وبلاگ آرکو فایل اسکای _ دانلود فایل
معرفی و دانلود مقالات ، تحقیقات و پروژه های دانشجویی در تمامی رشته هاوبلاگ آرکو فایل اسکای _ دانلود فایل
معرفی و دانلود مقالات ، تحقیقات و پروژه های دانشجویی در تمامی رشته هابازوی ربات قابل برنامه ریزی جهت بکارگیری در دستگاه های CNC
| دسته بندی | برق |
| بازدید ها | 34 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 3179 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 150 |
بازوی ربات قابل برنامه ریزی جهت بکارگیری در دستگاه های CNC
1-1 ) تاریخچه درگاه موازی
وقتی IBM در سال 1981 ، PC را معرفی کرد، پورت پارالل بعنوان جایگزینی برای پورت سریال، به جهت سرویس دهی و راه اندازی پرینترهای Dot Matrix با بازده بالا در نظر گرفته شد.
پورت موازی این خاصیت را داشت که در هر لحظه هشت بیت داده را منتقل کند. این درحالیست که پورت سریال فقط می توانست یک بیت داده را در هر لحظه منتقل کند. همراه با رشد تکنولوژی، نیاز به اتصالات خروجی قویتر و بزرگتر افزایش یافت، لذا پورت موازی با این هدف که شما می توانستید وسایل جنبی با بازده بالاتری را به آن متصل کنید، بوجود آمد. این وسایل جنبی هم اکنون شامل محدودة وسیعی از پرینترهای اشتراکی، دیسک درایوهای پرتابل و Tape Backup گرفته تا آداپتورهای شبکه های محلی ( LAN ) و CD-ROM Player ها می شود .
مشکلاتی که توسعه دهندگان و خریداران این وسایل جنبی با آن روبرو بوده اند، به سه دسته تقسیم می شد. اول اینکه بازده PC بصورت هیجان آوری زیاد شده بود، در حالیکه تغییری در ساختمان پورت پارالل احساس نمی شد، چون حداکثر قدرت انتقال توسط این ساختمان حدود 150 کیلو بایت بر ثانیه بود، که این واقعا نیاز به یک نرم افزار قوی و قدرتمند داشت. دوم، آنکه هیچ استانداردی برای واسط های الکتریکی وجود نداشت، که این موجب مشکلات فراوانی در ضمانت عملکرد سیستم در محدوده های مختلف می شد. و سرانجام اینکه نقص استانداردهای طراحی، استفاده از کابلهایی با طول بیش از شش پا را اجازه نمیداد.
در سال 1991 دیداری توسط سازندگان پرینتر برای شروع بحث و مناظره روی گسترش یک استاندارد جدید، برای کنترل هوشمند پرینترها از طریق شبکه برگزار شد. این سازندگان که شامل Lexmark, IBM, Texas instuments و بقیه می شد، پیمان بین المللی پرینت شبکه ای ( Network Printing Alliance ) را بوجود آوردند.
NPA مجموعه ای از پارامترهایی را توصیف می کند که وقتی بر روی پرینتر و میزبان پیاده سازی شود، کنترل کامل کاربردها (Applications) وکارها ( Jobs) را ممکن میسازد.
وقتی که این کار در حال پیشروی و رشد بود، معلوم شد که پیاده سازی کامل این استاندارد، به یک ارتباط دو طرفه در PC نیاز خواهد داشت. و به نظر می رسید که پورت پارالل معمولی PC قادر نبود تا نیازهای مورد نظر این استاندارد را پشتیبانی کند.
NPA یک پیشنهاد به IEEE ارائه کرد که برای رسیدن به یک ارتباط دو طرفه سریع بر روی PC کمیته ای تشکیل دهد. لازم بود که این کمیته در نظر داشته باشد که استاندارد جدید باید کاملا سازگار با پورت پارالل اصلی (Original ) و وسایل جنبی آن باشد. و در عین حال نرخ داده را تا بیشتر از یک مگابایت در ثانیه افزایش دهد. این کمیته استاندارد IEEE 1284 را بوجود آورد.
استانداردIEEE 1284 یا Standard Signaling Method for Bi-directional” “Parallel Pripheral Interface for Personal Computers برای آخرین ویرایش در مارس 1994 تصویب شد.
