• 제목/요약/키워드: 모델 개선법

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다목적 최적화 기법을 이용한 하드디스크 커버 유한요소 모델개선 (HDD Cover FE Model Updating using Multiobjective Optimization)

  • 김경호;박윤식
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2001년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.565-570
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    • 2001
  • 대상 기계구조물의 유한요소 모델로부터 구한 해석결과가 실험결과와 오차를 나타낼 때, 이러한 오차를 줄일 수 있도록 유한요소 모델의 변경이 요구된다. 유한요소 모델개선은 이러한 역문제(Inverse Problem)를 다루는 체계적인 접근법이다. 일반적으로 유한요소 모델에서 변경할 수 있는 매개변수의 개수는 실험결과의 개수보다 많으므로 실험결과와 일치되는 개선된 유한요소 모델은 무한하다고 할 수 있다. 그러나, 개선된 유한요소 모델이 물리적 타당성을 갖도록 매개변수의 변경량에 제한을 주면 일반적으로 초기 유한요소 모델에 비해 실험결과와의 오차가 개선된 근사해만 존재하게 된다. 따라서, 모델개선 과정을 통해 구한 개선된 모델은 오차의 평가기준 또는 목적함수에 따라 정해진 다양한 근사해 중 하나이다. 기존의 모델개선 방법에서는 단 하나의 오차 평가기준 또는 목적함수를 사용하고 이를 최소화 하는 모델을 구한다. 개선된 모델을 구하기 이전에는 사용된 평가기준이 타당한지 검토할 수 없으므로 대부분의 경우, 시행착오법으로 목적함수를 설정하게 된다. 본 논문에서는 다목적 최적화 기법을 이용한 오차 평가기준을 소개하고 이를 하드디스크커버 유한요소 모델개선에 응용한다.

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단변분 탐색법에 기초한 고속철도교량의 수치해석 모델 개선 (Numerical Model Updating Based on Univariate Search Method for High Speed Railway Bridges)

  • 박동욱;김남식;김성일
    • 대한토목학회논문집
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    • 제34권1호
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    • pp.17-27
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    • 2014
  • 유한요소 해석 기술의 발달에 따라 수치해석은 실구조물의 상태파악 및 유지관리에 중요한 요소가 되었다. 이러한 유한요소 해석모델을 이용하여 실 구조물의 상태 파악하고 수치 실험을 행하기 위해서는 계측 응답을 바탕으로 수치해석 모델의 개선이 반드시 이루어져야 한다. 본 연구에서는 새롭게 개발된 단변분 탐색법을 기반으로 반복적 개선을 수행하면서도 미분함수를 작성하지 않아도 되는 새로운 수치해석모델 개선기법을 소개하고, 동적안정성 분석을 통하여 고속철도교량에서의 적용성을 검토하였다. 정확한 동특성 분석을 위하여 무선계측시스템과 계측점 이동법을 이용한 세밀한 계측을 실시하고, 상관성 검토 및 모드분해기법을 활용하여 고유진동수와 모드형상을 추정하였다. 설계자료를 바탕으로 구축된 수치해석 초기 모델을 추정된 동특성과 개발된 수치해석 모델 개선 기법을 이용하여 모델 개선을 수행하였으며, 개선된 모델을 이용한 수치 실험 결과와 실 교량에서의 응답과 비교하여 수치해석 모델 개선 기법의 적용성을 검토하였다. 또한, 개선된 모델의 유용성을 검토하기 위하여 고속철도교량의 동적안정성 분석을 실시하여 성공적으로 수행할 수 있었다. 개발된 수치해석 모델 개선기법의 적용성을 추가적으로 검증된다면, 다양한 구조물 및 교량에서 개발된 수치해석 모델 개선기법을 사용할 수 있을 것이다.

모델합성 기법을 이용한 시뮬레이션 속도 개선 (Composition-based Simulation Speedup Methodology)

  • 이완복;김탁곤
    • 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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    • 한국시뮬레이션학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.91-97
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    • 2002
  • DEVS 형식론을 비롯한 모듈러한 시스템 모델링 방법은 복잡한 시스템을 모델링 할 때 유리하다. 반면에, 모듈러한 구성요소 모델들은 타 구성요소 모델의 상태 정보를 참조, 복사함으로써 빈번한 메시지 전달을 야기 시켜 시뮬레이션 속도가 저하되는 단점이 있다. 모델 합성법(Composition)은 여러 개의 요소모델들을 하나로 통합시키는 연산으로서 시스템 검증 분야에서 많이 사용되어져 왔다. 본 논문은 모델 합성법을 이용하여 구성요소 모델들 간에 주고받는 메시지 수를 줄이고 시뮬레이션 속도를 개선시키는 방법을 제안한다. 간단한 예제를 통하여 제안한 방법을 자세히 보여주고자 한다.

