• 제목/요약/키워드: 비선형 k-모델

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기포진동 주파수응답의 비선형적 현상 (Nonlinear Aspects of the Frequency Response of a Gas-filled Bubble Oscillator)

  • 김동혁;김정태;이용봉
    • 한국음향학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.12-19
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    • 1991
  • 기포 진동 시스템에 대한 수치해석이 수행되었다. 수학적 모델은 기포역학에 대해서는 Keller의 식을, 기포내부 해석을 위해서는 Prosperetti의 식을 채택하였다. Prosperetti는 기포내부 해석을 위해 에너지 방정식을 도입하였으며 매우 정확한 해석을 가능케 하였다. 수치해석결과 기포진동의 주파수 응답곡선에 있어 전형적인 비선형 현상들을 볼 수 있었다. 이러한 비선형 현상들에는 점프현상(jump phenomena), 공진주파수의 변화, 그리고 superharmonic 공진점의 발생등이 있다. 비선형 주파수 응답은 기포진동 시스템의 초기조건에 따라 달라지는데 이에 의해 어느 가진 주파수 대역에서는 두개 이상의 해가 존재할 수 있게 된다. 기포진동 시스템에서 비선형 진동현상은 Duffing 방정식과 비교가 되는데 두 시스템은 비슷한 비선형 현상들을 가지고 있다고 볼 수 있다.

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비선형 고출력 증폭기의 선형화를 위한 SCPWL 모텔 기반의 디지털 사전왜곡기 (A SCPWL Model-Based Digital Predistorter for Nonlinear High Power Amplifier Linearization)

  • 서만중;전석훈;임성빈
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제47권10호
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    • pp.8-16
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    • 2010
  • OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템은 다수 반송파 전송의 특수한 형태로 주파수 선택적 페이딩이나 협대역 간섭에 대한 강건함이 증가하기 때문에 차세대 무선 광대역 통신 시스템의 전송 방식으로 큰 관성을 받고 있다. 하지만 출력 신호의 크기가 Rayleigh 분포를 갖기 때문에 무선 통신 환경에서 TWTA (Traveling Wave Tube Amplifier)와 같은 고출력 증폭기 (High Power Amplifier; HPA)의 비선형 특성으로 인하여 단일 반송파 전송 방식보다 심각한 비선형 왜곡이 발생하게 된다. 본 논문에서는 HPA의 비선형성에 의한 비선형 왜곡을 보상하기 위해 SCPWL (Simplicial Canonical Piecewise-Linear) 모델 기반의 새로운 디지털 사전왜곡기를 제안한다. 제안된 사전왜곡기의 성능평가를 위해 AWGN (Additive White Gaussian Noise) 채널 하에서 16-QAM과 64-QAM 변조 방식을 이용하고, 1024-point FFT/IFFT로 구현된 OFDM 시스템에서 다양한 실험을 실시하였다. 모의실험 결과, HPA에 의해 발생하는 비선형 왜곡을 효과적으로 보상함으로써 우수한 성능 향상이 있음을 확인하였다.

60 GHz 대역 전력 증폭기를 위한 구간별 차등 다항식 모델 기반의 디지털 사전왜곡기 설계 (Design of A Piecewise Polynomial Model Based Digital Predistortion for 60 GHz Power Amplifier)

  • 김민호;이진구;김대현;김영록
    • 전자공학회논문지
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    • 제53권5호
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    • pp.3-12
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    • 2016
  • 최근 들어, 밀리미터파 대역을 활용하는 5세대 이동 통신 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 밀리미터파 대역의 전파 감쇠 특성으로 인하여 전력 증폭기의 비선형성을 완화시키는 방법의 중요성이 증가하고 있다. 본 논문에서는 전력 증폭기의 특성을 선형구간과 비선형구간을 구분하여 구간별 계수를 사용하는 구간별 차등 다항식 모델을 제안하였다. 또한, 제안된 모델과 직접 학습 방식을 이용하여 디지털 사전왜곡기 구현 방안을 제시하였다. 제안된 모델의 성능을 검증하기 위하여 LTE 신호를 인가한 60 GHz 대역 전력증폭기를 위한 제안된 모델과 직접 학습 방식에 기반한 디지털 사전왜곡기를 FPGA로 구현하였고 하드웨어 테스트벤치를 통하여 성능 및 연산 복잡도를 비교 검증하였다. 제안된 모델은 기존 단일 다항식 모델 대비 ACLR 측면에서는 3.3 dB 개선됨을 보였으며 연산 복잡도 측면에서는 7.5 % 감소됨을 보여주었다

선형 압축기 시스템 구동용 공진형 인버터의 효율 개선을 위한 손실 추정 (The Loss Estimation of Resonant Inverter for a Linear Compressor System Driven to Improve Efficiency)

  • 김성안;장진학;김광희;박대근;이상건;조윤현
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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    • pp.1177-1178
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    • 2011
  • 본 논문은 선형 압축기 구동용 시스템의 손실 저감을 위한 공진형 인버터의 설계에 대하여 연구 하였다. 공진형 인버터 손실 저감을 위해 선형 액츄에이터의 등가모델 파라메타를 유한요소해석으로 제시하고, 비선형 특성을 고려한 직렬 공진형 인버터의 손실을 추정하였다.

