• 한국산업정보학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.115-120
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• 2019

본 논문에서는 이동 구간 입자 군집 최적화 (Receding horizon particle swarm optimization; RHPSO) 알고리즘 기반 다개체 로봇 편대 제어 알고리즘의 통계적 성능 분석 결과를 제시한다. 다개체 로봇의 편대 제어 문제는 로봇 간 충돌 회피를 고려할 경우, 구속 조건이 있는 비선형 최적화 문제로 정의될 수 있다. 일반적으로 구속 조건이 있는 비선형 최적화 문제는 최적해를 찾는데 많은 시간이 걸리는 문제점이 있다. 이동 구간 입자 군집 최적화 알고리즘은 로봇 편대 제어의 최적화 문제에 대한 준최적해를 빠르게 찾기 위해 제안된 알고리즘이다. 이동 구간 입자 군집 최적화 알고리즘은 알고리즘에 사용되는 후보해의 개수와 세대 수가 증가함에 따라 계산 복잡도가 증가한다. 따라서 최소의 후보해와 세대 수만으로 실시간 제어에 사용될 수 있는 준최적해를 찾는 것이 중요하다. 본 논문에서는 이동 구간 입자 군집 최적화 알고리즘의 후보해의 수와 세대 수에 따른 제어 오차를 비교하였다. 다양한 조건의 시뮬레이션 실험을 통해서 통계적으로 결과를 분석하고, 허용 가능한 편대 오차 범위 내에서 이동 구간 입자 군집 최적화 알고리즘의 최소 후보해의 수와 세대 수를 도출한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.306-311
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• 2017

본 논문은 자동차 현가장치의 기구적 특성에 대한 설계 최적화에 관한 것이다. 현가장치의 기구적 특성은 토우 및 캠버와 같은 바퀴의 자세를 결정하며 이것은 주행 중 타이어의 마모에 관련될 뿐만 아니라 차량의 운동성능인 조종안정성에 큰 영향을 미친다. 따라서 설계 초기단계에서 현가장치 기구의 특성을 결정하는 것은 매우 중요한 일이다. 본 논문에서는 맥퍼슨 스트러트식 현가장치에 대한 현가장치의 기구적 특성을 파악하기 위하여 변위해석을 수행하였다. 이를 위해 현가장치 기구를 구성하는 조인트에 대한 구속방정식을 세우고 이를 풀 수 있는 프로그램을 작성하였다. 또한 원하고자 하는 현가장치의 기구적 특성을 얻기 위하여 설계 최적화 프로그램인 ADS를 이용하였다. 최적화를 위한 설계변수로서 현가장치의 차체 부착점인 하드 포인트의 좌표로 설정하였으며 목표함수로서 바퀴의 상하운동에 대한 토우-인의 합으로 정의하였다. 구속함수로서 설계 시 제한조건인 최대 캠버각과 최저 롤 중심고를 고려하였다. 본 연구의 결과로서 두 가지 구속함수를 만족하고 토우-인의 변화를 최소로 하는 하드 포인트의 최적위치를 결정할 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2639-2641
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• 2003

유전자 알고리즘은 다윈의 자연선택설과 유전자의 진화 개념을 이용한 적응 탐색 알고리즘으로 적용하고자 하는 문제의 매개 변수를 유전자와 비슷한 데이터 구조로 부호화하고, 유전 연산자를 이용하여 문제의 해답을 찾는 알고리즘이다. 최근 유전자 알고리즘은 이러한 복수개의 목적 함수를 최적화 하기 위한 다중 최적화 문제를 위한 최적화 기술로서의 관심이 크게 다루어지고 있으며 전송 문제, 생산 공정 문제 계획 등과 같은 다목적 함수를 다루는 많은 응용 부분에 대해 적용되고 있다. 본 논문에서는 기본적인 다중 목적 함수용 예와 Gen과 Kim이 제안한 네트워크 신뢰도를 고려한 연결 비용과 메시지 지연을 고려한 이중 구속 통신망 설계 문제를 가지고 가중치 합과 여러 가지 파레토 방법들을 비교하고 연구 검토 하고자 한다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2004년도 춘계학술대회논문집
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• pp.870-875
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• 2004

