Table of content

Al-Khwarizmi Engineering Journal

مجلة الخوارزمي الهندسية

ISSN: 18181171 23120789
Publisher: Baghdad University
Faculty: Engineering - Al-Khawarizmi
Language: Arabic and English

This journal is Open Access

About

Al-Khwarizmi Engineering Journal (KEJ) is publishing by the AL-Khwarizmi college of Engineering – University of Baghdad. KEJ is open access; peer reviewed and published quarterly online and in print version. Manuscripts may be submitting in English language. KEJ is devoted to the publication of high quality scientific papers on theoretical as well as practical developments in all areas of Engineering and Technology that has not previously been published and not been submitted for publication elsewhere in any format and that there are no ethical concerns with the contents or data collection. At least two referees, who known scholars in their fields, evaluate each paper.
Ethics
Publishing responsibilities of authors
The publication of an article in a peer-reviewed journal is an essential building block in the development of a coherent and respected network of knowledge. It is a direct reflection of the quality of work of the author and the institutions that support them. Peer-reviewed articles support and embody the scientific method. It is therefore important to agree upon standards of expected ethical behavior. Not allowed offensive, abusive, racist or obscene or sexual connotations.
Journal URL:
http://www.iasj.net/iasj؟func=issues&jId=19&uiLanguage=en , http://www.alkej.com

Loading...
Contact info

Website: http://alkej.uobaghdad.edu.iq
e-mail: Sci_journal@kecbu.uobaghdad.edu.iq
Mobile: 07827211405
P.O.Box: 47008-Jaderiyah
Baghdad-Iraq

Table of content: 2007 volume:3 issue:1

Article
The Inverse Solution Of Dexterous Robot By Using Neural Networks
الحل العكسي لذراع انسان الي متعدد زوايا الوصول بأستخدام الشبكات العصبية

Loading...
Loading...
Abstract

The inverse kinematics of redundant manipulators has infinite solutions by using conventional methods, so that, this work presents applicability of intelligent tool (artificial neural network ANN) for finding one desired solution from these solutions. The inverse analysis and trajectory planning of a three link redundant planar robot have been studied in this work using a proposed dual neural networks model (DNNM), which shows a predictable time decreasing in the training session. The effect of the number of the training sets on the DNNM output and the number of NN layers have been studied. Several trajectories have been implemented using point to point trajectory planning algorithm with DNNM and the result shows good accuracy of the end effector position for the desired trajectory. هنالك عدد غير منته (infinity) من الحلول العكسية (inverse kinematics solutions) لذراع الية مطولةredundant arm) ) باستخدام الطرق التقليديه (conventional methods), لذلك استخدمت طريقة الشبكه العصبيه (neural network technique) لإيجاد حل واحد مرغوب به (one desired solution) من هذه الحلول. حيث استخدم في هذه البحث شبكه عصبيه مزدوجة (DNNM) لإيجاد الحلول العكسية (inverse kinematics solutions) لذراع تتكون من ثلاثة قطع تتحرك جميعها في سطح واحد (three links redundant planar robot). إن ألشبكه العصبية المزدوجة (DNNM) المستخدمة في هذا العمل أظهرت كفاءة عالية في تقليل الوقت اللازم لمرحلة التدريب (training ). إن تأثير عدد مجموعات التدريب ( (training setsعلى مخارج ((outputs ألشبكه العصبية المزدوجة (DNNM) قد تم دراستها في هذا العمل, و أظهرت النتائج بأن الدقة في إيجاد موقع نهاية الذراع ( (end effector قد تزيد عندما يضاعف عدد مجموعات التدريب ( (training sets. إن طريقة إيجاد المسار بين نقطتين ((point-to-point trajectory planning method قد تم دراستها في هذا العمل كذلك تم دراسة تأثير تغير عدد مجموعات التدريب ( (training setsعلى الدقة.


