(Đề tài NCKH) thiết kế tối ưu cho tay kẹp sử dụng cơ cấu mềm ứng dụng trong hệ thống định vị mô tơ rung điện thoại dùng anfis và jaya

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG THIẾT KẾ TỐI ƯU CHO TAY KẸP SỬ DỤNG CƠ CẤU MỀM ỨNG DỤNG TRONG HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ MÔ TƠ RUNG ĐIỆN THOẠI DÙNG ANFIS VÀ JAYA MÃ SỐ: T201 SKC006537 Tp Hồ Chí Minh, tháng 12/2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM THIẾT KẾ TỐI ƯU CHO TAY KẸP SỬ DỤNG CƠ CẤU MỀM ỨNG DỤNG TRONG HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ MÔ TƠ RUNG ĐIỆN THOẠI DÙNG ANFIS VÀ JAYA Mã số: T2018-16TÐ Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS LÊ HIẾU GIANG TP HCM, 12/2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM THIẾT KẾ TỐI ƯU CHO TAY KẸP SỬ DỤNG CƠ CẤU MỀM ỨNG DỤNG TRONG HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ MÔ TƠ RUNG ĐIỆN THOẠI DÙNG ANFIS VÀ JAYA Mã số: T2018-16TÐ Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS LÊ HIẾU GIANG Thành viên đề tài: TS ĐÀO THANH PHONG THS.NCS HỒ NHẬT LINH TP HCM, 12/2018 DANH SÁCH NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI VÀ ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH STT Họ tên Lê Hiếu Giang Hồ Nhật Linh Đào Thanh Phong i DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Kẹp Hold-Down - thiết kế sử dụng cấu truyền thống Hình 2: Kẹp Hold-Down - thiết kế sử dụng cấu mềm Hình 3: Linh kiện công nghiệp Hình 4: Ứng dụng y khoa Hình 5: Hệ tay gắp truyền thống cơng nghiệp Hình 6: Hệ tay gắp xác Hình Hệ tay gắp xác dựa cấu mềm Hình Mơ tơ rung khối xoay lệch tâm (ERM) Hình Mơ tơ rung với truyền động cộng hƣởng tuyến tính (LRA) .4 Hình 10 Mơ tơ rung cỡ nhỏ: (a) Ứng dụng điện thoại động , (b) Cấu tạo mơ tơ hồn chỉnh với lệch tâm, (c) Cấu tạo chi tiết mô tơ rung Hình 11 Cần bẩy: (a) Cần bẩy khuyếch đại truyển thống, (b) Bộ khuếch đại truyền thống với hai cần bẩy 12 Hình 12 Mơ hình CAD: (a) cấu hình song vng, (c) tay gắp dựa cấu mềm 14 Hình 13 Phản lực hàm phải hàm trái tay gắp 14 Hình 14 Hệ thống lắp ráp trục mô tơ vào lõi từ mô tơ : (a) Hệ thống lắp, (b) Trục mô tơ lõi từ 16 Hình 15 Mơ hình ANFIS đề xuất cho CMG 24 Hình 16 Lƣu đồ phƣơng pháp Jaya 25 Hình 17 Lƣu đồ tối ƣu hóa đa mục tiêu cho CMG 26 Hình 18 Chia lƣới cho CMG 32 Hình 19 Lắp đặt thực nghiệm 33 ii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng Tham số mức 27 Bảng Kết thực nghiệm chuyển vị tần số 27 Bảng Giá trị hệ số nhiễu S/N 28 Bảng Chuẩn hóa hệ số nhiễu S/N 28 Bảng Trọng số cho chuyển vị 29 Bảng Trọng số cho tần số 29 Bảng Tham số ANFIS 30 Bảng So sánh với phƣơng pháp tiếp cận khác 30 Bảng So sánh kết tối ƣu, FEA, kết thực nghiệm 34 iii MỤC LỤC DANH SÁCH NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI VÀ ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH i DANH MỤC HÌNH ẢNH .ii DANH MỤC BẢNG BIỂU iii