• 제목/요약/키워드: 비선형 계획

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장기 저수지운영률 도출을 위한 메타휴리스틱 기법의 비교 (Comparision of metaheuristic methods for generating long-term reservoir operation rule)

  • 강신욱;이상호;김현식
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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    • pp.226-226
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    • 2011
  • 최적 저수지운영을 위한 운영률 도출이나 강우-유출 및 수질 모형의 매개변수 추정 문제처럼 비선형적이고 추정해야할 변수의 수가 많은 경우, 수학적으로 모형화하기에 너무 복잡해서 선형계획법, 비선형계획법, 동적계획법 등을 사용하여 최적해를 구할 수 없는 경우도 있다. 이러한 문제에 대해서는 구조적 진화를 통해 최적해를 구하는 방법들이 사용된다. 일반적으로 미지수의 개수가 많아지면 전역최적해를 찾기가 어려워진다. 전역최적해를 찾는 여러 가지 방법들이 수자원 분야에서는 강우-유출모형의 매개변수를 추정하는데 많이 사용되고 있으며, 특히 유전자 알고리즘, SCE-UA 알고리즘 등 전역최적해를 찾는 메타휴리스틱 방법이 많이 사용되고 있다. 전역최적화 방법을 개발하는 연구자들은 최적화방법의 성능을 평가하기 위해 다양한 검사함수(test function)를 만들어 성능을 평가하고 있다. 본 연구에 사용한 검사함수는 Mishra의 연구(2006a, 2006b)에서 사용한 중요하고 복잡한 검사함수이다. 유전자 알고리즘, SCE-UA 알고리즘, DDS 알고리즘을 검사함수 중 전역해를 찾기 어려운 2 차원 함수 2 가지, 다차원 함수 4 가지 함수에 적용하여 각각의 탐색 성능을 평가하였다. 2차원 함수인 Bukin 함수에 대해서는 모든 최적화 방법이 전역최적해를 찾을 수 없었지만, 유전자 알고리즘이 가장 전역최적해에 가까웠고 다음으로 DDS 알고리즘 순서였다. 지역수렴 영역이 많을 것으로 판단되는 10, 30, 50 차원 Michalewicz 함수에 대해서는 DDS 알고리즘으로 구한 최적해가 전역최적해와 매우 근접하였고 다음으로 SCE-UA 알고리즘, 유전자 알고리즘 순이었다. 지역수렴 영역이 상대적으로 다른 함수보다 넓은 10 차원 Schwefel 함수에 대해서는 DDS 알고리즘으로 구한 최적해가 전역최적해와 거의 근접하였고 유전자 알고리즘과 SCE-UA 알고리즘은 매우 큰 편차를 보였다. 40, 80 차원 Schwefel 함수에 대해서는 3 가지 알고리즘 모두 전역최적해와 편차를 보였지만 DDS 알고리즘에 의한 최적해와 다른 두 알고리즘에 의한 최적해는 1 오더(order) 정도의 차이가 났다. 지역수렴 영역이 큰 Michalewicz 함수와 Schwefel 함수에 대한 결과는 매우 흡사한 결과이다. 이상과 같은 결과로, 유전자 알고리즘은 매개변수의 수가 적을 경우 우수한 탐색성능을 가졌으며, SCE-UA 알고리즘은 Griewank, Rastrigin 함수와 같은 형태인 경우 우수한 성능을 보였다. DDS 알고리즘은 전체적으로 우수한 탐색 능력을 가진 것으로 판단된다. 그러므로 수위구간 영역별 저수지운영률 도출을 위한 적절한 최적화방법으로 DDS 알고리즘을 선정하였다.

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실험계획법을 적용한 포의 강선 형상최적설계 (Barrel Rifling Shape Optimization by Using Design of Experiment Approach)

  • 강대오;우윤환;차기업
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권8호
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    • pp.897-904
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    • 2012
  • 강선설계문제는 실수형 설계변수인 형상변수와 정수형 설계변수인 강선의 개수로 이루어져 있다. 또한, 탄이 강선의 통과하는 거동을 표현하기 위하여 비선형 유한요소 해석을 사용하므로 많은 해석시간이 요구된다. 따라서, 본 연구에서는 실험계획법 기반의 효율적인 강선설계 방법을 제안한다. 첫 번째로, 3 개의 형상변수와 1 개의 정수형 변수를 포함하는 4 개의 설계변수에 대해서 보스의 직교배열표를 사용하여 25 개의 실험점을 생성한 후 각 실험점에 대해서 비선형 유한 요소 해석을 수행한다. 다음으로는 포열에서 탄이 탈출할 때의 탄의 속도와 각속도를 만족시키는 동시에 탄의 저항력을 최소화 하기 위해서 가상설계개념을 수행한다. 제안하는 가상설계개념은 설계 목적과 제약조건 그리고 효과분석을 포함하는 범함수로 생성된다. 마지막으로 가상설계개념으로부터 주어지는 새로운 설계는 초기 설계보다 나은 결과를 보여주고 있다.

