Ανάπτυξη ενός "συστήματος τεχνητής νοημοσύνης" ενεργού ελέγχου δονήσεων και θορύβου με τη χρήση ενός τεχνητού νευρωνικού δικτύου και ενός γενετικού αλγορίθμου
Είναι ευρύτατα γνωστό ότι ο θόρυβος δημιουργείται από δονούμενες επιφάνειες. Για την αντιμετώπιση του θορύβου στην πηγή του, δηλαδή τη δονούμενη επιφάνεια, δύο κυρίως τρόποι έχουν αναπτυχθεί. Ο πρώτος τρόπος αφορά τη χρησιμοποίηση παθητικών μέσων, δηλαδή ηχομονωτικών υλικών που αποσβένουν συγκεκριμέ...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2011
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://nemertes.lis.upatras.gr/jspui/handle/10889/4562 |
| id |
nemertes-10889-4562 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Γενετικοί αλγόριθμοι Ενεργός έλεγχος δονήσεων και θορύβου Έμπειρα συστήματα Τεχνητά νευρωνικά δίκτυα Λογισμικό Labview Δειγματοληψία σημάτων Genetic algorithms Active noise and vibration control Expert systems Artificial neural networks Labview software Data aquisition 620.23 |
| spellingShingle |
Γενετικοί αλγόριθμοι Ενεργός έλεγχος δονήσεων και θορύβου Έμπειρα συστήματα Τεχνητά νευρωνικά δίκτυα Λογισμικό Labview Δειγματοληψία σημάτων Genetic algorithms Active noise and vibration control Expert systems Artificial neural networks Labview software Data aquisition 620.23 Ευθήμερος, Γεώργιος Ανάπτυξη ενός "συστήματος τεχνητής νοημοσύνης" ενεργού ελέγχου δονήσεων και θορύβου με τη χρήση ενός τεχνητού νευρωνικού δικτύου και ενός γενετικού αλγορίθμου |
| description |
Είναι ευρύτατα γνωστό ότι ο θόρυβος δημιουργείται από δονούμενες επιφάνειες. Για την αντιμετώπιση του θορύβου στην πηγή του, δηλαδή τη δονούμενη επιφάνεια, δύο κυρίως τρόποι έχουν αναπτυχθεί. Ο πρώτος τρόπος αφορά τη χρησιμοποίηση παθητικών μέσων, δηλαδή ηχομονωτικών υλικών που αποσβένουν συγκεκριμένες συχνότητες. Ο δεύτερος τρόπος αφορά τη χρήση ενεργητικών μέσων.
Τα ενεργητικά μέσα είναι διατάξεις που αποτελούνται από ένα σύστημα ελέγχου και ένα σύνολο αισθητήρων και ενεργοποιητών. Η λειτουργία ενός τέτοιου Συστήματος Ενεργού Ελέγχου Δονήσεων (ΣΕΕΔ) βασίζεται στην καταγραφή μέσω των αισθητήρων του τρόπου δόνησης της επιφάνειας (πρωτεύον πεδίο δόνησης), την δημιουργία σημάτων ελέγχου από τον ελεγκτή (ίδιου πλάτους αλλά με διαφορά φάσης 180o) και την αποστολή τους στους ενεργοποιητές που θα δημιουργήσουν ένα δευτερεύον πεδίο δόνησης. Η υπέρθεση των δύο πεδίων έχει σαν αποτέλεσμα την δημιουργία ενός εναπομείναντος πεδίου με πλάτη δόνησης αισθητά χαμηλότερα από αυτά του πρωτεύοντος.
Το αντικείμενο της παρούσας διατριβής είναι η ανάπτυξη ενός γενικευμένου ΣΕΕΔ, ο έλεγχος του οποίου βασίζεται σε εργαλεία Τεχνητής Νοημοσύνης όπως τα Τεχνητά Νευρωνικά Δίκτυα και οι Γενετικοί Αλγόριθμοι για την αναγνώριση του τρόπου δόνησης οποιασδήποτε επιφάνειας και το βέλτιστο έλεγχο της δόνησής της, χωρίς να απαιτείται καμία πρότερη γνώση της δυναμικής συμπεριφοράς της επιφάνειας. Επιπλέον, το υπό μελέτη ΣΕΕΔ είναι ικανό να ελέγχει τέσσερις συχνότητες αντί μιας που απαντάται συνήθως στην πλειονότητα των εφαρμογών.
Ο σκοπός της διατριβής αυτής είναι η απόδειξη της αρχής λειτουργίας ενός τέτοιου συστήματος. Η προσέγγιση για την επίτευξη αυτού του στόχου περιλαμβάνει πειραματικές μετρήσεις ενός πρωτότυπου ΣΕΕΔ σε μία απλοποιημένη πειραματική διάταξη.