Article
Design and Analysis of New Prosthetic Foot.
تصميم و تحليل قدم اصطناعي جديد للمبتورة اطرافهم

Loading...
Loading...
Abstract

There is a variety of artificial foot designs variable for use with prosthetic legs . Most of the design can be divided into two classes, articulated and non-articulated feet. one common non-articulated foot is the SACH . The solid ankle cushion heel foot referred to as the SACH foot has a rigid keelOne key or the key factor in designing a new prosthesis is in the analysis of a patients response This view is the most important because if the foot does not provide functional , practical or cosmetically acceptable characteristics the patient will not feel comfortable with the prosthesis , therefore design and manufacturing a new foot is essential, this foot made from polyethylene, its different shape and characteristics The characteristics deemed important by patients in achieving natural gait motion include:

Dorsiflexion
Energy return
Fatigue test In this study, including all these characteristics test, design fatigue foot tester according to ISO 10328 and design new foot .Also, the testometric crosshead was modified to find dorsiflexion angle and energy return .The fatigue criteria for polymer was proposed, in mathematical solution. Finally , the characteristics of SACH foot was compared with new foot by mathematical solution and used visual basic program and experimental method by different tests. From these test that the new foot is better than SACH foot for all test . هناك تصاميم عديدة للأقدام الاصطناعية للمبتورة أطرافهم السفلى . وغالبا ما تصنف تلك التصاميم الى نوعين منها الاقدام المحورية التحرك و الاقدام الثابتة المفصل و احدى تلك الانواع القدم الشائع الاستخدام و الذي يدعى بـ (SACH) وهو ثابت الكاحل يحتوي على و سادة في منطقة الكعب مصنعة من رغوة المطاط اما الرسخ فيصنع من الخشب الصلب و يكون قصيرا . تعتبر استجابة المبتور طرفه من المفاتيح الاساسية في تصميم الاقدام الاصطناعية حيث من المفروض ان يشعر المريض براحة تامة في استخدام القدم من ناحية الشكل و الاداء لذا صممنا قدم جديد من مادة البولي اثلين تختلف من حيث الشكل و الخصائص عن القدم السابقة . ان من اهم الخصائص التي يجب ان تتوفر في القدم و التي يمكن ان تضمن الحركة الطبيعة للمريض : • مقدرة القدم على الانحناء بصورة طبيعية. • طاقة الارجاع • مقاومتها لفشل الكلل في هذه الدراسة صممنا جهاز لفحص فشل القدم تحت حمل الكلل لمعرفة العمر التشيغلي لاي قدم و ذلك حسب المقياس العالمي ISO 10328 , كما قمنا بتصميم طرف اصطناعي و اجرينا عليه اختبارات مختلفة منها حساب العمر التشيغيلي, قياس زاوية الانحناء للقدم و حساب طاقة الارجاع بعد ان ابدلنا الفك السفلي لجهاز الشد و اجرينا اختبار الكلل لمادة البولي اثليين لايجاد مخطط الاجهاد – العمر , رياضيا اوجدنا صيغة جديدة لفشل الكلل في البوليمرات و من ثم تم بناء برنامج فيجوال بيسك . في النهاية اجرينا مقارنة بين خصائص القدم الجديدة و القدم السابقة (SACH ) كما اجرينا مقارنة بين الجزء العملي و الجزء النظري و تبين ان القدم الجديدة كانت افضل بكل المعايير من القدم السابقة.


Article
An investigation into the performance of counter rotating floating ring journal under different working conditions.
دراسة أداء سلوك المساند عكسية الدوران ذات الحلقة العائمة تحت ظروف عمل مختلفة

