AS Automaation signaalinkäsittelymenetelmät. Tehtävä 1. Käynnistä fuzzy-toolboxi matlabin komentoikkunasta käskyllä fuzzy.

Samankaltaiset tiedostot
TIES592 Monitavoiteoptimointi ja teollisten prosessien hallinta. Yliassistentti Jussi Hakanen syksy 2010

GA & robot path planning. Janne Haapsaari AUTO Geneettiset algoritmit

Geneettiset algoritmit

Algoritmit 2. Luento 12 To Timo Männikkö

Arkkitehtuurien tutkimus Outi Räihä. OHJ-3200 Ohjelmistoarkkitehtuurit. Darwin-projekti. Johdanto

SIMULINK 5.0 Harjoitus. Matti Lähteenmäki

Laskuharjoitus 9, tehtävä 6

Algoritmit 2. Luento 12 Ke Timo Männikkö

Harjoitus 5: Simulink

Kameran käyttö Excel 2003 ja 2007

Jypelin käyttöohjeet» Ruutukentän luominen

AS Automaation signaalinkäsittelymenetelmät. Laskuharjoitus 8. Ackermannin algoritmi Sumea säätö

Ohjeita LINDOn ja LINGOn käyttöön

LIITE 1 1. Tehtävänä on mallintaa kitara ohjeiden mukaan käyttäen Edit Poly-tekniikkaa.

STL:n luonti IronCADillä

Moottorin kierrosnopeus Tämän harjoituksen jälkeen:

Harjoitus 7: Dynaamisten systeemien säätö (Simulink)

Tilastolliset ohjelmistot A. Pinja Pikkuhookana

Tilastokeskuksen rajapintapalveluiden käyttöönotto ArcGISohjelmistossa

Lyhyt tutustumiskierros Simulink-ohjelman käyttöön hydrauliikan simuloinnissa

Implementation of Selected Metaheuristics to the Travelling Salesman Problem (valmiin työn esittely)

Monitavoitteiseen optimointiin soveltuvan evoluutioalgoritmin tarkastelu

zotero

Harjoitus 7: Dynaamisten systeemien säätö (Simulink)

Populaatiosimulaattori. Petteri Hintsanen HIIT perustutkimusyksikkö Helsingin yliopisto

Paikkatietoa metsäbiomassan määrästä tarvitaan

Kansion asetusten muuttaminen Windows 2000 käyttöjärjestelmässä Resurssienhallinnan kautta

OHJ-3100 Ohjelmien ylläpito ja evoluutio. Harjoitustyö. Ohjaaja: Outi Sievi-Korte TE213 Päivystys ti klo 14-16

4.3. Matemaattinen induktio

Tilastollinen vastepintamallinnus: kokeiden suunnittelu, regressiomallin analyysi, ja vasteen optimointi. Esimerkit laskettu JMP:llä

Internet Explorer 7 & 8 pop-up asetukset

Tuotantoprosessin optimaalinen aikataulutus (valmiin työn esittely)

Tilayhtälötekniikasta

Identifiointiprosessi

Harjoitus 6: Simulink - Säätöteoria. Syksy Mat Sovelletun matematiikan tietokonetyöt 1

Microstation 3D laitesuunnittelu 2014

Harjoitus 7: Dynaamisten systeemien säätö (Simulink)

KUVAN TUOMINEN, MUOKKAAMINEN, KOON MUUTTAMINEN JA TALLENTAMINEN PAINTISSA

SIMULINK 5.0 Aloitusopas. Matti Lähteenmäki

Darwin: Tutkimusprojektin esittely

BlueJ ohjelman pitäisi löytyä Development valikon alta mikroluokkien koneista. Muissa koneissa BlueJ voi löytyä esim. omana ikonina työpöydältä

VHDL-piirikuvaus ja simulointi Quartus II ja ModelSim Altera Edition -ohjelmilla

Nopea kertolasku, Karatsuban algoritmi

III Perinnöllisyystieteen perusteita

MALLIN RENDERÖINTI KUVAKSI TAI VIDEOKSI SOLIDWORKS 2012 VERSIOLLA

Älä vielä sulje vanhoja

Ohjelmoinnin perusteet Y Python

TIIVISTELMÄ. Poikselkä (2011) Pietsorakenteiden optimointi geneettisillä algoritmeilla. Oulun yliopisto, tietotekniikan osasto. Diplomityö, 59 s.