Beam stiffeners have frequently been used for raising natural frequencies of base structures. In stiffener layout optimization problems, most of the previous researches considering the position and/or the length of the stiffener as design variables dealt with structures having just simple convex shapes such as a square or rectangle. The reason is concave shape structures have difficulties ill formulating geometry constraints. In this paper, a new geometry constraint handling technique, which can define both convex and concave feasible lesions and measure a degree of geometry constraint violation, is proposed. Evolution strategies (ESs) is utilized as an optimization tool. In addition, the constraint-handling technique of EVOSLINOC (EVOlution Strategy for scalar optimization with Lineal and Nonlinear Constraints) is utilized to solve constrained optimization problems. From a numerical example, the proposed geometry constraint handling technique is verified and proves that the technique can easily be applied to structures in net only convex but also concave shapes, even with a protrusion or interior holes.

• 한국지진공학회논문집
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• 제5권6호
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• pp.37-46
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• 2001

본 연구에서는 부분적으로 정상상태 확률과정으로 모델링할 수 있는 가진입력에 대하여 확률적으로 정의된 구조물의 최대응답에 대한 구속조건을 만족시키면서 제어력을 최소화 할 수 있는 최적설계 방법을 제안한다. 최적화 과정에서 안정성의 확보를 위해 제어기를 전상태 피드백 LQR제어기의 형태로 한정하였으며 가중치 행렬을 설계변수로 하고 Riccati 행렬을 매개변수로 하여 목적함수와 구속조건 함수 및 그 기울기를 계산한다. 제안된 방법을 통해 설계된 전상태 피드백 LQR제어기는 목표 응답성능을 만족시킬 수 있었고 이에 필요한 최대 제어력을 확률적으로 정량화하여 제어금기의 제작에 유용한 자료가 될 수 있도록 하였다. 상태변수 추정을 위해 독립적으로 설계된 Kalman 필터와 최적화된 LQR 제어기가 결합된 LQG 제어기 및 그 차수를 축소시킨 제어기는 모두 큰 성능의 저하가 없었으며 따라서 제안된 설계방법을 이용하여 구조물의 최대응답에 관한 구속조건을 만족시키는 출력 피드백 제어기 설계가 충분히 가능함을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.223-233
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• 2011

본 논문에서는 수직하중, 풍하중 및 지진하중에 의해 발생하는 변위 관련 구속조건을 만족하면서 RC(Reinforced Concrete) 빌딩 구조의 부피를 최소화하기 위한 설계문제를 정식화하였다. 구조해석 절차 자동화의 어려움으로 인해 실험 계획법과 근사화기법, 최적화기법을 이용한 근사모델기반 최적설계를 수행하였다. 특히, 만족할 만한 설계 결과를 얻을 때까지 설계변수의 범위와 구속조건의 허용값을 조정하는 단계적 최적설계 방법을 제안하였다. 제안된 단계적 최적설계 방법을 통해 주어진 구속조건을 모두 만족하면서 RC 빌딩 구조의 부피를 초기 설계 대비 53.3% 감소시키는 결과를 얻음으로 써 본 논문에서 보인 단계적 최적설계 방법의 타당성을 보였다.

