%37تخفیف

طراحی بهینه چندهدفه مکانیزم های 5 میله‌ای چرخ‌دنده­ای برای تولید مسیر

تعداد102 صفحه  درword

کارشناسی ارشد

 

 

طراحی بهینه چندهدفه مکانیزم های 5 میله‌ای چرخ‌دنده­ای برای تولید مسیر

چکیده

طراحیبهینه چند هدفی مکانیزم های پنج میله ای چرخدنده ای برای تولید مسیر

احسان شهرآئینی

مکانیزم های گراشفی در مجموعه موتورهای احتراقی، ساختمان ماشین‌های حفاری، ادوات کشاورزی، ربات‌ها و بسیاری موارد دیگر در صنعت کاربرد دارند. لذا بهینه‌سازی این مکانیزم ها باعث کاهش خطای مکانیزم و بازده‌ی عملکردی بیشتر در صنایع مربوطه می‌شود.

در این پژوهش بهینه‌یابی پارامترهای مختلف یک مکانیزم 5 میله‌ایچرخ‌دنده دار در طی تولید یک مسیر مشخص؛ به‌منظور کمینه نمودن انحراف از مسیر، طول مسیر طی شده و زاویه انتقال به‌وسیله الگوریتم بهینه‌سازی اجتماع ذرات به‌صورت تک هدفه و دو هدفه صورت پذیرفته است. درنهایت نتایج حاصل از این محاسبات با نتایج انجام‌شده با کارهای مشابه مقایسه شده است.

پارامترهایی که در این رساله به جهت بهینه‌یابی در نظر گرفته‌شده‌اند طول لینک‌ها، نسبت دندانه‌ها و زاویه‌هامی‌باشد.

کمینه شدن انحراف از مسیر، طول مسیر تولیدشده و زاویه انتقال در مکانیزم موجب عملکرد مطلوب‌تر، مصرف انرژی کمتر و بازدهی بیشتر آن خواهد شد.

 

واژه­های کلیدی: بهینه‌سازی ازدحام ذرات، بهینه‌سازی تک هدفه، بهینه‌سازیچندهدفه، مکانیزم 5 میله‌ایچرخ‌دنده دار، طول مسیر، انحراف از مسیر، زاویه انتقال

