*مقاله درمورد بهینه‌سازی و معرفی انواع مختلف روش‌های آن*

بهینه‌سازی و معرفی انواع مختلف روش‌های آن

چکیده

بهینه‌سازی یک فعالیت مهم و تعیین‌کننده در طراحی ساختاری است. طراحان زمانی قادر خواهند بود طرح‌های بهتری تولید کنند که بتوانند با روش‌های بهینه‌سازی در صرف زمان و هزینه طراحی صرفه‌جویی نمایند. بسیاری از مسائل بهینه‌سازی در مهندسی، طبیعتاً پیچیده‌تر و مشکل‌تر از آن هستند که با روش‌های مرسوم بهینه‌سازی نظیر روش برنامه‌ریزی ریاضی و نظایر آن قابل حل باشند. بهینه‌سازی ترکیبی (Combinational Optimization)، جستجو برای یافتن نقطه بهینه توابع با متغیرهای گسسته (Discrete Variables) می‌باشد. امروزه بسیاری از مسائل بهینه‌سازی ترکیبی که اغلب از جمله مسائل با درجه غیر چندجمله‌ای (NP-Hard) هستند، به صورت تقریبی با کامپیوترهای موجود قابل حل می‌باشند. از جمله راه‌حل‌های موجود در برخورد با این گونه مسائل، استفاده از الگوریتم‌های تقریبی یا ابتکاری است. این الگوریتم‌ها تضمینی نمی‌دهند که جواب به دست آمده بهینه باشد و تنها با صرف زمان بسیار می‌توان جواب نسبتاً دقیقی به دست آورد و در حقیقت بسته به زمان صرف شده، دقت جواب تغییر می‌کند.

1- مقدمه

هدف از بهینه‌سازی یافتن بهترین جواب قابل قبول، با توجه به محدودیت‌ها و نیازهای مسأله است. برای یک مسأله، ممکن است جواب‌های مختلفی موجود باشد که برای مقایسه آنها و انتخاب جواب بهینه، تابعی به نام تابع هدف تعریف می‌شود. انتخاب این تابع به طبیعت مسأله وابسته است. به عنوان مثال، زمان سفر یا هزینه از جمله اهداف رایج بهینه‌سازی شبکه‌های حمل و نقل می‌باشد. به هر حال، انتخاب تابع هدف مناسب یکی از مهمترین گام‌های بهینه‌سازی است. گاهی در بهینه‌سازی چند هدف به طور همزمان مد نظر قرار می‌گیرد؛ این گونه مسائل بهینه‌سازی را که دربرگیرنده چند تابع هدف هستند، مسائل چند هدفی می‌نامند. ساده‌ترین راه در برخورد با این گونه مسائل، تشکیل یک تابع هدف جدید به صورت ترکیب خطی توابع هدف اصلی است که در این ترکیب میزان اثرگذاری هر تابع با وزن اختصاص یافته به آن مشخص می‌شود. هر مسأله بهینه‌سازی دارای تعدادی متغیر مستقل است که آنها را متغیرهای طراحی می‌نامند که با بردار n بعدی x نشان داده می‌شوند.

هدف از بهینه‌سازی تعیین متغیرهای طراحی است، به گونه‌ای که تابع هدف کمینه یا بیشینه شود.

مسائل مختلف بهینه‌سازی به دو دسته زیر تقسیم می‌شود:

الف) مسائل بهینه‌سازی بی‌محدودیت: در این مسائل هدف، بیشینه یا کمینه کردن تابع هدف بدون هر گونه محدودیتی بر روی متغیرهای طراحی می‌باشد.

ب) مسائل بهینه‌سازی با محدودیت: بهینه‌سازی در اغلب مسائل کاربردی، با توجه به محدودیت‌هایی صورت می‌گیرد؛ محدودیت‌هایی که در زمینه رفتار و عملکرد یک سیستم می‌باشد و محدودیت‌های رفتاری و محدودیت‌هایی که در فیزیک و هندسه مسأله وجود دارد، محدودیت‌های هندسی یا جانبی نامیده می‌شوند.

معادلات معرف محدودیت‌ها ممکن است به صورت مساوی یا نامساوی باشند که در هر مورد، روش بهینه‌سازی متفاوت می‌باشد. به هر حال محدودیت‌ها، ناحیه قابل قبول در طراحی را معین می‌کنند.

به طور کلی مسائل بهینه‌سازی با محدودیت را می‌توان به صورت زیر نشان داد:

Minimize or Maximize : F(X) (1-1 )

Subject to : I = 1,2,3,…,p

j = 1,2,3,…,q

k = 1,2,3,…,n

که در آن X={ بردار طراحی و رابطه‌های (1-1) به ترتیب محدودیت‌های نامساوی، مساوی و محدوده قابل قبول برای متغیرهای طراحی می‌باشند.

1-1- بررسی روش‌های جستجو و بهینه‌سازی

پیشرفت کامپیوتر در طی پنجاه سال گذشته باعث توسعه روش‌های بهینه‌سازی شده، به طوری که دستورهای متعددی در طی این دوره تدوین شده است. در این بخش، مروری بر روش‌های مختلف بهینه‌سازی ارائه می‌شود.

شکل 1-1 روش‌های بهینه‌سازی را در چهار دسته وسیع دسته‌بندی می‌کند. در ادامه بحث، هر دسته از این روش‌ها مورد بررسی قرار می‌گیرند.

