پروژه مکانیک با عنوان انواع جوشکاری

نوع فایل: word

قابل ویرایش 45 صفحه

مقدمه:

یکی از متداول ترین روشهای اتصال قطعات کار می باشد، ایجاد قوس الکتریکی عبارت از جریان مداوم الکترون بین دو الکترود و یا الکترود و یا الکترود و کار بوده که در نتیجه آن حرارت تولید می شود. باید توجه داشت که برای برقراری قوس الکتریک بین دو الکترود و یا کار و الکترود وجود هوا و یا یک گاز هادی ضروری است. بطوریکه در شرایط معمولی نمی توان در خلاء جوشکاری نمود.

در قوس الکتریکی گرما و انرژی نورانی در مکانهای مختلف یکسان نبوده بطوریکه تقریباً 43% از حرارت درآند و تقریباً 36% در کاتد و 21% بقیه بصورت قوس ظاهر می شود. دمای حاصله از قوس الکتریکی بنوع الکترودهای آن نیز وابسته است بطوریکه در قوس الکتریکی با الکترودهای ذغالی تا 3200 درجه سانتیگراد در کاتد و تا 3900 در آند حرارت وجود دارد. دمای حاصله در آندو کاتد برای الکترودهای فلزی حدوداً 2400 درجه سانتیگراد تا 2600 درجه تخمین زده شده است.

در این شرایط درجه حرارت در مرکز شعله بین 6000 تا 7000 درجه سانتیگراد می باشد از انرژی گرمائی حاصله در حالت فوق فقط 70% تا 60% در قوس الکتریک مشاهده گردیده که صرف ذوب کردن و عمل جوشکاری شده و بقیه آن یعنی 30% تا 40% بصورت تلفات گرمائی به محیط اطراف منتشر می گردد.

فهرست مطالب:

انواع جوشکاری

جوشکاری با قوس الکتریکی

انتخاب صحیح الکترود برای کار

نتخاب صحیح الکترود( از نظر قطر)

اطلاعات پاکت الکترود

انواع الکترودها

مشخصات الکترودها

الکترودهای پر مصرف

رنگ شناسائی

جوشکاری به روش نقطه جوش

قطعات مختلف نقطه جوش نوع شلاتر

 جوشکاری فلزات رنگین

جوشکاری فلزات رنگین با گاز استیلن یا کاربیت ( یا فلزات غیر آهنی)

جوشکاری مس با گاز

جوشکاری سرب

جوشکاری چدن با برنج یا لحیم سخت برنج

جوشکاری منگنز

جوشکاری برنج با گاز

جوشکاری فولاد زنگ نزن با گاز

جوشکاری فولادهای مولیبدونی

جوشکاری مونل واینکونل

جوشکاری طلا

-4جوشکاری آلومینیوم با گاز

تنظیم شعله مشعل استیلن یا کاربید و هوا درموقع جوشکاری آلومینیوم

نکات مهم دیگر جوشکاری آلومینیوم با گاز استیلن

نکات دیگری که پس از جوشکاری آلومینیوم باید رعایت شود

جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم

-5جوشکاری فلزات رنگین با برق

-6مس

جوشکاری مس با برق

جوشکاری برنج با برق

جوشکاری روی با برق

الکترودهای فلزات غیر آهنی

جوشکاری آلیاژهای فولاد با برق

جوشکاری برنز با برق

-7جوشکاری آلومینیم با برق

انتخاب الکترود برای جوشکاری آلومینیوم با برق

طریقه جوشکاری آلومینیوم با برق

الکترود مخصوص آلومینیوم خالص در دستگاهها

در ایران معروف به نام آما 1075

رنگ شناسائی : انتها – قهوه ای

روانسازها در جوشکاری آلومینیوم با برق

-8جوشکاری انواع فولاد با برق

جوشکاری آلیاژهای فولاد ( با برق )

جوشکاری آلیاژهای فولاد با کربن کم و زیاد و متوسط ( با برق )

نکاتی که در موقع جوشکاری آلیاژهای فولاد باید

رعایت شود

جوشکاری روی سطوح گالوانیزه و یا رنگ دار

جوشکاری فولاد منگنزی ( با برق )

-9جوشکاری فولادهای زنگ نزن با برق

عملیات بعد از جوشکاری فولادهای زنگ نزن و ضد اسید کرم نیکلی

الکترودهای جوشکاری فولاد زنگ نزن با برق

شدت جریان جوشکاری فولاد زنگ نزن

منابع و مأخذ:

منبع : سایت دانشنامه رشد

پروژه مکانیک با عنوان الیاف کربن

نوع فایل: word

قابل ویرایش 90 صفحه

مقدمه:

