Bir Ağır Vasıtanın Çok Akslı Direksiyon Mekanizmasının Arı Algoritması Kullanılarak Optimizasyonu

Bir Ağır Vasıtanın Çok Akslı Direksiyon Mekanizmasının Arı Algoritması Kullanılarak Optimizasyonu

Özet:

Bu çalışmada, bir ağır vasıtanın çok akslı direksiyon mekanizmasının optimizasyonu yapılmıştır. Optimizasyonda Ackerman direksiyonlama hatasından türetilen hata fonksiyonunu minimize etmek için Arı Algoritması kullanılmıştır. Analitik bir matematiksel model kullanmak yerine CAD (Solidworks) programı tarafından sağlanmış çok akslı direksiyon mekanizmasının katı modeli kullanılarak Ackerman hatası hesaplanmıştır. Bu sayede direksiyon mekanizmasının matematiksel modelinin elde edilmesindeki karmaşıklıktan kurtulunmuş ve matematiksel model yerine doğrudan vasıtanın imalatında kullanılan CAD ortamındaki hali hazır gerçek katı model kullanılmıştır. Katı model kullanılarak gerçekleştirilen optimizasyon işlemi sürecinde her bir iterasyonda çok akslı direksiyon mekanizmasının güncel konfigürasyonu kullanıcı tarafından görülebilmektedir. Ackerman direksiyonlama hatasının optimizasyonunda Arı Algoritmasını çalıştırabilmek için VisualBasic.NET dilinde bir yazılım geliştirilmiştir. Solidworks ile geliştirilen yazılım arasındaki bilgi aktarımı için Solidworks API (Uygulama Programlama Arayüzü) kullanılmıştır. Geliştirilen teknik beş akslı bir ağır vasıtanın direksiyonlama sisteminin Ackerman direksiyonlama hatasının optimizasyonu için kullanılmıştır. Direksiyonlama açısı optimizasyonunda elde edilen nümerik sonuçlar grafiksel olarak verilmiş, tartışılmış ve yorumlanmıştır.

Abstract:

This paper presents an optimization scheme for a multi-axle heavy vehicle steering system. The Bees Algorithm is used in the optimization process in order to minimize the error function which is derived from the Ackerman steering error. Ackerman error is calculated by using the solid model of the multi-axle steering system obtained by a CAD program instead of using an analytical model. Since some assumptions are made in order to simplify the analytical model in mathematical formulation of the steering system, steering angle calculation by using an actual solid model is expected to give more accurate results. Solidworks CAD program is used in Ackerman steering error calculations. By using the solid model, user can see the current configuration of the multi-axle steering system in each iteration of the optimization process. A software in VisualBasic.Net language is developed in order to implement Solidworks API is used in data transfer from Solidworks to the developed software. The developed technique is used in optimization of Ackerman steering error of a 5 axle heavy vehicle steering system. Obtained numerical results are discussed and comments on use of the presented technique in the steering angle optimization are presented.

5 akslı ağır vasıta, çok akslı ağır araç, çok akslı kamyon, 10 tekerli araç
Çok akslı bir ağır vasıta

Read more Bir Ağır Vasıtanın Çok Akslı Direksiyon Mekanizmasının Arı Algoritması Kullanılarak Optimizasyonu

Fizik

Fizik bilim ile ilgili olarak bazı Newton’un ikinci yasası üzerine değinmek istiyorum.

Tork vektörü, kuvvet vektörü, konum vektörü, doğrusal momentum vektörü, açısal momentum vektörü
Tork, kuvvet, konum, doğrusal momentum ve açısal momentum vektörlerinin anlık olarak gösterimi

Newton’un ikinci yasası,

\[\vec F=m\cdot \vec a\]

ifadesinin aslı Lineer Momentumun zamana göre türevinin kuvvete eşit olmasından gelmektedir. Yani,

\[\vec F=\frac{d}{dt} (m\cdot \vec{v})\]

 

Bunu doğru anlamamanın nelere doğru gidebileceğine bir bakalım.

\[\vec v=sabit \Rightarrow a=0 \] olduğu kabul edildiğinde \[\vec F=m.\vec a\] matematiksel ifadesine göre kuvvetin \[0\] olması gerekir. Fakat \[v\]‘nin sabit olup da kütlenin sabit olmadığı bir durumun gerçekleşebilir. Kütlenin sabit olmadığı durumlarda \[m.\vec v\] momentum da sabit olmadığı için, bunun zamana göre türevi alınırsa kuvvetin \[0\] olmadığını görülür. Gerçek hayatta bunun örneğini verelim şimdi de: Granüler yapıların akış esnasında ölçümü için coriolis ivmesi mantığıyla çalışan mass flow meter.

Başka bir örnek de tork tanımıdır.  Tork, açısal momentumun zamana göre türevidir. Fakat genellikle kullanılan ifade:

\[\vec \tau=\vec {\alpha} \times I\]

Aslında doğru olan ise, Tork vektörü = açısal hız vektörü x Açısal momentum vektörü’dür.

\[\vec{\tau}=\vec{\omega} \times \vec{L}\]

Bunun anlamına göre alpha \[0\] olsa dahi açısal momentum zamana göre değişiyorsa, aynı şekilde tork da \[0\] olmaz.