thanh
c) Nh n xét
nh n xét, so sánh v tính hi u qu c a các thu t tốn t i u hĩa hai khía c nh th ng đ c cân nh c đĩ chính lƠ t c đ h i t và kh n ng gi i nghi m tồn c u. i v i t c đ h i t , do tính ch t khơng n đ nh hồn tồn c a c u hình máy tính (cùng m t máy c ng cĩ kh n ng lúc ch y nhanh, lúc ch y ch m) các tác gi trong l nh v c nƠy th ng đ a ra ch tiêu chung cĩ kh n ng so sánh gi a nhi u máy khác nhau đĩ chính là chi phí tính tốn, t ng ng v i s l n gi i ph n t h u h n trong bƠi tốn đang xét. V i kích th c b dân
CH NG 4. CÁC BÀI TỐN KH O SÁT
61 s là NP = 20, t ng ng v i sau m i b c l p, thu t tốn c n tính tốn hàm m c tiêu cho 20 b d li u gia t c. Do đĩ s l n gi i ph n t h u h n sau m i b c l p s t ng lên đúng b ng s NP. B ng 4.10 th hi n s l n gi i PTHH trung bình trong 5 l n ch y (fmean) và s l n gi i PTHH c a l n ch y cĩ k t qu t t nh t (fbest) cho thu t tốn DE và HBA. T s li u th ng kê này k t h p v i đ chính xác c a nghi m tìm đ c trình bày trong B ng 4.11, cĩ th k t lu n thu t tốn HBA m c dù cĩ t c đ h i t ch m h n so v i DE nh ng l i cho kh n ng gi i nghi m chính xác h n, đ i v i bƠi tốn đ n gi n nh dƠn 10 thanh cĩ th lên đ n 100% đ chính xác.
62 B ng 4.10 B ng so sánh chi phí tính tốn gi a DE và HBA
Thu tătốn S ăl năch yăPTHHă Tr ngăh pă1 Tr ngăh pă2 Tr ngăh pă3
DE Trung bình 248 872 1320 L i gi i t t nh t 240 880 1360 HBA Trung bình 352 1448 2356 L i gi i t t nh t 400 1400 2980 B ng 4.11 B ng t ng h p, so sánh k t qu ch n đốn t DE và HBA Ph năt ă
h ăh ngă M căđ ăh ăh ngă
DE HBA K tăqu ă d ăđốnă ă chính xác K tăqu ă d ăđốnă ă chính xác Tr ngă h pă1 3 0.10 0.1000 100.0% 0.1000 100.0% Tr ngă h pă2 2 9 0.20 0.15 0.1957 0.1548 97.8% 103.2% 0.2000 0.1500 100.0% 100.0% Tr ngă h pă3 2 0.20 0.2000 100.0% 0.2000 100.0% 3 0.15 0.1474 98.3% 0.1499 99.9% 4 0.25 0.2514 100.6% 0.2501 100.0% 6 0.30 0.2999 100.0% 0.3000 100.0% 4.1.4 Mơ hình gi m b c và nhi u 4.1.4.1 t v năđ
Nh đư đ c p đ u ch ng, bài tốn ch n đốn h h ng trên th c t đ i m t v i r t nhi u khĩ kh n so v i các bài tốn lý thuy t thu n túy, đi n hình nh s khác nhau gi a mơ hình s và k t c u th c t , nhi u do đo đ c, các t i tr ng khơng ki m sốt đ c, gi i h n các đi m đo,v.v. Lu n v n nƠy s đ c p và kh o sát t i hai v n đ hay g p là nhi u d li u đo đ c và s gi i h n các đi m đo l y d li u do gi i h n v kinh phí và th i gian cơng tác.
ki m tra tính kh thi c a ph ng pháp 3 b c đ xu t, gia t c c a h dƠn h h ng trong mơ ph ng s s k đ n m t m c đ nhi u ng u nhiên t 0% đ n 2% (Xem ví d Hình 4.16).
CH NG 4. CÁC BÀI TỐN KH O SÁT
63 Hình 4.16 Gia t c đo đ c cĩ xét nhi u so v i khơng xét nhi u
Bên c nh đĩ, gi s ch cĩ nút s 1, 2, 3 lƠ đ c g n các c m bi n đo gia t c theo c hai ph ng X vƠ Y (Hình 4.17), t ng ng các b c t do 1, 2, 3, 4, 5 và 6. Mơ hình gi m b c - chu i Neumann b c 2 đ c áp d ng đ xây d ng l i gi i chính xác cho tr ng h p gi i h n v d li u đo nh trên. K t qu gi i đáp ng gia t c c a mơ hình MOR đ i v i b c t do th 2 đ c trình bày trong Hình 4.18, cĩ th th y ph ng pháp gi m b c mơ hình cĩ tác d ng r t t t, ph n l n l i gi i gia t c theo th i gian là gi ng nhau. K t qu này cĩ th dùng đ áp d ng trong bài tốn ch n đốn h h ng.