الیاف کربن نسل جدیدی از الیاف پر استحکام است . این مواد از پرولیز کنترل شده گونه هایی از الیاف مناسب تهیه می شود؛ به صورتی که بعد از پرولیز حداقل 90 درصد کربن باقی بماند. الیاف کربن نخستین بار در سال 1879 میلادی زمانی که توماس ادیسون از این ماده به عنوان رشته پرمقاومت در ایجاد روشنایی الکتریکی استفاده کرد، پای به عرصه علم وفن آوری گذاشت. با این حال در آغاز دهه 1960 بودکه تولید موفق تجاری الیاف کربن، با اهداف نظامی و به ویژه برای کاربرد در هواپیمای جنگی، آغاز شد. در دهه های اخیر ،الیاف کربن در موارد غیرنظامی بسیاری، همچون هواپیماهای مسافربری و باربری. خودروسازی. ساخت قطعات صنعتی، صنایع پزشکی، صنایع تفریحی-ورزشی وبسیاری موارد دیگر کاربردهای روز افزونی یافته است. الیاف کربن درکامپوزیت های با زمینه سبک مانند انواع رزین ها به کار میرود. کامپوزیت های الیاف کربن در مواردی که استحکام وسختی بالا و به همراه وزن کم و ویژگی های استثنایی مقاومت به خوردگی مدنظر باشند، یگانه گزینه پیش روست. همچنین نگاهی که مقاومت مکانیکی در دمای بالا، خنثی بودن از لحاظ شیمیایی و ویژگی ضربه پذیری بالا نیز انتظار برود، باز هم کامپوزیت های کربنی بهترینگزینه هستند. با توجه به این ویژگی ها ، پهنه گسترده موارد کاربرد این ماده در گستره های گوناگون فن آوری به سادگی قابل تصور است.

میزان تولید الیاف کربن از 1992 تا 1997 رشد200 درصدی در این فاصله 6ساله داشته که خود نشانگر اهمیت تکنولوژی این ماده است.

هم اکنون ایالات متحده آمریکا نزدیک به 60درصد تولید جهانی الیاف کربن را به مصرف می رساند وا ین در حالی است که ژاپن تلاش می‌کند به میزان مصرفی برابر با50درصد تولیدات جهانی این محصول دست یابد. ژاپن به واسطه شرکت صنتی توری، خود بزرگترین تولید کننده الیافت کربن در جهان است. هم چنین عمده ترین تولید کننده الیاف کربن با استفاده از پیش زمینه قیر، ژاپن است.

فهرست مطالب:

ریخته گری

پیشگفتار

پیشگویی برای سال 2013 میلادی

دسته بندی براساس ویژگی ها

دسته بندی براساس نوع پیش زمینه

دسته بندی براساس دمای نهایی عملیات حرارتی

ساختن الیاف کربن

تولید الیاف کربن از پیش زمینه پلی اکریلونیتریل

1-مرحله پایدارسازی اکسیدی

2- مرحله کربنیزاسیون

3-مرحله گرافیتاسیون

ساختار الیاف کربن

پارامترهای مؤثر بر خواص کامپوزیت کربن – کربن

پروسه ساخت الیاف از RAYON

پروسه ساخت الیاف از P.A.Nو Pctroleum pitch

پروسه CVD

1- پروسه ایزوترم

2- پروسه شیب دمایی

3- پروسه شیب فشاری

2- استفاده از رزین ترموست

مزایای رزین ترموست

معایب رزین ترموست

ویژگی های رزین های ترموست

فلوشیت ساخت کربن – کربن با استفاده از رزین ترموست

ساخت کامپوزیت کربن – کربن با استفاده از رزینهای ترموپلاست (مانند pitch)

مزایای استفاده از pitch

تغییرات pitch در اثر حرارت دیدن

خواص کربن – کربن

عوامل مؤثر بر خواص کربن – کربن

کاربردهای الیاف کربن

صنعت حمل ونقل

صنایع پزشکی

بخش انرژی

صنایع الکترونیک، تجهیزات الکتریکی وماشین سازی

کاربرد کامپوزیت در صنعت برق والکترونیک

لوله کامپوزیتی عبور کابل

سیستم حمل کابل کامپوزیتی

بازوهای عرضی کامپوزیتی

نارسانایی الکتریکی

کاهش افت توان خط

تیرهای کامپوزیتی

روش های تولید ماشینی کامپوزیت ها

1-روش تولید SMC

فرایند تولید قطعه SMC

2-روش تولید BMC

3-روش تولید GMT

4-روش تولید LFT:

5-روش تولید RTM

لوله های کامپوزیتی

مواد اولیه: الیاف، رزین ها، و دیگر پرکننده ها:

چندین روش برجسته در صنعت

ملاحظات طراحی ومحیطی

تهیه الیاف از نانو لوله های کربنی

بازیافت موادکامپوزیتی

فرایند بستر سیال:

بهینه سازی دستگاه بازیافت الیاف

آماده سازی مواد برای بازیافت:

بازیافت قطعات خودرو:

بازیافت کامپوزیت های الیاف کربن

مشخصه های الیاف شیشه بازیافتی

به کارگیری مجدد الیاف شیشه بازیافتی

تهیه پارچه سوزنی

قالب گیری ترکیبات گرما سخت

تحلیل اقتصادی

پروژه بررسی عملکرد توربو پمپ ها

نوع فایل: word

قابل ویرایش 53 صفحه

مقدمه:

با توجه به نفوذ روز افزون سیستم های هیدرولیکی در صنایع مختلف وجود پمپ هایی با توان و فشار های مختلف بیش از پیش مورد نیاز است . پمپ به عنوان قلب سیستم هیدرولیک انرژی مکانیکی را که توسط موتورهای الکتریکی، احتراق داخلی و ... تامین می گردد به انرژی هیدرولیکی تبدیل می کند. در واقع پمپ در یک سیکل هیدرولیکی یا نیوماتیکی انرژی سیال را افزایش می دهد تا در مکان مورد نیاز این انرژی افزوده به کار مطلوب تبدیل گردد.

