• 제목/요약/키워드: 비선형 계수 추정

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Unscented Particle Filter for Time Domain Identification of Nonlinear Structural Dynamic Systems (Unscented Particle filter를 이용한 시간영역 비선형 구조계 규명기법)

  • 구기영;윤정방
    • Proceedings of the Earthquake Engineering Society of Korea Conference
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    • 2002.09a
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    • pp.213-220
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    • 2002
  • 본 연구에서는 최근에 개발된 Unscented Particle Filter (UPF)를 사용한 비선형 동적 구조계의 구조계수 규명기법이 연구되었다. 일반적인 비선형 구조계수 추정 문제의 일반 해는 존재하지 않으나, 그에 대한 대안으로써 선형 근사 기법인 extended Kalman filter (EKF)가 비선형 동적 구조계수의 추정에 주로 사용되어왔다. 그러나, EKF는 구간 선형(piecewise linear) 가정으로 인해 biased estimator이고 비선형성이 상대적으로 높을 때 오차가 큰 추정치를 주는 단점을 가진다. 이를 보완하기 위해서 UPF가 개발되었고, 이 기법은 particle filter의 일종으로써 Unscented Kalman filter (UKF)를 사용하여 importance proposal distribution을 생성한다. 수치실험이 SDOF와 MDOF에 대하여 3가지 경우에 대해서 수행되었다. 비선형 SDOF의 수치 실험으로부터 잡음이 가해진 상태에서 UKF가 EKF에 비해 초기 공분산 행렬의 가정에 대해 정확하고 강인한 추정결과를 보여줌을 보였다 최하층의 column에 비선형 거동이 발생하는 5층 전단 빌딩모형의 수치실험으로부터 UKF가 복잡한 구조물의 구조계수 추정능력이 있음을 보여주었다. 여러 가지 수치실험은 UPF가 EKF보다 비선형 동적 구조계수 추정에 있어서 더 나은 방법임을 보여 주었다.

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Seismic Damage Assessment and Nonlinear Structural Identification Using Measured Seismic Responses (실측 지진응답을 이용한 지진손상도 평가 및 소성모형 추정)

  • 이형진;김남식
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.6 no.6
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    • pp.7-15
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    • 2002
  • In this paper, the nonlinear parameter estimation method using the estimated hysteresis of each structural members was studied for the purpose of efficient seismic damage prediction and estimation of MDOF nonlinear structural model in the shaking table test. The hysteresis of each structural members can be obtained by the conversion of measured response histories into relative motions of each structural members and member forces. These hysteresis can be used to evaluate various kinds of damage indices of each structural members. The MDOF nonlinear structural model for further analysis(re-analysis) can be easily reconstructed using estimated nonlinear structural parameters of each structural members. To demonstrate the proposed techniques, several numerical and experimental example analyses are carried out. The results indicate that the proposed method can be very useful to assess local seismic damages of structures.

Estimation of Nonlinear Adsorption Isotherms and Advection-Dispersion Model Parameters Using Genetic Algorithm (유전자 알고리즘을 이용한 비선형 흡착 식 및 이류-확산 모델 파라미터 추정)

  • Do, Nam-Young;Lee, Seung-Rae;Park, Hyun-Il
    • Journal of the Korean GEO-environmental Society
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    • v.7 no.1
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    • pp.41-53
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    • 2006
  • In this study, estimation of nonlinear adsorption isotherms(Langmuir & Freundlich adsorption isotherm) and advection-dispersion model parameters was conducted using genetic algorithm(GA) for Zn and Cd adsorption. Estimated parameters of nonlinear adsorption isotherms, which were obtained from the optimization process using genetic algorithm(GA), are nearly same with the parameters obtained from a linearization process of the nonlinear isotherms. Estimated effective diffusion coefficients, which were obtained from a finite element analysis of the advection-dispersion model and an optimization procedure using the genetic algorithm, for the metals were approximately in the order of $10^{-7}cm^2/s$ which could be obtained based on the linear distribution coefficient. The effective diffusion coefficients based on the nonlinear retardation factors were in the range of $10^{-6}{\sim}10^{-5}cm^2/s$. As a result, the correlation coefficient obtained between the measured and calculated concentration was over 0.9 which means that the genetic algorithm should be successfully applied to estimate the unknown parameters of the nonlinear adsorption isotherms and advection-dispersion model.

