Đang tải... (xem toàn văn)
Tuy nhiên, sau một thời gian tìm kiếm một số cá thể trong đàn bắt đầu tìm ra được nơi chứa thức ăn.Tùy theo số lượng thức ăn vừa tìm kiếm mà các cá thể gửi tín hiệu đến các[r]
(1)ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN KHOA SAU ĐẠI HỌC
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
TÊN ĐỀ TÀI:
SỬ DỤNG THUẬT TOÁN PARTICLE SWARM OPTIMIZATION ĐÁNH GIÁ ĐỘ TRỤ TỪ DỮ LIỆU
ĐO TRÊN MÁY CMM C544
(2)Nội dung báo cáo
Nội dung báo cáo
Mục tiêu đề tài.
Phân tích vấn đề nghiên cứu.
Thuật toán Particle Swarm Optimization (PSO) Xác định sai số độ trụ dựa thuật toán PSO Kết đánh giá
(3)Mục tiêu đề tài
Sử dụng thuật toán PSO xác định độ trụ từ
liệu đo.
Thiết lập chương trình xử lý liệu.
Ứng dụng kết đo lường kiểm tra chi
(4)Các vấn đề nghiên cứu
Các vấn đề nghiên cứu
Đánh giá tổng quan phương pháp đo.
Cơ sở tốn học cơng cụ tốn phép đo
và xử lý liệu.
Tổng quan thuật tốn PSO.
Mơ hình toán xác định sai số độ trụ.
Sử dụng thuật toán PSO đánh giá độ trụ lập
trình ứng dụng phần mềm matlab để tính tốn sai số độ trụ.
(5)Thuật toán PSO
Được Kennedy & Eberhart giới thiệu năm 1995. Được xây dựng dựa hành vi bầy
chim hay đàn cá.
Thực đơn giản, thơng số, có hiệu tìm
kiếm tồn cục hội tụ nhanh, xác.
Được ứng dụng nhiều lĩnh vực: Y học,
(6)Thuật toán PSO
Để hiểu tư tưởng thuật toán ta xem xét kịch
(7)Thuật toán PSO
• Câu hỏi đặt ra: Cách tốt để tìm thức ăn là gì?
• Câu trả lời là:
Theo sau chim gần chỗ thức ăn nhất Bằng cách điều chỉnh hướng bay vận tốc theo hướng nơi có nhiều thức ăn nhất.
(8)Thuật toán PSO
Trong PSO:
Mỗi giải pháp đơn kịch “một
chim”, gọi phần tử (particle).
Mỗi phần tử có giá trị thích nghi (fitness value),
được đánh giá hàm đo độ thích nghi (fitness function), vận tốc để định hướng việc bay (cách tìm kiếm) nó.
Các phần tử PSO duyệt không gian
(9)Thuật toán PSO
Thuật toán PSO bắt đầu việc khởi tạo
một nhóm ngẫu nhiên phần tử, sau tìm kiếm giải pháp tối ưu việc cập nhật vị trí phần tử các hệ.
Trong hệ, phần tử i cập nhập hai
(10)Thuật toán PSO
Trong đó:
: Vị trí phần tử thứ i tại hệ thứ k
: Vận tốc phần tử thứ i hệ thứ k
: Vị trí phần tử thứ i hệ thứ k+1
: Vận tốc phần tử thứ i hệ thứ k+1
k i X k i V 1 k i X 1 k i V
(11)Thuật toán PSO
Q trình cập nhập particle dựa cơng
thức:
k
i best k i best k i k
i V c r P X c r G X
V 1 . 1. 1. 2. 2.