ذ

د

فهرست مطالب

عنوان                                            صفحه

فهرستجدول‌ها ‌ز

فهرستشکل‌ها ‌ح

چکیده ‌ي

ABSTRACT ‌ك

فصل1مقدمه 1

1-1مکانیزمها 2

1-1-1مکانیزمهای 5 میله‌ای 2

1-1-2مکانیزمهایگراشف 3

1-1-3طراحیسینماتیکیمکانیزم 3

1-2بهینه‌سازی 3

1-2-1بهینه‌سازیاجتماعذرات 4

1-3بهینه‌سازیچندهدفه‌یاجتماعذرات 5

1-4مرورادبیاتوسوابقمربوطه 5

1-5اهداف 6

1-6خلاصه‌ایازمندرجات 6

فصل2مدل‌سازیریاضیمکانیزم 8

2-1مدل‌سازیریاضیمکانیزم 9

2-2مکانیزم 9

2-3درجهآزادی 9

2-4مدلمکانیزم 5 میله‌ای 10

2-5نسبتچرخ‌دنده‌ها 12

2-6شرایطگراشفبرایمکانیزم 5 میله‌ایچرخ‌دندهدار 13

2-7اجرایمدل 13

2-8مسیرهدف 13

2-9انحرافازمسیر 14

2-10طولمسیرطیشده 14

2-11زاویهانتقال 15

2-11-1زاویهانتقالبه‌عنوانضریبشایستگی 16

2-11-2زاویهانتقالدرمکانیزمهایبابیشاز 4 لینک 16

2-11-3زاویهانتقالدرمکانیزمپنجمیله‌ایسطحی 16

2-11-4محاسبهخطایزاویهانتقال : 17

فصل3بهینه‌سازیازدحامذرات 18

ت

3-1تاریخچه‌یبهینه‌سازی 19

3-2بهینه‌سازی 20

3-2-1کاربردهایبهینه‌سازیدرمهندسی 21

3-2-2انواعبهینه‌سازی 22

3-3بهینه‌سازیاجتماعذرات 26

3-4الگوریتمPSO 30

3-4-1بهترینمکانسراسریاجتماع (Gbest) وبهترینمکانفردیهرذره (Pbest,j) 33

3-4-2بهترینمکانمحلیاجتماعذراتLbest 34

3-4-3مقایسه‌یGbestدرمقابلLbest 36

3-4-4پارامترهایالگوریتمPSO 37

3-4-5تشریحهندسیPSO 39

3-4-6فوایدومشکلاتPSO 40

3-4-7آنالیزتجربیمشخصاتPSO 40

3-4-8شرایطمرزی 45

3-4-9تضمینهمگراییPSO 48

3-4-10مقداردهیاولیه،شرایطتوقف،طولمراحلومقداردهیتابع 49

3-5پیاده‌سازیPSOبرایمکانیزم 5 میله‌ای 51

فصل4بهینه‌سازیچندهدفه‌یازدحامذرات 52

4-1الگوریتم‌هایتکاملی 53

4-2بهینه‌سازیچندهدفهازدحامذرات 53

4-3تاریخچه 54

4-4چراازاهدافچندگانهاستفادهمی‌شود؟ 56

4-5مسئله‌يچندهدفه 57

4-6تفاوتPSOباMOPSO 57

4-7مفاهيمپايه‌اي 59

4-7-1كمينه‌يسراسري 59

4-7-2مسئله‌يعموميبهينه‌سازيچندهدفه: 60

4-7-3بهینه‌سازیپارتو: 60

4-7-4غلبهپارتو: 60

4-7-5مجموعه‌يبهينه‌يپارتو: 61

4-7-6جبههپارتو: 61

4-8مخزنپاسخ‌هاینامغلوب: 61

4-8-1کنترل‌کنندهآرشيو 62

4-8-2جدول 63

4-9الگوريتمMOPSO 64

4-9-1مراحلاجرایالگوريتمMOPSO 65

4-10روش‌هايآرشیوکردنموجود 68

4-11دسته‌بندی 69

4-12بیشینه‌یمجموعه‌ایازمینیمم‌ها 69

4-13فاصله‌يازدحامي 70

4-14فوایدMOPSO 71

ث

4-15پیاده‌سازیالگوریتمMOPSOبرایمکانیزم 5 میله‌ای 71

فصل5بحثوبررسینتایج 72

5-1بهینه‌سازیتکهدفه 73

5-1-1حداقلنمودنانحرافازمسیر 73

5-1-2حداقلنمودنطولمسیروزاویهانتقال (تکهدفه) 74

5-2بهینه‌سازیدوهدفه 77

5-2-1بهینه‌سازیانحرافازمسیرهدفوطولمسیرطیشده 77

5-2-2بهینه‌سازیانحرافازمسیرهدفوزاویهانتقال 84

5-3نتیجهگیری 90

5-4پیشنهاداتادامهکار 90

مراجع 92

ج

ج

فهرستجدول‌ها

عنوان                        صفحه

جدول‏5‑1 پارامترهایمکانیزمبهینهشدهبرایانحرافازمسیربه‌طورتکهدفه 73

جدول‏5‑2 پارامترهایمکانیزمبهینهشدهبرایکمینه‌سازیطولمسیربه‌طورتکهدفه 75

جدول‏5‑3 پارامترهایمکانیزمبهینهشدهبرایزاویه‌یانتقالبه‌طورتکهدفه 76

جدول‏5‑4  پارامترهایبه‌دست‌آمدهتوسطمکانیزممتناظرنقطهAدرپارتومکانیزمپنجمیله‌ایمرجع 9 78

جدول‏5‑5  پارامترهایبه‌دست‌آمدهتوسطمکانیزممتناظرنقطهBدرپارتومکانیزمپنجمیله‌ایمرجع 9 79

جدول‏5‑6  جدولمقایسهنتایجحاصلازمحاسباتومرجع 9 80

جدول‏5‑7  پارامترهایبه‌دست‌آمدهتوسطمکانیزممتناظرنقطهAدرپارتوحاصلازمحاسباتانحرافازمسیروطولمسیرطیشده 81

