한국지능시스템학회논문지 (Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems)

  • 제16권6호
  • /
  • Pages.677-682
  • /
  • 2006
  • /
  • 1976-9172(pISSN)
  • /
  • 2288-2324(eISSN)
한국지능시스템학회 (Korean Institute of Intelligent Systems)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

멀티-에너지 도메인 동적 시스템을 위한 본드 그래프/유전프로그래밍 기반의 자동설계 방법론

Bond Graph/Genetic Programming Based Automated Design Methodology for Multi-Energy Domain Dynamic Systems

  • 서기성 (서경대학교 전자공학과)
  • 발행 : 2006.12.25
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

멀티-도메인 공학시스템은 전기, 기계, 유압, 열등의 구성요소를 포함하고, 시스템 구성이 복잡하여 설계에 많은 어려움을 가지고 있다. 최적의 설계를 위해서는 각 도메인에 대한 통합된 설계 방법과 자동적이고 효율적인 탐색방법이 요구된다. 본 논문은 도메인에 독립적인 모델링 도구인 본드 그래프(Bond Graph)와 대규모 공간 해의 탐색에 접합한 진화 알고리즘의 일종인 유전 프로그래밍(Genetic Programming)를 결합하여 멀티 도메인 동적시스템에 대한 디자인 해를 자동적으로 생성해주는 설계 방법을 제시하였다. 제안된 설계방법의 효용성을 입증하기 위해서 3가지 서로 다른 도메인을 가진 아나로그 필터, 전동프린터 드라이브, 에어펌프 시스템에 대한 설계 결과가 기술된다.

Multi-domain design is difficult because such systems tend to be complex and include a mixtures of electrical, mechanical, hydraulic, and thermal components. To design an optimal system, unified and automated procedure with efficient search technique is required. This paper introduces design method for multi-domain system to obtain design solutions automatically, combining bond graph which is domain independent modeling tool and genetic programming which is well recognized as a powerful tool for open-ended search. The suggested design methodology has been applied for design of electric fitter, electric printer drive, and and pump system as a proof of concept for this approach.

키워드

참고문헌

  1. K. Youcef-Toumi, 'Modeling, Design, and Control Integration: A necessary Step in Mechatronics,' IEEE/ASME Trans. Mechatronics, vol. 1, no.1, 1996, pp. 29-38 https://doi.org/10.1109/3516.491407
  2. K. Seo, J. Hu, Z. Fan, E. D. Goodman, R. C. Rosenberg, 'Toward an Automated Design Method for Multi-Domain Dynamic Systems Using Bond Graphs and Genetic Programming,' Mechatronics, Elsevier, Volume 13, Issues 8-9, 2003, pp. 851-885 https://doi.org/10.1016/S0957-4158(03)00006-0
  3. J. R. Koza, F. H. Bennett, D. Andre, M. A. Keane, Genetic Programming III, Darwinian Invention and Problem Solving, Morgan Kaufmann Publishers, 1999
  4. J. R. Koza, F. H. Bennet, D. Andre, M. A. Keane, F. Dunlap, 'Automate Synthesis of Analog Electrical Circuits by Means of Genetic Programming,' IEEE Trans. on Evolutionary Computation, vol. 1, no. 2, 1997, pp.109-128 https://doi.org/10.1109/4235.687879
  5. D. C. Karnopp, R. C. Rosenberg., D. L. Margolis, System Dynamics, A Unified Approach, 3rd Ed., John Wiley & Sons, 1999
  6. R.C.Rosenberg, 'Reflections on Engineering Systems and Bond Graphs,' Trans. ASME J. Dynamic Systems, Measurements and Control, V.115, p.242-251. 1993b https://doi.org/10.1115/1.2899064
  7. J. E. E. E. Sharpe, R. H. Bracewell, 'The Use of Bond Graph Reasoning for the Design of Interdisciplinary Schemes', 1995 International Conference on Bond Graph Modeling and Simulation, pp.116-121
  8. E. Coelingh, T. J. A. de Vries, J. V. Amerongen, 'Automated Performance Assessment of Mechatronic Motion Systems During the Conceptual Design Stage,' Proceedings of the 3nd International Conference on Advanced Mechatroncis, Okayama, Japan, pp.472-477, 1998
  9. E. Tay, W. Flowers and J. Barrus, 'Automated Generation and Analysis of Dynamic System Designs', Research in Engineering Design, vol 10, 1998, pp. 15-29 https://doi.org/10.1007/BF01580267
  10. K. Seo, 'Evolutionary Design for Multi-domain Engineering System - Air Pump Redesign,' 퍼지 및 지능시스템학회 논문지, Vol. 16, No.2, 2006, pp 228-233