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Estimation for random coefficient autoregressive model (확률계수 자기회귀 모형의 추정)

  • Kim, Ju Sung;Lee, Sung Duck;Jo, Na Rae;Ham, In Suk
    • The Korean Journal of Applied Statistics
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    • v.29 no.1
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    • pp.257-266
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    • 2016
  • Random Coefficient Autoregressive models (RCA) have attracted increased interest due to the wide range of applications in biology, economics, meteorology and finance. We consider an RCA as an appropriate model for non-linear properties and better than an AR model for linear properties. We study the methods of RCA parameter estimation. Especially we proposed the special case that an random coefficient ${\phi}(t)$ has the initial value ${\phi}(0)$ in the RCA model. In practical study, we estimated the parameters and compared Prediction Error Sum of Squares (PRESS) criterion between AR and RCA using Korean Mumps data.

Improving Polynomial Regression Using Principal Components Regression With the Example of the Numerical Inversion of Probability Generating Function (주성분회귀분석을 활용한 다항회귀분석 성능개선: PGF 수치역변환 사례를 중심으로)

  • Yang, Won Seok;Park, Hyun-Min
    • The Journal of the Korea Contents Association
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    • v.15 no.1
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    • pp.475-481
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    • 2015
  • We use polynomial regression instead of linear regression if there is a nonlinear relation between a dependent variable and independent variables in a regression analysis. The performance of polynomial regression, however, may deteriorate because of the correlation caused by the power terms of independent variables. We present a polynomial regression model for the numerical inversion of PGF and show that polynomial regression results in the deterioration of the estimation of the coefficients. We apply principal components regression to the polynomial regression model and show that principal components regression dramatically improves the performance of the parameter estimation.

The estimation of thermal diffusivity using NPE method (비선형 매개변수 추정법을 이용한 열확산계수의 측정)

  • 임동주;배신철
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.14 no.6
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    • pp.1679-1688
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    • 1990
  • The method of nonlinear parameter estimation(NPE), which is a statistical and an inverse method, is used to estimate the thermal diffusivity of the porous insulation material. In order to apply the NPE method for measuring the thermal diffusivity, and algorithm for programing suitable to IBM personal computer is established, and is studied the statistical treatment of experimental data and theory of estimation. The experimental data obtained by discrete measurement using a constant heat flux technique are used to find the boundary conditions, initial conditions, and the thermal diffusivity, and then the final values are compared with the values obtained by some different methods. The results are presented as follows:(1) NPE method is used to establish the estimation of the thermal diffusivity and compared results with experimental output shows, that this method can be applicable to define the thermal diffusivity without considering hear flux types. (2) Because of all of the temperatures obtained by the discrete measurement on each steps of time are used to estimate the thermal diffusivity. Although some error in the temperature measurements of temperature are included in estimating process, its influences on the final value are minimzed in NPE method. (3) NPE method can reduce the experimental time including the time of data collecting in a few minutes and can take smaller specimen compared with steady state method. If the tube-type furnace is used, also the adjusting time of surrounding temperature can be reduced.

