research centers


Search results: Found 6

Listing 1 - 6 of 6
Sort by

Article
Design of a Kinematic Neural Controller for Mobile Robots based on Enhanced Hybrid Firefly-Artificial Bee Colony Algorithm
تصميم وحدة سيطرة حركية عصبية لتتبع مسار الروبوتات المتنقلة بعجلات على أساس المحسن الهجين بين خوارزمية اليرعات المضيئة وخوارزمية خلية النحل

Authors: Nizar Hadi Abbas نزار هادي عباس --- Basma Jumia saleh بسمة جمعة صالح
Journal: Al-Khwarizmi Engineering Journal مجلة الخوارزمي الهندسية ISSN: 18181171 23120789 Year: 2016 Volume: 12 Issue: 1 Pages: 45-60
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

The paper present design of a control structure that enables integration of a Kinematic neural controller for trajectory tracking of a nonholonomic differential two wheeled mobile robot, then proposes a Kinematic neural controller to direct a National Instrument mobile robot (NI Mobile Robot). The controller is to make the actual velocity of the wheeled mobile robot close the required velocity by guarantees that the trajectory tracking mean squire error converges at minimum tracking error. The proposed tracking control system consists of two layers; The first layer is a multi-layer perceptron neural network system that controls the mobile robot to track the required path , The second layer is an optimization layer ,which is implemented based on hybrid Crossoved Firefly Algorithm with Artificial Bee Colony (CFA-ABC) to tune the controller's parameters to achieve the optimal path. The performance of the hybrid optimization algorithm is verified by various benchmark functions. The simulation results show that the utilizing of CFA and (CFA-ABC ) are better than the original Firefly Algorithm. A simulation example is given to indicate the effectiveness of the proposed algorithm, the results have been done using MATLAB (R2013b), and all trajectory tracking results with two reference trajectories (circular and lemniscates ) are presented.

يقدم هذا البحث , تصميما مسيطرا لتتبع مسار عجلة الانسان الالي المتحرك المبني على أساس مسيطر تكاملي حركي عصبي لتوجيه الروبوت المحمول المصنع من قبل شركة National Instrument , الغاية من المسيطر هي تقريب السرعة الحقيقية للأنسان الالي اقرب ما يكون من السرعة المطلوبة بجعل مقدار معدل الخطا اقرب الى الصفر. المسيطر المقترح في هذا البحث يتكون من طبقتين: الطبقة الأولى هي نظام شبكة عصبية متعدد الطبقات لتتبع المسار المطلوب و الطبقة الثانية هي طبقة الخوارزمية الأمثلية والتي تشمل خوارزمية هجينة محسنة وهي مكونة من خوارزمية اليرعات المضيئة وخوارزمية خلية النحل وتستخدم لأيجاد أفضل قيم للمسيطر والوصول للمسار الامثل. من خلال نتائج المحاكاة, اثبت المسيطر المقترح وخوارزمية الامثلية كفاءتهما بالوصول الى مقدار خطا وبأقل قيمة وتمت المحاكاة بأستخدام برنامج الماتلاب وتم تطبيقها على نوعين من المسارات (الدائري والانفنتي).


Article
An Adaptive Multi-Objective Particle Swarm Optimization Algorithm for Multi-Robot Path Planning
تطوير خوارزمية اسراب الطيور متعددة الوظائف لتخطيط المسار لآكثر من روبوت

Authors: Nizar Hadi Abbas نزار هادي عباس --- Jaafer Ahmed Abdulsaheb جعفر احمد عبد الصاحب
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2016 Volume: 22 Issue: 7 Pages: 164-181
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

This paper discusses an optimal path planning algorithm based on an Adaptive Multi-Objective Particle Swarm Optimization Algorithm (AMOPSO) for two case studies. First case, single robot wants to reach a goal in the static environment that contain two obstacles and two danger source. The second one, is improving the ability for five robots to reach the shortest way. The proposed algorithm solves the optimization problems for the first case by finding the minimum distance from initial to goal position and also ensuring that the generated path has a maximum distance from the danger zones. And for the second case, finding the shortest path for every robot and without any collision between them with the shortest time. In order to evaluate the proposed algorithm in term of finding the best solution, six benchmark test functions are used to make a comparison between AMOPSO and the standard MOPSO. The results show that the AMOPSO has a better ability to get away from local optimums with a quickest convergence than the MOPSO. The simulation results using Matlab 2014a, indicate that this methodology is extremely valuable for every robot in multi-robot framework to discover its own particular proper path from the start to the destination position with minimum distance and time.