영광 3,4호기 장주기 노심에 대한 경제성 평가

  • 임채준;송재웅;이창규;이정찬;지성균
    • 한국원자력학회:학술대회논문집
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    • 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(1)
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    • pp.205-212
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    • 1996
  • 국내 1000 MWe급 발전소인 영광 3,4호기는 현재 표준주기 (12개월 주기)로 운전되고 있으나 향후 18개월 장주기 운전을 계획하고 있다. 본 연구에서는 영광 3,4호기의 교체노심을 대상으로 표준주기와 장주기에 대한 장기 핵연료관리계획을 수립하고 이들 평형노심에 대하여 핵연료주기비와 발전원가를 중심으로 경제성 분석을 수행하여 상호 비교하였다. 18개월 장주기로 운전할 경우 표준주기에 비하여 핵연료주기비는 약 7% 증가하나 약 4%의 발전소 이용율 향상에 따라 고정비가 약 5% 절감되어 총 발전원가를 약 4% (연간 약 99 억원) 절감할 수 있는 것으로 평가되었다. 또한 선형반응도 모델을 이용하여 핵연료 이용도(Fuel Utilization Curve)를 만들어 발전원가에 영향을 미치는 교체 신연료의 다발수, 농축도, 주기길이, 발전소 평균 부하율 및 재장전 보수기간의 변화에 따른 발전원가의 민감도 분석을 수행하였다.

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데이터베이스를 연계한 발전기 기동정지계획 어플리케이션 개발 (Development of Application for Unit Commitment using the Database)

  • 박지호;백영식
    • 에너지공학
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    • 제12권4호
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    • pp.274-280
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    • 2003
  • 본 논문은 전력계통에서 데이터베이스를 이용하여 발전기 기동정지계획 문제를 해결하는 발전비용에 의한 순위법을 제안한다. 발전기 기동정지계획의 정식화는 비선형 프로그래밍으로 표현된다. 하지만 대규모시스템에서 연속변수와 불연속변수를 동시에 최적화하는 것은 매우 어려운 문제이다. 발전비용에 의한 순위법은 발전시간의 발전기 운전비용에 기반한다. 본 논문에서는 제안한 알고리즘의 유효성과 경제적 효율성을 보여준다.

비선형 투자비 함수를 이용한 장기 전원개발계획 수립에 관한 연구 (A Study of Long-Term Generation Expansion Planning Using Nonlinear Invest Cost Function)

  • 김준현;최인홍
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1988년도 추계학술대회 논문집 학회본부
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    • pp.102-106
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    • 1988
  • Generally, average invest cost is widely used for expansion planning of generation in power system. But, other cost which is followed by adding generating capacity in electric system is increased in accordance with increasing plant reasons. In this study, we represent the invest cost with quadratic function and analyze its effect on the expansion planning. It is hoped that this method is used in expansion planning of generating system.

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위너-호프 제어기법을 이용한 BTT 유도탄의 자동조종장치 설계 (Design of an Autopilot for the Bank-to-Turn Missile using Wiener-Hopf Methods)

  • 민덕기;박기헌
    • 전자공학회논문지S
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    • 제36S권6호
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    • pp.45-56
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    • 1999
  • 본 논문에서는 추종 성능을 향상시키기 위해 표준모델의 2자유도 위너-호프 제어 기법을 이용하여 BTT유도탄의 자동조종장치를 설계하였다. 유도탄의 비선형 방정식으로부터 여러 동작점에 대한 선형화 모델을 구하여 선형 제어기를 설계하였으며 최종 자동조종장치는 설계된 제어기들을 이득 계획 기법을 이용하여 구성하였다. 실제 적용성을 검증하기 위하여 유도탄의 정확한 비선형 방정식과 공력 계수의 변화 등을 포함하는 6 자유도 방정식 프로그램을 이용하여 유도탄의 비행 동작에 대한 모의실험을 수행하였다.

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비선형 최적화 기법에 의한 최소 조파저항 선형 생성 (Hull Form Generation of Minimum Wave Resistance by a Nonlinear Optimization Method)

  • 김희정;전호환
    • 대한조선학회논문집
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    • 제37권4호
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    • pp.11-18
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    • 2000
  • 본 논문은 조파저항 성능 평가법을 비선형 계획법에 적용해서 선수 형상의 최적화에 응용한 연구결과이다. 조파저항은 비점성 포텐셜 유동의 가정으로 랜킨 소오스법(Rankine source method)을 이용하여 계산하였고 최적화 기법으로는 SQP(Sequential Quadratic Programming)법을 이용하였다. 선수형상의 표현과 변경은 스플라인(spline)함수를 이용하였으며 본 방법에 의하여 조파저항이 최소가 되는 선수형상의 결정이 가능하였다. 또한 마찰저항공식과 경험식으로 주어지는 형상영향계수(from factor)를 고려한 점성저항을 첨가하여 총 저항이 최소가 되는 선수 형상도 도출하여 서로 비교하였다.

