Sử dụng thuật toán particle swarm optimization đánh giá độ trụ từ dữ liệu đo trên máy cmm c544

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP HỒNG THỊ QUN ĐỀ TÀI: SỬ DỤNG THUẬT TỐN PARTICLE SWARM OPTIMIZATION ĐÁNH GIÁ ĐỘ TRỤ TỪ DỮ LIỆU ĐO TRÊN MÁY CMM C544 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KHOA ĐT SAU ĐẠI HỌC NGƯỜI HD KHOA HỌC HỌC VIÊN PGS.TS Nguyễn Đăng Hịe Hồng Thị Qun THÁI NGUYÊN - 2011 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực đề tài, tác giả nhận quan tâm lớn nhà trường, khoa khí, trung tâm thí nghiệm, mơn kỹ thuật máy tính, thầy cô giáo trường Đại học công nghiệp Thái Nguyên bạn lớp Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, khoa đào tạo sau đại học, giáo viên giảng dạy tạo điều kiện cho tác giả hoàn thành luận văn Tác giả xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành đến PGS.TS Nguyễn Đăng Hòe, Trường Đại học kỹ thuật cơng nghiệp tận tình hướng dẫn q trình thực luận văn Tác giả chân thành cảm ơn đến ThS Nguyễn Văn Huy, môn kỹ thuật máy tính nhiệt tình giúp đỡ q trình lập trình Matlab để chạy chương trình thuật tốn q trình thực luận văn Tác giả xin cảm ơn Trung tâm thí nghiệm giáo viên thuộc Trung tâm tạo điều kiện thiết bị giúp đỡ trình sử dụng thiết bị để thực luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn ý kiến đóng góp thầy giáo thuộc khoa Cơ khí đồng nghiệp tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tác giả tháo gỡ vướng mắc thời gian thực luận văn Mặc dù cố gắng, song kiến thức kinh nghiệm hạn chế nên chắn luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận ý kiến đóng góp từ thầy cô giáo đồng nghiệp để luận văn hồn thiện có ý nghĩa thực tiễn Xin chân thành cảm ơn! Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu cá nhân tơi Các số liệu, kết có luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Thái Ngun, ngày 10 tháng 11 năm 2011 Tác giả luận văn Hồng Thị Qun Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .5 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ PHẦN MỞ ĐẦU I Tính cấp thiết đề tài II Mục đích đề tài .10 III Nội dung đề tài .10 IV Phương pháp nghiên cứu 11 V Công cụ nghiên cứu 11 Chƣơng 1: CÁC KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ ĐO ĐỘ TRỤ 12 I Các khái niệm kỹ thuật đo: .12 1.1 Đo lường 12 1.2 Đơn vị đo - Hệ thống đơn vị đo 12 1.3 Phương pháp đo 13 1.4 Kiểm tra - phương pháp kiểm tra 15 1.5 Phương tiện đo - Phân loại phương tiện đo 16 1.6 Các tiêu đo lường 16 1.7 Các nguyên tắc đo lường 17 1.7.1 Nguyên tắc Abbe 17 1.7.2 Nguyên tắc chuỗi kính thước ngắn 18 1.7.3 Nguyên tắc chuẩn thống .19 1.7.4 Nguyên tắc kinh tế .19 1.8 Các thông số chất lượng hệ thống đo .19 1.8.1 Độ nhạy 20 1.8.2 Độ phân giải .20 1.8.3 Độ xác đo 21 1.8.4 Độ xác lặp lại .21 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 1.8.5 Khoảng chết .22 1.8.6 Khả lặp 22 1.8.7 Khả tuyến tính hóa 22 1.8.8 Sai số gắn với mơ hình hóa hệ thống đo 22 1.8.9 Phương pháp tính sai số tổng .23 II Phương pháp đo thông số