30

บทท 3

การออกแบบและการสรางโปรแกรม

บทนจะกลาวถงการออกแบบระบบไฟฟาส าหรบวงจรมอเตอร ประกอบดวยการออกแบบและการสรางโปรแกรม ในการออกแบบจะแบงเปน การออกแบบหนาตางโปรแกรม การเลอกขอมลในการฝกสอนและทดสอบ การก าหนดโครงสรางโครงขายประสาทเทยม ปรมาณของขอมลฝกสอนและขอมลทดสอบ เงอนไขการฝกสอนโครงขายประสาทเทยม การฝกสอนโครงขายประสาทเทยม การสรางโปรแกรมการออกแบบ แบงออกเปน ขอมลทใชฝกสอนและทดสอบโปรแกรม ชดค าสงการสอน ขนตอนการออกแบบและการสรางโปรแกรม มรายละเอยดดงน

3.1 การออกแบบโปรแกรม

การออกแบบโปรแกรมใหเปนไปตามทออกแบบนนจะตองใชขอมล การออกแบบหนาตาง

โปรแกรม การเลอกขอมลในการฝกสอน การก าหนดโครงสรางโครงขายประสาทเทยม ปรมาณ

ของขอมลฝกสอนและขอมลทดสอบ เงอนไขการฝกสอนโครงขายประสาทเทยม ขนตอนการ

ออกแบบระบบไฟฟาส าหรบวงจรมอเตอรโดยใชโครงขายประสาทเทยม มรายละเอยดดงตอไปน

3.1.1 การเลอกขอมลในการฝกสอน การเลอกขอมลในการฝกสอนเปนองคประกอบทมผลตอประสทธภาพของโครงขายประสาทเทยมมากทสด ขอมลทใชในการฝกสอนจะประกอบไปดวยขอมลอนพต ไดแก

1. ระบบไฟฟา นนจะแบงเปน 1 เฟส และ 3 เฟส ใชตวดชนบงชเปน 1 และ 3 ตามล าดบ เพอทจะใหโครงขายประสาทเทยมแยกแยะขอมลไดอยางชดเจน

2. วธการเดนเครองมอเตอร นนจะแบงเปน แบบ Direct On Line และ แบบ Star-Delta ใชตวดชนบงชเปน 0 และ 1 ตามล าดบ เพอทจะใหโครงขายประสาทเทยมแยกแยะขอมลไดอยางชดเจน

3. วธการเดนของสาย นนจะแบงเปน การเดนสายในอากาศ การเดนสายในทอโลหะไมฝงดน (เดนในอากาศ) และ การเดนสายในทอโลหะฝง ใชตวดชนบงชเปน 1 2 และ 3 ตามล าดบ เพอทจะใหเรยงเปนล าดบและโครงขายประสาทเทยมแยกแยะขอมลไดอยางชดเจน

4. จ านวนโพล สาย นนจะแบงเปน 2 โพล 4 โพล 6 โพล 8 โพล และ ไมทราบคา ใชตวดชนบงชเปน 2 4 6 8 และ 0 ตามล าดบ เพอทจะใหขอมลของจ านวนโพล เรยงเปนล าดบและโครงขายประสาทเทยมแยกแยะขอมลไดอยางชดเจน

31

5. อณหภม ใชตวดชนบงชเปนคาจรง = 21 - 60 C 6. ขนาดก าลงงาน (kw) ใชตวดชนบงชเปนคาจรง = 0.37-315 kw

ซงน าขอมลอนพตทก าหนดปอนใหกบโครงขายประสาทเทยมตามตารางท 3.1

ตารางท 3.1 ก าหนดคาขอมลอนพตของการออกแบบมอเตอรไฟฟา

ขอมลอนพต ดชนบงช หมายถง

ระบบไฟฟา 1 1 เฟส 3 3 เฟส

วธการเดนเครองมอเตอร 0 Direct On Line 1 Star-Delta

วธการเดนสาย 1 การเดนสายในอากาศ 2 การเดนสายในทอโลหะไมฝงดน (เดนในอากาศ) 3 การเดนสายในทอโลหะฝงดน