فصل اول درموردتقسیم بندی پمپ هاوآشنایی با انواع پمپ های جابه جایی مثبت وکاربردهای آن ومقایسه پمپ های دینامیکی وجابه جایی مثبت می باشد.فصل دوم به توضیح درموردتوربوپمپ ها،اجزای اصلی آنها،مثلث سرعت،منحنی مشخصه ،بررسی پدیده کاویتاسیون،قوانین تشابه پمپها وسری وموازی بستن آنها ،بررسی خوردگی درتوربوپمپ هاودرنهایت آشنایی مختصری درموردپمپ های کاربردی درصنعت پرداخته شده است.

واژه هیدرولیک به عنوان علم عبورمایعات ازلوله ها تعریف شده است بیشترتئوری هایی که برای پمپ هیدرولیک به دست آمده است به عنوان سیال واسطه ازآب استفاده کرده اند که این به معنای عدم استفاده ازسایرمایعات نیست.

مشخصات هیدرولیکی مدارهای مختلف وهمچنین خصوصیات فیزیکی وشیمیایی سیال از نظرویسکوزیته، وزن مخصوص، درجه حرارت، خورندگی ،وجوداجسام ناخالص وگازهای همراه باسیال وسرانجام مقدارحجم عبوری سیال ازپمپ درواحدزمان وفشار سبب شده تاانواع پمپ هاباساختمان وطرزکارمختلف ساخته وتولیدشود.

فهرست مطالب:

مقدمه

فصل اول

تقسیم بندی کلی پمپ ها

انواع پمپ ها جابه جایی مثبت

پمپ های دوار

پمپ های رفت وبرگشتی

مقایسه پمپ های جابه جایی مثبت ودینامیکی

فصل دوم-توربوپمپ ها

اجزای اصلی توربوپمپ ها

محاسبه هدتولیدی پروانه

منحنی مشخصه

پدیده کاویتاسیون ومفهومNPSH

بررسی خوردگی درتوربوپمپ ها

قوانین تشابه پمپ هاوترکیب پمپ ها

جنس اجزای توربوپمپ ها

اجزای فرعی درتوربوپمپ ها

پمپ های چندطبقه فشارقوی

ضمائم

منابع

منابع و مأخذ:

)سیستم های انتقال آب-دانشکده فنی دانشگاه تهران-دکترغفارجهانگیری

2)توربوماشین ها-انتشارات دانشگاه تهران-دکتراحمدنوربخش

3) هیدرولیک و پنوماتیک تالیف : هری ل.استوارتترجمه :تیمور اشتری نخعی

4) هیدرولیک صنعتی(شناسایی و کاربرد)2 جلد ترجمه وتالیف :مهندس احمد رضا مدینه – مهندس حسین دلایلی

5)پمپ وپمپاژ-انتشارات دانشگاه تهران-دکتراحمدنوربخش

پروژه جریان حول اجسام جریان

نوع فایل: word

قابل ویرایش 100 صفحه

مقدمه:

بیش ازیکصدسال پیش تا کنون جریان حول اجسام جریان بند ( مانع) با سطح مقطع دایره ای ومربعی، توجه بسیاری ازمحققین را به خودجلب کرده است. موضوع جریان حول این اجسام وپدیده پخش گردابه ناشی ازآن به خاطر وجودکاربردهای عملی درمهندسی ازاهمیت زیادی برخورداراست ؛ ازجمله کاربردهای عملی این نوع جریان ها، می توان به جریان حول دودکش ها ، ساختمانها وسازه های بلند، سازه های دریایی، پلهای معلق، بال هواپیما، پروانه کشتی ودکل ها وبسیاری ازموارددیگراشاره نموداین نوع جریان اغلب شامل پدیده های پیچیده ای ازقبیل جدایش جریان ، ویک، جریان های برشی ، جریان گردابه ای وپخش گردابه هستند. دراعداد رینولدزبسیارکم ، جریان حول این گونه اجسام کاملا" به آنها چسبیده وجدایش رخ نمی دهد باافزایش عددرینولدز، جریان ازسطح آنها جدا شده ویک جفت گردابه متقارن درپشت آنها تشکیل می شودکه با افزایش عددرینولدز،ابعادگردابه ها نیزبزرگترمی شود. با افزایش بیشترعددرینولدزگردابه ها حالت نوسانی پیدا کرده ودرجریان پخش می شوددراین حالت جریان ازحالت دائم به حالت غیردائم تبدیل می شود. درحالیکه این گونه هندسه ها ازلحاظ مکانیک سیالات به طور وسیعی توسط محققین بررسی شده اند مساله انتقال حرارت دراین هندسه ها به آن گستردگی بررسی نشده ونیازمند مطالعات بیشتری است، لذا سعی شده است دراین تحقیقات بیشتربه جنبه انتقال حرارتی این گونه هندسه ها توجه گردد

فهرست مطالب:

فصل اول: دیباچه

1-1- مقدمه

2-1-رفتار جریان روی موانع

4-1-تحریک لایه مرزی

5-1-تاریخچه مطالعات و تحقیقات انجام شده

7-1-هدف پروژه

فصل دوم: معادلات حاکم بر جریان

1-2-معادلات حاکم در جریان آرام

2-2-توصیف فرآیندهای سیال و ساده‌سازی آن‌ها

3-2-مفهوم جریان آرام

4-2-نیروهای برشی و فشاری

5-2- رابطه بین اصطکاک سیال و انتقال حرارت

6-2-مفهوم انفصال

7-2-طرح QUICK

8-2-انفصال معادلات حاکم

1-8-2-انفصال جمله وابسته به زمان

2-8-2- انفصال جملات جابه‌جایی

3-8-2-انفصال جملات پخش

4-8-2-ضرایب جبری معادله انفصال

9-2-شبکه جابه‌جا شده

10-2-الگوریتم سیمپل

فصل سوم: اجرای برنامه توسط نرم‌افزار Fluent

1-3- مقدمه

2-3-تولیدهندسه مسئله درنرم افزارGambit))