hình học 25 2.1 Phương pháp đo kích thước 25 2.1.1 Phương pháp đo hai tiếp điểm .25 2.1.2 Phương pháp đo ba tiếp điểm .26 2.1.3 Phương pháp đo tọa độ 31 2.2 Phương pháp đo độ trụ 33 III Một số mơ hình tốn học áp dụng đo 3D 38 3.1 Cơ sở khoa học phép đo tọa độ 38 3.1.1 Hệ tọa độ đề vng góc .38 3.1.2 Các phép biến đổi tọa độ 40 3.2 Thuật toán xác định tâm bán kính đường trịn 44 3.2.1 Xác định đường tròn qua tọa độ điểm đo .44 3.2.2 Xác định đường tròn qua tọa độ nhiều điểm đo 45 Chƣơng 2: GIỚI THIỆU VỀ THOẬT TOÁN TỐI ƢU BẦY ĐÀN 47 2.1 Tổng quan thuật toán Particle Swarm Optimization (PSO) 47 2.1.1 Giới thiệu 47 2.1.2 Thuật toán PSO 48 2.1.3 Sự khác biệt thuật toán PSO so với thuật tốn tối ưu khác 51 2.1.4 Tính chất thuật toán PSO 52 2.1.5 Ưu nhược điểm thuật toán PSO 52 2.1.6 Ứng dụng thuật toán PSO .52 2.2 Thuật toán PSO song song PSO nối tiếp 53 2.2.1 Thuật toán PSO song song 53 2.2.2 Thuật toán PSO nối tiếp 55 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.3 Các bước quan trọng việc áp dụng thuật toán PSO: 57 Chƣơng 3: ÁP DỤNG THUẬT TOÁN PSO ĐỂ ĐÁNH GIÁ ĐỘ TRỤ 58 3.1 Yêu cầu đặt cho toán đánh giá độ trụ 58 3.2 Đánh giá độ trụ dựa thuật toán PSO 60 3.3 Lưu đồ thuật toán 63 Chƣơng 4: XỬ LÝ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 65 4.1 Lập sở liệu 65 4.1.1 Máy đo tọa độ chiều CMM 65 4.1.2 Tạo liệu cho chương trình 70 4.2 Giới thiệu phần mềm matlab 77 4.3 Ứng dụng phần mềm matlab chạy chương trình PSO ứng dụng 78 4.4 So sánh thuật toán PSO với thuật toán Dhanish 82 4.4.1 Thuật toán Dhanish xác định độ khơng trịn 82 4.4.2 Kết việc ứng dụng thuật toán Dhanish 89 4.4.3 Chuyển liệu mặt trụ mặt phẳng .90 4.4.4 Đánh giá kết 93 KẾT LUẬN 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tên tiếng Anh Tiếng Việt CMM Coordinate Measuring Machine Máy đo tọa độ GA Genetic algorithm Thuật toán di truyền PSO Particle swarm optimization Thuật tốn tối ưu hóa bầy đàn Co-or Sys Coordinate System Hệ toạ độ MB MasterBall Quả cầu chuẩn HTML HyperText Markup Language Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn CAM Computer Aided Manufacturing Sản xuất có trợ giúp máy tính CNC Computer Numerical Control Thuật tốn Dhanish Điều khiển số máy tính Thuật tốn P.B.Dhanish cơng bố International journal of Maxhine Tool & Manufacture 42 (2002) Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng số Nội dung Trang 1.1 Thơng số quy định sai số hình dáng bề mặt TCVN-11-77 33 1.2 Bảng dấu góc tọa độ 39 Cosin phương hệ tọa độ 41 3.1 Dữ liệu đo bề mặt trụ 64 4.1 Kết PSO 82 4.2 Dữ liệu đo đường tròn 89 4.3 Bộ liệu chiếu xuống mặt phẳng oxy 90 4.4 So sánh kết hai thuật toán: PSO Dhanish 93 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình số Nội dung Trang 1.1 Phân tích kết đo theo nguyên tắc Abbe 17 1.2 Đo khoảng cách hai tâm 18 1.3 Mơ hình đặc trưng chuyển đổi 20 1.4 Mối quan hệ vào/ra 20 1.5 Ví dụ mục tiêu bắn 21 1.6 Phương pháp đo hai tiếp điểm 26 1.7 Phương pháp đo tiếp điểm 27 1.8 Chi tiết then hoa 29 1.9 Chi tiết méo cạnh 