Podzespoły hydrostatyczne oraz elementy algorytmu genetycznego w projektowaniu funkcjonalnym układów hydrostatycznych.


autorzy: Marta Woźniak, Zenon Jędrzykiewicz
Wydawnictwo AGH, Kraków 2011
format: B5
oprawa: miękka
stron: 98 + CD
ISBN:[zasłonięte]978-8364-380-1


W rozdziale pierwszym monografii przedstawiono stan wiedzy na temat projektowania funkcjonalnego. Uwzględniono ogólną procedurę projektowania, a także bloki funkcjonalne z wyszczególnieniem dwóch wariantów metody stosowanej w projektowaniu układów hydrostatycznych. W drugim rozdziale omówiono: cel, tezę oraz zakres pracy. Kolejny rozdział prezentuje trzeci wariant biblioteki podzespołów funkcjonalnych. Czwarty rozdział związany jest z zagadnieniem wprowadzenia teorii algorytmu genetycznego do projektowania funkcjonalnego układów hydrostatycznych. W piątym rozdziale przedstawiono ogólny zarys teorii algorytmu genetycznego. Opisano poszczególne elementy algorytmu, takie jak kodowanie, operacje genetyczne, funkcja przystosowania i kryterium zatrzymania algorytmu. W rozdziale szóstym zawarto dokładny opis implementacji algorytmu genetycznego na potrzeby projektowania funkcjonalnego układów hydrostatycznych. W związku z tym szczegółowo scharakteryzowane zostały procedury związane z zapisem schematów funkcjonalnych na potrzeby pracy algorytmu, a więc z kodowaniem. Pokazano działanie procedur związanych z przygotowaniem danych wejściowych programu. Przedstawiono procedury związane z samą pracą algorytmu, a więc generowanie populacji początkowej, wygląd funkcji przystosowania, jak również operacje genetyczne i wybrane na potrzeby projektowania kryterium zatrzymania algorytmu. Na zakończenie opisano sposób korekcji schematów funkcjonalnych uzyskanych w wyniku pracy algorytmu. Kolejny rozdział poświęcono etapom tworzenia schematów funkcjonalnych w przygotowanym programie komputerowym HydroCAD-Schematy. W rozdziale ostatnim, ósmym, skupiono się na badaniu wpływu rozmiaru populacji oraz liczby pokoleń na wyniki działania programu na podstawie wartości funkcji przystosowania schematów. Pozwoli to na określenie, jakie wartości rozmiaru populacji oraz liczby pokoleń pozwalają na uzyskanie poprawnych schematów funkcjonalnych układów hydrostatycznych.

Do książki dołączona jest płyta CD z programem komputerowym HydroCAD-Schematy.



SPIS TREŚCI:

Wstęp 7

1. Dotychczasowy stan wiedzy 10
1.1. Ogólna procedura projektowania 10
1.2. Bloki funkcjonalne w projektowaniu układów hydrostatycznych 10
1.2.1. Metoda morfologiczna 10
1.2.2. Funkcje spełniane przez elementy i podzespoły układów hydrostatycznych 12
1.2.3. Metoda bloków funkcjonalnych – wariant 1 13
1.2.4. Metoda bloków funkcjonalnych – wariant 2 15
1.2.5. Ogólne uwagi o metodzie bloków funkcjonalnych 15

2. Cel, teza i zakres pracy 16

3. Biblioteka podzespołów funkcjonalnych – wariant 3 18
3.1. Rozszerzenie biblioteki podzespołów funkcjonalnych do wariantu 3 18
3.1.1. Podzespoły z grupy Z1 19
3.1.1.1. Podzespoły zabezpieczające przed przeciążeniem technologicznym 19
3.1.1.2. Podzespoły zabezpieczające przed przeciążeniem technologicznym i bezwładnościowym 20
3.1.2. Podzespoły z grupy Z2 21
3.1.3. Podzespoły z grupy Z3 22
3.1.3.1. Podzespoły nastawiania i stabilizacji rozwijanych sił lub momentów obrotowych 22
3.1.3.2. Podzespoły podtrzymania rozwijanych sił lub momentów obrotowych 23
3.1.4. Podzespoły z grupy Z4 24
3.1.4.1. Podzespoły mało dokładnego szeregowego nastawiania prędkości 24
3.1.4.2. Podzespoły dokładnego szeregowego nastawiania prędkości 25
3.1.4.3. Podzespoły mało dokładnego równoległego nastawiania prędkości 26
3.1.4.4. Podzespoły dokładnego równoległego nastawiania prędkości 27
3.1.5. Podzespoły z grupy Z5 28
3.1.6. Podzespoły z grupy Z6 29
3.1.6.1. Podzespoły blokady położenia bez odprowadzenia przecieków 29
3.1.6.2. Podzespoły blokady położenia z odprowadzeniem przecieków 30
3.1.7. Podzespoły z grupy Z7 31
3.1.7.1. Sterowanie kierunkiem ruchu bez możliwości postoju elementu wykonawczego 31
3.1.7.2. Sterowanie kierunkiem ruchu z możliwością postoju elementu wykonawczego 32
3.1.7.3. Sterowanie kierunkiem ruchu i mało dokładne sterowanie natężeniem przepływu z możliwością postoju elementu wykonawczego 33
3.1.7.4. Sterowanie kierunkiem ruchu i dokładne sterowane natężeniem przepływu z możliwością postoju elementu wykonawczego 34
3.1.8. Zastępczy podzespół rysunkowy 35
3.2. Przewidywane liczby różnych schematów funkcjonalnych 36

4. Algorytm genetyczny a projektowanie układów hydrostatycznych 37

5. Teoria algorytmu genetycznego 39
5.1. Generowanie populacji początkowej 39
5.2. Kodowanie 39
5.3. Metody selekcji 40
5.3.1. Metoda stochastyczna z powtórzeniami (koło ruletki) 40
5.4. Funkcja przystosowania 41
5.5. Pozostałe operacje genetyczne 41
5.5.1. Krzyżowanie 42
5.5.2. Mutacja 43
5.6. Kryterium zatrzymania działania algorytmu 43

6. Projektowanie funkcjonalne układów z wykorzystaniem elementów algorytmu genetycznego 44
6.1. Wstęp 44
6.2. Kodowanie 47
6.3. Przygotowanie danych 48
6.4. Generowanie populacji początkowej 48
6.5. Funkcja przystosowania 51
6.6. Operacje genetyczne 56
6.6.1. Selekcja rozwiązań 56
6.6.2. Krzyżowanie 58
6.6.3. Mutacja 58
6.7. Kryterium zatrzymania działania algorytmu 58
6.8. Korekcja 59
6.9. Zagadnienia informatyczne 60

7. Tworzenie schematów w programie HydroCAD-Schematy 61
7.1. Opis programu 61
7.2. Przykład tworzenia schematu 72

8. Badanie wpływu parametrów wejściowych na uzyskiwane wyniki 77
8.1. Wpływ rozmiaru populacji na wartości funkcji przystosowania 77
8.2. Wpływ liczby pokoleń na wartości funkcji przystosowania 79

Podsumowanie i wnioski końcowe 82
Kierunki dalszych badań 85
Bibliografia 87
Streszczenie 91
Summary 92

Załącznik
Wybrane reguły korekcji 93