Loading...
Loading...
Abstract

The steady state performance of the counter rotating floating ring Journal bearing is analyzed with isothermal finite bearing theory. The effect of different parameters affecting the performance of the bearing (namely speed ratio, clearance ratio and radii ratio), have been investigated. The load carrying capacity of the bearing increasing with decreasing the radii ratio (R2/R1) of the ring and clearance ratio (c1/c2), in the other hand, the coefficient of friction increases with increasing the clearance and radii ratios, while decreases with incre4asing the bearing to journal speed ratio (γ). It is shown during this work that different operating conditions are greatly enhanced the performance of such bearings.في هذا البحث تم تحليل أداء المساند عكسية الدوران ذات الحلقة العائمة في الحالة المستقرة. باستخدام نظرية المساند المحددة وبدرجات حرارية ثابتة. تم دراسة مختلف الظروف التي تؤثر على عمل المسند والتي يمكن تسميتها (نسبة السرعة بين البوشة الخارجية والمحور,نسبة الخلوص, ونسبة أنصاف الأقطار). سعة حمل المحمل تزداد مع زيادة نسبة أنصاف أقطار الحلقة و نسبة الخلوص,و من ناحية أخرى, معامل الاحتكاك يزداد بزيادة نسبة أنصاف أقطار الحلقة و نسبة الخلوص بينما يقل بزيادة نسبة سرعة المحور و الركيزة .خلال هذا العمل, وجد بان لهذه المتغيرات تأثير كبيرا على أداء هذا النوع من المساند.


Article
An experimental comparative study between polypropylene and laminated lower limb prosthetic socket
دراسة تجريبية لمقارنة بين وقب البولي بروبلين والمواد المركبة للطرف السفلي البديل ( الصناعي).

Loading...
Loading...
Abstract

Most researchers concentrate their studies on the design, stress and pressure distributions of the prosthetic socket. A little attention is considered for the stiffness of the various materials of the prosthetic sockets. Prosthetic laminated sockets in Iraq are costly to be manufactured while polypropylene socket is relatively cheap in comparing with the laminates. Experimental study is conducted to compare the stiffness of five prosthetic sockets made of different materials. Compression, three point flexural and tensile tests are implemented by the Testometric machine. The laminate sockets give better results in compression than polypropylene. Polypropylene gives good results in bending compared with the laminate sockets. When the socket loads are mainly in compression i.e. the low activity level patients, it seems that any of the tested sockets could be used, however, when the load will be not only in compression but in flexion as well i.e. high activity patients, socket No.1 and 5 could be usedيركز معظم الباحثين دراساتهم على تصميم و توزيع الاجهادات و الضغوط للوقب الصناعي البديل(عن طرف الانسان المبتور) ،و يكون الاهتمام قليلاً بجساءة(stiffness) المواد المصنوع منها الوقب البديل. ان سعر الاوقاب الطبقية(المصنوعة من عدة طبقات من الالياف)البديلة يكون غالياً جداًً مقارنة بالوقب المصنوع من مادة البولي بروبلين الذي يكون سعره زهيداً. أجريت دراسة عملية لغرض مقارنة جساءة خمسة أنواع من الاوقاب البديلة مصنوعة من مواد مختلفة. أجري اختبار الضغط، واختبار الانحناء و الشدّ بماكنة Testometric. من خلال النتائج وجد أنه الوقب الطبقي يمتلك مقاومة للتشوه الناتج من الحمل الانضغاطي اكبر من تلك للبولي بروبلين (جساءة الوقب الطبقي في حالة الانضغاط اعلى من تلك للبولي بروبلين) و أن الأخير يمتلك مقاومة للتشوه الناتج من الحمل ألانثنائي اكبر من كل انواع الوقب الطبقي عدا الوقب رقم 5. ان الاشخاص ذوي فعالية المشي الواطئة يكون اغلب التحميل على الوقب انضغاطي وبهذا يمكن استخدام اي من الاوقاب لانه قيم الجساءة الانضغاطية نوعاً ما متقاربة مع افضلية للوقب الطبقي، بينما الاشخاص ذوي الفعالية العالية الذي يكون اغلب التحميل على الوقب انثنائي(flexural)يتم استخدام الوقب الطبقي رقم 5 (الذي يمتلك اعلى الطبقات) ووقب البولي بروبيلين ذو سمك 5ملم.


