Optimización

Optimización

Palabras clave

  • toda la geometría
  • una sola función
  • múltiples parámetros
  • optimización condiciones marco
  • functión o trayectoria de un nodo
  • masa, rigidez
  • posición de masa
  • valor máximo, RMS, promedio

El módulo de optimización de SAM Profesional ofrece optimización restricciones de funciones únicas con múltiples parámetros, basadas en una mezcla de algoritmos y técnicas Simplex. Las restricciones se tratan por el tratamiento de cada violación de una restricción como una pena que se agrega a la original función de costos. El software ofrece la opción de definir expresiones propias del conjunto estándar de los resultados mediante un analizador fórmula avanzado. Esta opción también se utiliza para definir y añadir las sanciones.

Tomando el diseño/topología inicial como punto de partida uno puede por ejemplo, mejorar posteriormente la calidad en la cual la trayectoria del punto acoplador es igual a la trayectoria objetivo cambiando la geometría del mecanismo dentro de los rangos predefinidos. O uno puede minimizar el valor pico o RMS del par motor de un mecanismo, agregando una masa de compensación y dejando que SAM determine el valor óptimo de la masa y su posición dentro del rango permitido. Sólo en el caso de la optimización de la trayectoria, uno puede también especificar una función de referencia y minimizar la diferencia entre la actual y la función de referencia. Cuando se está diseñando por ejemplo, equipos para desarrollo físico uno está buscando generalmente una fuerza predefinida como función de desplazamiento.


El objetivo de la optimización puede ser la minimización o maximización de una variedad de
propiedades (pico, RMS, promedio, ...) o de la diferencia entre el comportamiento actual y objetivo de un
mecanismo, tales como:

  • Trayectoria de un nodo (con o sin cronometraje prescrito)  
  • Cualquier cantidad de movimiento o fuerza (como función del tiempo u otra cantidad)

SAM busca lo óptimo para modificar las siguientes propiedades dentro de los rangos definidos por el usuario:

  • Geometría del mecanismo
  • Propiedades del Elemento, tales como masa, constante del muelle, proporción de la transmisión, ...

El proceso de optimización en SAM se basa en un método de dos pasos compuestos por:

  • Exploración del área del diseño
  • Optimización de una solución específica

Primero, el área completa de parámetros se explora globalmente usando una combinación de una técnica pura Monte-Carlo y la conocida como Algoritmo Evolutivo, la cual es una técnica de optimización derivada de la Optimización Genética. La lista de los mejores de tal exploración global se muestra en el cuadro de lista Explorar, el cual muestra el valor de la función de optimización y los parámetros correspondientes. El elemento con la mejor propiedad se ubica en la parte superior.

Luego, el diseñador puede seleccionar uno de los resultados de la Ventana del Explorador y empieza una optimización local. Esta búsqueda local puede basarse ya sea en la técnica Simplex o en el Algoritmo Evolutivo con un rango de parámetros menor centrado alrededor de la solución seleccionada.

La combinación de una estrategia global de exploración y de estrategia de optimización local (con el diseñador en el bucle para seleccionar el mecanismo que se optimiza posteriormente) pretende dar la mejor compensación entre la velocidad y el alcance del área del diseño. Junto a este método controlado por el usuario, puede seleccionarse un método completamente automatizado.

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