پایان نامه ارشد برق طراحی کنترل کننده های هوشمند PID برای سیستم چند متغیره غیرخطی

اختصاصی از فایلکو پایان نامه ارشد برق طراحی کنترل کننده های هوشمند PID برای سیستم چند متغیره غیرخطی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فهرست مطالب
چکیده
مقدمه
فصل اول: مقدمه
1 مقدمه......................................................................................................................................................................... 2 -1
3...............................................................................................................................................................PID 2 کنترل -1
3 کنترل چندمتغیره................................................................................................................................................... 4 -1
4 سیستم خبره............................................................................................................................................................ 6 -1
به روش خبره ............................................................................................................ 9 PID 5 تنظیم کنترلکننده -1
به روش خبره برای سیستم یکورودی- یکخروجی PID فصل دوم: طراحی کنترلکننده
1 مقدمه..................................................................................................................................................................... 13 -2
2 تعیین بهره های اولیه ........................................................................................................................................... 14 -2
1 روش پاسخ فرکانسی زیگلر - نیکولز ..................................................................................................... 15 -2 -2
2 روش زیگلر - نیکولز بهبود یافته ........................................................................................................... 16 -2 -2
3 آزمایش فیدبک رله ای ............................................................................................................................ 19 -2 -2
3 سیستم خبره ........................................................................................................................................................ 22 -2
1 مشخصه های پاسخ ................................................................................................................................. 22 -3 -2
2 تشخیص نوع پاسخ .................................................................................................................................. 24 -3 -2
3 پایگاه قوانین ............................................................................................................................................. 30 -3 -2
4 معیار بهینگی پاسخ ................................................................................................................................. 38 -3 -2
4 شبیه سازی ........................................................................................................................................................... 39 -2
فصل سوم: طراحی کنترل کننده چندمتغیره متمرکز
1 مقدمه..................................................................................................................................................................... 50 -3
2 سیستمهای چندمتغیره ...................................................................................................................................... 51 -3
1 کنترل چند متغیره .................................................................................................................................. 52 -2 -3
2 آرایه های نایکوئیست و باندهای گرشگورین ....................................................................................... 55 -2 -3
متمرکز ...................................................................................................................... 57 PI 3 طراحی کنترل کننده -3
1 شرح مسأله ................................................................................................................................................ 58 -3 -3
مقاوم ............................................................................................................................ 60 PI 2 کنترل کننده -3 -3
60............................................................................................................................ P 1-2 کنترل کننده -3 -3
مقاوم .................................................................................................................. 64 I 2-2 کنترل کننده -3 -3
مقاوم ............................................................................................................... 65 PI 3-2 کنتر ل کننده -3 -3
3 تأخیر در کنترل ....................................................................................................................................... 66 -3 -3
4 تنظیم کنترل کننده چند متغیره متمرکز ......................................................................................................... 68 -3
1 حالات خاص ............................................................................................................................................. 70 -4 -3
2 تعمیم حالات خاص به حالت کلی ....................................................................................................... 72 -4 -3
3 تعیین نسبتهای تنظیم ........................................................................................................................... 74 -4 -3
5 چگونگی تصحیح پاسخها .................................................................................................................................... 76 -3
6 شبیه سازی ............................................................................................................................................................ 78 -3
7 نتیجه گیری ............................................................................................................................................................ 81 -3
به روش خبره برای سیستم چندورودی- چندخروجی PID فصل چهارم: طراحی کنترلکننده
1 مقدمه..................................................................................................................................................................... 83 -4
2 طراحی تنظیم کننده خبره ................................................................................................................................. 83 -4
3 شبیه سازی ............................................................................................................................................................. 85 -4
1 سیستم خطی ........................................................................................................................................... 87 -3 -4
2 سیستم غیرخطی چهارتانکه .................................................................................................................. 93 -3 -4
1-2 مدل فیزیکی ................................................................................................................................ 93 -3 -4
2-2 نقطه کار ....................................................................................................................................... 95 -3 -4
3-2 خطی سازی................................................................................................................................. 96 -3 -4
97........................................................................................PID 4-2 طراحی و تنظیم کنترلکننده -3 -4
فصل پنجم: نتیجهگیری و پیشنهادات
1 نتیجه گیری ......................................................................................................................................................... 110 -5
2 پیشنهادات .......................................................................................................................................................... 111 -5
خذ Ĥ منابع و م
فهرست منابع فارسی.................................................................................................................................................. 113
فهرست منابع غیر فارسی.......................................................................................................................................... 114
چکیده انگلیسی

سمینار ارشد برق بررسی سیستم ها و مدارهای مجتمع IC کد کننده سیگنال گفتار

اختصاصی از فایلکو سمینار ارشد برق بررسی سیستم ها و مدارهای مجتمع IC کد کننده سیگنال گفتار دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