شکل 1 ـ 1: طبقه‌بندی انواع روش‌های بهینه‌سازی

1-1-1- روش‌های شمارشی

در روش‌های شمارشی (Enumerative Method)، در هر تکرار فقط یک نقطه متعلق به فضای دامنه تابع هدف بررسی می‌شود. این روش‌ها برای پیاده‌سازی، ساده‌تر از روش‌های دیگر می‌باشند؛ اما به محاسبات قابل توجهی نیاز دارند. در این روش‌ها سازوکاری برای کاستن دامنه جستجو وجود ندارد و دامنه فضای جستجو شده با این روش خیلی بزرگ است. برنامه‌ریزی پویا (Dynamic Programming) مثال خوبی از روش‌های شمارشی می‌باشد. این روش کاملاً غیرهوشمند است و به همین دلیل امروزه بندرت به تنهایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

موتورهای اسنکرون یا القایی که جزء موتورهایACتقسیم بندی می شوند در صنعت و ابعاد مختلف زندگی رواج فراوان یافته که علت آن هم سادگی ساخت ،قدرت بالا؛ارزان بودن و همچنین سهولت تعمیرات می باشد(این موتورها فاقد جاروبک و مساله کموتاسیون هستند).جهت کنترل سرعت این موتورها می توان از درایو با قابلیت تغییر فرکانس بهره گرفت.

فهرست مطالب

چکیده. 1

طبق محاسبات.. 2

رتور سیم بندی شده:6

رتور قفس سنجابی:7

لغزش:9

مدار معادل رتور:11

تلفات در موتورهای القایی.. 15

دیاگرام توازن قدرت در موتور های القایی.. 18

گشتاور در حالت های مختلف.. 21

بدستآوردن رابطه گشتاور. 23

نمودار گشتاور سرعت موتور. 25

گشتاور ماکزیمم در موتور القایی.. 27

کنترل مشخصه گشتاور سرعت موتور القایی.. 29

کنترل ولتاژ تغزیه. 30

روش های کنترل مقاومت رتور موتور القایی.. 31

راه اندازی موتورهای القایی.. 38

انواع راه اندازی موتورهای القایی.. 38

اتو ترانسفورماتور:40

ستاره،مثلث:41

کنترل مقاومت رتور:42

کنترل مقاومت استاتور:43

کنترل سرعت موتورهای القایی.. 45

کنترل فوران:46

کنترل همزمان ولتاژ و فرکانس:46

کنترل سرعت توسط کنترل تریستوری:48

روش دالاندر:49

اثر هارمونیک ها بر عملکرد موتور القایی.. 50

کنترل مدرن موتور های القایی.. 53

فاصله درایو تا موتور. 57

انتخاب بهینه موتور. 57

محاسبه گشتاور بار. 58

ابعاد و اندازه موتورها:60

منابع :64

در این پروژه ابتدا روش های استخراج روباز به طور کامل معرفی و مورد بحث قرار می گیرد. سپس با بررسی کامل این روش ها مواردی در مورد بهینه سازی این روش ها در جهت تولید بیشتر و کاهش هزینه ها به این روش ها اضافه شده است.

فهرست مطالب

چکیده1

فصل اول.. 2

آشنایی با روش های استخراج و مراحل انتخاب یک روش مناسب جهت استخراج.. 2

1-2- 2- شرایط ژئومکانیکی زمین.. 7

1-2-3- هزینه های عملیاتی و سرمایه گذاری.. 7

1-2-4- نرخ تولید. 9

1-2- 5- دسترسی و هزینه کارگران ماهر. 10

1-2-6- میزان تأثیر گذاری بر محیط زیست... 10

1-3-1- روش استخراج تک پله ای.. 11

1-3-2- روش استخراج چند پله ای.. 11

1-3-3- روش استخراج سطح برداری.. 11

1-3-3-1- روش استخراج مسطحی.. 12

1-3-3-2- روش استخراج کنتوری.. 13

1-3-4- روش استخراج کواری.. 13

فصل دوم. 15

روش های برش سنگ های.. 15

ساختمانی و15

نما جهت استخراج.. 15

2-1-1-1. مکانیزم روش سیم برش الماسه. 17

2ـ1ـ1ـ2. عوامل مؤثر در استخراج سنگ با سیم برش الماسه. 18

2ـ1ـ3. کاربردهای برشگر سیم الماسه. 20

2ـ1ـ1ـ4. محاسن و اشکالات برشگرهای سیم الماسه. 20

2-1-2. استخراج سنگ توسط برشگرهای زنجیری.. 21

2ـ1ـ2ـ1. شرح دستگاه برشگر زنجیری.. 22

2ـ1ـ2ـ2. کاربرد برشگرهای زنجیری.. 22

2-1-2-3. محاسن و معایب برشگرهای زنجیری.. 23

2ـ1ـ3. استخراج سنگ توسط برشگر شعله جت... 24

2-1-3-1. شرح دستگاه برشگر شعله جت... 24

2-1-3-2. کاربردهای برشگر شعله جت... 25

2-1-3-3. محاسن و معایب برشگرهای شعله جت... 26

2ـ1ـ4. استخراج سنگ توسط برشگر آب جت... 27

2ـ1ـ5. استخراج به روش آتشباری کنترل شده28

2ـ1ـ5ـ2.انواع روش‌های آتشکاری کنترل شده30

2-1-9. استخراج سنگ با ماشین‌ هاواژ ( شیارزن)34

2-1-9-1. ماشین هاواژ با بازوی زنجیردار35

2-1- 9-2. ماشین‌ هاواژ با دیسک برنده37

2-1-9-3. ماشین هاواژ با صفحه فرز38

2ـ4. قواره کردن بلوک... 41

2ـ 7. پردازش سنگ.... 50

2ـ7ـ2. طرح کلی یک مرکز پردازش.... 54

2ـ7ـ3. عملیات پردازش.... 56

2ـ7ـ4. ماشین‌آلات و تجهیزات... 61

خلاصه. 82

منابع