จ านวน pole

2 2 pole 4 4 pole 6 6 pole 8 8 pole 0 ไมทราบคา

อณหภม ใชคาจรง = 21-60 C ขนาดก าลงงาน (kw) ใชคาจรง = 0.37-315 kw

3.1.2 การก าหนดโครงสรางโครงขายประสาทเทยม

ขอมลทไดจากการก าหนดคาขอมลอนพต เอาตพตเปนปญหาชนดทเปนฟงกชนตอเนองแบบไมเปนเชงเสนจากการศกษาในบทท 2 นนสามารถเลอกใชโครงสรางของโครงขายประสาทเทยมแบบหลายช น (Multiple-Layer Network) โดยรปแบบของการท างานท ปอนไปขางหนา (Feed-forward) สวนการฝกสอนจะใชการฝกสอนชนดแพรคาย อนกลบ (Back-propagation) โครงสรางโครงขายประสาทเทยมลกษณะเชนนนยมเรยกวา “โครงขายประสาทเทยมเปอรเซปตรอนหลายชน (Multilayer Perceptron Network : MLP)” โดยมโครงสรางโครงขายประสาทเทยมทน าเสนอตามภาพท 3.1

32

Inputs

HiddenLayer

(1)

HiddenLayer

(2)

HiddenLayer

(3)

OutputLayer

OutputIndex

pole

(kw)

ภาพท 3.1 โครงสรางโครงขายประสาทเทยม

ในการก าหนดโครงสรางของโครงขายประสาทเทยมจะตองพจารณาฟงกชนถายโอน

(Transfer Function) ซงเปนองคประกอบหนงทมผลตอการเรยนรของโครงขายประสาทเทยม

ฟงกชนถายโอนทใชในการฝกสอนโครงขายประสาทเทยมแบบของการท างานทปอนไปขางหนา

(Feed-Forward) มอยหลายชนด แตโครงงานนใชฟงกชนถายโอนแบบแทนซกมอยด (Tan-

Sigmoid) เพราะท าการถายโอนคาระดบอยทระหวาง -1 กบ 1 ในชนซอน (Hidden Layer) และ

ฟงกชนถายโอนแบบเชงเสน (Linear) ซงเปนขอมลทเขามความสมพนธกบขอมลทออก ในชน

เอาตพต (Output Layer)

3.1.3 ปรมาณของขอมลฝกสอนและขอมลทดสอบ

ปรมาณของขอมลทน ามาใชในการฝกสอนและทดสอบโครงขายประสาทเทยมนนโดย

สวนมากจะมขอจ ากดจากวธการเตรยมขอมลถาขอมลดงกลาวไดมาโดยการเกบบนทกตามชวงเวลา

ปรมาณของขอมลจะขนอยกบชวงเวลาและความถในการเกบบนทกสวนในกรณทขอมลดงกลาว

เกดจากการจ าลองเหตการณ ปรมาณของขอมลจะขนกบความซบซอนของการจ าลองเหตการณ

เวลาทใชในการจ าลองเหตการณและประสทธภาพของอปกรณทใชดงนนการเลอกปรมาณของ

ขอมลฝกสอนจงตองพจารณาตามวธการเตรยมขอมล

ขอมลทดสอบคอ ขอมลทน ามาทดสอบความสามารถในการประมวลผลของโครงขาย

ประสาทเทยมทผานการฝกสอนแลวโดยเปนขอมลทประกอบไปดวยขอมลอนพตและขอมล

เอาตพตเชนเดยวกนกบขอมลฝกสอนหากแตคาของขอมลดงกลาวในชดขอมลทดสอบจะเปนคาท

33

ไมถกใชในการฝกสอนโครงขายประสาทเทยมกลาวคอเปนคาทโครงขายประสาทเทยมไมเคย

เรยนรมากอน

3.1.4 เงอนไขการฝกสอนโครงขายประสาทเทยม เงอนไขทงหมดทก าหนดขอบเขตการฝกสอนโครงขายประสาทเทยม ซงมผลตอการ

เรยนรของโครงขายประสาทเทยมโครงงานนใช Neural Networks Toolbox ของโปรแกรม

MATLAB ฝกสอนโครงขายประสาทเทยม ดงนนองคประกอบบางชนดทมผลตอการเรยนรของ

โครงขายประสาทเทยมทโปรแกรม MATLAB ไดท าการก าหนดไวแลว ยกเวนองคประกอบบาง

ชนด เชน รปแบบอนพตและเอาตพต จ านวนของขอมลฝกสอน และขอมลทดสอบ เปนตนซง

ผจ ดท าโครงงานจะเปนผก าหนดเอง จดมงหมายของการฝกสอนโครงขายประสาทเทยมใน

โครงงานนฝกสอนเพอใหไดเอาตพตทตองการ คอ ขนาดสายเฟส ขนาดสายดน ขนาดทอรอยสาย

ขนาดฟวส และขนาดเบรกเกอร ในการฝกสอนโครงขายประสาทเทยมจะประมวลผลโดยใช

โปรแกรม MATLAB ดวยคอมพวเตอรทใชงานซงมคณสมบตดงน CPU : AMD A6-3400M @1.4

GHz RAM : 4 GB

3.1.5 การฝกสอนโครงขายประสาทเทยม เงอนไขทงหมดทก าหนดขอบเขตการฝกสอนโครงขายประสาทเทยมซงมผลตอการ