29 1.10 Dựng đường tròn qua điểm 29 1.11 Phương pháp đo cung tiếp tuyến 30 1.12 Chỉnh “zero” cho dụng cụ dùng H0 30 1.13 Phương pháp đo tọa độ 32 1.14 Sai lệch độ trụ 33 1.15 Đo độ côn theo sơ đồ 34 1.16 Đo độ côn theo sơ đồ đo vi sai 35 1.17 Đo độ côn dùng dụng cụ đo dạng tự chọn chuẩn 35 1.18 Đo độ phình thắt 36 1.19 Đo độ cong trục 37 1.20 Hệ toạ độ Đề 38 1.21 Cách xác định toạ độ điểm không gian 3D 39 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.1 Sơ đồ điểm tìm kiếm phương pháp PSO 48 2.2 Lưu đồ giải thuật PSO song song 54 2.3 Lưu đồ giải thuật PSO nối tiếp 56 3.1 Miền dung sai hình trụ 58 3.2 Lưu đồ thuật toán 63 4.1 Cấu tạo máy CMM 66 4.2 Các loại đầu dò dùng cho máy CMM 67 4.3 Máy đo CMM thông dụng kiểu cầu 69 4.4 Máy CMM kiểu Grantry B&S 69 4.5 Máy CMM kiểu Cantiver Tarrus 69 4.6 Mẫu thử đo máy CMM 70 4.7 Phần mềm GEOPAK 71 4.8 Hộp thoại Start up wizard 71 4.9 Thiết lập thông số tạo đầu đo chuẩn 72 4.10 Hiệu chỉnh đầu đo 72 4.11 Giao diện chương trình sau hiệu chỉnh đầu đo 73 4.12 Hộp thoại Element plane 73 4.13 Chọn mặt phẳng chuẩn 74 4.14 Đo vòng tròn chuẩn 74 4.15 Hộp thoại Create origin 75 4.16 Lệnh đo điểm 76 4.17 Dữ liệu dạng txt khơng gian 76 4.18 Giao diện chương trình 78 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 82 Kết quả: Sau nhiều lần chạy chương trình ta có kết thuật tốn đạt giá trị kết khơng thay đổi có giá trị gần cylindricity error mm Bảng 4.1: Kết PSO (đơn vị: mm) Các thông số Giá trị a 0.0052 b 0.0057 l -0.0002 m - 0.0003 Cylindricity 0.0068 12 10 0 50 100 150 200 250 300 350 Lần lặp tối đa Hình 4.25 Các lần lặp PSO 4.4 So sánh thuật toán PSO với thuật toán Dhanish 4.4.1 Thuật toán Dhanish xác định độ khơng trịn Thuật tốn Dhanish: Thuật tốn P.B.Dhanish cơng bố International journal of Machine Tool & Manufacture 42(2002) 1589 - 1594 Thuật toán cho phép xác định sai số độ khơng trịn từ liệu tọa độ điểm đo thuộc đường trịn cần kiểm tra Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 83 Xác định vấn đề: Gọi (x1, y1), (x2, y2), …, (xi, yi), …, (xn, yn) tọa độ theo phương x , y mặt phẳng xy n điểm vòng tròn cần đo (Hình vẽ 3.1) Ta cần phải tìm tọa độ tâm (x0, y0) bán kính r0 đường tròn lý tưởng phù hợp với đường tròn vừa đo được Sai số đường tròn lý tưởng so với điểm thứ I có tọa độ (xi, yi) là: ei   xi  x0    yi  y0  2  r0 Gọi giá trị lớn nhỏ giá trị ei emax emin Sai số độ trịn h tính được: h = emax - emin Theo định nghĩa độ khơng trịn, mục đích toán xác định tọa độ x0, y0 bán kính r0 cho giá trị h nhỏ emax (xi,yi) (x0,y0) emin Hình 4.26 Mơ tọa độ điểm đo Mơ tả thuật tốn: Bài toán gồm 19 bước Bƣớc 1: Xác định tọa độ tâm tạm thời (xấp xỉ) điểm cho theo công thức: x0  y0  x i n y i n Bƣớc 2: Chuyển điểm gốc hệ tọa độ sang điểm tâm xác định (x0, y0) Khi tọa đợ các điểm ban đầu tương đương cặp tọa độ  x 'i , y 'i   x 'i  xi  x0  y 'i  yi  y0  Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 84 Bƣớc 3: Tính tốn khoảng cách từ điểm đến tâm mới: r 'i  x 'i2  y 'i2 Bƣớc 4: Tuyến