دانلود مقاله ربوکاپ

اختصاصی از فی بوو دانلود مقاله ربوکاپ دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده ـ ربوکاپ، تلاشی است در زمینه پروراندن تحقیقات هوش مصنوعی و هوش روبات‌ها، که از طریق تعریف یک مسئله استاندارد و حل آن توسط محققین متعدد در کشورهای مختلف دنبال می‌شود. به همین منظور، برای چنین مساله‌ای بازی فوتبال درنظر گرفته شده است. بازی فوتبال صرفاً بعنوان یک محیط دینامیک و پویا برای آزمایش کردن نتایج حاصل از این تحقیقات انتخاب شده و هدف از این تحقیقات به هیچ وجه صرفاً انجام بازی فوتبال بین روبات‌ها نمی‌باشد بلکه استفاده از ویژگی‌های خاص بازی فوتبال برای پیاده سازی روشها و آزمایشات در یک کار تیمی و گروهی بین چند روبات هوشمند و متحرک است.
روبات‌های فوتبالیست، آدمکهای هوشمند کامپیوتری هستند که می‌توانند از طریق برنامه هوشمندی که به آنها داده می‌شود بطور خودکار در زمین فوتبال بازی کنند. بعبارت دیگر، روبات‌ها از راه دور کنترل نمی‌شوند. هدف تحقیقات در روبات‌های فوتبالیست، پژوهشِ و فن‌آوری نوین در زمینه‌های هوش مصنوعی و روبات‌های هوشمند متحرک است.
کلید واژه ـ روبوکاپ ، شبیه ساز ، کارگزار ، عامل

1- مقدمه
سال 1997، در تاریخ هوش مصنوعی، به عنوان یک نقطه عطف تاریخی همواره به خاطر خواهد ماند. در ماه May این سال کامپیوتر Deep Blue شرکت IBM موفق شد که قهرمان شطرنج جهان را شکست دهد و این نتیجه 40 سال تلاش در جامعه پژوهشگران هوش مصنوعی بود. در چهارم July سال 1997 سفینه Pathfinder توانست برای اولین بار در تاریخ بشر، بر سطح مریخ بنشیند و اولین روبات کاملا هوشمند ساخت بشر (Sojourner) را با موفقیت بر سطح مریخ پیاده نماید. همزمان با این موفقیت ها، RoboCup نخستین گامهایش را به سوی ساخت یک تیم فوتبال، متشکل از روباتهای کاملا هوشمند فوتبالیست که بتواند بر قهرمان جهان پیروز شود، آغاز نمود.
ایده روباتهای فوتبالیست، اولین بار توسط پروفسور آلن مک ورث (Alan Acworth)، استاد دانشگاه British Columbia کشور کانادا در مقاله ای با عنوان "On Seeing Robots" مطرح گردید. یک گروه از محققین ژاپنی نیز بطور مستقل کارگاهی آموزشی در کنار همایش Grand Challenges in Artificial Intelligence که در اکتبر 1992 در توکیو برگزار می‌شد راه اندازی کردند. این کارگاه در پایان به بحث‌های جدی ای پیرامون استفاده از محیط بازی فوتبال برای ارتقا دانش و تکنولوژی منجر شد. یک مجموعه از تحقیقات انجام شد که از جمله آنها می‌توان به امکانسنجی تکنولوژیک، امکانسنجی مالی و. .. اشاره نمود. به همراه این تحقیقات یک نسخه اولیه از قوانین بازیها و نسخه اولیه شبیه ساز بازی فوتبال آماده گردید.
نتایج این تحقیقات و پروژه‌ها این بود، که گروه مجریان آنها به این نتیجه رسید که انجام چنین پروژه ای ممکن است. در سال 1993 یک گروه از محققین به نامهای Minoru Asada، Yasu Kuniyoshi و Hiroaki Kitano تصمیم به راه اندازی یک دوره مسابقات رباتیک گرفتند که موقتا آن را Robot J-league نام نهادند. (J-League نام مسابقات لیگ حرفه ای فوتبال ژاپن است، که در آن سالها به تازگی آغاز شده بود.). در فاصله کمتر از یک ماه، درخواست‌های متعددی از گروه‌های تحقیقاتی خارج از ژاپن به گروه برگزارکنندگان رسید که تقاضای حضور در این مسابقات را داشتند و پیشنهاد میکردند که این پروژه به یک پروژه بین المللی تبدیل شود. و چنین بود که این مسابقات به نام "Robot World Cup Initiative" و بطور خلاصه "RoboCup" نام گرفت. همزمان با این بحث ها، محققین زیادی ازقبل مشغول فعالیت بر سیستم‌های هوش مصنوعی و روباتیکی بودند که در محیط فوتبال به تعامل با محیط می‌پرداختند. به عنوان نمونه می‌توان به Itsuki Noda اشاره نمود که در ETL Electro Technical Lab، که یک موسسه تحقیقاتی دولتی در ژاپن است در زمینه سیستم‌های چند هوشمنده (Multi-agent) در محیط فوتبال به تحقیقات می‌پرداخت، و شروع به تهیه و توسعه یک شبیه ساز فوتبال ویژه این کار نموده بود. همزمان و بطور مستقل، پروفسور Minoru Asada در دانشگاه ازاکا (Osaka) و خانم پروفسور Veloso Manuela و دانشجوی او Peter Stone در دانشگاه کارنگی ملون (Carnegie Melon) روی رباتهایی کار می‌کردند که فوتبال بازی میکنند. این افراد را می‌توان پیشروان راه RoboCup نامید و بدون حضور آنها می‌توان به طور قطع ویقین اعلام نمود که راه RoboCup آغاز نمی شد.
در ماه سپتامبر 1993 اولین اعلان عمومی انجام گردید و مقررات ویژه ای نیز به صورت پیش نویس آماده شد. عطف به آنها، بحث‌ها و مناظره‌های بسیاری درباره تشکیلات و مباحث فنی برگزاری چنین تورنمنت ویژه ای در کنفرانس‌ها و کارگاههای متعددی که در این زمینه برگزار شده بود، انجام شد. از جمله آنها می‌توان به AAAI-94 و سمپوزیوم JSAI و جلسات مختلف جامعه رباتیک اشاره نمود. در همین اوضاع و احوال بود که تیم Noda در ETL اولین نسخه شبیه ساز فوتبال را از طریق Web منتشر ساخت. Soccer Server Ver.0 که با زبان LISP تهیه شده بود به همراه Soccer Server Ver.1.0 که با C++ آماده گردیده بود، در این مجموعه قرار داشت. اولین نمایش عمومی این شبیه ساز در سال 1995 در همایش IJCAI انجام گرفت. در همایش Artificial Intelligence ،JCAI-95 International Joint Conference on که در مونترآل کشور کانادا در ماه آگوست 1995 برگزار شده بود، اعلان عمومی جهت برگزاری اولین دوره کنفرانس و مسابقات جهانی فوتبال روباتها همزمان با IJCAI-97 در شهر ناگویا (Nagoya) انجام شد. همزمان تصمیم گرفته شد که مسابقاتی تحت عنوان Pre-RoboCup-96 برای شناخت مسایل و مشکلات احتمالی برگزاری RoboCup در ابعاد بزرگ، برگزار شود. با این تصمیم عملا 2 سال تا برگزاری مسابقات اصلی، زمان بود تا محققین برای ساخت روباتهای خود اقدام نمایند و همچنین زمان کافی برای جمع آوری کمک‌های مالی برای انجام پروژه بزرگ خود داشته باشند. Pre-RoboCup-96 همزمان با کنفرانس بین المللی روباتیک و سیستم‌های هوشمند (IROS-96)، در تاریخ 4 تا 8 نوامبر سال 1996 در شهر ازاکا (Osaka) با شرکت 8 تیم شرکت کننده در لیگ شبیه سازی و نمایش رباتهای واقعی لیگ رباتهای متوسط (Middle Size) برگزار گردید. با در نظر گرفتن ابعاد محدود آن، این مسابقات را می‌توان اولین اقدام جدی برای ارتقاء تحقیقات و آموزش با استفاده از محیط فوتبال در نظر گرفت. اولین دوره مسابقات و کنفرانس رسمی RoboCup در سال 1997 با موفقیت تمام شد. بیش از 40 تیم شرکت کننده (در هر دو رشته رباتهای واقعی و شبیه سازی)، و بیش از 5000 بازدیدکننده حضور داشتند. پیش بینی میشد که در RoboCup-98 نزدیک به 100 تیم شرکت کنند و بزرگترین رباتهای متحرک در طول تاریخ را بتوان آنجا دید.
2- اهداف ربوکاپ
فدراسیون جهانی روبوکاپ اهداف و جداول زمانی خاصی را برای انجام تحقیقات در این زمینه مشخص کرده است. همانطور که فضانوردان هدف اولیه خود را رساندن انسان به سطح کره ماه و سپس سالم بازگرداندن او به زمین عنوان کرده بودند، در حالی که هدف اصلی آنان این نبود، بلکه هدف، پیشرفت کلی در زمینه فضانوردی جهان بود. بزرگترین هدف روبوکاپ نیز پیشبرد سطح فنی جامعه جهانی می‌باشد، و به عنوان هدفی اولیه:
در میانه قرن بیست و یکم (در سال 2050 میلادی) یک تیم متشکل از روباتهای فوتبالیست شبیه انسان، در مسابقه‌ای واقعی و با رعایت قوانین فیفا، تیم قهرمان جام جهانی را شکست خواهد داد.
گرچه در حین مسابقات جهانی سال گذشته با توجه به پیشرفتهای فوق العاده صورت گرفته، زمان تحقق این وعده بطور رسمی از سال 2050 به 2030 کاهش یافت، ولی حتی اگر تا آن زمان نیز به هدف فوق نرسیم، همانگونه که در سالیان اخیر شاهد بوده ایم و یقینا با سرعتی بمراتب افزونتر، شاهد پیشرفتهای شگرفی خواهیم بود. با توجه به این اهداف، لیگ‌های مختلفی در روبوکاپ تشکیل شده‌اند که هریک روی زمینه‌های مشخصی از هوش مصنوعی تاکید دارند. مسابقات جام جهانی روبوکاپ در هفت لیگ زیر انجام می‌شود :
1. لیگ روباتهای اندازه متوسط (Middle Size)
2. لیگ شبیه سازی (Simulation)
3. لیگ روباتهای اندازه کوچک (Small Size)
4. لیگ روباتهای امدادگر (Rescue)
5. لیگ شبیه سازی امداد (Rescue Simulation)
6. لیگ روباتهای آ‌دم‌واره (Humanoid)
7. لیگ سگ‌های سونی (Sony Dogs)
لیگ شبیه‏سازی ربوکاپ بر مبنای یک شبیه ساز به نام Soccer Server بنا شده است که وظیفة ‏شبیه‏سازی بازی فوتبال را بین برنامه‏های کامپیوتری تهیه شده از طرف دو تیم برعهده دارد. بازی ‏بانشان دادن خطوط، میدان، بازیکنان، توپ و غیره توسط یک برنامة دیگربه نامMonitor به صورت ‏بصـری درمی‏آید. در واقع وظیفة برنامة Monitor نمایش دادن آن چیزی است که واقعاً بین برنامه‏ها و در ‏حافظــة برنامــه Soccer Server در جریان است. برنامة Soccer Server طوری نوشته شده است که ‏شبیه‏سازی یک مسابقه فوتبال را برای بازیکنان دو تیم به صورت توزیع شده روی شبکه انجام دهد. ‏در واقع هر تیم متشکل از 11 برنامه کامپیوتری است که به صورت مستقل اجرا شده و به سرور ‏‏وصل می‏شوند و هر برنامه با استفاده از اطلاعاتی که از سرور دریافت می‏کند (مانند اطلاعات ‏بینایی، شنوایی، احساسی) بایدموقعیت خود و سایر بازیکنان (چه هم تیمی چه غیر هم تیمی) را در ‏زمین تشخیص بدهد و برای کسب نتیجة بهتر تلاش کند و از خود واکنش نشان دهد نکتة مهم در ‏شبیه‏سازی روبات‏های فوتبالیست آن است که اولاً برنامه‏های بازیکنان به صورت مجزا اجرا می‏شوند و ‏دارای کنترل نمی‏باشند و بنابراین این مسأله جزء یکی از مسایل شبیه‏سازی سیستم‏های Multi Agent قرار می‏گیرد. هم‏چنین برای واقعی‏تر کردن و دشوارتر کردن مسأله همواره اطلاعاتی که ‏بازیکنان از سرور دریافت می‏کنند همراه با مقداری خطا (Noise) ‏ خواهد بودکه باعث می‌شود‏ شبیه‏سازی بازی به رقابت‏های واقعی نزدیک‏تر شود. هم‏چنین توانایی تصمیم گیری بلادرنگ یکی دیگر ‏از ویژگی‏های بارزی است که برنامه‏های شبیه ساز باید دارا باشند. برای حل این مسأله محققان از ‏سرتاسر دنیا باید برنامه‏هایی را به صورت یک تیم برای انجام بازی تهیه کنندکه برای این منظور ‏تکنیک‏های مختلف را در زمینه هوش مصنوعی، شبیه‏سازی و. .. می‏تواند به کار بسته می‏شود. ‏زمینه‏های تحقیقاتی درگیر در این مسأله مدیریت کردن مسایل مربوط به روبات‏ها از قبیل ‏شناخت موجودات (Object Recognition)‏، برقراری ارتباط‏ بین روبات‌ها (Communication) و شبیه‏سازی ‏‏وسایل سخت افزاری مانند حرکت روبات‏ها می‏باشد. هم‏چنین مسایل سطح بالاتری چون آموزش (Learning)، ‏‏هم کاری (Co-operation)، بهینه سازی و تصمیم گیری بلادرنگ نیز دراین مسأله (شبیه‏سازی فوتبال ‏بین روبات‏ها) درگیر می‌شود. اولین دورة مسابقات شبیه‏سازی روبات‏های فوتبالیست در سال 96 در ژاپن برگزار شد که تیم ‏دانشگاه توکیو اول شد در مسابقات سال 97 تیم دانشگاه هامبولت مقام اول را به دست آورد. در سال ‏‏98 و 99 تیم دانشگاه کارنی ملون از آمریکا و در سال 2000 یک تیم از پرتغال مقام اول را کسب ‏‏کرد.
3- مسابقات روبوکاپ چیست؟
مسابقات روبوکاپ یک رویداد بین المللی برای توسعه علوم رباتیک، هوش مصنوعی و سایر زمینه‌های مرتبط است. این مسابقات در دو بخش رباتهای واقعی و شبیه سازی ( Simulation) رباتها برگزار می‌گردد. درابتدا لیگ شبیه سازی آنچنان به مسابقات واقعی نزدیک نبود و دارای سطح هوشمندی کمتری بوداما در حال حاضر سعی شده است که با استفاده از نزدیکتر کردن محیط شبیه سازی شده به محیط واقعی و نیز در نظر گرفتن رفتار( Dynamics ) واقعی و محدودیت‌های سخت افزاری سنسورها وعملگرها در حین مدل سازی، شباهت ربات‌های شبیه سازی شده به ربات‌های واقعی خیلی بیشتر گشته و امکان بکارگیری مستقیم الگوریتم‌های شبیه سازی شده بر روی ربات واقعی فراهم شده است.
3-1- لیگ‌های شبیه سازی :
1. لیگ شبیه سازی امداد
2. لیگ شبیه سازی فوتبال

4- ربات چیست؟
ربات یک سیستم فیزیکی است که در کلی ترین حالت برای انجام یک سری از وظایف طراحی می شود امروزه سعی برآن است که کنترل ربات، خودکار باشد (Automatic) اما هدف والاترآن است که بتوان خود مختاری (Autonomy) درربات ایجاد کرد.برای این کار باالهام ازموجودات زنده درمی یابیم که می بایست هوش را در ماشین به وجود آورد که این اساس هوش مصنوعی است. در این راستا از نیمه های قرن گذشته فعالیت های تحقیقاتی زیادی در این زمینه انجام شده است که ازچندین سال قبل مسابقات متعددی درسراسر دنیا این مهم را پیگیری می کنند معروف ترین آن مسابقات ربوکاپ است.

