• 제목/요약/키워드: Calculation burden

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랜덤오더 심볼열과 상호 코렌트로피를 이용한 블라인드 알고리듬의 현실적 접근 (Practical Approach for Blind Algorithms Using Random-Order Symbol Sequence and Cross-Correntropy)

  • 김남용
    • 한국통신학회논문지
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    • 제39A권3호
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    • pp.149-154
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    • 2014
  • 상호-코렌트로피 개념은 가우시안 커널의 커널 밀도 추정법에 의해 구축된 두 가지 서로 다른 확률밀도함수의 내적으로 표현될 수 있다. N개의 랜덤 심볼열과 상호-코렌트로피의 최대화 (MCC) 에 바탕을 두고 개발된 블라인드 알고리듬은 탁월한 학습 성능을 보인다. 그러나 이 알고리듬은 MCC 기반으로 가중치를 갱신할 목적으로 설계되면서 과도한 계산 복잡도를 지니게 된다. 이 논문에서는 상호-코렌트로피의 기울기 계산을 반복적으로 수행하여 MCC 알고리듬의 계산상의 복잡도를 크게 줄이는 방법을 제안하였다. 기존의 MCC 알고리듬은 블록 처리 방식에 의해 기울기를 계산하여 $O(N^2)$의 계산량이 필요했던 반면 제안된 방법은 O(N)의 계산만을 수행한다. 시뮬레이션 결과로부터, 제안된 이 방법이 기존의 알고리듬과 비교하여 계산량의 부담을 크게 줄이면서도 동일한 학습 성능을 보였다.

부정 내적 공간에서의$H^\infty$ 필터의 일반화를 통한 분산 $H^\infty$ 필터의 설계 (Design of Decentralized $H^\infty$ Filter using the Generalization of $H^\infty$ Filter in Indefinite Inner Product Spaces)

  • 김경근;진승희;윤태성;박진배
    • 대한전기학회논문지:전력기술부문A
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    • 제48권6호
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    • pp.735-746
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    • 1999
  • We design the robust and inherently fault tolerant decetralized$$H^infty$$ filter for the multisensor state estimation problem when there are insufficient priori informations on the statistical properties of external disturbances. For developing the proposed algorithm, an alternative form of suboptimal$$H^infty$$ filter equations are formulated by applying an alternative form of Kalman filter equations to the indefinite inner product space state model of suboptimal$$H^infty$$ filtering problems. The decentralized$$H^infty$$ filter that consists of local and central fusion filters can be designed effciently using the proposed alternative$$H^infty$$ filiter gain equations. The proposed decentralized$$H^infty$$ filter is robust against un-known external disturbances since it bounds the maximum energy gain from the external disturbances to the estimation errors under the prescribed level$$r^2$$ in both local and central fusion filters and is also fault tolerant due to its inherent redundancy. In addition, the central fusion equations between the global and local data can reduce the unnecessary calculation burden effectively. Computer simulations are made to ceritfy the robustness and fault tolerance of the proposed algorithm.

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Experimental validation of FE model updating based on multi-objective optimization using the surrogate model

  • Hwang, Yongmoon;Jin, Seung-seop;Jung, Ho-Yeon;Kim, Sehoon;Lee, Jong-Jae;Jung, Hyung-Jo
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제65권2호
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    • pp.173-181
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    • 2018
  • In this paper, finite element (FE) model updating based on multi-objective optimization with the surrogate model for a steel plate girder bridge is investigated. Conventionally, FE model updating for bridge structures uses single-objective optimization with finite element analysis (FEA). In the case of the conventional method, computational burden occurs considerably because a lot of iteration are performed during the updating process. This issue can be addressed by replacing FEA with the surrogate model. The other problem is that the updating result from single-objective optimization depends on the condition of the weighting factors. Previous studies have used the trial-and-error strategy, genetic algorithm, or user's preference to obtain the most preferred model; but it needs considerable computation cost. In this study, the FE model updating method consisting of the surrogate model and multi-objective optimization, which can construct the Pareto-optimal front through a single run without considering the weighting factors, is proposed to overcome the limitations of the single-objective optimization. To verify the proposed method, the results of the proposed method are compared with those of the single-objective optimization. The comparison shows that the updated model from the multi-objective optimization is superior to the result of single-objective optimization in calculation time as well as the relative errors between the updated model and measurement.

