• Pertian
  • English
  • Arabic
تبریز-کوی استانداری-20متری سپهر-پلاک10-کارخانه سازه فضایی آسمان گستر
تکنیک های بهینه سازی


تکنیک های بهینه سازی

تکنیک های بهینه سازی
 
بهینه سازی ترکیبی نیازمند جستجوی فراگیر و توانایی تعیین راه حل بهینه است که محاسباتی سنگین و در برخی موارد ممکن است حتی در عمل امکان ناپذیر باشد.
روش های بنا نهاده شده اند که این جستجو را در مدت زمانی قابل قبول محاسبه کنند از جمله این روش ها الگوریتم ژنتیک الگوریتم تقریب سازی تصادفی مبتنی بر آشفته سازی همزمان، الگوریتم حرکت پرندگان می باشند.
الگوریتمهای ژنتیک(GA)براساس نظریه تکاملی داروین میباشند و جواب مسئلهای که از طریق الگوریتم ژنتیک حل می شود رفته رفته بهبود مییابد. اولین کاربرد این روش در طراحی بهینه سازها توسط گلد برگ و سامتانی ارائه شده که در آن به حداقل رساندن وزن خرپای کلاسیک 11 عضوی با الگوریتم (Gas) انجام شده است. امروزه، بسیاری از تغییرات و توسعه هایی از این روش ارائه شده است.
الگوریتم ژنتیک با یک مجموعه از جواب ها که از طریق کروموزوم ها نشان داده میشوند شروع می شود. این مجموعه جواب هاجمعیت (population )اولیه نام دارد. دراین الگوریتم جوابهای حاصل از یک جمعیت برای تولید جمعیت بعدی استفاده می شوند. در این فرآیند امید است که جمعیت جدید نسبت به جمعیت قبلی بهتر باشد. انتخاب بعضی از جواب ها از میان کل جواب هاوالدین(parents) ( به منظور ایجاد جواب های یا همان فرزندان  (offspring)بر اساس میزان برازندگی آنها می باشد. طبیعی است که جواب های مناسب تر شانس بیشتری برای تولید مجدد داشته باشند.
این فرآیند تا برقراری شرطی که تعیین شده است(مانند تعداد جمعیتها یا میزان بهبود جواب) ادامه پیدا میکند.
هنگامی که آنها در جستجوی غذا می باشند علاوه بر اینکه مستقلا و تصادفی در جستجوی هدف شان هستند در طی تبادل اطلاعات با هم در نهایت از جهات مختلف به سمت هدف حرکت میکنند و به دلیل اینکه مسیر جستجوی هر ذره متفاوت از دیگر ذرات می باشد در نتیجه فضای بزرگی از فضای جستجو مساله مورد نظر بررسی میشود ، این موضوع شانس
یافتن جواب بهینه کلی را افزایش میدهد.
این رفتار با نیروهای اجتماعی که وابسته به هر دو حافظه هر شخص و نیز دانش بدست آمده توسط گروه می باشد مرتبط است هر ذره یک راه حل کاندیدی مورد نظر را در مسائل طراحی بهینه نشان میدهد این ذرات در فضای جستجو پرواز می کنند و موقعیت آنها با موفقیت فعلی بروز میشود، یک بردار سرعت و یک گام زمان برنامه های کاربردی موفقیت آمیز از این تکنیک نیز در زمینه بهینه سازی سازه ها گزارش شده است. به خصوص در اندازه و شکل طراحای بهینه اسکلت ساختمان ها. یکای از مزایای الگوریتم PSO نسبت به الگوریتم های تکاملی دیگر همچون الگوریتم ژنتیک و الگوریتم های دیگر مبتنی بار جمعیت همچون الگوریتم اجتماع مورچه ها (ACO) این است که زمان زیادی صرف خود الگوریتم بهینه سازی و پیچیدگی های محاسباتی مربوط به آن نمیگردد.
تقریب سازی تصادفی مبتنی بر آشفته سازی همزمان(spsa)، یک الگوریتم قدرتمند برای بهینه سازی سیستم های پیچیده میباشد. که توسط دکتر اسپال در سال 1994 ارائه گردید.
بهینه سازی تصادفی توابع چند متغیره نقش اساسی را در آنالیز و کنترل بسیاری از سیستم ها بازی می کند. تقریباً در تمام مسائل بهینه سازی واقعی، استفاده از الگوریتم های ریاضی که دارای جستجوی تکراری برای رسیدن به جواب بهینه هستندلازم است، زیرا حل تحلیلی این گونه مسائل به ندرت امکان پذیر و یا بسیار پیچیده میباشد. برای این منظور روش مسائل بهینه سازی چند متغیره بسیار مناسب می باشد.spsA برای 
(Genetic Algorithm) ژنتيک الگوريتم
 
الگوریتم ژنتیك که از انواع الگوریتم های هیوریستیك به شمار می رود تکنیك جستجویی در علم رایانه برای یافتن راه حل تقریبی برای بهینه سازی و مسائل جستجو است الگوریتم های ژنتیك اغلب گزینه خوبی برای تکنیك های پیش بینی بر مبنای تصادف هستند. به طور کلی الگوریتم ژنتیك یك تکنیك برنامه نویسی است که از تکامل ژنتیکی به عنوان یك الگوی حل مسئله استفاده میکند.مسأله های که باید حل شود ورودی است و راه حل ها طبق یك الگو کد گذاری میشوند که تابع برازش(Fitness) نام دارد هر راه حل کاندید را ارزیابی میکند که اکثر آنها به صورت تصادفی انتخاب میشوند. )2)
تحليل و طراحی سازه هاي فضاكار
بعد از ایجاد مدل سازه فضاکار، می توان مدل را به نرم افزار های تحلیل و طراحی سازه ها از جمله نرم افزارSAP انتقال
داد و آنها را تحلیل و طراحی نمود. برای طراحی اعضای سازه های فضاکار، مطابق با آیین نامه های معتبر طراحی سازه های فولادی از جمله آیین نامه AISC می توان استفاده نمود. با توجه به اینکه اعضای سازه فضاکار در طول دهانه بار گذاری نمی شوند و بار ها به صورت متمرکز در گره ها وارد شده و اتصالات سازه در شبکه های دو لایه مفصلی اند، بنابراین تنها تنش ناشی از نیروی محوری المان ها محاسبه شده و از ممان خمشی ناشی از وزن اعضا به دلیل ناچیز بودن در برابر تنش های محوری معمولا چشم پوشی می گردد. در مورد ستون های سازه فضاکار بدلیل گیردار بودن پای ستون ها، از روابط طراحی تیر- ستون ها جهت طراحی و ترکیب تنش ها در آنها می توان استفاده نمود. با توجه به طرح سازه های فضاکار به روش تنش مجاز از آیین نامه AISC-ASD89 و ترکیبات بار گذاری مندرج در این آیین نامه (البته با تأثیر ضریب 1/33 ناشی از بارگذاری زلزله و باد ) استفاده می شود