جدول‏5‑8  پارامترهایبه‌دست‌آمدهتوسطمکانیزممتناظرنقطهBدرپارتوحاصلازمحاسباتانحرافازمسیروطولمسیرطیشده 82

جدول‏5‑9 پارامترهایبه‌دست‌آمدهتوسطمکانیزممتناظرنقطهمصالحهدرپارتوحاصلازمحاسباتانحرافازمسیروطولمسیرطیشده 83

جدول‏5‑10  پارامترهایتنظیمالگوریتمبهینه‌سازیانحرافازمسیرهدفوزاویهانتقال 84

جدول‏5‑11 پارامترهایتنظیمالگوریتمبهینه‌سازیانحرافازمسیرهدفوزاویهانتقال 84

جدول‏5‑12  پارامترهایبه‌دست‌آمدهتوسطمکانیزممتناظرنقطهAدرپارتوحاصلازمحاسباتانحرافازمسیروزاویهانتقال 86

جدول‏5‑13  پارامترهایبه‌دست‌آمدهتوسطمکانیزممتناظرنقطهBدرپارتوحاصلازمحاسباتانحرافازمسیروزاویهانتقال 87

جدول‏5‑14  پارامترهایبه‌دست‌آمدهتوسطمکانیزممتناظرنقطهمصالحهدرپارتوحاصلازمحاسباتانحرافازمسیروزاویهانتقال 88

جدول‏5‑15  پارامترهایبه‌دست‌آمدهتوسطمکانیزممتناظرنقطهAدرپارتومکانیزمچهارمیله‌ایمرجع 9 89

جدول‏5‑16  پارامترهایبه‌دست‌آمدهتوسطمکانیزممتناظرنقطهBدرپارتومکانیزمچهارمیله‌ایمرجع 9 90

جدول‏5‑17  جدولمقایسهنتایجحاصلازمحاسباتومرجع 9 90

 

 

 

 

چ

 

