• 제목/요약/키워드: 뉴로-퍼지 모델

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Battery State-of-Charge Estimation Using ANN and ANFIS for Photovoltaic System

  • Cho, Tae-Hyun;Hwang, Hye-Rin;Lee, Jong-Hyun;Lee, In-Soo
    • 한국정보기술학회논문지
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    • 제18권5호
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    • pp.55-64
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    • 2020
  • 태양광 시스템의 안정성과 신뢰성 향상을 위해서는 배터리의 잔존량 (State of Charge, SOC)을 정확하게 추정하여야 한다. 본 연구에서는 gradient descent, Levenberg-Marquardt 및 scaled conjugate gradient 학습방법을 사용한 인공 신경회로망 (Artificial Neural Networks, ANN)과 적응형 뉴로-퍼지 추론 시스템 (Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System, ANFIS)을 사용한 SOC 추정방법을 제안한다. 입력으로는 충전 시작 전압 및 적류적산법을 통해 구한 충전 전류를 사용하여 추정된 SOC를 출력한다. 4개의 모델 (ANN-GD, ANN-LM, ANN-SCG, 및 ANFIS)을 사용하여 SOC 추정 방법을 구현하였고 실험을 통해 MATLAB을 사용하여 4개의 모델의 성능을 비교 분석하였다. 실험 결과로부터 ANFIS 모델을 사용한 배터리의 SOC 추정이 가장 정확도가 높았으며 빠른 속도로 수렴함을 확인하였다.

컬러재현을 위한 CMAC의 뉴로퍼지 설계 (CMAC Neuro-Fuzzy Design for Color Calibration)

  • 이철희;변오성;문성룡;임기영
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제11권4호
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    • pp.331-335
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    • 2001
  • CMAC 모델은 인간의 소뇌의 처리 특성을 규정하기 위해 Albus[6]에 의해 제안되었다. 역전파에서 사용된 전역 가중 개선계획을 대신하기 위해, CMAC는 지역 가중 개선 계획을 사용한다. 그래서, CMAC는 빠른 학습과 높은 수렴률의 장점을 가지고 있다. 본 논문에서 컬러 영상에서 CMAC에 의해서 컬러 측정을 실험하고 그리고 높은 레벨 합성 기반인 VHDL로 설계하였다.

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적응 뉴로퍼지 추론기법에 의한 SRM의 토오크모델 (Adaptive Neuro-Fuzzy Ingerence based Torque Model of SRM)

  • 홍정표;박성준;홍순일;김철우
    • 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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    • 한국조명전기설비학회 1999년도 학술대회논문집-국제 전기방전 및 플라즈마 심포지엄 Proceedings of 1999 KIIEE Annual Conference-International Symposium of Electrical Discharge and Plasma
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    • pp.279-284
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    • 1999
  • Although the switched reluctance motor (SRM) has a several advantages such as simple magnetic structure, robustness, wide range of speed characteristics and simple driving, it has a considerable inherent torque ripple and speed variation duet to the driving characteristics of pulse current waveform and the nonlinear inductance profile. The high torque ripple and speed variation inhibits wide application. The minimization of the torque ripple is very important in high performance servo drive applications, which require smooth operation with minimum torque pulsations. This paper presents the new SRM torque modeling technique for the control of instantaneous torque. The SRM is modeled by the database of torque profiles for every small variation in currents and rotor angles, which is inferred from the several measured data by the adaptive neuro-fuzzy inference technique. Simulation results demonstrating the effectiveness of proposed torque modeling technique are presented.

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Neuro-Fuzzy와 유전자알고리즘을 이용한 수위 예측에 관한 연구 (Study on Water Stage Prediction using Neuro-Fuzzy with Genetic Algorithm)