اجرای برنامهFluent) )

فصل چهارم: بررسی عملکرد برنامه و نتایج

4- مقدمه

1-4- بررسی نتایج حاصل از هندسه اول

1-1-4- بررسی توزیع عدد ناسلت موضعی در سطوح مختلف مانع مربعی

2-1-4- بررسی تغییرات عدد ناسلت متوسط با افزایش عدد رنولدز روی سطوح مختلف مانع

3-1-4- بررسی متوسط عدد ناسلت روی کل سطح مانع مربعی

2-4- بررسی نتایج حاصله از هندسه دوم

1-2-4- بررسی کانتورهای جریان

2-2-4- تأثیر فاصله مانع از دیواره کانال بر عدد ناسلت

3-2-4- تأثیر افزایش عدد رینولدز بر ناسلت میانگین

4-2-4- تأثیر مانع مربعی بر ضریب اصطکاک

3-4- بررسی نتایج حاصله از هندسه سوم

1-3-4- بررسی تغییرات عدد ناسلت بر افزایش عدد رینولدز در نسبت‌های متغیر

2-3-4- بررسی تغییرات عدد ناسلت متوسط بر حسب تغییر فاصله بین دو مانع

3-3-4- مقایسه ضریب درگ و برا برای موانع مربعی

4-3-4- تأثیر افزایش فاصله موانع بر ضریب درگ

4-4- جمع‌بندی و نتایج

5-4- پیشنهادات و کار های آینده

6-4- فهرست مراجع

منابع و مأخذ:

]1[مکانیک سیالات-استریتر،وایلی،ترجمه مهندس ملک زاده،مهندس کاشانی حصار،نشرعلوم دانشگاهی-1371

[2] Schlicting,H. Gersten,K,. "Boundry layer theory",8th Edition,springerverlag Berlin Heidl berg,2000

[3] k.M.kelkar.S.V .patankar,"numerical perdiction of vortex shedding behind a square cylinder",Inter.j.Numerical Methods for fluids.14,pp 327-341.1997

[4] k.suzuki,H.suzuki,"Unsteady heat transfer in a

channel obstructed by an immersed body",Ann .Rev.Heat Transfer,5,pp,174-206,1994.

[5] Turki ,S.,Abbassi,H.,"Two Dimensional Fluid Flow and Heat Transfer in a Channel with A Built in Square Cylinder",Int.J.Thermal sciences,42,PP.1105-1113.2003.

[6] A.ortega ,J.L.rosales"A numerical investigation Of the convective heat transfer in unsteady laminar flow in a channel ",Vol.1,Heisphere,Newyork,2000

]10[ دکتر کهرم،خاکپور"اثرتحریک لایه مرزی توسط سیلندرمربعی برضریب انتقال حرار ت وضریب اصطکاک جریان ناپایدارروی صفحه تخت"و پایان نامه کارشناسی ارشد،دانشگاه فردوسی مشهد، 1384

[11] Tatsutani,R.,Devarakonda,R."Unsteady flow and heat transfer for cylinder pairs in a channel ."Int.J.heat mass transfer,Vol.36,pp.311-3328-1993.

[12] Valencia .A.,"Unsteady flow and heat transfer in a channel with a Built in tandem of rectangular cylinders " heat and mass transfer ,Vol.33.pp.465-470,1998

[13] okajima,A.,"Strouhal Number of

rectangular cylinders,"J.Fluid Mech.123,pp,379-398,1982

]14[انتقال حرارت-هولمن،ترجمه مهندس ملک زاده،مهندس کاشانی حصار-انتشارات نما،1377 .

]15[ محاسبات عددی –کامپیوتری انتقال حرارت وحرکت سیالات ،پتنکار.س،مترجم دکترمحمد مقیمان-انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد،1381.

]16[ دکترکهرم،خداداد زاده "اثرنسبت ابعادی یک مقطع مستطیلی برعدداشتروهال

وتاثیرآن درتحریک لایه مرزی روی یک صفحه تخت"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه فردوسی مشهد،بهار1385.

[17]N.Djilai',Forced laminar convection in An Array of stacked plates.

Numerical heat transfer,Part A,25 pp 393-108,1994.

[18] Chia-hung,L.,and jerry M,"observations of Hysteresis in Flow around two square cylinders in a Tandem arrangement."J.Wind Eng.Int.Aerodyn.,Vol.92,pp.1019-1050,2002.

پروژه مدل سازی رآکتور شیمیایی با شبکه‌های عصبی مصنوعی. doc

نوع فایل: word

قابل ویرایش 150 صفحه

چکیده:

در این پروژه، ورودی‌ها و خروجی‌های یک سیستم چند ورودی و چند خروجی غیر خطی، برای ایجاد یک مدل دینامیکیِ هوشمند، استفاده شده است. بنابراین انتخاب شبکه‌های عصبی مصنوعیاز نوع پرسپترون‌های چندلایهبرای این منظور مناسب است. در کنار این نوع از مدل‌سازی، استفاده از یک شیوه‌ی مناسب برای کنترل پیشگویانه (پیش بینانه)ی مدل یاد شده، ضروری است.