• 전산구조공학
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• 제10권2호
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• pp.225-232
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• 1997

서로 다른 기지의 성질을 갖는 재료들을 혼합하여 만든 합성재료의 새로운 물성치는 일반적으로 실험으로 규명하고 있다. 혼합하는 재료들의 체적비에 따라 실험으로 측정한 합성재료의 탄성계수와 포와송비는 그 합성재료로 만들어지는 구조물의 역학적 거동을 예측하는 해석적 모델의 기본자료로 사용된다. 합성재료 탄성물성치의 수치적 예측은 합성재료에 대한 유한요소 모델로 해석한 정적변위와 균질.등방성으로 가정한 모델을 해석한 정적변위와의 차이를 최소화하는 구속적 비선형 최적화기법을 사용하여 수행하였다. 유한요소 모델은 체적비에 따라 혼합물질을 분배하기 용이하도록 제안하였으며 구속조건 및 하중조건은 일축인장에 의한 거동을 예측하도록 설정하였다. 본 논문에서는 고체입자를 섞어 만든 합성재료의 탄성물성치를 예제를 통하여 수치적으로 예측하고 그 결과를 실험결과 및 이론식들과 비교.검토하였다.

• 한국자기학회지
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• 제27권2호
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• pp.63-69
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• 2017

함정은 작전 운용관점에서 음향적 및 자기적으로 정숙성이 요구되며, 그 중에서 함정에서 발생하는 자기장 신호는 근거리에서 적의 감시체계 및 기뢰체계 등 위협세력에 의해 쉽게 노출되게 된다. 따라서 아함의 생존성 증대를 위하여 함정의 자기장 신호저감을 위한 다양한 기법이 연구되고 있으며, 최근에는 단순히 자기장 신호의 크기 감소 뿐 만 아니라 자기장 신호의 변화율 성분에 대한 감소까지 추가적으로 요구되고 있다. 본 논문에서는 상용 전자기 유한요소해석 도구를 이용하여 함정 축소모델에 대한 유도 자기장 신호를 예측하고, 소자코일을 배치하였다. 그리고 기울기 구속조건을 고려한 입자 군집 최적화 알고리즘을 적용하여 소자코일의 최적 소자전류를 도출하였다. 기울기 구속조건 유/무에 따른 소자 후 자기장 신호를 비교함으로써 최적 소자기법의 타당성을 해석적으로 검증하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권7호
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• pp.745-750
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• 2012

이 논문에서는 강체 메커니즘의 위상 최적설계를 위해 제안된 구속조건 힘 설계 기법(constraint force design method)을 확장하여 로프-링크(string-link)를 고려한 위상 최적설계기법을 제안한다. 기존의 메커니즘 설계이론을 이용하여 메커니즘을 구성하는 강체 링크의 길이와 조인트의 위치를 최적설계하는 것은 가능하다. 하지만 강체 메커니즘의 최적 위상을 설계하는 것은 어렵다는 것으로 알려져 있다. 강체 메커니즘의 최적 위상을 설계할 수 있는 기법인 구속조건 힘 설계 기법이 본 연구자들에 의해 제안되었다. 구속조건 힘 설계 기법은 이진수 설계 변수를 이용하여 강체 링크의 위상 최적설계를 가능하게 한다. 이번 연구에서는 강체 링크뿐만 아니라 로프-링크로 구성된 메커니즘을 위상 최적설계하기 위한 발전된 해석기법과 설계 기법을 제안한다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권5호
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• pp.8-15
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• 2021

본 논문은 고기동 제트항공기의 종축 비행성 요구도를 만족하기 위해 최적화 기법을 이용한 설계 방법에 관해 기술한다. 대상 항공기는 모델 역변환 기법이 적용되었으며, 제어이득 최적화로 종축 단주기 비행성 요구도를 만족하지만, 안정성 여유 항목이 고려되지 않았다. 안정성 여유를 만족하지 못하는 경우 개선을 위해 시행 착오법 등을 통한 이득의 직접 재조정이 필요하며, 이를 개선하기 위해 추가적인 보상기와 최적화 구속조건을 추가한 제어이득 최적화 방안을 제시하였다. 또한, 최적화 결과에 대한 비행성 만족도를 재평가하였으며, 최적화 구속조건으로 설정된 비행성 요구도가 반영하지 못하는 시간 반응의 수렴성과 정상상태 오차에 대한 추가적인 제어법칙 평가 기준 설정 및 그 결과에 관해 기술한다.