MỤC LỤC iv TÓM TẮT vi MỞ ĐẦU 1 Tổng quan .1 1.1 Tổng quan cấu mềm hệ tay gắp xác 1.1.1 Tổng quan cấu mềm …1 1.1.2 Tổng quan hệ tay gắp xác 1.1.3 Sơ lƣợc mô tơ rung điện thoại di động .3 1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu cần thiết tiến hành nghiên cứu .4 Mục tiêu Đối tƣợng nghiên cứu - Phạm vi nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Cách tiếp cận, phƣơng pháp nghiên cứu CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU .9 CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ MÔ TẢ VẤN ĐỀ TỐI ƢU HÓA 12 2.1 Thiết kế 12 2.1.1 Bộ khuếch đại chuyển vị 12 2.1.2 Mơ hình tay kẹp sóng vng 13 2.1.3 Hệ thống lắp ráp mô tơ rung điện thoại 15 iv 2.2 Mơ tả vấn đề tối ƣu hóa 16 2.2.1 Xác định biến thiết kế 17 2.2.2 Xác định hàm mục tiêu 18 2.2.3 Ràng buộc 19 CHƢƠNG 3: GIẢI THUẬT TỐI ƢU HÓA LAI TẠO 20 3.1 Phát triển phƣơng pháp xác định trọng số 20 3.2 Nghiên cứu ứng dụng giải thuật ANFIS 22 3.3 Nghiên cứu ứng dụng giải thuật Jaya 25 3.4 Giải thuật lai tạo 26 CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27 CHƢƠNG : THỰC NGHIỆM KIỂM CHỨNG 31 CHƢƠNG 6: KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO 38 v TÓM TẮT Tay gắp dựa cấu mềm thiết bị quan trọng dùng để gắp định vị trục vào tâm lỗ lõi từ mô tơ rung, thiết bị đƣợc ứng dụng cho chức tạo rung điện thoại di động Nghiên cứu đề xuất thiết kế tối ƣu cho tay gắp dựa cấu mềm Chuyển vị tần số hai thuộc tính qua trọng tay gắp, hai thuộc tính đƣợc xem nhƣ mục tiêu thiết kế Chiều dài chiều dày khớp mềm đƣợc xem nhƣ biến thiết kế Quá trình tối ƣu đƣợc thực sử dụng giải thuật kết hợp mang nơ ron thích nghi mờ (ANFIS) JAYA Đầu tiên, liệu đƣợc tập hợp việc sữ dụng phƣơng pháp Taguchi Tiếp theo, hệ số nhiễu đƣợc tính tốn trọng số xác hàm mục tiêu đƣợc xác định Kế tiếp , lƣu đồ biểu diễn quan hệ tham số thiết kế đáp ứng đầu đƣợc thành lập Cuối cùng, giải thuật Jaya đƣợc sữ dụng để tối ƣu hóa đa mục tiệu thiết kế Kết cho thấy rằng, chuyển vị tối ƣu tần số tối ƣu thu đƣợc lần lƣợt 3260 µm 61.9 Hz Những kết đáp ứng yêu cầu thiết kế ban đầu tay gắp ứng dụng hệ thống lắp ráp điện thoại di động Ngoài ra, giải thuật tối ƣu kết hợp đề xuất cho thấy hiệu độ mạnh so sánh với phƣơng pháp khác vi ... KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM THIẾT KẾ TỐI ƯU CHO TAY KẸP SỬ DỤNG CƠ CẤU MỀM ỨNG DỤNG TRONG HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ MÔ TƠ RUNG ĐIỆN THOẠI DÙNG ANFIS VÀ JAYA Mã số: T2018-16TÐ Chủ nhiệm đề tài: ... cứu nghiên cứu khả ứng dụng tay gắp mềm lĩnh vực lắp ráp mô tơ điện thoại di động Mục tiêu Đầu tiên, tay gắp dựa cấu mềm cho hệ thống định vị mô tơ rung điện thoại đƣợc thiết kế Tiếp theo, nhóm... trọng dùng để gắp định vị trục vào tâm lỗ lõi từ mô tơ rung, thiết bị đƣợc ứng dụng cho chức tạo rung điện thoại di động Nghiên cứu đề xuất thiết kế tối ƣu cho tay gắp dựa cấu mềm Chuyển vị tần