64 Hình 4.18 áp ng gia t c t i DOF th 2-MOR và mơ hình -Dàn 10 thanh
4.1.4.2 B c 1 - Ch s ASEI
Ngo i tr ph n gia t c c a h dƠn h h ng đ c tính theo mơ hình gi m b c, các thơng s cịn l i c a t ng b c trong ph ng pháp ch n đốn ba b c đ c gi nguyên nh bƠi tốn tr ng h p t ng quát trình bày trong m c 4.1.3. K t qu c a ch s ASEI đ i v i mơ hình nƠy đ c trình bày trong Hình 4.19. Cĩ th th y rõ khi xét nhi u ng u nhiên 2%, ch s ASEI khơng g p khĩ kh n trong q trình xác đ nh nh ng v trí cĩ kh n ng x y ra h h ng. B ng ch ng là nh ng v trí đ c ch n đốn t ng t nh tr ng h p t ng quát.
CH NG 4. CÁC BÀI TỐN KH O SÁT
65 (b) Tr ng h p 2
(c) Tr ng h p 3
Hình 4.19 Các giá tr ch s ASEI, xét nhi u và mơ hình gi m b c ậ H dàn 10 thanh
4.1.4.3 B c 2 - Mơ hình h c sâu
66 (b) Tr ng h p 2
(c) Tr ng h p 3
Hình 4.20 K t qu h h ng d đốn b ng DNNs, xét nhi u và mơ hình gi m b c ậ H dàn 10 thanh
K t qu ch n đốn h h ng t mơ hình h c sơu DNN đ c trình bày trong Hình 4.20. C ng nh ch s ASEI, v i m c nhi u 2% cho bƠi dƠn 10 thanh, b c th 2 c ng khơng g p khĩ kh n trong ch n đốn h h ng.
4.1.4.4 B c 3 ậ T iă uăhĩa
K t qu ch n đốn h h ng h dàn 10 thanh cĩ xét nhi u và mơ hình gi m b c đ c trình bày trong Hình 4.21 và B ng 4.12. K t qu này cho th y thu t tốn v n cĩ kh n ng ch n đốn h h ng đ i v i tr ng h p h n ch v s đi m đo vƠ nhi u d li u đo đ c m c 2%. K t qu trung bình cho ra v i sai s nh h n 10% tuy nhiên trong quá trình kh o sát, m t s tr ng h p d li u đo đ c b nhi u làm cho các thu t tốn t i u khơng xác
CH NG 4. CÁC BÀI TỐN KH O SÁT
67 đ nh đ c chính xác m c đ h h ng nh tr ng h p 1 bài dàn 10 thanh. M c dù v trí h h ng v n đ c xác đ nh, h n ch này c n đ c kh c ph c trong các h ng m r ng và c i ti n c a đ tài nh m đ a ph ng pháp đ xu t tr nên kh thi v i các bài tốn th c ti n.
(a) Tr ng h p 1
68 (c) Tr ng h p 3
Hình 4.21 K t qu d đốn h h ng b ng ph ng pháp 3 b c ậxét nhi u và mơ hình gi m b c - H dàn 10 thanh
B ng 4.12 K t qu ch n đốn h h ng c a mơ hình t ng quát và mơ hình cĩ xét nhi u và MOR ậ Dàn 10 thanh mơ hình cĩ xét nhi u và MOR ậ Dàn 10 thanh
Ph năt ă
h ăh ngă M căđ ăh ăh ngă
T ngăquát Xétănhi uăvƠăMOR K tăqu ă d ăđốnă xác ăchínhă K tăqu ă d ăđốnă xác ăchínhă Tr ngă h pă1 3 0.10 0.1000 100.0% 0.2935 34.07% Tr ngă h pă2 2 9 0.20 0.15 0.2000 0.1500 100.0% 100.0% 0.1993 0.1482 99.65% 98.80% Tr ngă h pă3 2 0.20 0.2000 100.0% 0.1966 98.30% 3 0.15 0.1499 99.9% 0.1386 92.40% 4 0.25 0.2501 100.0% 0.2601 95.96% 6 0.30 0.3000 100.0% 0.3064 97.87% 4.1.5 Nh n xét làm n i b t tính hi u qu c a ph ng pháp ch n đốn h h ng 3 b c đ c p trong lu n v n nƠy, các tr ng h p h h ng c a bài dàn 10 thanh