เรยนรของโครงขายประสาทเทยม ซงโครงงานเลมนจะใช Neural Network Toolbox ของโปรแกรม

MATLAB ฝกสอนโครงขายประสาทเทยม ดงนนองคประกอบบางชนดทจะมผลตอการเรยนรของ

โครงขายประสาทเทยมทโปรแกรม MATLAB ไดท าการก าหนดไวแลว ยกเวนองคประกอบบาง

ชนด เชน กลมของรปแบบอนพต และเอาตพต จ านวนของขอมลฝกสอน ขอมลทดสอบและ

ทดลอง เปนตน ซงตวผฝกสอนจะเปนผก าหนดเอง ในโครงงานเลมใชโครงขายประสาทเทยมชนด

แพรยอนกลบ (Back-Propagation) ซงโครงขายประสาทเทยมนเปนโครงขายประสาทเทยมทมอย

ในโปรแกรม MATLAB ขนตอนการฝกสอนโครงขายประสาทเทยมชนดแพรยอนกลบ มขนตอน

ดงน

1. คาเรมตนของคาถวงน าหนก (weight) และคาไบแอส (Bias)

34

การเลอกคาถวงน าหนกและคาไบอสส าหรบการฝกสอนโครงขายประสาทเทยมนน ใน

โครงงานเลมนจะเรมตนดวยการสมคาถวงน าหนกและคาไบแอสใหกบโครงขายเรมตนของ

โครงขายประสาทเทยม โดยหนงรอบการฝกสอนโครงขายประสาทเทยมจะแบงออกเปน 3 ขนตอน

คอ ปอนคาอนพตทไดรบจากชนอนพตมาท าการค านวณหาค าตอบหรอเอาตพต ของโครงขาย

ประสาทเทยม ส าหรบแตละรปแบบขอมลทปอนให จากนนจะแพรคายอนกลบของคาผดพลาด

ระหวางเอาตพตของโครงขายประสาทเทยมกบเอาตพตเปาหมายและท าการปรบเปลยนคาถวง

น าหนกและคาไบแอสดวย Levenberg Maquard Algorithm (trainlm)

2. ล าดบขนตอนการปรบคาถวงน าหนก (weight) และคาไบแอส (Bias)

ล าดบขนตอนในการปรบคาถวงน าหนกและคาไบแอสในการฝกสอนโครงขายประสาท

เท ยม ช น ด Feed-Forward Network Toolbox ใน โค รงงาน น ไดน าว ธ Levenberg Maquard-

Algorithm ซงเปนวธทมประสทธภาพและรวดเรวในการฝกสอนสงสด โดยมล าดบขนตอนการ

ปรบคาถวงน าหนกและคาไบแอสดงสมการ (2.14) จาโคเบยนเมตรกซของ (w,b) ดงสมการ (2.15)

และ (2.16) เมตรกซของคาความผดพลาดดงสมการ (2.17)

3. จ านวนครงและรอบของการปรบคาถวงน าหนก (weight) และคาไบแอส (Bias)

