• 제목/요약/키워드: Inversion algorithm

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강인한 역산으로서의 하이브리드 $l^1/l^2$ norm IRLS 방법의 효율적 구현기법 (An Efficient Implementation of Hybrid $l^1/l^2$ Norm IRLS Method as a Robust Inversion)

  • 지준
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제10권2호
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    • pp.124-130
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    • 2007
  • 탄성파 역산에 있어서 가장 널리 사용되는 최소자승($l^2$ norm)해는 이상치(outlier)에 매우 민감하게 반응하는 경향이 있다. 이에 반해서 $l^1$ norm을 최소화하는 해는 이상치에 강인한 면을 보이나 일반적으로 좀 더 많은 계산이 필요하다. 반복적가중의 최소자승법(Iteratively reweighted least squares [IRLS] method)을 이용하면 이러한 $l^1$ norm 문제의 근사해(approximate solution)를 효율적으로 구할 수 있다. 본 논문에서는 작은 크기의 잔여분은 $l^2$ norm으로 처리하며, 큰 크기의 잔여분은 $l^1$ norm으로 처리하는 하이브리드 $l^1/l^2$ norm 최소화를 IRLS 방법에 쉽게 적용하는 구현 기법을 소개한다. 소개된 알고리즘은 특이치(singularity)처리를 위한 임계값의 결정에 민감하게 반응하는 기존의 $l^1$ norm IRLS 방법과는 달리 임계값 결정에 상관없이 늘 강인한 역산의 특성을 보여준다.

Lyapunov 안정도 이론을 이용한 가변구조모델추종제어기 설계방법 (A VSMFC Design Method Using the Stability Theory of Lyapunov)

  • 안수관;배준경;박종국
    • 대한전기학회논문지
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    • 제38권12호
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    • pp.983-994
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    • 1989
  • This paper presents a new variable structure model following control algorithm for control of manipulators. The reference model is a simple double integrators and the acceleration input for the robot manipulator consists of a proportional and derivative controller for the purpose of trajectory tracking. The control algorithm is derived by using Lyapunov stability theory instead of S.S < O, as is usual in the current VSS controller design. This proposed control algorithm does not require good knowledge of the parameter in the inertia matrix and is easily extendable to robot manipulators with a higher number of links. Also, the new algorithm is computationally fast because of not requiring the matrix inversion. The computer simulation was carried out to evaluate the performance of the proposed VSMFC.

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Efficient calculation method of derivative of traveltime using SWEET algorithm for refraction tomography

  • Choi, Yun-Seok;Shin, Chang-Soo
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 한국지구물리탐사학회 2003년도 Proceedings of the international symposium on the fusion technology
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    • pp.402-409
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    • 2003
  • Inversion of traveltime requires an efficient algorithm for computing the traveltime as well as its $Frech\hat{e}t$ derivative. We compute the traveltime of the head waves using the damped wave solution in the Laplace domain and then present a new algorithm for calculating the $Frech\hat{e}t$ derivative of the head wave traveltimes by exploiting the numerical structure of the finite element method, the modem sparse matrix technology, and SWEET algorithm developed recently. Then, we use a properly regularized steepest descent method to invert the traveltime of the Marmousi-2 model. Through our numerical tests, we will demonstrate that the refraction tomography with large aperture data can be used to construct the initial velocity model for the prestack depth migration.

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RBRLS 알고리즘의 탭 가중치 갱신에 따른 MSE 성능 분석 (MSE Convergence Characteristic over Tap Weight Updating of RBRLS Algorithm Filter)

  • 김원균;윤찬호;곽종서;나상동
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 1999년도 추계종합학술대회
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    • pp.248-251
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    • 1999
  • We extend the sue of the method of least square to develop a recursive algorithm for the design of adaptive transversal filters such that, given the least-square estimate of this vector of the filter at iteration n-1, we may compute the updated estimate of this vector at i(oration n upon the arrival of new data. The RLS algorithm may be viewed as a special case of the Kalman filter. Indeed this special relationship between the RLS algorithm and the Kalman filter is considered. We begin the development of the RLS algorithm by reviewing some basic relations that pertain to the method of least squares. Then, by exploiting a relation in matrix algebra known as the matrix inversion lemma, we develop the RLS algorithm. An important feature of the RLS algorithm is that it utilizes information contained in the input data, extending back to the instant of time when the algorithm is initiated. The resulting rate of convergence is therefore typically an order of magnitude faster than the simple LMS algorithm. This improvement in performance, however, Is achieved at the expensive of a large increase in computational complexity.