بررسی سیستم ها و مدارهای مجتمع IC کد کننده سیگنال گفتار

فرمت PDF

تعداد صفحات 92

پایان نامه ارشد برق پیاده سازی نرم افزار کد کننده صحبت با نرخ kbps 12.2 از کد کننده صحبت AMR برروی ریز پردازنده ها

اختصاصی از فایلکو پایان نامه ارشد برق پیاده سازی نرم افزار کد کننده صحبت با نرخ kbps 12.2 از کد کننده صحبت AMR برروی ریز پردازنده ها دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

  پیاده سازی نرم افزار کد کننده صحبت با نرخ kbps 12.2 از کد کننده صحبت AMR برروی ریز پردازنده های TMS320C54xx

چکیده:

در این پایان نامه ابتدا شیوه تولید صحبت در انسان و پارامترهای اصلی آن بررسی شده و سپس مدل صحبت تحلیل و پارامترهای با اهمیت آن تعیین می شود. در ادامه، الگوریتم AMR بررسی و با توجه به اینکه پردازنده انتخاب شده از نوع ممیز ثابت می باشد، خواص برنامه نویسی به صورت ممیز ثابت نیز بررسی و چگونگی انجام عملیات ریاضی به صورت ممیز ثابت تشریح گردید. برای پیاده سازی الگوریتم AMR با نرخ  kbit/s 12,2  به صورت بلادرنگ بر روی پردازنده های TMS320C54xx، ابتدا نرم افزارهای کد کننده و کدگشا طبق الگوریتم kbit/s 12,2 AMR و به طور جداگانه، با زبان برنامه سازی C و به شکل ممیز ثابت شبیه سازی شده و عملکرد آن ها تست می شود. در برنامه شبیه سازی، ورودی صحبت به شکل یک فایل به صورت PCM با نرخ نمونه 8kHz، طول نمونه 13bit و با نرخ بیت 128kbit/s استفاده می شود و حاصل یک فایل، شامل رشته بیت های کد است. از هر 20ms از سیگنال صحبت تعداد 160 نمونه برداشته می شود و یک کد 244 بیتی تولید می شود. نرم افزار کدگشا با دریافت فایل شامل کدها، فایل PCM صحبت را مجددا تولید می نماید.

در مرحله بعد فایل های شبیه سازی کد کننده و کدگشا توسط TI Code Composer به زبان Assembly پردازنده های TMS320C54xx تبدیل شده و در محیط شبیه ساز اجرا می شود. در این محیط روال های مختلف برنامه از نظر Clock Cycle و MIPS سنجیده می شوند. برای هرچه نزدیک تر کردن پاسخ بخش های کد کننده و کدگشای کدک فوق به سرعت لازم برای عملکرد بلادرنگ، روال های برنامه با برنامه نویسی دستی بهینه سازی شده و پاسخ دهی برنامه به حد بلادرنگ رسانیده می شود. در این مرحله سرعت اجرای برنامه کد کننده به میزان 2,9 Mcycle و برنامه کدگشا به میزان 1,73 Mcycle حاصل می شود.

مقدمه

علاقه مندی به کدینگ صحبت به خاطر رشد جهانی شبکه های ارتباط مخابراتی، روز به روز روبه گسترش است. همچنین با به وجود آمدن زمینه های کاربردی چند رسانه ای جدید و پیشرفت در طراحی و ساخت قطعات نیمه هادی خیلی فشرده VLSI، اهمیت این موضوع چندین برابر شده است. منظور از کدینگ صحبت در واقع روش کاهش مقدار اطلاعاتی است که برای ارائه مجدد سیگنال صحبت مورد نیاز است. در دو دهه گذشته کدینگ صحبت یکی از سوژه های تحقیقاتی مهم و پر فعالیت بوده است. با توجه به اینکه روز به روز به حجم اطلاعاتی که باید از یک نقطه به نقطه ای دیگر ارسال شوند افزوده می شود، و در اکثر موارد این حجم زیاد اطلاعات موجب اشباع شدن لینک های ارتباطی مخابراتی، حتی لینک های بسیار پرظرفیتی همچون فیبرهای نوری می شوند، و همچنین با توجه به کاربرد روزافزون مخابرات سیار و بدون سیم، نقش کدینگ صحبت روز به روز پررنگ تر و بااهمیت تر می شود نه تنها در انتقال اطلاعات صحبت بلکه در ذخیره سازی صدا و کاربردهای چند رسانه ای.

در چند دهه اخیر روش های کدینگ مختلفی پدید آمده اند ولی بهترین و پرکاربرد ترین آن ها کدک های آنالیز با سنتز هستند که توسط Atal &Pemede در سال 1982 برای اولین بار معرفی شدند. یکی از جدیدترین و باکیفیت ترین این کدک ها که با استفاده از تکنیک (CELP) کار می کند کدک های بر مبنای الگوریتم AMR هستند و کاربردهای اصلی این کدک در شبکه های تلفن، تلفن سیار، اینترنت و ماهواره می باشد.

