genetic algorithm
در نشریات گروه میان رشته ای-
مسیریابی شبکه ای پهپادها برای عملیات جست وجو و نجات یک چالش مهم است. این چالش به دلیل محدودیت های فیزیکی پهپادها، شرایط محیطی نامساعد، و محدودیت های زمانی است. در این مقاله، یک روش جدید برای مسیریابی شبکه ای پهپادها با استفاده از الگوریتم Q-Learning ارائه شده است. این الگوریتم به پهپادها امکان می دهد تا به صورت خودکار بهترین مسیرها را در محیط های پیچیده ترسیم کنند و همچنین با تغییرات محیطی سازگار شوند. نتایج شبیه سازی های انجام شده نشان می دهد که الگوریتم Q-Learning می تواند مسیرهای کوتاه تر و کارآمدتری را نسبت به الگوریتم های حوزه ژنتیک پیدا کند. این نتایج نشان می دهد که الگوریتم Q-Learning می تواند یک روش امیدوارکننده برای بهبود مسیریابی شبکه ای پهپادها در عملیات جست وجو و نجات باشد.
کلید واژگان: بهینه سازی، الگوریتم ژنتیک، الگوریتم Q-Learning، مسیریابی پهپادها، شبکه ای از پهپادهاNetwork routing of drones for search and rescue operations is a critical challenge. This challenge arises due to the physical limitations of drones, adverse environmental conditions, and time constraints. In this paper, a novel approach for network routing of drones using the Q-Learning algorithm is proposed. This algorithm enables drones to automatically determine optimal paths in complex environments and adapt to environmental changes. Simulation results demonstrate that the Q-Learning algorithm can find shorter and more efficient routes compared to genetic algorithms. These findings highlight Q-Learning as a promising method for improving network routing of drones in search and rescue operations
Keywords: Drone Routing, Genetic Algorithm, Q-Learning Algorithm, Network Of Drones, Optimization -
در این مقاله به بهینه سازی سازهای کپسول فضایی با تقریب یک پوسته استوانه ای جدارنازک با طول مشخص و تحت نیروی محوری فشاری و فشار جانبی ثابت پرداخته شده است. متغیرهای طراحی شامل قطر بیرونی و ضخامت استوانه است. اهداف بهینه سازی، کمینه سازی جرم و بیشینه سازی فرکانس مود اول ارتعاشاتی استوانه می باشد. قیود طراحی شامل ضریب بار کمانش (ضریب اطمینان کمانش) بالای 1.5 و تنش فون میسز زیر 100 مگاپاسکال است. در این مقاله، ابتدا با توجه به حدود مجاز متغیرهای طراحی، یک طراحی آزمایش و سپس تحلیل حساسیت صورت پذیرفته است، تا میزان حساسیت توابع هدف و قیود نسبت به متغیرهای طراحی بررسی شود. بعد از حل عددی مقادیر خروجی به کمک نرمافزار انسیس و تهیه ی سطح پاسخ، نقطه بهینه طراحی به کمک الگوریتم بهینه-سازی ژنتیک دو هدفه شناسایی شده است. در ادامه با شبیه سازی عددی نقطه بهینه، صحت مقادیر به دست آمده از روش سطح پاسخ بررسی شده و دقت آن ها تایید شده است. نتایج نشان می دهد که در نقطه طراحی انتخاب شده، تنش فون میسز کم تر از مقدار مجاز خود یعنی 100 مگاپاسکال می شود. همچنین ضریب بار کمانشی بیش از دو برابر مقدار حداقلی مجاز خود بدست می آید. با این وجود این نقطه کمترین فاصله از مبدا را داشته و نقطه زانویی به عنوان نقطه بهینه انتخاب شده است.کلید واژگان: پوسته کپسول فضایی، تحلیل حساسیت، روش سطح پاسخ، بهینه سازی دوهدفه، الگوریتم ژنتیکIn this paper, the structural optimization of a space capsule has been discussed by approximating a thin-walled cylindrical shell with a certain length under the axial compression force and constant lateral pressure. Design variables include the outer diameter and cylinder thickness. The purpose of optimization is to minimize the mass and maximize the frequency of the first vibration shape mode of the cylinder. Design constraints include the buckling load multiplier (buckling safety factor) above 1.5 and Von Mises stress below 100 MPa. In this problem, first, according to the permissible limits of the design variables, a design of experiment and then a sensitivity analysis have been carried out to check the sensitivity of the objective functions and constraints to the