام
آفتامات
سیستم خنک کننده
رادیاتور
ترموستات
پمپ ها
دستگاه روغنکاری
کارتل
پمپ روغن
فیلترها
دستگاه انتقال نیرو
کلاچ
جعبه دنده
دیفرانسیل
میل گاردان
میل پلوس
چرخ ها
سیستم فرمان و هدایت
اهرم فرمان
میل غربالک
سیستم ترمز
پدال
بوستر
لنت
روغن ترمز
دیسک و کاسه چرخ
ترمز دستی
سیستم تعلیق و فنر بندی
شاسی
اکسل ها
فنرها
کمک فنرها
و...
فصل اول: معرفی واحد کنترل هشدار دهنده یا A.C.U
1-1- واحد کنترل هشدار دهنده یا ACU :
محل نصب این واحد در قسمت وسط جلو داشبورد (کنسول) میباشد و از طریق دو کانکتور 12 و 16 پینی سیاه رنگ به دو دسته خودرو متصل می گردد. یک صفحه نمایش و یک صفحه کلید برای برقراری ارتباط بین کاربر (راننده) و واحد کنترل هشدار دهنده (ACU) در این واحد در نظر گرفته شده است.
1-2- آژیر با باتری پشتیبان:
محل قرارگیری آژیر در اتاق موتور و برروی گلگیر سمت راست میباشد که توسط یک کانکتور 4 پایه سیاه رنگ به دسته سیم خودرو متصل گردیده است. وظیفه آژیر مربوطه اعلام وضعیت های مختلف واحد کنترل هشدار دهنده مانند ورورد به مد یا حالت دزدگیر- خروج از مد دزدگیر- بوق فراموشی و ... است. که این امر به وسیله تولید بوقهای متفاوت می باشد. مثلاً در هنگام اعلام خطر سرقت با آژیر کشیدن ممتد- صاحب خودرو را مطلع می سازد.
1-3- واحد کنترل فقل یا CLCU:
این قسمت که جعبه هماهنگ کننده یا فرستنده رادیویی نیز خوانده می شود در زیر قاب فرمان نصب شده و عمل باز و بستن درهای خودرو را به عهده دارد. این حالت توسط دریافت سیگنالهای باز و بستن رادیویی- که از طرف فرستنده موجود بر روی ریموت کنترل (کنترل از راه دور) یا سوئیچ دستی خودرو که دارای کلید on و off است منتشر می شود. کلید on برای بستن درها و وارد شدن به مد دزدگیر و کلید off برای خروج از مد دزدگیر و باز نمودن درها در نظر گرفته شده است این قسمت دارای یک حالت قفل اتوماتیک نیز می باشد به اینصورت که اگر پس از گذشت 9 ثانیه از زمان باز شدن درها توسط ریموت کنترل هیچ کدام از درها باز نشوند دزدگیر دوباره فعال می شود.
در واحد کنترل قفل مرکزی مواردی به شرح زیر موجود می باشند که عبارتند از:
1-4 قفل اتوماتیک یا AUTOLOCK:
هنگامی که سیستم در مد امنیتی و حفاظتی قرار دارد اگر کلید OFF را بر روی سوئیچ دستی خودرو بفشاریم و درها باز نشود پس از 9 ثانیه درها به طور اتوماتیک قفل شده و مجدداً وارد مد امنیتی و حفاظتی خواهد شد در صورتی که قبل از اتمام 9 ثانیه از باز شدن قفل ها هر کدام از درها- در صندوق عقب با در موتور باز شوند عمل AUTOLOCK انجام نخواهد شد.
1-5- یابنده خودرو یا CARFINDER:
این عملکرد به منظور یافتن خودرو- پیش از باز کردن آن در نظر گرفته شده است. اگر در هنگام فعال بودن سیستم امنیتی و حفاظتی کلید ON را روی سویئچ دستی خودرو بفشاریم و خودرو در بردموثر فرستنده رادیویی قرار داشته باشد فلاشرها و تک بوق آژیر به منظور مشخص کردن موقعیت خودرو و تأکید بر فعال بودن مد امنیتی و حفاظت مشاهده و شنیده خواهد شد.