فهرست شکل‌ها

عنوان                                        صفحه

شکل‏1‑1 مکانیزم 5 میله‌ایچرخ‌دندهدار 2

شکل‏2‑1مکانیزم 5 میله‌ای–لینک‌هاوزاویه‌ها 10

شکل‏2‑2 جمعبرداریمکانیزم 5 میله‌ای 11

شکل‏2‑3 مکانیزم 5 میله‌ایچرخ‌دندهدار 12

شکل‏2‑4 نمودارPrecision point 14

شکل‏2‑5 مکانیزم 5 میله‌ایبازوایایورودیq2=180° , q5=0° 16

شکل‏2‑6 مکانیزم 5 میله‌ایبازوایایورودیq2=q5=0°ویاq2=0°, q5=180° 17

شکل‏3‑1 دسته‌بندیمسائلبهینه‌سازی 25

شکل‏3‑2 گروهماهی‌ها- ایدهیالگوریتمPSO[29] 26

شکل‏3‑3اجتماعزنبورها- ایدهیالگوریتمPSO [29] 26

شکل‏3‑4دسته‌یپرندگان- ایدهیالگوریتمPSO [29] 27

شکل‏3‑5تفکیک [30] 28

شکل‏3‑6صف‌بندی [30] 28

شکل‏3‑7پیوستگی [30] 28

شکل‏3‑8 جذبپرندگانبهاستراحتگاه [29] 29

شکل‏3‑9 سپردناستراحتگاهبهحافظه [29] 29

شکل‏3‑10اشتراکاطلاعاتبااطرافیان [29] 29

شکل‏3‑11 الگوریتمبهینه‌سازیازدحامذرات[33] 33

شکل‏3‑12توپولوژیشبکهگروهیستاره‌ای [32] 34

شکل‏3‑13توپولوژیشبکه‌ایگروهیدایره‌ای [32] 35

شکل‏3‑14الگوریتمLbest [33] 36

شکل‏3‑15به‌روزرسانیسرعتوذره‌ییکذرهدرفضایجستجویدوبعدی[33] 39

شکل‏3‑16به‌روزرسانیسرعتوذره‌یچندذرهدرالگوریتمPSO[33] 40

شکل‏3‑17تأثیرمحدودکردنسرعتبراییکذرهدرفضایدوبعدی[33] 41

شکل‏3‑18انواعشرایطمرزیدرPSO[33] 46

ح

شکل‏3‑19 شرایطمرزیمختلفدرفضایجستجویدوبعدی[33] 46

شکل‏4‑1 خلاصه‌ایازالگوریتمMOPSO 59

شکل‏4‑2 مواردممکندرکنترلآرشیو[49] 62

شکل‏4‑3 به‌روزرسانیشبکهدرزمانورودیکعضوجدیددرداخلمحدوده[49] 63

شکل‏4‑4 به‌روزرسانیشبکهدرزمانورودیکعضوجدیددرخارجمحدوده[49] 63

شکل‏4‑5 طرحکلیالگوریتمMOPSO 65

شکل‏4‑6 مکانیزمدسته‌بندی 69

شکل‏4‑7 محاسبهفاصلهازدحامی 71

شکل‏5‑1 نموداربهترینمقدارها 73

شکل‏5‑2مسیرپیمودهشدهتوسطمکانیزمبهینهشدهبرایتکهدف،انحرافازمسیر 74

شکل‏5‑3 نمودارکاهشخطایطولمسیر 75

شکل‏5‑4 مسیرطیشدهبعدازکمینه‌سازیطولمسیر 75

شکل‏5‑5 نمودارکاهشخطادربهینه‌سازیزاویه‌یانتقال 76

شکل‏5‑6 مسیرطیشدهبعدازبهینه‌سازیزاویه‌یانتقال 76

شکل‏5‑7 پارتوحاصلازبهینه‌سازیدوهدفهمکانیزمپنجمیله‌ایدرمرجع 9 77

شکل‏5‑8 مسیرطیشدهتوسطمکانیزممتناظرنقطهAدرپارتومکانیزمپنجمیله‌ایمرجع 9 78

شکل‏5‑9  مسیرطیشدهتوسطمکانیزممتناظرنقطهBدرپارتومکانیزمپنجمیله‌ایمرجع 9 78

شکل‏5‑10 تمایزمکانیزمهایپنجمیله‌ایچرخ‌دندهدارباپارامترهاییکسانولیq5متفاوت 79

شکل‏5‑11  پارتوحاصلازبهینه‌سازیدوهدفهانحرافازمسیروطولمسیرطیشده 80

شکل‏5‑12  مسیرطیشدهتوسطمکانیزممتناظرنقطهAدرپارتوحاصلازمحاسباتانحرافازمسیروطولمسیرطیشده 81

شکل‏5‑13  مسیرطیشدهتوسطمکانیزممتناظرنقطهBدرپارتوحاصلازمحاسباتانحرافازمسیروطولمسیرطیشده 82

شکل‏5‑14 مسیرطیشدهتوسطمکانیزممتناظرنقطهمصالحهدرپارتوحاصلازمحاسباتانحرافازمسیروطولمسیرطیشده 83

شکل‏5‑15  پارتوحاصلازبهینه‌سازیدوهدفهانحرافازمسیروزاویهانتقال 85

شکل‏5‑16  مسیرطیشدهتوسطمکانیزممتناظرنقطهAدرپارتوحاصلازمحاسباتانحرافازمسیروزاویهانتقال 85

شکل‏5‑17  مسیرطیشدهتوسطمکانیزممتناظرنقطهBدرپارتوحاصلازمحاسباتانحرافازمسیروزاویهانتقال 86

شکل‏5‑18  مسیرطیشدهتوسطمکانیزممتناظرنقطهمصالحهدرپارتوحاصلازمحاسباتانحرافازمسیروزاویهانتقال 87

شکل‏5‑19  پارتوحاصلازبهینه‌سازیدوهدفهمکانیزمچهارمیله‌ایدرمرجع 9 88

شکل‏5‑20  مسیرطیشدهتوسطمکانیزممتناظرنقطهAدرپارتومکانیزمچهارمیله‌ایمرجع 9 89

شکل‏5‑21  مسیرطیشدهتوسطمکانیزممتناظرنقطهBدرپارتومکانیزمچهارمیله‌ایمرجع 9 89

خ

د

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “طراحی بهینه چندهدفه مکانیزم های 5 میله‌ای چرخ‌دنده­ای برای تولید مسیر”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo