پيش‌بينی مشخصات هيدروليكی كانالهای پايدار شنی با شبكه عصبی مصنوعی

پيش‌بينی مشخصات هيدروليكی كانالهای پايدار شنی با شبكه عصبی مصنوعی

چكيده

در چند دهه اخير روابط و معيارهاي مختلفي جهت ايجاد رابطه‌اي مناسب در راستاي پيش‌بيني عرض و عمق رودخانه‌هاي با بسترهاي شني ارائه شده‌اند. در اين مقاله ضمن معرفي روش‌هاي سنتي فوق، روشي مبني بر طراحي عرض و عمق رودخانه‌هاي شني با استفاده از اطلاعات 280 رودخانه در نقاط مختلف جهان، با استفاده از روش بهينه‌شده شبكه عصبي توسط الگوريتم ژنتيك ارائه شده و در نهايت با سه روش مرسوم طراحي كانالهاي پايدار مقايسه مي‌شود. روش شبكه عصبي علاوه بر پارامترهاي دبي جريان، قطر ذرات رسوب، از پارامتر شيلدز استفاده مي‌كند در پايان با يك آناليز حساسيت تاثيرات اين پارامترها بر روي مدل نشان داده شده است.

مقدمه

طراحي كانالهاي پايدار بيش از آنكه يك مهم باشد بصورت يك هنر بيش از يكصد سال در مراجع و منابع هيدروليك مورد توجه قرار گرفته است. اگرچه نياز روزافزون به استفاده بهينه از منابع آب و توزيع مناسب آن بناگزير اين هنر را به سمت و سوي علوم رياضي و مهندسي كشانده است. چالش اصلي در زمينه پيش‌بيني مشخصات هيدروليكي مقطع پايدار مي‌باشد كه در آن ميزان فرسايش و انتقال رسوب در يك تعادل ديناميكي مي‌باشند. در اين راستا سه مكتب كلاسيك در طي يكصد سال گذشته توسط محققين ارائه و توسعه يافته‌اند:
الف-مكتب تجربي كه صرفا از مباني آماري براي ارائه معادله‌هاي كانال پايدار استفاده مي‌كند بي‌آنكه توجيه فيزيكي براي آنها داشته باشد.
ب-مكتب نيمه‌تجربي كه تلاش در انطباق قوانين مكانيك سيالات با مشخصات مقطع پايدار دارد.
ج-مكتب تحليلي كه بر پايه نيروي مالشي و شرايط جريان توربلانس در كانالها توسعه يافته است كه كاربرد آن در كشورهاي در حال‌توسعه به سهولت امكان‌پذير نيست.

هدف از اين مقالعه ارائه يك مدل مناسب براي تخمين پيش‌بيني عمق و عرض مقطع پايدار با استفاده از شبكه عصبي مي‌باشد كه پارامترهاي آن توسط يك فرايند بهينه‌ساز نظير الگوريتم ژنتيك بهينه‌ياببي شده و توسعه يافته است. همچنين مدل توسعه‌يافته با برخي روشهاي موجود مورد تجزيه و تحليل قرار خواهد گرفت.

متن کامل مقاله را از اینجا دانلود کنید.

الگوریتم ژنتیک

الگوریتم ژنتیک

1- مقدمه

   محدوده کاري الگوريتم ژنتيک  بسيار وسيع مي باشد و هر روز با پيشرفت روزافزون علوم و تکنولوژي استفاده از اين روش در بهينه سازي و حل مسائل بسيار گسترش يافته است. الگوريتم ژنتيک يکي از زير مجموعه هاي محاسبات تکامل يافته مي باشد که رابطه مستقيمي با مبحث هوش مصنوعي دارد در واقع الگوريتم ژنتيک  يکي از زير مجموعه هاي هوش مصنوعي مي باشد.  الگوريتم ژنتيک را مي توان يک روش جستجوي کلي ناميد که از قوانين تکامل بيولوژيک طبيعي تقليد مي کند .الگوريتم ژنتيک برروي يکسري از جواب هاي مساله به اميد بدست آوردن جوابهاي بهتر قانون بقاي بهترين را اعمال مي کند. درهر نسل به کمک فرآيند انتخابي متناسب با ارزش جواب ها و توليد مثل جواب هاي انتخاب شده به کمک عملگرهايي که از ژنتيک طبيعي تقليد شده اند ,تقريب هاي بهتري از جواب نهايي بدست مي آيد. اين فرايند باعث مي شود که نسلهاي جديد با شرايط مساله سازگارتر باشد.