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Low-GloSea6 기상 예측 모델 기반의 비선형 회귀 기법 적용 연구 (A Study on Applying the Nonlinear Regression Schemes to the Low-GloSea6 Weather Prediction Model)

  • 박혜성;조예린;신대영;윤은옥;정성욱
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제16권6호
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    • pp.489-498
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    • 2023
  • 하드웨어의 성능 및 컴퓨팅 기술의 발전 덕분에 기후환경 변화를 대비하기 위해 기후예측 모델 또한 발전하고 있다. 한국 기상청은 GloSea6를 도입하여 슈퍼컴퓨터를 이용하여 기상 예측을 하고있으며, 각 대학 및 연구 기관에서는 중소규모 서버에서 사용하기 위해 저해상도 결합모델인 Low-GloSea6를 사용하여 기상 연구에 활용하고 있다. 본 논문에서는 중소규모 서버에서의 기상 연구의 원활한 연구를 위해 Low-GloSea6의 Intel VTune Profiler를 사용한 분석을 진행하였으며 1125.987초의 CPU Time을 수행하는 대기모델의 tri_sor_dp_dp 함수를 Hotspot으로 검출하였다. 수치적 연산을 진행하는 기존 함수에 머신러닝 기법의 하나인 비선형 회귀모델을 적용 및 비교하여 머신러닝 적용 가능성을 확인하였다. 기존 tri_sor_dp_dp 함수의 실제 연산되는 값인 1e-3 ~ 1e-20의 범위를 가지는 Output Data인 변수 "Px"를 기준으로 평가하였을때 K-최근접 이웃 회귀 모델은 MAE가 1.3637e-08, SMAPE가 123.2707%로 가장 우수하게 나타났으며 RMSE의 경우 Light Gradient Boosting Machine 회귀 모델이 2.8453e-08로 가장 우수한 성능을 보이는 것으로 측정되었다. 따라서 Low-GloSea6 수행 과정 중 tri_sor_dp_dp 함수의 데이터를 추출 후 비선형 회귀 모델을 적용한 결과로 기존의 tri_sor_dp_dp 함수의 수치적 연산 값과 K-최근접 이웃 회귀 모델을 비교하였을 때 SMAPE가 123.2707%의 오차가 발생하는 것으로 측정되어 기존 모듈의 대체 가능성이 있다는 것을 확인하였다.

등가프레임모델을 이용한 공동주택의 감쇠시스템 설계 (Damping System Design for Apartment Buildings Using Equivalent Frame Model)

  • 김종호;이명규;천영수;이동철
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제26권3호
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    • pp.351-360
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    • 2014
  • 이 연구의 목적은 감쇠시스템 설계 시 ASCE7-10의 등가선형해석과 응답스펙트럼해석의 설계절차 및 비선형해석에 간략화된 등가프레임모델을 제안하여, 선형 및 비선형 해석 시 소모되는 시간을 줄이고 해석 조건 및 변수조건을 다양화함으로 감쇠시스템 적용 시 효과를 합리적으로 검토하는데 있다. 이 연구에서는 최근에 이슈화 되고 있는 공동주택의 감쇠시스템 도입과 관련하여 ASCE7-10의 성능기반 내진설계를 근간으로 내진성능평가 및 감쇠시스템 설계를 비선형응답이력 해석을 통하여 수행하였다. 특히 공동주택 대상건물을 건축구조기준의 75% 지진력 수준으로 최적화 설계 시 내진성능평가를 수행하여 안전성을 검토하는 한편, 기준에 제시된 지진력 수준으로 내진설계 시 골조물량을 비교 하여 경제성을 검토하였다. 또한, 대상건물에 외부제어 이력형 감쇠장치를 적용 시 제안한 프레임 등가모델을 이용하여 ASCE7-10 감쇠시스템 설계를 수행하였으며 Full Scale Model에서 그 제어효과를 검증하였다.

