Yeni bir genetik algoritma yaklaşımı ile çıkık kutuplu senkron makinenin ağırlık optimizasyonu

Genetik Algoritmalar (GA) 1970' lerden beri literatürdeki yerini almış bulunmaktadır. Bu algoritma ile ilgili çok çeşitli sahalarda ve konularda yayınlar yapılmıştır. Bu çalışmada ise elektrik makinelerine uygulanan optimizasyon tekniklerinden biri olan GA ile makinenin ağırlığını en aza indirme işlemleri yapılmış, asıl çalışma konusu olan yeni geliştirilen GA ile elde edilen sonuçlar ile klasik GA' dakiler karşılaştırılmış, ve sonuçların hemen hemen aynı olduğu görülmüştür. Yeni geliştirilen GA' da Mendel Genetiği esas tutulmuş, Mendel' in popülasyon genetiği olarak bilinen kavram algoritmaya uyarlanmıştır. Dolayısıyla, klasik GA' dan farklı olarak çaprazlama olayı daha sağlam bir temele oturtulmuş, farklı bir eşleme işlemi ortaya konmuş, mutasyon ise uygulanmamıştır. Mendel kanunları olarak bilinen bu iki esastan birincisi: Allellerin ayrışması, ikincisi: Allellerin birbirlerinden bağımsız olarak yerleşmesidir. Bu sayede, klasik GA' da uygulanan ve de tıp literatüründe oluşma tipi tam bilinemeyen çaprazlama (yani hangi şekilde, hangi kısmaların çaprazlamaya gireceği) ile gene tıp literatüründe mutasyon olarak bilinen ve yine anormal bir durum addedilen olayın (ve olma ihtimalinin çok düşük olmasına rağmen) klasik GA' da sanki gayet doğalmış gibi mutasyon operatörünün olması ve frekansının azaltılıp yükseltilebilmesi, çaprazlamanın neye göre hangi şekilde olacağı gibi muallakta kalmış sorulara kesin çözüm bulunamaması, uygulanan çaprazlama metotlarının tatminkar olmaktan uzak olduğu vs. gibi meseleler ortadan kalkmıştır. Klasik GA' da her bir sayı dizisine kromozom denirken, yeni geliştirilen GA' da bunların her birine "gamet" denmiş, biri erkekten biri dişiden olmak üzere iki gametin birleşmesi ile yeni bir 'Tert" vücuda gelmiştir (tıp literatüründe olduğu gibi). Sonra da bu fert üzerinde "fenotip" ve "genotip" kavramları uygulanmıştır (Mendel Genetiği). Dolayısıyla her bir fert iki gametten oluşmuş, bunlar algoritmaya uyarlanmıştır. Klasik GA' da rasgele oluşturulan başlangıç popülasyonundan sonra rulet tekeri metoduna göre seçilen kromozomları eşleme, çaprazlama ve mutasyon rutini takip ederek yeni nesli oluştururlarken, yeni GA' da başlangıç popülasyonu olan gamet havuzundan isteğe bağlı gamet gurubu (bu çalışma için dörttür) eşleme yöntemine göre seçilerek, çaprazlama için punett karesi oluşturulup bu karedeki genotiplerden bir tanesi rulet tekeri metoduna göre seçilerek yeni nesli oluşturmaktadırlar. Klasik GA' da nesil sayısı yüzlerce olabilirken, yeni GA' da çok daha az nesil sayısı yeterli olmaktadır. Analitik hesabı yapılmış 2 MVA' lık senkron bir makinenin klasik GA ve yeni GA ile ağırlık optimizasyonu yapılmıştır. Makinenin kromozom (veya gamet) boyutu 1 1 tane parametreden oluşturulmuştur. Klasik GA' da başlangıç popülasyonu değiştirilip, alt popülasyon sabit tutulup seçim metotlarına göre, nesü sayısı arttırılıp simülasyon sonuçlan buna göre elde edilmiştir. Yeni GA' da ise başlangıç popülasyonu değiştirilirken alt popülasyon sayısı arttırılıp nesil sayısına dokunulmamış (çünkü yeni GA' da nesil sayısı alt popülasyon sayısına bağlıdır), simülasyon sonuçlan buna göre elde edilmiştir. Hem klasik GA' da hem de yeni GA' da simülasyon sonuçlan ve değişimleri incelenmiştir. Anahtar Kelimeler: Genetik Algoritma, Mendel Genetiği, Optimizasyon, Senkron Makine, Elektrik Makineleri. XV