1-2) آشنایی با درگاه موازی
درگاه موازی یا همان Parallel Port یکی از پورتهای کامپیوترهاست که اطلاعات از طریق آن خوانده و به کامپیوتر منتقل می شود، و یا بر روی آن نوشته می شود.
درکل IBM سه نوع آداپتور که شامل پورت موازی پرینتر هستند، برای میکرو کامپیوترهایPC/ XT/ AT تدارک دیده است. بسته به آنکه کدامیک نصب شده باشند، هر پورت قابل دستیابی دارای یکی از سه آدرس 3BC, 378, 278 (همگی بصورت HEX) خواهد بود. اکثر PC ها با یک پورت موازی و آنهم با آدرس 378 HEX تولید شده اند.
پورت موازی PCبطور اخص برای اتصال پرینترها بوسیلة یک واسط (Interface ) طراحی شده اند. اما می توان از آن بعنوان یک پورت ورودی/ خروجی عمومی برای هر وسیله یا هر کاربرد دیگری که با قابلیتهای ورودی و خروجی آن سازگار باشد، استفاده کرد.این پورت دارای 12 بافر TTL است که قابل نوشتن و خواندن تحت برنامة کنترلی و با استفاده از دستورالعملهای ورود و خروج هستند.
آداپتور کامپیوتر همچنین دارای پنج ورودی مجزا است که ممکن است توسط دستورالعملهای ورودی پروسسور خوانده شوند. در مجموع یکی از ورودی ها می تواند برای تولید وقفة پروسسور استفاده شود. این وقفه میتواند، تحت برنامة کنترل فعال یا غیر فعال شود. همچنین توسط یک خروجی می توان وسیلة متصل شده به پورت را همزمان با وقفة روشن شدن ( Reset from the Power-on Circuite) راه اندازی کرد.
سیگنالهای خروجی توسط یک متصل کنندة 25 پین از نوع D ، ( D-Type ) که در پشت آداپتور قرار دارد در دسترس هستند. وقتی که این پورت برای استفاده از پرینتر در نظر گرفته می شود، اطلاعات و دستورات بصورت هشت بیتی منتقل می شوند، و پایة STROBE نیز فعال است. در این حالت ممکن است برنامه پینهای ورودی را جهت اطلاع از وضعیت پرینتر بخواند، و سپس کاراکتر بعدی را بفرستد که این عمل با استفاده از خط “Not Busy” صورت می گیرد.
همچنین ممکن است اطلاعات بر روی مدار واسط نوشته ویا از روی آن خوانده شود.این کار اجازه می دهد که وسیلة متصل شده و پورت موازی از هم ایزوله یا مجزا گردند، و آسیبی به آنها وارد نشود.
فهرست مطالب:
مقدمه ..................................1
فصل اول – درگاه موازی کامپیوتر........................ 2
1-1 تاریخچه درگاه موازی .................. 4
1-2 آشنائی با درگاه موازی ...................... 9
1-3 پینها و ثباتهای پورت پارالل ................... 14
1-4 شرح پینهای درگاه موازی .................. 17
1-5 استاندارد Centronics ................. 18
1-6 آدرسهای پورت موازی ................ 20
1-7 ثبات های نرم افزار در پورت پارالل استاندارد ........... 23
1-8 پورتهای دو طرفه (Bi-Directional) .............................. 25
1-9 استفاده از پورت پارالل در ورود 8 بیت ............................. 29
1-10 مود چهار بیتی (Nibble Mode) ..................................... 31
1-11 بکارگیری IRQ پورت پارالل ............................................. 32
1-12 مودهای پارالل پورت در BIOS .................. 33
فصل دوم موتورهای پله ای و مدارات کنترل آنها .............. 36
2-1 آشنایی با موتور پله ای ........................ 37
2-2 ساختمان داخلی موتور پله ای ................. 40
2-3 طبقه بندی موتورهای پله ای ..................... 42
الف- موتورهای پله ای نوع آهنربای دائمی ......................... 42
ب- موتورهای پله ای نوع رلوکتانس متغییر .................... 44
ج- موتورهای هیبرید ...................... 47
2-4 انواع موتورهای پله ای و چگونگی عملکرد آنها............. 47
- موتورهای با مقاومت مغناطیسی متغییر ................... 48
- موتورهای تک قطبی ..................................................... 51
- موتورهای دو قطبی ..................................................... 52