s đ c kh o sát và so sánh v i ph ng pháp ch n đốn h h ng 1 b c (ch áp d ng ph ng pháp t i u hĩa ng c áp d ng thu t tốn HBA). K t qu ch n đốn h h ng c a ph ng pháp 1 b c đ c trình bày trong Hình 4.22, d dàng th y đ c ph ng pháp 1 b c c ng cĩ kh n ng ch n đốn v i đ chính xác r t cao, g n nh 100% cho các tr ng h p đư gi đnh. ng th i, s l n ch y PTHH c a 2 ph ng pháp đ c trình bày c th trong B ng 4.13, m c dù s l n ch y PTHH c a ph ng pháp 3 b c ch b ng 25% - 60% so v i l i gi i ch áp d ng t i u
CH NG 4. CÁC BÀI TỐN KH O SÁT
69 hĩa, tuy nhiên ph ng pháp nƠy c n ph i t n thêm chi phí tính tốn cho b c 1 và b c 2, do đĩ nh m so sánh m t cách cơng b ng, t ng th i gian ch y c a các tr ng h p c ng đ c trình bày trong B ng 4.14. K t qu sau cùng v n cho th y u đi m v t tr i c a ph ng pháp ch n đốn h h ng 3 b c v m t chi phí tính tốn. Các k t qu kh o sát cho nh ng bƠi dƠn khác nhau đ c trình bày trong cùng ch ngc ng đ a đ n k t lu n t ng t . c bi t đ i v i h k t c u ph c t p, nhi u ph n t thì s khác bi t là càng l n.
(a) Tr ng h p 1
70 (c) Tr ng h p 3 Hình 4.22 K t qu ch n đốn h h ng ậPh ng pháp 1 b cậ H dàn 10 thanh B ng 4.13 So sánh s l n gi i PTHH gi a ph ng pháp 3 b c và ph ng pháp 1 b c ậ Dàn 10 thanh
Ph ngăphápă3 b c Ph ngăphápă1 b c T ăl ăkhácăbi t
Trung bình
L iăgi iăt tă
nh t Trung bình
L iăgi iăt tă
nh t Trung bình L iăgi iă t tănh t TH1 352 400 1840 1700 19.1% 23.5% TH2 1448 1400 3384 3820 42.8% 36.6% TH3 2356 2980 4892 5280 48.2% 56.4% B ng 4.14 So sánh t ng th i gian ch n đốn gi a ph ng pháp 3 b c và ph ng pháp 1 b c ậ Dàn 10 thanh
Ph ngăphápă3 b c Ph ngăphápă1 b c Khácăbi t Tr ngăh pă1 36s 53s 67.9%
Tr ngăh pă2 46s 92s 50.0%
Tr ngăh pă3 55s 131s 42.0%
Trong m c 4.1, tác gi đư trình bƠy vƠ ch ng minh đ c tính hi u qu c a ph ng pháp ch n đốn h h ng 3 b c đ xu t đ i v i bài tốn chu n dàn 10 thanh. Tuy nhiên, đ k t lu n v tính t ng quát c a ph ng pháp, các h k t c u dàn khác nhau v i kích th c vƠ đi u ki n biên khác nhau s đ c xem xét trong các m c ti p theo c a ch ng nƠy. Bên
CH NG 4. CÁC BÀI TỐN KH O SÁT
71 c nh đĩ, hi n t ng nhi u do đo đ c và mơ hình gi m b c theo chu i Neumann b c hai c ng đ c xem xét, k t qu cu i cùng cho th y thu t tốn đ xu t v n cĩ kh n ng ch n đốn h h ng trong các tr ng h p th c t tuy nhiên m c đ xét nhi u hi n t i ch a cao.
Qua quá trình kh o sát, mơ hình h c sâu M ng n ron nhơn t o (DNNs) và thu t tốn t i u hĩa con l ng m t (HBA) th nhi u hi n u đi m phù h p v i m c tiêu bài tốn ch n đốn đang xơy d ng, cho l i k t qu cu i cùng v i đ chính xác cao. Do đĩ, đ i v i các h dàn sau, ph ng pháp 3 b c ch áp d ng 2 thu t tốn tốn này.