4-1- انواع روبات
1. از دید کنترل :
الف- Tele operation (کنترل از راه دور توسط انسان):
ب- Self-Controlled (خود کنترل): که از لحاظ درجه ی هوشمندی (Degree Of Autonomy) به دو دسته ی زیر تقسیم می شوند:
 Mind-less : این روبات ها کارهای تکراری (repetitive) را انجام می دهند.
 Intelligent: این روبات ها هوشمند هستند و با عدم قطعیت (uncertainty) مقابله می کنند.

2. از دید فیزیکی و مکانیکی (تحرک پذیری)
الف- روباتهای ثابت (manipulator or industrial robots)
ب- روباتهای متحرک (mobile robots)

4- شبیه‌سازی فوتبال در رایانه یا Soccer Simulation.
Soccer simulation همانند بازیهای رایانه‌ای فوتبال می‌باشد بااین تفاوت که عامل انسانی وظیفه کنترل را بر عهده نداشته وتمام کنترل به صورت خودکار وحتی خود مختار می‌باشد. لذا طراح برنامه می‌بایست درحین طراحی، هوشمندی لازم را در سیستم ایجاد کند وحتی قابلیت یادگیری را به سیستم بیفزاید. در هر حال سیستم می‌بایست قابلیت مقابله با عدم قطعیت‌های موجود درمحیط را داشته باشد. Soccer simulation یکی اززمینه هایی است که پیش بینی شده تا سال 2050 یک تیم کاملا هوشمند از رباتها در مقابل یک تیم واقعی ازانسان‌ها دریک مسابقه ی فوتبال به رقابت بپردازند.
5- روباتهای فوتبالیست
می دانیم که برای انجام هر کار ی باید هدف و مقصودی وجود داشته باشد . اگر هدفمان را از انجام کاری در نظر بگیریم مسلماً همه تلاش و کوشش ما در راه تحقق آن هدف خواهد بود. شاید این سوال پیش آمده باشد که هدف از ساخت روباتهای فوتبالیست چیست ؟ در جواب بایدگفت که در سال 2050 قراراست که یک مسابقه جهانی فوتبال برگزار بشود تنها دو تیم در این مسابقه شرکت دارند.
1- تیم قهرمان مسابقات جام جهانی فوتبال سال 2050
2- یک تیم از روباتهای فوتبالیست
ماجرا از این قراراست که در سال 1997 مهندسین کامپیوتر بخصوص مهندسین چینی گفتند که چرا هدفی برای رشته کامپیوتر در نظر گرفته نشده است ؟ پس از بحث و. .. آنها برگزاری یک مسابقه فوتبال بین انسان و روبات در سال 2050 را بعنوان هدف بزرگ خود قرار دادند. از آن سال به بعد (1997)هر سال مسابقات جهانی robocup برگزار می‌شود. در سال اول تیم کشور ژاپن اول شد (مسابقه آن سال به مسابقات اسکا معروف بود. )
در سال بعد یعنی سال 1998 همزمان با مسابقات جام جهانی فرانسه مسابقات جام جهانی robocup در پاریس هم برگزار شد.
نتایج بدست آمده توسط مسابقات فوتبال روباتها خیلی بهتر از نتایج سال پیش بود و این نشان از پیشرفت در راه تحقق هدف و روزنه امیدی بود. برای رسیدن به این هدف محققان در دو دسته فعالیت می‌کنند:
1- محققانی که روی نرم افزار یا هوش روبات‌ها کار می‌کنند.
2 - محققانی که روی سخت افزار یا قسمت فیزیکی روبات‌ها کار می‌کنند.
یک انسان یکسری ورودی‌ها و اطلاعات دارد که آنها را ازمحیط اطراف(environment) دریافت می‌کند و بر اساس آنها فعالیت می‌کند. یک روبات هم باید بتواند مثل یک انسان ورودی‌های محیط اطرافش را بگیرد.روبات با استفاده از یکسری سنسور می‌تواند محیط اطرافش را ببیند که توسط برنامه‌ای که ما برای آن می‌نویسیم محدوده دیدش را مشخص می‌کنیم. (روبات جزآن محدوده ازاویه دید مشخص شده جایی دیگر را نمی بیند ) سنسور روبات مثل سنسور هوش ماست چون بعداً می‌خواهیم هوش این روبات را روی سخت افزار پیاده کنیم. بنابرین هوش این روبات باید مثل هوش ما آدمها باشد. دو نوع برنامه نویسی برای یک روبات فوتبالیست داریم :
اکثر روباتهای soccer simulation در کشور ما هوشمند نیستند یعنی در طی بازی، این برنامه ماست که به روبات می‌گوید مثلاً برو سمت چپ زمین و توپ رو بگیر و گل بزن نه خود agent. یا اینکه در طی بازی روبات فقط این را می‌داند که باید برود طرف دروازه حریف و بعد شوت کند بطرف دروازه. و دروازه بان هم فقط می‌داندکه اگه دید یک بازیکن حریف در حال نزدیک شدن به دروازه است او باید بطرفش برود و سعی کند توپ را از بازیکن بگیرد. به این نوع برنامه نویسی برای روبات هوش مصنوعی یاActivantor (AI ) می‌گویند.
6- روبات هوشمند Intelligent Robot))
6-1- هوشمندی Intelligent))
توانایی سیستم است برای اینکه در یک محیط نامشخص (غیر قابل پیش بینی) متناسب عمل کند، یعنی بتواند به آن هدفی که ما برای آن مشخص کرده ایم برسد. یک تعریف کلی از روبات هوشمند عبارت است از:
" یک ماشین قابل برنامه ریزی که بتواند عمل یک موجود هوشمند نظیر انسان را تقلید کند."
در هوشمندی دو دیدگاه وجود دارد :
1. انتقال دانش (Knowledge ) : یعنی ما دانش خودمان را به ربات می‌دهیم.
2. یادگیری ماشین (Machine Learning ) :در اینجا انسان هیچ دانشی به روبات نمی دهد و روبات خود با جریمه شدن کار درست را یاد می‌گیرد و پییشرفت می‌کند.

6-2- معیارهای هوشمندی

یک تعریف کلی از روبات هوشمند از زبان Albus عبارت است از:
هوشمندی توانایی یک سیستم برای درست عمل کردن در یک محیط غیر قطعی است به طوریکه درست عمل کردن، عملی است که احتمال موفقیت را افزایش دهد و موفقیت یعنی رسیدن به زیر هدف های رفتاری که هدف نهایی سیستم را تضمین می نماید.

6-3- استفاده از هوش مصنوعی
- هوش مصنوعی
در شبکه ارتباطی مغز انسانها سیگنالهای ارتباطی به صورت پالسهای الکتریکی هستند.جزء اصلی مغز نرون است که از یک ساختمان سلولی و مجموعه ای از شیارها و خطوط تشکیل شده و شیارها محل ورود اطلاعات به نرون هستند وخطوط محل خروج اطلاعات از نرون اند . نقطه اتصال یک نرون به نرون دیگر را سیناپس می نامند که مانند دروازه یا کلید عمل می کنند. گر واکنشهایی که میلیونها نرون مختلف به پالسهای متفاوت نشان میدهند با یکدیگر هماهنگ باشند ممکن است پدیده های مهمی در مغز رخ دهد.
آندسته از پژوهشگران هوش مصنوعی که رویکرد مدل مغزی را دنبال می کنند گونه ای از مدارهای الکتریکی را طراحی کرده اند که تا حدی شبکه مغز را شبیه سازی میکند در این روش هر گره(نرون) به تنهایی یک پردازنده است ولی رایانه های معمولی حداکثرچند cpuدارند هدف عمده کامپیوتر شبکه عصبی این است که مکانیسمی طراحی کند که همانند مغز انسان بازخورد مثبت یاد بگیرد پاسخهای درست و نادرست کدامند. سیستم شبکه عصبی این کار را از طریق ارزشگذاری کمی برای ارتباطات سیگنالها بین نرونها انجام میدهد مکانیسم ارزشگذاری توسط مقاومتها با تقویت یا تضعیف پالسها انجام میشود.چون شبکه های عصبی میلیونها نرون دارند خرابی تعدادی از آنها تاثیر چندانی برعملکرد سیستم نمی گذارد تا کنون چند سیستم آزمایشی با استفاده از این اصول طراحی و ساخته شده اند مثلاًدر بررسی های زیست محیطی، شبکه های عصبی برای جمع آوری و تحلیل اطلاعاتی که از راه دور حس شده اند مورد استفاده قرار می گیرند اطلاعاتی که اغلب سفینه ها مخابره می کنند بسیار حجیم است.شبکه های عصبی این اطلاعات را به راحتی دسته بندی کرده وپس از جمع آوری اطلاعات ذهنی و تجسمی نتایج جالبی به دست می آورند (مثلاًتشخیص انواع خاصی از ابرها) البته این فرایند با آنچه سیستم های خبره انجام می دهند متفاوت است زیرا این سیستم ها ابزارهای تصمیم سازی هستند و می توانند حجم زیادی از اطلاعات را به سرعت تحلیل کنند شبکه های عصبی برای مدل سازی فرایندهای فکری-مغزی که زمینه ی دیگری برای مطالعات حساس به اطلاعات و پیچیدگی است مورد استفاده قرار گرفته است .
هوش مصنوعی هنوز راه درازی در پیش دارد؛شبکه سازی عصبی (که با اغماض ارتباط گرایی هم نامیده می شود)در سالهای اخیر تغییرات عمده ای را شاهد بوده است .به عنوان نمونه برخی پژوهشگران پیش بینی میکنند به کمک تکنولوژی نرم افزاری جدید شبکه های عصبی با کامپیوترهای شخصی ترتیب داده خواهند شد و پیش بینی بازار سهام را ممکن خواهند کرد افرادی که درباره ی هوش مصنوعی وتوانایی های آن مرددند اظهار می دارند اگر هوش مصنوعی محقق شود ناچار است از دنیای منطقی،قانونمند ونمادین کامپیوترهای دیجیتال خارج شوند و به دنیای مبهم (حاصل از منطق فازی)شبکه های عصبی که مبتنی بر سیستم گسترده ی یاد گیری بازخوردی هستند پا بگذارد .
امروزه نگرش تازه ای نسبت به هوش مصنوعی ایجاد شده است که در بسیاری از آزمایشگاهها تحت بررسی است :دانشمندان سعی می کنند دریابند آیا با مجموعه ای از روباتهای نیمه هوشمندمی توان یک هوش جمعی ایجاد کنند به گونه ای که از اعضای تشکیل دهنده اش باهوش تر باشد.
روباتیک یکی از مهمترین زمینه های استفاده عملی از تکنیک های هوش مصنوعی است.
در واقع یک روبات هوشمند برای انجام اعمال هوشمندانه خود ناگزیر است بسیاری از این روش ها را به خدمت بگیرد:
 Learning، ( یادگیری)
 Planning، (برنامه ریزی)
 Logic and Reasoning (منطق و استدلال (
 Problem Solving، (حل مسائل (Learning
 Knowledge Representation، (بازنمایی دانش)
 Computer Vision (بینایی ماشین)
 Search ( جستجو)
 Natural Language Processing (سطح پردازش بالا)
در این طرح ما سعی کرده ایم حتی الامکان از اکثر تکنیک های فوق در جهت افزایش هوشمندی ربات استفاده شود که هدف اساسی تیم طراحی وساخت ربات های هوشمند مطابق با روش های روز دنیاست.

6-4- ارتباط هوشمندانه (Communicatio) وهمکاری هوشمندانه (Cooperation )
از آنجا که با یک محیط چند عاملی در Soccer Simulation مواجه هستیم استفاده موثر از تکنیک های موجود در زمینه Multiagent Systems می تواند بسیار راه گشا بوده و عملکرد سیستم را به شدت ارتقاء بخشد از مهمترین مسائل در زمینه سیستمهای چند عاملی ارتباط و همکاری بین عامل هاست که می بایست کاملا هوشمندانه باشد. ما سعی کردیم با استفاده از این دو تکنیک ، محیطی را فراهم آوریم که نیازی به هوشمندی بالای فردی برای تک تک عامل ها وجود ندارد در حالیکه با بوجود آوردن ارتباطی سالم وهوشمند بین این عامل ها می توا نیم یک جامعه هوشمند تشکیل دهیم . همانند کلونی مورچه ها.

6-5- ایجاد عامل های منطقی
این عامل ها از قدرت منطق واستدلال برخوردارند که برای ایجاد آنها از منطق های مختلفی می توان استفاده کرد .البته تاکنون ا کثر تیم ها از منطق کلاسیک و شیوه های Hard Computing استفاده کرده اند،
ولی ما سعی کرده ایم که از شیوه های Soft Computing و در نتیجه از منطق فازی Fuzzy Logic) ) جهت ایجاد عاملهای منطقی استفاده کنیم.
هدف ما انتقال هوشمندی و ذکاوت موجود در یک تیم فوتبال واقعی به ماشین می باشد. لذا رفتار یک فوتبالیست واقعی را با استفاده از منطق فازی برای عامل هایمان مدل سازی کرده ایم که این یکی از مهمترین نقاط قوت تیم ماست. از مزایای به کار بردن منطق فازی ، انعطاف پذیری زیاد در تصمیم گیری تحت عدم قطعیت بالا وعکس العمل مناسب تحت شرایط از پیش تعیین نشده می باشد.

6-6- یادگیری در روبات
گرچه روباتهائی مثل ASIMO کارهای شگفت انگیزی میکنند اما قادربه داشتن قابلیت یادگیری نیستند .
یک روبات باید بتواند در تعامل با محیط و در اثر تجربه یادگیری نماید

6-6-1- تعریف یادگیری
تعریفهای گوناگونی که درباره یادگیری انجام گرفته نشان می‌دهند که هنوز تعریف جامع و یکدستی که برای همه روان‌شناسان با نظریه‌های مختلف پذیرفتنی باشد به دست نیامده است. اما بسیاری از روان‌شناسان و پرورشکاران معتقدند که « یادگیری تغییری است که بر اثر تجربه یا آموزش در رفتار موجود زنده پدید می‌آید ». در این تعریف مهمترین واژه‌ای که نظر را به خود جلب می‌کند واژه تغییر است. زیرا رفتار فرد درزمانی که چیزی نیاموخته با زمانی که آن چیز را،آموخته است تفاوت دارد.

واژه مهم دیگر رفتار است. زیرا تغییر رفتار با ابعاد بدنی مانند طول و عرض و قد و وزن بدنی ارتباط ندارد، بلکه بیشتر معلوم یادگیری است، نه دگرگونیهای بدنی.