في هذا البحث تم عرض افضل مسار على اساس خوارزمية اسراب الطيور متعددة الوظائف المعدلة لدراسة حالتين . في الحالة الاولى ، تم تطبيق وظيفتين لتوليد افضل مسار ممكن للروبوت المتحرك في بيئة ثابتة مع تجنب التصادم مع العوائق و مصادر الخطر التي قد تكون موجودة في البيئة والثانية ، لتحسين قدرة البحث لنظام يحتوي على عدد من الروبوتات للحصول على اقصر مسار. الخوارزمية المقترحة تحل المشاكل بطريقة الامثلية عن طريق تقليل دالة الهدف والحصول على المسارات الامثل وبدون تصادم كذلك تقلل من طول الطريق الذي يجب اتباعه بواسطة الروبوت وايضاً تضمن ان المسارات المتولدة على مسافة امنة من مصادر الخطر. بعض دوال الاختبار تم استخدامها للمقارنة بين جودة الخوارزمية المطورة مع الخوارزيمة الاصلية من ناحية الوصول الى افضل الحلول. النتائج اظهرت ان الخوارزمية المطورة تمتلك قدرة افضل للخروج من الامثلية المحلية والحصول على تقارب اسرع من الخوارزمية الاصلية . نتائج المحاكاة ونتائج التحقق تبين بأن هذه المنهجية هي قيمة للغاية لكل روبوت في إطار منظومة متعددة الروبوتات لاكتشاف الطريق الصحيح الخاص به من موقع البداية الى الهدف مع الحصول على الحد الأدنى من المسافة المقطوعة والزمن.


Article
Path Planning of an Autonomous Mobile Robot using Enhanced Bacterial Foraging Optimization Algorithm
تخطيط مسار الروبوتات المتنقلة على أساس خوارزمية النهم للبكتريا المحسنة

Authors: Nizar Hadi Abbas نزار هادي عباس --- Farah Mahdi Ali فرح مهدي علي
Journal: Al-Khwarizmi Engineering Journal مجلة الخوارزمي الهندسية ISSN: 18181171 23120789 Year: 2016 Volume: 12 Issue: 4 Pages: 26-35
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

This paper describes the problem of online autonomous mobile robot path planning, which is consisted of finding optimal paths or trajectories for an autonomous mobile robot from a starting point to a destination across a flat map of a terrain, represented by a 2-D workspace. An enhanced algorithm for solving the problem of path planning using Bacterial Foraging Optimization algorithm is presented. This nature-inspired metaheuristic algorithm, which imitates the foraging behavior of E-coli bacteria, was used to find the optimal path from a starting point to a target point. The proposed algorithm was demonstrated by simulations in both static and dynamic different environments. A comparative study was evaluated between the developed algorithm and other two state-of-the-art algorithms. This study showed that the proposed method is effective and produces trajectories with satisfactory results.

يقدم هذا البحث , وصفا لمشكلة تخطيط مسارالروبوتات المتنقلة في الزمن الحقيقي والمتمثلة بايجاد مسار امثل للروبوت من نقطة بداية والى نقطة نهاية على خريطة مسطحة بشكل مساحة ثنائية الابعاد. قدم خوارزمية محسنة لطريقة النهم للبكتريا لحل مسألت تخطيط المسار. ان هذه الخوارزمية المستوحاة من الطبيعة والتي تقلد عملية بحث عن المؤن لبكتريا مسماة بال ( أي كولاي) استخدمت لايجاد مسار من نقطة بداية الى نقطة نهاية. الخوارزمية المقترحة تم عرضها واثباتها عن طريق محاكاة لنوعين من البيئات المختلفة الثابتة والمتحركة. اجريت مقارنة بين الطريقة المطورة و طريقتين اخريين حديثة. هذا البحث اظهر فاعلية هذه الطريقة المقترحة في ايجاد مسارات بشكل مرضٍ.


