Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Fractional order PIλDμ controller with optimal parameters using Modified Grey Wolf Optimizer for AVR system

Verma Santosh Kumar, Devarapalli Ramesh

Archives of Control Sciences

|

2022

|

Vol. 32, No. 2

429--450

EN

In this paper, an automatic voltage regulator (AVR) embedded with fractional order PID (FOPID) is employed for the alternator terminal voltage control. A novel meta-heuristic technique, a modified version of grey wolf optimizer (mGWO) is proposed to design and optimize the FOPID AVR system. The parameters of FOPID, namely, proportional gain (ΚP), the integral gain ( ΚI), the derivative gain ( ΚD), λ and μ have been optimally tuned with the proposed mGWO technique using a novel fitness function. The initial values of the ΚP, ΚI , and ΚD of the FOPID controller are obtained using Ziegler-Nichols (ZN) method, whereas the initial values of λ and μ have been chosen as arbitrary values. The proposed algorithm offers more benefits such as easy implementation, fast convergence characteristics, and excellent computational ability for the optimization of functions with more than three variables. Additionally, the hasty tuning of FOPID controller parameters gives a high-quality result, and the proposed controller also improves the robustness of the system during uncertainties in the parameters. The quality of the simulated result of the proposed controller has been validatedby other state-of-the-art techniques in the literature.

2

Multi-objective evolutionary method for cargo arrangement in a loading space

Taraska M., Iwańkowicz R.

Archives of Transport

|

2017

|

Vol. 44, iss. 4

65--74

EN

The paper characterises a class of problems for packing boxes in the container. It presents the current state of knowledge in this area and distinguishes evolutionary algorithms, as the most promising in the search for quasi-optimal loading conditions. The method proposed in the paper focuses on certain criteria important from a practical point of view, which in a formalised manner have not been included so far in the solving-problems models. Apart from the traditional consideration of the problem of three-dimensional space loading maximisation, the proposed method considers the deviation of the loaded container weight centre from its symmetry planes and the availability of packages during unloading. New elements in the described method are: the applied criteria, penalty function, way of coding the container loading state in the evolutionary algorithm and fast crossover and mutations operators dedicated to the adopted coding. It was observed that the evolution in the developed algorithm occurs properly, that is seeking to minimise the criteria. The article also includes a calculation example showing the effect of the method with the discussion of the results indicating the advantages and disadvantages of the proposed solution. The performance of the algorithm has been considered in the context of time necessary to obtain the acceptable solution and quality of the obtained solution. It was found that the algorithm in its current form is a strong base for its further improvement.

3

Performance optimization of model-free fault diagnosis schemes

Kalisch M., Przystałka P., Katunin A., Timofiejczuk A.

Diagnostyka

|

2016

|

Vol. 17, No. 1

51--58

EN

This paper describes the method of model-free fault detection and isolation. The main purpose of the research is to present one possibility of the development of diagnostic schemes for which the component structure and behavioural parameters are tuned automatically in order to obtain the maximal efficiency of the fault detection and isolation system. The proposed approach can be viewed as the intersection of elementary methods (classic and soft computing) such as discrete wavelet analysis, machine learning (using decision trees or artificial neural networks), and evolutionary algorithms. The fundamental verification of the method was conducted for data made available within the benchmark problem involving a wind turbine. The achieved results confirm the effectiveness of the proposed approach while also showing its limitations.

PL

Artykuł opisuje metodę detekcji i izolacji uszkodzeń bez użycia modelu. Głównym celem badań jest pokazanie możliwości opracowania schematów diagnostycznych, których struktura oraz parametry są dostrajane automatycznie w celu osiągnięcia najwyższej możliwej sprawności detekcji i izolacji uszkodzeń. Zaproponowane podejście może być postrzegane jako połączenie elementarnych metod (klasyczne metody oraz obliczenia miękkie) jak np. analiza falkowa, metody uczenia maszynowego (drzewa decyzyjne i sztuczne sieci neuronowe) oraz algorytmy ewolucyjne. Weryfikacja metody została przeprowadzona na danych symulacyjnych wygenerowanych za pomocą modelu turbiny wiatrowej. Uzyskane wyniki potwierdziły wysoką skuteczność metody oraz pokazały jej ograniczenia.