Τα αποτελέσματα από την εφαρμογή του εν λόγω ΣΕΕΔ δείχνουν ότι παρά τους περιορισμούς που υπεισέρχονται λόγω των δυνατοτήτων του υλικού (hardware) του χρησιμοποιούμενου εξοπλισμού, το υπό μελέτη ΣΕΕΔ λειτουργεί επιτυχώς στη βασική αρχή του, ενώ έχει τις προϋποθέσεις και τη δυναμική για περαιτέρω βελτιστοποίηση και εξέλιξη σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. |
| author2 |
Τσάχαλης, Δημοσθένης |
| author_facet |
Τσάχαλης, Δημοσθένης Ευθήμερος, Γεώργιος |
| format |
Thesis |
| author |
Ευθήμερος, Γεώργιος |
| author_sort |
Ευθήμερος, Γεώργιος |
| title |
Ανάπτυξη ενός "συστήματος τεχνητής νοημοσύνης" ενεργού ελέγχου δονήσεων και θορύβου με τη χρήση ενός τεχνητού νευρωνικού δικτύου και ενός γενετικού αλγορίθμου |
| title_short |
Ανάπτυξη ενός "συστήματος τεχνητής νοημοσύνης" ενεργού ελέγχου δονήσεων και θορύβου με τη χρήση ενός τεχνητού νευρωνικού δικτύου και ενός γενετικού αλγορίθμου |
| title_full |
Ανάπτυξη ενός "συστήματος τεχνητής νοημοσύνης" ενεργού ελέγχου δονήσεων και θορύβου με τη χρήση ενός τεχνητού νευρωνικού δικτύου και ενός γενετικού αλγορίθμου |
| title_fullStr |
Ανάπτυξη ενός "συστήματος τεχνητής νοημοσύνης" ενεργού ελέγχου δονήσεων και θορύβου με τη χρήση ενός τεχνητού νευρωνικού δικτύου και ενός γενετικού αλγορίθμου |
| title_full_unstemmed |
Ανάπτυξη ενός "συστήματος τεχνητής νοημοσύνης" ενεργού ελέγχου δονήσεων και θορύβου με τη χρήση ενός τεχνητού νευρωνικού δικτύου και ενός γενετικού αλγορίθμου |
| title_sort |
ανάπτυξη ενός "συστήματος τεχνητής νοημοσύνης" ενεργού ελέγχου δονήσεων και θορύβου με τη χρήση ενός τεχνητού νευρωνικού δικτύου και ενός γενετικού αλγορίθμου |
| publishDate |
2011 |
| url |
http://nemertes.lis.upatras.gr/jspui/handle/10889/4562 |
| work_keys_str_mv |
AT euthēmerosgeōrgios anaptyxēenossystēmatostechnētēsnoēmosynēsenergouelenchoudonēseōnkaithoryboumetēchrēsēenostechnētouneurōnikoudiktyoukaienosgenetikoualgorithmou AT euthēmerosgeōrgios developmentofanexpertsystemforactivevibrationandnoisecontrolbymeansofanartificialneuralnetworkandageneticalgorithm |
| _version_ |
1771297282966159360 |
| spelling |
nemertes-10889-45622022-09-05T20:19:25Z Ανάπτυξη ενός "συστήματος τεχνητής νοημοσύνης" ενεργού ελέγχου δονήσεων και θορύβου με τη χρήση ενός τεχνητού νευρωνικού δικτύου και ενός γενετικού αλγορίθμου Development of an "expert system" for active vibration and noise control by means of an artificial neural network and a genetic algorithm Ευθήμερος, Γεώργιος Τσάχαλης, Δημοσθένης Φραγκόπουλος, Χρήστος Μάργαρης, Διονύσιος Χατζηκωνσταντίνου, Παύλος Κράβαρης, Κωνσταντίνος Ματαράς, Δημήτριος Κούκος, Ιωάννης Euthimeros, Georgios Γενετικοί αλγόριθμοι Ενεργός έλεγχος δονήσεων και θορύβου Έμπειρα συστήματα Τεχνητά νευρωνικά δίκτυα Λογισμικό Labview Δειγματοληψία σημάτων Genetic algorithms Active noise and vibration control Expert systems Artificial neural networks Labview software Data aquisition 620.23 Είναι ευρύτατα γνωστό ότι ο θόρυβος δημιουργείται από δονούμενες επιφάνειες. Για την αντιμετώπιση του θορύβου στην πηγή του, δηλαδή τη δονούμενη επιφάνεια, δύο κυρίως τρόποι έχουν αναπτυχθεί. Ο πρώτος τρόπος αφορά τη χρησιμοποίηση παθητικών μέσων, δηλαδή ηχομονωτικών υλικών που αποσβένουν συγκεκριμένες συχνότητες. Ο δεύτερος τρόπος αφορά τη χρήση ενεργητικών μέσων. Τα ενεργητικά μέσα είναι διατάξεις που αποτελούνται από ένα σύστημα ελέγχου και ένα σύνολο αισθητήρων και ενεργοποιητών. Η λειτουργία ενός τέτοιου Συστήματος Ενεργού Ελέγχου Δονήσεων (ΣΕΕΔ) βασίζεται στην καταγραφή μέσω των αισθητήρων του τρόπου δόνησης της επιφάνειας (πρωτεύον πεδίο δόνησης), την δημιουργία σημάτων ελέγχου από τον ελεγκτή (ίδιου πλάτους αλλά με διαφορά φάσης 180o) και την αποστολή τους στους ενεργοποιητές που θα δημιουργήσουν ένα δευτερεύον πεδίο δόνησης. Η υπέρθεση των δύο πεδίων έχει σαν αποτέλεσμα την