مدل‌های برگشتی تصحیح شونده که از قوانین تعدیل ماتریس‌های وزنی مسیرهای ارتباطی بین نرون‌های مدل استفاده می‌کنند، در این پروژه به کار گرفته شده‌اند.

این قوانین برای آموزش سیستم، جهت کنترل و دستیابی به خروجی مطلوب در زمان‌های بعدی به کار می‌روند.

فراگیری در این سیستم نیز از نوع فراگیری با سرپرستمی‌باشد؛ به این صورت که معادله‌ی دیفرانسیل دینامیکیِ سیستم در دسترس است و بنابراین مقادیر مطلوب برای متغیر هدف، که سیستم باید به آن برسد، برای زمان‌های آینده مشخص می‌باشد و خروجی سیستم با استفاده از یک کنترل‌کننده‌ی پیش‌بین، همواره باید به این اهداف دست یابد. سیستم مورد مطالعه در این پروژه، یک رآکتور شیمیایی است که برای اختلاط پیوسته‌ی مواد شیمیایی واکنش دهنده با غلظت‌ها و مقادیر تعریف شده و تولید یک ماده‌ی محصول با یک غلظت متغیر با زمانبه کار می‌رود؛ که میزان مطلوب این غلظت در یک زمان خاص، به‌عنوان هدف مطلوبی است که سیستم باید به آن دست یابد.

همچنین به‌جای یک سیستم واقعی، از یک مدل نرم‌افزاری برای جمع‌آوری داده‌های ورودی و خروجی استفاده می شود و در نهایت، نتایج این مدل سازی موفقیت‌آمیز، توانایی روش‌های مدل سازی هوشمند را همان‌گونه که در این تحقیق آمده است، اثبات می‌کند.

مقدمه:

در کنترل با پسخور ، که به عنوان معمول‌ترین نوع کنترل سیستم‌های دینامیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد، فرمان کنترل سیستم، با در نظر گرفتن میزان خطای محاسبه شده بین خروجی واقعی و مطلوب، صادر می‌شود.

کنترل پیش‌بین نیز که با استفاده از روش‌های هوش محاسباتی انجام می‌شود، نوعی کنترل با پسخور است. در این روش کنترلی، خطای سیستم قبل از اینکه اتفاق بیفتد، پیش‌بینی شده و برای تعیین دستور کنترل خطا، پیش از آنکه خطایی اتفاق بیفتد، استفاده می‌شود.

کنترل پیش بین در ابتدا به عنوان مدل کنترلی پیش بین کلاسیک که به یک مدل خطی، از سیستم، در فضای حالت نیاز داشت، معرفی شد.

در هر حال طبیعت غیرخطی بسیاری از سیستم‌ها، قابل صرف نظر کردن نیست؛ بنابراین مدل‌های خطیِ فضای حالت نمی‌توانند به‌درستی، خواص غیر خطی سیستم‌ها را ارائه دهند.

در چنین مواردی، تقریب کامل یا قسمتی از مدُل خطی ممکن است استفاده شود ولی در حالت کلی مدل‌های غیر خطی برای پیش بینیِ خروجی سیستم‌های غیر خطی برای اهداف کنترلی استفاده می‌شوند.

برخی از روش‌هایی که از اساس قواعد فیزیک استفاده می‌کنند، وجود دارند که می‌توانند مُدل برخی از سیستم‌ها را به طور کامل، و یا تا اندازه‌‌ی قابل قبولی، توصیف کنند و ساختارهای مدل را به‌وجود آورند.

شبکه‌های عصبی مصنوعی 2] و [11 و سیستم‌های منطق فازی(شبکه‌های نوروفازی) 8] [نیز می‌توانند برای مدل کردن سیستم‌ها به کار روند که به عنوان روش‌های مدل سازی هوشمند طبقه‌بندی می‌شوند. این گونه مدل‌ها باید پس از طراحی مقدماتی، توسط داده‌های ورودی و خروجی آموزش ببینند.

سیگنال داده‌های ورودی و خروجی در آموزش سیستم، به‌صورت آرایه‌ای‌از اعداد استفاده می‌شوند. آموزش سیستم به این شیوه، برای بهبود عملکرد سیستم، به شدت وابسته به خروجی مُدل می‌باشد.

در این پروژه، سیستم مورد مطالعه برای مُدل‌سازی هوشمند، یک رآکتور شیمیایی در نظر گرفته شده است که مدل نرم‌افزاری آن، در دسترس می‌باشد [2] و داده‌های ورودی و خروجی این سیستم، با داده‌های حاصل از آزمایش یک رآکتور واقعی، جایگزین می‌شود.

رآکتور شیمیایی مورد مطالعه، یک سیستم دینامیکی غیر خطی با چند ورودی و چند خروجیاست.

هدف این تحقیق، آشکار ساختن توانایی یک مدل هوشمند، برای مقاصد پیش‌بینی غیر خطی کمیت‌های سیستم دینامیکی و پیشنهاد راه‌کارهای مفیدی جهت کاربرد سیستم‌های هوشمند است.

در واقع روش‌ پیشنهادی می‌تواند در مواقعی که مدل ریاضی دقیقی از سیستم با استفاده از روش‌های مشخص و معمول (مانند معادله‌های موازنه جرم و انرژی) در دسترس نیست، و یا اینکه ساختار ریاضی و یا پارامترهای غیر قابل اندازه‌گیری و تأثیرگذار مدل به طور قابل توجهی نامشخص باشد (مانند ایجاد خوردگی در برخی نقاط خطوط انتقال یا بدنه سیستم) مورد استفاده قرار گیرد.