1-6- ورودیها یا INPUTS:
در این سیستم- سنسورها و کلیدهای لادری و ... به عنوان ورودیها اطلاعات مربوطه را به صورت آنالوگ به واحد کنترل هشدار دهنده ارسال می کنند که این سیگنالها پس از دریافت توسط مبدلها آنالوگ به دیجتال یا A/D، به سیگنالهای دیجیتالی (مجموعه ای از 0 و 1) جهت تجزیه و تحلیل تبدیل می شوند. مانند میکرو سوئیچ ترمز دستی- کلید لادری صندوق عقب- در موتور و.....
1-7- خروجیها یا OUTPUTS:
در این سیستم- آژیر- صفحه نمایش واحد کنترل هشدار دهنده و ... به عنوان خروجیهای ACU مورد پردازش قرار گرفت پیغامی متناسب با حالت مذکور به صورت سمعی و بصری بر روی صفحه نمایش یا به صورت بوق آلارم ظاهر می شود.
نمائی از برد الکتریکی واحد کنترل هشدار دهنده
فصل اول: معرفی واحد کنترل هشدار دهنده با A.C.U
واحد کنترل هشدار دهنده 1
آژیر با باتری پشتیبان1
واحد کنترل قفل مرکزی1
قفل خودکار1
یابنده خودرو2
یابنده خودرو2
ورودیها2
خروجیها2
فصل دوم: وظایف واحد کنترل هشدار دهنده
مد یا حالت امنیتی خودرو4
منوها با فهرست عناوین جهت راحتی راننده4
اعلام خطاهای موجود در حین رانندگی4
فصل سوم: شرح منوها و فهرستهای موجود در ACU 5
فصل چهارم: جعبه فیوزهای موجود در خودرو سمند8
فصل پنجم: دسته سیم های موجود در خودرو سمند12
فصل ششم: رنگ ها و کدهای استاندارد در خودرو سمند13
فصل هفتم: قطعات تشکیل دهنده مدارهای ACU – کولر- قفل مرکزی و محل نصب آنها23
فصل هشتم: تست برخی از قطعات تشکیل دهنده مدارهای ACU- کولر- قفل مرکزی27
فصل نهم: شرح عملکرد مدار الکتریکی ACU 33
فصل دهم: نحوه عیب یابی برخی از عیوب مدارهای ACU- کولر- قفل مرکزی37
متن لاتین42
ترجمة متن لاتین44
چکیده:
واحد کنترل هشدار دهنده یا به اختصار ACU مجموعه ای است الکترونیکی کاربردی که اطلاعاتی را براساس شرایط محیطی- فیزیکی از طرف سنسورها و کلیدهای لا دری که در واقع وروردیهای ACU می باشند دریافت کرده و پس از تجزیه و تحلیل شدن آنها- توسط خروجیها ACU که همان صفحه نمایش- آژیر و غیره می باشند بصورت سمعی و بصری بر روی صفحه نمایش کریستالی مایع یاLCD واحد کنترل هشدار دهنده نمایان می شود. سیستم موجود در خودرو سمند دارای چندین قابلیت و عملکرد بوده که از طریق اجزای تشکیل دهنده آن به انجام می رسد.
نوع فایل: word
قابل ویرایش 105 صفحه
چکیده:
توموگرافی مقاومت الکتریکی ERT کاربردهای زیادی از جمله ژئو فیزیک دارد. در این سیستم تعیین توزیع مقاومت الکتریکی زیر سطح با استفاده از اندازه گیری ولتاژ روی سطح توسط الکترودهای سیستم انجام می گیرد. این عمل با فروبردن الکترودهایی در روی زمین به صورت ماتریسی یا دورچین و تزریق جریان به آنها و دریافت ولتاژهای متناظر از بقیه الکترودها به عنوان داده های ورودی صورت می گیرد.