  • 여운기;서영민;지홍기
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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    • pp.382-382
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    • 2011
  • 최근의 극심한 기상이변으로 인하여 발생되는 유출량의 예측에 관한 사항은 치수 이수는 물론 방재의 측면에서도 역시 매우 중요한 관심사로 부각되고 있다. 강우-유출 관계는 유역의 수많은 시 공간적 변수들에 의해 영향을 받기 때문에 매우 복잡하여 예측하기 힘든 요소이며, 과거에는 추계학적 예측모형이나 확정론적 예측모형 혹은 경험적 모형 등을 사용하여 유출량을 예측하였으나 최근에는 인공신경망과 퍼지모형 그리고 유전자 알고리즘과 같은 인공지능기반의 모형들이 많이 사용되고 있다. 하지만 유출량을 예측하고자 할 때 학습자료 및 검정자료로써 사용되는 유출량은 수위-유량 관계곡선식으로부터 구하는 경우가 대부분으로 이는 이렇게 유도된 유출량의 경우 오차가 크기 때문에 그 신뢰성에 문제가 있을 것으로 판단된다. 따라서 본 논문에서는 수위를 직접 예측함으로써 이러한 오차의 문제점을 극복 하고자 한다. Neuro-Fuzzy 모형은 과거자료의 입 출력 패턴에서 정보를 추출하여 지식으로 보유하고, 이를 근거로 새로운 상황에 대한 해답을 제시하도록 하는 인공지능분야의 학습기법으로 인간이 과거의 경험과 훈련으로 지식을 축적하듯이 시스템의 입 출력에 의하여 소속함수를 최적화함으로서 모형의 구조를 스스로 조직화한다. 따라서 수학적 알고리즘의 적용이 어려운 강우와 유출관계를 하천유역이라는 시스템에서 발생된 신호체계의 입 출력패턴으로 간주하고 인간의 사고과정을 근거로 추론과정을 거쳐 수문계의 예측에 적용할 수 있을 것이다. 유전자 알고리즘은 적자생존의 생물학 원리에 바탕을 둔 최적화 기법중의 하나로 자연계의 생명체 중 환경에 잘 적응한 개체가 좀 더 많은 자손을 남길 수 있다는 자연선택 과정과 유전자의 변화를 통해서 좋은 방향으로 발전해 나간다는 자연 진화의 과정인 자연계의 유전자 메커니즘에 바탕을 둔 탐색 알고리즘이다. 즉, 자연계의 유전과 진화 메커니즘을 공학적으로 모델화함으로써 잠재적인 해의 후보들을 모아 군집을 형성한 뒤 서로간의 교배 혹은 변이를 통해서 최적 해를 찾는 계산 모델이다. 이러한 유전자 알고리즘은 전역 샘플링을 중심으로 한 수법으로 해 공간상에서 유전자의 개수만큼 복수의 탐색점을 설정할 뿐만 아니라 교배와 돌연변이 등으로 좁아지는 탐색점 바깥의 영역으로 탐색을 확장할 수 있기 때문에 지역해에 빠질 위험성이 크게 줄어든다. 따라서 예측과 패턴인식에 강한 뉴로퍼지 모형의 해 탐색방법을 유전자 알고리즘을 사용한다면 보다 정확한 해를 찾는 것이 가능할 것으로 판단된다. 따라서 본 논문에서는 선행우량 및 상류의 수위자료로부터 하류의 단시간 수위예측에 관해 연구하였으며, 이를 위해 유전자 알고리즘을 이용항여 소속함수를 최적화 시키는 형태의 Neuro-Fuzzy모형에 대하여 연구하였다.

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콘관입시험결과를 이용한 새로운 흙분류 방법의 개발 (New Soil Classification System Using Cone Penetration Test)

  • 김찬홍;임종철;김영상;주노아
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제24권10호
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    • pp.57-70
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    • 2008
  • 피에조콘 관입시험의 장점은 연속적인 데이터의 취득이 보장되며 결국 대상지반의 신뢰성 있는 분석이 가능하다는 점이다. 따라서 지난 수십년간 국내외에서 콘 관입시험결과로부터 흙분류를 수행하는 많은 연구가 진행되었으며 차트나 도표 등의 형태로 흙분류 방법들이 제안되었다. 그러나 대부분의 차트 또는 방법들은 한국을 제외한 세계 각국의 자료들을 바탕으로 제안되어 국내 지반의 적용성에 대한 검증이 이루어져야 한다. 뿐만 아니라 기존 방법들에서는 사용된 입력자료에 따라 흙분류 결과가 상이한 경우가 있어 적용과 판단에 어려움이 있다. 그러나 불행히도 이러한 차트 형태로 제안된 기존 도표의 경우 지역성 등이 반영되어 수정 또는 보완이 필요하나 수정에 어려움이 있거나 거의 불가능하다. 이에 본 연구에서는 국내 17개 현장에서 수행된 피에조콘 관입시험결과와 채취된 시료에 대한 주상도 및 흙분류결과를 바탕으로 클러스터링 기법과 뉴로-퍼지 이론을 이용한 흙분류 모델을 제안하였다. 제안된 모델을 검증하기 위해 모델 학습 시 사용되지 않는 새로운 피에조콘 관입시험 데이터에 대한 흙분류 결과를 실제 시추결과와 비교하였다. 또한 기존의 소프트컴퓨팅 모델과 Robertson 방법에 의한 흙분류 결과와 제안된 모델의 흙분류 결과를 비교하여 제안된 모델의 효율성을 검토하였다.