6-6-2- روش های یادگیری(Learning):
1. یادگیری با ناظر(Supervised )
2. یادگیری تقویتی (Reinforcement)
3. یادگیری بدون ناظر (Unsupervised)

1. Supervised Learning ( یادگیری با ناظر):
اگر در یادگیری دقیقا به عامل آن چیز را که قرار است یاد بگیرد گفته شود و عامل بتواند خطای یادگیری خود را بدست آورد این یادگیری را با ناظر می گوییم .
2. Learning Reinforcement (یادگیری تقویتی): در یک مسئله یادگیری تقویتی، با عاملی روبرو هستیم که از طریق سعی و خطا با محیط تعامل کرده و یاد می گیرد تا عملی بهینه را برای رسیدن به هدف انتخاب نماید.
عامل، خطای یادگیری را به طور دقیق ندارد اما اطلاعات اندکی در مورد کیفیت آن به صورت پاداش(Reward) و تنبیه (Planty ) دریافت می کند
یادگیری تقویتی از اینرو مورد توجه است که راهی برای آموزش عاملها برای انجام یک عمل از طریق دادن پاداش و تنبیه است بدون اینکه لازم باشد نحوه انجام عمل را برای عامل مشخص نمائیم.
دو استراتژی اصلی برای اینکار وجود دارد:
1. استفاده از الگوریتم های ژنتیکی
2. دیگری استفاده از روشهای آماری( Dynamic Programming )
در RL روش دوم مد نظر است.
3. Unsupervised Learning (یادگیری بدون ناظر):
دراین نوع یادگیری نه پاداش و تنبیه وجود دارد و نه این که دقیقا به عامل آن چیز را که قرار است یاد بگیرد گفته می شود خود روبات با محیط درگیر می شود و نتیجه می گیرد.
همانطور که دیدیم یادگیری یک عامل مهم در تقویت عملکرد ربات ها می باشد ولی تا کنون در اکثر مسابقات این مهم نادیده گرفته شده است .
ما سعی کرده ایم در مواقعی که استفاده از منطق کافی نبوده مثلا در بعضی از حرکات فردی ربات ها مانند عکس العمل در مقابل شوت زدن و . . . که عملکرد مطلوب بدست نیامده از یادگیری استفاده کنیم که برای این منظور از شبکه های عصبی مصنوعی استفاده کرده ایم .
ما برای گام های بعدی در نظر داریم از یادگیری RL ، یادگیری به صورت Online و نیز از روش های بهینه سازی ، برنامه ریزی ( Planning ) ، حل مسئله ( ( Problem Solving مانند الگوریتم های ژنتیک وحتی کلونی مورچه ها استفاده کنیم .
همچنین از منطق فازی در ایجاد ارتباط و همکاری هوشمندانه استفاده شده است .
قابل ذکر است در مواردی که برای پردازش داده های مربوط به سنسورها Sensor Processing ) )از منطق فازی و یادگیری استفاده شده است .
در بعضی از موارد هم که نیازی به هوشمندی بالایی نبود از برنامه نویسی معمولی و منطق کلاسیک (Hard Computing )استفاده شده است .
6-7- شبکه های عصبی (Neural Network)
1. Biological Neural Network
2. Artificial Neural Network
شبکه های عصبی با تقریب عمومی کار می کنند.
در کنار هر شبکه عصبی یک قانون یادگیری (Learning rule) وجود دارد.
7- الگوریتم هوشمند
الگوریتمی است که بر اساس 64 بیت ساخته شده و بر اساس این 64 بیت است که اگر روبات اطلاعاتی را که می‌گیرد بهتر از اطلاعات قبلیش باشد اطلاعات جدید را جایگزین اطلاعات قبلی می‌کند.
7-1- تیم هوشمند(روباتها):
روباتهای این تیم با الگوریتم هوشمند کار می‌کنند این بدین معنی است که : مثلاً وقتی یک روبات چند بار از یک روش برای گل زدن استفاده کرد اما به نتیجه نرسید خودش روش را عوض می‌کند و اگر از روش جدید توانست گل بزند می‌فهمد که این روش بهتر از روش قبلی بود بنابراین خود روبات روش جدیدرا جایگزین روش قبلی می‌کند و از دفعات بعد از روش جدید استفاده می‌کند.(وقتی که روبات برای چند بار تا مقابل دروازه حریف برود و شوت کند اما شوتش گل نشود دفعه بعد تا مقابل دروازه حریف می‌رود اما این دفعه به یکی از روباتهای خودی نزدیک دروازه حریف پاس می‌دهد اگر این پاس به گل تبدیل شود، روبات پاس دادن راجایگزین روش شوت مستقیم توسط خود می‌کند و دفعات بعد از روش جدید استفاده می‌کند.) در برنامه‌ای که قرار است ما بنویسیم این نکته خیلی مهم است که برنامه ما توزیع شده باشد. یعنی 12 تا روبات ما بتوانند با هم کار کنند و این هماهنگی را درحافظه خود داشته باشند. و اماهدف ما: نوشتن یک تیم بر اساس Server/client که بتواند ما را به هدفمان نزدیک کند.
7-2-Agent چیست ؟
اکنون یک محیط شبیه سازی شده در نظر میگیریم که بجای روبات‌ها یکسری موجودیتهای گرد مانند، فعالیت می‌کنند که یک زاویه دید ویک توان مشخص دارند. یک agent دقیقاً مثل انسان است. اگر بیش از حد در زمین بدود توانش را از دست می‌دهد و خسته می‌شود. Agent ‌ها مانند انسان‌ها فکر می‌کنند،تصمیم می‌گیرند و عمل می‌کنند.بطور کلی کره هایی هستند که ما در صفحه می‌بینیم که هر کره به عنوان یک بازیکن است.
8- نقش Server client در Soccer Server
زمانی که Soccer Server راrun می‌کنیم هر کدام ازagent ‌ها روی یک client، run می‌شوند. این بدین معنی است که : Server همه اطلاعات مربوط به توپ و بازیکن و موقعیت تمامی بازیکنان و... را در خود نگه می‌دارد. (اطلاعات داخل محیط، موقعیت توپ، وضعیت بازی و. ..)
هر کدام از بازیکنان که بخواهد کاری را انجام دهد دستوری مبنی بر درخواست خود(مثلاً: بازیکن می‌گوید که می‌خواهم شوت کنم ) را به سرور می‌فرستد اگر سرور شرایط را برای انجام آن دستور مهیا بداند درخواست را انجام می‌دهد. حداکثر تعداد client ‌ها می‌تواند 12 باشد که : 11 نفرازآنها می‌توانند بازیکنان باشند و یک نفر مربی تیم. ارتباط بین Client‌ها با یکدیگر و با Server بوسیله پروتکلUDP/IP برقرار می‌شود. یعنی با سوکتهای UDP/IP، Client ‌ها با Server ارتباط برقرار می‌کنند.
8-1- Server
Server یک سیستم است که رفتارهای یک تیم یا چند تیم را دریک مسابقه بررسی می‌کند.Server‌ها وClient‌ها براساسUDP/IP فعالیت می‌کنند یعنی رابط (connection) میان هرClient وServer سوکتهای UDP/IP هستند. وقتی یک بازیکن به Server وصل می‌شود تمامی پیغام‌ها توسط این پرت رد وبدل می‌شود. بازیکنان درخواستهای خود را به سرور می‌فرستند و Server دستورهایی را که آن‌ها می‌خواهند اجرا می‌کند. اطلاعات همه بازیکنان در Server توسط سنسورهای اطلاعاتی وجود دارد که شامل:
1- موقعیت زمین
2 - اطلاعات در مورد بازیکن(مانند سرعت، توان ) می‌باشد.
این نکته مهم است کهServer یک سیستم Real Time است. پس در برنامه نویسی باید این نکته لحاظ شود. فرمان‌ها طی سیکل‌های زمانی خاص به Server فرستاده می‌شود و هر دستور برای اجرا باید یک سیکل زمانی را در اختیار بگیرد.
8-2- Monitor
یک محیط مجازی است برای اینکه انسانها بتوانند اتفاقاتی کهServer روی بازی انجام می‌دهد را ببینند.برای هربازی میتوان چندین monitor در اختیار داشت در عین حال می‌توان یک مسابقه را بدون مانیتور اجرا کرد. یعنی وجودmonitor برای اجرای بازی الزامی نیست.
8-3- Log player
زمانی که برنامه در حال اجرا است برنامه log player مانند یک دوربین فیلمبرداری عمل میکند و تمامی تغییرات بازی را در خود ذخیره می‌نماید. و پس از اتمام بازی شما میتوانید بازی را دوباره ببینید. Log player مثل media player عمل میکند یعنی بعد از اتمام بازی امکان عقب و جلو بردن، نمایش سریع یا آهسته فیلم گرفته شده را به ما میدهد.
9- قوانین مسابقات
1- قوانینی که توسط کامپیوتر اجرا میشود.
2- قوانین داور فیزیکی.
9-1- قوانینی که توسط کامپیوتر اجرا می‌شوند
3. Kick- Off
4. (Goal)
5. Out of Field
6. Player Clearance
7. Offside
8. Backpasses
9. Free kick Faults
10. Half-Time and Time-up
9-1-1- Kick-Off:
بازی فعال نیست ( وقتی که یک گل زده میشود، خطایی رخ میدهد، یا قبل از شروع دونیمه).
9-1-2- Kick-Off
- قبل از هر kick off همه بازیکنان باید در نیمه خود باشند.
- بعد از هرگل حداکثر 5 ثانیه زمان برای بازیکنان در نظر گرفته میشود.
- اگر بازیکنان ظرف مدت 5 ثانیه موقعیت خود را تغییر نداده و در نیمه خود قرار نگیرند داور بصورت بصورت خودکار و Random بازیکن را درجایی از زمین خود رها میکند(مثلاً آن را کنار دروازه بان می‌گذارد و از پست اصلی خود که خط حمله بوده معلق می‌کند.)
9-1-3- Goal
وقتی توپ از خط دروازه‌ها عبور کند یک گل محسوب میشود. بعداز هر گل kick off رخ میدهد. بعبارت دیگر: وقتی یک تیم بتواند امتیاز بدست آورد به آن گل گفته میشود. پس از هر گل یک massage سراسری برای بازیکنان فرستاده میشود با مفهوم :
(1) Kick _off_x
که X نشان دهنده Right یاLeft می‌باشد وتوپ به نقطه مرکزی زمین منتقل می‌شود.
9-1-4- Out of Field
زمانی که توپ خارج از زمین باشد. یعنی زمانی که توپ:
1. corner شود.
2. ازکنار دروازه خارج شود.
3. از خط کنار زمین رد شود.
وقتی که توپ از زمین خارج شود داورمسابقه توپ را در جای مناسب قرار می‌دهد و وضعیت بازی را به یکی از وضعیتهای زیر تبدیل میکند:
1. Kick in
2. Corner _ kick
3. Goal _ kick
وضعیت بازی:
وضعیتی که در هر لحظه بازی میتواند داشته باشد را وضعیت بازی می‌گویند.

9-1-5- Offside
شرایط offside بصورت زیر می‌باشد :
1- در زمین حریف باشد.
2- فاصله ما تا دروازه بان بیش از دو بازیکن خودی باشد.
3- نزدیک شدن به توپی که در حال وارد شدن به دروازه است.
4- نزدیک شدن به توپی که فاصله آن تا دروازه بان کمتر از 2.5 متر باشد.
9-1-6- Backpasses
اگر یکی از بازیکنان خودی به دروازه بان پاس دهد ودروازه بان آن را بگیرد خطای back pass رخ میدهد و یک ضربه آزاد به سود تیم حریف گرفته می‌شود. در زمان خطای back-pass دروازه بان باید در محوطه جریمه باشد. (اگر خارج از محوطه جریمه باشد خطا نیست. ) اگر خطای back-pass رخ دهد توپ به یکی از گوشه‌های محوطه جریمه که نزدیکتر است انتقال می‌یابد.
9-1-7-Free kick Faults
زمانی که یک free kick یا corner kick یا goal kick و یا kick in رخ میدهد بازیکن نمی تواند به خود پاس دهد (یعنی نمی تواند توپ را جلوتر بیندازد و خودش آن را بگیرد.) اگر این اتفاق افتاد خطای free kick fault گرفته می‌شود.
9-1-8- Half-Time and Time-up
هر نیمه در Soccer Server شامل 3000 سیکل زمانی میباشد.(تقریباً 5 دقیقه) اگر بازی پس از نیمه دوم مساوی شود بازی در دو نیمه اضافه دنبال میشود. تا زمانی که یکی از تیم‌ها گل به ثمر برساند.
نکته:
مفهوم penalty را درSoccer Server نداریم. Agent‌ها گرد هستند بنابرین در 99% امکان خطا در محوطه جریمه نیست بنابراینpenalty نداریم. به این روش بازی sudden death یا golden goal (گل طلایی) می‌گویند.
9-2- قوانین داور فیزیکی
بعضی از خطاها برای سیستم اتومات داوری خیلی سخت است.برای گرفتن این خطاها Server یک Interface (رابط کاربر) در اختیار انسان قرار میدهد تا بتواند بازی را معلق کرده و یک free kick بگیرد. داور فیزیکی از سال 2000 به بعد در مسابقات بکار گرفته شد. قبل از سال 2000 در مسابقات داور فیزیکی نبود. زمانی که در مسابقات 1999 اسکا بعضی از تیم‌ها یکسری خطا در برنامه رباتهایشان نوشته بودند و از آنها برای رسیدن به پیروزی استفاده میکردند، این خطاها برای داور سیستم شناخته شده نبود و از دید آن اشکالی نداشت ولی در واقع خطا و تقلب بود(10 نفر از بازیکنان دور توپ جمع می‌شدند و بسوی دروازه حریف حمله می‌کردند.)
9-2-1- اعمال داور فیزیکی
1. به جریان انداختن توپ.
2. زمانی که گل توسط تعداد زیادی از بازیکنان پوشیده شده باشد.
3. توپ بعد از یک زمان مشخص به جریان نیفتد.
4. تعدادی از بازیکنان مانع حرکت یک بازیکن شوند.
5. زمانی که دروازه بان توپ را در اختیار دارد (safe time ) یعنی زمانی که دروازه بان توپ را دراختیار دارد هیچ کدام از بازیکنان حریف نمی توانند توپ را از دروازه بان بگیرند(فقط در محوطه جریمه مطلب بالا درست است.)
6. Down یا hang کردن Server توسط تعداد زیادی massage
یک بازیکن نباید بیشتر از 3 یا 4 دستور در هر سیکل زمانی برای Server بفرستد.اگر Server بیش از حد دستور دریافت کند در اصطلاح می‌گویند jammed شده است.
10- انواع سنسورها
Soccer Server سه نوع سنسور متفاوت دارد:
1. Aural Sensor Model(برای فرستادن و گرفتن message ‌ها کاربرد دارد.)
2. Vision Sensor Model (دیدن بازیکن و وضعیت محیط)
3. body sensor (وضعیت بدنی بازیکن را چک میکند)
10-1- Aural Sensor Model
فرمت کلی message ‌های aural sensor که از طرف server هستند بدین شکل میباشد:
(hear Time Sender “Message”)
در قسمت Time زمان جاری ثبت میشود. درقسمت sender، فرستنده message مشخص میشود. یکی از 4 مورد زیر میتوانند فرستنده باشند و بجای قسمت sender قرار گیرند :
1-self (خود بازیکن )
2-referee (دیگران مثل بازیکنان دیگر)
3- online_coach_left (مربی سمت چپ زمین )
4 - online_coach_right (مربی تیم سمت راست زمین )
در قسمت message هم متن text پیغام قرار میگیرد.حداکثر اندازه text میتواند توسط say_msg_size تعیین شود.
بعد از اینکه client اطلاعات سنسور Aural را فرستاد توسط server این پارامترها تنظیم می‌شوند.(این پارامترها درserver.conf قرار دارند.)
Audio_cut_dist : حداکثر فاصله ای که یک پیغام بتواند شنیده شود.
Hear_max : حداکثر تعداد افرادی که بتواندد message را بشنوند.
Hear_inc : حداکثر چند نفر این پیغام را بدون کیفیت دریافت کنند.
Hear_decay : حداکثر چند نفر بتوانند این message را با کیفیت دریافت کنند.
Say_msg_size: حداکثر تعداد حروفی که در یک message میتواند وجوداشته باشد.
مثال: نشان دهید حداقل چند بازیکن می‌توانند message را دریافت کنند در 10 سیکل6 تا message فرستاده می‌شود.
(2) 6*2=12*10=120
(6 = چون 2 تا مربی داریم و 4 تا بازیکن)
(2= چون هرmsg را دو نفرمیتوانند دریافت کنند.)
چون هرmessage هم میتواند یک جواب داشته باشد در نتیجه 240=2*120 message در 10 سیکل.
10-2- Vision sensor model
به معنی نمایش است. برای دیدن محیط اطراف بکار میرود. باعث می‌شود اطلاعاتی (درمورد شی هایی که بازیکن در حال حاضر آن‌ها را میبیند) که از server به client یا از client به server میرود در هر 150 میلی ثانیه یکبار در قالب چنین message ی آشکار شود.
(see ObjName Distance Direction DistChng DirChng BodyDir HeadDir)
به عبارت دیگر هر 150 میلی ثانیه یکبار server یک چنین پروتکلی بهclient میفرستد و client هم جوابش را می‌دهد.
در پروتکل بالا اطلاعات obj دیده شده قرار میگیرد که بعضی از این اطلاعات در طی فرمول هایی بدست می‌آید.
همچنین هر یک از نقاط و خطوط در زمین فوتبال Soccer Server نام خاصی دارد