4

Zastosowanie programu Remcom XFdtd i środowiska Octave do optymalizacji anten

Di Barba P., Hausman S., Januszkiewicz Ł.

Przegląd Telekomunikacyjny + Wiadomości Telekomunikacyjne

|

2015

|

nr 4

139--142

PL

Przedstawiono sposób integracji programu komputerowego do obliczeń elektrodynamicznych XFdtd firmy Remcom oraz środowiska obliczeniowego Octave do automatycznej optymalizacji anten. Pokazano, że proponowane podejście daje się zastosować w praktyce projektowej, przy wykorzystaniu kart graficznych do obliczeń równoległych. Działanie opracowanych skryptów zilustrowano przykładami optymalizacji dipola oraz anteny typu V z użyciem algorytmu ewolucyjnego .Pokazane w artykule wyniki optymalizaqi dotyczą przypadków z dwoma i z trzema parametrami geometrii anteny. Przy trzech parametrach otrzymano rozwiązanie znacznie lepiej spełniające wymagania projektowe, niż przy dwóch, przy nadal akceptowalnym czasie obliczeń.

EN

In the paper a method of integration of Remcom computational electrodynamics package XFdtd with Octave high-level interpreted language for numerical computation for the automatic antenna optimization is presented. It is shown that with an application of parallel computing on graphics processing units the proposed approach can be successfully used in antenna design practice. Operation of the scripts developed in XFdtd and Octave is illustrated with example evolutionary optimization for a dipole antenna and a Vee antenna. Optimization results are obtained for two and three antenna geometry variables. Results achieved with three variables satisfy optimization criteria better than with two variables within an acceptable time of computation.

5

Evolutionary optimization of Sigma-Delta modulated analog stimulus

Golonek T.

International Journal of Microelectronics and Computer Science

|

2015

|

Vol. 6, nr 4

130--135

EN

This paper proposes the evolutionary technique of the stimulus signal optimization for the analog electronic circuit testing purpose. The obtained signal is coded with Sigma-Delta modulation usage that allows to generate it easily by simple microcontrollers without the necessity of expensive D/A peripherals applying. The signal with the controlled impulses density may be obtained on the external output terminal of the typical timer and finally, it defines the analog signal that can be reconstructed after low pass filtering.

6

Przegląd wybranych metod ewolucyjnych w optymalizacji wielokryterialnej

Gryniewicz-Jaworska M.

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2014

|

nr 4

32--34

PL

Od połowy lat osiemdziesiątych nastąpił rozwój metod, które bazują na nowym sposobie tworzenia rozwiązań niezdominowanych. Prowadzą one do wyznaczenia frontu ocen Pareto naśladując mechanizmy wytworzone w świecie mikro- i makro- przyrody. Aktualnie do istniejących metod optymalizacji zaliczyć możemy: algorytmy genetyczne, ewolucyjne, algorytmy stosujące sztuczne systemy immunologiczne, algorytmy rojowe oraz mrówkowe. W artykule zaprezentowano kilka wybranych metod optymalizacji ewolucyjnej, w tym algorytm ewolucyjny, mrówkowy, rojowy oraz NSGA. Ponadto opisano sposób działania poszczególnych algorytmów oraz ich przykładowe zastosowanie.

EN

Since the mid-eighties we can see the development of methods that are based on a new method of creating dominated solutions. They lead to designate the ratings Pareto front mimicking the mechanisms created in the world of micro and macro-nature. Currently, the existing optimization methods can include: genetic algorithms, evolutionary algorithms using artificial immune systems, swarm and formic algorithms. The article presents few selected evolutionary optimization methods, including evolutionary algorithm, formic and swarm algorithms, and NSGA. The article also describes how the different algorithms work and their exemplary application.

7

Evolutionary optimization of complex transmission systems

Piątek L., Rudnicki M.