tính hóa tọa độ vừa chuyển sử dụng công thức chuyển tọa độ x ''i  y' x 'i y ''i  i r 'i r 'i Bƣớc 5: Chọn bốn điểm làm điểm tham chiếu gốc Có thể chọn bốn điểm bất kỳ, nên chọn điểm mà sai số e lớn Điều ảnh hưởng đến kết nhận vùng giá trị sai số tối thiểu Tất nhiên, không nên chọn điểm gần để chúng xác định vịng tròn Gọi tọa độ điểm vừa chọn (u1, v1, w1), (u2, v2, w2), (u3, v3, w3) (u4, v4, w4), theo u tương ứng với x’’, v tương ứng với y’’ w tương ứng với r’ Bƣớc 6: Tính tốn giá trị 1, 2, 3, 4: u2 1  u u4 v2 v3 ; v4 u1 2   u3 u4 v1 v3 ; u1 3  u v4 u4 Bƣớc 7: Tính tốn tiêu chuẩn tham chiếu d: d  v1 v2 ; u1 4   u v1 v2 u3 v3 v4 1 w1  2 w2  3 w3  4 w4   1  2  3  4  Bƣớc 8: Tìm giá trị khoảng cách hướng kính p1, p2, p3, p4 mà qua vịng trịn p1  w1  sgn 1 d tham chiếu thỏa mãn thông số tham chiếu: p  w2  sgn  d p  w3  sgn  d p  w4  sgn  d Trong đó, sgn(k) dấu k Bƣớc 9: Tìm đường trịn tham chiếu cách giải ba số phương trình sau cho biến r’0, x’0, y’0, bán kính tọa độ điểm tâm hệ tọa độ chuyển đổi Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 85 p1  r '  x' u1  y ' v1 p  r '  x' u  y ' v p  r '  x' u  y ' v3 p  r '  x' u  y ' v Bƣớc 10: Tìm sai số liên quan đến vịng trịn tham chiếu nhận tất n điểm hệ tọa độ chuyển đổi: ei = (r’0+x’0x’’i + y’0y’’i) - r’i Bƣớc 11: Xác định giá trị ei lớn tất giá trị ei khác gọi e* Bƣớc 12: So sánh Nếu ≤ , vịng trịn tham chiếu nhận nhỏ hệ tọa độ chuyển đổi Đó tiêu chí tối ưu Chuyển đến bước 17 để kiểm tra xem tọa độ điểm tâm xác định bước có đủ xác khơng Nếu > , điểm i* (x’’i*, y’’i*) ứng với giá trị sai số e* lớn lấy làm bốn điểm tham chiếu Khi tiêu chí tối ưu chưa thỏa mãn Vòng lặp quay lại từ bước điểm tham chiếu cũ thay điểm mà điểm điểm i* (x’’i*, y’’i*) ứng với giá trị sai số e* lớn Từ bước 13 đến bước 15 tìm điểm bị loại bỏ điểm tham chiếu cũ Bƣớc 13: Sử dụng phương pháp đề xuất Stiefel [9] để tìm điểm bị loại bỏ điểm tham chiếu cũ Giải hệ phương trình sau để tìm m1, m2, m3, m4: m1  m2  m3  m4     m1u1  m2 u  m3u  m4 u  x' 'i*   m v  m v  m v  m v  y' '  2 3 4 i*  1 Do có đến ẩn số có phương trình nên gán cho bốn ẩn số giá trị phù hợp, ví dụ m1 = giải ẩn số cịn lại Bƣớc 14: Tính tỉ số: q1=m1/1, q2=m2/2, q3=m3/3 , q4=m4/4, Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 86 Bƣớc 15: Kiểm tra giá trị sgn(d).e* Nếu chúng lớn không (giá trị dương) điểm ứng với giá trị q nhỏ bị loại khỏi điểm tham chiếu Ngược lại, điểm ứng với giá trị q lớn bị loại Bƣớc 16: Bộ điểm tham chiếu hình thành bao gồm điểm i ứng với giá trị sai số e lớn (e*) không bao gồm điểm vừa bị loại bỏ bước 15 Gọi tọa độ điểm vừa chọn (u1, v1, w1), (u2, v2, w2), (u3, v3, w3) (u4, v4, w4), theo u tương ứng với x’’, v tương ứng với y’’ w tương ứng với r’ Lặp lại từ bước điều kiện tối ưu bước 12 thỏa mãn Bƣớc 17: Tính tốn khoảng cách từ tâm đường trịn đến gốc hệ tọa độ tịnh tiến x0'2  y0'2 Nếu kết đủ nhỏ để so sánh với 2e* , bước lặp dừng lại chuyển sang bước 18 để tìm tâm hệ tọa độ gốc Nếu không biến đổi hệ tọa độ tới tâm