در این پایان نامه به پیاده سازی کدک صحبت بر مبنای AMR با نرخ 12,2 kbit/s بر روی پردازنده های TMS320C54xx پرداخته شده است. پردازنده های خانواده TMS320 که توسط شرکت Texas Instruments تولید می شوند با قابلیت های خاص خود پیشرو در پردازش سیگنال های دیجیتال می باشند و با توجه به سرعت و قابلیت های برنامه نویسی خاص این پردازنده ها برای انجام پروژه های DSP بهترین ابزار برای پیاده سازی و ساخت انواع کدک می باشند.

در فصل اول به تولید و مدل سازی سیگنال صحبت پرداخته می شود و در فصل دوم الگوریتم AMR کاملا بیان می شود. اصول پیاده سازی به صورت ممیز ثابت در فصل سوم تشریح می شود و در فصل چهارم پیاده سازی کد کننده و کدگشا بر مبنای الگوریتم AMR به زبان C بیان می شوند. در نهایت در فصل پنجم به نحوه پیاده سازی کدک برروی پردازنده های DSP خانواده TMS320C54xx پرداخته می شود.

ویژگی اصلی این پیاده سازی، تمرکز آن برروی یک نرخ انتقال اطلاعات، یعنی 12,2 kbit/s است. در این نرخ انتقال، الگوریتم AMR و روش پیاده سازی آن تفاوت هایی با نرخ های دیگر آن دارد که مهمترین آن ها اندازه کتاب کدها و تعداد پارامترهای خروجی بخش کد کننده است. در این نرخ، کدک بهترین کیفیت را دارد ولی پیچیدگی نرم افزارهای کد کننده و کدگشا زیاد می شود و اندازه آن ها هم بزرگتر خواهد شد، بنابراین اجرای آن ها به صورت بلادرنگ بسیار مشکل تر خواهد بود.

تعداد صفحات: 126

چکیده 9
مقدمه 10
فصل اول : تولید و مدل سازی سیگنال صحبت 12
-1-1 مقدمه 13
-2-1 سیستم تولید صحبت در انسان 13
-3-1 خواص سیگنال صحبت 15
-4-1 مدل سیستم تولید صحبت 21
22 AMR فصل دوم : الگوریتم
-1-2 مقدمه 23
-2-2 مبانی کد کننده 25
-3-2 تشریح بلوک دیاگرام کدکننده 27
-1-3-2 پیش پردازش 27
-2-3-2 آنالیز و پیمانه کردن پیش بینی خطی 28
-1-2-3-2 پنجره کردن و محاسبه درون یابی 29
-2-2-3-2 الگریتم لوینسون – دوربین 31
31 LSP به LP -3-2-3-2 تبدیل
34 LP به LSP -4-2-3-2 تبدیل
ها 35 LSP -5-2-3-2 پیمانه ای نمودن
ها 37 LSP -6-2-3-2 درون یابی
3
فهرست مطالب
عنوان صفحه
37 LPS -7-2-3-2 بررسی تشدید در طیف
-3-3-2 آنالیز حلقه باز گام 38
-4-3-2 محاسبه پاسخ ضربه 40
-5-3-2 محاسبه فیلتر هدف 40
-6-3-2 کتاب کد وفقی 41
-1-6-3-2 جستجو در کتاب کد وفقی 41
-2-6-3-2 کنترل بهره کتاب کد وفقی 44
-7-3-2 کتاب کد جبری 45
-1-7-3-2 ساختار کتاب کد جبری 45
-2-7-3-2 جستجو در کتاب کد جبری 46
-8-3-2 پیمانه ای کردن بهره های کتاب کد وفقی و ثابت 50
-1-8-3-2 محدودیت کتاب کد وقفی در پیمانه شدن 50
-2-8-3-2 پیمانه کردن بهره های کتاب کد 50
-3-8-3-2 به هنگام سازی بافر بهره کتاب کد پیمانه شده قبلی 52
-9-3-2 به هنگام نمودن حافظه 52
-4-2 مبانی کدگشا 53
-5-2 تشریح عملکرد کدگشا 54
-1-5-2 کد گشایی و سنتز صحبت 54
-2-5-2 پس پردازش 57
4
فهرست مطالب
عنوان صفحه
-1-2-5-2 پس پردازش وفقی 57
-2-2-5-2 فیلتر بالا گذر و مقیاس به بالا 59
فصل سوم : اصول پیاده سازی الگوریتمها بصورت ممیز ثابت 60
-1-3 مقدمه 61
-2-3 نمایش اعداد به شکل ممیز ثابت 61
-3-3 عملیات حسابی 63
-1-3-3 شیفت و گرد کردن 63
-2-3-3 تقسیم 64
-4-3 نمونه روالهای اجرا کننده عملیات حسابی بصورت ممیز ثابت 64
68 C فصل چهارم : پیاده سازی کدکننده و کدگشا به زبان
-1-5 مقدمه 69
-2-5 شبیه سازی برنامه کد کننده 69
-3-5 شبیه سازی برنامه کدگشا 89
95 TMS320C54xx فصل پنجم : پیاده سازی کدکننده و کدگشا برروی پردازنده های
-1-5 مقدمه 96
-2-5 مروری بر پیاده سازی بلادرنگ 96
97 DSP -3-5 پردازنده های
های ممیز ثابت 98 DSP -1-3-5
98 TMS های خانواده 320 DSP -2-3-5 مروری بر
5
99 TMS320C54xx -1-2-3-5 معرفی سری
-4-5 توسعه برنامه بصورت بلادرنگ 103
-1-4-5 بکار گیری ابزارهای توسعه نرم افزار 104
104 CCS -2-4-5 استفاده از نرم افزارهای تبدیل کننده
-3-4-5 استفاده از بهینه ساز نرم افزار 108
-4-4-5 شناسایی مشخصات متغیرها در سطح فایل 110
-5-4-5 برنامه نویسی اسمبلی 112
-5-5 نتایج 114
فصل ششم : نتیجه گیری و پیشنهادها 115
-1-6 نتیجه گیری 116
-2-6 پیشنهادات 116
خذ 118 Ĥ منابع و م

