본 논문에서는 안정도 단계(degree of stability)가 고려된 LQ 최적 제어에 대한 근사 다이나믹 프로그래밍 기법을 제안한다. 제안된 근사 다이나믹 프로그래밍 기법은 시스템 행렬(system matrix)를 모르는 경우에도 구현할 수 있으며, 특정 조건하에서 수렴성을 가짐을 수학적으로 증명하였다. 또한 제안된 알고리즘을 토대로 하는 최소 자승법 기반 실시간 구현 방법에 대해 소개하였으며, 컴퓨터 모의 실험을 통해 제안된 근사 다이나믹 프로그래밍의 성능을 입증하였다.
비선형 시스템의 성공적인 퍼지 모델을 구성하기 위한 최적의 퍼지 추론 시스템의 동정은 중요하고도 어려운 문제이다. 전통적으로 유전 알고리즘은 어느 정도의 전역 최적해를 찾을 수 있기 때문에 퍼지 모델의 구조와 파라미터를 동정하는데 사용되어 왔다. 그러나, 유전 알고리즘은 개체군 진화 시 우수한 개체의 출현은 지역수렴의 원인이 된다. 따라서, 본 논문에서는 바이러스 메시 유전알고리즘을 이용한 효과적인 퍼지 모델링 방법을 제안한다. 제안된 방법은 지역 정보가 개체군 내에서 교환됨으로써 지역 수렴의 대인아 될 수 있을 뿐 아니라, 가변길이 스트링을 사용함으로써 좀더 효과적이고 적응적인 구조를 가질 수 있다. 또한 본 논문에서 제안한 방법의 우수성과 일반성을 증명하기 위해 복잡한 비선형 시스템과 가스로의 퍼지모델링에 적용하였다.
하이브리드 자동차용 리듐 배터리의 수명을 예측하기 위한 듀얼 슬라이딩 모드 관측기를 설계하는 방법에 대해서 논의한다. 단순화된 R-C 모델을 사용하여 리듐 배터리를 전기적으로 모델링하고, 듀얼 슬라이딩 모드 관측기를 설계하는 방법에 대해서 순차적으로 서술한다. 제안된 시스템의 구조는 단순하고 구현이 쉬운 장점이 있으며, 외란에 대해서 강인하다는 특징도 가지고 있다. Lyapunov 조건에 의한 관측기의 수렴성이 증명되고 시스템의 성능은 UDDS(Urban dynamometer driving schedule) 시험에 의해서 입증되었다. 제안된 시스템은 실제 주행 상황에서도 짧은 계산시간과 뛰어난 추적 성능을 보여주었다.
이 연구에서는 수렴하는 자연 수 수열의 사례를 구성하는 것을 목표로 특별한 패턴의 자연수 수열을 찾아 연구하였다. 자연수 수열의 수렴과 관련하여 다음 두 가지를 조사 분석하였다. 첫째, 극한에 대한 일상의 언어지만 수학적 의미를 내포한 고등학교 직관적 정의를 자연수 수열의 수렴성에 대한 이해의 토대가 되는 상수 수열을 포함한 기본적인 수열들에 어떻게 적용하는지를 수학교육전공의 대학생을 중심으로 살펴보았다. 둘째, 자명하지 않으며 특수한 패턴을 가진 수렴하는 자연수 수열의 사례로 전자항의 각 자릿수의 제곱의 합이 후자항을 결정하는 자연수 수열들에서 찾았다. 이 수열들의 탐구를 위해 꼬리의 개념을 사용하였고, 지필의 환경에서 이 수열들의 극한과 관련된 속성들이 쉽게 관찰되지 않아 원활한 탐색을 위해 스프레드시트를 활용하였다. 여기서 스프레드시트는 실험과 관찰을 도모하고 수학적 패턴의 발견을 도울 뿐 아니라 추론과 증명을 뒷받침하는 자료 추출의 도구가 될 수 있다는 시사점올 준다.
GPS에 의한 관측치는 시각오차, 전리층과 대류층 지연오차, 다중경로 오차와 같은 다양한 오차를 내포하고 있어서 GPS 관측치 위치계산시 일반적으로 최소자승해를 구하게 된다. GPS 관측치는 비선형 방정식을 만족하므로 최소자승해를 구하기 위해서는 비선형 Newton 알고리즘을 이용할 수도 있으나 대개 간편성과 효율성 때문에 선형화 알고리즘을 적용하게 된다. 본 연구에서는 비선형 Newton 알고리즘이나 선형화 알고리즘을 대체할 수 있는 부동점 알고리즘을 개발하여 그 유용성을 증명하였다. 비선형 Newton 알고리즘이나 선형화 알고리즘은 수렴속도가 빠른 장점을 가지고 있으나 초기값이 해와 근사하여야 한다는 단점이 있다. 반면 부동점 알고리즘은 수령속도는 다소 느리나 초기값이 대단히 부정확하여도 수렴가능한 장점이 있으므로 두 알고리즘을 적절히 혼용하는 것이 좋을 것이다.
