البرمجة البارامترية
البرمجة البارامترية هي نوع من أنواع التحسين الرياضي ، حيث تُحل مسألة التحسين كدالة لمتغير واحد أو عدة متغيرات . [ 1 ] وقد طُوّرت بالتوازي مع تحليل الحساسية ، ويمكن العثور على أول ذكر لها في أطروحة من عام 1952. [ 2 ] ومنذ ذلك الحين، شهدت تطورات كبيرة في حالات وجود متغيرات متعددة، ومتغيرات عددية صحيحة ، بالإضافة إلى اللاخطية.
الترميز
بشكل عام، يتم النظر في مسألة التحسين التالية
أينهو متغير التحسين،هي المعايير،هي دالة الهدف وتشير إلى القيود .تشير إلى دالة يكون ناتجها هو القيمة المثلى لدالة الهدفالمجموعةويُشار إليها عمومًا باسم فضاء المعلمات .
يتم الحصول على القيمة المثلى (أي نتيجة حل مسألة التحسين) عن طريق تقييم الدالة باستخدام وسيط.
تصنيف
بحسب طبيعةووإذا كانت مسألة التحسين تتضمن متغيرات عددية صحيحة، فإن مسائل البرمجة البارامترية تُصنف إلى فئات فرعية مختلفة:
- إذا كان هناك أكثر من مُعامل واحد، أيثم يُشار إليها غالبًا باسم مشكلة البرمجة متعددة المعايير [ 3 ]
- إذا كانت المتغيرات الصحيحة موجودة، فإن المشكلة يشار إليها باسم مشكلة البرمجة الخطية المختلطة (متعددة) المعلمات [ 4 ].
- إذا كانت القيود خطية ، فسيتم إجراء تصنيفات إضافية بناءً على طبيعة دالة الهدف في مسائل البرمجة الخطية والتربيعية وغير الخطية (متعددة) المعاملات (ذات الأعداد الصحيحة المختلطة). تجدر الإشارة إلى أن هذا يفترض عمومًا أن القيود خطية. [ 5 ]
التطبيقات
في نظرية التحكم بشكل عام وفي الصناعات التحويلية
ساهم الربط بين البرمجة البارامترية والتحكم التنبؤي النموذجي في عمليات التصنيع ، والذي تم تأسيسه عام 2000، في زيادة الاهتمام بهذا الموضوع. [ 6 ] [ 7 ] تُقدم البرمجة البارامترية فكرة إمكانية تمثيل مسائل التحسين كدوال قابلة للتقييم (على غرار جدول بحث). وهذا بدوره يسمح بتنفيذ خوارزميات التحسين في وحدات التحكم المثلى كدوال رياضية مُحسوبة مسبقًا (خارج الخط)، والتي قد تكون في بعض الحالات أبسط وأسرع في التقييم من حل مسألة التحسين الكاملة مباشرةً. كما يفتح هذا المجال أمام إمكانية إنشاء وحدات تحكم مثلى على رقاقة (التحكم التنبؤي النموذجي على رقاقة [ 8 ] ). مع ذلك، فإن تمثيل الحلول المثلى خارج الخط يواجه معضلة الأبعاد، حيث يزداد عدد الحلول الممكنة مع ازدياد أبعاد المسألة وعدد القيود فيها.
