• Title/Summary/Keyword: 비선형 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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Estimation of the Reference Evapotranspiration using Daily Sunshine Hour (일조시간을 이용한 기준 증발산량 추정)

  • Lee, Khil-Ha;Cho, Hongyeon
    • Journal of Environmental Impact Assessment
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    • v.20 no.5
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    • pp.627-640
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    • 2011
  • 이 논문에서는 일사량과 일조시간에 관한 통상적인 선형관계식보다 정확한 비선형 관계식에 대한 적용검토를 수행한다. 일조시간을 이용한 일사량 추정에 이어서 Penman-Monteith 방정식을 이용하여 기준 증발산량을 추정하였다. 우리나라 20개 지점의 1997년부터 2006년까지의 일사량 및 일조시간 자료를 포함한 기상자료를 이용하여 선형 그리고 수정 비선형 Angstrom 방정식을 보정하고 기준 증발산량을 추정하였다. 일조시간과 일사량 사이의 선형과 비선형 관계식을 이용한 기준 증발산량의 상대비교를 수행하였다. 선형 및 비선형 관계식을 이용한 방법 모두 RMS 오차는 5.96, NSC(Nash-Sutcliffe Coefficient)는 0.95로 추정되었고, 그 차이는 매우 미미하였다. 그러나 상대적으로 일사량이 기준 증발산량에 크게 기여하는 하계에는 그 차이가 증가하기 때문에 보다 개선된 비선형 관계식을 이용하는 방법에 대한 엄밀한 검토가 필요하다.

설계가중치를 이용한 유사 최량선형 비편향 예측

  • 신동윤;신민웅
    • Proceedings of the Korean Statistical Society Conference
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    • 2004.11a
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    • pp.161-164
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    • 2004
  • You 와 Rao (2002)는 소지역 추정시 유사 최량선형 비편향 예측에서 설계 가중 값을 사용하는 방법을 발전시켰다. 특히 소지역 평균들을 추정하기 위하여 유사-최량선형 비편향 예측 추정량을 제안하였다. 우리는 소지역 추정에서 실용적으로 이용되는 몇 가지 추가적인 성질을 연구하였다.

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Use of Higher Order Frequency Response Functions for Non-Linear Parameter Estimation (고차 주파수응답함수를 이용한 비선형 시스템의 매개변수 추정)

  • 이건명
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1994.10a
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    • pp.40-45
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    • 1994
  • 기계시스템의 비선형특성 해석을 위하여 여러가지 방법이 활용되고 있는데, 이들은 Nyquist 선도의 찌그러짐(distortion), Hilbert 변환, 복원력면(restoring force surface), NARMAX, 고차 주파수응답함수(higher order frequency response function), DPE(direct parameter estimation)를 이용한 방법등이다. 이들중 고차 FRF(frequency response function)는 그 개념이 선형시스템의 FRF와 유사하여 비선형시스템의 해석방법으로서 주목을 받고 있으나 아직은 고차 FRF의 특성에 대한 이론적 연구 단계이고, 고차 FRF로부터 비선형특성을 정량적으로 해석하는 연구는 거의 이루어지지 않고 있다. 다항식으로 표시되는 비선형성을 갖는 시스템이 정현파가진을 받을 때 그 응답의 가진주파수 성분은 가진력진폭과 고차 FRF의 무한급수로 나타낼 수 있다. 가진력의 진폭을 변화시켜가며 응답을 측정하고, 고차항을 무시하면 고차 FRF의 값을 근사적으로 구할 수 있다. 고차 FRF는 비선형 시스템의 매개변수의 식으로 나타낼 수 있으므로 이로부터 비선형 매개변수를 추정할 수 있다. 본 논문에서는 비선형강성과 비선형감쇠를 갖는 1자유도 시뮬레이션 시스템에 이 매개변수 추정법을 각각 적용함으로써 이 방법의 가능성을 고찰하였다.

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An estimation technique for nonlinear distortion in high-density magnetic recording channels (고밀도 자기 기록 채널의 비선형 왜곡 추정 기법)

  • 이남진;오대선;조용수;김기호
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.22 no.11
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    • pp.2439-2450
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    • 1997
  • As recording densities increase in digital magnetic recording channels, the performances of digital detection techniques such as PRML and DFE degrade significantly due to nonlinear distortion in recording channels. The primary impediments for hgih-density recording are generally classified as nonlinear transition shift, which can be reduced substantially by the precompensation technique, and partial erasure which usually requires sophisticated nonlinear equalization techniques. In order to acheieve the highest density recording, accurate estimation of the parameters associated with these two noninear distortions is crucial. In this paper, a new estimation technique to distinguish these two different nonlinear effect using a proposed adaptive algorithm in time domain is presented. The effectiveness of the proposed adaptive approach to identify uniquely the nonlinear parameter with bias is demonstrated by computer simulation.

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지연 예측신경망을 이용한 적응 GPC

  • 정희태
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.7 no.7
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    • pp.1527-1532
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    • 2003
  • 기존의 GPC방법으로 제어하기 힘든 비선형성과 플랜트의 변수변화를 포함하는 비선형 플랜트를 지연 예측신경망을 사용하여 효과적으로 제어하는 적응 GPC방법을 제안한다 제안한 방법에서는 플랜트의 선형 변수 추정이나 근사적인 모델로부터 선형 매개변수를 구해서 선형 모델을 만들고 실제 시스템의 출력과 선형모델의 오차를 신경망의 출력으로 표현한 다음, 이 식으로부터 적응 GPC 알고리듬을 유도한다. 여기서 지연 예측신경망은 적응 GPC에 이용될 플랜트의 출력을 예측하도록 학습된다. 이와 같은 제어기를 구성함으로써 선형 변수만으로 적응 GPC 제어기가 구성되어질 경우 생기는 비선형 변수의 추정과 출력 예측 값을 계산하는 번거로움을 해결하였다.

