To develop the efficient numerical optimization method for the design of an airfoil, an evaluation of various methods coupled with two-dimensional Naviev-Stokes analysis is presented. Simplex method and Hook-Jeeves method we used as direct search methods, and steepest descent method, conjugate gradient method and DFP method are used as indirect search methods and are tested to determine the search direction. To determine the moving distance, the golden section method and cubic interpolation method are tested. The finite volume method is used to discretize two-dimensional Navier-Stokes equations, and SIMPLEC algorithm is used for a velocity-pressure correction method. For the optimal design of two-dimensional airfoil, maximum thickness, maximum ordinate of camber line and chordwise position of maximum ordinate are chosen as design variables, and the ratio of drag coefficient to lift coefficient is selected as an objective function. From the results, it is found that conjugate gradient method and cubic interpolation method are the most efficient for the determination of search direction and the moving distance, respectively.
International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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제2권2호
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pp.159-165
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2002
This paper proposes a GA and Gradient Descent Method-based method for choosing an appropriate set of fuzzy rules for classification problems. The aim of the proposed method is to fond a minimum set of fuzzy rules that can correctly classify all training patterns. The number of inference rules and the shapes of the membership functions in the antecedent part of the fuzzy rules are determined by the genetic algorithms. The real numbers in the consequent parts of the fuzzy rules are obtained through the use of the descent method. A fitness function is used to maximize the number of correctly classified patterns, and to minimize the number of fuzzy rules. A solution obtained by the genetic algorithm is a set of fuzzy rules, and its fitness is determined by the two objectives, in a combinatorial optimization problem. In order to demonstrate the effectiveness of the proposed method, computer simulation results are shown.
Journal of the Korean Data and Information Science Society
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제28권6호
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pp.1245-1255
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2017
온라인 학습은 자료가 실시간으로 혹은 배치 단위로 축적되는 상황에서 주어진 목적함수의 해를 계산하는 방법을 말한다. 온라인 학습 알고리즘 중 배치를 이용한 확률적 경사 하강법 (stochastic gradient decent method)은 가장 많이 사용되는 방법 중 하나다. 이 방법은 구현이 쉬울 뿐만 아니라 자료가 동질적인 분포를 따른다는 가정 하에서 그 해의 성질이 잘 연구되어 있다. 하지만 자료에 특이값이 있거나 임의의 배치가 확률적으로 이질적 성질을 가질 때, 확률적 경사 하강법이 주는 해는 큰 편이를 가질 수 있다. 본 연구에서는 이러한 비정상 배치 (abnormal batch) 있는 자료 하에서 효과적으로 온라인 학습을 수행할 수 있는 수정된 경사 하강 알고리즘 (modified gradient decent algorithm)을 제안하고, 그 알고리즘을 통해 계산된 해의 수렴성을 밝혔다. 뿐만 아니라 간단한 모의실험을 통해 제안한 방법의 이론적 성질을 실증하였다.
A new and efficient inverse design method based on the numerical optimization technique has been developed. The 2-D incompressible Navier-Stokes equations are solved for obtaining the objective functions and coupled with the optimization procedure to perform the inverse design. The steepest descent and the conjugate gradient method have been applied to find the searching direction. The golden section method was applied to compute the design variable intervals. It has been found that the airfoil and the pump impellers are well converged to their targeting shapes.
For blind source separation of convolutive mixtures, FDICA(Frequency Domain Independent Component Analysis) algorithms are generally used. Since FDICA algorithm such as Sawada FDICA, IVA(Independent Vector Analysis) works on the frequency bin basis with a natural gradient descent method, it takes much time to converge. In this paper, we propose a new method to improve convergence speed in FDICA algorithm. The proposed method reduces the number of iteration drastically in the process of natural gradient descent method by applying a weighted inner product constraint of unmixing matrix. Experimental results have shown that the proposed method achieved large improvement of convergence speed without degrading the separation performance of the baseline algorithms.