design variables. After numerically solving the output values with the help of Ansys software and preparing the response surface, the optimal design point has been identified with the help of the Genetic algorithm. Then, with the numerical simulation of the optimal point, the accuracy of the values obtained from the response surface method was checked and their accuracy was confirmed. It has also been observed that at the selected design point, Von Mises stress is less than its allowed value, i.e. 100 MPa, and also the buckling load factor is more than twice its minimum allowed value. However, this point has the smallest distance from the origin and the optimum point has been chosen as the knee point.Keywords: Space capsule shell, Sensitivity analysis, response surface method, Two-objective optimization, Genetic Algorithm
-
یکی از بحرانی ترین نکات طراحی در ماهواره ها، رسیدن به حداقل جرم (یا وزن) با تامین تمامی الزامات و قیود (قیود استحکام، جانمایی و ارتعاشات اشاره) حاکم می باشد. در این میان سازه می تواند نقش بسیار مهمی ایفا نماید زیرا طراح سازه در مقایسه با سایر زیرسیستم ها آزادی عمل بیشتری در تعیین طرح سازه داراست. در مطالعه حاضر روند طراحی سازه یک ماهواره کوچک، با هدف دستیابی به کمترین وزن ممکن و حفظ ملزومات حاکم (قید ارتعاشی)، مورد بررسی قرار گرفته است. فرآیند طی شده برای رسیدن به هدف فوق تغییر در ابعاد هندسی سازه می باشد. مراحل مدلسازی ماهواره با تمامی زیرسیستم ها در نرم افزار solidwork انجام شده و در نرم افزار ANSYS تحلیل های مودال، استحکام و ارتعاشات اتفاقی صورت گرفته است. همچنین با استفاده از قابلیت بهینه سازی الگوریتم ژنتیک در این نرم افزار پارامترهای هندسی سازه نظیر ضخامت تقویت کننده ها به گونه ای به دست آمده اند که سازه به کمترین وزن ممکن و با ارضا شرایط حاکم برای قیود ارتعاش، استحکام و ارتعاشات اتفاقی رسیده است. نتایج نشان می دهد که با انتخاب درستی از ضخامت تقویت کننده ها می توان وزن و فرکانس مود اول ماهواره را به میزان قابل توجهی کاهش داده و در عین حال سازه نهایی بهینه، نیز تمام قیود اعمالی از پرتابگر را ارضا نموده و از استحکام و سفتی کافی برخوردار است.
کلید واژگان: طراحی سازه ماهواره، بهینه سازی، الگوریتم ژنتیک، ارتعاشات ماهواره، ارتعاشات اتفاقیOne of the most critical design points in satellites is to achieve the minimum mass (or weight) by meeting all the requirements and constraints (constraints on strength, location and pointing vibrations). In this regard, the structure can play a very important role because the structural designer has more freedom of action in determining the design of the structure compared to other subsystems. In the present study, the process of designing the structure of a small satellite, with the aim of achieving the lowest possible weight and maintaining the prevailing requirements (vibration constraint), has been investigated. The process used to achieve the above goal is a change in the geometric dimensions of the structure. Satellite modeling steps with all subsystems have been performed in solidwork software and in ANSYS software, modal analysis, strength and random vibrations have been performed. Also, using the optimization of genetic algorithm in this software, the geometric parameters of the structure such as the thickness of the frame have been obtained in such a way that the structure has reached the lowest possible weight and by satisfying the prevailing conditions for vibration constraints, strength and random vibrations. The results show that by choosing the right thickness of frame, the weight and frequency of the first satellite mode can be significantly reduced, and at the same time, the optimal final structure satisfies all the constraints applied by the launcher and has sufficient strength and rigidity. Is.