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시간에 대해 변화하는 지하구조에서 획득한 물리탐사 자료의 역산 (4-D Inversion of Geophysical Data Acquired over Dynamically Changing Subsurface Model)

  • 김정호;이명종
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 한국지구물리탐사학회 2006년도 공동학술대회 논문집
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    • pp.117-122
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    • 2006
  • 지하구조를 영상화하기 위한 물리탐사자료의 역산에서 가장 기본적인 가정 중의 하나는 자료측정 시간 동안에 지하구조가 변화하지 않는다는 정적인 지하구조 모형에 있으며, 시간의 흐름에 따른 지하구조 변화를 이해하기 위한 지구물리 모니터링 탐사자료의 역산에서도 통상적으로 받아 드려지고 있다. 그러나 투수성이 매우 높은 지하 매질에서 수행하는 염수 주입 실험의 경우에는 전도성 유체가 매우 빠른 속도로 이동하게 되므로, 측정시간 동안에 지하구조가 변화하지 않는다는 정적인 지하구조 모형의 가정은 성립되지 않은 경우가 많다. 또한 역산 결과 얻어지는 지하 영상에도 심한 왜곡이 게재될 가능성이 높음은 자명한 일이다. 이 연구에서는 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 지하구조가 시간에 대해 연속적으로 변화하는 시공간 모델에 입각한 새로운 최소자승 역산법을 개발하였다. 지하 시공간 모델을 수많은 공간 모델로 일정한 시간간격으로 샘플링하는 대신에, 미리 설정한 수개의 기준 시각의 공간 모델로 정의하는 방법을 제안하였으며, 이를 위해 동일한 공간좌표에서의 물성은 시간에 대해 선형적으로 변화한다는 가정을 채택하였다. 이에 의해 시간에 따라 연속적으로 변화하는 지하의 시공간 모델을 구하는 문제는 수 개의 기준 공간 모델을 구하는 문제로 단순화될 수 있다. 역산의 안정성을 기하고 신뢰도가 높은 지하구조를 계산하기 위해, 인접한 시간대의 지하구조의 변화는 크지 않다는 시간축을 따른 제한 또한 도입하였다. 전기비저항 시추공간 토모그래피 탐사의 수치 실험을 수행하였으며 이를 통해 제안한 알고리듬의 효용성을 입증하였다.

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탄성파 파형역산을 이용한 엔지니어링 목적의 단일채널 탄성파 탐사자료에서의 속도모델 도출 (Velocity Model Building using Waveform Inversion from Single Channel Engineering Seismic Survey)

  • 최연진;신성렬;하지호;정우근;김원식
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제17권4호
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    • pp.231-241
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    • 2014
  • 최근 엔지니어링 목적의 단일채널 탄성파 탐사가 많이 수행되고 있다. 단일채널 탄성파 탐사는 일반적으로 특별한 자료처리 없이 효율적으로 지하 지질구조를 파악할 수 있는 장점이 있지만, 복잡한 지질구조에 대한 정확한 영상화에는 한계를 가진다. 자원개발 목적의 다중채널 탄성파 탐사에서는 최근 파형역산에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 복잡한 지하구조에 대해서도 정확한 지하영상화 결과를 제시하고 있다. 이에 본 논문에서는 단일채널 탄성파 탐사 자료를 이용하여 지하 속도모델을 구하기 위한 탄성파 파형역산 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 단일채널 탄성파 탐사를 고려하여 지하 매질을 1차원으로 가정하였으며, 벌림에 의한 지연시간을 제거하여 벌림에 의한 효과를 보정하였다. 파형역산은 안정적인 해의 계산이 가능한 가우스-뉴턴법을 이용하였다. 알고리즘은 수정된 Marmousi2 모델에 적용하여 검증하였으며, 부산항에서 얻은 현장자료에 적용해 보았다.

IHP 알고리즘을 이용한 SIMO 시스템용 적응 직접 결정 등화기 연구 (An Adaptive Decision-Directed Equalizer using Iterative Hyperplane Projection for SIMO systems)