تحلیل و طراحی کنترل کننده های فازی با استفاده از روش LMI برای سیستم های غیرخطی با عدم قطعیت پارامترها

اختصاصی از فایلکو تحلیل و طراحی کنترل کننده های فازی با استفاده از روش LMI برای سیستم های غیرخطی با عدم قطعیت پارامترها دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده:

در این پایان نامه ابتدا مقدمه ای از سیستم های فازی T-Sبیان می کنیم و نحوه ساختن یک مدل فازی T-S برای یک سیستم غیرخطی را بررسی می کنیم. سپس به بررسی مدل سازی تقریبی فازی T-S از سیستم اصلی می پردازیم. در ادامه برای سیستم فازی T-S یک کنترل کننده فازی PDC طراحی خواهیم کرد. بعد از آن به نحوه طراحی انواع PDC پایدار کننده حلقه بسته و با استفاده از شروط مختلف پایداری و ورودی خروجی خواهیم پرداخت. در بخش بعد نیز به طراحی مشاهده گر فازی می پردازیم. دست آخر هم کنترل کننده PDC که شروط بهینه گی و مقاومت را برآورده می کند را طراحی خواهیم کرد. در آخر هر فصل نیز برای بهتر جا افتادن مسأله مورد بحث، یک مثال شبیه سازی شده را خواهیم آورد که در پایان نیز نتایج آن مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفته اند.

مقدمه:

امروزه سیستم های فازی کاربرد گسترده ای پیدا کرده اند. کاربرد سیستم های فازی حتی به وسایل خانگی مانند یخچال، جاروبرقی و غیره نیز راه پیدا کرده است. معمولا دو نوع سیستم فازی داریم، سیستم های فازی غیرمبتنی بر مدل و سیستم های فازی مبتنی بر مدل. سیستم های فازی غیر مبتنی بر مدل برای سیستم هائی به کار می روند که مدل دقیقی از سیستم تحت کنترل نداریم و یا مدل سازی آن مشکل است. وقتی از سیستم تحت کنترل یک مدل ریاضی در دست داریم می توانیم از روش های مبتنی بر مدل استفاده کنیم. سیستم های فازی T-S معمولا مبتنی بر مدل هستند. در این پایان نامه عسی داریم با استفاده از مدل فازی T-S، برای سیستم های غیرخطی با عدم قطعیت پارامترها یک کنترل کننده PDC پایدار طراحی کنیم.

فصل اول

مدل فازی تاکاگی – سوگنو و جبران سازی گسترده موازی

سال های اخیر شاهد رشد سریع محبوبیت سیستم های کنترل فازی در کاربردهای مهندسی بوده است. در این تحقیق ما یک محدوده گسترده ابزارهای تحلیل و طراحی سیستم های کنترل فازی را برای حل مسائل مهندسی، مقدمه سازی می کنیم. این فصل مفاهیم اساسی تحلیل و روندهای طراحی در این روش را معرفی می کند.

این فصل با مقدمه ای بر مدل فازی T-S آغاز می شود و سپس با روندهای ساختن این مدل ها، دنبال می شود. آنگاه طراحی یک کنترل کننده فازی براساس مدل با استفاده از «جبران سازی گسترده موازی» شرح داده شده است. ایده اصلی طراحی کنترل کننده، استنتاج کردن هر قاعده کنترل برای جبران هر قاعده سیستم فازی است. روند طراحی به طور مفهومی، ساده و طبیعی است. در این فصل نشان داده شده که تحلیل های پایداری و مسائل طراحی کنترل، می توانند به مسائل LMI کاهش پیدا کنند. روش طراحی، به وسیله کاربرد آن در مساله متعادل کردن یک آونگ وارونه روی گاری، شرح داده شده است.