Article
A New Analytic Method to Tune a Fractional Order PID Controller
طريقة تحليلية جديدة لتنغيم المسيطر التناسبي-التكاملي -التفاضلي ذو الرتبة الكسرية

Authors: Omar Waleed Abdulwahhab عمر وليد عبدالوهاب --- Nizar Hadi Abbas نزار هادي عباس
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2017 Volume: 23 Issue: 12 Pages: 1-12
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

This paper proposes a new method to tune a fractional order PID controller. This method utilizes both the analytic and numeric approach to determine the controller parameters. The control design specifications that must be achieved by the control system are gain crossover frequency, phase margin, and peak magnitude at the resonant frequency, where the latter is a new design specification suggested by this paper. These specifications results in three equations in five unknown variables. Assuming that certain relations exist between two variables and discretizing one of them, a performance index can be evaluated and the optimal controller parameters that minimize this performance index are selected. As a case study, a third order linear time invariant system is taken as a process to be controlled and the proposed method is applied to design the controller. The resultant control system exactly fulfills the control design specification, a feature that is laked in numerical design methods. Through matlab simulation, the step response of the closed loop system with the proposed controller and a conventional PID controller demonstrate the performance of the system in terms of time domain transient response specifications (rise time, overshoot, and settling time).

يقترح هذا البحث طريقة جديدة لتنغيم المسيطر التناسبي-التكاملي -التفاضلي ذو الرتبة الكسرية. هذه الطريقة تستثمر الطريقة التحليلية والطريقة العددية لايجاد معاملات المسيطر. خصائص النظام المصمم تشمل تردد تقاطع الربح وهامش الطور والقيمة العظمى للمقدار عند التردد الرنيني (وهذه هي الخاصية الجديدة المقترحة في هذا البحث). هذه الخصائص تعطي ثلاث معادلات في خمسة مجاهيل. بافتراض وجود علاقة بين متغيرين وتقطيع احدهما يمكن ايجاد مؤشر الاداء وايجاد معاملات المسيطر الامثل. كمثال تم أخذ نظام من الرتبة الثالثة خطي ذو معاملات ثابتة وتم تطبيق الطريقة المقترحة عليه فكان النظام الناتج يطابق تماما الخصائص المطلوبة وهو ما تفتقد اليه الطرق العددية لتصميم المسيطر. من خلال المحاكاة تم اختبار استجابة النظام لادخال خطوة للمسيطر المقترح واخر تقليدي ذو رتبة صحيحة وتم الاستدلال على أداء النظام بدلالة مواصفات الاستجابة الانتقالية في مجال الزمن.


Article
Tuning of PID Controllers for Quadcopter System using Cultural Exchange Imperialist Competitive Algorithm
ضبط قيم المتحكم التناسبي-التفاضلي-التكاملي للطائرات الرباعية باستخدام خوازرمية التبادل المعرفي في تنافس الامبراطوريات

Authors: Nizar Hadi Abbas نزار هادي عباس --- Ahmed Ramz Sami أحمد رمز سامي
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2018 Volume: 24 Issue: 2 Pages: 80-99
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

Quadrotors are coming up as an attractive platform for unmanned aerial vehicle (UAV) research, due to the simplicity of their structure and maintenance, their ability to hover, and their vertical take-off and landing (VTOL) capability. With the vast advancements in small-size sensors, actuators, and processors, researchers are now focusing on developing mini UAV’s to be used in both research and commercial applications. This work presents a detailed mathematical nonlinear dynamic model of the quadrotor which is formulated using the Newton-Euler method. Although the quadrotor is a 6 DOF under-actuated system, the derived rotational subsystem is fully actuated, while the translational subsystem is under-actuated. The derivation of the mathematical model was followed by the development of the controller to control the altitude, attitude, heading and position of the quadrotor in space, which is, based on the linear Proportional-Derivative- Integral (PID) controller; thus, a simplified version of the model is obtained. The gains of the controllers will be tuned using optimization techniques to improve the system's dynamic response. The standard Imperialist Competitive Algorithm (ICA) was applied to tune the PID parameters and then it was compared to Cultural Exchange Imperialist Competitive algorithm (CEICA) tuning, and the results show improvement in the proposed algorithm. The objective function results were enhanced by (23.91%) in the CEICA compared with ICA.