Practical Parameter Identification Method for DC Motor Model using the Extended Kalman Filter (확장 칼만 필터를 이용한 직류 모터 모델의 실용적인 계수 동정 기법)

  • Kim, Min-Jeung;Lee, Hye-Jin;Park, Jin-Bae
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2005.07a
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    • pp.884-886
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    • 2005
  • 본 논문에서는 확장 칼만 필터를 이용하여 직류 모터의 동특성을 실용적으로 모델링하는 방법을 제안한다. 먼저 시험을 통해 모터의 주파수 별 응답 특성을 추출하고 이로부터 확장 칼만 필터를 이용하여 출력 전압의 이득 감쇄와 위상 지연을 추정한다. 추정된 값을 이용하여 모터의 선형 동특성을 모델링하고, 각각의 비선형 요소를 추가시키면서 모델 출력과 실제 시험을 통해 획득한 각속도 출력의 RMSE (Root Mean Square Error)를 최소화시키는 비선형 계수 값을 산출하여 최종적인 직류 모터의 모델을 완성한다.

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Practical Parameter Identification Method for DC Motor Model using the Extended Kalman Filter (확장 칼만 필터를 이용한 직류 모터 모델의 실용적인 계수 동정 기법)

  • Kim, Min-Jeung;Lee, Hye-Jin;Park, Jin-Bae
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2005.07d
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    • pp.3096-3098
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    • 2005
  • 본 논문에서는 확장 칼만 필터를 이용하여 직류 모터의 동특성을 실용적으로 모델링하는 방법을 제안한다. 먼저 시험을 동해 모터의 주파수 별 응답 특성을 추출하고 이로부터 확장 칼만 필터를 이용하여 출력 전압의 이득 감쇄와 위상 지연을 추정한다. 추정된 값을 이용하여 모터의 선형 동특성을 모델링하고, 각각의 비선형 요소를 추가시키면서 모델 출력과 실제 시험을 통해 획득한 각속도 출력의 RMSE (Root Mean Square Error)를 최소화시키는 비선형 계수 값을 산출하여 최종적인 직류 모터의 모델을 완성한다.

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Practical Parameter Identification Method for DC Motor Model using the Extend Kalman Filter (확장 칼만 필터를 이용한 직류 모터 모델의 실용적인 계수 동정 기법)

  • Kim, Min-Jeung;Lee, Hye-Jin;Park, Jin-Bae
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2005.07c
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    • pp.2444-2446
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    • 2005
  • 본 논문에서는 확장 칼만 필터를 이용하여 직류 모터의 동특성을 실용적으로 모델링하는 방법을 제안한다. 먼저 시험을 통해 모터의 주파수 별 응답 특성을 추출하고 이로부터 확장 칼만 필터를 이용하여 출력전압의 이득 감쇄와 위상 지연을 추정한다. 추정된 값을 이용하여 모터의 선형 동특성을 모델링하고, 각각의 비선형 요소를 추가시키면서 모델 출력과 실제 시험을 통해 획득한 각속도 출력의 RMSE (Root Mean Square Error)를 최소화시키는 비선형 계수 값을 산출하여 최종적인 직류 모터의 모델을 완성한다.

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Practical Parameter Identification Method for DC Motor Model using the Extended Kalman Filter (확장 칼만 필터를 이용한 직류 모터 모델의 실용적인 계수 동정 기법)

  • Kim, Min-Jeung;Lee, Hye-Jin;Park, Jin-Bae
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2005.07b
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    • pp.1802-1804
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    • 2005
  • 본 논문에서는 확장 칼만 필터를 이용하여 직류 모터의 동특성을 실용적으로 모델링하는 방법을 제안한다. 먼저 시험을 통해 모터의 주파수 별 응답 특성을 추출하고 이로부터 확장 칼만 필터를 이용하여 출력 전압의 이득 감쇄와 위상 지연을 추정한다. 추정된 값을 이용하여 모터의 선형 동특성을 모델링하고, 각각의 비선형 요소를 추가시키면서 모델 출력과 실제 시험을 통해 획득한 각속도 출력의 RMSE(Root Mean Square Error)를 최소화시키는 비선형 계수 값을 산출하여 최종적인 직류 모터의 모델을 완성한다.

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