  • 이원철
    • 한국통신학회논문지
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    • 제30권1C호
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    • pp.82-91
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    • 2005
  • 본 논문은 iterative hyperplane projection 을 이용한 효율적인 APA(affine projection algorithm)을 소개한다. 다양한 적응 알고리즘들 중 APA는 랭크 부족 문제를 해결하며 고속 수렴의 특성 때문에 다양한 응용분야에 적용되고 있다. SIMO(Single-Input-Multiple-Output) 시스템을 위한 STDE(Space-Time Decision- directed Equalizer) 적용 시 흔히 단일 채널 환경에서 발생하는 "shifting invariance property"를 이용할 수 없으므로 인해 FTF(Fast Transversal Filter)와 같이 저 복잡도를 갖는 고속 적응 알고리즘을 사용할 수 없다. 따라서 APA 기반의 STDE 기능을 수행하는 과정에서 SMI(Sample Matrix Inversion) 처리가 불가피하며, 계산상의 복잡도가 증가하게 된다. 이러한 문제점을 해결하고자 본 논문에서는 APA 기법 고유의 우수한 추적 특성 및 고속 수렴 성질을 유지하면서, 낮은 복잡도를 갖는 IHP(Iterative Hyperplane Projection) 알고리즘 기반의 효율적인 수정 APA 기법을 소개한다. 제안된 IHP 기반 APA 기법의 성능을 확인하기 위하여, 무선 SIMO 채널 환경 하에서 제안된 IHP-APA 알고리즘을 적용한 STED에 대한 비트 에러 오률 (BER) 특성과 계산량 분석을 통해서 우수성을 입증하였다.

Gram-Schmidt 직교화를 이용한 affine projection 알고리즘의 근사적 구현 (An approximated implementation of affine projection algorithm using Gram-Scheme orthogonalization)

  • 김은숙;정양원;박선준;박영철;윤대희
    • 한국통신학회논문지
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    • 제24권9B호
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    • pp.1785-1794
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    • 1999
  • Affine projection 알고리즘은 RLS보다 적은 계산량으로 LMS보다 우수한 수렴성능을 나타낸다. 그러나 affine projection 알고리즘은 역행렬 연산을 필요로 하기 때문에 여전히 LMS에 비해 과중한 계산을 필요로 한다. 본 논문에서는 affine projection 알고리즘을 분석하여 이 알고리즘이 Gram-Scheme 구조로 해석될 수 있음을 보이고 이를 이용하여 NLMS와 비슷한 계산량으로 affine projection 알고리즘을 근사적으로 구현할 수 있는 새로운 알고리즘을 제안하였다. 제안한 방법은 NLMS와 비슷한 계산량을 가지면서 기존의 affine projection 알고리즘과 비슷한 수렴성능을 나타내었다.

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Unified MPPT Control Strategy for Z-Source Inverter Based Photovoltaic Power Conversion Systems

  • Thangaprakash, Sengodan
    • Journal of Power Electronics
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    • 제12권1호
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    • pp.172-180
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    • 2012
  • Z-source inverters (ZSI) are used to realize both DC voltage boost and DC-AC inversion in single stage with a reduced number of power switching devices. A traditional MPPT control algorithm provides a shoot-through interval which should be inserted in the switching waveforms of the inverter to output the maximum power to the Z-network. At this instant, the voltage across the Z-source capacitor is equal to the output voltage of a PV array at the maximum power point (MPP). The control of the Z-source capacitor voltage beyond the MPP voltage of a PV array is not facilitated in traditional MPPT algorithms. This paper presents a unified MPPT control algorithm to simultaneously achieve MPPT as well as Z-source capacitor voltage control. Development and implementation of the proposed algorithm and a comparison with traditional results are discussed. The effectiveness of the proposed unified MPPT control strategy is implemented in Matlab/Simulink software and verified by experimental results.

3차원 시추공 레이다 모델링 (Three-Dimensional Borehole Radar Modeling)

  • 예병주
    • 자원환경지질
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    • 제33권1호
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    • pp.41-50
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    • 2000
  • Geo-radar survey which has the advantage of high-resolution and relatively fast survey has been widely used for engineering and environmental problems. Three-dimensional effects have to be considered in the interpretation of geo-radar for high-resolution. However, there exists a trouble on the analysis of the three dimensional effects. To solve this problem an efficient three dimension numerical modeling algorithm is needed. Numerical radar modeling in three dimensional case requires large memory and long calculating time. In this paper, a finite difference method time domain solution to Maxwell's equations for simulating electromagnetic wave propagation in three dimensional media was developed to make economic algorithm which requires smaller memory and shorter calculating time. And in using boundary condition Liao absorption boundary. The numerical result of cross-hole radar survey for tunnel is compared with real data. The two results are well matched. To prove application to three dimensional analysis, the results with variation of tunnel's incident angle to survey cross-section and the result when the tunnel is parallel to the cross-section were examined. This algorithm is useful in various geo-radar survey and can give basic data to develop dat processing and inversion program.

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