في برمجة CNC
في سياق التحكم العددي بالحاسوب (CNC )، تُعرّف البرمجة البارامترية دورات قطع الأجزاء باستخدام متغيرات ذات قيم قابلة لإعادة التعيين، بدلاً من استخدام قيم ثابتة مُبرمجة مسبقًا. ومن الأمثلة البسيطة على ذلك كتابة برنامج G-code لتصنيع مجموعة من الحلقات المعدنية : فغالبًا لا حاجة لكتابة 15 برنامجًا لـ 15 حلقة بأقطار ثقوب وأقطار خارجية وسماكات ومواد مختلفة، إذ يُمكن ببساطة كتابة برنامج واحد يستدعي متغيرات مختلفة ويقرأ قيمها الحالية من جدول التعيينات. ثم يُوجّه البرنامج منزلقات ومحاور الماكينة للتحرك إلى مواضع مختلفة بسرعات متفاوتة، مُراعيًا ليس فقط أحجام القطعة (مثل القطر الخارجي، والقطر الداخلي، والسماكة)، بل أيضًا السرعات ومعدلات التغذية اللازمة لأي مادة مُحددة (مثل الفولاذ منخفض الكربون، والفولاذ عالي الكربون، والفولاذ المقاوم للصدأ من أي نوع، والبرونز، والنحاس الأصفر، والألومنيوم من أي نوع، والبوليمر من أي نوع). وغالبًا ما تُستخدم وحدات الماكرو المُخصصة في هذا النوع من البرمجة. [ 9 ]
مراجع
- ↑ غال، توماس (1995). تحليلات ما بعد الأمثلية، والبرمجة البارامترية، والمواضيع ذات الصلة: الانحلال، واتخاذ القرارات متعددة المعايير، والتكرار (الطبعة الثانية ). برلين: دبليو. دي غرويتر. ISBN 978-3-11-087120-3.
- ↑ غال، توماس؛ غرينبيرغ، هارفي ج. (1997). التطورات في تحليل الحساسية والبرمجة البارامترية . السلسلة الدولية في بحوث العمليات وعلوم الإدارة. المجلد 6. بوسطن: دار كلوير الأكاديمية للنشر. doi : 10.1007/978-1-4615-6103-3 . ISBN 978-0-7923-9917-9.
- ↑ غال، توماس؛ نيدوما، جوزيف (1972). "البرمجة الخطية متعددة المعاملات". علوم الإدارة . 18 (7): 406-422 . doi : 10.1287/mnsc.18.7.406 . JSTOR 2629358 .
- ↑ دوا، فيفيك؛ بيستيكوبولوس، إفستراتيوس ن. (أكتوبر 1999). "خوارزميات لحل مسائل التحسين غير الخطي متعددة المعاملات ذات الأعداد الصحيحة المختلطة". مجلة البحوث في الكيمياء الصناعية والهندسية . 38 (10): 3976-3987 . doi : 10.1021/ie980792u .
- ↑ بيستيكوبولوس، إفستراتيوس ن.؛ جورجياديس، مايكل س.؛ دوا، فيفيك (2007). نظرية البرمجة متعددة المعاملات، والخوارزميات، والتطبيقات . فاينهايم: وايلي-في سي إتش. doi : 10.1002/9783527631216 . ISBN 9783527316915.
- ↑ بيمبوراد، ألبرتو؛ موراري، مانفريد؛ دوا، فيفيك؛ بيستيكوبولوس، إفستراتيوس ن. (2000). "الحل الصريح للتحكم التنبؤي النموذجي عبر البرمجة التربيعية متعددة المعاملات". وقائع مؤتمر التحكم الأمريكي لعام 2000. ص 872. doi : 10.1109/ACC.2000.876624 . ISBN 0-7803-5519-9. S2CID 1068816 .
- ↑ بيمبوراد، ألبرتو؛ موراري، مانفريد؛ دوا، فيفيك؛ بيستيكوبولوس، إفستراتيوس ن. (يناير 2002). "المنظم الخطي التربيعي الصريح للأنظمة المقيدة". أوتوماتيكا . 38 (1): 3-20 . CiteSeerX 10.1.1.67.2946 . doi : 10.1016/S0005-1098(01)00174-1 .
- ↑ التحكم التنبؤي متعدد المعايير على شريحة - أحدث التطورات في تطبيق التحكم التنبؤي متعدد المعايير القائم على النموذج | طلب ملف PDF
- ↑ لينش، مايك (12 مايو 2023). "5 أسباب تدفعك لمعرفة كيفية كتابة وحدات الماكرو المخصصة. تُحسّن وحدات الماكرو المخصصة إمكانيات برامج G-code، مما يمنح المستخدمين القدرة على برمجة عمليات لم تكن ممكنة سابقًا" . www.mmsonline.com . تاريخ الاسترجاع: 20 مايو 2023 .
- خوارزميات وأساليب التحسين