- موتورهای چند فاز ........................................................ 54
2-5 ترتیب فازهای موتور پله ای ......................................... 54
2-6 پارامترها و اصطلاحات موتور پله ای .............................. 59
2-7 مدارات کنترل موتور پله ای ........................................ 68
- موتورهای رلوکتانس متغییر ........................................ 68
- موتورهای مغناطیس دائم تک قطبی و هیبرید ............. 71
- راه اندازهای تک قطبی و رلوکتانس متغییر کاربردی..... 73
- موتورهای دوقطبی و H-bridge ....................... 76
- مدارات راه انداز دوقطبی کاربردی .................... 79
2-8 نرم افزار کنترل موتور پله ای ................... 84
2-9 آشنائی با چند موتور پله ای قابل دسترس در بازار ...... 88
2-9-1 شناسایی بعضی از موتورهای پله ای
از روی تعداد و رنگ سیم ................. 93
2-10 بررسی بعضی از مدارات کنترل و درایور موتورهای پله ای... 95
فصل سوم – سخت افزار و نرم افزار پروژه .............................. 101
3 -1 معرفی میکرو کنترلر AVR ........................ 105
3-2 خصوصیات ATMEGA32 ................... 106
3-3 معرفی مختصر کامپایلر BASCOM ............. 107
3-4 استفاده از ATMEGA32 به عنوان درایور یک
STEPPER MOTOR ................ 108
3-5استفاده از میکرو کنترلر ATMEGA32 به عنوان
درایور چهار محور ربات .......................................................... 110
3-6 استفاده از کامپایلر C++ در برنامه نویسی پورت پارالل .......112
3-7 برنامة کنترل ربات نوشته شده تحت کامپایلر C++ ...........115
ضمیمة الف .................................. 121
ضمیمة ب ............................... 126
ضمیمة ج .............................. 133
پروژه استاتیک
| دسته بندی | برق |
| بازدید ها | 25 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 169 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 23 |
پروژه استاتیک
سوالات:
مطلوبست رسم دیاگرام لنگرخمشی و نیروی برشی سیستم های نشان داده شده :
یک کامیون به وزن روی یک کلک قرار دارد . فرض کنید هر یک از چرخهای جلو وزن کامیون و هر یک از چرخهای عقب وزن کامیون را حمل می کنند . این کلک دارای دو تیر طولی می باشد که به فاصله متر از یکدیگر قرار دارند و هر یک نصف وزن کامیون را تحمل می کنند این دو تیر طولی خود در روی دو دسته چوب به هم بسته شده که شناوری کلک را تامین می کنند تکیه دارند . اگر فرض کنیم که نیروهای عکس العمل تکیه گاهی به صورت گسترده یکنواخت در روی سطح تماس وارد شوند .
مطلوبست رسم دیاگرام لنگر خمشی و نیروی برشی برای هر یک از تیرها .
تنش های موجود بر روی یک المانی از سطح مطابق شکل زیر می باشد مطلوبست :
الف-تنش های اصلی و صفحات اصلی و نمایش تنش ها بر روی المان سطح
ب-تنش برشی حداکثروضخامت مربوطه و تنش های قائم همراه با آن و نمایش تنش ها بر روی سطح المان
ج-تنش های قائم و برشی بر روی صفحه ای که با افق زاویه می سازد .
د-نتایج بدست آورده از طریق محاسبه بر روی مومبر تشریح گردد .
حالتهای الف ، ب ، ج ، د سوال 3 را برای المانهای سطح شکلهای زیر محاسبه کنید .
برای حالت تنش سطح در شکل مقابل مطلوبست تعیین ماکزیمم تنش برشی وقتی که :
در نقطه از جسم کرنشهای ، ، اثر می کند مطلوبست :
الف)کرنشهای محوری اصلی و صفحات اصلی .
ب)کرنشها را روی صفحه که با محور x ها زاویه می سازد .
ج)نتایج را با استفاده از دایره مومبر تشریح نمائید .
کرنش های اصلی در یک نقطه در یک جسم به صورت و می باشد مطلوبست :
الف)حداکثر کرنش برشی و صفحه آن .
ب)کرانش را در صفحه ای که زاویه با محور کرنش اصلی می سازد بدست آورید و نتایج را روی دایره دایره مومبر نمایش دهید .