Poznan University of Technology Academic Journals. Electrical Engineering

|

2011

|

No. 66

121--127

EN

An evolutionary algorithm is used to optimize the structure of complex transmission systems. Coding of system structure is done as a sequence of bits where each bit codes a single edge joining a pair of vertices. A procedure of dividing a bit sequence into subchains and a new crossover operator are presented. Efficiency of the algorithm is demonstrated on a simple example of a transmission network.

8

Applications of an evolutionary algorithm in construction optimization of electrical motors

Kowol M., Młot A., Łukaniszyn M., Latawiec K.

Prace Naukowe Politechniki Śląskiej. Elektryka

|

2010

|

z. 4

55-66

EN

This paper deals with evolutionary optimization of construction parameters for brushless DC permanent magnet (BLDC) and transverse flux (TFM) motors. For a BLDC motor permanent magnets shape parameters are optimized to provide a minimum cogging torque. It is shown that the cogging torque in the motor with the multipolar excitation of permanent magnets is reduced six times as compared with the conventional BLDC motor. For a TFM, magnetic circuit construction parameters are optimized to compromise between the high electromagnetic torque and low torque pulsations. For both motors, the evolutionary optimization algorithm is coupled with a 3D FEM program employed for precise modeling of the electromagnetic field.

PL

W artykule przedstawiono optymalizację parametrów obwodu magnetycznego bezszczotkowych silników prądu stałego z magnesami trwałymi (BLDC) oraz silnika reluktancyjnego przełączalnego z zewnętrznym wirnikiem i ze strumieniem poprzecznym (transverse flux motor - TFM). W silniku BLDC optymalizowano wymiary magnesu trwałego, aby otrzymać minimalną wartość momentu od zębów (tzw. momentu zaczepowego). W pracy pokazano, że przy zastosowaniu magnesów trwałych ze zmiennym kierunkiem wektora magnetyzacji moment zaczepowy może być zredukowany sześciokrotnie, w stosunku do silnika z magnesami o radialnym kierunku wektora'magnetyzacji. W przypadku silnika TFM zadanie optymalizacji sprowadzało się do zmiany wymiarów zębów wirnika, aby otrzymać maksymalny moment elektromagnetyczny przy stosunkowo niskich jego pulsacjach. W obu zadaniach optymalizacji algorytm ewolucyjny współpracował z programem opartym na trójwymiarowej metodzie elementów skończonych (FEM), w celu dokładnego modelowania pola magnetycznego w silnikach.

9

The evolutionary optimization of selected welded structures

Kokot G., John A., Kuś W.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2010

|

Vol. 43, nr 2

667--675

EN

Purpose: of this paper is to present the recent possibility of evolutionary optimization method application to predicting the proper welding parameters in the weld process. The objective of the welding simulation is to study the temperature generated during the welding process and to investigate residual stresses in the component after the welding. Such results give the possibility to determine stress and strain state of welded parts and properties of materials in welding zones. From other side it gives the possibility to perform optimization process looking for welding parameters (welding speed, welding power source etc.) or initial shape of welded sheets according to displacement state (welding of thin metal sheets with stiffeners - T joints). Those results are the base for fatigue analysis too. Design/methodology/approach: In the paper the foundations of FEM simulation of welding process are presented. Also a grid based evolutionary optimization of welding parameters influences on strength parameters in the heat affected zone (HAZ) is shown. Numerical simulation of a welding process using the finite element method is applied. Findings: Results for coupled thermo-mechanical problem are prescribed. Two examples, the grid based evolutionary optimization of HAZ parameters and grid based evolutionary optimization of T-joint component deformation, illustrate the possibility of computational simulation and optimization of welding are presented. Practical implications: Computational simulation and evolutionary optimization give a lot of information very important for engineers. An undesirable side-effect of welding is the generation of residual stresses and deformations in the component and the quality of the weld has a substantial impact on the fatigue life of the structure. These resultant deformations may render the component unsuitable for further use. Originality/value: The presented the grid based evolutionary optimization procedure is a new tool for better understanding and predicting the welding behaviour from the thermo-mechanical process point of view. It gives the possibilities to optimize main welding parameters in order to achieve better structures, taking into account nearly full set of welding parameters, temperature dependent material parameters and simulating the coupled thermo-mechanical problem.