군집 무인기 활용을 위한 합의 기반 자율 탐색 알고리즘 (Consensus-based Autonomous Search Algorithm Applied for Swarm of UAVs)

  • 박국권;권호준;최은주;유창경
    • 한국항행학회논문지
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    • 제21권5호
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    • pp.443-449
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    • 2017
  • 무인기를 이용한 조난자 수색 등의 임무에서 고가의 단일 무인기를 활용하는 것보다 저가의 군집 무인기 운용을 통한 탐색이 효율적이다. 운용하는 무인기의 수가 증가할수록 임무계획에 소요되는 시간이 증가하며 무인기 운용 시스템의 부담이 커진다. 본 논문에서는 확장성, 강건성 및 단순성 측면에서 복수 무인기 운용에 적합한 분산형 지역 탐색 알고리즘을 제안한다. 비용 절감을 위해 각각의 무인기는 근거리 통신, 기본 연산, 그리고 제한된 메모리 능력을 가진다고 가정한다. 근거리 통신에서는 비행 상태 및 기탐색 정보가 공유되며, 이를 바탕으로 상호간 충돌 회피와 다음 탐색 지역을 결정한다. 미탐색 지역으로의 이동에 대한 가중치를 높이고 중복 탐색 기능을 제공하기 위해 score function을 도입하였다. 제안한 알고리즘 및 임무 수행절차의 성능과 특징을 수치시뮬레이션을 통해 검증하였다.

능동 충격성 소음 제어를 위한 향상된 수렴 속도를 가지는 Filtered-x 인접 투사 부호 알고리즘 (A Filtered-x Affine Projection Sign Algorithm with Improved Convergence Rate for Active Impulsive Noise Control)

  • 이은종;김정래;정익주
    • 한국음향학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.130-137
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    • 2015
  • 본 논문에서는 충격성 소음의 능동 제어를 위해 제안된 Modified Filtered-x Affine Projection Sign Algorithm(MFxAPSA)의 수렴 속도를 향상시키기 위한 새로운 MFxAPSA를 제안하였다. 능동 소음 제어에서 소음원이 충격성 잡음을 포함하는 경우, 무한한 크기의 분산을 갖으려는 성질 때문에 Filtered-x affine Projection Sign Algorithm(FxLMS)와 같이 2차 모멘트를 기반으로 유도된 적응 알고리즘들은 수렴 속도가 매우 느리거나 발산하는 경향이 있다. MFxAPSA는 기존에 제안된 Affine Projection Sign Algorithm(APSA)을 능동 충격성 소음 제어에 적용한 알고리즘이다. APSA은 역행렬 연산을 요구하지 않는다는 장점으로 인해 낮은 연산량을 요구하는 능동 소음 제어에 적합하다. 본 논문에서는 기존의 MFxAPSA와 같이 역행렬 연산을 요구하지 않으면서 더 좋은 수렴 특성을 가지는 새로운 MFxAPSA를 제안하였다. 두 알고리즘의 성능을 비교하는 컴퓨터 모의 실험을 수행하여 제안된 알고리즘의 수렴 특성이 더 좋음을 보였다.

무인 무미익 항공기의 무게중심 변화를 고려한 L1 적응제어 비행제어 법칙 설계 및 성능 검증 (Design and Performance Verification of L1 Adaptive Flight Control Law Considering the Change of Center of Gravity for Unmanned Tailless Aircraft)

  • 고동현;강지수;최기영
    • 한국항공우주학회지
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    • 제47권2호
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    • pp.114-121
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    • 2019
  • 무미익 항공기는 꼬리 날개가 없기 때문에 일반적인 형태의 항공기에 비해 피탐성 낮으나 안정성이 좋지 않아 제어기를 설계하는 것이 쉽지 않다. 특히 비행 중에 임무장비 투하나 연료 소모 등에 의해 무게중심의 위치가 변화하는 것을 고려한다면 제어기 설계는 더욱 더 어렵게 된다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 극복하기 위한 방법으로 L1 적응제어 방식을 제안하며 비선형 시뮬레이션을 통하여 제어기의 안정성과 성능을 검증하였다. 설계지표 선정을 위해 RPV Flying Quality Design criteria의 내용을 참고하였다. 시뮬레이션을 이용하여 급격한 관성량의 변화에 대해 설계된 적응제억기가 무미익 항공기 안정성을 유지하는 것을 보이고, 이득 스케쥴링 기법과 함께 사용 시 계산량이 줄어들 수 있음을 확인하였다.

노령화로 인한 국민연금의 새로운 제도 방향: 연령별 차등 보험료율, 소득대체율 적용 (A New Direction of National Pension System for Aging : Different age insurance premium rate and income replacement rate application)

  • 박상홍;김은수;박이슬;이지윤;전두배
    • 문화기술의 융합
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    • 제4권4호
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    • pp.201-206
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    • 2018
  • 인구 노령화 및 수익률 하락에 따른 국민연금 제4차 재정추계 결과 3차 재정계산보다 3년 빠른 2057년도에 기금이 소진되는 것으로 추계되었다. 이에 따라 정부에서는 4차 제도개혁 방안으로 보험료율을 즉시 2% 인상하고 소득대체율 45% 유지하는 (가)안과 보험료율을 13.5%로 단계적 인상 후 소득대체율을 2028년에 40%까지 줄이는 (나)안을 제시하였다. 이와 같은 형식으로 보험료율을 인상하고 소득대체율을 줄여나가면 이전의 낮은 보험료율에 높은 소득대체율을 적용받던 기존가입자와는 다르게 새로 가입하게 되는 젊은 세대들은 높은 보험료율과 적은 소득대체율을 적용받게 된다. 이에 본 연구는 연령별로 다른 보험료율과 소득대체율을 적용하여 노년층과 젊은층의 부담을 완화하고자 한다.