Article
Image restoration using regularized inverse filtering and adaptive threshold wavelet denoising
استعادة الصور باستخدام الترشيح المنظم المعكوس و إزالة الضوضاء بطريقة التحويل المويجي ذو العتبة العتبة المتكيفة

Loading...
Loading...
Abstract

Although the Wiener filtering is the optimal tradeoff of inverse filtering and noise smoothing, in the case when the blurring filter is singular, the Wiener filtering actually amplify the noise. This suggests that a denoising step is needed to remove the amplified noise .Wavelet-based denoising scheme provides a natural technique for this purpose .
In this paper a new image restoration scheme is proposed, the scheme contains two separate steps : Fourier-domain inverse filtering and wavelet-domain image denoising. The first stage is Wiener filtering of the input image , the filtered image is inputted to adaptive threshold wavelet denoising stage . The choice of the threshold estimation is carried out by analyzing the statistical parameters of the wavelet sub band coefficients like standard deviation, arithmetic mean and geometrical mean . The noisy image is first decomposed into many levels to obtain different frequency bands. Then soft thresholding method is used to remove the noisy coefficients, by fixing the optimum thresholding value by this method .Experimental results on test image by using this method show that this method yields significantly superior image quality and better Peak Signal to Noise Ratio (PSNR). Here, to prove the efficiency of this method in image restoration , we have compared this with various restoration methods like Wiener filter alone and inverse filter.يعتبر مرشح وينر كحل مثالي بين الترشيح المعكوس وأزاله الضوضاء لكن في حالة كون مرشح التشويه منفرد سيؤدي مرشح الوينر الى تضخيم الضوضاء لذلك يجب إضافة خطوة بعد الوينر لإزالة الضوضاء . سيكون نظام ازالة الضوضاء المبني على تحويلات المويجة مفضلا" لهذا الغرض. في هذا البحث تم اقتراح نظام استعادة الصورة يتضمن خطوتين منفصلتين : معكوس الترشيح في مجال فورير وازالة الضوضاء باستخدام التحويل المويجي . المرحلة الاولى هي ترشيح وينر للصورة الداخلة , الصورة المرشحة يتم ادخالها الى مرحلة ازالة الضوضاء بطريقة التحويل المويجي ذات العتبة المتكيفة . اختيار تخمين العتبة يتم عن طريق تحليل العوامل الاحصائية لمعاملات نصف الحزمة المويجية والتي هي الانحراف المعياري , المعدل الحسابي والمعدل الهندسي . الصورة المشوشة تجزأ الى مستويات عدة للحصول على عدة حزم ترددية. ثم يتم استخدام طريقة العتبة الناعمة لازالة الضوضاء عن طريق تثبيت قيمة العتبة المثلى بهذه الطريقة . النتائج التجريبية على صورة اختبار بأستخدام هذه الطريقة تبين انه هذه الطريقة تؤدي الى الحصول على نوعية صور افضل مقارنة مع مرشحات وينر ومرشح المعكوس وايضا" تؤدي الى الحصول على قمة نسبة اشارة الى ضوضاء افضل من باقي الطرق .


Article
Laminar Natural Convection of Newtonian and Non – Newtonian Fluids Inside Triangular Enclosure
انتقال الحرارة بالحمل الطبيعي الطباقي لموائع نيوتونية وغير نيوتونية في وسط مغلق مثلث الشكل