10

Modelowanie hydrotermiczne i optymalizacja systemów zaopatrzenia w ciepło

Malinowski P.

Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Ochrony Środowiska Politechniki Wrocławskiej. Monografie

|

2009

|

Vol. 88, nr 53

240-240

PL

W pracy przedstawiono opracowaną metodę optymalizacji systemów zaopatrzenia w ciepło ze względu na kryteria efektywności ekonomicznej z zapewnieniem właściwej jakości technicznych warunków pracy. Przedmiotem przedstawionych badań była optymalizacja systemów zaopatrzenia w ciepło z wykorzystaniem metody algorytmów ewolucyjnych zastosowanych ze względu na złożoność obliczeniową zagadnienia, która przekracza możliwości tradycyjnych metod optymalizacyjnych. W opracowaniu skupiono się na analizach dotyczących miejskich sieci cieplnych, jednakże przedstawione algorytmy mogą być, po niewielkiej modyfikacji, zastosowane również w przypadku mniejszych systemów zaopatrzenia w ciepło, jak na przykład instalacje grzewcze w budynkach czy układy sieci osiedlowych. W trakcie prac badawczych dokonano przeglądu literatury, zaproponowano także klasyfikację tematów badawczych uwzględniającą zgodność między podejmowanymi przez naukowców problemami badawczymi a promowanymi zagadnieniami badawczymi Unii Europejskiej. Omówiono teoretycznie i zbudowano symulacyjne modele komputerowe (hydrauliczne i termiczne) rozpływu wody gorącej w sieci przewodów rurowych. Zdefiniowano oraz opisano szczegółowo ekonomiczne i techniczne kryteria optymalizacji systemów zaopatrzenia w ciepło. Opracowano i szczegółowo przedstawiono ewolucyjne algorytmy optymalizacyjne wyboru lokalizacji źródeł ciepła, rozdziału obciążeń pomiędzy źródła, układu topologicznego sieci przewodów, doboru wielkości i lokalizacji pomp sieciowych. Określono metody doboru ustawień parametrów obliczeniowych dla opracowanych algorytmów optymalizacyjnych. Dokonano walidacji zaproponowanej metody na przykładzie reprezentatywnego miejskiego systemu zaopatrzenia w ciepło. Wykazano, że zastosowanie algorytmów ewolucyjnej optymalizacji w zakresie systemów zaopatrzenia w ciepło umożliwia osiągnięcie znacznych oszczędności finansowych oraz optymalizację parametrów technicznych pracy systemów. Ponadto dokonano analizy wyników uzyskanych z rozwiązania przykładu obliczeniowego oraz podano wnioski ogólne potwierdzające użyteczność metody.

EN

The paper covers a formulated optimization method for heat supply systems having in mind economical factors, effectiveness criterion and at the same time ensuring quality of technical work conditions. The research entailed optimization of heat supply systems through application of evolutionary algorithms which aim at resolving tasks involving complex calculations such that are beyond capability of standard optimization methods. The paper focuses on analyses doming from municipal heating networks, nevertheless the described algorithms, if slightly modified, can be applied for the purposes of smaller heat supply systems e.g. heating installations in separate buildings or heating networks in districts. Throughout the research works a large amount of subject literature has been reviewed, research topics have been classified taking into consideration compliance of research areas taken up by researchers with trends suggested by the European Union. The research involved: theoretical description, creation of computer simulation models (hydraulic and thermal, flow of hot water in the network of pipes), defining and describing detailed economy and technical criteria of heating network optimization. It also involved formulation and detailed description of evolutionary optimization algorithms for: selecting heat sources location, division of load among sources, topological layout of the pipe network, selection of size and location of network pumps. There were defined methods of selecting measure parameters' settings for the formulated optimization algorithms. The method has been validated on an example, representative heat supply system for a municipality. The analysis of the results obtained through solving a calculation example has been followed by general conclusions supporting the effectiveness of the method. It had been proved that using evolutionary optimization algorithms in the area of heat supply systems enables significant cost reduction and optimization of technical parameters for heat systems works. Additionally the analysis of the results from a calculation example was presented together with general conclusions that confirm usefulness of the presented method.