2- تاریخچه

   حساب تکاملي ,براي اولين بار در سال 1960 توسط آقاي ريچنبرگ ارائه شد که تحقيق وي در مورد استراتژي تکامل بود.بعدها نظريه او توسط محققان زيادي مورد بررسي قرار گرفت تا اينکه الگوريتم ژنتيک  (GA  ) توسط جان هولند(John Holland ) و در سال 1975 در دانشگاه ميشيگان ,ارائه شد.

در سال 1992 نيز جان کوزا (John Koza ) از الگوريتم ژنتيک  (GA  ) براي حل و بهينه سازي مسائل مهندسي پيشرفته استفاده کرد و توانست براي اولين بار روند الگوريتم ژنتيک  (GA  )  را به زبان کامپيوتر در آورد و براي آن يک زبان برنامه نويسي ابداع کندکه به اين روش برنامه نويسي ,برنامه نويسي ژنتيک (GP ) گويندو نرم افزاري که توسط وي ابداع گرديد به نرم افزار LISP مشهور است که هم اکنون نيز اين نرم افزار کاربرد زيادي در حل و بهينه سازي مسائل مهندسي پيدا کرده است .

2-1  تاريخچه بيولوژيکي

بدن  هر موجود زنده اي از سلول تشکيل يافته است و هر سلول هم از کروموزوم تشکيل يافته است.کروموزومها نيز از رشته هاي DNA تشکيل يافته اند.کروموزومها هم از ژن تشکيل يافته اند.و به هر بلوک DNA يک ژن مي گويند و هر ژن نيز از يک پروتئين خاص ومنحصر به فرد تشکيل يافته است.و به مجموعه از ژنها يک ژنوم (Genome ) مي گويند.

3- ساختار الگوريتم‏هاي ژنتيكي

به طور كلي, الگوريتم‏هاي ژنتيكي از اجزاء زير تشكيل مي‏شوند:

متن کامل مقاله الگوریتم ژنتیک را از لینک زیر دریافت نمایید :

دانلود کنید.

پسورد : spowpowerplant.blogfa.com

متعادل سازی بهينه بار در فيدرهای فشار ضعيف به كمك جبرانسازی توان راكتيو با الگوريتم ژنتيك

دانلود مقاله مهندسی برق قدرت با عنوان :

متعادل سازی بهينه بار در فيدرهای فشار ضعيف به كمك جبرانسازی توان راكتيو با الگوريتم ژنتيك


چكيده:

عدم تعادل بار يكي از مشكلات رايج در شبكه‌هاي توزيع مي‌باشد. منشاء عدم تعادل بار، يكي توزيع ناهمگون و غير يكنواخت مشتركين تكفاز بين فازهاي فيدر و ديگري رفتار تصادفي و غير همزمان مشتركين تكفاز است. براي اصلاح عدم تعادل با روش جابجايي مشتركين بر روي فازها بطور سنتي استفاده مي‌شود اما امروزه روشهاي نويني مبتني بر استفاده از جبرانسازهاي توان راكتيو كاربرد پيدا نموده است. در فيدرهاي توزيع عدم تعادل بار داراي دو ويژگي مهم مي‌باشد، يكي متغير با زمان بودن ميزان و شدت عدم تعادل بار و ديگري پراكندگي آن در طول فيدر. جبرانسازهاي توان راكتيو مي‌توانند به قسمي كنترل گردند كه در طول زمان و همگام با تغييرات زماني عدم تعادل بار را اصلاح نمايند.
همچنين براي اينكه بتوان با توجه به ويژگي پراكندگي عدم تعادل بار، آنرا اصلاح نمود ضرورتاً مي‌بايد از تعدادي جبرانساز در طول فيدر استفاده نمود.
در اين مقاله براي اصلاح و متعادل سازي وضعيت نامتعادلي بار يك فيدر در طول يك دوره زماني معين از يك روش بهينه‌سازي مبتني بر الگوريتم ژنتيك براي جايابي بهينه جبرانسازها در طول فيدر استفاده شده است. با استفاده از الگوريتم و نرم‌افزار تهيه شده رفتار نامتعادل يك فيدر نمونه واقعي از شهر بوشهر براي مدت يك هفته بررسي و شبيه‌سازي شده و مطالعات بهينه‌سازي براي جبرانسازها بر روي آن صورت گرفته است.
 