در یک ماده تحت کرنش صفحه ای خطی در جهت X برابر و در جهت y برابر اندازه گیری شده است . همچنین گوشه پائین سمت چپ به اندازه رادیان بزرگ شده است مطلوبست :
الف)تعیین صفحات اصلی و کرنش های اصلی مربوطه
ب)تعیین کرنش های برشی ماکزیمم و کرنش های خطی همراه آن و صفحات مربوط به آن
ج)تانسور کرنش در دستگاه مختصات جدید به طوریکه به اندازه در جهت عقربه های ساعت نسبت به دستگاه zy چرخیده باشد .
اجسام زیر در سطوح ABCD به یک سقف صلب متصل می باشند مطلوبست تغییر مکان مرکز سطح تحت اثر وزن خویش
در شکل مقابل مطلوبست تعیین فاصله x بطوریکه سطح B بر E منطبق شود .
-در شکل مقابل مطلوبست : ، مجاز
الف)تعیین حداکثر مقدار نیروی F .
ب)به ازای این نیرو تغییر مکان نقطه B چقدر خواهد بود ؟
در شکل مقابل مطلوبست :
الف)تعیین عکس العمل ها در نقاط B و A
ب)ترسیم دیاگرام تغییرات نیروی محوری
ج)تعیین عکس العملها در A و B هرگاه : EAC=2EBC
د)تعیین عکس العملهای A و B در صورتیکه جسم فقط تحت تاثیر درجه حرارتی قرار گیرد .
-تیر صلب ABC مطابق شکل مفروض است . چنانچه تنش مجاز در کابلها به ترتیب برابر ، و می باشد .
الف)حداکثر بار P را که می توان به سیستم اعمال نمود چقدر است ؟
ب)حداکثر تغییر مکان در تیر در کجا و چه مقدار می باشد ؟
- هرسه خرپای زیراز یک نوع مصالح E ساخته شده اند مطلوبست:
الف)تعیین تنش در میله ها
ب)تعیین تغییر مکان افقی و قائم نقطه A
ستون کوتاه بتن آرمه زیر مفروض است :
الف)مطلوبست حداکثر بار محوری که ستون می تواند تحمل کند .
ب)اگر بخواهیم دو برابر این بار محاسبه شده را به ستون وارد کنیم ، سطح مقطع میلگردهای لازم را محاسبه کنید .
یک پروفیل سپری T به صورت کنسول مفروض است مطلوبست حداکثر طولی که پروفیل می تواند داشته باشد چنانچه تنش مجاز خمشی فولاد در کشش و فشار بر باشد.
بررسی راه انداز ال ای دی [LED]
| دسته بندی | برق |
| بازدید ها | 23 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 615 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 16 |
بررسی راه انداز ال ای دی [LED]
بسیاری از دستگاه های الکتریکی قابل حمل امروزی به راهکارهای راه انداز «لد» با نور پشتی نیاز دارند. این راه انداز، باید دارای ویژگی های زیر باشد. کنترل مستقیم جریان، بازدهی بالا، نور ضعیف pwm، حفاظت اضافه- ولتاژ، قطع بار، کوچکی اندازه و سهولت کاربری.
این مقاله به بررسی هر کدام از این ویژگی ها و چگونگی دستیابی به آنها می پردازد و با یک مدار الکتریکی نمونه که هر کدام از این ویژگی ها را به کار می برد، نتیجه گیری می کند.