تمرکز این فصل روی مفاهیم اساسی روش های تحلیل پایداری از طریق LMI است. بیشتر موارد پیشرفته در تحلیل و طراحی توسط LMI در فصل بعد خواهد آمد.

1-1- مدل فازی تاکاگی – سوگنو

روند طراحی، با شرح یک فرآیند غیرخطی داده شده به وسیله مدل فازی T-S آغاز می شود. مدل فازی پیشنهادی توسط تاکاگی و سوگنو به وسیله قواعد اگر – آنگاه فازی شرح داده شده است که روابط ورودی – خروجی خطی محلی یک سیستم غیرخطی را نشان می دهد. خاصیت اصلی مدل فازی T-S، هر قاعده بیان دینامیک های محلی به وسیله یک مدل خطی سیستم است. مدل فازی نهائی سیستم به وسیله ترکیب فازی مدل های خطی سیستم به دست آمده است. خواننده خواهد یافت که بعضی از سیستم های دینامیکی غیرخطی می توانند توسط مدل فازی T-S نشان داده شوند. در حقیقت، اثبات می شود که مدل های فازی T-S تقریب های عمومی هستند.

تعداد صفحه : 159

پایان نامه مطالعه ی باکتری های بی هوازی هالوفیل احیا کننده نیترات مولد بیوسورفکتانت از نفت خام ایران

اختصاصی از فایلکو پایان نامه مطالعه ی باکتری های بی هوازی هالوفیل احیا کننده نیترات مولد بیوسورفکتانت از نفت خام ایران دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:81

فهرست مطالب:

فصل اول
کلیات
1-1 مقدمه .............................................................................................................................. 2
2-1 پیدایش نفت .................................................................................................................. 4
1-2-1 نظریه منشأ معدنی ..................................................................................................... 4
1-2-1 نظریه منشأ آلی ......................................................................................................... 4
 1-3 نفت خام ....................................................................................................................... 5
1-4 انواع نفت خام ............................................................................................................... 5
1-5  خام برنت ...................................................................................................................... 6
1-6 نفت خام مارس .............................................................................................................. 6
1-7 نفت خام میناس ............................................................................................................. 6
1-8 نفت خام موربان ............................................................................................................ 7
1-9 نفت خام تاپیس ............................................................................................................ 7
1-10 اجزای نفت خام ......................................................................................................... 7
1-11 خواص نفت خام ........................................................................................................ 9
1-11 -1 خواص فیزیکی نفت خام ..................................................................................... 9
1-11-2  شیمیایی نفت خام ................................................................................................ 10
1-12 باکتری های بی هوازی ............................................................................................. 10
1-13 دسته بندی باکتری های بی هوازی ........................................................................... 11
1-13-1 باکتری های بی هوازی احیاکننده نیترات ........................................................... 11
1-14 اندامگان بی هوازی ................................................................................................... 11
1-15 متابولیسم بی هوازی .................................................................................................. 12
1-16 بیوسورفکتانت ........................................................................................................... 13
1-17 تعریف بیوسورفکتانت ها ......................................................................................... 13
1-18 بیوسورفکتانت ها از نظر وزن مولکولی ................................................................... 13
1-18-1 بیوسورفکتانت های با وزن مولکولی پایین .......................................................... 13
1-18-2 بیوسورفکتانت های با وزن مولکولی بالا ............................................................. 14
1-19 تولید بیوسورفکتانت ها ............................................................................................. 14
1-20 اثر فاکتورهای مختلف بر تولید بیوسورفکتانت ........................................................14
1-20-1 اثر منبع کربن بر تولید بیوسورفکتانت ..................................................................15
1-20-2 اثر منبع نیتروژن بر تولید بیوسورفکتانت .............................................................. 15
1-20-3 اثر فاکتورهای محیطی بر تولید بیوسورفکتانت .................................................... 15
 1-21 تقسیم بندی بیوسورفکتانت ها .................................................................................  16
1-22 انواع بیوسورفکتانت ................................................................................................... 16
1-23 مزیت های استفاده از بیوسورفکتانت ......................................................................... 17
1-24 مزیت بیوسورفکتانت ها به سورفکتانت های شیمیایی .............................................. 18
1-25 کاربردهای بیوسورفکتانت ها ..................................................................................... 19
1-25-1 کاربردهای بیوسورفکتانت ها در صنعت نفت ....................................................... 19
1-25-2 کاربردهای بیوسورفکتانت ها در صنایع غذایی .................................................... 20
1-26 نقش های طبیعی و فیزیولوژیکی بیوسورفکتانت ها .................................................. 20
1-27 افزایش سطح تماس ناحیه هیدروفوبی سوبستراها ..................................................... 20
1-28 هالوفیل ها .................................................................................................................... 20
1-29 اهداف تحقیق ............................................................................................................. 21
1-30 سوالات تحقیق ........................................................................................................... 22
1-31 فرضیه های تحقیق ...................................................................................................... 22