یکی از ویژگی‌های برجسته‌ی این مدل هوشمند در مقایسه با روش‌های مدل سازی کلاسیک، بی‌نیازی آن در اندازه‌گیری پارامترهای سیستم (مانند پارامترهای مربوط به انتقال جرم و حرارت) است.[8]

مرور اجمالی فصل‌های این پایان‌نامه به قرار زیر است:

فصل اول، مقدمه‌ای شامل شرح عنوان پایان‌نامه، روش تحقیق، و تشریح کامل صورت مسأله می‌باشد که از نظر گذشت. در فصل دوم مقایسه‌ای بین شبکه‌های عصبی طبیعی و مصنوعی و نحوه‌ی پردازش داده‌ها در آنها صورت گرفته است. همچنین شیوه‌های یادگیری در انسان و ماشین نیز بررسی شده‌اند.

فصل سوم به معرفی مختصر فنون طرح شناسی می‌پردازد که بخش مهمی از علوم کامپیوتری است. بیشتر مطالب ریاضی در مبحث طرح شناسی همانند مطالب ریاضی بحث شده در مورد شبکه‌های عصبی است. طرح شناسی به‌عنوان یک موضوع پایه، به شناخت ما از نحوه‌ی عملکرد شبکه‌های عصبی کمک می‌کند.

فصل چهارم به معرفی نرون پایه بیولوژیکی و مقایسه‌ی ویژگی‌های آن با پرسپترون که نرون مدل سازی شده برای استفاده در شبکه‌های عصبی مصنوعی است، می‌پردازد؛ و در ادامه به الگوریتم فراگیری پرسپترون و محدودیت‌های آموزش سیستم، توسط تک‌پرسپترون می‌پردازد.

در فصل پنجم به بررسی ساختار مدل پرسپترون چند لایه پرداخته شده و توانایی آن در حل مسائل تفکیک پذیر غیر خطی تشریح شده است. در انتهای این فصل نیز به مواردی از کابرد شبکه‌های عصبی مصنوعی از نوع پرسپترون‌های چند لایه در شبکه‌های گویا، زمینه‌های پزشکی و سیستم‌های پیش‌بین مالی و اقتصادی، اشاره شده است.

در فصل ششم نیز به اصول زمینه‌ای، کاربرد تئوری‌های مطرح شده در فصول قبل و روابط مورد نیاز برای مدل‌سازی یک رآکتور شیمیایی به عنوان یک سیستم غیر خطی پرداخته شده است. در انتها نیز نتایج حاصل از این مدل‌سازی آورده شده است.

 در نهایت فصل هفتم نیز شامل نتیجه‌گیری و پیشنهاداتی در جهت تداوم تحقیق و انجام مدل‌سازی‌های جدیدی از این دست است.

فهرست مطالب:

چکیده

فصل اوّل

مقدمه

مقدمه

فصل دوم

مقدمه‌ای بر مقایسه‌ی شبکه‌های عصبی بیولوژیکی و مصنوعی و شیوه‌های یادگیری در آنها

انسان و کامپیوتر

ساختار مغز

1-2-2 یادگیری در سیستم‌های بیولوژیک

دندریت نرون دیگر را تحریک می‌کنند.

سازمان مغز

یادگیری در ماشین‌ها

4-2 تفاوت‌ها

چکیده نکات مهم فصل دوم

فصل سوم

بازشناسی الگوها

بازشناسی الگوها

مقدمه

چشم‌انداز طرح شناسی

تعریف بازشناسی الگوها

بردارهای مشخصات و فضای مشخصات

توابع تشخیص‌دهنده یا ممیز

فنون طبقه‌بندی

1-6-3 روش طبقه‌بندی «نزدیک‌ترین همسایه»

2-6-3 میزان‌های اندازه‌گیری فاصله

فاصله‌ی همینگ

فاصله‌ی اقلیدسی

7-3 دستگاه‌های طبقه‌بندی خطی

8-3 بازشناسی الگوها – خلاصه

چکیده نکات مهم فصل سوم

فصل چهارم

نرون پایه

1-4-مقدمه

2-4 مدل‌سازی نرون تنها

3-4 تابع آستانه

3-4 فراگیری در نرون‌های ساده

1-3-4 الگوریتم فراگیری پرسپترون

4-4 آدالاین

1-4-4 یادگیری و تعدیل وزنها در آدالاین

با احتساب مقدار 5/0 – برای تورش

2-4-4 قاعده دلتا برای ورودی‌ها و خروجی‌های دوقطبی

5-4 پرسپترون: یک رویکرد برداری

گروه را طبقه‌بندی می‌کند.