11

Estimating Magnetic Properties of Synchronous Generator's Materials

Žarko D., Maljković Z., Pavlica M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2008

|

R. 84, nr 12

267-269

EN

The paper presents a method for determination of nonlinear B-H characteristics of materials used for construction of stator and rotor core of a synchronous generator. The B-H characteristics are determined by evolutionary optimization coupled with 2D finite-element (FE) computation. The objective function is to minimize the difference between the measured and calculated no-load voltage vs. field current characteristic. The application of the method is presented in the case of a 35 MVA salient-pole synchronous generator installed in one of the power plants in Croatian Power System.

PL

Artykuł przedstawia metodę wyznaczania nieliniowej charakterystyki B-H dla materiałów używanych w stojanach i wirnikach generatorów synchronicznych. Metoda polega na wykorzystaniu optymalizacji ewolucyjnej i techniki elementów skończonych w dwóch wymiarach. Funkcją celu jest minimalizacja różnicy pomiędzy zmierzonym i obliczonym przebiegiem charakterystyki napięcia stanu jałowego i prądu. Metodę zastosowano w analizie generatora z wydatnymi biegunami o mocy 35 MVA zainstalowanego w jednej z chorwackich elektrowni.

12

Magnetic problems as a benchmark for genetic algorithm`s operators

Gwizdałła T.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2007

|

z. 160

115-123

EN

In the paper it is presented the analysis of results and dynamics of evolutionary optimization applied to the well known magnetic Ising model. The data were obtained using different models and genetic operators and allow to formulate some more general conclusion concerning the possibilities of solving real NP-hard problems propted by physics.

13

Właściwości i zastosowania algorytmów ewolucyjnych w optymalizacji

Słowik A.

Metody Informatyki Stosowanej

|

2007

|

nr 2(Tom 12)

143-163

PL

W artykule przedstawiono charakterystykę algorytmów ewolucyjnych. Można zauważyć, że ich stosowanie do zagadnień optymalizacyjnych jest bardzo szerokie. Do dnia dzisiejszego powstało wiele algorytmów optymalizacji wielomodalnej, wielokryterialnej, oraz optymalizacji z ograniczeniami, które bazują na ewolucyjnym przetwarzaniu informacji. W niniejszej pracy przedstawiono jedynie krótką charakterystykę kilku poszczególnych metod.

EN

In the paper a characteristics of evolutionary algorithms is presented. Such parameters of algorithm as: representation of individuals, fitness function, selection, mutation, and cross-over are described. Different kinds of evolutionary algorithms are shortly presented, and also chosen kinds of optimization, and techniques of their realizations using these algorithms are shown, hi the paper a multi-modal optimization, multi-objective optimization, and optimization with constraints are discussed as well.

14

Parallel evolutionary algorithms in shape optimization of heat radiators

Burczyński T., Długosz A., Kuś W.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2006

|

Vol. 44 nr 2

351-366

EN

The paper deals with the application of Parallel Evolutionary Algorithms (PEA) and the Finite Element Method (FEM) in shape optimization of heat radiators. The fitness function is computed with the use of the coupled thermoelsticity modelled by MARC/MENTAT software. The geometry, mesh and boundary conditions are created on the basis of a script language implemented in MENTAT. In order to reduce the number of design parameters in evolutionary algorithms, the shape of the structure is modelled by Bezier curves. Numerical examples for some shape optimization are included.

