Yatay Eksenli Çamaşır Makinalarında Dinamik Modelleme Ve Titreşim Davranışının Genetik Algoritma İle Optimizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, çamaşır makinesinin titreşim davranışına katlıda bulunan parçalar açıklanmış ve yatay eksenli çamaşır makinesinin dinamik davranışının benzetimi için basit bir matematik model geliştirilmiştir. Oluşturulan matematiksel modeli doğrulamak amaçlı gerçek çamaşır makinesi üzerinde ölçümler gerçekleştirilmiştir. Bu ölçülen sinyallerin işlenmesi gerçekleştirilmiştir. Titreşim genliklerinin minimizasyonu amacıyla optimizasyon metodlarının üzerinden geçilmiş ve aralarından genetik algoritmalı optimizasyon yöntemi seçilmiştir. Genetik algoritmanın temellerinden bahsedilerek, çamaşır makinesi titreşim problemine uyarlanabilecek genetik algoritma geliştirilmiştir. Optimizasyonu gerçekleştirmek için üç farklı uygunluk fonksiyonu yazılmıştır. Birincisi hareketli parçaların azami yer değiştirmesi ile ilgilenmiştir. İkinci fonksiyon, kararlı rejimdeki titreşim genliklerini minimize etmeye çalışmıştır. Üçüncü fonksiyon ise, hem geçici rejim hem de kararlı rejimdeki titreşim genlikleriyle ilgilenmiştir. Sonuçlar hem birbirleriyle hem de bu çalışma içinde geliştirilen matematiksel model ile karşılaştırılmıştır. Bu çalışmada, basit bir matematiksel model ve bu model üzerinden genetik algoritmalı optimizasyonun tasarım sürecine uyarlanabilirliği konsepti kanıtlanmaya çalışılmıştır.

In this study, all the parts contributing vibration behavior are explained and simple mathematical model is developed to predict dynamic behavior of horizontal axis washing machine. Measurements are conducted on real washing machine, in order to validate the mathematical model. Signal processing of measured signals are described. For minimization of vibration amplitudes, a design vector is defined comprising the parameters of the washing machine. Optimization algorithms, for selecting optimum design vector, are reviewed and genetic algorithm is selected amongst them. Fundamentals of genetic algorithm are explained and a suitable algorithm for this study is developed. Three different fitness functions are generated focusing on different characteristics such as, maximum displacement of moving parts, steady-state vibrations and both transient and steady-state vibrations. For each fitness function, genetic algorithm is run and results are compared both with each other and with the mathematical model developed in this study. In this study, the main objective is to prove a concept that a simple mathematical model and genetic algorithm implementation can be involved to washing machine design process easily and effectively.