- کنترل مستقیم جریان
LEDها دستگاه های تحریک جریان هستند که روشنایی شان متناسب با جریان مستقیم آنها می باشد. جریان مستقیم به دو روش کنترل می شود. روش اول استفاده از منحنی LED.V-I می باشد که برای تعیین ولتاژ مورد نیاز برای ایجاد جریان مطلوب در LED به کار می رود. همان طور که در تصویر نشان داده شده است، این روش عموماً به واسطه ی به کارگیری یک منبع ولتاژ و استفاده از یک مقاومت تثبیت، انجام می شود. به هر حال، این روش معایبی هم دارد. هرگونه تغییری در ولتاژ LED، باعث تغییر جریان LED می شود. در تصویر شماره یک، چنانچه ولتاژ مستقیم 6/3 باشد، جریان 20 میلی آمپر است. چنانچه رقم این ولتاژ به v4 تغییر پیدا کند، - که در محدوده ی تحمل پذیری ولتاژ به خاطر تغییرات دما و یا تغییرات کارخانه ای می باشد- جریان مستقیم به 14 میلی آمپر کاهش پیدا می کند. این 11% تغییر در ولتاژ مستقیم، باعث تغییر بیشتری در جریان مستقیم یعنی حدود 30% می شود. همچنین، بسته به ولتاژ ورودی موجود، میزان ولتاژ کاهش پیدا کرده، توان مصرفی مقاومت تثبیت، انرژی را هدر داده و عمر باتری را کاهش می دهد. دومین روش، روش بهتر تنظیم جریان LED، یعنی راه اندازی LED با یک منبع جریان ثابت می باشد. منبع جریان ثابت، تغییرات ایجاد شده در جریان را که به واسطه ی نوسانات ولتاژ مستقیم به وجود آمده است، حذف می کند و آن را به روشنایی ثابت LED بدل می سازد. ایجاد یک منبع جریان ثابت کاملاً ساده است. علاوه بر تنظیم ولتاژ خروجی، منبع تغذیه ورودی، ولتاژ را در مقاومت الکتریکی تنظیم می کند. تصویر 2، این طرح را نشان می دهد. ولتاژ مرجع منبع تغذیه و مقدار جریان مقاومت الکتریکی، میزان جریان LED را تعیین می کند. چندین LED، باید به صورت سری به هم متصل شوند تا شارش جریان را در هر LED به طور یکسان حفظ شود. راه اندازی LED به روش موازی، مستلزم یک مقاومت تثبیت در هر رشته LED می باشد که منجر به کاهش بازدهی و تطبیق ناهماهنگ جریان می شود.
تحقیق در مورد پریز برق، نیرو رسانی و کلیدها و فیوزها، نیرو رسانی و کلیدها و فیوزها
| دسته بندی | برق |
| بازدید ها | 27 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 244 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 40 |
پریز برق ، نیرو رسانی و کلیدها و فیوزها
نیرورسانی (کابل کشی ـ سیمکشی)
به منظور برق‌رسانی به نقاط مختلف از سیم‌ها و کابلها استفاده می‌شود که در ساختمان آنها فلزات هادی برای حمل جریان برق و عایق‌های مناسب برای جلوگیری از نشت جریان به کار گرفته شده است. یک هادی با روکش عایق، سیم عایق‌دار نام دارد و اگر چند هادی عایق‌بندی شده در داخل یک غلاف مشترک قرار گیرند کابل ایجاد می‌شود. سیمهای مورد نیاز در تأسیسات برقی کارهای ساختمانی باید دارای هادی مسی با پوشش (PVC) و ولتاژ 75ـ450 ولت باشد و یا سیم قابل انعطاف با پوشش لاستیکی (طبیعی ـ مصنوعی و یا مخلوطی از آن دو) با ولتاژ اسمی 750ـ450 ولت باشد و در ضمن همچنین انتخاب نوع مدارها (سیمکشی ـ کابل کشی) و مشخصات آنها باید با رعایت کلیه مقرراتی باشد که در استاندارد ملی شماره 1937 (آئین‌نامة تأسیسات الکتریکی ساختمانها) ذکر شده است. بدیهی است در صورت فقدان استاندارد ایرانی برای سیم مورد نیاز، باید مشخصات آن سیم با مقررات کمیتة بین‌المللی الکترونیک (IEC) مطابقت کند.
ساختمان هادی در سیم‌ها و کابلها
به منظور اینکه سیم‌ها و یا کابلها دارای قابلیت انعطاف برای حمل و نقل و نصب باشند، هادی را از تعداد رشته‌های یکنواخت که به صورت مارپیچ دور هم تابیده می‌شوند می‌سازند. ساختمان دو نوع سیم رشته‌ایی در زیر نشان داده شده است:
a) سیم رشته‌ایی با سه رشته در وسط b) سیم رشته‌ایی با یک رشته در وسط
در برخی سیمهای عایق‌دار با مقاطع کوچک که قابلیت انعطاف خیلی زیاد لازم است از تعداد خیلی بیشتری رشته‌های بسیار نازک استفاده می‌شود و آنها را به هم می‌تابند.
عایق‌های استفاده شده در سیمهای عایق‌دار و کابلهای فشار ضعیف
به منظور عایق کردن سیم‌ها و کابلها از کاغذ، کاغذ آغشته به روغن، لاستیک طبیعی، لاستیک مصنوعی و پلاستیک استفاده می‌شد. امروزه پلاستیک‌های متعددی برای عایق‌بندی استفاده می‌شود که بیشتر آنها از کلرور پلی و ینیل با نام تجاری PVC است. PVC دارای استحکام مکانیکی خوب و قابلیت انعطاف بوده، به آسانی نمی‌سوزد و رطوبت جذب نمی‌کند.