6-4 قاعده‌ی فراگیری پرسپترون: اثبات

تعاریف

مرحله‌ی جمع

مرحله‌ی شروع

مرحله‌ی آزمون

7-4 محدودیت‌های پرسپترون:

8-4 آیا این به معنای پایان راه است؟

1-8-4 نتیجه‌گیری

چکیده نکات مهم فصل چهارم

فصل پنجم

پرسپترون چندلایه‌ای

1-5) مقدمه

2-5 تغییر مدل پرسپترون

1-2-5 رفع مشکل

2-2-5 حل مشکل

شکل 2-5 دو راه ممکن برای توابع آستانه‌ای

3-5 مدل جدید

4-5 قاعده جدید فراگیری

1-4-5 ریاضیات

6-5 بررسی مجدد مساله یابی حذفی (XOR)

7-5 تجسم رفتار شبکه

8-5 پروسپترون چند لایه‌ای به عنوان دستگاه طبقه بندی

9-5 تعریف ورودی‌ها بر اساس نحوه چینش آرایه‌های ماتریس ورودی برای یک سیستم استاتیکی

10-5 تعریف ورودی‌ها بر اساس نحوه چینش آرایه‌های ماتریس ورودی برای یک سیستم دینامیکی

1-10-5) مدل سازی سیستم دینا میکی با استفاده از ورودی‌های سری (ماتریس سطری)

2-10-5 مدل سازی سیستم دینامیکی با استفاده از ورودی‌های موازی (ماتریس ستونی)

11-5 روش‌های مختلف آموزش شبکه‌ی عصبی مصنوعی براساس چگونگی ورود داده‌ها

آموزش تدریجی

آموزش یکباره

12-5 تعمیم‌دهی

13-5 تحمل نقص

14-5 مشکلات آموزش

کاهش ضریب بهره

افزایش تعداد گره‌های داخلی

افزایش اغتشاش

1-14-5 سایر مشکلات آموزش

15-5 کاربردها

1-15-5 شبکه‌ی گویا

2-15-5 فیلتر کردن اغتشاش ای – سی – جی (ECG)

3-15-5 کاربردهای مالی

4-15-5 بازشناسی الگوها

چکیده‌ی نکات مهم فصل پنجم

فصل ششم

بررسی ویژگی‌ها و مدل‌سازی رآکتور شیمیایی مورد

بحث در این پروژه:

1-6 اصول و فرضیات زمینه‌ای مربوط

1-1-6) پرسپترون‌های چندلایه

2-6- مدل هوشمند سیستم‌های دینامیکی (جمع‌آوری داده)

دینامیکی و مدل برگشتی آن که u و y به ترتیب ورودی و خروجی آن است.

3-6- آزمون صحت عملکرد مدل

4-6- کنترل غیر خطی پیش‌بین

5-6- ویژگی‌های رآکتور مورد مطالعه

6-6- مدل هوشمند رآکتور مورد مطالعه

7-6) نتایج شبیه‌سازی

فصل هفتم

نتیجه‌گیری

نتیجه گیری

پیوست‌ها

بخش اول

اثبات قانون دلتا

1- الف اثبات قانون دلتا برای آدلاین

1-ب- اثبات قانون دلتا برای پرسترون منفرد

بخش دوم:

2-ب- برنامه‌ی آموزش به شبکه:

3-ب- برنامه بررسی صحت عملکرد پاسخ‌های پیش‌بینی شده‌

مراجع

فهرست اشکال:

شکل 1-2 مشخصات اصلی یک نرون بیولوژیک

شکل 2-2 ورودی‌های نرون باید از آستانه معینی تجاوز کند تا نرون بتواند کنش کند.

شکل 3-2 ناقل شیمیایی آزاد شده از شکاف سیناپس می‌گذرد و دریافت‌کننده‌های

شکل 1-3 یک فضای مشخصات دوبعدی اقلیدسی

شکل 2-3 محدوده‌ی تصمیم یک طبقه‌بندی خطی.

شکل 3-3 طبقه‌بندی به وسیله مقایسه با «نزدیکترین همسایه»

شکل 4-3 اندازه‌گیری تا نزدیک‌ترین همسایه گاه باعث خطا می‌شود.

شکل 6-3 جدا کردن طبقه‌ها توسط یک محدوده تصمیم خطی به اضافه شدن بردار وزن‌ها توجه کنید.

شکل 7-3 طبقه‌بندی خطی جزء به جزء برای طبقه‌بندی طرح‌های جدایی‌پذیر غیرخطی

شکل 1-4 مشخصات اصلی یک نرون بیولوژیک.

شکل 2-4 نمای مدل اصلی نرون.

شکل 4-4 جزئیات مدل نرون پایه.

شکل‌های 5-4 نمایش مدل نرون تک لایه با جزئیات ساختاری آن

شکل 6-4 نمایش مدل نرون تک‌لایه به صورت اختصاری

شکل 8-4 آیا می‌توانیم Aها را از Bها تمیز دهیم؟

شکل 9-4 دو مجموعه‌ی مجزا از الگوها در فضای دوبعدی.

شکل 10-4 رفتار بردار ضرایب وزنی در فضای الگوها.

شکل 11-4 تکامل خط تفکیک‌کننده از حالت تصادفی اولیه به خطی که به درستی دو

شکل 12-4 علامت منطقی یای حذفی.

شکل 13-4 مسأله‌ی یای حذفی XOR در فضای الگوها.

شکل 1-5

شکل 3-5 پروسپترون چند لایه‌ای.

شکل 4-5 ) نمایش مدل پرسپترون چند لایه همراه با جزئیات ساختاری آن

شکل 5-5) نمایش مدل پرسپترون چند لایه به صورت اختصاری

شکل 6-5 یک راه برای مسئله XOR.

شکل 7-5 شبکه‌ای که مسئله XOR را بدون اتصال مستقیم گره‌های ورودی و خروجی حل می‌کند.

شکل 8-5 شبکه پایداری که نمی‌تواند مسئله XOR را حل کند.

شکل 9-5 تابع انرژی در یک بعد بر حسب تغییرات یکی از ضرایب وزنی برای یک الگوی ثابت.