1
1
ik ik
k
i X V
X
(1)
(2)
Trong đó:
w: Là trọng số quán tính c1 , c2: Các hệ số gia tốc
(12)Thuật toán PSO
Mã giã thuật toán PSO viết sau:
For Each particle Khởi tạo particle
EndFor Do
For Each particlei
Tính fitness value (giá trị thích nghi)
If fitness value < Pbesti Then Pbesti = the fitness value.
endif Endfor
If Pbesti < Gbest then Gbest = Pbesti
Endif
For each particle Tính vận tốc theo cơng thức (1) Cập nhập vị trí theo công thức (2)
Endfor
(13)Xác định sai số độ trụ dựa thuật toán PSO
Bài toán:
Từ tập hợp liệu
điểm đo mặt trụ ngoài chi tiết hình trụ nào Ta trình bầy thuật tốn PSO để xác định hình trụ lý tưởng phù hợp với
(14)Xác định sai số độ trụ dựa thuật tốn PSO
Miền dung sai hình trụ
x lz a 2 y mz b2
di i i i i
Khoảng cách từ điểm đo thứ i tới trục hình trụ:
(l, m, 1) cosin phương trục hình trụ
a, b giá trị tọa độ điểm thuộc trục hình trụ
(15)Xác định sai số độ trụ dựa thuật toán PSO
Trên ý tưởng tác giả sử dụng PSO xác định sai số
độ trụ để tối ưu giá trị (a, b, l, m) tập liệu đo.
Mục tiêu tốn là: Trên tập liệu đo tìm
giá trị tối ưu (a, b, l, m) để hàm f(a, b, l, m) nhỏ nhất.
Trong PSO phần tử giải pháp Số phần tử
(16)Xác định sai số độ trụ dựa thuật toán PSO
Các tham số thiết kế thuật toán:
Nj = (xj, yj, zj ) liệu đo thực nghiệm j = 1, … L
L số điểm đo, (L = 32)
X
i = (ai, bi, li, mi) phần tử thứ i, i = 1, … s s số phần tử, (s = 30)
kmax: số lần lặp tối đa ( kmax= 300)
Vmax: vận tốc lớn phần tử (Vmax = 0.5)
(17)Xác định sai số độ trụ dựa thuật toán PSO
(18)(19)Kết quả
(20)Kết quả
(21)Kết quả
Sau nhiều lần chạy
chương trình ta có kết thuật toán đạt giá trị kết khơng thay đổi có giá trị gần nhau.
Các thông số Giá trị
a 0.0052
b 0.0057
l -0.0002
m - 0.0003
Cylindricity 0.0068
(22)Kết qủa
(23)Đánh giá
Từ tập hợp liệu điểm đo vịng trịn cần đo, thuật tốn Dhanish xác định tọa độ tâm (x0 , y0 ) và bán kính r0 đường tròn lý tưởng phù hợp với các tọa độ tập liệu.
(xi,yi)
(x0,y0)
emax
emin Giới thiệu toán thuật toán Dhanish [5]:
0 2 0 2 0
i i i
(24)Đánh giá
- Theo thuật tốn Dhanish [5] xác định độ khơng tròn Tác giả chuyển liệu đo mặt trụ một mặt phẳng tiến hành chạy chương trình thuật tốn PSO thuật tốn Dhanish [5] liệu này.
(25)Đánh giá
(mm) Thuật toán PSO Thuật toán Dhanish [5]
x (a) 0.0029 0.00290
y (b) - 0.0020 - 0.00196
Sai số nhỏ 0.0088 0.01761
Nhìn vào bảng ta thấy: Với liệu đo mặt cắt để xác định sai số độ trịn thuật tốn PSO cho kết có sai số nhỏ hơn PSO đánh giá độ trụ cho độ xác
(26)(27)Kết luận đóng góp
Đề tài trình bầy giải thuật PSO
Xây dựng giải pháp ứng dụng PSO toán
xác định độ trụ.
Cài đặt hoàn thiện demo cho giải pháp
Thử nghiệm chương trình với liệu đo từ
máy CMM C445
Tìm hiểu cài đặt thuật toán Dhanish [5] xác
(28)Kết luận đóng góp
Trên sở nghiên cứu chuyển chương
trình thuật toán PSO đo độ trụ thành tool tự động xác định độ trụ yêu cầu có liệu đo từ máy CMM.
Kết nghiên cứu phát triển ứng dụng
(29)