mà có kết xấp xỉ tốt hơn, cách ' ' thiết lập (hay thay thế) x0  x0 cho x0 y0  y0 cho y Bƣớc 18: Các tọa độ hệ tọa độ hệ tọa độ gốc xác định sau: x0  x0  x0' y0  y0  y0' Giá trị r0 giá trị r0' , chúng không thay đổi tỷ lệ hệ tọa độ Bƣớc 19: Các sai số hệ tọa độ ứng với điểm tâm vừa tìm được tính tốn theo cơng thức: ei   xi  x0    yi  y0  sai số vừa tí nh gọi e max  r0 giá trị lớn nhỏ emin Từ đó, giá trị sai số độ trịn nhỏ tính theo cơng thức: h = emax - emin Lƣu đồ thuật tốn: Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 87 Begin Nhập tọa độ điểm đầu vào (xi,yi), i=1:n Tập_điểm={d1,d2,d3,d4} x0=(x1+x2+…+xn )/n y0=(y1+y2+…+yn )/n S A4 xi=xi-x0 , (i=1:n) (bước 2) Đ yi=yi-y0 , (i=1:n) (bước 3) x”i=x’i/r’I (bước 4) y”i=y’i/r’I Tập_điểm={d1=1,d2=2,d3=3,d4=4}(bước 5) A2 x0=x0+x’0 y0=y0+y’0 (bước 17) (bước 6) ) (bước 7) d=(l1*rd1+l2*rd2+l3*rd3+l4*rd4)/-( p1= p2= p3= p4= (bước 8) A3 (bước 9) ei=-(r’i-(r’0+x’0*x”i+y’0*y”i)), với i=1:n (bước 10) Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 88 A3 với i=1:n (bước 11) S > (bước 12) Đ (bước 13) m4=1 q1=m1/l1; q2=m2/l2; q3=m3/l3; q4=m4/l4; (bước 14) Đ S (bước 15) Dk=i* với k=k max(q1,q2,q3,q4) Dk=i* với k=k min(q1,q2,q3,q4) A2 (bước 16) A4 (bước 19) h=max(ei) - min(ei) với i=1:n Hiển thị kết End Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 89 4.4.2 Kết việc ứng dụng thuật toán Dhanish Theo kết nghiên cứu luận văn thạc sỹ: "Thuật tốn chương trình matlab xác định sai lệch độ tròn từ liệu đo máy CMM C544" Mô đun xử lý tự động liệu đo máy CMM để xác định độ khơng trịn xây dựng, thử nghiệm cài đặt thành công matlab Bộ liệu đo đường tròn có điểm do: Bảng 4.2: Dữ liệu đo đường tròn x y x y 38.0884 -11.9986 -12.0017 -38.0909 -38.0899 -11.9959 -12.0001 38.0931 38.0959 12.0037 12.0017 38.1037 -38.0779 12.0034 11.9988 -38.0997 - Sau chạy chương trình matlab kết thu được: Hình 4.27 kết hiển thị Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 90 Kết thuật toán cho ta tọa độ tâm đường tròn phù hợp với liệu điểm đo đầu vào sai số độ tròn nhỏ nhất: Tọa độ tâm đường tròn: (X0 , Y0) = (0.00027, 0.00246) Sai số độ tròn tối thiểu: h= 0.012624mm 4.4.3 Chuyển liệu mặt trụ mặt phẳng Chiếu liệu điểm đo bảng 3.1 xuống mặt phẳng hình 4.24 ta tọa độ gồm 32 điểm nằm đường trịn có số liệu bảng 4.3: Khi ta có tốn xác định độ khơng trịn trường hợp đặc biệt toán xác định độ không trụ Bảng 4.3: Bộ liệu chiếu xuống mặt phẳng oxy x y x y x y -0.004 13.038 12 9.686 -8.726 23 -12.836 -2.289 8.900 9.545 13 1.522 -12.946 24 -11.144 6.784 13.027 0.796 14 -7.724 -10.499 25 0.005 13.032 10.045 -8.313 15 -12.844 -2.230 26 8.872 9.547 1.563 -12.942 16 -11.136 6.795 27 13.015 0.752 -7.699 -10.515 17 -0.003 13.040 28 10.024 -8.345 -12.840 -2.249 18 8.862 9.573 29 1.491 -12.958 -11.139 6.784 19 13.020 0.778 30 -7.739 -10.498 -0.009 13.037 20 10.025 -8.339 31 -12.858 -2.210 10 8.890 9.552 20 1.517 -12.949 32 -11.149 6.775 11 13.026 0.760 22 -7.688 -10.524 Xuất liệu vào file định dạng text, xem hình 