A Study on the Verification Method of Ships' Fuel Oil Consumption by using AIS

  • Yang, Jinyoung
    • 해양환경안전학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.269-277
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    • 2019
  • Since 2020, according to the International Convention for the Prevention of Pollution from Ships (MARPOL) amended in 2016, each Administration shall transfer the annual fuel consumption of its registered ships of 5,000 gross tonnage and above to the International Maritime Organization (IMO) after verifying them. The Administration needs stacks of materials, which must not be manipulated by ship companies, including the Engine log book and also bears an administrative burden to verify them by May every year. This study considers using the Automatic Identification System (AIS), mandatory navigational equipment, as an objective and efficient tool among several verification methods. Calculating fuel consumption using a ship's speed in AIS information based on the theory of a relationship between ship speed and fuel consumption was reported in several examples of relevant literature. After pre-filtering by excluding AIS records which had speed errors from the raw data of five domestic cargo vessels, fuel consumptions calculated using Excel software were compared to actual bunker consumptions presented by ship companies. The former consumptions ranged from 96 to 123 percent of the actual bunker consumptions. The difference between two consumptions could be narrowed to within 20 percent if the fuel consumptions for boilers were deducted from the actual bunker consumption. Although further study should be carried out for more accurate calculation methods depending on the burning efficiency of the engine, the propulsion efficiency of the ship, displacement and sea conditions, this method of calculating annual fuel consumption according to the difference between two consumptions is considered to be one of the most useful tools to verify bunker consumption.

FEA based optimization of semi-submersible floater considering buckling and yield strength

  • Jang, Beom-Seon;Kim, Jae Dong;Park, Tae-Yoon;Jeon, Sang Bae
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제11권1호
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    • pp.82-96
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    • 2019
  • A semi-submersible structure has been widely used for offshore drilling and production of oil and gas. The small water plane area makes the structure very sensitive to weight increase in terms of payload and stability. Therefore, it is necessary to lighten the substructure from the early design stage. This study aims at an optimization of hull structure based on a sophisticated yield and buckling strength in accordance with classification rules. An in-house strength assessment system is developed to automate the procedure such as a generation of buckling panels, a collection of required panel information, automatic buckling and yield check and so on. The developed system enables an automatic yield and buckling strength check of all panels composing the hull structure at each iteration of the optimization. Design variables are plate thickness and stiffener section profiles. In order to overcome the difficulty of large number of design variables and the computational burden of FE analysis, various methods are proposed. The steepest descent method is selected as the optimization algorithm for an efficient search. For a reduction of the number of design variables and a direct application to practical design, the stiffener section variable is determined by selecting one from a pre-defined standard library. Plate thickness is also discretized at 0.5t interval. The number of FE analysis is reduced by using equations to analytically estimating the stress changes in gradient calculation and line search steps. As an endeavor to robust optimization, the number of design variables to be simultaneously optimized is divided by grouping the scantling variables by the plane. A sequential optimization is performed group by group. As a verification example, a central column of a semi-submersible structure is optimized and compared with a conventional optimization of all design variables at once.

비상 발전기를 이용한 유도전동기의 소프트 기동 시스템 (Soft Start System of Induction Motor using Emergency Generator)

  • 황보찬;고재하;이정환;박성미;박성준
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제25권3호
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    • pp.433-441
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    • 2022
  • In general, in an emergency generator system for an electric facility including an induction motor load, an emergency power generation facility larger than the facility load capacity is built due to the initial starting current of the induction motor. In order to reduce this economic burden, various methods to reduce the inrush current of induction motors are applied to suppress the additional expansion of generators due to the reduction of power generation facilities and the increase in electrical facilities. Among these methods, when a system with a built-in soft start function of an induction motor using an inverter is built, it is the best way to reduce the inrush current of the induction motor to less than the rated current. However, in this case, the installation cost of the inverter to drive the induction motor increases. This paper proposes a soft start method of an induction motor by expanding the frequency and voltage control operation area of an emergency generator. In addition, proposed a speed calculation method based on power factor information, which is essential information for stable soft start of an induction motor, and a method for generating a speed command value of the governor for starting with maximum torque.