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위암환자에서 비선형 최소자승 회귀분석과 베이시안 분석에 의한 토브라마이신의 약물동태에 분석오차의 영향 (The Influence of Assay Error on Tobramycin Pharmacokinetics using the Nonlinear Least Square Regression and Bayesian Analysis in Gastric Cancer Patients)

  • 최준식;범진필
    • 한국임상약학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.43-49
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    • 2009
  • 토브라마이신은 그람음성균 감염에 사용하는 아미노글리코사이드계 항생제로 이독성 및 신독성 등의 부작용과 큰 개인차로 혈중농도 모니터를 통한 투여계획이 필요한 약물이다. 본 연구에서는 16명의 위암환자에서 비선형 최소자승 회귀분석과 베이시안 분석에 의한 토브라마이신의 약물동태에 분석오차의 영향에 대하여 연구하였다. 약물투여는 토브라마이신 1-2 mg/kg을 30분에 걸쳐 8시간 간격으로 등속 주입하였으며, 혈액 채취는 정상상태에 도달되었다고 판단되는 첫 약물투여 72시간 후에, 약물 주입 5분전과 주입이 끝난 뒤 30분과 2시간에서 세차례 채취하였다. 혈청중 약물농도는 형광편광면역법으로 측정 하였다. 분석오차를 위해 0, 1, 2, 4, 8 및 12 ${\mu}g/mL$에 해당하는 토브라마이신 혈중농도(C)을 네차례 측정하여 각 혈중농도의 표준편차 (SD)을 구하였다. 토브라마이신 분석오차를 구하기 위한 다항식이 SD = 0.0224+0.0540C+0.00173C2, $R^2$ = 0.935이었다. 이 식에서 구한 SD 값으로 분석시 가중치를 주었을 때, 비선형 최소자승 회귀분석에 의한 토브라마이신의 약물동태학적 파라메타 ($V_d$, $K_{el}$, $K_{slpoe}$, $t_{1/2}$)에 유의성있는 영향을 주었으나, 베이시안 분석에 의한 토브라마이신의 약물동태학적 파라메타에는 영향이 없었다. 이 다항식으로 부터 구한 분석오차를 토브라마이신의 비선형 최소자승 회귀분석을 이용한 약물동태 연구 및 파라메타 분석에 적용하여 좀 더 정확한 투여용량을 결정할 수 있으며, 더 나아가 토브라마이신 약물동태 시뮬레이션 연구에 응용할 수 있다.

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유전알고리즘을 이용한 최적조류계산 (Optimal Power Flow by Genetic Algorithm)

  • 김종율;김형수;문경준;이화석;박준호
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 A
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    • pp.200-201
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    • 2006
  • 최적조류계산은 전력계통에서 여러 가지 제약조건을 만족하면서 경제적으로 계통을 운영하기 위한 기법이다. 종래의 최적조류계산 방법은 주로 선형계획법, 비선형계획법 같은 수치해석적인 방법을 사용하였다. 그러나, 이러한 방법들은 전역 최적해를 구하기 위해서는 목적함수가 Convex해야 한다. 또한 계통 규모가 클 경우, 최적해 수렴이 안되거나 수렴이 되더라도 시간이 많이 걸리는 단점이 있다. 최근에는 이러한 문제를 극복하고자 유전알고리즘과 같은 기법들이 최적조류계산 문제에 적용되고 있다. 본 논문에서는 유전알고리즘을 이용한 최적조류계산 기법을 소개하고 테스트 계통을 대상으로 그 적용가능성을 검증하였다.

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Particle Swarm Optimization 기법을 이용한 최적조류계산 알고리즘 (Optimal Power Flow by PSO)

  • 김종율;김형수;문경준;이화석;박준호
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 추계학술대회 논문집 전력기술부문
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    • pp.294-296
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    • 2006
  • 최적조류계산은 전력계통에서 여러가지 제약 조건을 만족하면서 경제적으로 계통을 운영하기 일한 기법이다. 종래의 최적조류계산 방법은 주로 선형계획법, 비선형계획법 같은 수치해석적인 방법을 사용하였다. 그러나, 이러한 방법들은 전역 최적해를 구하기 위해서는 목적함수가 convex해야 한다. 또한 계통 규모가 클 경우, 최적해 수렴이 안되거나 수렴이 되더라도 시간이 많이 걸리는 단점이 있다. 최근에는 이러한 문제를 극복하고자 여러 가지 진화연산기법들이 최적조류계산 문제에 적용되고 있다. 본 논문에서는 최근에 등장한 PSO알고리즘을 이용한 최적조류계산 기법을 소개하고 테스트 계통을 대 상으로 그 적용가능성을 검증하였다.

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