در قسمت بازسازی تصویر از حل عددی معادلات دیفرانسیل مربوطه به روش تفاضل محدود و بهره گیری از الگوریتم حداقل مربعات برای کاهش خطای بین مقادیر اندازه گیری شده و محاسبه شده و در نهایت تصویر توزیع مقاومت الکتریکی به صورت سه بعدی با استفاده ازیکی از دو روش گوس- نیوتن و کوشی- نیوتن بدست میآید.
مراحل ایجاد تصویر توموگرافی به روش مقاومت الکتریکی چهار بلوک می باشد. مرحله اول شامل تشکیل یک دستگاه معادلات پتانسیل می باشد که ضرایب آن توسط روابط کوپلینگ محاسبه می گردد. قدم بعدی حل دستگاه فوق الذکر و پیدا کردن پتانسیل های مربوطه می باشد. مقادیر این پتانسیل ها بعد از عبور از مرحله ژاکوبین مبنای محاسبه مقاومت الکتریکی ( یا رسانایی الکتریکی ) بلوک هایی است که در نهایت بعد از چندین بار تکرار جهت تصویر سازی از عمق جسم مورد نظر بکار می رود.
هدف این پایان نامه استفاده از الگوریتم های موازی سازی و پردازش موازی و خط لوله به جهت پیاده کردن یک سیستم بهینه بر روی FPGA به منظور کاهش زمان و افزایش سرعت محاسبات بدون از دست دادن دقت لازم در ایجاد تصویر می باشد.
عملیات سنتز کدهای VHDL برای انجام این پروژه در نرم افزار ISE 8.1 شرکت Xilinx انجام شده است. این طرح روی برد XCLX25 شرکت Memec با تراشه Virtex-4LX25 شرکت Xilinx پیاده سازی گردید. شبیه سازی مدار پیاده سازی شده نیزتوسط نرم افزار Modelsim6.0 انجام شده است.
مقدار قطعات استفاده شده حدود 30% قطعات موجود بوده ونتیجه شبیه سازی نشان می دهد که زمان فرایند برای یک بار تکرار جهت تصویر سازی ERT و به ازای یک بار تکرار جریان 8/16میلی ثانیه می باشد.
مقدمه:
هدف توموگرافی مقاومت الکتریکی تعیین توزیع مقاومت ویژه الکتریکی زیر سطح زمین با استفاده از اندازه گیری های روی سطح زمین می باشد. از روی این اندازه گیریها مقاومت ویژه زیر سطح تخمین زده می شود. مقاومت ویژه زمین با تغییر پارامترهای زمین مثل مواد معدنی، رطوبت، درجه اشباع آب در سنگها تغییر می نمایند. از توموگرافی مقاومت الکتریکی برای اکتشاف آب، معدن یابی، اکتشاف نفت، تحقیقات زمین شناسی، کاربردهای پزشکی و ... استفاده می شود.
بدلیل اینکه ساختارهای زمین شناسی در طبیعت سه بعدی است باید از پیمایش مقاومت سه بعدی برای تفسیر یک مدل سه بعدی استفاده شود و در حال حاضر پیمایش سه بعدی به دو دلیل موضوع تحقیقات فعالی می باشد:
1-توسعه مقاومت سنج های چند کاناله که سرعت نمونه برداری را افزایش داده اند.
2-توسعه میکروکامپیوترهای با سرعت بالا.
بازسازی تصویر با فروبردن الکترودهایی در روی زمین به صورت ماتریسی یا دورچین و تزریق جریان به آنها و دریافت ولتاژهای متناظر از بقیه الکترودها به عنوان داده های ورودی صورت می گیرد و با استفاده از اندازه گیری ولتاژ روی سطح زمین تصویر زیر سطح زمین بدست می آید. به این ترتیب که با استفاده از داده های بدست آمده از روی سطح و شبیه سازی مدل مشابه با ناحیه مورد پیمایش، در کامپیوتر سعی در مینیمم نمودن تفاضل بین داده اندازه گیری شده و حساب شده از مدل می نماییم و از این طریق به پارامترهای مجهول یعنی مقاومت ویژه الکتریکی سه بعدی زیر زمین دست می یابیم.