Adaptive fuzzy sliding mode control (적응 퍼지 슬라이딩 모드 제어)

  • Yoo, Byung-Kook;Jeoung, Sa-Cheul;Ham, Woon-Chul
    • Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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    • v.2 no.4
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    • pp.287-296
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    • 1996
  • 본 논문에서는 퍼지추정기와 슬라이딩 모드제어이론이 고려되었다. 비선형시스템에 대한 슬라이딩 모드 제어기 설계 시에 그 시스템의 비선형함수를 추정하기 위하여 퍼지논리시스템이 사용되는 두가지의 적응처지슬라이딩 모드제어방식을 제안한다. 첫번째 방식에서는 비선형시스템, x/sup (n)/=f(x under bar, t) + b(x under bar, t)u 의 알지 못하는 함수 f를 추정하기 위하여 하나의 퍼지논리시스템이 사용되어진다. 두번째 방식에서는 비선형시스템의 f와 b에 대한 추정기로서의 두개의 퍼지논리시스템이 각각 사용되어진다. 각각의 방식에 대하여 제어시스템의 안정도를 보장하도록 하는 적응법칙을 설계하며 퍼지추정기와 비선형함수와의 추정오차를 줄이기 위해 각각에 대한 강인한 제어법칙을 제안한다. 제안된 네 가지의 제어법칙에 대한 안정성을 증명하고 컴퓨터시뮬레이션에서 역진자시스템에 적용하여 그에 대한 타당성과 각각의 비교를 보인다.

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Robust ridge regression for nonlinear mixed effects models with applications to quantitative high throughput screening assay data (비선형 혼합효과모형에서의 로버스트 능형회귀 방법과 정량적 고속 대량 스크리닝 자료에의 응용)

  • Yoo, Jiseon;Lim, Changwon
    • The Korean Journal of Applied Statistics
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    • v.31 no.1
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    • pp.123-137
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    • 2018
  • A nonlinear mixed effects model is mainly used to analyze repeated measurement data in various fields. A nonlinear mixed effects model consists of two stages: the first-stage individual-level model considers intra-individual variation and the second-stage population model considers inter-individual variation. The individual-level model, which is the first stage of the nonlinear mixed effects model, estimates the parameters of the nonlinear regression model. It is the same as the general nonlinear regression model, and usually estimates parameters using the least squares estimation method. However, the least squares estimation method may have a problem that the estimated value of the parameters and standard errors become extremely large if the assumed nonlinear function is not explicitly revealed by the data. In this paper, a new estimation method is proposed to solve this problem by introducing the ridge regression method recently proposed in the nonlinear regression model into the first-stage individual-level model of the nonlinear mixed effects model. The performance of the proposed estimator is compared with the performance with the standard estimator through a simulation study. The proposed methodology is also illustrated using quantitative high throughput screening data obtained from the US National Toxicology Program.

Estimation of Nonlinear Distortion in Communication Systems Using Random Digital Signals (랜덤 디지탈 신호를 사용한 통신 시스템의 비선형 왜곡 추정)

  • 손주신;조용수
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.19 no.4
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    • pp.660-668
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    • 1994
  • In this paper, a new approach to estimate nonmlinear distortions (second-harmonic, second-intermodulation, third-harmonic, and third-intermodulation) in digital communication systems is proposed. In contrast to the relatively common sine-wave input approach which requires repetition of the same experiments by changing frequencies of oscillators and filters over the band of frequencies of interest, the proposed approach uses digital random input (transmitted signal in digital communication system) to adaptively estimate parameters of a nonlinear channel in time-domain. Nonlinear distortion of the channel is estimated on line by transforming the estimated parameters into frequency-domain. Comparison between the classical two-tone input approach and the proposed approach is made through computer simulation.

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Design of Anchorage Zone in Prestressed Concrete Structure Using Nonlinear Strut-and-Tie Model (비선형 스트럿-타이 모델을 이용한 PSC 구조물의 정착부 설계)

  • 배한욱;송하원;변근주;변윤주
    • Magazine of the Korea Concrete Institute
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    • v.10 no.5
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    • pp.101-107
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    • 1998
  • 본 논문은 비선형 스트럿-타이 모델에 의한 프리스트레스트 콘크리트 정착부의 거동해석 및 설계에 관한 연구이다. 프리스트레스트 콘크리트 구조물의 정착부는 긴장재의 인장력 도입으로 인해 비교적 작은 단면에 큰 집중하중으로 발생하는 매우 중요한 구조부위이며, 기존의설계가 비교적 다른 구조부위의설계에 비하여 경험적으로 이루어지고 있을 뿐 만 아니라 해석에도 많은 시간과 계산량이 소요되는 단점이 있다. 비선형 스트럿-타이 모델을 대상 정착부의 비선형 재료거동을 따르도록 비선형 해석을 실시하여 설계를 수행하고 구조물의 극한하중을 추정하는 방법이다. 본 논문에서는 긴장력이 정착부의 중앙에 도입되는 경우, 편심으로 도입되는 경우, 다중 정착구가 존재하는 경우에 대하여 선형과 비선형 스트럿-타이 모델을 구성하여 정착부의 역학적 거동을 고찰하였고 실험결과와 비교하였다. 비교로부터 비선형 모델을 사용한 경우 선형 모델을 사용한 경우보다 안정성을 유지하면서 경제적인 설계가 가능하고 추정극학강도도 실험결과에 더욱 근접함을 알았다.