각종 구조물의 설계에 있어서 동적해석은 필수적이다. 이러한 구조물의 동적해석에 모우드 중첩법을 사용할 경우 고유치문제의 해석이 선행되어야 한다. 그러나 동적해석에 있어서 대부분의 노력, 즉 시간은 고유치와 그에 대응하는 고유벡터를 구하기 위하여 사용되기 때문에 보다 효율적인 고유치해법의 개발이 요구된다. 본 논문은 수치적 불안정성을 해소하고 수렴성을 향상시킴으로써 전체 해석시간을 줄이기 위해 Robinson-Lee 방법에 accelerated Newton-Raphson 방법을 적용한 고유치해법을 제시하였다. 제안방법의 효율성은 몇가지의 수치해석을 통해서 증명하였다.
본논문은 행렬비로 기미되는 다입.출력 연속시간 시스템에 대한 기준 모델형 적응제어에 관하여 고찰한다. 제어기는 monopoli - Narendra type 으로서 파라메타 적응칙에 시변리득행렬을 도입하였으며 가조정 제어기를 포함한 플랜트의 전달함수 행렬이 기준모델의 그것에 점차 따라가도록 한다. interactor 행렬에 대한 지식을 비롯한 약간의 가정하에서 단일 입.출력 시스템의 경우의 알고리즘이 적절하게 적용될 수 있음을 보인다. 적응칙의 수렴성은 안정도 이론을 이용하여 증명하며 전체 시스템의 안정성은 해석적인 고찰에 의해 보여 준다.
이동성에 nonholonomic 제약을 받는 차륜 구동 이동 로봇의 불확실한 환경에서의 자율 주행 제어기를 제안하였다. 전체 시스템은 on-line으로 지역경로 계획을 하는 planner 부분과 차륜 구동 이동 로봇의 nonholonomic 제약을 극복하면서 계획된 지역 경로를 충실히 추종하기 위한 제어기 부분의 두 부분으로 구성하였다. Planner는 빠른 응답을 생성하고, 전역적인 정보를 사용하지 않기 위하여 반사적인 제어 방식에 의한 경로 생성 방식을 채택하였고, 제어기 부분은 비선형 posture feedback stabilizer로 설계하였다. 제안된 시스템은 단순한 형태의 제어 방식으로 완전한 자율적인 판단에 의한 장애물 회피와 목표 지점으로의 수렴 능력을 보여 준다. 본 시스템의 단순하면서도 효과적인 자율주행 능력은 반사제어 방식의 장점과 feedback 제어기의 증명된 안정성에서 기인한다. 시뮬레이션과 자체 구현한 차륜 구동 이동 로봇인 "MARI"로 실제 환경에서의 실험을 실시하여 제안된 제어기의 유효성을 검증하였다.
본 논문에서 우리는 비선형 시스템에 대한 다이나믹 스무스 상태 궤환 안정화기를 설계한다. 이 시스템은 우반평면에 고유값이 존재함으로 제어불가능 모드를 가질 수 있다. 이 시스템을 지수적으로 안정화하기 위해서 우리는 추가 다이나믹스를 고려한 다이나믹 제어기를 제안한다. 추가 다이나믹스의 설계 후에 다이나믹 차수 보정법과 역진기법을 이용하여 안정화기와 미분 가능, positive definite, proper인 리아푸노프 함수를 설계한다. 설계된 제어기의 수렴성은 차수 지표자라는 새로운 개념의 도입으로 증명될 것이다.
준지도 학습은 기계 학습의 한 분야로서, 레이블된 데이터와 레이블되지 않은 데이터 모두를 사용하여 모델을 학습함으로써 지도 학습에 비해 예측 정확도를 높일 수 있다. 최근 각광받고 있는 그래프 기반 준지도 학습은 입력 데이터를 그래프의 형태로 변환하는 그래프 구축 단계와 이를 사용하여 레이블되지 않은 데이터의 레이블을 예측하는 레이블 추론 단계로 나뉜다. 이 추론은 준지도 학습에서의 평활도 가정을 기본으로 한다. 본 연구에서는 추가로 각 꼭지점 중요도를 결합함으로써 개선된 레이블 추론 알고리즘을 제안한다. 이와 함께 알고리즘의 수렴성을 증명하고, 또한 실험을 통해 알고리즘의 우수성을 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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