شکل 11-5

شکل 12-5)در پروسپترون می توانند ترکیب شوند و ورودی پروسپترون دیگر را فراهم کنند.

شکل 13-5) ترکیب پرسپترون ناحیه‌ی تصمیم از ترکیب دو پرسپترون و یک پرسپترون دیگر به وجود می‌آید

شکل 14-5) مثال‌هایی از ناحیه‌ی محدب باز و بسته

شکل 15-5) مثال‌هایی از ناحیه دلخواه که از ترکیب ناحیه‌های محدب ایجاد شده است.

شکل 16-5) توانایی پرسپترون‌ها را در تفکیک فضاهای دلخواه نشان می دهد.

شکل 17-5 نحوه تشکیل محدوده‌های فضا توسط تعداد مختلف لایه‌های پرسپترون.

شکل 18-5

شکل 19- 5) نمایش ورود داده‌ها به صورت سری در یک سیستم دینامیکی

شکل 21-5) چگونه می‌توان صدمه‌ی وارده به شبکه را به سرعت بهبود بخشید

شکل 22-5 ساختار شبکه‌ی گویای NETtalk.

شکل 1-6) نمونه ای از نرون عصبی

شکل 2-6) یک پرسپترون سه‌لایه

شکل 3-6) شکل شماتیک از یک سیستم تک‌ورودی – تک‌خروجی مرتبه‌ی اول از یک سیستم

شکل 4-6) پیش‌بینی مقادیر خروجی به‌وسیله‌ی چهار مدل سری شده

شکل 5-6) شکل شماتیک از رآکتور مورد مطالعه

شکل 6-6) رآکتور شیمیایی به‌عنوان یک سیستم چندورودی – چندخروجی

شکل 7-6) مدل دینامیکی رآکتور شیمیایی، وقتی که نرخ وزنی یکی از جریان‌های ورودی ثابت فرض شود.

شکل 8-6) مدل دینامیکی ناکامل برای یک رآکتور، که میزان ارتفاع مایع درون آن، به‌عنوان خروجی در نظر گرفته نشده است.

شکل 9-6) شکل شماتیک از مدل کامل شبکه‌ی عصبی مصنوعی از یک رآکتور شیمیایی

شکل 10-6) نمودار بدست آمده از اولین سری از داده‌های مورد آزمون، برای دو حالت واقعی و تخمینی

شکل 11-6) نتایج کاذب و نامطمئن شبیه‌سازی با استفاده از مدل ناکامل

فهرست جداول:

جدول 1-4) جدول ارزش گزاره برای تابع AND با ورودی‌های 0 و 1

جدول 3-4) جدول ارزش گزاره مربوط به تابع

جدول 4-4) جدول ارزش گزاره‌ها برای تابع

جدول 5-4 ) جدول ارزش گزاره برای تابع

جدول 6-4) جدول ارزش گزاره برای ورودی‌های خروجی و مقدار net و تورش 5/0-

جدول 7-4) الگوی مرحله اول استفاده از مجموعه آموزش، برای تابع

جدول 8-4) الگوی مرحله دوم استفاده از مجموعه آموزش، برای تابع

جدول 9-4)

جدول 10-4 جدول تابع یای حذفی.

جدول 1-6) دقت تخمین، برای مدل‌های مختلف آموزش

جدول 2-6) جدول پیش‌بینی کاذب از دقت مدل شبکه‌ی عصبی مصنوعی ناکامل

منابع و مأخذ:

Russell Beale, Tom Jackson, “Neural Computing: An Introduction”; CRC Press 1990; ISBN: 0852742622

Howard Demuth, Mark Beale, Martin Hagan “Neural Networks Toolbox 5, User's Guide”, The MathWorks, march 2007, Online. 6-3.

فیلیپ پیتکن؛ شبکه‌های عصبی (اصول و کارکردها)، ویرایش دوم؛ مترجم دکتر غضنفری، مهندس ارکات، انتشارات دانشگاه علم و صنعت. سال 1383، شابک: 4-468-454-964

L. McClelland & D.E.Rumelhart, “Parallel Distributed Processing”, Volumes 1, 2, and 3, 1989; ISBN: 0262631296.

Teuvo Kohonen, “An Introduction to Neural Computing”. In Neural Networks, Volume 1, number1, 1988. ISBN: 3540679219.

Donald Hebb & Lawrence Erlbaum; “Organization of Behaviour “Associates; 2002, ISBN: 0805843000.

Minsky & S. Papert. “Perceptrons “MIT Press 1969. ISBN: 1422333442.

Ali Ghaffari, Ali Reza Mehrabian, And Morteza Mohammad-Zaheri, “Identification and Control of Power Plant De-Super Heater Using Soft computing techniques,” Engineering Applications of artificial Intelligence, Special Issue in Applications of A.I. in Process Engineering, vol. 20, no. 2, March 2007, pp. 273-287.

ایلین ریچ، مترجم دکتر مهرداد فهیمی؛ «هوش مصنوعی» انتشارات جلوه؛ پاییز 1379؛ شابک:9-18-6618-964.

Omid Omidvar and Judith E. Dayhoff; Elservier; 1998, ISBN: 0125264208.

Morteza Mohammadzaheri and Lei chen, “Design of an Intelligent controller for a Model Helicopter Using Neuro-Predictive Method with Fuzzy Compensation”, World Congress of Engineering, London. 2~4 July 2007.