δημιουργία ενός εναπομείναντος πεδίου με πλάτη δόνησης αισθητά χαμηλότερα από αυτά του πρωτεύοντος. Το αντικείμενο της παρούσας διατριβής είναι η ανάπτυξη ενός γενικευμένου ΣΕΕΔ, ο έλεγχος του οποίου βασίζεται σε εργαλεία Τεχνητής Νοημοσύνης όπως τα Τεχνητά Νευρωνικά Δίκτυα και οι Γενετικοί Αλγόριθμοι για την αναγνώριση του τρόπου δόνησης οποιασδήποτε επιφάνειας και το βέλτιστο έλεγχο της δόνησής της, χωρίς να απαιτείται καμία πρότερη γνώση της δυναμικής συμπεριφοράς της επιφάνειας. Επιπλέον, το υπό μελέτη ΣΕΕΔ είναι ικανό να ελέγχει τέσσερις συχνότητες αντί μιας που απαντάται συνήθως στην πλειονότητα των εφαρμογών. Ο σκοπός της διατριβής αυτής είναι η απόδειξη της αρχής λειτουργίας ενός τέτοιου συστήματος. Η προσέγγιση για την επίτευξη αυτού του στόχου περιλαμβάνει πειραματικές μετρήσεις ενός πρωτότυπου ΣΕΕΔ σε μία απλοποιημένη πειραματική διάταξη. Τα αποτελέσματα από την εφαρμογή του εν λόγω ΣΕΕΔ δείχνουν ότι παρά τους περιορισμούς που υπεισέρχονται λόγω των δυνατοτήτων του υλικού (hardware) του χρησιμοποιούμενου εξοπλισμού, το υπό μελέτη ΣΕΕΔ λειτουργεί επιτυχώς στη βασική αρχή του, ενώ έχει τις προϋποθέσεις και τη δυναμική για περαιτέρω βελτιστοποίηση και εξέλιξη σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. It is generally approved that noise is created by vibrating surfaces. In order to tackle this phenomenon at its source, mainly two approaches have been followed. The first approach involves passive means, that is sound insulation materials that dampen certain frequencies. The second approach involves the use of active means. The active means are arrangements that consist of a control system and a set of sensors and actuators. The application of such an arrangement for vibration control is called Active Vibration Control (AVC) and is based on the sampling (by means of sensors) of the primary field of vibration of the surface, the creation of control signals by the controller (secondary field - of the same amplitude but with phase difference of 180o) and finally applying these control signals on the vibrating surface, by means of the actuators. The superimposing of the two vibration signals (primary and secondary) results to a residual field where the amplitudes of vibration are significantly lower than in the primary. The objective of the thesis at hand is to develop a Generic AVC with the controller developed using Artificial Intelligence tools such as the Artificial Neural Networks (ANNs) and Genetic Algorithms (GAs), in order to identify the vibration patterns of any surface and the optimal control of its vibration, without any prior knowledge of the dynamic behavior of the surface. Moreover, the developed AVC system will be able to identify and control four dominating frequencies instead of one that is usually the choice in the majority of similar applications. The scope of this work is the ‘Proof of Concept’ of the successful operation of such a generic AVC system. The approach to this end includes experimental testing of a prototype AVC system on a simplified experimental set-up. The results of the application of the developed AVC system, performed also by independent parties in the framework of a EC-funded Basic Research project, prove the successful operation of the developed AVCS, even within the limitation of the contemporary data acquisition platform (hardware and software) used, imposes limitations in the efficiency of the AVCS, and provide the basis for its further development and application in a multitude of problems. 2011-08-11T07:02:49Z 2011-08-11T07:02:49Z 2010 2011-08-11T07:02:49Z Thesis http://nemertes.lis.upatras.gr/jspui/handle/10889/4562 gr Η ΒΚΠ διαθέτει αντίτυπο της διατριβής σε έντυπη μορφή στο βιβλιοστάσιο διδακτορικών διατριβών που βρίσκεται στο ισόγειο του κτιρίου της. 0 application/pdf |