사이클릭 피치제어가 가능한 쿼드로터 항공기의 운동특성 분석과 LQR 제어 (Analysis on Dynamic Characteristics and LQR Control of a Quadrotor Aircraft with Cyclic Pitch)

  • 조성범;장세아;최기영
    • 한국항공우주학회지
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    • 제41권3호
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    • pp.217-225
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    • 2013
  • 통상적인 쿼드로터 항공기는 네 개 로터의 회전 속도에 의한 추력 벡터의 크기를 조절하여 자세를 제어한다. 본 연구에서는 기존에 개발된 쿼드로터 항공기의 단점을 개선하기 위해서 사이클릭 피치 제어가 가능한 쿼드로터 항공기를 설계하였다. 콜렉티브와 사이클릭 제어를 사용하는 쿼드로터 항공기는 각 로터의 회전속도를 모두 동일하게 유지함으로써 진동에 의한 구조적인 문제를 해소할 수 있으며, 12개의 자유도를 가지므로 다양한 자세에서의 비행이 가능하기 때문에 자동 비행과 실용적 임무가 가능한 고성능 항공기로서 적합하다. 본 연구에서 개발하는 쿼드로터 항공기의 모델링은 FLIGHTLAB을 이용하여 비선형 모델을 구성하였으며, 각 비행 조건에서의 선형 모델을 이용하여 LQR 제어기 설계 및 비선형 시뮬레이션을 통해 제어기의 성능을 검증하였다. 본 논문은 사이클릭 피치 제어가 가능한 쿼드로터의 모델링 및 시뮬레이션 결과를 보여준다.

전단스프링과 섬유요소를 이용한 철근콘크리트 전단벽의 비선형 해석모델에 관한 연구 (Nonlinear Modeling of RC Shear Walls Using Fiber and Shear Spring Elements)

  • 이광호;유태상;김태완;정성훈
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제24권5호
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    • pp.559-566
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    • 2012
  • 철근콘크리트 전단벽을 모델링하기 위해서 섬유요소와 전단스프링을 사용한 모델을 개발하였다. 섬유요소는 전단벽의 휨변형을 나타내며, 전단스프링은 전단변형을 나타낸다. 섬유요소는 단면치수와 비선형 재료성질을 입력하여 모델링되며, 전단스프링은 섬유요소모델과 VecTor2프로그램의 해석 결과로부터 그 변수들을 선정한다. 전단스프링은 전단변형에 의한 강도 강성 감소, 핀칭효과, 그리고 슬립현상을 모사할 수 있는 OpenSees의 Pinching4 모델을 사용하였다. 전단스프링의 변수선정과정은 복잡하고 시간이 오래 걸린다. 따라서 섬유요소모델의 사용성을 검토하기 위해 전단벽의 형상비(H/L), 보의 높이변화, 그리고 보와 전단벽의 강성비 휨강도비를 변수로 하여 전단벽 건물에 동적해석을 수행하였다. 전단벽의 형상비는 섬유요소모델을 사용한 모델과 섬유요소와 전단스프링을 함께 사용한 모델의 층간변위비 오차와 일정한 관계를 가진다. 하지만 보의 높이변화와 강성비 휨강도비 변화에 두 모델의 오차는 일정한 관계를 보이지 않는다.

디지털 스포츠 중독의 비선형 거동 해석 (Analysis of Nonlinear Behavior for Addiction in Digital Sport)

  • 배영철
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제12권5호
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    • pp.977-982
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    • 2017
  • 최근에 ICT(information communication technology)의 발달과 더불어 스포츠를 ICT와 융합하고자 하는 노력이 지속되고 있다. 이러한 대표적인 것이 게임을 들 수 있다. 또한 스크린 골프, 스크린 볼링과 같은 스포츠와 디지털을 혼합한 형태의 디지털 스포츠가 발달하고 있다. 일반 스포츠에도 중독 문제가 있듯이 디지털 스포츠에도 중독 문제가 존재한다. 본 논문에서는 디지털 스포츠에서의 중독 모델을 분수차수(fractional-order)로 제시하고 이 모델로부터 비선형 거동을 시계열과 위상 공간으로 나타내고, 이들 사이의 차이점을 확인한다.

삼각 퍼지 소속 함수를 외력으로 가진 사랑 동력학에서의 비선형 해석 (Nonlinear Analysis in Love Dynamics with Triangular Membership Function as External Force)

  • 배영철
    • 디지털콘텐츠학회 논문지
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    • 제18권1호
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    • pp.217-224
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    • 2017
  • 최근에 카오스 이론을 사회과학의 한 분야의 사랑 모델에 적용하고자 하는 노력을 지속하고 있다. 로미오와 줄리엣으로 표현하는 미분 방정식에서 카오스 거동을 만들기 위해서 외력을 인가한다. 그러나 이 외력은 사람의 감정을 정확하게 표현하지 못하는 단점을 가진다. 본 논문에서는 이러한 단점을 해결하기 위하여, 로미오와 줄리엣의 사랑모델에서 외력을 사람의 말이나 행동에 가장 유사한 형태로 제공하기 위해 퍼지 소속 함수를 도입하고 이를 삼각 퍼지 소속 함수를 제시하였다. 또한 제시된 퍼지 소속 함수를 가진 로미오와 줄리엣의 사랑모델에서 카오스 거동을 확인하기 위하여, 시계열과 위상공간을 이용하였으며 이를 통하여 카오스 거동의 존재를 확인한다.