فصل دوم
پیشینه پژوهش
2-1 بیوتکنولوژی و اهمیت بیوتکنولوژی نفت .................................................................. 24
2-2 بیوتکنولوژی در خدمت صنعت و نفت ....................................................................... 24
2-3 استخراج نفت ............................................................................................................... 26
2-4 حفر چاه ........................................................................................................................ 27
2-5 روش های استخراج نفت ............................................................................................ 27
2-6 مزایای بیوسورفکتانت ها در استخراج نفت ثالثیه ...................................................... 31
2-7 پیشینه تحقیق ................................................................................................................ 32
فصل سوم
روش کار
3-1 دستگاههای مورد استفاده ............................................................................................  39
3-2 وسایل مورد نیاز ...........................................................................................................  39
3-3 مواد مورد استفاده ........................................................................................................  40
3-4 مراحل انجام آزمایش ..................................................................................................  40
3-4-1 نمونه برداری ...........................................................................................................  41
3-4-2 غربالگری و غنی سازی بی هوازی باکتری های نفتی ..........................................  41
3-4-3روش تهیه لام ........................................................................................................... 43
3-4-4 رنگ آمیزی گرم .................................................................................................... 43
3-4-5 رنگ آمیزی منفی ................................................................................................... 44
3-4-6 شناسایی و تخلیص ................................................................................................. 44
 3-4-7 تست احیای نیترات ............................................................................................... 46
3-4-8 تست CHNS......................................................................................................... 46
3-4-9 آزمایش های وجود بیوسورفکتانت در نمونه های آزمایش شده ......................... 48




فصل چهارم
نتایج
4-1 مشاهده میکروسکوپی .................................................................................................... 54
4-2 نتایج مرحله شناسایی و تخلیص ................................................................................... 54
4-3 نتایج تست احیای نیترات .............................................................................................. 54
4-4 نتایج تست CHNS .....................................................................................................  55
4-5 نتایج آزمایش های وجود بیوسورفکتانت در نمونه های آزمایش شده .........................57


فصل پنجم
بحث و نتیجه گیری
5-1 مقدمه ............................................................................................................................ 59
5-2 بحث ............................................................................................................................ 61
5-3 نتیجه گیری .................................................................................................................. 63
5-4 پیشنهادات ..................................................................................................................... 64
پیوست الف .......................................................................................................................... 65
منابع فارسی ........................................................................................................................... 66
منابع لاتین ............................................................................................................................. 66


فهرست جداول

4-1 نمونه شاهد برای تست CHNS................................................................................... 55
4-2 نتایج بدست آمده از نمونه محیط کشت MSMبرای تست CHNS...................... 56

چکیده
مبحث حضور باکتریها در اعماق زمین در اوایل قرن 21 مطرح شد. یکی از اولین تحقیقاتی که در مورد میکروبیولوژی اعماق زمین انجام شد منتج به جداسازی باکتریهای احیا کنندة سولفات از چاه نفت شد. باکتری های احیا کننده سولفات، اصلی ترین باکتریهایی هستند که باعث ترش و اسیدی شدن نفت شده و در نتیجه افت کیفیت نفت خام را به بار خواهند آورد. رقابت بین SRB ها و باکتریهای بیهوازی احیا کننده نیترات برای کسب سوبسترای هیدروکربنی امروزه به عنوان یکی از راه¬حلهای بالقوه بیوتکنولوژیک در جهت ارتقا کیفیت API نفت خام مطرح می¬شود. لذا تحقیق در مورد یافتن NRBهای بومی نفت خام هر منطقه جغرافیایی تبدیل به یکی از موضوعات مورد توجه دانشمندان صنعت نفت در دهه اخیر شده است. از مهمترین ویژگیهای یک باکتری مفید در بیوتکنولوژی نفت توانایی تحمل شرایط فیزیکو شیمیایی دشوار مخزنی و تولید بیو سورفکتانت جهت افزایش دسترسی میکروبی می¬باشد. لذا در این تحقیق باکتریهای بی¬هوازی هالوفیل، احیاکننده نیترات  و مولد بیوسورفکتانت بومی نفت خام ایران بررسی شدند. نمونه نفتهایی از برخی مخازن ایران با هدف بررسی حضور باکتریهای احیاکننده نیترات بومی مورد مطالعه قرار گرفت. تمامی کشتها به روش Hungate در ویالهای crimped seal شده و تنظیم اتمسفر بی هوازی، تحت شرایط کاملا بی هوازی در دمای  40درجه سانتیگرادصورت گرفت. در تمامی مراحل هالوفیل بودن باکتریهای جدا شده با افزودن NaCl به محیطهای کشت لحاظ شد. از محیط نوترینت براث و BSM فاقد منبع گوگرد که حاوی نفت خام استریل به عنوان تنها منبع کربن و انرژی بود، به منظور حذف SRB رقیب و غنی سازی اولیه استفاده شد. در مرحله بعد، نیترات براث برای جداسازی و خالص سازی باکتریهای هدف مورد استفاده قرار گرفت، سپس در محیط MSM تجدید کشت شد. جهت بررسی توانایی NRB های بومی جداشده در تولید بیوسورفکتانت از محیط کشت Blood Agar  ، BHI و تکنیک پخش شدن نفت  بکار برده شد.  در نهایت برای حصول اطمینان از اینکه باکتریهای بی هوازی جدا شده از نفت خام قطعا از ازت نفت خام برای تامین نیاز خود استفاده میکنند، تست احیای نیترات و تست NCH که جهت بررسی کاهش ازت بود، انجام گرفت.نتایج حاصل نشان داد که نفت خام ایران دارای NRB های به شدت بی هوازی هستند که علاوه بر احیا نیترات و رقابت با SRBها، می¬توانند از آن به عنوان تنها منبع کربن استفاده نمایند. این باکتریها با توانایی تحمل شوری، دما و نیز تولید بیو سورفکتانت میتوانند از کاربردی ترین باکتریها در صنعت نفت در فرایندهایی مثل ارتقائ کیفیت نفت به روش بیولوژیک، کاهش آلودگیهای محیطی و یا ازدیاد برداشت میکروبی نفت (MEOR) در شرایط بیهوازی باشند، که پیشنهاد می شود کاربرد آنها در کاهش ترشی و اسیدیته نفت خام نیز بررسی شود.