4.28: Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 91 Hình 4.28 Dữ liệu dạng text mặt phẳng Giao diện làm việc chương trình xác định độ trịn thuật tốn Dhanish: Hình 4.29 Giao diện chương trình thuật toán Dhanish - Click chuột vào nút Browse chọn đường dẫn đến liệu dạng Notebad cần kiểm tra, xem hình vẽ: Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 92 Hình 4.30 Chọn file chứa mẫu - Sau chọn xong mẫu ta click chuột vào nút Run giao diện chương trình Khi giao diện cho ta kết tọa độ tâm, bán kính sai số độ trịn nhỏ nhất, xem hình 4.31 Hình 4.31 Kết chạy liệu 32 điểm Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 93 Hình 4.32 Kết vòng lặp Kết cuối cùng: Tọa độ tâm: (X0 , Y0) = (0.00290 , - 0.00196) Sai số nhỏ nhất: H = 0.01761mm 4.4.4 Đánh giá kết a Kết chạy liệu điểm đo mặt trụ chiếu xuống mặt Oxy thuật toán PSO Tọa độ tâm: Sai số nhỏ nhất: (a , b) = (0.0029 , - 0.0020) f = 0.0088 mm b Đánh giá - Với liệu ta thấy xét mặt cắt để xác định độ khơng trịn thuật tốn PSO cho kết tốt Bảng 4.4: So sánh kết hai thuật toán: PSO Dhanish (mm) Thuật toán PSO Thuật toán Dhanish x (a) 0.0029 0.00290 y (b) - 0.0020 - 0.00196 Sai số nhỏ 0.0088 0.01761 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 94 KẾT LUẬN Đánh giá kết nghiên cứu: Luận văn trình bày cách tiếp cận ứng dụng thuật PSO cho tốn viết phương trình đường thẳng trục hình trụ lý tưởng phù hợp với tọa độ vừa đo (cụ thể phải xác định a, b, l, m) sai số nhỏ độ trụ máy tính Các kết nghiên cứu bao gồm: - Khảo sát, đánh giá cách toàn diện phương pháp đo kỹ thuật - Trình bầy chi tiết thuật tốn PSO: Nguồn gốc phát triển, ưu nhược điểm, đặc điểm, tính chất ứng dụng thuật tốn Và phân loại cụ thể hai loại PSO nối tiếp PSO song song với ưu nhược điểm loại Đặc biệt đưa cụ thể bước quan trọng việc áp dụng thuật toán PSO - Luận văn bước đầu đề xuất phương pháp ứng dụng thuật toán PSO vào toán xác định độ trụ - Chỉ cách giao tiếp liệu chương trình đo máy CMM chương trình xử lý liệu tự động máy tính - Xây dựng hàm tính tốn cho tốn phát biểu toán xác định độ trụ để áp dụng thuật tốn PSO Cài đặt hồn thiện demos cho giải pháp - Thử nghiệm chương trình với liệu đo từ máy CMM C544 Mu đun phần mềm matlab có giao diện thân thiện, dễ sử dụng Mu đun cho phép xử lý liệu đo nhanh chóng, tiện lợi mà hiển thị kết đo cách trực quan - Tìm hiểu cài đặt thuật tốn Dhanish xác định độ khơng trịn, qua làm sở để so sánh với kết nghiên cứu đề tài - Các chương trình kết thử nghiệm chứng minh hướng tiếp cận thuật toán PSO để giải toán xác định độ trụ đắn có hiệu Đặc biệt chương trình cài đặt xác định hình trụ phù hợp với liệu đo từ máy CMM sai số độ trụ nhỏ Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO Để hồn thiện đề tài tơi tham khảo tài liệu sau: [1] Nguyễn Tiến Thọ, Nguyến Thị Xuân Bẩy, Nguyễn Thị Cẩm Tú (2001), Kỹ thuật đo lường kiểm tra khí, NXB Khoa học & kỹ thuật, Hà Nội [2] Bùi Quý Lục, Phương pháp xây dựng bề mặt cho CAD/CAM, NXB Khoa học & kỹ thuật [3] Nguyễn Ngọc Tân - Kỹ thuật đo - NXB Khoa