Loading...
Loading...
Abstract

In the present work, steady two – dimensional laminar natural convection heat transfer of Newtonian and non-Newtonian fluids inside isosceles triangular enclosure has been analyzed numerically for a wide range of the modified Rayleigh numbers of (103 ≤ Ra ≤ 105), with non-dimensional parameter (NE) of Prandtl – Eyring model ranging from (0 to 10), and modified Prandtl number take in the range (Pr* =1,10, and 100). Two types of boundary conditions have been considered. The first, when the inclined walls are heated with different uniform temperatures and the lower wall is insulated. The second, when the bottom wall is heated by applying a uniform heat flux while the inclined walls at the constant cold temperature. Also, the non-Newtonian fluids under consideration were assumed to obey the Prandtl – Eyring model..The results are presented in terms of isotherms and streamlines to show the behavior of the fluid flow and temperature fields. In addition, some graphics are presented the relation between average Nusselt number and the various parameters. The results show the effect of non – dimensional parameter (NE) on the velocity and temperature profiles. They also show that the average Nusselt number is a strong function of modified Rayleigh number, modified Prandtl number, non-dimensional parameter, and the boundary conditions. Four different correlations have been made to show the dependence of the average Nusselt number on the non-dimensional parameter, the modified Rayleigh and Prandtl numbers. في هذا البحث, تم إجراء دراسة عددية لانتقال الحرارة بالحمل الطبيعي الطباقي المستقر ثنائي البعد لموائع نيوتونية وغير– نيوتونية في وسط مغلق مثلث الشكل ضمن مدى واسع لعدد رالي المحور (102 ≤ Ra ≤ 105 ) وللمقدار اللا بعدي للموديل الرياضي (Prandtl – Eyring) يمتد من (0.≤.NE≤ 10) ولعدد برانتل المحور أخذ في المدى (Pr* =1,10, and 100). افترض نوعان من الظروف الحدية. الأول, عندما تكون الجدران المائلة مسخنة إلى درجات حرارة مختلفة ومنتظمة والجدار السفلي معزول. الثاني, عندما يكون الجدار السفلي مسخن بمصدر حراري ثابت بينما الجدران المائلة عند درجة حرارة منخفضة وثابتة. كذلك افترض بأن سلوك الموائع غير– نيوتونية يخضع للموديل الرياضي (Prandtl – Eyring). تم تمثيل نتائج الدراسة بدلالة خطوط درجات الحرارة الثابتة وخطوط الانسياب لبيان سلوك درجة الحرارة والجريان في الحيز. بالإضافة إلى رسومات بيانية أخرى تمثل علاقة معدل عدد نسلت مع المتغيرات المذكورة أعلاه. إن الدراسة الحالية بينت تأثير المقدار اللا بعدي (NE) على السرعة ودرجة الحرارة. كذلك بينت إن عدد نسلت هو دالة قوية من عدد رالي المحور وعدد برانتل المحور والمقدار اللا.بعدي (NE) والظروف الحدية. تم إيجاد علاقات تقريبية تمثل اعتما دية معدل عدد نسلت على عدد رالي المحور وعلى عدد برانتل المحور والمقدار اللا بعدي (.(NE


Article
Low Cost Hardware Back Propagation Algorithm
بناء مستوى واطئ الكلّفة لخوارزمية الانتشار العكسي

Loading...
Loading...
Abstract

The first successful implementation of Artificial Neural Networks (ANNs) was published a little over a decade ago. It is time to review the progress that has been made in this research area. This paper provides taxonomy for classifying Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) implementation of ANNs. Different implementation techniques and design issues are discussed, such as obtaining a suitable activation function and numerical truncation technique trade-off, the improvement of the learning algorithm to reduce the cost of neuron and in result the total cost and the total speed of the complete ANN. Finally, the implementation of a complete very fast circuit for the pattern of English Digit Numbers NN has four layers of 70 nodes (neurons) on single chip using Xilinx FPGA technique is given.The main goal of this paper is how to achieve the suitable activation function and weights for this network that gives minimum hardware cost when all stages of this ANN algorithm is implemented on FPGAمن أولى التطبيقات الناجحة التي تم نشرُها للشبكات العصبية الاصطناعية (ANNs) كانت قليلة وقبل أكثر من عقد. لذلك حان الوقت لمراجعة التقدّم الذي تم في مجال هذا النوع من البحوث. يمتاز هذا الملخص بتوفير الفكرة الأساسية حول تطبيق أصناف الأنواع المتوفرة للبوابات المرتبة بصيغة صفوف قابلة للبرمجة (FPGAs) لبناء الشبكات العصبية الاصطناعية. تقنيات مختلفة التطبيق وأفكار للتصميم سيتم مناقشتها لاحقاً, مثلاً الحصول على الدالة الفاعلة والمناسبة وتقنية التقليم العددية. كذلك, العمل على تحسين خوارزمية التعلم للتقليل من كلفة بناء الخلية العصبية وبالتالي تقليل الكلفة الكلية وتحسين أداء الشبكة العصبية. وأخيراً, بناء دائرة متكاملة لها السرعة العالية لتميز أشكال الأرقام الإنكليزية من خلال شبكة عصبية اصطناعية لها أربعة طبقات من خلال (70 ) عقدة (خلية عصبية) على رقاقة واحدة باستخدام تقنية Xilinx FPGA.

Keywords

Table of content: volume:3 issue:1