• 제목/요약/키워드: 상태 공간 모델

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항공기 세로 동특성 해석을 위한 시뮬레이터 설계 (The Simulator Design for the Analysis of Aircraft Longitudinal Dynamic Characteristics)

  • 윤선주
    • 한국컴퓨터산업학회논문지
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    • 제7권4호
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    • pp.427-436
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    • 2006
  • 운동하는 물체의 동특성 해석을 위한 상태 공간 모델 방식이 컴퓨터에 의한 미분방정식 해석의 수학적인 도구로서 도입되었다. 시스템 표현이 간단한 행렬 연산 형태로 이루어지므로 선형 및 비선형, 시변 및 시불변 시스템과 단변수 및 다변수 시스템 등에 대하여 통일된 방식의 모델이 사용가능하다. 그리고 이러한 상태 공간 모델을 해석하기위해서는 복잡한 벡터 연산을 하여야 하지만 패킷 소프트웨어의 특정함수를 사용하여 쉽게 해석할 수가 있다. 그러나 최근에는 상용 프로그램의 발전에 따라 동특성 해석을 위한 상태 공간 모델을 대화형 도형 처리를 하여 매우 간단하게 동특성을 시뮬레이션 할 수 있는 방법이 제공되고 있다. 본 논문은 운동하는 물체의 동특성 해석을 하는 데 교육용으로 활용할 수 있는 시뮬레이터를 개발하는 목적으로 항공기의 세로 동특성 해석을 위한 시뮬레이션을 수행하고자 하였으며 항공기 세로 안정성에 대한 과도응답 특성을 해석하는 시뮬레이터를 설계하였다.

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아트리움 공간에 있어서 화재에 의한 연기 유동에 관한 수치해석적 연구

  • 노재성;유홍선;정연태
    • 한국산업안전학회:학술대회논문집
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    • 한국안전학회 1997년도 추계 학술논문발표회 논문집
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    • pp.43-48
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    • 1997
  • 아트리움 공간에서 화재 발생시 연기 유동에 대하여 두 가지 형태의 화재 모델인 zone 모델과 field 모델을 이용하여 시뮬레이션 했다. 사용된 zone model은 NIST에서 개발된 CFAST(version 1.6) 모델이며 field 모델은 전산유체역학 이론을 바탕으로 자체 개발된 화재 모델이다. 본 연구는 정육면체 모양의 아트리움 공간에서 연기 유동과 온도 분포에 대하여 해석하고자 한다. 화재로 인해 야기된 유동에 대하여 속도장과 은도장을 예측하기 위한 계산 과정은 유한체적법 및 비엇갈림격자계를 이용하여 질량, 운동량, 에너지 및 성분 보존 방정식등에 대한 3차원 비정상상태 지배방정식을 사용했다. 수치해석 결과 zone 모델과 field 모델의 화재 모델에 의해 예측된 연기 층 평균 경계놀이와 상부 더운 연기 층의 평균 온도에 대하여 거의 유사한 결과를 얻었다.

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강화학습에 기초한 로봇 축구 에이전트의 동적 위치 결정 (Reinforcement Learning based Dynamic Positioning of Robot Soccer Agents)

  • 권기덕;김인철
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2001년도 가을 학술발표논문집 Vol.28 No.2 (2)
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    • pp.55-57
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    • 2001
  • 강화학습은 한 에이전트가 자신이 놓여진 환경으로부터의 보상을 최대화할 수 있는 최적의 행동 전략을 학습하는 것이다. 따라서 강화학습은 입력(상태)과 출력(행동)의 쌍으로 명확한 훈련 예들이 제공되는 교사 학습과는 다르다. 특히 Q-학습과 같은 비 모델 기반(model-free)의 강화학습은 사전에 환경에 대한 별다른 모델을 설정하거나 학습할 필요가 없으며 다양한 상태와 행동들을 충분히 자주 경험할 수만 있으면 최적의 행동전략에 도달할 수 있어 다양한 응용분야에 적용되고 있다. 하지만 실제 응용분야에서 Q-학습과 같은 강화학습이 겪는 최대의 문제는 큰 상태 공간을 갖는 문제의 경우에는 적절한 시간 내에 각 상태와 행동들에 대한 최적의 Q값에 수렴할 수 없어 효과를 거두기 어렵다는 점이다. 이런 문제점을 고려하여 본 논문에서는 로봇 축구 시뮬레이션 환경에서 각 선수 에이전트의 동적 위치 결정을 위해 효과적인 새로운 Q-학습 방법을 제안한다. 이 방법은 원래 문제의 상태공간을 몇 개의 작은 모듈들로 나누고 이들의 개별적인 Q-학습 결과를 단순히 결합하는 종래의 모듈화 Q-학습(Modular Q-Learning)을 개선하여, 보상에 끼친 각 모듈의 기여도에 따라 모듈들의 학습결과를 적응적으로 결합하는 방법이다. 이와 같은 적응적 중재에 기초한 모듈화 Q-학습법(Adaptive Mediation based Modular Q-Learning, AMMQL)은 종래의 모듈화 Q-학습법의 장점과 마찬가지로 큰 상태공간의 문제를 해결할 수 있을 뿐 아니라 보다 동적인 환경변화에 유연하게 적응하여 새로운 행동 전략을 학습할 수 있다는 장점을 추가로 가질 수 있다. 이러한 특성을 지닌 AMMQL 학습법은 로봇축구와 같이 끊임없이 실시간적으로 변화가 일어나는 다중 에이전트 환경에서 특히 높은 효과를 볼 수 있다. 본 논문에서는 AMMQL 학습방법의 개념을 소개하고, 로봇축구 에이전트의 동적 위치 결정을 위한 학습에 어떻게 이 학습방법을 적용할 수 있는지 세부 설계를 제시한다.

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평균장 어닐링 알고리즘의 개선 및 응용 연구 (Improvement of Mean Field Annealing Algorithm and its Application)

  • 권오준
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2001년도 추계학술발표논문집 (상)
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    • pp.585-588
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    • 2001
  • 현실 세계의 많은 조합 최적화 문제들은 변수들이 강하게 상호 작용함에 따라 만족해야하는 목표 함수가 매우 복잡하게 주어진다. 복잡한 목표 함수에는 많은 지역 최적해들이 존재하기 때문에 전역 최적해를 얻는 것은 엄청난 시간을 필요로 한다. 이러한 문제에 대해 해를 찾는 방법의 하나로 평균장 어닐링 알고리즘(MFA)이 있다. 본 논문에서는 기존의 이진 상태 공간에만 적용할 수 있었던 평균장 어닐링 알고리즘을 연속 상태 공간을 갖는 조합 최적화 문제에 적용할 수 있도록 알고리즘을 수정, 제안한다. 그리고 제안된 알고리즘을 제한된 연속 상태 공간을 가지는 단순 회귀 모델의 D-최적 설계에 적용하였다. 실험결과 제안된 알고리즘이 시뮬레이티드 어닐링 알고리즘(SSA)과 비교하여 비슷한 수준의 결과를 내면서도 계산 속도면에서는 수 배 정도의 빠른 좋은 결과를 얻었다.

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LCL 필터를 사용하는 계통연계 인버터의 상태 궤환 제어기 설계 (Design of a State Feedback Controller for a Grid-connected Inverter with LCL Filter)

  • 윤승진;김경화
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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    • pp.272-273
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    • 2017
  • 계통연계 인버터 시스템은 기존 L 필터보다 낮은 THD를 가지며 저가격의 작은 부피로도 효율적으로 고조파를 저감할 수 있는 LCL 필터를 많이 사용하고 있다. LCL 필터를 가지는 계통연계 인버터의 제어를 위해서는 PI 제어기가 사용되고 있으며 일반적으로 다수의 PI 제어기가 사용되고 있어 많은 제어기 이득을 동시에 설계해야 하는 한계를 지닌다. 본 논문에서는 LCL 필터를 갖는 3상 계통연계 인버터의 상태공간 모델을 이용하여 상태공간에서의 상태 궤환 제어기의 설계기법을 제시한다. 상태 궤환 제어기를 적용함으로서 다수의 PI 제어기 이득을 설계하는 번거로움을 줄일 수 있으며 체계적인 과정으로 제어기가 설계될 수 있다. 제안된 기법의 타당성과 성능이 PSIM 시뮬레이션을 통하여 입증된다.

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정형 기법을 적용한 해양 NPC 모델 설계 및 구현 (Design and Implementation of Oceanic NPC Model applying Formal Method)

  • 김종한;정승문;김병기
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2006년도 추계학술발표대회
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    • pp.183-186
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    • 2006
  • NPC(Non playable Character)모델은 온라인 게임뿐만 아니라 가상공간 시스템 구축 시 빠질 수 없는 중요한 요소이다. 현재 가장 널리 사용되는 인공지능 처리방식의 하나인 FSM(Finite State Machine)은 NPC의 행동양식을 표현하기 위해 유한한 개수의 상태를 이용하는 알고리즘이다. 인공지능이 적용된 NPC 모델 설계시 정확한 명세는 구현 단계에서 발생되는 자원의 손실을 막아주고 요구명세에 따른 검증을 가능하게 한다. 본 논문에서는 해저가상공간 구축 시 발생되는 어류 객체의 행동패턴을 분석하여 속성을 정의하였으며, 환경변화에 따른 행동 특성의 상호관계를 설정하여 정형화하였다. 정의된 속성을 가진 NPC 모델을 FSM 알고리즘을 적용해 설계하고 구현한다. 설계된 NPC모델은 CTL기반의 모델체커인 SMV(Symbolic Model Verification)를 통해 검증함으로써 설계에 대한 타상성을 입증하였다.

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모델 체킹에서 그래프 모양의 반례 생성 (Generation of Graph-like Counterexamples in Model Checking)

  • 이태훈;권기현
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2004년도 봄 학술발표논문집 Vol.31 No.1 (B)
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    • pp.352-354
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    • 2004
  • 현재의 모델 체커는 모델이 속성을 만족하지 않을 경우 반례를 사용자에게 보여주어서 디버깅을 돕는다. 모델 체커에서 반례는 중요한 장점 중에 하나이지만 대부분의 모델 체커에서 반례로서 하나의 경로만을 보여주게 된다. 하지만 사용자가 원하는 것은 그 이상의 정보를 원할 수 있다. 따라서 반례에서 좀더 많은 정보를 보여줄 필요가 있다. 이런 종류의 연구로서 트리 형식의 반례 생성과 증명 형식의 반례생성이 있었다. 하지만 이 연구들은 시스템이 가질 수 있는 모든 경로를 알아낼 수는 없고 또한 증명 형식의 반례 생성의 경우 상태공간을 다른 형식으로 변경을 해야 한다. 본 논문에서는 반례로서 도달 가능한 모든 경로를 그래프 형식으로 보여줄 수 있는 그래프 형식의 반례를 정의하고 생성방법에 대해서 알아본다

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유압 감쇄기의 상태공간 모델에 대한 연구 (An Investigation into the State-Space Model for a Hydraulic Attenuator)

  • 이재천
    • 한국정밀공학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.168-175
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    • 2002
  • The hydraulic acoustic attenuator fur an automotive active suspension system is so highly nonlinear and of high order that the analysis in time-domain has been performed quite little. In this paper, a state-space representation of the dynamics for a hydraulic attenuator was presented utilizing the electrical analogy. And the results of experiment were compared with those of simulation to validate the state-space model proposed. The comparison revealed that the state-space model proposed is practically applicable to estimate the dynamic responses of the hydraulic attenuator in time-domain.

상태공간 모델과 임펄스 시험에 의한 발전소 배관지지용 유압완충기의 동특성 해석 (On the Analysis of Dynamic Characteristics of Pipe Supporting Hydraulic Snubber in Electric Power Plant with State-space Model and Impulse Testing)

  • 이재천;임문혁;황태영
    • 한국정밀공학회지
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    • 제19권10호
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    • pp.130-138
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    • 2002
  • This paper presents the modeling and analysis of dynamic characteristics of hydraulic snubber in electric power plant. The nonlinear state-space model of 14th order to describe the dynamics of the snubber was established by Simulink. The simulation results show that the hydraulic snubber reacts as like the conventional shock absorbers against the high pulse shock load. The snubber also shows the peculiar characteristics to the small step load, which temporarily lock the control valves up, however maintain same steady-state pressures of all internal chambers in the long run. Two case studies for the analysis of the snubber were addressed. Practical pulse testing method was also proposed to identify the frequency response characteristics of the snubber.

상태공간 모델과 임펄스 시험에 의한 발전소 배관지지용 유압완충기의 동특성 해석 (On the Analysis of Dynamic Characteristics of Pipe Supporting Hydraulic Snubber in Electric Power Plant with State-space Model and Impulse Testing)

  • 이재천;황태영
    • 연구논문집
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    • 통권31호
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    • pp.89-99
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    • 2001
  • This paper presents the modeling and analysis of dynamic characteristics of hydraulic snubber in electric power plant. The nonlinear state-space model of 14th order to describe the dynamics of the snubber was established by Simulink. The simulation results show that the hydraulic snubber reacts as like the conventional shock absolvers against the high pulse shock load. The snubber also shows the peculiar characteristics to the small step load, which temporarily lock the control valves up, however maintain same steady-state pressures of all internal chambers in the long run. Two case studies for the analysis of the snubber are addressed. Practical pulse testing method was also proposed to identify the frequency response of the snubber.

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