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대화식 다목적 최적화 기법을 이용한 유한요소 모델 개선 (Finite Element Model Updating using Interactive Multiobjective Optimization Technique)

  • 김경호;박윤식
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2002년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.660-665
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    • 2002
  • 일반적으로 유한요소 모델로부터 구한 해석결과는 대상 구조물의 모드 실험결과와 오차를 보인다. 이러한 오차로 인해서 유한요소 모델의 효용성에 한계가 발생하게 되면, 모델의 신뢰성을 높일 수 있도록 모델을 보정하는 절차가 필요하다. 유한요소 모델 개선은 이러한 오차를 줄이기 위해서 유한요소 모델을 변경하는 체계적인 접근법이다. 유한요소 모델에서 변경할 수 있는 매개변수의 개수는 실험결과의 개수보다 훨씬 많으므로 실험결과와 일치되는 개선된 모델의 수는 무한하다고 할 수 있다. 그러나, 개선된 유한요소 모델이 물리적 타당성을 갖도록 매개변수의 선택과 변경에 제한을 주면 초기 유한요소 모델에 비해서 실험결과와의 오차가 개선된 근사해만 존재하게 된다. 따라서, 모델 개선 과정을 통해서 구한 개선된 모델은 오차의 평가기준 또는 목적함수에 따라서 정해진 다양한 근사해 중 하나이다. 기존의 모델 개선 방법에서는 실험결과와의 오차를 나타내는 단 하나의 평가기준 또는 목적함수를 사용하고 이를 최소화하는 모델을 구한다. 최적화 결과를 얻기 전에는 사용된 평가기준이 타당한지 검토할 수 없으므로 대부분의 경우, 시행착오 방법으로 목적함수를 설정하게 된다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해서 다목적 최적화 개념을 이용한 평가기준을 소개하고 특히, 대화식 다목적 최적화 기법을 이용하여 유한요소 모델을 개선한다.

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반응표면법 및 다목적 최적화를 이용한 철근콘크리트 건물모델의 모델 개선 (Model Updating of a RC Frame Building using Response Surface Method and Multiobjective Optimization)

  • 이상현;유은종
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제30권1호
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    • pp.39-46
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    • 2017
  • 본 논문에서는 반응표면법과 다목적최적화 기법을 이용한 유한요소모델개선기법의 절차를 제안하고 이를 저층의 철근콘크리트건물의 모델개선에 적용하였다. 대상건물은 전단벽 신설 및 댐퍼부착을 위한 부재의 강재보강을 통해 내진보강이 이루어진 건물로서 보강전후에 소형 가진기를 이용한 진동실험을 실시하여 동특성을 구하였다. 대상건물의 개선에 사용된 변수는 기존콘크리트, 신규타설된 콘크리트, 조적의 탄성계수, 신축줄눈부의 스프링계수, 강재보강된 부재의 유효강성비이다. 보강전후 건물의 초기모델을 구축한 후 중심합성법에 따라 개선변수의 값을 변화시키면서 얻은 해석결과를 통해 고유진동수의 오차와 모드형상의 오차를 나타내는 2개의 반응함수를 구하고, 이를 다목적최적화의 목적함수로 사용하였다.

SD법을 이용한 해양사고 예방의 정책대안 분석 (A Study on the Alternative Plan for Prevention of Marine Accident using System Dynamic)

  • 금종수;장운재
    • 해양환경안전학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.17-22
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    • 2004
  • 해양사고는 맡은 원인이 서로 복잡하게 상호작용을 하여 발생하고 있다. 이러한 해양사고의 분석은 선박의 안전 운항상의 측면에서 매우 중요하다고 할 수 있다. 따라서 본 연구의 목적은 시스템다이내믹스법을 이용하여 해양사고 원인과 개선책에 대한 모델을 구축하고, 요소의 개선에 대한 효과를 분석하고자 한다. 본 연구의 수행을 위해 해양사고 원인과 개선책의 요소를 브레인스토밍법에 의해 추출하고, 인과지도상의 정량적, 정성적, 피드백루프로 변환하였다. 그리고 표준모델과 4가지 정책모델에 대해 23년간(1997-2020) 시뮬레이션을 수행하였다.