فصل اول

کلیات

1-1مقدمه
 نفت که در زبان انگلیسی Petroleum نامیده میشود، از دو کلمهPetra   و  Oleumکه در زبان یونانی به معنی سنگ روغن و یک نوع روغن میباشد، تشکیل شده است که در زبان فارسی معادل مناسبی ندارد. نفت و سایر مواد سوختنی هیدروکربنی به صورتی که ما امروزه آن را میشناسیم، در مخازنی در اعماق زمین وجود دارند. نفت به عنوان یک منبع انرژی در جهان محسوب می شود و با وجود منابع انرژی دیگر هنوز هم منبع انرژی غالب و در دسترس و قابل اطمینان جایگزین آن نشده است(9).  
پترولیوم می تواند به صورت فازهای مختلف، از جمله فاز گازی نظیر گاز طبیعی (Natural Gas )، فاز مایع نظیر نفت خام ( Crude Oil ) و فاز جامد مثل قیر ( Asphaltene ) در خلل و فرج و شکستگی های سنگ تجمع می یابد. مهمترین منبع هیدروکربن ها، نفت خام است. نفت خام شامل مقدار کمی ترکیبات آلی اکسیژن دار،  نیتروژن دار و گوگردی و نیز فلزاتی است که به طور شیمیایی به مولکول های آلی متصلند.  انباشته شدن مواد هیدروکربنی در زیر سطح زمین در سنگ هایی صورت می گیرد که توانایی نگه داری و انتقال سیالات را داشته باشند. معمولا نفت خام زیر پوششی از سنگ های غیر قابل نفوذ در محفظه های سنگ های متخلخل به نام مخازن یا (rReservoi) که منحصرا در حوضچه های رسوبی قرار دارند،  محبوس است (10).
تجمع مواد هیدروکربنی به صورت اقتصادی در سنگ مخزن منوط به وجود عوامل متعددی است. به طور کلی وجود پنج عامل برای تجمع اقتصادی نفت و گاز لازم و ضروری است، این پنج عامل عبارتند از :
1-سنگ منشأ بالغ (Mature Source Rock) که تولید هیدروکربن کرده باشد.
2-سنگ مخزن ( Resevoir Rock) که بتواند هیدروکربن را در داخل خود جای دهد.  


3-مهاجرت هیدروکربن بین سنگ منشأ و سنگ مخزن ( Migration Pathway) عملی باشد.  
4-پوش سنگ (Cap Rock ) از خروج نفت از داخل سنگ مخزن جلوگیری می کند.  
5-تله نفتی ( Oil Trap) که در آن نفت به صورت تراوش های سطحی شناخته شده و مورد استفاده بوده اند(9).  
 