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله 25   صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید

دانلودمقاله ماشینهای برداشت

اختصاصی از فی بوو دانلودمقاله ماشینهای برداشت دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

ماشینهای برداشت علوفه خشک کردنی شامل ماشینهایی است که درمراحل مختلف تهیه علوفه خشک1 موردنیازاست درحالیکه ماشینهای برداشت علوفه سیلوکردنی2 شامل ماشینهایی است که برای قرارگرفتن گیاهان سبزآبدارداخل سیلوهامورداستفاده قرار می گیرد.
ماشینهایی که برای تهیه علوفه خشک موردنظرشیراستفاده می شودعبارتنداز:دروگرها3، ساقه کوبها4(کاندیشینرها)شانه ها5(ریک ها) بسته بندها6(بیلرها)دربعضی مراتع بارکن ها7،توده سازها 8وادوات جابجایی انباز مورداستفاده قرارمی گیرد.
دروگرها:
گرچه دروگرهابرای درو علفهای مخصوص تهیه علوفه خشک طراحی شده اندامادر مزرعه ازآنهامعمولاً برای قطع علفهای هرزدراطراف ساختمانها،داخل نهرها،کنارپرچینها درو مراتع وحتی ازبین بردن بقایای گیاهی نیزاستفاده می شود.

روشهای قطع کردن ساقه ها:
قطع کردن محصولات علوفه ای (علوفه خشک کردنی) ازطریق واردکردن نیروی ضربه1 یانیروی برش2 برساقه های سرپاوجداکردن آنهاازبوته صورت می گیرد.نیروی ضربه موقعی بوجودمی آیدکه یک تیغه باسرعت زیادبه ساقه برخوردکندوآن رابشکندیاازیوته جدانماید.
داس دروگردوارافقی،دروگرچکشی(دروگردوارعمودی)ازضربع برای قطع کردن گیاهان استفاده می کنند.
نیروی برش :
ازطریق جسم برنده که درجهتهای مخالف وبافاصله کمی ازیکدیگرعبورمی کنند برساقه هاواردمی شود.قیچی چمن زنی معمولی وسیله ساده ای است ک برش داده ،می چیند همین اصل برش است که درشانه برش دروگرهای شانه ای جهت بریدن موثروسریع علوفه بکاررفته است.
شکل3-1 صفحه 17
انواع دروگرها:
دروگرهابه دودسته مهم دروگرهای شانه ای1 و دوار2 تقسیم می شود.
دروگرهای شانه ای
قدیمی ترین ومعمول ترین وسیله درو علوفه دروگر شانه ای است.قسمتهای اصلی یک دروگرشانه ای عبارتنداز: 1-شانه برش3 2-دستگاه متحرک شانه 3-شاسی اصلی
4-میله حامی عقب وجلو 5-فنرشناور 6-وسایل اتمی
شانه برش :
قسمت اصلی یا قلب یک دروگر است که شبیه یک پیچی است طول شانه برش در دروگرهای مختلف بین 52/1 تا 75/2 متر می باشد که معمولا 13/2 متر است .
قستمهای اصلی شانه برش عبارتند از :‌
1-چاقو 2-انگشتی ها و صفحات انگشتی 3-گیره های چاقو 4-صفحات سایش یا زیرتیغه ها 5-دسته شانه برش 6-کفش داخلی و خارجی 7-تخته ردیف ساز و چوب ردیف ساز 8-یوق

انواع دروگرهای شانه ای :
مهمترین انواع دروگرهای شانه ای از لحاظ طریق اتصال به تراکتور عبارتند از :‌
1-دروگرهای کششی 2-دروگرهای نیمه سوار 3-دروگرهای عقب سوار (دروگرهایی که به عقب تراکتور متصل می شوند) 4-دروگرهای وسط سوار (که به وسط تراکتور وصل می شوند )
دروگرهای کششی:
دارای دو چرخ هستند که بیشترین وزن دروگر را تحمل می کنند (شکل 22-1 صفحه 41) این نوع دروگر به بالبند عقب تراکتور متصل می شود و حرکت چاقوی شانه برش آن از محور تواندهی تامین می گردد. حرکت از محور تواندهی از طریق چرخ دنده ها ، زنجیر و یا تسمه V انتقال می یابد . این دروگرها با وضعیت خاصی که دارند ، بهترین دروگر برای ساختن گوشه های راست درموقع درو دور مزرعه محسوب می شوند وبه آسانی می توانند انحناهای زمین را دنبال کنند اما خاصیت مانور آنها تا حدودی کمتر از انواع سوار ونیمه سوار است . مهمترین وضعیت دروگرهای کششی این است که آنها را می توان به آسانی به اکثر تراکتورها متصل کرده ، از آنها جدا نمود .
شکل ص41

دروگرهای نیمه سوار:
به بازوهای کششی اتصال سه نقطه تراکتور متصل شده حرکت چاقو در آنها از محور تواندهی تامین می گردد. یک یا دو چرخ حمل کننده راهنما که در عقب دروگر قرار گرفته است ، قسمتی از وزن دروگر را حمل می کند . این طریق اتصال به شانه برش اجازه می دهد تا به سرعت خطوط تراز زمین را دنبال نماید . دروگرهای نیمه سوار را نیز می توان به سرعت به تراکتور متصل کرده یا از آن جدا نمود .
(شکل 23-1 صفحه 22)

دروگرهای عقب سوار:
به اتصال سه نقطه تراکتور متصل شده ، مستقیما با تغییر جهت تراکتور تغییر جهت می دهند (شکل 24-1 صفحه 23) حرکت از محور تواندهی معمولا از طریق پولی و تسمه به چلاق دست 1و چاقو انتقال می یابد . تمام وزن دروگر توسط تراکتور حمل می گردد.

دروگرهای وسط سوار
برای تراکتورهایی که فاصله چرخهای جلوآنهازیاداست وهمچنین تراکتورهای 3 چرخ ساخته می شوند.(شکل ص44)

این دروگرهادرسمت راست تراکتوربین چرخهای جلووعقب به تراکتورمتصل می شوند. دراین روش اتصال درحالی که دروگربه تراکتورمتصل شده است می توان ازوسیله دیگری که به عقب تراکتورمتصل شده است یا به وسیله تواکتورکشیده می شوداستفاده نمود.این طریق استفاده برای مواقعی که ازساقه کوبهای علوفه استفاد می شوندمناسب است.
معایب عمده درگرهای وسط سوار:
معایب آنهاعبارتنداز:
1)متصل کردن وجداکردن آن مشکل است.
2)ممکن است یک وسیله انتقال حرکت ازمحورتواندهی تراکتوربه دروگر(دروسط)مورد نیازباشد.
3)چنانچه لازم باشددروگرازیک تراکتوربه تراکتوری ازنوع یامدل دیگرمنتقل گرددممکن است به یک سری وسائل مخصوص یااضافی جهت سوارکردن آن نیازباشد.
نکاتی که بایدقبل ازتنظیمات دروگرهاانجام شود:
1-تیزی چاقورابررسی کرده ودرصورت لزوم تیغه های شکسته یاصدمه دیده راتعویض نمایید.
2-آسیب دیدگی انگشتی هارابررسی کنید.انگشتی های کج یاشکسته شده را راست یاتعویض نمایید.
3-صفحات انگشتی،صفحات سایش وگیره های چاقوی فرسوده یاآسیب دیده راتعویض نمایید.
4-دروگرراکاملاً تمیزنمایید.
5-دروگرراطبق روش روغنکاری کنید.
6-تمام پیچ ومهره هاراسفت کنید.
7-درصورت لزوم دروگر رابه کارانداخته تاقطعات نوراه اندازی شوند.
8-قسمتهای انتقال حرکت رابه دقت بررسی کنید.
9-کتابچه راهنمای دروگررامرورکنید.
تنظیمات برایانجام درو مطلوب قسمتهای مختلف دروگرهای شانه ای بایدتنظسم باشند. تنظیمات مهم دروگرهای شانه ای عبارتنداز:
1-تنظیم فنرشناور 2-تنظیم تمایل شانه برش 3-تنظیم گیره های چاقو
4-تنظیم لب انگشتی(روکش انگشتی) 5-تنظیم تقدیم شانه برش
6-تنظیم تطابق چاقو 7- تنظیم ارتفاع برش 8-سرعت برش
نکات ایمنی دراستفاده ازدروگرها
1-برخوردشانه برش باشخص یاحیوان درهنگام کارخطرناک است.
2-هنگام جداکردن دروگرازتراکتورمحورتواندهی رامتوقف کنیدوموتورراخاموش کنید.
3-هرگزسعی نکنیددرحالی که دروگرکارمی کندعلوفه جمع شده درجلوشانه برش راتمیزکنید.
4-هرگزدروگر راکه درجاکارمی کندروغنکاری نکنید.
5-همیشه ازسرعت بیش ازحدمحورتواندهی خودداری کنیدتابدین ترتیب احتمال آسیب رسیدن به شماکمترشود.
6-درموقع حمل ونقل دورگریاموقع سوارکردن مسافرروی تراکتوریادروگرجداً خودداری نمایید.
7-هرگزاجازه ندهیدموقعی که دروگرمتوقف شده یادرحال کاراست بچه هاروی آن یانزدیک آن بازی کنند.
8-همیشه روی دروگرراکه درانبارنگهداری می شودبپوشانیدناموجب آسیب رسیدن به افرادنشود.
انبارکردن دروگرهای شانه ای
1-کلیه قسمتهای دروگر راتمیزکنید. 2-دروگررابازدیدوبررسی کنید.
3-چاقوهاراتمیزوتعمیرکنید.
4-درصورتی که دستگاه متحرک دروگرمتحرک ازنوع تسمه ای است کشش تسمه هارا کاهش دهید.
5-فشارفنرکلاچهاراآزادوسطوح فلزی آن راروغنکاری کنید.
6-کلیه قسمتهای شانه برش ودرصورت نیازسایرقسمتهای دروگر رابامدادضدزنگ آغشته نمایید.دروگررادرانباری خشک انبارنمایید.
دروگرهای دوار:
دروگرهای دوارکه همچنین قطع کن های دوار1وخردکنها2 نامیده می شوددربسیاری ازمواردجایگزین دروگرهای شانه ای شده اند.موادگیاهی براثرضربه سریع چاقویاچکش3 بدون نیازبه یک تیغه برش دهنده قطع می شود.چاقوهادرصفحه های افقی یاعمودی می چرخند.راندمان کاراین دروگرهازیاداست واحتمال گیرکردن وجمع شدن علوفه درانهاحتی درمحصولات پرپشت یادرهم پیچیده نسبتاً کم است.

دروگرهای دواربرای دروعلفای هرز،بریدن بوته های کوتاه وخردکردن بقایای گیاهی تقریباً جایگزین دروگرهای شانه ای شده اند.سرعت کاردراین ماشینهادرشرایط مناسب درحدود15 کیلومتردرساعت سات انواع سوادوکششی این دروگرهابه وسیله محورتواندهی تراکتورکارمی کنند.عرض کاردروگرهای دواربین 4/1 تا2/3 مترمی باشد. انواع مهم دروگرهای دوارعبارتنداز:
1)دروگرهای بشقابی 2)دروگرهای استوانه ای
3)چکشی یاعمودی
ساقه کوبهای علوفه خشک کردنی:
واژه ساقه کوبی علوفه به شکل مختلفی ازتیمارعلوفه تازه دروشده درمزرعهگفته می شودکه به منظورسریع خشک کردن طبیعی انجام می گیرد.اگرقرارباشدبرای تهیه علوفه خشک علوفه درمزرعه خشک شودچندین روزممکن است لازم باشدتااثرخورشیدوباد رطوبت آن راتاحد 20% کاهش دهد.این عمل رامی توان بااستفاده ازساقه کوبهای علوفه سرعت بخشید.عمل ساقه کوبهای علوفه،ترک دادن،نرم کردن،له کردن،وپاره کردن ساقه های گیاه است.این عمل موجب خارج شدن سریع تررطوبت ازداخل ساقه هامی شود. وفرایندخشک کردن سریعترانجام می شود.
ساقه کوبی زمان موردنیازبرای خشک کردن علوفه درمزرعه راکاهش می دهددرنتیجه این عمل امکان بسته بندی علوفه قیل ازاینکه باران به ان خسارت برساندبیشترمی شود. ساقه کوبی بیشتربرعلوفه هایی که دارای ساقه های خشن وبرگدارهستندتاثیرمی گذارد. علوفه بقولات بخصوص برای ساقه کوبی مناسبند.زیرابرگ آن پس ازخشک کردن شکسته می شود.اماساقه کوبی علفهای ساقه نرم نیزممکن است مفیدواقع شود. بخصوص درجایی که امکان صدمه زدن هوابه علوفه ای که به طورطبیعی درحال خشک شدن است وجودداشته باشد.
تاثیرساقه کوبی درموقعی که ساقه هاعنوزبراثررطوبت متورم هستندبیشتراست.بدین منظورعلوفه باید15 تا30 دقیقه پس ازدرو شدن وقبل ازشروع پژمردگی ساقه کوبی شود.ساقه های پژمرده خیلی انعطاف پذیرند،به آسانی ترک نمی خوردندوبازنمی شوند.
انواع ساقه کوبها:
1- چین دهنده ها 2-له کن ها
شکل74.

