شماره ركورد
25472
شماره راهنما
ELE2 515
عنوان
تخمين وزن بار ماشين لباسشويي با استفاده از روش حسگر نرم بر پايه يادگيري ماشين
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي برق - مخابرات سيستم
دانشكده
فني و مهندسي
تاريخ دفاع
1404/07/30
صفحه شمار
83 ص .
استاد راهنما
اميررضا فروزان
استاد مشاور
محمد كاظمي
كليدواژه فارسي
ماشين لباسشويي , يادگيري ماشين , حسگر نرم , تخمين وزن لباس , پردازش دادههاي موتور
چكيده فارسي
هدف اين پژوهش، توسعه يك روش دادهمحور براي تخمين وزن لباس در ماشين لباسشويي با استفاده از الگوريتمهاي يادگيري ماشين و بدون نياز به اضافه كردن حسگر سخت افزاري است. روشهاي متداول مبتني بر حسگرهاي سختافزاري هرچند ميتوانند دقت قابل قبولي داشته باشند، اما هزينهبر، آسيبپذير و نيازمند كاليبراسيون دورهاياند. در مقابل، رويكرد پيشنهادي اين تحقيق بر پايه استفاده از دادههاي داخلي ماشين لباسشويي و طراحي يك حسگر نرم بنا شده است.
براي جمعآوري دادهها، بيش از 2000 تست واقعي بر روي ماشين لباسشويي دايركت درايو (موتور متصل به مخزن شستشو بدون تسمه) با بارهاي مختلف از پارچه و لباسهاي متنوع انجام شد. دادههاي جريان موتور، سرعت لحظهاي و مدت زمان توقف موتور بهعنوان ورودي اوليه ثبت گرديد. سپس با بهرهگيري از روشهاي استخراج و انتخاب ويژگي، متغيرهاي مؤثر شناسايي و دادههاي اضافي حذف شدند.
در بخش مدلسازي، چندين الگوريتم يادگيري ماشين از جمله Random Forest،XGBoost و رگرسيون لجستيك مورد آزمون قرار گرفتند. نتايج نشان داد كه مدل رگرسيون لجستيك با دادههاي بهينهشده، ضمن دستيابي به دقت 97 درصد، قابليت پيادهسازي عملي بر روي سختافزارهاي ماشينهاي لباسشوئي رايج را دارد. اين امر مزيت مهمي نسبت به پژوهشهاييست كه از شبكههاي عصبي عميق استفاده كردهاند و نيازمند سختافزار جانبي و پردازندههاي پرقدرتند.
به طور كلي، پژوهش حاضر با بهرهگيري از دادههاي واقعي، حذف وابستگي به حسگرهاي خارجي و انتخاب مدلهاي سبك، موفق شد برخي از مهمترين شكافهاي موجود در تحقيقات پيشين را پوشش داده و رويكردي مقرونبهصرفه، پايدار و قابل تعميم براي تخمين وزن لباس ارائه دهد.
كليدواژه لاتين
Washing machine , Machine learning , Soft sensor , Laundry weight estimation , Motor data processing
عنوان لاتين
Estimating the load weight of a washing machine using a soft sensor method based on machine learning
گروه آموزشي
مهندسي برق
چكيده لاتين
The aim of this study is to develop a data-driven method for estimating laundry weight in washing machines using machine learning algorithms, without the need for external sensors. Although conventional sensor-based methods can provide acceptable accuracy, they tend to be costly, vulnerable, and require periodic calibration. In contrast, the proposed approach in this research relies on internal washing machine data and the design of an intelligent soft sensor.
For data collection, over 1,120 real-world tests were conducted on a direct drive washing machine using various fabric and clothing loads. Motor current, instantaneous speed, and motor stop duration were recorded as initial input variables. Then, using feature extraction and selection methods, the most influential variables were identified and redundant data was eliminated.
In the modeling phase, several machine learning algorithms including Random Forest, XGBoost, Gradient Boosting, and Logistic Regression were tested. The results showed that the Logistic Regression model, when optimized, achieved an accuracy of 97% while remaining feasible for implementation on standard washing machine hardware. This presents a key advantage over studies utilizing deep neural networks, which typically require additional hardware and high-performance processors.
Overall, this study, by leveraging real-world data, eliminating the dependency on external sensors, and selecting lightweight models, successfully addresses some of the main gaps in previous research and offers a cost-effective, sustainable, and generalizable approach to estimating laundry weight.
تعداد فصل ها
5
فهرست مطالب pdf
151783
نويسنده