شکل 1-1 عنصرهای سیستم نفت


اکتشافات نفت یک دانش بسیار قدیمی و کاربردی است که با جمع آوری قیر از تراوش های طبیعی سطحی به قلمرو علم وارد شد. در آن زمان ها از نفت برای مقاصد پزشکی، گرمایی و همچنین مصارف عایق کاری استفاده می شد.
این مواد در ابتدای کشف به صورت منبع بسیار مهم انرژی تلقی شدند، لیکن با پیشرفت علم و تکنولوژی مدرن، خواص دیگر آنها نیز مورد توجه قرار گرفت و شاید امروز بتوان گفت که ارزش مشتقات پتروشیمی بسیار حایز اهمیت میباشند، زیرا منابع سوختی دیگری وجود دارند که از آنها به عنوان منبع انرژی می توان استفاده نمود، حال آنکه نفت میزان محدودی داشته و چنانچه به اتمام برسد، تهیه مشتقات مهم آن نیز منتفی خواهد شد. لذا تولید صحیح و برنامه ریزی های دقیق در صنعت، نقش بسیار مهمی را ایفا می کنند و با مرور زمان به صورت رکن اساسی این صنعت تلقی می گردند (9).  
1-2 پیدایش نفت
در مورد منشأ و پیدایش نفت نظریه های مختلفی وجود دارد که عبارتند از :
1-2-1 نظریه منشأ معدنی
نظریه معدنی نفت که در ابتدای قرن بیستم به وسیله اکثر شیمی دان ها و زمین شناسان مورد قبول واقع شده بود در حال حاضر فقط جنبه تاریخی دارد.  
در 1901، Sanderens, Sabatier, استیلن را دمای 200-300 درجه سانتی گراد در حضور کاتالیزورهای نیکل و آهن احیاء شده، هیدروژن دار کردند و میزان زیادی از هیدروکربن های موجود  در نفت خام  به دست آوردند. با آنکه نظریه معدنی بودن منشأ نفت در ابتدا به سهولت پذیرفته شده بود طولی نکشید که با ایرادهای زیادی مواجه گشت که منجر به کنار گذاشتن آن شد.
1-2-2 نظریه منشأ آلی نفت
امروزه می توان گفت که نظریه منشاء آلی برای نفت خام نسبت به هر نظریه دیگری قابل قبول تر است.  نفت خام معمولا در لایه های رسوبی یافت می شود و همواره مقدار زیادی مواد آلی در این لایه ها وجود دارند.  
بقایای این مواد اعم از گیاهی و یا حیوانی محتوی مقدار زیادی کربن و هیدروژن هستند که سازنده اصلی نفت خام می باشند.  
به نظر می رسد موجودات بسیار کوچک و بی شماری که در دریاها،  دریاچه ها و مرداب ها زندگی می کنند و پلانکتون نامیده می شوند، منشاء مواد آلی مولد نفت باشند. توزیع پلانکتون ها در سطح دریاها یکنواخت نیست. این موجودات در قسمت بالای آب دریاها ( عمق 50 تا 100 متری ) که اشعه خورشید نفوذ می کند و نیز در مجاورت سواحل متمرکزاند. تولید مثل این موجودات بسیار زیاد است و پس از نابودی در کف دریاهارسوب کرده، قسمت اعظم مواد آلی را تشکیل می دهند که بعدا با رسوب های مختلف مخلوط می شوند، همچنین آب رودخانه هایی که به دریا می ریزند حاوی مقداری مواد هیومیک است که ترکیباتشان نزدیک به هیدروکربن می باشد (11).  
1-3  نفت خام
نفت خام یا پترولیوم نوعی سیال است که به صورت مجموعه ای از هیدروکربن های مختلف، به اشکال مایع و یا گاز در مخازن زیر زمینی وجود دارد. پترولیوم در شیمی و زمین شناسی، اصطلاحا به ترکیبا ت هیدروکربنی اتلاق می شود که توسط چاههای نفت از داخل زمین استخراج می شوند. تصویر اصلی پترولیوم در داخل مخازن به صورت گاز است که به نام گاز طبیعی نامیده می شود. بخشی از پترولیوم در شرایط متعارفی (دمای 15 درجه سانتی گراد و فشار 760 میلی متر جیوه ) به صورت مایع درآمده که به آن نفت خام میگویند و بخش دیگر به همان صورت گاز باقی می ماند (12).
1-4  انواع نفت خام
برای نشان دادن میزان سبکی و سنگینی نفت خام به طور معمول از شاخص ((ای-پی-آی)) (API)
استفاده می شود. نفت های خام API بالاتر از 30 را سبک و 20 تا 30 را متوسط و پایین تر از 20 را نفت خام سنگین می گویند. نفت خام هایی با APIبیشتر از 44 مانند نفت خام « اکوفیسک » نیز وجود دارد که آنها را بسیار سبک می گویند.
((نفت شیرین)) به نفت خامی می گویند که میزان گوگرد آنها کمتر از 5/0 درصد  و ((نفت ترش)) به نفت خامی می گویند که میزان گوگرد آنها بیش از 5/0 درصد باشد.  میزان گوگرد موجود در نفت خام به طور معمولبین 1/0 و 3 درصد وزن نفت خام است.  بیشتر نفت خام های شیرین،  سبک و بیشتر نفت خام های ترش، سنگین هستند (12).