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Baum-Welch 학습법을 이용한 HMM 기반 대역폭 확장법 (HMM-Based Bandwidth Extension Using Baum-Welch Re-Estimation Algorithm)

  • 송근배;김석호
    • 한국음향학회지
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    • 제26권6호
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    • pp.259-268
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    • 2007
  • 본 논문에서는 HMM 기반 통계적인 대역폭 확장(Bandwidth Extension, BWE) 방법의 개선에 대해 다룬다. 이를 위해 우선, HMM 모델 학습을 위한 기존의 Jax의 학습법과 일반적인 Baum-Welch 학습법의 관계를 비교 검토하고, Jax의 학습법의 한계점 및 문제점을 검토한다. 그리고 이를 바탕으로 Baum-Welch학습법을 이용한 새로운 HMM 기반 BWE 방법을 제시한다. 결론적으로, Baum-Welch 학습법은 Jax의 학습법의 일반화된 형태로 볼 수 있으며, 보다 유연하고 적응적인 학습능력을 가진 알고리즘임을 알 수 있다. 따라서 학습 데이터에 대한 보다 정확한 HMM 모델링이 가능하며 아울러, 이와 같이 개선된 HMM 모델을 활용함으로써 BWE 시스템의 성능향상을 가져 올 수 있었다. 실험결과에 의하면, 제시된 새로운 방법이 기존의 Jax의 방법에 비해 실험의 모든 경우에서 우수한 성능을 보임을 알 수 있다. 주어진 실험조건하에서 근제곱평균(root-mean-square, RMS) 로그 스펙트럴 왜곡(Log Spectral Distortion, LSD) 값이 전체적으로 평균 0.52dB 그리고, 최소 0.31dB에서 최대 0.8dB까지 개선되었다.

해석적 자료를 이용한 최소자승 추정법의 성능 개선 - 원자로보호계통에의 응용 - (Improvement of Accuracy for Least Square Estimator Combining Analytic Solution - Application to Reactor Protection System)

  • 최유선;박문규;차균호;이창섭
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 2000년도 추계 학술발표회 논문집
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    • pp.111-114
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    • 2000
  • 본 논문은 선형모델의 모델 계수의 결정방법으로 사용되는 최소자승법 (Least Squares Method, LSM)의 단점을 해결하기 위해 해석적으로 계산된 자료를 함께 적용하는 방법과 원자로의 출력분포 측정을 위한 SAM (Shape Annealing Matrix) 결정에 적용한 결과를 기술하고 있다. 해석적 자료를 함께 적용할 경우 연료 연소에 따른 원자로 특성변화를 적절히 반영하여 LSM 추정치의 정확도를 크게 개선할 수 있음을 확인하였다.

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개선된 시스템 모델과 EKF를 이용한 실시간 배터리 모델 변수 추정법 (Identification of Battery Model Parameter Using Extended Kalman Filter and Improved System Model)

  • 이재형;김재구;안정훈;이병국
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.45-46
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    • 2016
  • 본 논문은 사용 환경 및 노화에 따라 변하는 배터리 회로 모델의 변수를 실시간으로 추정하는 방법을 제안한다. 동특성 방정식의 개선과 모델변수 변동을 반영하여 시스템 모델의 정확도를 종래의 방법 대비 향상시킨다. 제안하는 추정법의 타당성은 단전지 시뮬레이션과 실험을 통해 검증한다.

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궤환 모델 개선법을 위한 모드 분리 제어기 (Mode-decoupling Controller for Feedback Model Updating)

  • 정훈상;박영진
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제14권10호
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    • pp.955-961
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    • 2004
  • A novel concept of feedback loop design for modal test and model updating is proposed. This method uses the closed-loop natural frequency information for parameter modification to overcome the problems associated with the conventional method employing the modal sensitivity matrix. To obtain new modal information from closed-loop system, controllers should be effective in changing modal data while guaranteeing the stability of closed-loop system. But it is very hard to guarantee the stability of the closed-loop system with non-collocated sensor and actuator set. In this research, we proposed a controller called mode-decoupling controller that can change a target mode as much as the designer wants guaranteeing the stability of closed-loop system. This controller can be computed Just using measured open-loop modeshape matrix. A simulation based on time domain input/output data is performed to check the feasibility of proposed control method.