امّا در درجة حرارت نسبتاً کمی ذوب می‌شود. عایق PVC در کابلهای فشار ضعیف بسیار استفاده می‌شود ولی در ولتاژهای بالاتر به ندرت مورد استفاده است.
انواع سیم‌ها و موارد کاربرد آنها
در این بخش به معرفی مختصر تعدادی از سیم‌هایی که در تأسیسات برقی استفاده می‌شود می‌پردازیم:
1. سیمهای نوع NYAF, NYAB, NYA: این نوع سیم‌ها با پوشش پلاستیکی بوده و در مناطق خشک برای قرار دادن ثابت در روی کار و یا زیر کار در لوله و در نقاط مرطوب استفاده می‌شود.
2. سیمهای نوع NIFL, NYIFY, NYIF: (سیمهای اصلی ساختمانها)
NYIF: سیم با عایق پلاستیکی برای ولتاژ 380 ولت است.
NYIFY: در این سیم فاصلة بین سیم‌ها هم از پلاستیک پر شده است و برای سیمکشی ثابت، توکار و یا زیرکار و در فضای خشک به کار می‌رود.
NIFL: این سیم عایق لاستیکی دارد و برای اتصال سرپیچها و چراغانی در فضای آزاد به کار می‌رود.
3. سیمهای نوع NYM و NHYM:
در مقابل رطوبت مقاوم بوده و برای 500 ولت عایق پلاستیکی دارد. از این سیم در محل‌های خشک یا مرطوب می‌توان استفاده کرد.
4. سیمهای NYFAZ, NYFA, NFA و N2GSA:
برای سیم‌کشی‌های ثابت در چراغ‌ها و برای اتصال مصرفکنندههای سیار استفاده می‌شود.
5. سیمهای LWUA, LWUB,LWUC:
این نوع سیم‌ها با روپوش بی‌درز برای سیمکشی در هوای آزاد و در تأسیسات جریان ضعیف و قوی استفاده می‌شود.
6. سیمهای NAE, NBE, NE, NLC:
این نوع سیم‌ها به عنوان سیم مخصوص نول به کار می‌روند. NLC سیم خنثی برای سیمکشی روی زمین و NBE, NE برای سیم کشی در زیر زمین استفاده می‌شود.
7. سیمهای نوع NTK و NTSK:
سیمهای نازک مسی تا 380 ولت چند رشته‌ایی که در مناطق خشک و برای چراغهای متحرک سن تئاترها استفاده می‌شود.
8. سیم 2: این نوع سیم مخابراتی برای ارتباط بین دستگاههای مخابراتی، مراکز تلفن خودکار و سیمکشی تلفنی به کار می‌روند.
اصول و روش‌های سیمکشی
در این بخش به معرفی اصولی که در سیمکشی تأسیسات الکتریکی باید رعایت شود می‌پردازیم:
ـ کلیّه سیم‌کشی‌های داخلی ساختمانها (روکار یا توکار) باید در داخل لوله‌های مخصوص سیمکشی انجام شود و سیمهای مدارهای مختلف الکتریکی حامل ولتاژهای متفاوت باید از لوله‌های جداگانه عبور کند.
پیاده سازی VLSI یک شبکه عصبی آنالوگ مناسب برای الگوریتم های ژنتیک
| دسته بندی | برنامه نویسی |
| بازدید ها | 27 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 453 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 22 |
پیاده سازی VLSI یک شبکه عصبی آنالوگ مناسب برای الگوریتم های ژنتیک
خلاصه
مفید بودن شبکه عصبی آنالوگ مصنوعی بصورت خیلی نزدیکی با میزان قابلیت آموزش پذیری آن محدود می شود .
این مقاله یک معماری شبکه عصبی آنالوگ جدید را معرفی می کند که وزنهای بکار برده شده در آن توسط الگوریتم ژنتیک تعیین می شوند .
اولین پیاده سازی VLSI ارائه شده در این مقاله روی سیلیکونی با مساحت کمتر از 1mm که شامل 4046 سیناپس و 200 گیگا اتصال در ثانیه است اجرا شده است .