Keywords: Dynamics of satellite structure, Optimization, Satellite vibrations, Genetic Algorithm -
در این تحقیق، عملکرد حرارتی یک رادیاتور نمونه در شرایط محیطی تعریف شده، مطالعه شد. روابط حاکم بر انتقال حرارت برای جریان هوا و سیال خنک کننده آب و اتیلن گلیکول (%50-%50) در رادیاتور نوشته شد و سپس مشخصات رادیاتور، تغییر داده شدند و روابط، مجدد بررسی شد. مشاهده شد عملکرد حرارتی یک رادیاتور که طول آن 25 درصد کاهش داده شده ولی تعداد فین های آن از 385 به 437 افزایش داده شده است با عملکرد حرارتی رادیاتور اولیه، برابر است. برای بررسی این موضوع، از روش ε-NTU استفاده گردید. مقدار بهینه آن توسط الگوریتم ژنتیک طراحی شده 436 فین تعیین گردید. همچنین فاصله بین دو فین از mm92/3 به mm94/2 کاهش یافت که مقدار بهینه آن توسط الگوریتم ژنتیک mm 867/2 تعیین گردید. کاهش طول رادیاتور، باعث سبک تر شدن رادیاتور و کاهش هزینه های ساخت می شود اما کاهش بیش ازحد آن می تواند باعث نزدیک شدن فین های خنک کننده به هم شود و مشکل در دفع حرارت را به وجود آورد.کلید واژگان: الگوریتم ژنتیک، عملکرد رادیاتور، سیستم خنک کننده، موتور، طراحی مجددKarafan, Volume:17 Issue: 50, 2021, PP 97 -115In this study, the thermal performance of a sample radiator under defined environmental conditions was studied. The relations governing the heat transfer for the air flow and the cooling fluid of water and ethylene glycol (50% -50%) were written in the radiator and then the characteristics of the radiator were changed and the relations re-examined. It was observed that the thermal performance of a radiator whose length was reduced by 25% but number of fins increased from 385 to 437 was equal to the thermal performance of the original radiator. The ϵ-NTU method was used to investigate this matter. Its optimal value was determined by the designed genetic algorithm 436. In addition, the distance between the two fins was reduced from 3.92 mm to 2.94 mm, the optimal value of which was determined by a genetic algorithm of 2.867 mm. Reducing the length of the radiator makes the radiator lighter and reduces construction costs, but reducing it too much can cause the cooling fans to come closer together and create a problem with heat dissipation.Keywords: Genetic Algorithm, Radiator function, cooling system, Engine, redesign
-
نشریه کارافن، سال هفدهم شماره 50 (زمستان 1399)، صص 147 -161
امروزه وسایل نقلیه، به طور روزافزونی با موتورهای DC مغناطیس دایم بدون جاروبک به واسطه ماهیت عملکرد بدون سنسور، مجهز شده اند. کنترل کننده های موتور BLDC می توانند کنترل سرعت و موقعیت موثر را بدون سنسور موقعیت نصب شده روی شفت، در سیستم فیدبک حلقه بسته عمل کنند. کنترل کننده PID مرتبه کسری، از رایج ترین نمونه های الگوریتم کنترل بازخوردی است که در بسیاری از فرایندهای کنترلی، کاربرد دارد. درایو موتور بدون سنسور BLDC کنترل بهینه بهتری روی سرعت روتور و دقت آن با کمک کنترل کننده PID مرتبه کسری (FOPID) دارد. در این مقاله با استفاده از دو الگوریتم بهینه سازی فراابتکاری، پارامترهای کنترل کننده FOPID شامل زمان نشست، زمان خیز، اورشوت و پایداری پاسخ پله سیستم مذکور بهینه شده است. نتایج نشان می دهد پاسخ پله موتور PMBLDCبا استفاده از الگوریتم ژنتیک پیشنهادی در مقایسه با سایر روش های موجود، عملکرد کنترلی مناسب تری را ارایه می کند.