ساختمان ساقه کوبها:
قسمتهای مهم یک ساقه کوب عبارتنداز:
1)محور اتصال تواندهی
2)جعبه دنده
3)زنجیره های محرک غلتکهای پائینی و بالائی
4)صفحه پف زا1
5)پوششهای نوار ساز 2
دروگر-ساقه کوبها :‌
دروگر-ساقه کوبها عمدتا در مزارع کوچک تا متوسط مورد استفاده قرار می گیرند زیرا قیمت آنها بسیار کمتر از نوارسازهای خودرو می باشد. دروگر-ساقه کوبها به منظور فراهم آوردن ساقه کوبی مؤثر به وسیله غلتکهای ساقه کوبی که هم عرض ماشین هستند طراحی می شوند . در بیشتر دروگر-ساقه کوبها از غلتکهای چین دهنده-له کن لاستیکی استفاده می شود .
برای بعضی از ماشینهای دروگر-ساقه کوب هم غلتکهای له کن و هم غلتکهای چین دهنده موجود است . بیشتر دروگر-ساقه کوبها از نوع کششی هستند اما انواع خودرو نیز موجود است .

(شکل 88)

ساختمان دروگر-ساقه کوبها
قسمتهای مهم یک دروگر-ساقه کوب کششی که به مالبند و محور تواندهی تراکتور متصل می شود عبارتند از :‌ دروگر ، چرخ و فلک ، غلتکهای ساقه کوب ، فنر شناور، پوششهای نوارساز ،‌ محور اتصال تواندهی ،‌شاسی اصلی ، مالبند(زبانه) و چرخها.

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله  36  صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید

دانلود مقاله تیریستور

اختصاصی از فی بوو دانلود مقاله تیریستور دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

تیریستور (یا یکسو کننده قابل کنترل p-n-p-n )
تیریستور یک وسیله نیمه هادی چهار لایه سه اتصالی با سه خروجی است و از لایه های نوع p و n سیلیکونی که به طور متناوب قرار گرفته اند ساخته شده اند .. ناحیه p انتهایی آند ، ناحیه n انتهای کاتد و ناحیه p داخلی دریچه یا گیت است . آند از طریق مدار به طور سری به کاتد وصل می شود . این وسیله اساساً یک کلید است و همواره تا زمانی که به پایانه های آند و دریچه ولتاژ مثبت مناسبی به کاتد اعمال نشده است در حالت قطع (حالت ولتاژ مسدود کننده ) باقی می ماند و امپدانس بینهایتی از خود نشان خواهد داد . در حالت وصل و عبور جریان بدون احتیاج به علامت (یا ولتاژ) بیشتری روی دریچه به عبور جریان ادامه خواهد داد . در این حالت به طور ایده آل هیچ امپدانسی در مسیر جریان از خود نشان نمی دهد . برای قطع کلید و یا برگرداندن تیریستور به حالت خاموشی بایستی روی دریچه علامت و یا ولتاژی نباشد و جریان در مسیر آند به کاتد به صفر تقلیل یابد . تیریستور عبور جریان را فقط در یک جهت امکان پذیر می سازد .
اگر به پایانه های تیریستور ولتاژ بایاس خارجی اعمال نشود ، حاملهای اکثریت در هر لایه تا زمانی که ولتاژ الکتروستاتیکی داخلی به وجود آمده از انتشار بیشتر حاملها جلوگیری کند ، منتشر می شوند . اما بعضی از حاملهای اکثریت انرژی کافی جهت عبور از سد تولید شده توسط میدان الکتریکی ترمزکن هر اتصال را دارد . این حاملها پس از عبور ، تبدیل به حاملهای اقلیت می شوند و می توانند با حاملهای اکثریت ترکیب شوند . حاملهای اقلیت هر لایه نیز می توانند توسط میدان الکتریکی ثابتی در هر یک از اتصالها شتابدار شوند ، ولی چون در این حالت (از خارج ولتاژی اعمال نمی شود) مدار خارجی وجود ندارد مجموع جریانهای حاملهای اقلیت و اکثریت بایستی صفر شود .
حال اگر یک ولتاژ بایاس با یک مدار خارجی برای حمل جریانهای داخلی منظور شود ، این جریان ها شامل قسمتهای زیر خواهند
بود.
جریان ناشی از :
1-عبور حاملهای اکثریت (حفره ها ) از اتصال
2-عبور حاملهای اقلیت از اتصال
3-حفره های تزریق شده به اتصال که از طریق ناحیه n اشاعه
می یابند اتصال را قطع می کند .
4-حاملهای اقلیت از اتصال که از طریق ناحیه n اشاعه یافته و از اتصال عبور کرده است . عیناً نیز از شش قسمت و از چهار قسمت تشکیل خواهد یافت .
برای تشریح اصول کار تیریستور از دو روش متشابه مدلهای دیودی و یا دو ترانزیستوری می توان استفاده کرد .

(الف) مدلهای دیودی تیریستور
تیریستور که یک نیمه هادی سه اتصالی ، شبیه سه دیودی است که به طور سری اتصال یافته اند . اگر دریچه بایاس نشود ولی به دو سر آند و کاتد ولتاژ بایاسی اعمال شود این ولتاژ هر قطبیتی که داشته باشد همواره حداقل یک اتصال معکوس بایاس شده ، وجود خواهد داشت تا از هدایت تیریستور جلوگیری کند .
اگر کاتد توسط ولتاژ منبع تغذیه (نسبت به آند ) منفی شود و دریچه نسبت به کاتد به طور مثبت بایاس شود لایه p دریچه توسط کاتد از الکترون لبریز می شود و خاصیت خودش را به عنوان لایه p از دست می دهد . در نتیجه تیریستور به دیود هدایتی معادلی تبدیل می شود .

(ب)مدل دو ترانزیستوری تیریستور
پولک p-n-p-n را می توان به صورت دو ترانزیستور با دو ناحیه پایه در نظر گرفت . کلکتور ترانزیستور n-p-n ، جریان محرکی برای پایه ترانزیستور p-n-p که جریان کلکتورش اضافه جریان دریچه به مثابه جریان محرک پایه ترانزیستور n-p-n است ، مهیا کند .
برای روشن کردن تریستور جریان دریچه به جزء خیلی حساس ترانزیستور n-p-n از اتصال p-n-p-n اعمال می شود . اولین ده درصد افزایش جریان آند ، در اصل جریان کلکتور ترانزیستور n-p-n است . پایه n ترانزیستور p-n-p توسط جریان کلکتور ترانزیستور n-p-n باردار می شود . در نتیجه فیدبک مثبتی توسط جریان کلکتور ترانزیستور p-n-p به منظور افزایش بارهای ایجاد شده در پایه p ترانزیستور n-p-n دایر می شود . به این ترتیب جریان تیریستور شروع به افزایش می کند ، به سرعت به مقدار اشباع می رسد و جریان تیریستور فقط توسط امپدانس بار محدود
می شود .
بهتر است به منظور تشریح مشخصه و خواص تیریستور حالتهای مختلف آن را (از نظر بایاس ) مورد بررسی قرار دهیم .

1-2-مشخصات تیریستور
برای اینکه بتوان وسیله های الکترونیکی را با کیفیت کافی مورد استفاده قرار داد و از آنها محافظت کرد بایستی مشخصات و خواص آنها کاملا معلوم شوند . مشخصات تیریستور را می توان با ملاحظه سه حالت مختلف اصلی این وسیله تعیین کرد :
1- شرایط بایاس معکوس
2- بایاس مستقیم و مسدود
3- بایاس مستقیم و هدایت
1-2-1-بایاس معکوس تیریستور (کاتد نسبت به آند مثبت)
در این حالت اتصالات اول و سوم به طور معکوس اتصال دوم به طور مستقیم بایاس می شوند و درست مثل یک اتصال p-n مقدار کمی جریان نشتی از کاتد به آند عبور خواهد کرد .
اعمال ولتاژ محرک مثبتی به دریچه تیریستور در حالی که آند هنوز منفی است سبب می شود که تیریستور رفتاری شبیه ترانزیستور داشته باشد و جریان معکوس نشتی آند تا مقدار قابل ملاحظه مقایسه ای با جریان دریچه افزایش یابد ، از این رهگذر اتلاف قدرت قابل ملاحظه ای در تیریستور وقوع خواهد یافت . زیاد گرم شدن اتصال می تواند سبب افسار گسیختگی حرارتی شود .
جریان آند با جریان اشباع معکوس اتصال اول به اضافه کسری از
جریان دریچه برابر است . جریان اشباع بستگی به درجه حرارت دارد . بنابراین بالا رفتن درجه حرارت اتصال باعث افزایش جریان اشباع می شود که آن نیز موجب گرم شدن بیشتر اتصال می شود . ولتاژ بیشینه دریچه در شرایط بایاس معکوس غالباً توسط سازندگان برای محدود کردن اثر حرارت معین می شود .
افزایش ولتاژ بایاس معکوس باعث پهن شدن لایه های تهی اتصالات اول و سوم می شود . اتصال اول معمولاً بخش اعظم ولتاژ آند به کاتد را مسدود می کند ، لذا منطقه تهی این اتصال غالباً پهن است . به خاطر اینکه ولتاژ مسیر سوراخ کنی توسط تماس لایه های تهی اتصالات و به وجود نیاید لایه n وسطی را کمی پهن می سازند .

1-3-2-تیریستور بایاس مستقیم و مسدود (آند نسبت به کاتد مثبت)
اتصالات اول و سوم بایاس مستقیم و اتصال دوم بایاس معکوس
می شود . جریان آند در خلال مدتی که یک اتصال p-n بایاس معکوس وجود دارد ، خیلی کم است و مقدارش برابر با جریان اشباع اتصال دوم به اضافه قسمتی از جریان دریچه است . جریان دریچه در طول این شیوه عمل با این که خودش بایستی کوچک باشد جریان آند را افزایش می دهد .

1-2-3-تیریستور بایاس مستقیم و هدایت
چهار روش برای روشن کردن تیریستور وجود دارد و به محض اینکه هدایت شروع شد امپدانس صفر در مسیر عبور جریان از خود نشان می دهد . همان طوری که از مشخصه کلی ولتاژ جریان یک تریستور ، در طول زمانی که تریستور هدایت می کند افت ولتاژ بین آند و کاتد در حدود 1 تا 5/1 ولت است و اصولاً مستقل از جریان آند است . چهار روش راه اندازی تیریستور وجود دارد : 1) فعال سازی نوری 2) علائم الکتریکی 3)ولتاژ بایاس مستقیم با دامنه زیاد و 4)ولتاژ بایاس مستقیم با میزان صعود سریع وجود دارد . روش دوم ، یعنی راه اندازی توسط علائم الکتریکی مهمترین و معمول ترین روش است ، در حالی که آخرین روش به علت طبیعت مزاحمی که دارد قابل اجتناب است .

(الف) روشن کردن توسط نور
یک شعاع نوری که از دریچه به سوی اتصال کاتد ، جهت داده
می شود ، می تواند انرژی کافی برای شکستن پیوندهای الکترونیکی در نیمه هادی را تولید و حاملهای اقلیت اضافی لازم جهت وصل کلید یا روشن کردن تریستور را مهیا کند .

(ب) روشن کردن توسط علائم الکتریکی اعمال شده به دریچه :
اگر تریستور در بایاس مستقیم قرار داشته باشد ، تزریق جریان به دریچه منجر به روشن شدن تریستور می گردد . این کار با اعمال پالس مثبت مناسب بین گیت و کاتد عملی خواهد شد . ، با افزایش جریان دریچه ، ولتاژ سد کنندگی مستقیم کاهش پیدا می کند .
تاخیر زمانی بین لحظه اعمال سیگنال به دریچه و لحظه هدایت تیریستور را زمان روشن شدن ton می نامیم . ton بنا به تعریف برابر است با فاصله زمانی بین لحظه ای که جریان دریچه 10% جربان حالت پایدار دریچه ( ) و جریان تیریستور 90% جریان حالت پایدار روشن شدن خود ( ) می رسد .
ton مجموع زمان تاخیر td و زمان صعود tr می باشد . td بنا به تعریف فاصله زمانی بین لحظاتی است که جریان دریچه به 10% مقدار نهایی خود و جریان حالت روشن تیریستور به 10 مقدار نهایی خود ( ) می رسد . ti نیز فاصله زمانی مورد نیاز است تا جریان آند از 10% جریان حالت روشن به 90% جریان حالت روشن برسد .

در طراحی مدار کنترل دریچه باید نکات زیر را رعایت کرد :
1-پس از روشن شدن تیریستور باید سیگنال دریچه را از روی دریچه برداریم ادامه اعمال سیگنال ، تلفات توان را در پیوند دریچه افزایش می دهد .
2-پهنای پالس دریچه tg باید طولانی تر از زمان رسیدن جریان آند به جریان نگهدارنده باشد . در عمل پهنای پالس دریچه را بیشتر از زمان روشن شدن تیریستور ton در نظر می گیرند .
اگر علامت دریچه قبل از اینکه جریان صعودی آند به جریان قفلی (به حداقل جریان لازم برای ادامه هدایت ) برسد به صفر تنزل یابد ، تیریستور دوباره خاموش خواهد شد . بلافاصله پس از آنکه جریان در آند از جریان قفلی تجاوز کرد تریستور تا زمانی که جریان آند از جریان نگهدارنده ، که کمتر از جریان قفلی است ، کمتر نشده است روشن خواهد ماند (این مساله پس زنی الکتریکی است) . در جریانهای بار کم ، به منظور اینکه در طول روشن بودن تیریستور متجاوز بودن جریان آن از جریان نگهدارنده تضمین شود ، ممکن است از یک مدار تخلیه خازنی یا مقاومت سالم ساز استفاده شود . جریان قفلی با جریانهای دریچه بزرگتر به آهستگی اضافه می شود .
در فاصله اولین روشن شدن تیریستور فقط سطح کوچکی در نزدیکی الکترود دریچه جریان آند را هدایت می کند به همین علت افزایش قابل ملاحظه ای جریان آند در مدتی کوتاه ، یعنی بزرگ ، قبل از گسترش هدایت در بین اتصال ممکن است سبب بالا رفتن حرارت موضعی به اندازه ای که کافی برای خسارت دیدن تیریستور است ، شود . این گرم شدگی بیشینه تغییرات را در طول روشن شدن بین 3 تا 30 آمپر بر میکروثانیه محدود می کند ، گرچه تیریستورهای مخصوص سریع ممکن است قابلیت تغییرات جریانی تا آمپر بر میکرو ثانیه را هم داشته باشند .یک سلف سری شده با آند تغییرات را کاهش می دهد و پس از انکه تریستور به هدایت کامل رسید ممکن است کاری کرد تا سلف به حد اشباع برسد و مقدار بیشتری تا جریان بار کامل داشته باشد . این سلف همچنین باعث کاهش تلفات روشن و خاموش شدن می شود . ولی قادر است سبب صعود ولتاژ گذاری معکوس ، که به نوبه خود مخرب است ، نیز شود . جریان دریچه بالاتر نیز به افزایش قابلیت ایستادگی آند در مقابل منجر می شود .
زمان ، شروع روشن شدن تریستور توسط ولتاژ پله ای اعمال شده به دریچه را معین می کند . دوره تاخیر زمانی بین پیشانی پالس دریچه و شروع افزایش سریع جریان آند است . بنابراین پالس دریچه بایستی حداقل دارای دوره ثانیه باشد . اتلاف قدرت در تیریستور در دوره ، به علت افزایش سریع جریان در روی یک سطح کوچک در حالی که افت ولتاژ هنوز قابل ملاحظه است بیشرین مقدار را خواهد داشت . دوره زمان گسترش رسانندگی است و نیز مدت زمانی است که افت ولتاژ در تیریستور به حالت پایدار می رسد .