การฝกสอนโครงขายประสาทเทยมแตละรอบจะก าหนดใหมคาถวงน าหนกและคา

ไบแอสเปนจ านวน 1,000 ครง (Epoch) ซงเมอโครงขายประสาทเทยมท าการปรบคาถวงน าหนก

และคาไบแอสจนครบ 1,000 ครงแลว ส าหรบจ านวนรอบของการฝกสอนโครงขายประสาทเทยม

ก าหนดไวท 25 รอบตอการฝกสอน เพอใชเปนเกณฑในการเปรยบเทยบเวลาในการการฝกสอน

4. จ านวนโหนดในชนซอนของโครงขายประสาทเทยม 3 ชนซอน

จ านวนโหนดในชนซอน ซงจ านวนโหนดนนจะมผลตอเวลาทใชในการฝกสอน นนคอ

ถาจ านวนโหนดมากเวลาทใชในการฝกสอนกมากตามไปดวย ในโครงงานเลมนไดท าการทดสอบ

โครงขายประสาทเทยมแบบแพรคายอนกลบทมชนซอน 1 ชนและชน 2 ชนและ 3 ชนซอน โดยใน

การทดสอบโครงขายประสาทเทยมแบบแพรคายอนกลบคายอนกลบทมชนซอน 1 ชนนนจะท าการ

ฝกสอนโครงขายประสาทเทยมทมจ านวนโหนดในชนซอนตงแต 2 โหนดไปจนถง 20 โหนด เพอ

หาจ านวนโหนดในชนซอนทดทสดทท าใหโครงขายเทยมมประสทธภาพทดทสด

5. เงอนไขของการฝกสอน

35

ในการฝกสอนโครงขายประสาทเทยมและใชกระบวนการปรบคาถวงน าหนกและคา

ไบแอสดวยวธ Levenberg Maquard Algorithm นนจะมเงอนไขพนฐานทเกยวของกบการสนสด

การสอนดงน

(1) คา Gradient Factor เปนพารามเตอรหนงทใชในการพจารณาถงการสนสดของ

การฝกสอน ในการปรบคาถวงน าหนกและคาไบแอสแตละรอบ Gradient

Factor จะเปลยนแปลงไปขนอยกบคาความผดพลาดทเกดขนใน (Epoch) นนๆ

โดยการฝกสอนจะสนสดลงเมอ Gradient Factor มคานอยกวา 0

(2) คา Mu Factor หรอ Learning Factor เปนคาคงทใชเรงการปรบคาถวงน าหนก

และคาไบแอสใหเขาหาค าตอบ ในการปรบคาถวงน าหนกและคาไบแอสแตละ

รอบนนหากคา Gradient Factor มคาเพมขน จะมการปรบคา Mu Factor ให

เพมขนจนกระทงคา Gradient Factor มแนวโนมทจะลดลง จากนนคาจะถก

ปรบลดลงเรอยๆและมการปรบเพมขนเรอยอกครง และการฝกสอนจะสนสด

ลงเมอคา Mu Factor หรอคา Gradient Factor มคามากกวาทก าหนดไว

3.1.6 ขนตอนการออกแบบระบบไฟฟาส าหรบวงจรมอเตอรโดยใชโครงขายประสาท

เทยม ในโครงงานนจะใชโครงขายประสาทเทยมแบบแพรยอนกลบทมชนซอน 3 ชนซงจะม

ขนตอนเหมอนกบการทดสอบดวยโครงขายประสาทเทยมแบบแพรคายอนกลบทมชนซอน 1 ชน

โดยการทดสอบดวยโครงขายประสาทเทยมแบบแพรคายอนกลบทมชนซอน 3 ชนจะเพมจ านวน

ชนซอนเปน 3 ชน ท าใหการเลอกฟงกชนในการถายโอนในชนซอนทง 3 ชนและชนเอาตพตนน

เพมขน โดยเลอกจากฟงกชนการถายโอนแบบ Linear, Log – Sigmoid และ Tan – Sigmoid และท า

การเปรยบเทยบวาโครงขายประสาทเทยมแบบใดใหผลลพธทดทสดกดจากคา Mean Absolute

Percentage Error (MAPE) ของชดทดสอบเชนเดยวกบโครงขายประสาทเทยมแบบแพรคายอนกลบ

ทมชนซอน 1 ชน

ขนตอนการทดสอบดวยโครงขายประสาทเทยมแบบแพรคายอนกลบทมชนซอน 3 ชน ม

ขนตอนดงน

(1) ก าหนดขอมลทใชเปนอนพตและเอาตพตใหกบโครงขายประสาทเทยม

36

(2) ก าหนดชดขอมลทใชเปนชดฝกสอนและชดทดสอบ

(3) เลอกฟงกชนการถายโอนทจะใชในชนซอนชนท 1 ชนชอนท 2 ชนซอนชนท 3 และ

ชนเอาตพต

(4) ก าหนดจ านวนโหนดในชนซอนท 1 ใหเรมตนดวยจ านวน 3 โหนดจ านวนโหนดชน

ซอนท 2 จ านวน 2 โหนดและจ านวนโหนดในชนซอนท 3 จ านวน 1 โหนด (จ านวนโหนดในชน

ซอนท 1 จะมากกวาจ านวนโหนดในชนซอนท 2 จ านวน 1 โหนดและจ านวนโหนดในชนซอนท 2

จะมากกวาชนซอนท 3 จ านวน 1 โหนด)