Posterin teko InDesignilla

Avainsanojen poimiminen Eeva Ahonen

Luento 13: Geneettiset Algoritmit

SSH Secure Shell & SSH File Transfer

MALLIN RENDERÖINTI KUVAKSI TAI VIDEOKSI SOLIDWORKS 2010 VERSIOLLA

Kaakkois-Suomen Ammattikorkeakoulu Oy Mikkelin Ammattikorkeakoulu Oy Kymenlaakson Ammattikorkeakoulu Oy

Matemaattinen optimointi I, demo

Katkonnanohjaus evoluutiolaskennan keinoin

ISIS Draw (Windows versio 2.5)

. Kun p = 1, jono suppenee raja-arvoon 1. Jos p = 2, jono hajaantuu. Jono suppenee siis lineaarisesti. Vastaavasti jonolle r k+1 = r k, suhde on r k+1

OHJE EXCEL-MAKRON LUOMISEKSI JA MAKRON KÄYTÖSTÄ

Hannu Mäkiö. kertolasku * jakolasku / potenssiin korotus ^ Syöte Geogebran vastaus

Harjoitustyö: virtuaalikone

ACKERMANNIN ALGORITMI. Olkoon järjestelmä. x(k+1) = Ax(k) + Bu(k)

Aditro Tikon ostolaskujen käsittely versio SP1

Mukavia kokeiluja ClassPad 330 -laskimella

Fx-CP400 -laskimella voit ratkaista yhtälöitä ja yhtälöryhmiä eri tavoin.

Opetussuunnitteluprosessi WebOodissa - OpasOodi

GENEETTISTEN ALGORITMIEN MAHDOLLISUUDET. eli miten ratkaista vaikeita etsintä- ja optimointiongelmia evoluutiota simuloimalla. Jarmo T.

Ohjelmoinnin perusteet Y Python

Ohjeisto Trimble Pro 6H yhdistämisestä Juno 5:een

Kon Konepajojen tuotannonohjaus: ILOG CPLEX Studion käyttö

1 (14) Ohje. Ohje. GTK-wiki. Geologian tutkimuskeskus, Verkkosivustopalvelut

SATAKUNNAN AMMATTIKORKEAKOULU

Aditro Tikon ostolaskujen käsittely versio 6.2.0

Scratch ohjeita. Perusteet

Bluetooth-yhteyden vianmääritys EV3:ssa

OKLV120 Demo 7. Marika Peltonen

TKT-1220 Tietokonearitmetiikka I PC-harjoitus 3

Sähköpostitilin määrittäminen Outlook 2010, kun ohjelma käynnistetään ensimmäistä kertaa.

Uuden palvelun lisääminen liityntäpalvelimelle esuomi.fi

DNA sukututkimuksen tukena

Hockeyliitto - Torneopal

Yleistä vektoreista GeoGebralla

Matlabperusteita, osa 1. Heikki Apiola Matlab-perusteita, osa 1. Heikki Apiola. 12. maaliskuuta 2012

Sähköpostitilin määrittäminen Outlook 2013, kun ohjelma käynnistetään ensimmäistä kertaa.

Excel-harjoitus 1. Tietojen syöttö työkirjaan. Taulukon muotoilu

TAULUKKORYHMÄT. Sisällysluettelo

VHS-kasetin kopiointi DVD-levylle Adobe Premiere Elements -ohjelmalla

Taulukot, taulukkoryhmät Sisällysluettelo

Www-tallennuksen käyttöohje

FUNKTION KUVAAJAN PIIRTÄMINEN

Tietorakenteet ja algoritmit - syksy

TEHTÄVÄ 3: * Tehtävä 1, ** Tehtävä 2

Oppilaan pikaopas. Project 2013 käyttöliittymä ja näkymät

OHJE Jos Kelaimeen kirjautuminen ei onnistu Mac-koneella Sisällys

Säätötekniikan matematiikan verkkokurssi, Matlab tehtäviä ja vastauksia

Miten teen posterin InDesignilla? - Eva Forssén

eportfolio Kyvyt.fi -ohje on tehty AMMATTIOSAAJAN TYÖKYKYPASSIA varten Ohje sopii perusohjeeksi kaikille palvelua käyttäville