مراحل ایجاد تصویر توموگرافی به روش مقاومت الکتریکی چهار بلوک می باشد. مرحله اول شامل تشکیل یک دستگاه معادلات پتانسیل می باشد که ضرایب آن توسط روابط کوپلینگ محاسبه می گردد. قدم بعدی حل دستگاه فوق الذکر و پیدا کردن پتانسیل های مربوطه می باشد. مقادیر این پتانسیل ها بعد از عبور از مرحله ژاکوبین مبنای محاسبه مقاومت الکتریکی ( یا رسانایی الکتریکی ) بلوک هایی است که در نهایت بعد از چندین بار تکرار جهت تصویر سازی از عمق جسم مورد نظر بکار می رود.راههای زیادی برای کاهش زمان محاسبه تصویر سازی در ERT وجود دارد که استفاده از روش پردازش موازی و خط لوله روی FPGA در این پایان نامه بکار گرفته شد. در سالهای اخیر کار بر روی پیاده سازی شتاب دهنده سخت افزاری مبتنی بر FPGA موضوع تحقیقات فعالی می باشد. اصولا تنوع و قابلیت های FPGA علی الخصوص انواع جدید آن که دارای فرکانس پالس ساعت 600MHz بوده و دارای تعداد بلوک های محاسباتی DSP و حافظه های BRAM قابل توجهی نیز می باشند باعث گردیده طراحی و تولید مدارات با تعداد متوسط و همچنین در مرحله نمونه سازی بسیار مورد توجه قرار گیرد.
ساختارهایی که با پردازش تعداد زیادی داده سروکار داریم بسیار مستعد پیاده سازی بصورت خط لوله می باشند. همینطور اکثر فرایندهای فیزیکی که به جای حل تحلیلی مجبور هستیم به سراغ حل عددی معادلات دیفرانسیل، انتگرال و .. برویم، امکان موازی سازی مناسبی را فراهم می نمایند.
همیشه در فرایند موازی سازی و خط لوله، پیدا کردن نقطه بهینه بین افزایش سخت افزار جهت تعداد المان های خط لوله و مسیر های موازی و همچنین زمان انجام محاسبات، چالش اصلی می باشد.این پایان نامه در ادامه پایان نامه آقای حمید سلطانی انجام و سرعت انجام محاسبات بین نرم افزارهای محاسباتی همچون MATLAB با عملکرد FPGA بررسی گردیده است. نتایج سنتز و شبیه سازی هر بلوک ازERT بصورت مجزا مورد بررسی قرار گرفته و در نهایت دیاگرام های کل شتاب دهنده سخت افزاری که شامل همه بلوک های پیاده سازی شده می باشد، نشان می دهد سرعت انجام محاسبات در روش موازی و خط لوله به طرز چشمگیری افزایش پیدا کرده است.
چهار مقاله به شرح زیر از پایان نامه مذکور حاصل گردید:
1-مقاله تحت عنوان "A Hardware Accelerator for Electrical Resistance Tomography System" که برای کنفرانس WCIPT 5 سال 2007 در کشور نروژ پذیرفته شد.
2- مقاله تحت عنوان " طراحی و پیاده سازی یک آنالیزرالکترواستاتیکی بر روی یک "FPGA برای سیزدهمین کنفرانس بین‌المللی کامپیوتر انجمن کامپیوتر ایران csicc2008 ،که توسط دانشگاه صنعتی شریف در اسفند 86 در جزیره کیش برگزار میگردد، پذیرفته شد.
3-مقاله تحت عنوان "طراحی و پیاده سازی سخت افزار ایجاد ماتریس ژاکوبین روی یک "FPGA برای شانزدهمین کنفرانس مهندسی برق ایران ICEE که در اردیبهشت 87 در دانشگاه تربیت مدرس برگزار می گردد، ارایه گردید.