(5) ก าหนดจ านวนรอบของการฝกสอน โดยใหแตละโครงสรางท าการฝกสอนจ านวน

10 รอบตอโครงสราง และแตละรอบท าการปรบคาถวงน าหนกและคาไบอสทงหมด 10,000 ครง

(epoch) จากนนท าการรนโปรแกรมแลวเกบบนทก

- คาเปอรเซนตผดพลาดสมบรณของชดฝกสอนและชดทดสอบโดยบนทกทงคา

ต าสด คาเฉลยและคาสงสด ทไดในแตละรอบ

- เวลาทใชในการฝกสอนในแตละโครงสราง

- คาถวงน าหนก (weight) และคาไบอส (bias)

- จ านวนโหนดในชนซอนท 1 และชนซอนท 2 ของโครงสรางทใหคา MAPE

ของชดทดสอบต าทสด

(6) เปลยนฟงกชนการถายโอนทใชในชนซอนท 1 ชนซอนท 2 ชนซอนท 3 และชน

เอาตพตของโครงขายประสาทเทยมแลวท าซ าขอ (4) และ (5)

(7) ท าการเปลยนฟงกชนการถายโอนใหครบทกแบบขนตอนการทดสอบดวยโครงขาย

ประสาทเทยมแบบแพรคายอนกลบนนสามารถเขยนเปนแผนภาพไดดงภาพท 3.2

37

Hidden = 3

For epoch = 1

(weight) (Bias)

epoch

epoch > 1000

(weight) (Bias)

Hidden1 = 30Hidden2 = 30Hidden3= 20

(weight) (Bias)

Hidden1 = Hidden1 + 1Hidden2 = Hidden2 + 1Hidden3= Hidden3 + 1

epoch = epoch + 1

Algoritim

Training

Process

ภาพท 3.2 แผนภาพการทดสอบดวยโครงขายประสาทเทยมแบบแพรคายอนกลบทมชนซอน 3 ชน

38

3.1.7 การออกแบบหนาตางโปรแกรม การออกแบบหนาตางโปรแกรมจะแบงเปน 2 แบบ คอ หนาตางโปรแกรมของอนพตและเอาตพต โดยจะแสดงดง ภาพท 3.3 และ 3.4

(kW)

(kW)

ภาพท 3.3 แบบหนาตางโปรแกรมของอนพต

ภาพท 3.4 แบบหนาตางโปรแกรมของเอาตพต

39

3.2 การสรางโปรแกรม

ในการสรางโปรแกรมใหเปนไปตามทออกแบบนนตองใชขอมลพกดกระแสโหลดเตมทของมอเตอรไฟฟา ขอมลทใชฝกสอนและทดสอบโปรแกรม การสอนและการทดสอบโครงขาย

ประสาทเทยม มรายละเอยดดงตอไปน

3.2.1 ขอมลพกดกระแสโหลดเตมทของมอเตอรไฟฟา กอนการพจารณาหาคาพกดตางๆส าหรบการออกแบบระบบไฟฟาส าหรบมอเตอรไฟฟา

ผออกแบบจ าเปนตองทราบคาพกดกระแสของมอเตอรไฟฟากอน คาพกดกระแสของมอเตอรจะม

อย 2 คาคอคาพกดกระแสโหลดเตมทตามแผนปายประจ าเครอง (Rated Load Current) จะใช

สญลกษณภาษาองกฤษ FLA ซงจะเปนคากระแสของมอเตอรในขณะทใชงานเตมพกดโหลดปกต

และพกดกระแสโหลดเตมทของมอเตอรไฟฟา (Full Load Current) จะใชสญลกษณภาษาองกฤษ

FLC ซงหมายถงคาพกดกระแสไฟฟาทมอเตอรใชงานเตมทในการท างานโดยทมอเตอรยงไมเปน

อนตราย คากระแสพกดโหลดเตมทเตมทส าหรบมอเตอรไฟฟากระแสกระแสสลบ 1 เฟส และ 3

เฟส แสดงไดจากตารางท 3.2 และ 3.3 ตามล าดบ ผออกแบบจะตองใชคาพกดกระแสในตาราง

ส าหรบออกแบบวงจรมอเตอร ไมใชน าคากระแสทอานไดจากแผนปายประจ าเครองมาท าการ

ออกแบบ ยกเวนส าหรบการพจารณาเครองปองกนโหลดเกนเทานนทจะใชคากระแสทอานไดจาก

แผนปายประจ าเครองในการค านวณ

40

ตารางท 3.2 กระแสพกดโหลดเตมทของมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส 220 V (แอมแปร)

ขนาดมอเตอร ( kW)

ขนาดกระแสโหลดเตมท (FLA)