KSAO Liiketalous 1. Asiakirjan ulkoasuun vaikuttavat tekstin muotoilut ja kappale muotoilut. Kappaleen ulkoasuun vaikuttavia tekijöitä:

Aditro Tikon versio 6.1.1

Riikka Marttinen, Helsingin Tikoteekki, Windows 7:n helppokäyttötoiminnot

Transkriptio:

AS-84.161 Automaation signaalinkäsittelymenetelmät Tehtävä 1. Käynnistä fuzzy-toolboxi matlabin komentoikkunasta käskyllä fuzzy. Tämän jälkeen täytyy: 1. Lisätä uusi sisääntulo edit->add input 2. nimetä sisääntulot ja ulostulo 3. lisätä muutujille jäsenfunktiot, määrittää sääntökanta jne. Pääset muokkaamaan muuttujaa kaksoisklikkaamalla sen kuvaketta.

valve Muuttujille järkevät alueet (range) ovat level (pinnankorkeuden virhe): [-1 1] rate (pinnankorkeuden virheen muutosnopeus): [-0.1 0.1] valve (venttiilin moottorin ohjaus, ulostulo): [-1 1]. Voit lisätä muuttujalle jäsenfunktioita komennolla edit->add MFs. Jäsenfunktiota pääsee muokkaamaan klikkaamalla sitä, ja sitten joko muuttamalla sen parametreja (Params) käsin, tai hiirellä. Sääntökantaa pääsee muokkaamaan valitsemalla päävalikosta Edit -> Rules...

Päätöspintaa voit katsoa valikosta View->View surface Sääntöjen vaikutusta ulostuloihin pääsee kokeilemaan valitsemalla päävalikosta View -> Rules. Siirtelemällä pystyviivoja voit kokeilla erilaisia sisääntulojen arvoja. Ulostuloissa on merkitty punaisella pystyviivalla säätäjän ulostulo. Valmiin fuzzy-säätäjän voi liittää simulink-malliin sijoittamalla malliin valmis simulink palikka Fuzzy Logic Controller ja kirjoittamalla sen parametriksi fuzzysäätäjäsi nimi. Tätä varten fuzzy-säätäjä pitää viedä workspace-muuttujaksi komennolla File->Export->To workspace. Esimerkkitoteutusta voi tutkia Simulink-mallissa lask9.mdl (mukana lask9.zippaketissa). Kaksoisklikkaamalla fuzzy-lohkoa voit antaa tallettamasi säätäjän muuttujanimen, ja saat suunnittelemasi sumean lohkon käyttöön. Kun ajat Simulink-mallia, tulee näkyviin tulee sääntönäkymä. Pääset muokkaamaan sumean säätäjän parametreja valitsemalla tästä ikkunasta esim. Edit -> Fis properties. Muista aina muutosten jälkeen viedä säätäjä workspace-muuttujaksi. HUOM! Joskus sumean lohkon sisältävän Simulink-kaavion suoritus keskeytyy jostain syystä. Tähän vikaan pitäisi auttaa, jos muutat Simulaation parametreja Simulation -> Simulation parameters... "Advanced"-välilehdellä löytyy "Zero crossing detection". Tämä pitäisi asettaa arvoon "off".