4-مقاله تحت عنوان "Reconfigurable Computing Platform for Real-Time Image Reconstruction in 3-D Electrical Resistance Tomography" برای مجله Measurement , Science and Technology که یک مجله ISI می باشد، ارایه گردید.
فهرست مطالب:
مقدمه
فصل اول : بررسی منابع
1-1- توموگرافی مقاومت الکتریکی سه بعدی
1-2- چیدمان الکترودها در توموگرافی مقاومت الکتریکی سه بعدی
1-3- ساختاربازسازی تصویر در ERT
1-4- طراحی نرم افزار تصویرساز
1-5-حل مستقیم مسئله (Forward Solver)
1-5-1- مش بندی
1-5-2- گسسته سازی و حل بوسیله عناصر حجمی
1-6- محاسبه ژاکوبین
1-7- حل مسئله معکوس
1-8- نتایج سه بعدی با مدل و المان مدفون شده T
1-9- مشخصات و قابلیت های FPGA
1- 9- 1- CLB و SLICE
1- 9- 2- MEMORY
1- 9- 3- DSP48
فصل دوم : مواد و روشها
2-1-مراحل تشکیل تصویر در ERT
2-2- تولید ضرایب کوپلینگ
2-2-1- تولید dz , dy, dx
2-2-2-تولید آرایشهای مختلف از dz , dy, dxها
2-2-3-حافظه 1
2-2-4- ضرب و جمع کننده ها
2-2-5- حافظه 2
2-2-6- تولید r2
2-2-7-تولید D, Dexp
2-2-8- تقسیم کننده باینری
2-2-9-تولید Cdiag
2-3- مرحله حل دستگاه معادلات
2-3-1- روشهای حل دستگاه معادلات
2-3-2- حل معادله به روش گوس- سایدل
2-3-3-پیاده سازی بلوک حل دستگاه معادلات
2-3-4-چیدمان حافظه در بلوک حل دستگاه معادلات
2-4-بلوک تولید ماتریس ژاکوبین
2-4-1- بیان مسئله ژاکوبین
2-4-2- ماتریس ژاکوبین
2-4-3- پیاده سازی ژاکوبین
2-4-4- طراحی قسمت کنترل ژاکوبین
2-4-5- طراحی قسمت گرادیان
فصل سوم : نتایج و بحث
3-1- نتایج روشها
3-1-1- سیستم اعداد و نرمالیزه کردن داده ها
3-1-2- ابزارهای سنتز و تحلیل و شبیه سازی مدارات
3-1-3- سنتز بلوک ضرایب کوپلینگ
3-1-4- سنتز بلوک تولید و حل دستگاه FORWARD SOLVER
3-1-5- نتایج شبیه سازی و سنتز بلوک ژاکوبین
3-1-6- نتایج کل شتاب دهنده سخت افزاری
3-2- نتیجه گیری و پیشنهادات
3-2-1- نتیجه گیری ها
3-2-2-پیشنهادات
منابع و مراجع
ضمیمه A
ضمیمه B
ضمیمه C
چکیده انگلیسی
فهرست شکل ها
شکل(1-1).آرایه قطب-قطب به فرم دورچین
شکل (1-2).بلوک بندی مدل برای سیستم 16 الکترودی دو بعدی
شکل(1-3). فلوچارت باز سازی تصویر در توموگرافی مقاومت الکتریکی
شکل (1-4). مش بندی مدل
شکل (1-5). ماتریس ژاکوبین مدل همگن
شکل(1-6). مدل شبیه سازی شده T
شکل (1-7). تصویر بازسازی شده مدل T
شکل(1-8). FPGA شرکت Xilinx
شکل(1-9). عناصر حافظه در FPGA
شکل(1-10). بلوک CLB در FPGA
شکل(1-11). دیاگرام زمانی عملکرد Slice ها
شکل(1-12). دیاگرام زمانی RAM Distributed
شکل(1-13). بلوک حافظه درFPGA
شکل(1-14). ساختاربلوک حافظه در FPG
شکل(1-15). دو بلوک حافظه موازی شکل(1-16). بلوک حافظه به صورت FIFO