از آنجائیکه آموزش می تواند در سرعت کامل شبکه انجام شود بنابراین چندین صد حالت منفرد در هر ثانیه می تواند توسط الگوریتم ژنتیک تست شود .
این باعث می شود تا پیاده سازی مسائل بسیار پیچیده که نیاز به شبکه های چند لایه بزرگ دارند عملی بنظر برسد .
- مقدمه
شبکه های عصبی مصنوعی به صورت عمومی بعنوان یک راه حل خوب برای مسائلی از قبیل تطبیق الگو مورد پذیرش قرار گرفته اند .
علیرغم مناسب بودن آنها برای پیاده سازی موازی ، از آنها در سطح وسیعی بعنوان شبیه سازهای عددی در سیستمهای معمولی استفاده می شود .
یک دلیل برای این مسئله مشکلات موجود در تعیین وزنها برای سیناپسها در یک شبکه بر پایه مدارات آنالوگ است .
موفقترین الگوریتم آموزش ، الگوریتم Back-Propagation است .
این الگوریتم بر پایه یک سیستم متقابل است که مقادیر صحیح را از خطای خروجی شبکه محاسبه می کند .
یک شرط لازم برای این الگوریتم دانستن مشتق اول تابع تبدیل نرون است .
در حالیکه اجرای این مسئله برای ساختارهای دیجیتال از قبیل میکروپروسسورهای معمولی و سخت افزارهای خاص آسان است ، در ساختار آنالوگ با مشکل روبرو می شویم .
دلیل این مشکل ، تغییرات قطعه و توابع تبدیل نرونها و در نتیجه تغییر مشتقات اول آنها از نرونی به نرون دیگر و از تراشه ای به تراشه دیگر است و چه چیزی می تواند بدتر از این باشد که آنها با دما نیز تغییر کنند .
ساختن مدارات آنالوگی که بتوانند همه این اثرات را جبران سازی کنند امکان پذیر است ولی این مدارات در مقایسه با مدارهایی که جبران سازی نشده اند دارای حجم بزرگتر و سرعت کمتر هستند .
برای کسب موفقیت تحت فشار رقابت شدید از سوی دنیای دیجیتال ، شبکه های عصبی آنالوگ نباید سعی کنند که مفاهیم دیجیتال را به دنیای آنالوگ انتقال دهند .
در عوض آنها باید تا حد امکان به فیزیک قطعات متکی باشند تا امکان استخراج یک موازی سازی گسترده در تکنولوژی VLSI مدرن بدست آید .
شبکه های عصبی برای چنین پیاده سازیهای آنالوگ بسیار مناسب هستند زیرا جبران سازی نوسانات غیر قابل اجتناب قطعه می تواند در وزنها لحاظ شود .
مسئله اصلی که هنوز باید حل شود آموزش است .
حجم بزرگی از مفاهیم شبکه عصبی آنالوگ که در این زمینه می توانند یافت شوند ، تکنولوژیهای گیت شناور را جهت ذخیره سازی وزنهای آنالوگ بکار می برند ، مثل EEPROM حافظه های Flash .
در نظر اول بنظر می رسد که این مسئله راه حل بهینه ای باشد .
آن فقط سطح کوچکی را مصرف می کند و بنابراین حجم سیناپس تا حد امکان فشرده می شود (کاهش تا حد فقط یک ترانزیستور) .
دقت آنالوگ می تواند بیشتر از 8 بیت باشد و زمان ذخیره سازی داده (با دقت 5 بیت) تا 10 سال افزایش می یابد .
اگر قطعه بطور متناوب مورد برنامه ریزی قرار گیرد ، یک عامل منفی وجود خواهد داشت و آن زمان برنامه ریزی و طول عمر محدود ساختار گیت شناور است .
بنابراین چنین قطعاتی احتیاج به وزنهایی دارند که از پیش تعیین شده باشند .
اما برای محاسبه وزنها یک دانش دقیق از تابع تبدیل شبکه ضروری است .
برای شکستن این چرخه پیچیده ، ذخیره سازی وزن باید زمان نوشتن کوتاهی داشته باشد .
این عامل باعث می شود که الگوریتم ژنتیک وارد محاسبات شود .
با ارزیابی تعداد زیادی از ساختارهای تست می توان وزنها را با بکار بردن یک تراشه واقعی تعیین کرد .