PL

W pracy przedstawiono zastosowanie algorytmów ewolucyjnych oraz metody elementów skończonych (MES) w optymalizacji kształtu radiatorów. Zastosowano algorytm ewolucyjny, w którym funkcja celu wyznaczana jest w sposób równoległy, więc obliczenia przeprowadzane mogą być na wielu komputerach wieloprocesorowych. Tego typu podejście znacznie skraca czas obliczeń w porównaniu do sekwencyjnego algorytmu ewolucyjnego. Wartość funkcji celu wyznaczana jest na podstawie rozwiązania zagadnienia termosprężystości z wykorzystaniem oprogramowania MES MARC/MENTAT. Przy rozwiązywania zagadnienia bezpośredniego uwzględniany jest radiacyjny strumień ciepła. Wyznaczenie stref zacieniania, niezbędnych do jego wyznaczenia, realizowane jest również za pomocą procesora MENTAT. W celu zmniejszenia liczby zmiennych projektowych przy modelowaniu geometrii radiatora wykorzystano krzywe Beziera. Ponadto praca zawiera przykłady numeryczne optymalizacji dla różnych konfiguracji warunków brzegowych.

15

Combining Rough Sets and Neural Network Approaches in Pattern Recognition

Cyran K.

Studia Informatica : systems and information technology

|

2005

|

Vol. 2(6)

7--20

EN

The paper focuses on problems which arise when two different types of AI methods are combined in one design. The first type is rule based, rough set methodology operating is highly discretized attribute space. The discretization is a consequence of the granular nature of knowledge representation in the theory of rough sets. The second type is neural network working in continuous space. Problems of combining these different types of knowledge processing are illustrated in a system used for recognition of diffraction patterns. The feature extraction is performed with the use of holographic ring wedge detector, generating the continuous feature space. No doubt, this is a feature space natural for application of the neural network. However, the criterion of optimization of the feature extractor uses rough set based knowledge representation. This latter, requires the discretization of conditional attributes generating the feature space. The novel enhanced method of optimization of holographic ring wedge detector is proposed, as a result of modification of indiscernibility relation in the theory of rough sets.

16

Computational grids in evolutionary optimization of structures

Kuś W.

Computer Assisted Mechanics and Engineering Sciences

|

2005

|

Vol. 12, No. 2-3

175-182

EN

The paper is devoted to computational grids applications in evolutionary optimization of structures. The two grid middleware are used, UNICORE and LCG2. The distributed evolutionary algorithm is used for optimization. The fitness function is computed using finite element method. Numerical examples are presented.

17

Hybrid search for optimum in a small implicitly defined region

Zilinskas A.

Control and Cybernetics

|

2004

|

Vol. 33, no 4

599-609

EN

We consider optimization problems with a small implicitly denned feasible region, and with an objective function corrupted by irregularities, e.g. small noise added to the function values. Known mathematical programming methods with high convergence rate can not, lie applied to such problems. A hybrid technique is developed combining random search for the feasible region of a considered problem, and evolutionary search for the minimum over the found region. The solution results of two test problems and of a difficult real world problem are presented.

18

Mechanism of 'crowd' in evolutionary MAS for multiobjective optimisation

Kisiel-Dorohinicki M.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2002

|

z. 139

63--74

EN

This work presents a new evolutionary approach to the search for a global solution (in the Pareto sense) to the multiobjective optirnisation problem. The novelty of the method proposed consists in the application of an evolutionary multi-agent system (EMAS) instead of classical evolutionary algorithms. Decentralisation of the evolutionary process in EMAS allows for intensive exploration of the search space, and the introduced mechanism of 'crowd' allows for effective approximation of the whole Pareto frontier. In the chapter the technique is described and preliminary experimental results are reported.

19

Algorytmy genetyczne i eksperyment

Polański Z.

LAB Laboratoria, Aparatura, Badania

|

2001

|

R. 6, nr 4

30--32

20

Parallel evolutionary optimization of structures

Thierauf G, Cai J.

Computer Assisted Mechanics and Engineering Sciences

|

2000

|

Vol. 7, No. 4

735-742

EN

By introducing a variable coding technique, a parallel optimization method based on a combination of GAs and ESs is presented. The advantages of both GAs and ESs, like coding of genetic information and adaptation of optimization parameters, are enhanced by this new method.