học & kỹ thuật [4] Ninh Đức Tốn (2000), Dung sai lắp ghép, NXB Giáo dục Hà nội [5] Catalog máy CMM 544 hãng Mitutoyo Nhật [6] Vũ Thị Tâm (2010), Thuật tốn chương trình Matlab xác định sai lệch độ tròn từ liệu đo máy CMM 544, Luận văn thạc sỹ khoa học Chế tạo máy, Đại học Thái Nguyên trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp [7] P.B Dhanish (2002), “A simple algorithm for evaluation of minimum zone circularity error from coordinate data”, International journal of Machine Tool & Manufacture 42 (2002) 1589-1594 [8] T.S.R Murthy (1986), “A comparison of diffenrent algorithms for circularity evaluation”, Precision Engineering 8-1 19-32 [9] Jian Mao, Yanlong Cao, Jiangxin Yang (2009), "Implementation uncertainty evaluation of cylindricity errors based on geometrical product specification(GPS)", Published by Elsevier Ltd [10] X Qian, P Lou, G Bei "Research on Cylindricity Error Calculation Based on Improved GA" 27 - 31 August 2008 Hokkaido University, Japan [11] International Organnization for Standardization, Geneva, ISO 1101-1983, Technical drawings: Tolerancing of form, orientation, location, and runout– Generalities, definitions, symbols, indications on drawing [12] Jaco F Schutte (2005), The Particle Swarm Optimization Algorithm, EGM 6365 - Structural Optimization Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 96 [13] Arturo Hernández Aguirre, Angel E Muñoz Zavala, E Villa Diharce and S Botello Rionda (I-07-04/22-02-2007), COPSO: Constrained Optimization Via PSO Algorithm, Center for Research in Mathematics (CIMAT), Department of Computer Science, y Department of Statistics [14] Marco A Montes de Oca (May 7, 2007), Particle Swarm Optimization Introduction, IRIDIA-CoDE, Universit´e Libre de Bruxelles (U.L.B.) [15] LIN Hu, PENG Yong (2009), “Evaluation of Cylindricity Error Based on an Improved GA with Uniform Initial Population”, ITA International Conference on Control, Automation and Systems Engineering [16] KE ZHANG, Evaluation for cylindricity errors based on a particle swarm optimization algorithm, School of Mechanical and Automation Engineering, Shanghai Institute of Technology [17] Xiu-LanWen, Jia-Cai Huang, Dang-Hong Sheng, Feng-LinWang (2010), “Conicity and cylindricity error evaluation using particle swarm optimization”, Precision Engineering 34, 338–344 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn ... việc sử dụng máy đo để tự động hóa xác định sai lệch độ trụ nghiên cứu sản xuất thực tiễn Từ sở phân tích việc nghiên cứu ? ?Sử dụng thuật toán Particle Swarm Optimization đánh giá độ trụ từ liệu đo. .. mặt cắt dọc để đánh giá độ bóng độ kín khít bề mặt Trên sở tác giả tiếp tục nghiên cứu phát triển ứng dụng thuật toán PSO để xác định sai lệch độ trụ từ liệu tọa độ điểm đo máy CMM C544 Mitutoyo... hợp máy tính sử dụng, máy đo tọa độ ba chiều (CMM) lựa chọn hàng đầu nhà sản xuất Hiện nay, với suất ngày nhiều máy đo tọa đọ CMM, kỹ thuật đo máy CMM nhận nhiều quan tâm Các máy CMM tích hợp máy