الطائرات الرباعية بدأت تصبح شائعة الاستخدام في ابحاث الطائرات المسيرة عن بعد وذلك لبساطة بنائها وصيانتها وكذلك قابليتها على الثبات في الهواء وقابلية الاقلاع والهبوط العامودي . نظراً للتقدم الكبير الحاصل في مجال تصنيع الحساسات الدقيقة , المحركات الكهربائية و المتحكمات , بدا الباحثون بالعمل في هذا المجال وذلك لتطوير طائرات مصغرة مسيرة عن بعد والتي تستخدم في المجالات البحثية والتجارية والعسكرية. هذا العمل يقدم طريقة بناء نموذج رياضي مفصل عن طبيعة النطام الميكانيكي الغير خطي وهي طريقة نيوتن-اويلر. بالرغم من ان نظام الطائرات الرباعية هي سداسي الابعاد ولايمكن السيطرة الكلية عليه الا ان النظام الثانوي الدوراني يمكن السيطرة عليهة بصورة كلية ولكن النظام الخطي لا يمكن السيطرة الكلية عليه. بعد الاشتقاق الرياضي للنموذج الذي يمثل الطائرة الرباعية نبدا بتصميم المتحكم الذي يسيطر على ارتفاع و وضع واتجاه الطائرة في الفضاء . الطريقة المستخدمة في السيطرة تعتمد على المتحكم التناسبي – التفاضلي – التكاملي الخطي , وبالتالي سنحتاج الى ان نقوم بتعديل نموذج الطائرة الى الخطي ايضاً . القيم المستحصلة لضبط هذا النوع من المتحكمات تكون بواسطة ألخوارزميات ألامثلية للحصول على القيم الامثل والافضل للتحكم لغرض الحصول على افضل استجابة . في هذا البحث قمنا بتطبيق خوارزمية تنافس الامبراطوريات وهي من ضمن الخوارزميات التطورية وايضا قمنا بتطويرها الى خوارزمية افضل (خوازرمية التبادل المعرفي في تنافس الامبراطوريات) وعند المقارنة حصلنا على نتائج افضل بنسبة تحسين (23.91%) بتثبيت متغيرات الخوارزميتين عند المقارنة بينهما.


Article
Optimum Design of Power System Stabilizer based on Improved Ant Colony Optimization Algorithm
التصميم الامثل لـــ مثبت نظام القدرة المبني على خوارزمية مستعمرة النمل المطورة

Authors: Mohanad Azeez Joodi مهند عزيز جودي --- Nizar Hadi Abbas نزار هادي عباس --- Ruba AL-MulaHumadi ربى الملا حمادي
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2018 Volume: 24 Issue: 1 Pages: 123-145
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

This paper presents an improved technique on Ant Colony Optimization (ACO) algorithm. The procedure is applied on Single Machine with Infinite Bus (SMIB) system with power system stabilizer (PSS) at three different loading regimes. The simulations are made by using MATLAB software. The results show that by using Improved Ant Colony Optimization (IACO) the system will give better performance with less number of iterations as it compared with a previous modification on ACO. In addition, the probability of selecting the arc depends on the best ant performance and the evaporation rate.

يقدم البحث تقنية محسنة لخوارزمية مستعمرة النمل ( ACO).الفكرة مطبقة على نظام SMIB مع مثبت نظام القدرة (PSS) في ثلاثة احمال مختلفة حيث تمت المحاكاة باستخدام برنامج MATLAB .بينت النتائج ان النظام باستخدام تقنية مستعمرة النمل المتطورة يعطي اداء افضل مع اقل عدد من التكرارات بالمقارنة مع تحويرات سابقة اجريت على مستعمرة النمل. كذلك ان احتمالية اختيار او تحديد مسار النمله يعتمد ايضا على افضل اداء للنمل ومعدل التبخر لمادة الفيرومون التي تفرزها النمله.

Keywords

SMIB --- PSS --- ACO

Listing 1 - 6 of 6
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (6)


Language

English (4)

Arabic and English (2)


Year
From To Submit

2018 (2)

2017 (1)

2016 (3)