توضیحات و چکیده مطلب
چكيده
مساله مسيريابي روبات‌ها يكي از پركاربردترين مسائل مهندسي كنترل مي باشد. هدف در اين مساله يافتن مسير به گونه اي مي باشد كه با موانع برخوردي نداشته و مسير كوتاه ترين مسير ممكن باشد. در سال‌هاي اخير روشهاي مختلفي براي بهينهسازي معرفي شده و مورد استفاده قرار گرفته‌اند. اغلب اين روش ها منطبق بر جستجوي طبيعي و برگرفته از روش هاي موجود در طبيعت هستند. بهينهسازي يافتن بهترين جواب قابل قبول، با توجه به محدوديت‌ها و نيازهاي موجود در مساله است. هدف از بهينهسازي تعيين متغيرهاي طراحي است، به گونه‌اي كه تابع هدف كمينه يا بيشينه شود. بنابرين مهمترين نكته در حل يك مساله انتخاب تابع هدف مناسب است كه در مساله مسيريابي روبات عدم عبور از مانع و طول مسير به عنوان اهداف مدنظر قرار مي گيرند.
با پيشرفت در تكنولوژي و صنعت رايانه به ويژه در دهه‌هاي اخير، نرم افزارهاي متعددي بوجود آمده‌اند كه بهره برداري از روش هاي مختلف بهينهسازي را ميسر ميسازد. در اين پايان نامه از الگوريتم ازدحام ذرات براي يافتن مسير مناسب استفاده مي شود سپس نشان داده مي شود كه با استفاده از الگوريتم ازدحام ذرات پرورشي مي توان به پاسخهاي مناسب تري از جهت برخورد كمتر با موانع دست يافت.
فهرست
فصل اوّل 5
مقدمه 5
1-1- تعريف ربات 5
1-2- تعريف مسيريابي 2
1-3- موضوع بهينهسازي و اهميت آن 3
1-4- بهينهسازي ازدحام ذرات 3
1-4-1- تاريخچه تحقيق 3
1-5- مروري بر سابقهمسيريابيربات‌هاي هوشمند 4
1-6- روشهاي مسيريابي 7
1-7- اهداف پروژه حاضر 8
1-8- مرور مختصر فصل‌ها 8
فصل دوّم 9
مروري بر بهينهسازي ازدحام ذرات 9
2-1- تعريف بهينهسازي ازدحام ذرات 9
2-2- تعريف توپولوژي 10
2-2-1- توپولوژي ستاره 11
2-2-2- توپولوژي حلقه 11
2-2-3- توپولوژي چرخشي 11
2-3- الگوريتم بهينه سازي ازدحام ذرات 11
2-3-1- تاريخچه 11
2-3-2- مروري بر الگوريتم بهينهسازي ازدحام ذرات 12
2-3-3- مزاياي بهينهسازي ازدحام ذرات نسبت به روشهاي كلاسيك 15
2-3-4- مراحل پياده سازي الگوريتم بهينهسازي ازدحام ذرات 16
2-3-5- برخي از نسخه هاي تغيير يافته بهينه سازي ازدحام ذرات 21
2-4- كاربردهاي روش PSO 27
فصل سوّم 29
توضيح چند الگوريتم پركاربرد 29
3-1-الگوريتم ژنتيك 30
3-1-1- تاريخچه 30
3-1-2- ساختار الگوريتمهاي ژنتيكي 30
3-1-4- عملگر انتخاب (Selection ): 31
3-1-5- عملگر آميزش (Crossover ): 32
3-1-6- عملگر جهش (Mutation ): 34
3-1-7- روند كلي الگوريتمهاي ژنتيكي 35
3-1-8- روند كلي بهينه سازي و حل مسائل در الگوريتم ژنتيك 36
3-1-9- شرط پايان الگوريتم 37
3-1-10- برخي از كاربرد الگوريتمهاي ژنتيكي 37
3-2- الگوريتم بهينهسازي كلوني مورچه 38
3-2-1- بهينهسازي مسائل به روش كلوني مورچه (ACO) 39
3-2-2- مورچه‌ها چگونه مي‌توانند كوتاهترين مسير را پيدا كنند؟ 40
3-2-3- مزيت‌هاي ACO 43
3-2-4- كاربردهاي ACO 43
3-3- الگوريتم زنبور عسل(BA) 44
3-3-1- آيات قرآن در رابطه با زنبور عسل 44
3-3-2- رفتار واقعي زنبورها 45
3-3-3- معرفي الگوريتم زنبور عسل 46
3-3-4- برخي كاربرد هاي الگوريتم زنبور عسل در مهندسي 46
3-3-5- مراحل الگوريتم زنبور عسل 47
3-3-6- كاربرد الگوريتم زنبور عسل در مقالات 47
3-3-7- مزاياي و معايب استفاده از الگوريتم زنبور عسل 47
فصل چهارم 49
مسير يابي ربات با استفاده از الگوريتم بهينهسازي ازدحام ذرات 49
4-1- روش هاي توصيف معادله منحني مسير 49
4-2- پروژه مسيريابي به روش تبديل منحني به خطهاي بهم پيوسته و با استفاده از تكنيك PSO 49
4-2-1- تعريف پارامترهاي اوليه 49
4-2-2- محاسبه مسير بهينه با تكنيك PSO 51
4-3- نتيجه گيري 58
مراجع 59