(پ) روشن کردن با ولتاژ شکست
افزایش ولتاژ مستقیم آند به کاتد باعث افزایش پهنای منطقه تهی اتصال 2 و همچنین ازدیاد ولتاژ شتاب دهنده حاملهای اقلیت همان اتصال می شود . این حاملها با اتمهای ثابت برخورد می کنند و حاملهای اقلیت بیشتری را تا رسیدن به شکست بهمنی در اتصال به جلو می رانند . این شکست اتصل 2 رادر جهت مستقیم بایاس می کند ، و در این حالت جریان آند تنها توسط امپدانس بار مدار خارجی محدود می شود .
در ولتاژ شکست تیریستور از وضعیت ولتاژ زیاد در دو سر خود با جریان نشتی خیلی کم به وضعیت ولتاژ خیلی کم با جریان مستقیم زیاد تغییر مشخصه می دهد ، یعنی ، با ولتاژ تیریستور روشن
می شود .
اثرات سطحی پولک سیلیکونی احتمالاً لایه بار فضا را به طور موضعی
فشرده می سازد و ولتاژ قطع را کاهش می دهد . این پدیده معمولاً در اطراف سطح برونی پیوندگاه به طور غیریکنواخت اتفاق می افتد . در نتیجه ممکن است کل جریان بهمنی از طریق سطح کوچکی عبور کند و اتصال p-n در اثر گرمازدگی از بین برود . در ساختمان تیریستورهای ولتاژ بالا این نقیصه محیطی رایج است . کناره مناسب یا پخ بودن لبه پولکی جایی که انتشار اتصال سطح را قطع می کند ، ساخت و تولید تیریستورهای ولتاژ بالا و قابل اعتمادی را ممکن می سازد .
ولتاژ شکست از ولتاژ معکوس اسمی بیشتر است ، و این روش روشن کردن فقط برای دیودهای چهارلایه p-n-p-n مورد استفاده قرار می گیرد .

(ت) روشن کردن
میزان افزایش سریع ولتاژ مستقیم آند به کاتد سبب می شود که توسط خارنهای موجود بین آند - دریچه و دریچه - کاتد جریان گذرا در دریچه ایجاد شود . ابن تغییر سریع ولتاژ می تواند تیریستور را روشن کند ولی بایستی از آن اجتناب ورزید . تیریستورها محدودیتی از 20 الی 200 ولت بر میکرو ثانیه تغییرات ولتاژ بر حسب زمان در آند دارند ، با این تیریستور های ولتاژ بالای 1600 ولت با مقدار بیشتر از 500 ولت بر میکروثانیه وجود دارد که در آنها حساسیت دریچه کمتر است . عملاً مقدار برای کلید زنی با استفاده از یک مقاومت خارجی در مسیر دریچه به کاتد قابل افزایش است .

1-2-4-خاموش شدن تیریستور
خاموش شدن تیریستور به این معنی است که هدایت در جهت مستقیم قطع می شود و اعمال دوباره ولتاژ مثبت در آند بدون وجود علامت دریچه باعث عبور جریان نخواهد شد ، جا به جایی فرآیند خاموش شدن تیریستور است .
سه روش زیر برای قطع تیریستور وجود دارد که عبارتند از : جابجایی طبیعی ، خاموشی با بایاس معکوس و خاموشی دریچه .

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله   29 صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید

دانلود مقاله نساجی

اختصاصی از فی بوو دانلود مقاله نساجی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فصل اول:
رفتار کششی ابریشم عنکبوتی:
خلاصه: ابریشم عنکبوتی در سالهای اخیر مورد توجه محققین قرار گرفته است، ترکیب منحصر به فرد، استحکام کششی بالا به همراه کرنش گسیختگی بالا و وزن بسیار ناچیز در این نوع ابریشم توجه پژوهشگران را به خود جلب کرده است. از آنجا که پژوهش درباره ابریشم پیله عنکبوت با محدودیتهایی روبرو است، همواره ابریشم چسبنده و تارکشی مورد توجه بوده اند. در این پژوهش، به منظور توضیح رابطه ی ساختار با خواص ابریشم عنکبوت، رفتار تنش- کرنش ابریشم پیله و رفتار تنش- کرنش ابریشم تارکشی با هم سنجیده و مقایسه می شوند. همچنین در این مطالعه اثبات می شود که این دو نوع فیبر(الیاف) رفتار تنش- کرنشی کاملا متفاوت از خود نشان می دهند. علاوه بر این تاثیر سرعت آزمون هم مورد بررسی قرار می گیرد. سرعت های آزمون پایین در ابریشم پیله، موجب استحکام و سختی کمتر و مدول ثانویه ی بالاتر می شود. زمانی که منحنی تنش- کرنش(تنش با افزایش طول نسبی) بوسیله ی مدل پیشرفته(گسترده) ماکسول نمایش داده می شود. افزایش سرعت آزمون موجب بالاتر رفتن سطح ناحیه ی سخت شدن و حرکت ناحیه ی تسلیم به سمت کرنش های بالاتر شده، به طوری که ناحیه ی سخت شدن در منحنی تنش- کرنش بیشتر به حالت افقی در می آید. به هر حال می توان سرعت 20 mm/min را به عنوان نقطه اشباع در نظر گرفت، نقطه ای که در آنجا تاثیر سرعت کاهش می یابد. تاثیر سرعت آزمون بر روی ابریشم تارکشی نسبت به ابریشم پیله، به وضوح کمتر می باشد.

با این همه بررسی دقیق تر منحنی تنش- کرنش ابریشم تارکشی نشان می دهد که شکل های متفاوتی برای رفتار تنش- کرنش ابریشم تارکشی امکان پذیر می باشد.
کلمات کلیدی: ابریشم عنکوبت تارکشی، پیله، تنش- کرنش
1: مقدمه
از آنجا که ابرایشم عنکبوت، مخصوصا از نوع رشته تار کشی، الیافی است تا ترکیب بی مانند شامل استحکام کششی و کرنشی بالا و در عین حال وزن بسیار ناچیز، در سالهای اخیر توجه بیشتری را به خود جلب کرده است. در جدول 1-1 نام چندین نمونه ابریشم عنکبوت تولید شده از عنکبوت آرانوس دیادماتوس، به همراه اطلاعات مربوطه که شامل غدد ترشح کننده، عملکرد و ترکیب اسید آمینه آنها می باشد، ارائه شده است.
جدول 1-1 : انواع ابریشم عنکبوت آرانوس دیا دماتوس و عملکرد آنها.

عنکوبتها انواع ابریشم ها را از الیاف ارتجاعی برگشت پذیر گرفت تا الیافهای شبه کولار kevlar می سازند، اما این موضوع که چطور عنکوبتها خواص مکانیکی ابریشم ها را تنظیم می کنند هنوز مشخص نیست. بیشتر عنکبوتی که مورد بررسی قرار گرفته اند، ابریشم هایی هستند که از طریق غدد (MA) امپولیت بزرگ- ساخته می شوند و عنکبوت از انها برای تنیدن تار عنکبوت و تارکشی (عنکبوتی) (با قدرت استحکام Gpa 1/1 و کرنش گسیختگی 27 درصد) استفاده می کند. ابریشم فوق العاده دیگری که اغلب مورد بررسی قرار می گیرد ابریشم چسبنده (با قدرت استحکام Gpa 0.5 – کرنش گسیختگی 270 درصد) می باشد که توسط غدد شلاقی ترشح شده و مارپیچ چسبناک نگهدارنده در تار عنکبوت را تشکیل می دهد. تا کنون تعداد مقالاتی که درباره ابریشم پیله عنکبوت نوشته شده نسبتا محدود می باشد. در این مقاله مقایسه ای بین رفتار کششی ابریشم تارکشی و ابریشم پیله عنکبوت آرانوس دیادماتوس صورت گرفته است، چنین مقایسه ای در تشخیص رابطه بین خواص ابریشم عنکبوت ب ساختار آن موثر خواهد یود. علاوه بر این تاثیر سرعت آزمون هم مورد بحص و بررسی قرار می گیرد.
2- تفاوت ابریشم پیله و ابریشم تارکشی.
2-1 مواد و روشها
پنج پیله عنکبوت در آرانوس دیاماتوس از یک خانه باغی جمع آوری شده و از هر پیله یک صد الیاف بتدریج جدا شده و مورد آزمایش قرار گرفت.
برای تهیه ی نمونه های تارکشی آرانوس دیادماتوس، تعدادی عنکبوت در آزمایشگاه تحت شرایط کنترل شده نگهداری شوند و سی نمونه رشته تارکشی به طور دستی گرفته شد که از هر نمونه، ده لیف تهیه و بررسی شد. برای تجزیه و تحلیل خواص کششی الیاف پیله و رشته های تارکشی، روبات Favimat به کار گرفته شده است. این دستگاه یک شناساگر نیمه خودکار می باشد که فقط استحکام را اندازه گیری می کند و طبق اصل سرعت ثابت کشش (DIN 51221, DIN 53816, ISO 5079) کار می کند و کمک می کند تا نیرو با قدرت تفکیک بالا حدود 0.1mg اندازه گیری شود. به علاوه این وسیله به یک واحد تکمیلی سنجش دانسیته خطی (در واحد dtex) مجهز می باشد. که این خود امتیاز ممی (مخصوصا در مورد الیاف طبیعی) به حساب می آید زیرا میزان ظرافت الیاف را همزمان با خواص کششی آنها اندازه گیری می کند، اندازه گیری دانسیته خطی طبق متد ارتعاش سنج صورت می گیرد
(Astm D 1577-BISFA 1985).
به خاطر ظرافت فوق العاده ی رشته های تارکشی، متاسفانه اندازه گیری همزمان میزان ظرافت آنها، امکان پذیر نبود. میزان ظرافت تعدا کثیری از نمونه ها به وسیله تحلیل تصویری زیر میکروسکوپ نوری (در واحد mm) اندازه گیری شد و سپس مقادیر بدست آمده، با در نظر گرفتن ویژه 1/3 g/cm3، طبق روشی که در مقاله سوم آمده است، به واحد dtex تبدیل شدند. خواص کششی رشته های تارکشی با طول گیج mm20، سرعت آزمون mm/min 20 و کشش اولیه CN/dtex 0.5 مورد بررسی قرار گرفت. دانستیه خطی هم در سرعت آزمون mm/ min 5 و با کشش اولیه CN/dtex 0.8 ارزیابی شد.
2-2: بحث و بررسی نتایج
بعد از اینکه در شکل شماره 1-1 مشاهده می شود، ابریشم پیله رفتار تنش- کرنش کاملا متفاوتی از خود نشان می دهد. اگرچه کرنش گسیختگی در دو نوع ابریشم (÷ابریشم پیله و تارکشی) کم و بیش یکسان است (حدود ±%30 ) اما میزان سختی ابریشم تارکشی 5/3 برابر بیشتر می باشد.
همچنین قابل به ذکر است که در منحنی تنش- کرنش ابریشم پیله، یک نوعت رفتار لگاریتمی مشاهده می شود در حالی که در ابریشم تارکشی چنین چیزی صدق می کند. مقایسه اسید آمینه این دو نوع ابریشم عنکبوت، ممکن است نشان دهد که نسبت بالای glycine که مشخصه ابریشم تارکشی می باشد می تواند تا حدی این رفتار را توجیه کند. برای شناخت بهتر اسرار و رموز عنکبوتها، پژوهشهای بیشتری در زمینه ریز ساختار ابریشم عنکبوت باید صورت بگیرد.
شکل 1-1
شکل 1-1: رفتار تنش- کرنش ابریشم پیله و تارکشی عنکبوت آرانوس دیادماتوس
3. تاثیر سرعت آزمون برای تهیه ی نخ تارکشی و پیله
3-1. ابزار روشها
صدها عنکبوت آرانوس دیادماتوس در آزمایشگاه تحت شرایط کنترل شده نگهداری می شدند. پس چهار نوع پیله متفاوت به طور تصادفی جمع آوری شده و تخمها با دقت بسیاری از هر نمونه جدا گردید. برای هر آزمایش 50 لیف از هر پیله به تدریج و به آرامی کشیده شد.
نمونه های مختلفی از رشته تارکشی به طور دستی پیچیده شد. این نمونه ها از سه نوع عنکبوت مختلف انتخاب شده که برای هر آزمایش 50 لیف از آنها جدا گردیده است. در این پژوهش ها از آنجا که ارزیابی تاثیر سرعت آزمون برای ما حائز اهمیت بود، میزان ظرافت رشته های تارکشی اندازه گیری نشد، از این جهت مقادیر نیرو در واحد CN مورد بررسی قرار گرفته است. الیاف و فیلامنتها توسط روبات Favimat و در شرایطی با طول گیج mm 20 و کشش اولیه Cnldtex 0.5 و پنج سرعت متفاوت شامل: mm/min 40,30,20,10,5 مورد آزمایش و بررسی قرار گرفتند. آزمایش و بررسی رشته های تارکشی به خاطر کمبود مواد گرفته شده از یک عنکبوت در زمان آزمایش، فقط در سرعت های m/min 40m20m5 صورت گرفت. منحنی های تنش- کرنش برای هر کدام از پیله های تارکشی با پارامترهای زیر مشخص شده اند:
1- استحکام یا بارگسیختگی: نسبت نیروی گسیختگی نخ به میزان دانسیته خطی آن، در واحد CV/dtex
2- کرنش در نقطه پارگی: افزایش طول نمونه به وسیله ی نیروی گسیختگی، که به صورت درصدی از طول اولیه و با علامت درصد % مشخص می شود.
3- کار تا حد پارگی: ناحیه گرفته شده توسط منحنی نیرو- ازدیاد طول تا حدی که نیروی گسیختگی در واحد CN/ cm بدست آید. این شاخص میزان محکمی لیف را نشان می دهد.
4- مدول اولیه: به عنوان مدولی در دامنه ی تغییرات ارتجاعی نموداری که در آن تغییرات کرنشی هنوز برگشت پذیر می باشد، در واحد CN/dtex تعریف می شود. این شاخص از روی میزان شیب خط مستقیم اولیه در منحنی تنش- کرنش محاسبه می شود.
5- مدول ثانویه: به عنوان مدولی بین مقادیر کرنشی 10 تا 35 درصد که مشخصه ناحیه ی سخت شدن نسبتا خطی می باشد و در واحد CN/dtex تعریف می شود.
به منظور بحث و بررسی بهتر نتایج حاصله، مدل ماکسول جهت تشریح آزمون کششی مورد استفاده قرار می گیرد. در این مدل، الیاف توسط یک مدل همراه با عناصری که رفتار مکانیکی وابسته به زمان خاصی از خود برود می دهند نشان داده می شوند. برای مثال بوسیله ی ترکیبی از فنرها و استوانه های متعادل کننده، استوانه متعادل کننده رفتار و سیکوزی وابسته به زمان را نمایان می سازد. در ساده ترین مدل ماکسول رفتار الاستو- ویسکوز یک لیف (یا نخ) از طریق یک فنر (با کابت ارتجاعی E) و یک استوانه متعادل کننده (با ثابت مرطوب کنندگی یا گرانروی) که به طور متوالی قرار گرته اند توصیف می شود این رفتار از تساوی (معادله) زیر پیروی می کند: (در این تساوی ε مقدار کرنش و F نیرو را نشان می دهد.)