کلید واژگان: موتور PMBLDC، Fractional Order Proportional Integral Derivative (FOPID) Controller و الگوریتم های فراابتکاری، الگوریتم ژنتیک، الگوریتم تفاضل تکاملیKarafan, Volume:17 Issue: 50, 2021, PP 147 -161Today, vehicles are increasingly equipped with brushless DC permanent magnet motors due to the nature of sensorless operation. BLDC motor controllers can operate the effective speed and position control in a closed loop feedback system without a position sensor mounted on the shaft. The fractional order PID controller is one of the most common examples of a feedback control algorithm used in many control processes. The BLDC sensorless motor drive has better optimal control over the rotor speed and accuracy with the help of PID fractional controller (FOPID). In this paper, using two meta-heuristic optimization algorithms, the FOPID control parameters including sitting time, rising time, overload and step response stability of the mentioned system were optimized. The results show that the PMBLDC stepper motor response using the proposed genetic algorithm provides better control performance compared to other available methods.
Keywords: PMBLDC, Fractional Order Proportional Integral Derivative (FOPID) Controller, Metaheuristic Algorithm, Genetic Algorithm, differential evolutionary algorithm -
نشریه کارافن، سال هفدهم شماره 50 (زمستان 1399)، صص 261 -269
ساختارهای تشدیدگر حلقوی شکاف دار (SRR) به دلیل خواص منحصربه فردی که دارند، برای کاربردهای مایکروویو مناسب هستند. در این مقاله با استفاده از متامتریال ها و ساختارهای SRR، یک فیلتر میانگذر در باند فرکانسی C طراحی شده است. ساختار اصلی فیلتر از دو عدد SRR که با یک خط مایکرواستریپ به هم متصل شده اند، تشکیل شده است. ابعاد اولیه ساختار مانند شعاع رینگ ها برحسب طول موج مرکزی فیلتر تخمین زده شده اند. به منظور افزایش پهنای باند و ضریب عبور در فرکانس مرکزی، از الگوریتم ژنتیک استفاده شد و ابعاد بهینه فیلتر، به دست آمدند. نحوه تغییر فرکانس مرکزی فیلتر با تغییر ثابت دی الکتریک بررسی شد و همچنین پایداری فیلتر نسبت به تغییر ابعاد آن به تصویر کشیده شد.این فیلتر در عین سادگی ساختار و سهولت در فرایند ساخت، در مقایسه با سایر فیلترهای موجود، دارای مشخصات خوبی مانند ضریب عبور بالا در فرکانس مرکزی و پهنای باند وسیع می باشد.
کلید واژگان: فیلتر میکرواستریپ، فرامواد، تشدیدگرحلقوی شکافدار، فرکانس گزینی، الگوریتم ژنتیکKarafan, Volume:17 Issue: 50, 2021, PP 261 -269Split ring resonators (SRR) are suitable for microwaves due to their unique properties. In this research, using metamaterials and SRR structures, a band-pass filter on the C band was designed. The main filter structure consisted of two SRRs connected with a microstrip line. The initial size of the structure, such as the radius of the rings, was estimated based on the central wavelength of the filter. In order to increase the bandwidth and the efficiency of the passage in the central frequency, genetic algorithm was used and the optimal dimensions of the filter were obtained. The change in the central frequency of the filter due to the change in the dielectric constant was investigated, and the filter stability was depicted in relation to the change in its dimensions. Compared to other existing filters, this filter, with its simplicity of structure and ease of construction, has better characteristics such as a high pass ratio at center frequency and wide bandwidth.