0.37 3.9 0.55 5.2 0.75 6.6 1.1 9.6 1.5 12.7 1.8 15.7 2.2 18.6 3 24.3 4 29.6

4.4 34.7 5.2 39.8 5.5 42.2 6 44.5 7 49.5

7.5 50

41

ตารางท 3.3 กระแสพกดโหลดเตมทของมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 3 เฟส 380 V (แอมแปร)

2 pole 4 pole Output Power (kW)

Current, In (A)

Power Factor cos Ø

Effciency Output Power (kW)

Current, In (A)

Power Factor cos Ø

Effciency Full Load

3/4 Load

Full Load

3/4 Load

3 6.14 0.9 83 83.16 2.2 4.98 0.83 81.5 82.32 4 7.82 0.924 85 84.56 3 6.5 0.85 82.5 82.51

5.5 10.7 0.9 87.5 87.87 4 8.57 0.84 84.5 84.63 7.5 14.5 0.9 87.5 90.12 5.5 11.93 0.87 85.5 87.07 11 20.41 0.91 90 90.52 7.5 15.2 0.85 88 88.26 15 27.82 0.91 90 90.1 11 21.46 0.87 89.5 90.01

18.5 34.13 0.91 90.5 90.86 15 28.78 0.88 90 90.38 22 40.45 0.61 90.8 91.02 18.5 35.1 0.88 91 90.88 30 54.9 0.91 91.2 91.1 22 40.59 0.9 91.5 89.98 37 67.36 0.91 91.7 91.83 30 55.47 0.89 92.3 91.83 45 82.39 0.9 92.2 92.16 37 71.42 0.85 92.3 91.16 55 100.1 0.9 93.2 91.7 45 84.68 0.88 92.6 91.66 75 131.9 0.91 94 92.3 55 102.8 0.88 93.2 91.3 90 159 0.91 94.3 92.4 75 128 0.88 93.8 93.9

110 193 0.92 94 92.16 90 165.1 0.88 94.1 94.6 132 231 0.92 94.5 92.96 110 199 0.89 94.5 93.51 160 276 0.93 94.6 93.52 132 238 0.89 94.8 94.8 200 345 0.93 94.8 93.95 160 285 0.9 94.9 94.9 250 435.1 0.92 95.4 94.5 200 355 0.9 95 95 315 544.8 0.92 96 95.25 250 440.4 0.91 95.3 95.3

315 553.2 0.91 95.6 95.6

42

ตารางท 3.3 (ตอ)

6 pole 8 pole

Output Power (kW)

Current, In (A)

Power Factor cos Ø

Effciency Output Power (kW)

Current, In (A)

Power Factor cos Ø

Effciency

Full Load

3/4 Load

Full Load

3/4 Load

1.5 3.8 76 76 75.28 2.2 5.6 0.75 80.5 81.78

2.2 5.5 79 79 81.16 3 7.5 0.78 81 81.38

3 6.87 82 82 83.55 4 9.52 0.76 84 83.98

4 9.31 84 84 84.18 5.5 12.86 0.76 85.5 85.62

5.5 12.3 85.5 85.5 85.5 7.5 17.11 0.77 86.5 85.82

7.5 16.4 88 88 88 11 24.11 0.79 87.7 86.96

11 23.6 88.5 88.5 88.5 15 32.86 0.78 88.9 89.38

15 30.5 89 89 89 18.5 41.09 0.75 89.9 89.12

18.5 36.9 90.6 90.6 90.6 22 48 0.76 90.4 89.16

22 43.8 90.9 90.9 90.9 30 63 0.8 91.1 90.1

30 64 90.5 90.5 90.5 37 76.7 0.8 91.6 91.7

37 68 92.2 92.2 92.2 45 92.7 0.8 92.2 91.1

45 85.1 92.7 92.7 92.7 55 108 0.83 92.8 91.52

55 102.3 92.8 92.8 92.8 75 148 0.83 93 91.93

75 140 93.5 93.5 93.5 90 176 0.83 93.8 93.22

90 168 93.8 93.8 93.8 110 212 0.84 94 92.38

110 201 94.3 94.3 94.3 132 248 0.82 93.7 -

132 241 94.5 94.5 94.5 160 299 0.82 94.2 -

160 285.3 94.7 94.7 94.7

200 355.8 94.9 94.9 94.9

250 441.3 95.1 95.1 95.1

43

3.2.2 ขอมลทใชฝกสอนและทดสอบโปรแกรม จากการค านวณคาขอมลอนพตของการออกแบบมอเตอรไฟฟาจะมจ านวนทงหมด 2,286