در مورد افزایش ثابت کرنش در زمان، می توان ε=rt فرض کرد که در آن r یک عدد ثابت می باشد، در این صورت تساوی اول به شکل زیر تبدیل می شود.

اگر به عنوان وضعیت آغازین F(o)=FV و FV فشار اولیه باشد راه حل زیر بدست می آید:

این فرمول را می توان این چنین نوشت:

پس از بررسی نتایج آزمایشی (تجربی) می توان چنین نتیجه گرفت که بازسازی مدل ماکسول از روی منحنی تنش- کرنش الیاف ابریشم پیله به طور کامل رضایت بخش نیست. ثابت شده است که یک مدل ماکسول پیشرفته، با افزودن یک فنر خطی (طولی) ، بازسازی بهتری از منحنی های تنش- کرنش ابریشم پیله ارائه می دهد. بنابراین معادله ای (1-4) را می توان به این صورت نوشت:

از طریق رگراسیون غیر خطی می توان منحنی های تنش- کرنش را بوسیله ی سه پارامتر C,B,A توصیف و طبقه بندی کرد. به همراه اطلاعات بدست آمده از منحنی های تنش- کرنش ابریشم پیله، که در بخش 2 مشخص شده است بیشتر اوقات یک همبستگی بالاتر از 90% با خطای نسبی کمتر از 1% مشاهده شده است. تاثیر سرعت آزمون هم بر اساس این پارامترها مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.
3-2: بحث و بررسی نتایج
3-2-1: تاثیر سرعت بر روی کرنش کسیختگی- سختی (استحکام)، کار تا سر حد پارگی، مدول اولیه و مدول ثانویه. اولین توصیفی که باید داده شود این است که همه ی پارامترها تغییرات بالایی را نشان می دهند. ارزش CV- (درصد ضریب تغییرات) کرنش گسیختگی و کار تا سر حد پارگی از 30% هم حتی فراتر می رود، این مقدار %CV برای مقادیر مدولی، در بیشتر موارد به 10 تا 15% محدود می شود و برای سختی معمولا بین 10 تا 15% بیشتر می باشد. تغییر پذیری بالا توسط محقق دیگری هم تایید می شود.

شکل 1-3: تاثیر سرعت بر پارامتر کار تا حد پارگی
شکل 1-2: تاثیر سرعت بر سختی

شکل 1-5: تاثیر سرعت بر مخدول ثانویه
شکل 1-4: تاثیر سرعت بر مدول اولیه

تجزیه و تحلیل کرنش گسیختگی نشان می دهد که سرعت آزمون بر روی آن تاثیر قابل توجهی ندارد. شکل های 2 تا 5 به ترتیب تاثیر سرعت را در میزان سختی، کار تا حد پارگی، مدول اولیه و مدول ثانویه نشان می دهند. می توان چنین یرداشت کرد که برای بیشتر پارامترها نمی توان به یک نتیجه گیری کلی که در مورد همه پیله ها قابل قبول باشد، دست یافت. در خصوص سختی، برای میاگین همه پیله ها، می توان نتیجه گرفت که میزان سختی با افزایش سرعت آزمون افزایش می یابد. علاوه بر این، همان طور که در شکل (1-6) مشاهده می شود، می توان بین دو پارامتر یک رابطه لگاریتمی قابل توجهی (R2=0/9797) بدست آورد.

شکل 1-7: رابطه بین مدول اولیه و سرعت
شکل 1-6: افزایش لگاریتمی سختی با افزایش سرعت
اگر همه ی پیله ها با هم در نظر گرفته شوند، مقدار مدول اولیه همان طور که در شکل 7 مشخص است، با افزایش سرعت آزمون تا سرعت 20 mm/min افزایش می یابد، اما بعد از این سرعت، با بالاتر رفتن سرعت آزمون، شاهد کاهش در میزان مدول اولیه می باشیم. این موضوع باعث تعجب است چرا که در مقالات و گزارشات افزایش مدول ارتجاعی نسبت به سرعت گزارش شده است. از آنجا که مدول اولیه با زیر ساختار یک لیف دارای هم بستگی می باشد، به قطر می رسد که هنگام تغییر شکل کششی چندین ساختاری نیز صورت می گیرد. ممکن است طی آزمون طولانی تر یا در یک سرعت آزمون پایین تر، احتمال وقوع چنین تغییراتی کمتر شود.
در پایان، در شکل 1-5 مشاهده می شود که مدول ثانویه و سپس مدول ناحیه ای سخت شدن با افزایش سرعت آزمون کاهش می یابد. این موضوع هنگام محاسبه ی میانگین ثانویه در سرعت های مختلف، توسط کاهش قابل توجه مدول ثانویه (R2=0/9637) نسبت به افزایش سرعت آزمون اثبات می شود. در دهنه های تارکشی، سرعت هیچ گونه تاثیر مهمی از نظر آماری بر کرنش گسیختگی، نیروی گسیختگی، کار تا سر حد پارگی یا مدول ثانویه (%10- 25) ندارد. فقط در مورد اولیه، مقدار مدول در سرعت 5mm/min نسبت به سرعت های mm/min 40 , 20 ، به طور قابل توجهی بالاتر می باشد. خلاصه اینکه، می توان نتیجه گرفت که تاثیر سرعت بر روی ابریشم تارکشی نسبت به ابریشم پیله کمتر است. با مطالعه ی دقیق تر منحنی های تنش- کرنش اشکال مختلفی از منحنی ها مشاهده می شود. (شکل 1-8) منحنی نوع اول در بیتر موارد منحنی می باشد که به طور مکرر اتفاق می افتد، گاهی اوقات دو گروه با شیب های اولیه ی مختلف مشاهده می شود. منحنی نوع دوم مشخصه ابریشم پیله عنکبوت می باشد. منحنی نوع سوم تقریبا یک منحنی خطی است، اما بندرت مشاهده می گردد. هنوز دلایل پیدایش انواع منحنی ها مشخص نیست. و باید بیشتر مورد بررسی قرار گیرد.

شکل 1- 8: سه نوع منحنی تنش- کرنش ابریشم تارکشی
3- 2- 2: پارامترهای C,B,A در مدل پیشرفته ماکسول
در شکل های 9 و 10 و 11 تاثیر سرعت بر روی پارامترهای C,B,A در مدل پیشرفته ماکسول برای پیله ها همان طور که در معادله 1-5 مشاهده می شود، نشان می دهد.

شکل 1-9: تاثیر سرعت آزمون بر روی پارامتر A در مدل پیشرفته ماکسول
همان طور که در شکل شماره9 مشاهده می شود، مقدار پارامتر A با افزایش سرعت آزمون به طور لگاریتمی افزایش می یابد. تغییر پارامتر A موجب تشکیل یک منحنی با سطح ماکزیممی بالاتر از ناحیه ی سخت کننده (که یک بخش نسبتا افقی است.) می گردد. که این خود با نتایج بدست آمده در مورد سختی مطابقت می کند. علاوه بر این، پارامتر A باعث تغییر مدول اولیه می شود. در این خصوص باید به این نکته توجه کرد که تاثیر افزایشی (صعودی) پارامتر A با سرعت های بالاتر از mm/min 20 به حداقل می رسد. با این وجود به نظر نمی رسد، به اندازه ای که در مدول اولیه مشاهده می شود، کاهش یابد.

شکل 1-10: تاثیر سرعت آزمون روی پارامتر B در مدل پیشرفته ماکسول
پارامتر B با افزایش سرعت به طور قابل توجهی کاهش می یابد. مقدار پارامتر B شکل ناحیه ی تسلیم را نشان می دهد.
هنگامی که مقدار ناحیه ی B کاهش می یابد، ناحیه ی تسلیم به سمت کرنش های بالاتر حرکت می کند و در نتیجه مدول اولیه هم کاهش می یابد.

شکل 1-11: تاثیر سرعت آزمون بر پارامتر c در مدل ماکسول
پارامتر c هم با افزایش سرعت آزمون به طور لگاریتمی کاهش می یابد. اینجا نیز باید اضافه کرد که تاثیر سرعت روی پارامتر در سرعت های بالاتر از mm/min 20 کمتر می شود. افزایش مقدار c در تساوی (1-5) موجب شیب تندتر و در نتیجه مدول ثانویه بالاتر می گردد. تاثیر سرعت روی پارامتر c کم و بیش با نتایج بدست آمده برای مدول ثانویه مطابقت دارد.
نتیجه گیری: اول از همه می توان نتیجه گرفت که ابریشم پیله رفتار تنش- کرنشی کاملا متفاوت نسبت به ابریشم تاکرشی از خود نشان می دهد. هرچند کرنش گسیختگی، کم و بیش یکسان می باشند با مشاهده تاثیر سرعت آزمون مشخص شده است که در سرعت های آزمون پایین، میزان سختی، کار تا حد پارگی، استحکام وسختی کمتر می شود. در حالی که میزان مدول ثانویه در سرعت های آزمون پایین نسبت به میزان آن در سرعت های آزمون بالا بیشتر می شود. یک نوع نقطه گسیختگی در سرعت آزمون mm/min 20 روی می دهد. این امر را می توان این گونه توجیحه کرد که در خلال آزمایش، به علت تغییراتی در ساختار تعداد مشخصی تغییر شکل پلاستیک یا غیر قابل بازگشت در سرعت های پایین اتفاق می افتد در حالی که سرعت های آزمون بالا چنین اتفاقی روی نمی دهد. وقتی منحنی تنش- کرنش ابریشم پیله توسط مدل ماکسول بررسی می شود، سرعت های آزمون بیشتر موجب سطح بالا تر ناحیه سخت کنندگی، حرکت ناحیه تسلیم به سمت مقادیر کرنشی بالاتر، و رفتار افقی تر ناحیه سخت کنندگی می شود.
فصل دوم: کاهش پرز نخ در طی مرحله نخ پیچی بوسیله ی جت ها (جریانهای یع): بهینه سازی پارامترهای جت، دانستیه خطی نخ و سرعت نخ پیچی
خلاصه: نظر به اینکه سرعت تولید در مرحله نخ پیچی بسیار بالا می باشد و این فرآیند خود باعث افزایش پرز نخ می شود. کاهش پرز نخ طی مرحله نخ پیچی از طریق جت های رویکردی جدید می باشد. برای اصلاح و بهینه سازی جت، دانسیته خطی نخ و سرعت نخ پیچی، روش طرح کارخانه ای Behnken , Box به کار گرفته می شود تا از میزان پرز نخ کاسته شده و پرز نخ به حداقل برسد. برای اینکه نتیجه ی مطلوب بصورت کاهش پرز حاصل شود، زاویه جت ˚45، و قطر جت mm 2/2 به همراه 10 تکس نخ و سرعت نخ پچی m/min 800 مناسب می باشد.
یک مدل CFD به منظور نمایش الگوی جریان هوای داخل جت بوسیله ی نرم افزار Fluent 6.1 توسعه یافته است. سرعت اولیه هوا در اطراف مرکز جت حاصل تاثیر گذاری در پیچش و پوشاندن پرز روی نخ می باشد.
کلمات کلیدی: طرح کارخانه ای، نخ پیچی جت، مقادیر S3، نمایش (بازاسازی)، چرخش
مقدمه:
افزایش پرز نخ هنگام نخ پیچی یک پدیده آشنا و شناخته شده می باشد. از آنجایی که ماشینهای نخ پیچی تجاری با سرعت بالا کار می کنند، هر گونه روشی برای ماهش پرز نخ در مرحله ی نخ پیچی نه تنها هزینه تولید را در جریان پایین کاهش می دهد بلکه پارچه هایی با کیفیت عالی هم تولید می کند. گزارشات بسیار محدودی در مورد کاهش پرز نخ بوسیله جت های هوا در مرحله ی نخ پیچی منتشر شده است، در این مقالات، نخ تابیده ابتدا ما سوره تبدیل شده و سپس تحت عملیات جریان جت قرار می گیرد. در نوشته هایی که در این زمینه منتشر شده است هیچ گونه مطلبی در مورد نمایش جریان هوای داخل جت که در توصیف مکانیزم کاهش پرز نقشی اساسی دارد، به چشم نمی خورد. یک سیستم جت جدید که طبق اصلی تابیدن مجازی کار می کند تولید شده است تا میزان پرز نخ ها را طی عملیات اولیه نخ پیچی کاهش دهد. در تحقیق حاضر، جت های هوا طوری قرار داده شده اند که مسیر محوری جریان هوا در امتداد مسیر حرکت نخ باشد. یک مدل FCD تولید شده است که به کمک نرم افزار 6.1 Fuentمی تواند الگوی جریان هوای داخل جت ها را نمایش دهد و مسأله ی میدان سه بعدی جریان را هم حل نماید. در این پژوهش تلاشی صورت گرفته است تا با استفاده از طرح کارخانه ای Behnken و Box پارامترهای مختلف جت از قبیل، زاویه جت، قطر جت، دانستیه خطی نخ و سرعت نخ پیچی را به حد مطلوب برساند.
کار آزمایشگاهی:
برای ایجاد حرکت چرخشی هوای درون جت، چهار سوراخ هوا با قطر mm 0.4 در جت به طور مماس با دیواره های داخلی آن تعبیه می شود. فشار هوای جریان های جت روی 0.9 بار باقی می ماند. جریان هوای داخل جت ها در امتداد حرکت نخ می باشد و در فاصله ی cm10 بالای پایه ی نگهدارنده بالن براکت نخ پیچی قرار می گیرد. خود جت در محفظه ی جت جای می گیرد. تامین هوای فشرده جت از طریق لوله ای که مجهز به یک شیر تنظیم (کنترل کننده فشار) و یک فیلتر هوا می باشد، صورت می گیرد. یک بدنه (چارچوب) هم ساخته شده است تا جت بر روی آن نصب شود. در شکل 2-1 شماری جلویی جت نشان داده می شود.