4.2. Dàn ph ng 21 thanh 4.2.1 Thơng s k t c u
Sau h dàn 10 thanh, m t h dàn ph c t p h n, đ c đ a vƠo kh o sát đĩ lƠ h dàn 21 thanh v i s đ nh Hình 4.23. Các thơng s hình h c và v t li u c a h cịn đ c trình bày trong B ng 4.15. i v i bài tốn này, ph ng pháp 3 b c ch s d ng mơ hình h c sâu DNNs và thu t tốn t i u HBA. Các thơng s đi u ch nh c a mơ hình thu t tốn s t ng t nh bƠi dƠn 10 thanhtuy nhiên hai tr ng h p h h ng khác nhau đ c gi đnh trong m c 4.2.2. Trong đĩ, cĩ tr ng h p các thanh ch u t i nhi t đ nh ng khơng h h ng.
Hình 4.23 H dàn 21 thanh
B ng 4.15 Các thơng s v t li u vƠ kích th c c a h dàn 21 thanh
Thơngăs Kíăhi u năv Giáătr
Mơ đun đƠn h i E N/m2 2.00E+11
Kh i l ng riêng kg/m3 7800
Di n tích m t c t ngang 3.50E-03
Thanh 1 - 6 A1−A6 m2 0.0015
Thanh 7-17 A7−A17 m2 0.0009
Thanh 18-21 A8−A21 m2 0.0012
72
4.2.2 Cácătr ng h păh ăh ng gi đ nh và t i tr ngăt ngă ng
Hai tính hu ng h h ng gi đnh kèm theo s thay đ i v nhi t đ c a h 21 thanh đ c xét trong B ng 4.16. M c đ chênh l ch nhi t đ c ng đ c ch n là T =300C.
B ng 4.16 Các tình hu ng h h ng gi đnh cho h dàn 21 thanh Tình hu ng Các ph n t h h ng M c đ h h ng l n l t ( )xi Ph n t ch u Tình hu ng Các ph n t h h ng M c đ h h ng l n l t ( )xi Ph n t ch u t i nhi t đ 1 2, 13 0.15, 0.25 3, 4 2 3, 5, 6, 11, 19, 20 0.1, 0.2, 0.35, 0.15, 0.2, 0.3 3, 11, 13 Ph ng trình t i đ ng áp d ng vào dàn 21 thanh đ c gi s t ng t nh Hình 4.2 c a bài dàn 10 thanh, v trí vƠ h ng đ t t i đ c th hi n trong Hình 4.24.
Hình 4.24 V trí t i tr ng tác đ ng lên h dàn 21 thanh
4.2.3 Tr ng h p t ng quát
Thơng s mơ hình cho t ng b c ch n đốn c a bƠi dƠn 21 thanh đ c gi t ng t nh bƠi dƠn 10 thanh trình bày trong m c 4.1. VƠ nh đư đ a ra k t lu n tr c, ch cĩ mơ hình h c sâu DNNs và thu t tốn t i u HBA s đ c áp d ng trong h dàn này. Các k t qu c a t ng b c đ c trình bày trong Hình 4.25, Hình 4.26, Hình 4.27, Hình 4.28, và Hình 4.29. Ph n nh n xét, bàn lu n đ c trình bày trong m c 4.2.5.
CH NG 4. CÁC BÀI TỐN KH O SÁT
73
4.2.3.1 B c 1 - Ch s ASEI
(a) Tính hu ng h h ng 1
(b) Tình hu ng h h ng 2
74
4.2.3.2 B c 2 ậ Mơ hình h c sâu
(a) Tr ng h p 1
(b) Tr ng h p 2
CH NG 4. CÁC BÀI TỐN KH O SÁT
75 (a) Tr ng h p 1
(b) Tr ng h p 2
76
4.2.3.3 B c 3 ậ T iă uăhĩaăng c
(a) Tr ng h p 1
(b) Tr ng h p 2
CH NG 4. CÁC BÀI TỐN KH O SÁT
77 (a) Tr ng h p 1
(b) Tr ng h p 2
Hình 4.29 Quá trình h i t hàm m c tiêu ậTr ng h p t ng quát ậ H dàn 21 thanh thanh
4.2.4 Mơ hình gi m b c và nhi u
Bên c nh tr ng h p t ng quát, h dƠn 21 thanh c ng đ c xét thêm tr ng h p cĩ nhi u đo đ c và áp d ng mơ hình gi m b c do gi i h n đi m đo. Hình 4.30 th hi n v trí nút s 3, 4, 5 vƠ 10 đ c g n các c m bi n gia t c. Qua quá trình kh o sát t ng d n m c đ nhi u do đo đ c, bƠi tốn đ t đ c k t qu t t nh t (m c nhi u cao nh t mƠ ph ng pháp đ xu t v n ch n đốn đ c h h ng m c chính xác cao) 6%. Các k t qu c a
bƠi tốn 3 b c s đ c trình bày trong Hình 4.31, Hình 4.32 và Hình 4.33. B ng 4.17 th