ชด ดงตารางท 3.4

ตารางท 3.4 ตวอยางก าหนดคาขอมลอนพตของวงจรมอเตอรไฟฟา 1 เฟสและ 3 เฟส

ชดการสอน

ระบบไฟฟา

วธการเดนเครองมอเตอร

วธการเดนสาย

จ านวนPole

อณหภม (◦C)

ก าลงงาน(kW)

Output

1 1 0 1 0 31-35 0.37 1 2 1 0 1 0 31-35 0.55 1 3 1 0 1 0 31-35 0.75 1

500 3 0 1 8 41-45 5.5 4 501 3 0 1 8 41-45 7.5 17 502 3 0 1 8 46-50 0.25 1

2281 3 1 3 8 26-30 55 368 2282 3 1 3 8 26-30 75 407 2283 3 1 3 8 26-30 90 428

ขอมลเอาตพตประกอบดวย ขนาดสาย (mm²) สายดน (mm²) ขนาดทอ (mm) ฟวส (A)

เบรกเกอร (AT) ทจดเปนชด และใหค าตอบออกมาเปนชด โดยแตละชดเปนตวดชนตงแต 1 – 505

ชด ซงสรปขอมลเอาตพตดงตารางท 3.5 และ 3.6

44

ตารางท 3.5 ตวอยางขอมลเอาตพตทไดจากการก าหนดคาขอมลอนพตของการออกแบบมอเตอร

ไฟฟา ของวธการเดนสายแบบเดนในอากาศ

Output Index

ขอมลระบบฟาของวงจรมอเตอรทค านวณได ขนาดสายเฟส

(mm²) ขนาดสายดน(mm²) ขนาดทอ(mm)

ขนาดฟวส หนวงเวลา (A)

ขนาดเบรกเกอร เวลาผกผน(AT)

1 2.5 1.5 - 15 15 2 2.5 1.5 - 15 20 3 2.5 1.5 - 15 25 4 2.5 1.5 - 20 30 5 2.5 2.5 - 20 35 6 2.5 2.5 - 25 35 7 2.5 2.5 - 25 40 8 2.5 2.5 - 30 40 9 2.5 2.5 - 30 45 10 2.5 2.5 - 35 50

ตางรางท 3.6 ตวอยางขอมลเอาตพตทไดจากการก าหนดคาขอมลอนพตของการออกแบบมอเตอร

ไฟฟา ของวธการเดนสายแบบเดนในอากาศในทอโลหะและเดนฝงดนในทอโลหะ

Output Index

ขอมลระบบฟาของวงจรมอเตอรทค านวณได ขนาดสายเฟส

(mm²) ขนาดสายดน(mm²) ขนาดทอ(mm)

ขนาดฟวส หนวงเวลา (A)

ขนาดเบรกเกอร เวลาผกผน(AT)

160 2.5 1.5 20 15 25 161 2.5 1.5 20 20 30 162 2.5 1.5 32 15 15 163 2.5 1.5 32 15 20 164 2.5 1.5 32 20 30 165 2.5 1.5 32 15 25 166 2.5 1.5 40 20 30 167 2.5 2.5 15 25 35 168 2.5 2.5 20 20 35 169 2.5 2.5 20 25 35 170 2.5 2.5 20 35 50