شکل(1-17). دیاگرام زمانی عملکرد حافظه در مد اول
شکل(1-18). دیاگرام زمانی عملکرد حافظه در مد دوم
شکل(1-19). بلوک DSP48
شکل(1-20). کنترل بلوک DSP48
شکل(1-21). دیاگرام زمانی بلوک DSP48
شکل(2-1). مراحل ایجاد تصویر به روش ERT
شکل(2-2). نحوه قرار گرفتن ضرایب در داخل ماتریس
شکل(2-3). بلوک دیاگرام تولید ضرایب کوپلینگ
شکل (2-4). دیاگرام داخلی بخش ضرب و جمع کننده ها
شکل (2-5). دیاگرام داخلی تولید r2
شکل(2-6). دیاگرام داخلی تولید D
شکل (2-7). دیاگرام تولید Dexp
شکل(2-8). نمودار تقسیم کننده باینری 4 بیتی
شکل(2-9). دیاگرام تولید Cdiag
شکل (2-10). دیاگرام حل معادلات پتانسیل به روش گوس سایدل
شکل (2-11). دیاگرام تولید ضرایب ژاکوبین
شکل (2-12). بلوکی با مقاومت ویژه ρ
شکل (2-13). دیاگرام داخلی قسمت گرادیان
شکل (3-1). نتایج شبیه سازی بلوک تولید ضرایب کوپلینگ
شکل (3-2). نتایج شبیه سازی سخت افزار انالیزر الکترواستاتیکی
شکل (3-3). نتایج نرم افزار Modelsim6.0 برای چند مجهول نمونه
شکل (3-4). درصد اختلاف نسبی بین نتایج FPGA و MATLAB برای بلوک آنالایزر الکترواستاتیکی
شکل (3-5). نتایج شبیه سازی بلوک ژاکوبین
شکل (3-6). خطای نسبی برای کل بازه مکانی ژاکوبین
فهرست جداول
جدول(1-1). مشخصات ساختاری خانواده Virtex4
جدول(1-2). محتویات CLB خانواده Virtex4
جدول(3-1). استفاده از منابع سخت افزاری FPGA برای بلوک تولید ضرایب کوپلینگ
جدول (3-2). خلاصه سخت افزار استفاده شده روی FPGA بلوک آنالایزر الکترواستاتیکی
جدول (3-3). مقایسه نتایجMATLAB7.1و Modelsim6.0
جدول(3-4). مقایسه مقدار عددی بدست آمده از بلوک ژاکوبین برای یک بازه محدود مکانی بین FPGA وMATLAB
جدول (3-5). قطعات موجود و استفاده شده FPGA بلوک ژاکوبین
جدول (3-6). نتایج سنتزکل شتاب دهنده سخت افزاری
منابع و مراجع
[1] سلطانی، حمید، طراحی و ساخت سیستم توموگرافی مقاومت الکتریکی سه بعدی، کارشناسی ارشد، دانشگاه تبریز، تبریز، 1384.[2] Tsourlos, P.I. and Ogilvy, T.D., "An algorithm for the 3-D inversion of tomographic resistivity and induced polarization data: Preliminary results ", Journal of the Balkan Geophysical society, 1999, Vol. 2, No2, pp. 30-45.
[3] Griffiths, D. H. and Turnbull, j., "A multi-electrode array for resistivity surveying ", 1985, First Break 3(no.7), pp. 16-20.
[4] Sasaki, Y., "Resolution of resistivity tomography inferrede from numerical simulation", 1992, Geophysics Prospecting, Vol. 40, pp. 453-460.
[5] Narrayan, S. and Dusseault, B. M., "Inversion techniques applied to resistivity inverse problems", 1994, Inverse Problems 10, pp. 669-686.