Transactions on Control, Automation and Systems Engineering
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제3권1호
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pp.58-65
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2001
This paper proposes a self tuning fuzzy inference method by the genetic algorithm in the fuzzy-sliding mode control for a robot. Using this method, the number of inference rules and the shape of membership functions are optimized without an expert in robotics. The fuzzy outputs of the consequent part are updated by the gradient descent method. And, it is guaranteed that he selected solution become the global optimal solution by optimizing the Akaikes information criterion expressing the quality of the inference rules. The trajectory tracking simulation and experiment of the polishing robot show that the optimal fuzzy inference rules are automatically selected by the genetic algorithm and the proposed fuzzy-sliding mode controller provides reliable tracking performance during the polishing process.
In this paper, we present a indirect adaptive control method using a wavelet neural network (WNN) for the control of chaotic nonlinear systems without precise mathematical models. The proposed indirect adaptive control method includes the off-line identification and on-line control procedure for chaotic nonlinear systems. In the off-line identification procedure, the WNN based identification model identifies the chaotic nonlinear system by using the serial-parallel identification structure and is trained by the gradient-descent method. And, in the on-line control procedure, a WNN controller is designed by using the off-line identification model and is trained by the error back-propagation algorithm. Finally, the effectiveness and feasibility of the proposed control method is demonstrated with applications to the chaotic nonlinear systems.
입출력 데이터를 이용한 퍼지모델의 설정은 구조 설정과 변수 설정으로 나누어진다. 본 논문에서는 기존 방법의 문제점을 해결하고 퍼지모델의 이러한 구조와 변수를 설정하는 새로운 방법을 제안한다. 입출력 데이터가 주어지면, 후건부 변수는 선형성과연속성을 고려하여 휴(Hough) 변환과클러스터링 방법에 의해 각각 설정된다. 또한 경사 하강법(Gradient descent method)을 사용하여 퍼지모델 변수의 미세조정을 행한다. 마지막으로 단일 입출력 시스템에 대하여 시뮬레이션을 통해 제안된 방법의 유효성을 보인다.
Z. cao는 Relation matrix를 사용한 정밀한 추론이 가능한 NFRM(New fuzzy reasoning method)을 제안하였다. 이는 추론의 규칙 수가 적음에도 불구하고 Mamdani의 퍼지 추론방식에 비하여 좋은 성능을 보였다. 그러나 대부분의 퍼지스템의 경우, MIMO 시스템에 적용 시 퍼지 추론규칙을 도출해 내기 힘들고 많은 규칙의 수가 요구되는 단점을 갖는다. 그러므로 본 연구자에 의하여 과거에 Z. Cao's의 퍼지 추론방법을 MIMO 시스템으로 확장된 MIMO 퍼지추론 방식이 제안되었다. 그러나 정밀한 추론을 위하여 relation matrix는 휴리 스틱 (heuristic)한 방법이나 시행착오법을 사용하여 구하였고, 이는 많은 시간과 노력이 필요하다. 본 연구에서는 이러한 relation matrix를 구하기 위하여 시행 착오법에 의해 소요되는 많은 시간과 노력을 줄이고, 더욱 정밀한 추론 성능의 개선을 위하여 경사감소학습법을 사용한 학습기 능을 갖는 MIMO 퍼지추론 방식을 제안하고자 한다. 모의실험은 2축 로봇의 역기구학 문제를 푸는데 적용하여 제안된 추론방식이 좋은 성능을 보였다.
최근 철도소음으로 인해 발생하는 궤도 주변 구조물의 민원 방지와 궤도 주변 산업단지의 초정밀 장비들의 정상적인 운영을 위해 철도 진동을 정량적으로 평가할 수 있는 기술개발이 필요하다. 기존의 해석적인 방법은 매우 복잡한 동적 응답 모델이 요구되며, 요구 모델의 부정확성으로 인한 결과의 신뢰성을 확보하기 어려운 문제가 있다. 따라서, 본 논문에서는 철도 진동에 영향을 주는 요소들을 분류한 국내 철도진동 실측 데이터베이스를 기반으로 Linear Regression, Gradient Descent 기법을 이용해 철도 운행으로부터 발생되는 진동값을 추론하는 철도진동 평가 알고리즘 및 시스템을 제안한다. 제안된 알고리즘으로 얻은 추론결과는 기존의 해석적 방법에 비해 높은 효율성과 정확성을 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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