شکل 2- 1: نمای جلویی جت به همراه محفظه
در این مطالعه، از نخ های پنبه ای حلاجی شده با تاب z، استفاده شده است. برای بررسی دو نوع آزمایش انجام گرفته است. آزمایش های نوع اول، با زوایه های جت 40 و 45 و 50 درجه و قطر ثابت کانال نخ mm 2.2 انجام شد. آزمایش دوم با قطرهای کانال نخ mm 2.6, 2.2 , 1.8 و زاویه جت ثابت 40 درجه انجام گرفت. در هر دو آزمایش، نخ های تابیده شده از نوع رینگ با دانسته های خطی 10 و 20 و 30 تکس و سرعت های نخ پیچی m/min 1200 , 1000 , 800 مورد استفاده قرار گرفت. سر سطح نشانه گذاری شده ی متغیرها در جدول 2-1 نشان داده شده است.
جدول 2-1: سطح نشانه دار مطابق با سطح واقعی متغیرها

میزان پرز نخ ها توسط شناساگر پرز Zweugle G 566 آزمایش و بررسی شد. در هر نمونه روی 800 متر نخ آزمایشاتی از نظر میزان پرز نخ در سرعت m/min 50 صورت گرفت که نمونه ها در شرایط آزمایشی استاندارد به مدت 24 ساعت قبل از آزمایش، نگهداری می شوند.
روش بازسای (نمایش):
در این بررسی، جریان هوا درون جت ها بازسازی شده است، همچنین از مجموعه ی تحلیلی جریان شماره یعنی 6.1 fluent ، که با به کارگیری شیوه ی حجم محدود به بازسازی جریان می پردازد، استفاده شده است در جت ها جریان دارای تلاطم می باشد. از این رو مدل استاندارد k-ε، تلاطم به همراه عملکردهای استاندارد دیواره به کار گرفته شده اند. چنین فرض شده است که جریان درون محفظه بر روی نخ تاثیر می گذارد، اما وجود نخ روی الگوی جریان هیچ گونه تأثیری ندارد، پس بنابراین نخ به عنوان نمونه در نظر گرفته نشده است. مقایسه سرعت ها و فشار بالای هوا به همراه حجم بسیار کم نخ با آنچه در محفظه جت می باشد، این فرضیه را ثابت می کند. در آرایش کنونی، جداره های ورودی هوا به عنوان «ورودی فشار» در حالیکه جداره های خروجی به عنوان «خروجی فشار» در نظر گرفته می شوند. از آنجا که سرعت زیاد جریان هوا خود یک منبع گرمایشی می باشد که دمای جت ها را از افزایش خواهد داد، بنابراین جریانهای جت خیلی کوتاه هستند و فرآیند در یک زمان بسیار کوتاه انجام می گیرد. به طور خلاصه، این فرآیند به صورت ادیاباتیک (یک فرآیندی درو) در نظر گرفته می شود که در آن هیچ گونه انتقال گرمایی از طریق جداره ها صورت نمی گیرد. نمونه جریان به کار رفته، جریان هوای تراکم پذیر ویسکوز می باشد.
بحث و بررسی نتایج:
طرح Behnken و Box برای سه متغیر در سه سطح همراه با مقادیر S3 (یعنی تعداد پرزهایی با طول 3 میلی متر بالاتر که از نخ بیرون می زنند) در جدول 2-2 مشاهده می شود. در جدول 2-3 هم، معادله ی سطح پاسخ برای مقادیر S3 به همراه مربع ضریب همبستگی بین مقادیر محاسبه شده و تجربی که از معادلات سطح پاسخ بدست امده است، آورده شده است. در بخش های بعدی، چندین خط همتراز گزینشی از رویکرد طرح کارخانه ای ارائه می شود.
- تأثیر زاویه جت، دانسیته خطی نخ و سرعت نخ پیچی روی مقادیر S3
شکل 2-2 تاثیر دانسیته ی خطی نخ و سرعت نخ پیچی روی مقادیر S3 در یک جت با زوایه ی ˚45 درجه را نشان می دهد. با افزایش دانسیته خطی نخ، مقادیر S3 نیز افزایش می یابد. این موضوع را این گونه می توان توجیه کرد که با افزایش دانسیته خطی نخ، تعداد الیاف در مقطع عرضی نخ افزایش می یابد، بنابراین تعداد زیادتری سر لیف موجود می باشد، که به ترتیب موجب افزایش تعداد الیاف کناری بیشتر می گردد. این الیاف می توانند مثل پرز به آسانی بیرون بزنند، چرا که طی مرحله ی ریسندگی از نوع رینگ، نقطه همگرایی نخ آنها را جذب نمی کند. مقادیر S3 با افزایش سرعت نخ پیچی هم افزایش می یابد، این امر به این دلیل رخ می دهد که در سرعت بالای نخ پیچی، اصطکاک زیاد نخ ها با قطعات ماشین قرقره ای شیاردار، خود موجب افزایش پرز می شود. بعلاوه، در مرحله نخ پیچی با سرعت بالا در مقایسه با نخ پیچی با سرعت کم، نیروها مقاومت هوای بیشتری بر نخ اعمال می شوند. تأثیر توأمان دانسیته خطی نخ و سرعت نخ پیچی روی مقادیر S3 نشان می دهد که پایین ترین تکس نخ و کمترین سرعت نخ پیچی موجب می شود تا سطح مطلوب به صورت کاهش پرز خ حاصل شود.
جدول 2-2: طرح Behnken و Box برای سه متغیر و مقادیر S3

جدول 3-2: معادلات سطح پاسخ برای پارامترهای متفاوت.

شکل 2-2: تأثیر دانسیته خطی و سرعت نخ پیچی بر مقادیر S3 برای جتی با زاویه 45 درجه
در شکل شماره 2-3 تأثیر زوایه ی جت و دانسیته ی خطی نخ روی مقادیر S3 در سرعت نخ پیچی برابر با m/min 1000 نشان داده شده است. از بین خطوط همتراز بالا، بهترین نتیجه بین سطح 0.5 تا 0.0 در زوایه (تقریبا 44 درجه) مشاهده می شود که بعد از آن سطح 0/1- (در زوایه جت 40 درجه) قرار دارد و بدترین نتیجه به سطح 0/1+ (زاویه جت 50 درجه) مربوط می شود. برای توضیح این نتایج از مدل CFD کمک گرفته شده است. سرعت های محوری هوای جت در زوایه ی 45 درجه با نمونه ی بعدی جت در زوایه ی 40 درجه مقایسه شده اند.

شکل 2-3: تاثیر زوایه جت و تکس نخ بر مقادیر S3 در سرعت نخ پیچی m/min1000

شکل 2-4: خطوط همتراز سرعت های محوری هوای (m/s) جت ها در (a) – زاویه 45 درجه- (b) mm 2/2- 40 درجه mm 2/2
با در نظر گرفتن دستگاه مختصات جت، قسمت های a و b شکل 4 نشان می دهد که جت در امتداد محور طولی به ده قسمت مساوی تقسیم شده است. نخ در مرکز این بخش های جدا شده قرار می گیرد. در خصوص جت با زوایه 45 درجه سرعت های محوری هوایی که در سرتاسر جت، یعنی از بخش های بالایی جت گرفته تا بخش های پایینی، بر نخ اعمال شده، از این قرار هستند، m/s 137,182,152,137,122,76,46,30,15 میانگین سرعت محوری هوا در جت با زوایه 45 درجه 91 متر بر ثانیه (m/s) می باشد. بر همین نحو، سرعت های محوری هوا که در شکل 4-2-b نشان داده شده اند، در صورتی که زاویه جت 40 درجه باشد، عبارتند از: 16 و 16 و 32 و 63 و 111 و 111 و 142 و 147 و 142 متر بر ثانیه. میانگین سرعت محوری هوا در جتی با زاویه 40 درجه، 84 متر بر ثانیه است. 

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله   51 صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید

دانلود مقاله

اختصاصی از فی بوو دانلود مقاله دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

آینه چگونه اختراع شد؟ کدام مخترع اندیشه ساخت آن را در سر پرورانید؟ چه کسی برای اولین بار خود را در آینه دید؟

اینها سوالاتی است که شاید هرگز جواب واقعی و قاطع برای آنها نتوان یافت ، زیرا به دورانی از زندگی بشر بر می گردد که ثبت و ضبط وقایع امکان نداشته است ، یا اگر هم امکان داشته با گذشت زمان از میان رفته است .
احتمال می رود که انسان برای اولین بار آینه را در طبیعت کشف کرده باشد . سطح یک آبگیر آرام ، تصویر را همچون آینه منعکس می کند و در زبان فارسی واژة «آبگینه» یا «آب‌گونه» که ریشة آئینه و‌آینه است ، بخوبی دلالت بر این معنی دارد . کاوشهای باستان شناسان نشان می دهد که در مصر باستان ، در عصری که از پنج هزار سال پیش هم فراتر می رود ، آینه وجود داشته و نمونه هایی از آن در قبور فراعنه به دست آمده است . در تمدن کهن جزیرة کرت ، معروف به تمدن «مینوسی» که قدمتش از 4500 سال پیش در می گذرد ، زنان چنان اهمیتی برای آینه قائل بودند که آن را در تابوت خود قرار می دادند تا پس از مرگ هم به خیال خود از تماشای نقش خویشتن
محروم نمانند!
در آن دوران کهن هنوز شیشه اختراع نشده بود و آینه ها از مس و مفرغ به صورت ورقه های کاملاً صیقلی ساخته می شد و دسته هایی داشت که با نقوش جالب و زیبا تزئین شده بود . از حفریات باستان شناسی در یونان و ایتالیا و نقاط مختلف خاورمیانه نمونه های بسیاری از این آینه های فلزی کهن به دست آمده است که نشانگر رواج عام آینه در آن عصر است .

از آینه های فلزی تا شیشه ای
از میان اقوام کهن ، قوم «اتروسک» که زمانی در آسیای صغیر می زیستند و سپس به ایتالیا مهاجرت کردند ، در ساخت آینه های برنزی منقوش ، با دسته‌ها و قاب های نفیس و پرنقش و نگار ، چیره دستی خاصی داشتند و چنانکه از پژوهشهای باستان شناسان بر می آید ، نزد زنان این قوم آینه دارای ارزشی بیش از طلا و جواهر بود . برعکس در میان قوم «مایا» که قبل از کشف قارة آمریکا توسط کریستف کلمب تمدن کهنسالی در آمریکای مرکزی بنیان نهاده بودند ، داشتن آینه یک امتیاز خاص مردان به شمار‌می‌آمد و هر مرد «مایا» می بایست همواره و همه جا آینه ای همراه خود داشته باشد.
در قرون وسطی آینه های فولادی که صیقلی تر و شفاف تر از انواع مسی و مفرغ و برنزی آن بود رواج فراوان یافت و قرنها مورد استفاده قرار گرفت ، تا اینکه ناگهان تحولی پیش آمد و کاربرد شیشه در ساخت آینه کشف شد . زمان این تحول در اروپا قرن 12 میلادی است و اولین آینه های شیشه ای عبارت بودند از صفحه‌ای شیشه‌ای که پشت آن با ورقة نازکی از سرب اندود شده بود اما ظاهراً این تکنیک اختراع اروپائیان نیست و باید زادگاه آن را در چین و هند و یا به احتمال قوی در خاورمیانه جستجو کرد . در قرن دوازدهم علوم و صنایع در سرزمینهای پهناور اسلامی به اوج ترقی رسیده بود . از آن جمله اخترشناسی ، پزشکی ، ریاضیات ، کاغذسازی ، شیشه‌‌گری و بلورسازی . بنابراین اختراع آئینه شیشه ای هم می تواند ابتدا در همین منطقه صورت گرفته و سپس به اروپا راه یافته باشد .
بهرحال در قرن بعد آینه باز هم جهش تازه ای به جلو برداشت و به جای ورقة سرب که در پشت شیشة آینه می اندودند ، از مخلوط قلع و جیوه استفاده کردند که به مراتب بر قدرت بازتاب و شفافیت آینه افزود و این گونه آینه را می توان جد آینه های کنونی به شمار‌آورد .

رقابت بر سر بازار آینه
در قرون بعد آینه سازی و شیشه گری و بلورسازی بتدریج به مراحل تولید صنعتی دست یافتند و کارگاههای کوچک ساخت آنها به کارخانه های بزرگ مبدل شدند . شهر «نورنبرگ» در آلمان اولین مرکزی بود که در اروپا در ساخت آینه و شیشه تخصص و شهرت یافت و سپس شهر معروف «ونیز» در شمال ایتالیا در این زمینه بلندآوازه شد .
در قرون 15 و 16 میلادی ، کارگاهها و کارخانه های متعددی برای ساخت انواع آینه و شیشه و اشیاء بلورین در «ونیز‌» به وجود آمد و صنعتگران چیره دست این شهر ، با نوآوریها و ابتکارات جالبی که در این زمینه از خود نشان دادند ، شهرتی در سراسر اروپا بهم زدند و نه فقط بازارهای اروپا را قبضه کردند ، بلکه صادرات محصولاتشان به سایر قاره ها و کشورهای جهان نیز رونق یافت . حتی امروز هم صنایع کریستال سازی ونیز شهرت جهانی دارد .
لوئی چهاردهم ، پادشاه معروف فرانسه در قرن هفدهم درصدد مقابله با این شهرت انحصاری «ونیز» برآمد و کارخانه «سن گوبن» را برای ساخت شیشه و آینه احداث کرد که اگرچه موفقیتی یافت ، اما به اعتبار صنایع ونیزی لطمه‌ای نزد . در این میان یک انگلیسی در سال 1751 موفق به نوآوری جالبی در صنایع‌آینه سازی شد و آن اینکه به جای استفاده از مخلوط قلع و جیوه برای اندودن پشت شیشه آینه ، از مخلوط قلع و نقره بهره جست . این تغییر از این نظر اهمیت داشت که کاربرد جیوه به خاطر سمی بودن این فلز مایع متضمن خطراتی بود ، در حالیکه استفاده از نقره احتمال هر گونه خطری را از میان می برد و این تکنیک تازه به زودی در همه جا رواج یافت .

کاربردهای علمی آینه
اختراع آینه و تحول و تکامل تدریجی آن نباید در حد یک ابزار شخصی و تزئینی و به منظور دیدن چهره خود تلقی شود ، بلکه این اختراع از قرنها پیش کاربرد علمی داشته و اکنون این کاربرد بسیار گسترش یافته است .
دانشمندان یونان باستان به خواص آینه های کوژ و کاو (محدب و مقعر) آشنائی داشتند و نمونه هایی از این گونه آینه ها که با متمرکز کردن نور خورشید می توانست موادی را به آتش بکشد ساخته بودند . مورخان متعدد رومی نقل کرده اند که «ارشمیدس» دانشمند و مخترع معروف باستانی در قرن سوم پیش از میلاد ، شبکه‌ای از آینه های مخصوص اختراع کرده بود که هنگام حملة کشتی های «مارسلیوس» فرمانروای مهاجم رومی به شهر «سیراکوز» (موطن ارشمیدس) با متمرکز کردن نور تشدید یافته خورشید روی بادبانها و بدنة کشتی ها، آنها را به آتش می کشید و به قعر دریا روانه می ساخت. همچنین این دانشمند نابغه منجنیق های خاصی اختراع کرده بود که سنگهای عظیم را به سوی کشتیها پرتاب می کردند و باعث غرق آنها می شدند و بدین گونه شهر کوچک «سیراکوز» مدت سه سال در برابر تهاجم عظیم رومیان پایداری کرد و سرانجام فرمانده رومی با یک حمله غافلگیرانه در شب موفق به تصرف این بندر گردید که ضمن آن ارشمیدس نیز به قتل رسید.
اگرچه این ماجرا به متحاوز از 2000 سال پیش مربوط است، اما همین تکنیک متمرکز کردن نور خورشید توسط آینه های کاو، امروزه در انواع اجاقها و کوره های آفتابی مورد استفاده قرار دارد و پیش بینی می شود که با توسعه و تکمیل این سیستم، در قرن بیست و یکم بخش عمده ای از انرژی مورد لزوم بشر، از اشعة خورشید تأمین شود.
علاوه بر این، در تکنیک های پیچیدة هواپیمائی در سیستم های رادار، انواع میکروسکپ و در بسیاری دیگر از وسایل و ابزارهای پیشرفته کنونی، انواع آینه نقش حساسی به عهده دارند که یکی از مهمترین آنها استفاده از آینه های
بسیار عظیم و دقیق در تلسکوپ های جدید است.

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله 12   صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید