• 제목/요약/키워드: 수렴계산

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신경회로망을 이용한 예측 뉴턴-랩손 반복계산기법 (A Predicted Newton-Raphson Iterative Method utilizing Neural Network)

  • 김종훈;김용협
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집A
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    • pp.339-344
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    • 2000
  • Newton-Raphson 기법은 구조물의 비선형 해석에 널리 쓰이는 반복계산기법이다. 비선형 해석을 위한 반복계산기법은 컴퓨터의 발달을 감안해도 상당한 계산시간이 소요된다. 본 논문에서는 신경회로망 예측을 사용한 Predicted Newton-Raphson 반복계산기법을 제안하였다. 통상적인 Newton-Raphson 기법은 이전스텝에서 수렴된 점으로부터 현재 스텝의 반복계산을 시작하는 반면 제시된 방법은 현재 스텝 수렴해에 대한 예측점에서 반복계산을 시작한다. 수렴해에 대한 예측은 신경회로망을 사용하여 이전 스텝 수렴해의 과거경향을 파악한 후 구한다. 반복계산 시작점이 수렴점에 보다 근접하여 위치하므로 수렴속도가 빨라지게 되고 허용되는 하중스텝의 크기가 커지게 된다. 또한 반복계산의 시작점으로부터 이루어지는 계산과정은 통상적인 Newton-Raphson 기법과 동일하므로 기존의 Newton-Raphson 기법과 정확히 일치하는 수렴해를 구할 수 있다. 구조물의 정적 비선형 거동에 대한 수치해석을 통하여 modified Newton-Raphson 기법과 제시된 Predicted Newton=Raphson 기법의 정확성과 효율성을 비교하였다. 제시된 Predicted Newton-Raphson 기법은 modified Newton-Raphson 기법과 동일한 해를 산출하면서도 계산상의 효율성이 매우 큼을 확인할 수 있었다.

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통행분포패턴에 기초한 장래 O-D표 수렴계산방법 개발 (Development of a Trip Distribution Model by Iterative Method Based on Target Year's O-D Matrix)

  • 유영근
    • 대한교통학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.143-150
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    • 2005
  • 통행분포의 예측과정에서 장래 O-D표는 행의 합 및 열의 합이 통행발생 예측단계에서 예측된 존의 유출 통행량 및 유입 통행량에 근접해야 한다는 제약조건을 만족시키기 위하여 수렴계산을 하게 된다. 기존 수렴계산 방법들은 통행분포 예측모형에 의해 예측된 존간 통행분포량이 수렴계산과정에서 상당히 달라질 수 있고, 그 결과로, 예측된 존간 통행분포패터의 변형을 가져올 수 있다. 본 논문에서는 이와 같은 문제점을 해결하고자, 새로운 수렴계산방법을 개발하였다. 기존 수렴계산 방법들이 O-D표의 행의 합과 유출 통행량, 그리고 열의 합과 유입통행량을 근접시키기 위하여 비율로써 행과 열을 순차적으로 반복하면서 수렴계산을 행하는 것과 달리, 개발된 방법은 총 통행량을 기준으로 유출통행량, 유입통행량과의 차를 가중평균으로써 최소화시키는 수렴계산 특성을 갖는다. 개발된 수렴계산 방법을 38개 존의 실제 O-D표를 이용하여 현재까지 가장 많이 사용되어온 프레타법 및 퍼니스법과 비교, 검증하였으며, 검증결과 개발된 방법은 제약조건을 충족시킴과 동시에 통행분포 예측모형으로부터 예측된 존간 통행분포량과의 차가 다른 방법에 비해 최소화 되어 유용한 거승로 증명되었다.

구형 공동 그린함수의 효율적인 계산 방법 (Efficient Calculation Method of the Green효s Function for the Rectangular Cavity)

    • 한국전자파학회논문지
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    • 제12권1호
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    • pp.153-159
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    • 2001
  • 본 논문에서는 구형 공동의 포텐셜 그린 함수를 효율적으로 계산할 수 있는 기법을 제시하였다. 일반적으로 매우 느리게 수렴하는 구형 공동 그린함수에 Ewald 합 기법을 적용함으로써 매우 빠르게 수렴하는 두 급수의 합으로 그린함수를 변환하였다. 그 결과 매우 적은 수의 계산항만 사용한 경우에도 충분히 수렴하는 정확한 결과를 얻을 수 있다.

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Decoupled Load Flow 알고리즘의 유연한 대안 알고리즘들의 개발에 관한 연구 (Development of Alternative Algorithms to the Decoupled Load Flow)

  • 이승철;박상수
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1999년도 추계학술대회 논문집 학회본부 A
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    • pp.248-250
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    • 1999
  • 본 논문에서 제안된 조류계산 알고리즘은 Jacobian의 off-diagonal 부 행렬을 완전히 무시하는 Decoupled Load Flow(DCL) 알고리즘들의 유연한 대안으로 반복(iteration)당 최소한의 추가 계산 부담으로 Jacobian의 off-diagonal 부분의 효과를 부분적으로 반영함에 의해 수렴 특성을 향상시킬 수 있다. 제안된 방법들은 특히 Fast Decoupled Load Flow(FDL)로 대표되는 DCL들의 수렴특성이 불안정해질 경우, 효과적으로 수렴특성을 향상시킬 수 있다. 제안된 알고리즘들은 Newton-Raphson Load Flow(NRL) 방법에서 Jacobian의 off-diagonal 부분의 효과를 점진적으로 제거하는 방법으로 유도하였고, 간략화 과정에서는 Neuman series expansion을 사용하였다. 실험결과 제안된 알고리즘들은 반복횟수와 전반적인 수렴 속도에서 확실한 성능향상을 보여주었다. 제안된 알고리즘들은 특히 DCL의 수렴성능이 문제가 있을 시 full NRL 대신에 적용할 수 있는 가능성이 있어 조류계산 시간을 단축해 줄 수 있을 것으로 기대된다.

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데이터 재활용 방식을 적용한 부호 알고리듬 (A Da7a-Recycling Sign Algorithm for Adaptive Equalization)

  • 김남용
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제13권2호
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    • pp.130-135
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    • 2002
  • 이 논문에서 는 부호 알고리듬(Sign Algorithm)의 수렴성능을 향상시킨 새로운 Equalizer 알고리듬을 소개하였다. 이것은 입력 데이터를 재활용하여 필터계수를 다중 갱신하는 Data-Recycling 방식을 곱셈 계산이 적은 Sign 알고리듬에 적용하였다. Sign 알고리듬은 계산량이 적고 구현이 간단한 장점을 가지나 느린 수렴속도의 한계를 가지고 있다. 제안한 알고리듬은 Sign 알고리듬의 계산량이 적은 장점과 Data-Recycling LMS 알고리듬의 단순성과 빠른 수렴속도를 가지는 장점을 결합한 구조의 알고리듬이다. 컴퓨터 시뮬레이션에서 제안된 적응 등화 알고리듬은 LMS 알고리듬보다 2배 빠른 수렴 속도를 나타내었으며, 근사한 수렴성능에 조건에서 Data-Recycling LMS와 비교할 때 반으로 줄어든 곱셈 계산량을 보였다.

계산량 감소를 위한 적응 알고리즘 및 수렴특성 분석 (An Analysis of its Convergence Characteristics and the Adaptive Algorithm for Reducing the Computational Quantities)

  • 이행우;전만영
    • 한국통신학회논문지
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    • 제29권2C호
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    • pp.222-228
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    • 2004
  • 본 논문은 적응 필터에서 소요되는 계산량을 감소시키기 위해 새롭게 제안하는 적응 알고리즘에 대하여 논하고 있다. 새로운 적응 알고리즘은 필터의 계수를 조정함에 있어서 정규화 입력신호의 크기 대신 입력신호의 부호만을 사용하는 것인데, 이렇게 함으로써 많은 계산량을 차지하는 승산과 제산 연산이 필요없게 된다. 제안한 알고리즘의 수렴특성을 분석하기 위하여 수렴조건 및 수렴속도 등을 수학적으로 유도하였다. 또한 본 알고리즘을 반향제거기에 적용하여 시뮬레이션을 수행하였고, 다른 알고리즘을 적용한 경우의 수렴성능과 비교하였다. 시뮬레이션 결과, 본 알고리즘을 적용한 반향제거기는 NLMS 알고리즘을 적용한 반향제거기와 거의 동일한 수렴성능을 나타내는 것으로 확인되었다.

가변스텝사이즈를 적용한 고속 웨이블렛변환 적응알고리즘에 관한 연구 (Fast Wavelet Transform Adaptive Algorithm Using Variable Step Size)

  • 이채욱;오신범;정민수
    • 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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    • 한국멀티미디어학회 2004년도 춘계학술발표대회논문집
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    • pp.179-182
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    • 2004
  • 무선통신분야에서 LMS5(Least Mean Square) 알고리즘은 식이 간단하고 계산량이 비교적 적기 때문에 널리 사용되고 있다. 그러나 시간영역에서 처리할 경우 입력신호의 고유치 변동폭이 넓게 분포되어 수렴속도가 저하하는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위하여 신호를 FFT(Fast Fourier Trasnform)나 DCT(Discrete Cosine Transform)로 변환하여 신호간의 상관도를 제거함으로써 시간영역에서 LMS알고리즘을 적용할 때 보다 수렴속도를 크게 향강시킬 수 있다. 본 논문에서는 수렴속도 향상을 위해 시간영역의 적응 알고리즘을 직교변환인 고속웨이브렛(wavelet)변환을 이용하여 변환영역에서 수행하며, 짧은 필터계수를 가지는 DWT(Discrete Wavelet Transform)특성에 맞는 Fast running FIR 알고리즘을 이용하여 WTLMS(Wavelet Transform LMS)적응알고리즘을 통신시스템에 적용한다. 적응 알고리즘의 성능향상을 위하여 시간에 따라 적응상수의 크기를 가변시켜 수렴 초기에는 큰 적응상수로 따른 수렴이 가능하도록 하고 점차 적응상수의 크기를 줄여서 misadjustment도 줄이는 방법의 적응 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘을 실제로 적응잡음제거기(adaptive noise canceler)에 적용하여 컴퓨터 시뮬레이션을 하였으며, 각 알고리즘들의 계산량, 수렴속도를 이용하여 각각 비교, 분서하여 그 성능이 우수함을 입증하였다.

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Second-Order Stationary 방법 기반의 반복적 역상관기의 수렴특성 분석 (Convergence Analysis of an Iterative Decorrelator based on the Second-Order Stationary Method)

  • 백시윤;임성빈
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2001년도 제14회 신호처리 합동 학술대회 논문집
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    • pp.955-958
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    • 2001
  • 본 논문에서는 비동기 CDMA 시스템에서 다중접속에 의한 간섭을 제거하는 역상관기 중에서 반복 연산을 사용하여 계산량을 개선한 second-order stationary 기반의 반복적 역상관기와 수렴특성에 대하여 이론적으로 분석하고 모의실험을 통하여 성능을 검증하였다. 먼저 반복적 역상관기에서 수렴특성을 결정하는 수렴 인자를 유도하고 가장 빠른 수렴 특성을 보장하는 최적의 수렴상수를 상관행렬의 최대 및 최소 고유값으로 나타낼 수 있음을 증명하였다. 또한 최적의 수렴 상수와 반복회수에 따른 BER이 기존의 역상관기와 비슷한 성능을 가짐을 보였다.

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다면체의 중립면 계산 (Medial Surface Computation of Polyhedra)

  • 이용구;이건우
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1996년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.833-840
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    • 1996
  • 중립면은 셸 (솔리드 모델) 유한 요소 생성, 로보트 이동 경로 계산, 특징 형상 판별 등에서 사용될 수 있다. 그러나 기존 중립면 계산 알고리즘들은 연립 방정식을 수렴성이 보장되지 않는 수치 해법으로 풀어야 했기 때문에 발전이 미비했다. 본 논문은 복셀-이등분 면의 교자성을 이용한 중립면 계산 알고리즘을 제시한다. 교차성은 보로노이 영역을 사용, 단순한 기하학적 요소간의 거리 비교로 판별한다. 이런 기하학적인 접근 방법은 기본적으로 수렴성 문제가 배제된다.

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최적화 기법을 이용한 1차원 부등류에서의 매닝조도계수 추정 (Identification of Manning's Roughness in 1D nonuniform flow)

  • 이두한;이동섭;김명환
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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    • pp.679-683
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    • 2010
  • 본 연구에서는 공간적 변수인 조도계수를 기지의 수위값을 이용하여 최적값을 결정하는 방법에 대해서 검토하고자 한다. 최적화 기법에 의한 조도계수는 기지의 수위값과 수치모의에 의한 결과 값의 전체 오차를 최소화하는 값으로 결정된다. 본 연구에서는 3가지 최적화 기법을 이용하였으며 가상 수로에 대해서 적용하였다. 수위계산은 표준축차법에 의해 수행하였으며 사용된 최적화 기법은 quasi-Newton 방법이다. 1차원 모형은 Matlab을 이용하여 표준축자법으로 구성하였으며 BFGS 기법, L-BFGS 기법, Steepest Gradient Descent 기법 등도 Matlab으로 구성하였다. 표준축차법은 조도계수가 입력되면 기지의 수위값과의 2-norm을 계산하도록 구성하였다. 계산 결과에 의하면 세가 기법 모두 20 23회 정도의 반복계산을 수행하고 값이 수렴되었는데, L-BFGS의 경우에는 정확하게 음수의 조도계수로 수렴하였으며, BFGS기법과 Steepest Gradient 기법의 경우에는 양의 값으로 정확하게 수렴하였다.

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