45

3.2.2 การสอนและการทดสอบโครงขายประสาทเทยม

ชดค าสงทใชในการสอนโครงขายประสาทเทยม มรายละเอยดดงน

(1) เลอกฟงกชนการถายโอนทจะใชในชนซอนชนท 1 ชนชอนท 2 ชนซอนชนท 3 และ

ชนเอาตพต

(2) ก าหนดจ านวนโหนดในชนซอนท 1 ใหเรมตนดวยจ านวน 3 โหนดจ านวนโหนดชน

ซอนท 2 จ านวน 2โหนดและจ านวนโหนดในชนซอนท 3 จ านวน 1 โหนด (จ านวนโหนดในชน

ซอนท 1 จะมากกวาจ านวนโหนดในชนซอนท 2 จ านวน 1โหนดและจ านวนโหนดในชนซอนท 2

จะมากกวาชนซอนท 3 จ านวน 1 โหนด) ท าการรนโปรแกรมจนกระทงโครงสรางประสาทเทยมม

จ านวนโหนดในชนซอนท 1 มจ านวน 30 โหนดจ านวนโหนดในชนซอนท 2 ม 30 โหนดและ

จ านวนโหนดในชนซอนท 3 ม 20 โหนด

(3) คา Gradient Factor เปนพารามเตอรหนงทใชในการพจารณาถงการสนสดของการ

ฝกสอน ในการปรบคาถวงน าหนกและคาไบแอสแตละรอบ Gradient Factor จะเปลยนแปลงไป

ขนอยกบคาความผดพลาดทเกดขนใน (Epoch) นนๆ โดยการฝกสอนจะสนสดลงเมอ Gradient

Factor มคานอยกวา 0

(4) คา Mu Factor หรอ Learning Factor เปนคาคงทใชเรงการปรบคาถวงน าหนกและคา

ไบแอสใหเขาหาค าตอบ ในการปรบคาถวงน าหนกและคาไบแอสแตละรอบนนหากคา Gradient

Factor มคาเพมขน จะมการปรบคา Mu Factor ใหเพมขนจนกระทงคา Gradient Factor มแนวโนม

ทจะลดลง จากนนคา จะถกปรบลดลงเรอยๆและมการปรบเพมขนเรอยอกครงเมอคา Gradient

Factor มคาเพมขนโดยทคา Mu Factor เรมตนจะมคาเทากบ 0.001 การปรบคา Mu Factor เพมขน

นนจะท าโดยการคณดวย Increased Factor ซงมคาเทากบ 0.2 และการฝกสอนจะสนสดลงเมอคา

Mu Factor มคามากกวา 1 × 10−44

ชดค าสงทใชในการสอนโครงขายประสาทเทยม สามารถเขยนค าสงไดดงน

net = newff(minmax(trainIp),[30 30 20 1],{'tansig','tansig','tansig' ,'purelin'},'trainlm');

net.trainParam.epochs = 10000; net.trainParam.goal = 1e-6; net.trainParam.max_fail = 5; net.trainParam.mem_reduc = 1;

46

net.trainParam.min_grad = 1e-500; net.trainParam.mu = 0.001; net.trainParam.mu_max = 1e100; net.trainParam.mu_inc = 20; net.trainParam.lr = 0.2; net.trainParam.mc = 1.2;

3.2.3 ผลการฝกสอนจ านวน 1143 ชด ผลการฝกสอนจ านวน 1143 ชด หลงจากการก าหนดเงอนไขตางๆ จ านวน 2286 ชด จะถกน ามาฝกสอนโครงขายประสาทเทยมซงจากการฝกสอนพบวาจ านวนนวรอนทฝกสอนโครงขายประสาทเทยมส าเรจในชนซอน เพอใหไดคาเอาตพต ตรงกบอนพตทปอนเขาไปโดยสมรรถนะของกระบวนการฝกสอนตามรปท 3.5 ซงมการฝกสอนจ านวน 5290 รอบ ผลลพธทไดเอาตพตเปนเลขดชน โดยจะน าไปชคา Look – up Table และเวลาทใชในการฝกสอนโครงขายประสาทเทยมตามภาพท 3.6

ภาพท 3.5 สมรรถนะการฝกสอนโครงขายประสาทเทยมในการออกแบบระบบไฟฟาส าหรมอเตอร

47

ภาพท 3.6 เวลาการฝกสอนโครงขายประสาทเทยมในการออกแบบระบบไฟฟาส าหรบ มอเตอร

3.2.4 แบบหนาตางโปรแกรม แบบหนาตางของโปรแกรมทน าไปใชงาน แบงเปน 2 หนาตาง คอ หนาตาง

โปรแกรมของอนพต ประกอบดวย ระบบไฟฟา 1 เฟส และ 3 เฟส วธการเดนเครองมอเตอร นนจะแบงเปน แบบ Direct On Line และ แบบ Star-Delta วธการเดนของสาย การเดนสายในอากาศ การเดนสายในทอโลหะไมฝงดน (เดนในอากาศ) และ การเดนสายในทอโลหะฝง จ านวนโพล สาย นนจะแบงเปน 2 โพล 4 โพล 6 โพล 8 โพล และไมทราบคา อณหภมใชเปนคาจรง = 21-60C ขนาดก าลงงาน (kw) ใชเปนคาจรง = 0.37-315 kW หนาตางโปรแกรมของเอาตพต ซงประกอบดวย ขนาดสาย (mm²) ขนาดสายดน (mm²) ขนาดทอ (mm) ฟวส (A) เบรกเกอร (AT) โดยแสดงดงภาพท 3.7 และ 3.8

48

ภาพท 3.7 หนาตางโปรแกรมของอนพต

ภาพท 3.8 หนาตางโปรแกรมของเอาตพต