همچنین این مسئله می تواند حجم عمده ای از تغییرات قطعه را جبران سلزی کند ، زیرا داده متناسب شامل خطاهایی است که توسط این نقایص ایجاد شده اند .
- مقدمه
شبکه های عصبی مصنوعی به صورت عمومی بعنوان یک راه حل خوب برای مسائلی از قبیل تطبیق الگو مورد پذیرش قرار گرفته اند .
علیرغم مناسب بودن آنها برای پیاده سازی موازی ، از آنها در سطح وسیعی بعنوان شبیه سازهای عددی در سیستمهای معمولی استفاده می شود .
یک دلیل برای این مسئله مشکلات موجود در تعیین وزنها برای سیناپسها در یک شبکه بر پایه مدارات آنالوگ است .
موفقترین الگوریتم آموزش ، الگوریتم Back-Propagation است .
این الگوریتم بر پایه یک سیستم متقابل است که مقادیر صحیح را از خطای خروجی شبکه محاسبه می کند .
یک شرط لازم برای این الگوریتم دانستن مشتق اول تابع تبدیل نرون است .
در حالیکه اجرای این مسئله برای ساختارهای دیجیتال از قبیل میکروپروسسورهای معمولی و سخت افزارهای خاص آسان است ، در ساختار آنالوگ با مشکل روبرو می شویم .
دلیل این مشکل ، تغییرات قطعه و توابع تبدیل نرونها و در نتیجه تغییر مشتقات اول آنها از نرونی به نرون دیگر و از تراشه ای به تراشه دیگر است و چه چیزی می تواند بدتر از این باشد که آنها با دما نیز تغییر کنند .
ساختن مدارات آنالوگی که بتوانند همه این اثرات را جبران سازی کنند امکان پذیر است ولی این مدارات در مقایسه با مدارهایی که جبران سازی نشده اند دارای حجم بزرگتر و سرعت کمتر هستند .
برای کسب موفقیت تحت فشار رقابت شدید از سوی دنیای دیجیتال ، شبکه های عصبی آنالوگ نباید سعی کنند که مفاهیم دیجیتال را به دنیای آنالوگ انتقال دهند .
در عوض آنها باید تا حد امکان به فیزیک قطعات متکی باشند تا امکان استخراج یک موازی سازی گسترده در تکنولوژی VLSI مدرن بدست آید .
شبکه های عصبی برای چنین پیاده سازیهای آنالوگ بسیار مناسب هستند زیرا جبران سازی نوسانات غیر قابل اجتناب قطعه می تواند در وزنها لحاظ شود .
مسئله اصلی که هنوز باید حل شود آموزش است .
حجم بزرگی از مفاهیم شبکه عصبی آنالوگ که در این زمینه می توانند یافت شوند ، تکنولوژیهای گیت شناور را جهت ذخیره سازی وزنهای آنالوگ بکار می برند ، مثل EEPROM حافظه های Flash .
در نظر اول بنظر می رسد که این مسئله راه حل بهینه ای باشد .
آن فقط سطح کوچکی را مصرف می کند و بنابراین حجم سیناپس تا حد امکان فشرده می شود (کاهش تا حد فقط یک ترانزیستور) .
دقت آنالوگ می تواند بیشتر از 8 بیت باشد و زمان ذخیره سازی داده (با دقت 5 بیت) تا 10 سال افزایش می یابد .
اگر قطعه بطور متناوب مورد برنامه ریزی قرار گیرد ، یک عامل منفی وجود خواهد داشت و آن زمان برنامه ریزی و طول عمر محدود ساختار گیت شناور است .
بنابراین چنین قطعاتی احتیاج به وزنهایی دارند که از پیش تعیین شده باشند .
اما برای محاسبه وزنها یک دانش دقیق از تابع تبدیل شبکه ضروری است .
برای شکستن این چرخه پیچیده ، ذخیره سازی وزن باید زمان نوشتن کوتاهی داشته باشد .
این عامل باعث می شود که الگوریتم ژنتیک وارد محاسبات شود .
با ارزیابی تعداد زیادی از ساختارهای تست می توان وزنها را با بکار بردن یک تراشه واقعی تعیین کرد .
همچنین این مسئله می تواند حجم عمده ای از تغییرات قطعه را جبران سلزی کند ، زیرا داده متناسب شامل خطاهایی است که توسط این نقایص ایجاد شده اند .