Tytuł pozycji:
Real-time evolutionary optimization of metallurgical processes using ARM microcontroller
The real time (RT) computations with the use of microcontrollers have been present in everyday life for years. They are very useful in e.g. online control of processes due to the ability to determine the proper control in case of any environment changes. The algorithms employed in RT computation must be as simple as possible to meet the imposed time limits. On the other hand, the continuous increase in computational power of modern microcontrollers and embedded platforms causes that more complex algorithms can be performed in the real time. However, during implementation of any algorithm the specific structure and requirements of the microcontroller must be taken into consideration. Another way of fulfilling the time limits of the RT computations is application of metamodel instead of model of controlling process. Within this paper the possibility of application of evolutionary algorithm (EA) to solve three chosen optimization problems in real time using microcontroller of ARM architecture was considered. Analyzed optimization problems were as follows: aluminum alloy anti-collision side beam hot stamping process, laminar cooling of dual phase (DP) steel sheets and minimization of the potential energy of the atomic clusters. All computations were performed using two different approaches i.e. low-level and object- oriented approach. Obtained results and drawn conclusions are presented.
W artykule rozważano zastosowanie mikrokontrolerów w optymalizacji parametrów procesów metalurgicznych z użyciem algorytmów ewolucyjnych. Do wyznaczenia wartości funkcji przystosowania użyto metamodeli, zbudowanych w oparciu o funkcje wielomianowe i sztuczną sieć neuronową. Jako platformę testową wykorzystano zestaw uruchomieniowy ST-DISCOVERY. wyposażony w mikrokontroler STM32F429Z1T6 (rdzeń ARM-CortexM4F. architektura ARMv7M). Jest to 32-bitowy jednoukładowy mikrokomputer, wyposażony w sprzętową jednostkę zmiennoprzecinkową pojedynczej precyzji i wszystkie niezbędne peryferia pozwalające tworzyć samodzielny system mikroprocesorowy. Do implementacji algorytmu ewolucyjnego zastosowano dwa podejścia. W pierwszym użyto języka C ze wstawkami asemblera, a w drugim użyto środowiska programowania opartego o Visual Studio oraz bibliotekę .NET Micro Framework. W artykule przedstawiono optymalizację z użyciem metamodelu pozwalającego dobrać parametry procesu gorącego tłoczenia belki samochodowej, chłodzenia laminamego blach ze stali DP po walcowaniu na gorąco oraz minimalizację energii potencjalnej prostych układów kilkuatomowych. Porównano czasy pracy implementacji niskopoziomowej oraz wykorzystującej współczesny język obiektowy.
Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).