1ـ مقدمه:

نامتعادلي بار در شبكه‌هاي توزيع عوارض و اثرات سوء فراواني دارد. در واقع امروزه ميزان عدم تعادل بار به عنوان يكي از شاخص‌هاي كيفيت انرژي الكتريكي مطرح مي‌باشد. علت اساسي پيدايش مشكل عدم تعادل بار توزيع ناهمگون و غير يكنواخت مشتركين تكفاز بين فازهاي مختلف و رفتار تصادفي و غير همزمان آنها مي‌باشد، به گونه‌اي كه حتي با توزيع يكنواخت مشتركين، مشكل عدم تعادل باز هم ظاهر مي‌گردد.
عمده‌ترين آثار و عوارض سوء ناشي از عدم تعادل بار در شبكه‌هاي توزيع به شرح زير مي‌باشد:
نامتعادلي ولتاژهاي سه فاز: در صورت نامتعادلي بار، علي رغم متعادل بودن ولتاژهاي سه فاز ابتداي فيدر، پروفيل ولتاژ فيدر نامتعادل خواهد شد كه اين موضوع باعث ايجاد اختلال در كاركرد برخي مصرف كنندگان مانند موتورهاي اندوكسيوني شده و باعث گرم شدن و كاهش راندمان آنها مي‌گردد.
افزايش تلفات انرژي الكتريكي: مي‌توان نشان داد كه براي انتقال ميزان مشخصی از انرژي الكتريكي، زماني تلفات اهمي فيدر سه فاز حداقل مي‌شود كه جريانهاي سه فاز كاملاً متعادل باشند.
علاوه بر ان در حالت نامتعادل وجود جريان برگشتي در هادي نول، باعث تشديد تلفات اهمي فيدر مي‌شود. همچنين افزايش تلفات مسي و آهني ترانسفورماتور در حالت نامتعادلي بار دليل ديگري براي افزايش تلفات مي‌باشد.
اشغال ظرفيت شبكه: در حالت عدم تعادل بار جريان فازها با هم برابر نبوده و دامنه يكي از آنها بيشتر از بقيه مي‌باشد. ظرفيت اشغالي فيدر و يا پست نيز بر اساس بيشترين جريان فازها تعيين مي‌گردد. بنابراين عليرغم اينكه از تمام ظرفيت سه فاز پست يا فيدر استفاده نشده است، اما عملاً اشغال گرديده است.
برق‌دار شدن نول: جريان برگشتي نول با توجه به امپدانس هادي نول، باعث مي‌شود كه در نقاط مختلف فيدر اختلاف پتانسيلي مابين نول و زمين ايجاد شود كه شدت اين اختلاف پتانسيل به امپدانس هادي نول و دامنه جريان نول بستگي داشته و باعث افزايش و يا كاهش دامنة ولتاژ برخي فازها نسبت به نول مي‌گردد.
در شبكه‌هاي توزيع به علت رفتار تصادفي و غير همزمان مشتركين تكفاز نامتعادلي بار داراي ماهيتي ديناميكي و متغير با زمان مي‌باشد. بنابراين براي متعادل سازي بايد روشي را بكار برد كه بتواند با توجه به تغييرات بار در طي روز، در هر لحظه عدم تعادل بار را تشخيص داده و آن را تا حد مطلوبي كاهش دهد. يكي از اين روشها براي متعادل‌سازي بارهايي با ماهيت ديناميكي، استفاده از جبرانسازي توان راكتيو مي‌باشد.