머신러닝 기반 효과적인 가뭄예측 (Effective Drought Prediction Based on Machine Learning)

  • 김교식;유재환;김병현;한건연
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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    • pp.326-326
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    • 2021
  • 장기간에 걸쳐 넓은 지역에 대해 발생하는 가뭄을 예측하기위해 많은 학자들의 기술적, 학술적 시도가 있어왔다. 본 연구에서는 복잡한 시계열을 가진 가뭄을 전망하는 방법 중 시나리오에 기반을 둔 가뭄전망 방법과 실시간으로 가뭄을 예측하는 비시나리오 기반의 방법 등을 이용하여 미래 가뭄전망을 실시했다. 시나리오에 기반을 둔 가뭄전망 방법으로는, 3개월 GCM(General Circulation Model) 예측 결과를 바탕으로 2009년도 PDSI(Palmer Drought Severity Index) 가뭄지수를 산정하여 가뭄심도에 대한 단기예측을 실시하였다. 또, 통계학적 방법과 물리적 모델(Physical model)에 기반을 둔 확정론적 수치해석 방법을 이용하여 비시나리오 기반 가뭄을 예측했다. 기존 가뭄을 통계학적 방법으로 예측하기 위해서 시도된 대표적인 방법으로 ARIMA(Autoregressive Integrated Moving Average) 모델의 예측에 대한 한계를 극복하기위해 서포트 벡터 회귀(support vector regression, SVR)와 웨이블릿(wavelet neural network) 신경망을 이용해 SPI를 측정하였다. 최적모델구조는 RMSE(root mean square error), MAE(mean absolute error) 및 R(correlation Coefficient)를 통해 선정하였고, 1-6개월의 선행예보 시간을 갖고 가뭄을 전망하였다. 그리고 SPI를 이용하여, 마코프 연쇄(Markov chain) 및 대수선형모델(log-linear model)을 적용하여 SPI기반 가뭄예측의 정확도를 검증하였으며, 터키의 아나톨리아(Anatolia) 지역을 대상으로 뉴로퍼지모델(Neuro-Fuzzy)을 적용하여 1964-2006년 기간의 월평균 강수량과 SPI를 바탕으로 가뭄을 예측하였다. 가뭄 빈도와 패턴이 불규칙적으로 변하며 지역별 강수량의 양극화가 심화됨에 따라 가뭄예측의 정확도를 높여야 하는 요구가 커지고 있다. 본 연구에서는 복잡하고 비선형성으로 이루어진 가뭄 패턴을 기상학적 가뭄의 정도를 나타내는 표준강수증발지수(SPEI, Standardized Precipitation Evapotranspiration Index)인 월SPEI와 일SPEI를 기계학습모델에 적용하여 예측개선 모형을 개발하고자 한다.

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Evaluation of Body Movement during Sleep with a Thermopile, Wavelets and Neuro-fuzzy Reasoning

  • Yoon, Young-Ro;Shin, Jae-Woo;Lee, Hyun-Sook;Jose C.Principe
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.5-10
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    • 2004
  • 체동은 수면 분석에 있어서 중요한 변수중의 하나이다. 본 연구에서는 수면 중에 발생하는 체동을 비접촉 방식으로 검출하기 위하여 4채널의 써모파일 검출기를 구현하였으며, 써모파일 센서를 이용한 방식의 체통 검출 가능성을 확인하기 위해 열적외선 카메라를 통해 획득한 영상을 써모파일의 수학적 모델에 적용하였다 합성된 체동 신호는 Haar 웨이브렛을 이용하여 변환함으로써 체통이 발생한 시점과 움직임의 크기를 상체 및 하체로 나누어 순간 체동을 검출하였다. 또한 뉴로-퍼지 알고리즘인 ANFIS를 이용하여 발생한 체동이 상체만 움직인 것인지 또는 하체만 움직인 것인지 또는 몸 전체가 움직인 것인지에 대한 부위별 체동을 검출하였고, 총 3명의 피험자에 대해 60분간의 데이터를 획득하여 실험한 결과 순간 체동과 부위별 체통에 대해 각각 평균 96.3%와 39.2% 의 검출률을 나타냈다.

A Self-Organizing Model Based Rate Control Algorithm for MPEG-4 Video Coding

  • Zhang, Zhi-Ming;Chang, Seung-Gi;Park, Jeong-Hoon;Kim, Yong-Je
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제40권1호
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    • pp.72-78
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    • 2003
  • 본 논문에서는 자기구성 뉴로퍼지 네트워크를 이용한 MPEG-4 비트율 제어알고리즘을 제안한다. 경험적인 수식을 바탕으로 rate-distortion(RD) 모델을 구성하는 일반적인 방법과는 달리 제안하는 알고리즘의 기본적인 아이디어는 온라인으로 RD모델을 스스로 구성하고 매 프레임마다 그 구조를 적응적으로 업데이트하는 SOLPN을 이용해 RD 모델을 구현하는 것으로 많은 비트율 제어 방식 중 프레임을 기반으로 한 비트율 제어만을 본 논문에서는 고려한다. 특히 이 알고리즘은 오프라인에서 미리 트레이닝하는 것이 필요가 없기 때문에 실시간 코딩에도 적용 가능하다. VM18.0과의 비교 실험 결과들을 보면 본 논문에서 제안하는 비트율제어 알고리즘이 VMl8.0〔16〕에 비해 주관적인 화질 향상뿐만 아니라 적은 프레임 스킵(franc skip)과 높은 PSNR을 나타낸다.