[6] Day, A. and Morrison, H.F., "Resistivity Modeling for Arbitrary Shaped Three Dimensional Structure", April 1996, Geophysics, Vol. 92, No. 4.
[7] Daily, W., Ramirez, A., Zonge, K., "A Unique Data Acquisition System for Electrical Resistance Tomography", 1996, Keystone, Proc. Symposium on the Application of Geophysics in Engineering and Environmental Problems, pp. 743-751.
[8] Tapp, H.S., Peyton, A.J., Kemsley, E.K., Wilson, R.H., "Chemical Engineering Applications of Electrical Process Tomography", 1996, Sens. Actuators B, Vol. 92, pp. 17-24.
[9] Loke, M.H., Barker, R.D., "Rapid Least Squares Inversion of Apparent Resistivity Pseudo sections using a Quasi-Newton Method", 1996, Geophysical Prospecting, Vol. 44, pp. 131-152.
[10] Patterson, David A., Hennessym, John L., "Computer organization and design the hardware software interface", 2004, 3rd cd.
[11] Griffiths, D. H. and Turnbull, j., "A multi-electrode array for resistivity surveying ", 1985, First Break 3(no.7), pp. 16-20.
[12] Frounchi, J., Samad Zamini, K., Taghipour, H., Zarifi, M.H., Soltani, H., "A Hardware Accelerator for Electrical Resistance Tomography System", 2007, 5th World Congress on Industrial Process Tomography, Bergen, Norway
[13] El-Kurdi, Y., Giannacopoulos, D., Gross, W.G., "Hardware Acceleration for Finite- Element electromagnetic: Efficient Sparse Matrix Floating Point Computations with FPGA", April 2007, IEEE transactions on Magnetic, Vol. 43, No 4.
[14] Wang, X., Ziarras, S. G., "Parallel Direct Solution of Linear Equations on FPGA Based Machines", 2003, Proceeding of the International Parallel and Distributed Processing Symposium.
[15] Kacarska, M., Andonov, D., Grnarov, A., "Processor Implementation for Pipeline Sparse Matrix", 18-20 May 1998, Electrotechnical Conference MELECON 98., 9th Mediterranean, Volume 2, vol.2, pp. 1289 – 1293.
[16] El Gindi, H., Shue, Y.L., "on Sparse Matrix-Vector Multiplication with FPGA Based System", 2002, Proceeding of the 10th Annual IEEE Symposium on Field Programmable Custom Computing Machines.
[17] Fujii, A., Suda, R., Nishida, A., "Parallel Matrix Distribution Library for Sparse Matrix Solvers", 2003, Proceeding of the 8th International Conference on High-Performance Computing in Asia-Pacific Region, IEEE Computer Society.
[18] Wang, K., Kim, S., Zhang, J., "Global and Localized Parallel Preconditioning Techniques for Large Scale Solid Earth Simulations", 2003, Proceeding of the International Parallel and Distributed Processing Symposium.
[19] Mathews, J.H., Kurtis D.F., "Numerical Methods Using MATLAB", 2005, 4th edition, New Delhi, Prentice-Hall of India.
[20] Mathews, J.H., "Numerical Methods for Science Engineering, and Mathematics", 1987, Englewood cliffs, New Jersy, USA, Prentice-Hall, INC.
[21] Xilinx Inc. ‘Virtex-4 user guide’, 2005, UG 070, Vo1.2.
[22] Frounchi, J., Samad Zamini, K. and Taghipour, H., "Design and Implementation of an Electrostatic Analyzer on a FPGA for Electrical Resistance Tomography Systems", 2008, Proc. 13th Joint International and National CSI Computer (Kish Island) .
[23] www.cse.psu.edu/~mji, 2003, ppt. cse575-15arraymultdivide.
[24] Matlab help.
[25] R.Morris, G., K.Prasanna, V., "An FPGA-Based-Floating-Point Jacobi Iterative Solver", 2005, IEEE Computer Society Washington DC, USA, pp. 420-427.