Geneettiset algoritmit (Genetic Algorithms GA) - Adaptiivisia metodeja, joita käytetään optimointiongelmien ratkaisemiseen. GA:n tehokkuus perustuu siihen, että ne etsivät maximaalista ratkaisua suurella populaatiolla parametri-avaruuden eri osista yhtäaikaa ja huonot yritteet häviävät pois ja hyvät yritteet jatkavat ja lisääntyvät populaatiossa. - Alussa luodaan populaatio, jotka kaikki ovat jonkin asteisia ratkaisuja kyseiselle ongelmalle. Populaation yksilö (kromosomi) koostuu yhdistetyistä geeneistä. Geenit ovat normaalisti bittijonoja. - Populaation yksilöille lasketaan hyvyysarvo (fittness score). Hyvyysfunktio määritettävä ongelmakohtaisesti. Populaatiosta valitaan (kopioidaan) yksilöitä pariutumaan pariutusjoukkoon. Hyvät yksilöt (suuri hyvyysarvo) kopioituvat yleensä useasti ja huonot yksilöt (pieni hyvyysarvo) tuskin lainkaan. Valinta-algoritmeja: 1. Roulett (Ruletti, tarkemmin tehtävässä) 2. Tournament (Yksi voittaa n:stä, otetaan jokin määrä (n kpl) yksilöitä, joista suurimman hyvyysarvon omaava kopioituu pariutusjoukkoon) 3. Rank (sijaluvun mukaan lineaarinen tai exponentiaalinen valintatodennäköisyys) Pariutusjoukosta otetaan satunnaisesti kaksi yksilöä ja tehdään crossover (normaalisti todennäköisyydellä 0.6-1.0) ja sen jälkeen mutaatio (esim. tod. 0.01). Nämä jälkeläiset (+ osa vanhemmista) muodostavat uuden sukupolven. Tämä silmukka toistuu, kunnes löytyy riittävän (ison tai pienen) hyvyysarvon omaava kromosomi. Rinnakkaiset geneettiset algoritmit: 1. Työläismalli - laskenta usealla rinnakkaisella prosessorilla 2. Siirtolaismalli (saarekemalli) - Alipopulaatiot kehittyvät itsenäisesti ja vaihtavat yksilöitä tietyin väliajoin. - Estää ennenaikaisen konvergoitumisen alipopulaatioiden ansiosta, lisäksi algoritmi voidaan jakaa helposti usealle prosessorille. 3. Diffuusiomalli - Populaation jokainen kromosomi toimii omassa prosessissaan ja nämä kromosomit voivat kanssakäydä vain rajoitettujen naapureidensa kanssa.

Esimerkki geneettisen algoritmin käytöstä. Maximoi funktio X 2 välillä [ 031, ], binäärisen kromosomin pituus 5 bittiä, käytä kokonaislukuesitystä. 1. Valitse alkupopulaatio 5 yksilöä (satunnaisesti). 00110 11001 10101 01010 11101 2. Muodosta populaation hyvyysfunktio ja laske populaation hyvyysarvot. Tässä tapauksessa hyvyysfunktio suoraan verrannollinen X 2 :een. Hyvyysfunktio määritellään aina tehtäväkohtaisesti. Hyvyysehto, jolloin etsiminen loppuu (esim > 900). 00110 = 6 36 11001 = 25 625 10101 = 21 441 01010 = 10 100 11101 = 29 841 3. Roulette wheel selection 36 + 625 + 441 + 100 + 841 = 2043 0, 35 väli arvonnassa (ruletti), että 00110 = 6 kopioituu 36, 660 25 661, 1101 21 1102, 1201 10 1202, 2042 29 Arvotaan rulettilukuja: 1-2043 : 23, 500, 981,1002 ja 1099 Valitut yksilöt siis: 6, 25, 21, 10, 10

4. Crossover 6 ja 25, 21 ja 10. Kaksi ensimmäistä paria viidestä käsitelty (arvottu satunnaisesti). Loput kolme paria vastaavasti. Crossover todennäköisyys on normaalisti (0.6-1.0). 1-kertainen crossover: arvontaan satunnaisesti crossing point luku väliltä 1-4. Saatu 2. 00 110 = 6 11 001 = 25 jälkeläiset: 11110 = 30 ja 00001 = 1 crossing point luku (arvottu) = 3 101 01 = 21 010 10 = 10 jälkeläiset: 01001 = 9 ja 10110 = 22 5. Mutaatio, pieni todennäköisyys bittiä kohden esim 0.01. Nyt tapahtuu onnekas mutaatio 11110 = 30, muutuu 11111 = 31 Uuden sukupolven hyvyyslukuja laskettaessa saadan hyvyysehdon (hyvyysluku > 900) täyttävä tulos, joka on samalla ideaaliratkaisu, joten etsintä loppuu. Hyvyysluku yksilölle 11111 =31 on 961 > 900.