Keywords: Microstrip Filter, metamaterial, Split Ring Resonator (SRR), Frequency Selection, Genetic Algorithm -
با توجه به توسعه صنایع و شرکت ها، تعداد و ابعاد ساختمان ها و تسهیلات در سازمان ها در حال افزایش می باشد که این امر موجب افزایش ارزش این دارایی ها و همچنین افزایش اهمیت نگهداری و تعمیرات این تسهیلات شده است. از طرف دیگر، با افزایش تعداد دارایی ها، فرآیند مدیریت نگهداری و تعمیرات بسیار پیچیده تر از گذشته شده است. بدین منظور در این تحقیق مدلی برای زمان بندی نگهداری و تعمیرات، باهدف تعیین زمان بهینه و تعیین برنامه نگهداری و تعمیرات تعریف شده است. بدین منظور در این تحقیق، مدلی جدید از ادغام الگوریتم ژنتیک و بهینه سازی ازدحام ذرات برای زمان بندی نگهداری و تعمیرات سازمان هایی با چندین مکان مختلف ارایه شده است. نوآوری اصلی این تحقیق عبارت اند از: (آ) تعریف مسئله اصلی در مکان های چندتایی و تعیین زمان های سفر بین هر مکان (ب) تعیین مهارت های کاری مختلف برای طرح ریزی نگهداری تعمیرات. (پ) تعیین احتمال برون سپاری هر فعالیت. همچنین 10 سناریو برای تعداد تسهیلات، 3 سناریو برای تعداد متخصصان در هر مکان و 2 سناریو برای انواع هزینه ها در نظر گرفته شده است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که مدل پیشنهادی در این تحقیق، در مقایسه با سه مدل مختلف ارایه شده توسط گالپیرس[1]، کوآی[2] و جوانمرد عملکرد بهتری داشته و نتایج نشان می دهد که مدل پیشنهادی می تواند منجر به کاهش 34 درصدی در هزینه ها شود.
[1].Gulpiras
[2]. Koayکلید واژگان: نگهداری و تعمیرات، الگوریتم ژنتیک، بهینه سازی ازدحام ذرات، زمانبندیWith the expansion of industries and companies, the number and dimensions of buildings and facilities of organizations are increasing, which increases the value of these assets, increasing the importance of maintenance and repairs of these facilities. On the other hand, as the number of assets increases, the process of managing their maintenance and repairs becomes more difficult than in the past. It is better to define a model for scheduling the maintenance, to proposed the optimal time and order of maintenance program. In this paper, by the combination of Genetic algorithm (GA) and Particle Swarm Optimizations (PSO), a new model for scheduling maintenance for organizations with different locations is presented. The main contributions of this paper are (a) Definition of the main problem in multiple locations and consideration of travel times between each location. (b) Consideration of different work skills for maintenance plan. (c) Consideration of the possibility of outsourcing each task. Considering 10 scenarios for the number of facilities, 3 scenarios for the number of specialists in each location and 2 scenarios for the type of costs, the results show the better performance of the proposed model in compare of three different models as Gulpiras model, Koay’s Model, and Javanmard’s model, where the results have been shown, by using the proposed model, it is possible to reduce costs just over by 34%.
Keywords: Maintenance, Scheduling, Genetic Algorithm, Particle Swarm Optimizations -
A two-dimensional inverse heat conduction problem is solved successfully by modified elitist genetic algorithm (MEGA) to simultaneously estimate temperature dependent thermal conductivity and heat capacity. In this paper, simulated (noisy and filtered) temperatures are used instead of experimental data. The estimated temperatures are obtained from the direct numerical solution of the two-dimensional conductive model by using an estimate for the unknown temperature dependent thermo-physical properties (TDTPs) and MEGA is used to minimize a least squares objective function containing estimated and simulated (noisy and filtered) temperatures. The accuracy of the MEGA is assessed by comparing the estimated and the preselected TDTPs.Keywords: Inverse Heat Conduction, Parameter Estimation, Genetic Algorithm, Temperature, Dependent Thermo, Physical Properties, Data Filtering
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.