برای دانلود متن کامل مقاله متعادل سازي بهينه بار در فيدرهاي فشار ضعيف به كمك جبرانسازي توان راكتيو با الگوريتم ژنتيك به لینک زیر مراجعه فرمایید:

دانلود کنید.

الگوریتم ژنتیک

الگوریتم ژنتیک

چکيده

در یک محیط صنعتی توزیع شده، کارخانه های مختلف و دارای ماشین ها و ابزارهای گوناگون در مکان های جغرافیایی مختلف غالبا به منظور رسیدن به بالاترین کارایی تولید ترکیب می شوند. در زمان تولید قطعات و محصولات مختلف ، طرح های فرایند مورد قبول توسط کارخانه های موجود تولید می شود. این طرحها شامل نوع ماشین، تجهیز و ابزار برای هر فرآیند عملیاتی لازم برای تولید قطعه است. طرح های فرایند ممکن است به دلیل تفاوت محدودیت های منابع متفاوت باشند. بنابراین به دست آوردن طرح فرایند بهینه یا نزدیک به بهینه مهم به نظر می رسد. به عبارت دیگر تعیین اینکه هر محصول درکدام کارخانه و با کدام ماشین آلات و ابزار تولید گردد امری لازم و ضروری می باشد.

به همین منظور می بایست از بین طرحهای مختلف طرحی را انتخاب کرد که در عین ممکن بودن هزینه تولید محصولات را نیز کمینه سازد. در این تحقیق  یک الگوریتم ژنتیک معرفی می شود که بر طبق ضوابط از پیش تعیین شده مانند مینیمم سازی زمان فرایند می تواند به سرعت طرح فرایند بهینه را برای یک سیستم تولیدی واحد و همچنین یک سیستم تولیدی توزیع شده جستجو می کند. با استفاده از الگوریتم ژنتیک، برنامه ریزی فرآیند به کمک کامپیوترمی تواند براساس معیار در نظر گرفته شده طرح های فرایند بهینه یا نزدیک به بهینه ایجاد کند، بررسی های موردی به طور آشکار امکان عملی شدن و استحکام روش را نشان می دهند. این کار با استفاده از الگوریتم ژنتیک درهم در سیستمهای تولیدی توزیع شده و هم واحد صورت می گیرد. بررسی های موردی نشان می دهد که این روش شبیه یا بهتر از برنامه ریزی فرآیند به کمک کامپیوترمرسوم تک کارخانه ای است

مقدمه

در جهان صنعتي امروز، به توليد به عنوان يك سلاح رقابتي نگريسته مي شود و سازمانهاي توليدي در محيطي قرار گرفته اند كه از ويژگي هاي آن مي توان به افزايش فشارهاي رقابتي، تنوع در محصولات، تغيير در انتظارات اجتماعي و افزايش سطح توقع مشتريان اشاره كرد. محصولات در حالي كه بايد بسيار كيفي باشند، تنها زمان كوتاهي در بازار مي مانند و بايد جاي خود را به محصولاتي بدهند كه با آخرين ذائقه، سليقه و يا نياز مشتريان سازگار هستند. بي توجهي به خواست مشتري و يا قصور در تحويل به موقع ممكن است بسيار گران تمام شود. شرايط فوق سبب گرديده تا موضوع اطلاعات براي سازمانهاي توليدي از اهميت زيادي برخوردار شود. از طرف ديگر، آخرين بررسي ها حاكي از آن است كه استراتژي رقابتي مبتني بر بازار خود نيز به تدريج در حال گذر است و چشم انداز استراتژيك رقابت در آينده مبتني بر منابع خواهد بود. به عبارت ديگر در حالي كه شركتها امروزه موفقيت را در تبعيت و استفاده درست از قوانين، فرصتها و شرايط ديكته شده توسط بازار مي دانند، استراتژي مبتني بر منابع بر اين موضوع تاكيد دارد كه منفعت و موفقيت بيشتر با اتكا بر مزيتها و منابع منحصر به فرد و قابل اطمينان شركت و سرمايه گذاري به منظور توسعه و حفاظت از آنها حاصل خواهد شد.

متن کامل سمینار را در90 اسلاید از لینک زیر دریافت نمایید:

دانلود کنید.