This study examines how the interaction between soil and a wind turbine's supporting system affects the optimal design. The supporting system resting on an elastic soil foundation consists of a steel conical tower and a concrete circular raft foundation, and it is subjected to wind loads. The material cost of the supporting system is aimed to be minimized employing various metaheuristic optimization algorithms including teaching-learning based optimization (TLBO). To include the influence of the soil in the optimization process, modified Vlasov and Gazetas elastic soil models are integrated into the optimization algorithms using the application programing interface (API) feature of the structural analysis program providing two-way data flow. As far as the optimal designs are considered, the best minimum cost design is achieved for the TLBO algorithm, and the modified Vlasov model makes the design economical compared with the simple Gazetas and infinitely rigid soil models. Especially, the optimum design dimensions of the raft foundation extremely reduce when the Vlasov realistic soil reactions are included in the optimum analysis. Additionally, as the designated design wind speed is decreased, the beneficial impact of soil interaction on the optimum material cost diminishes.
Kim, Doo-Hyun;Han, Byung-Jo;Lee, Sok-Yong;Yan, Hai-Won
The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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v.61
no.4
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pp.650-655
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2012
This paper proposed PSO-Fuzzy controller design method. We could improve the learning performance of fuzzy controller by using PSO algorithm, which had recently showed its robust of performance while solving various difficult optimization problems. In other words, our aim was to forward the controller is performance by deciding fuzzy model structure that had good performance on optimization of the controller, based on PSO. During a simulation, we could see whether the mobile robot could convergence on the final goal or not, and also see the error, and through this process, we found out that this controller is more robust than the conventional controller.
Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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v.27
no.5
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pp.113-119
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2023
Most infrastructure structures were completed during periods of economic growth. The number of infrastructure structures reaching their lifespan is increasing, and the proportion of old structures is gradually increasing. The functions and performance of these structures at the time of design may deteriorate and may even lead to safety accidents. To prevent this repercussion, accurate inspection and appropriate repair are requisite. To this end, demand is increasing for computer vision and deep learning technology to accurately detect even minute cracks. However, deep learning algorithms require a large number of training data. In particular, label images indicating the location of cracks in the image are required. To secure a large number of those label images, a lot of labor and time are consumed. To reduce these costs as well as increase detection accuracy, this study proposed a learning structure based on mean teacher method. This learning structure was trained on a dataset of 900 labeled image dataset and 3000 unlabeled image dataset. The crack detection network model was evaluated on over 300 labeled image dataset, and the detection accuracy recorded a mean intersection over union of 89.23% and an F1 score of 89.12%. Through this experiment, it was confirmed that detection performance was improved compared to supervised learning. It is expected that this proposed method will be used in the future to reduce the cost required to secure label images.
The idea of the combination of the fractional-order operators with the brain emotional learning-based intelligent controller (BELBIC) is developed for implementation in seismic-excited structures equipped with active mass damper (AMD). For this purpose, a new design framework of the mentioned combination namely fractional-order BEBIC (FOBELBIC) is proposed based on a modified-teaching-learning-based optimization (MTLBO) algorithm. The seismic performance of the proposed controller is then evaluated for a 15-story building equipped with AMD subjected to two far-field and two near-field earthquakes. An optimal BELBIC based on the MTLBO algorithm is also introduced for comparison purposes. In comparison with the structure equipped with a passive tuned mass damper (TMD), an average reduction of 44.7% and 42.8% are obtained in terms of the maximum absolute and RMS top floor displacement for FOBELBIC, while these reductions are obtained as 30.4% and 30.1% for the optimal BELBIC, respectively. Similarly, the optimal FOBELBIC results in an average reduction of 42.6% and 39.4% in terms of the maximum absolute and RMS top floor acceleration, while these reductions are given as 37.9% and 30.5%, for the optimal BELBIC, respectively. Consequently, the superiority of the FOBELBIC over the BELBIC is concluded in the reduction of maximum and RMS seismic responses.
Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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1998.03a
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pp.49-52
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1998
Neural Network has good performance in pattern classification, control and many other fields by learning ability. However, there is effective rule or systematic approach to determine optimal structure. In this paper, we propose a new method to find optimal structure of feed-forward multi-layer neural network as a kind of pruning method. That eliminating redundant elements of neural network. To find redundant elements we analysis error and weight changing with Rough Set Theory, in condition of executing back-propagation leaning algorithm.
Khajehzadeh, Mohammad;Taha, Mohd Raihan;Eslami, Mahdiyeh
Structural Engineering and Mechanics
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v.45
no.1
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pp.111-127
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2013
In this paper, a new version of gravitational search algorithm based on opposition-based learning (OBGSA) is introduced and applied for optimum design of reinforced concrete retaining walls. The new algorithm employs the opposition-based learning concept to generate initial population and updating agents' position during the optimization process. This algorithm is applied to minimize three objective functions include weight, cost and $CO_2$ emissions of retaining structure subjected to geotechnical and structural requirements. The optimization problem involves five geometric variables and three variables for reinforcement setups. The performance comparison of the new OBGSA and classical GSA algorithms on a suite of five well-known benchmark functions illustrate a faster convergence speed and better search ability of OBGSA for numerical optimization. In addition, the reliability and efficiency of the proposed algorithm for optimization of retaining structures are investigated by considering two design examples of retaining walls. The numerical experiments demonstrate that the new algorithm has high viability, accuracy and stability and significantly outperforms the original algorithm and some other methods in the literature.
This paper proposes the learning method of an artificial neural network and a convolutional neural network using the WFSO algorithm developed as an optimization algorithm. Since the optimization algorithm searches based on a number of candidate solutions, it has a drawback in that it is generally slow, but it rarely falls into the local optimal solution and it is easy to parallelize. In addition, the artificial neural networks with non-differentiable activation functions can be trained and the structure and weights can be optimized at the same time. In this paper, we describe how to apply WFSO algorithm to artificial neural network learning and compare its performances with error back-propagation algorithm in multilayer artificial neural networks and convolutional neural networks.
In this paper, we propose an algorithm for memory optimization to apply deep learning to PC. The proposed algorithm minimizes the memory and computation processing time by reducing the amount of computation processing and data required in the conventional deep learning structure in a general PC. The algorithm proposed in this paper consists of three steps: a convolution layer configuration process using a random filter with discriminating power, a data reduction process using PCA, and a CNN structure creation using SVM. The learning process is not necessary in the convolution layer construction process using the discriminating random filter, thereby shortening the learning time of the overall deep learning. PCA reduces the amount of memory and computation throughput. The creation of the CNN structure using SVM maximizes the effect of reducing the amount of memory and computational throughput required. In order to evaluate the performance of the proposed algorithm, we experimented with Yale University's Extended Yale B face database. The results show that the algorithm proposed in this paper has a similar performance recognition rate compared with the existing CNN algorithm. And it was confirmed to be excellent. Based on the algorithm proposed in this paper, it is expected that a deep learning algorithm with many data and computation processes can be implemented in a general PC.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.16
no.11
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pp.3780-3797
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2022
The estimation of radio map (RM) is a fundamental and critical task for the network planning and optimization performance of mobile communication. In this paper, a RM estimation method is proposed based on a deep dual learning structure. This method can simultaneously and accurately reconstruct the urban building map (UBM) and estimate the RM of the whole cell by only part of the measured reference signal receiving power (RSRP). Our proposed method implements UBM reconstruction task and RM estimation task by constructing a dual U-Net-based structure, which is named RadioCycle. RadioCycle jointly trains two symmetric generators of the dual structure. Further, to solve the problem of interference negative transfer in generators trained jointly for two different tasks, RadioCycle introduces a dynamic weighted averaging method to dynamically balance the learning rate of these two generators in the joint training. Eventually, the experiments demonstrate that on the UBM reconstruction task, RadioCycle achieves an F1 score of 0.950, and on the RM estimation task, RadioCycle achieves a root mean square error of 0.069. Therefore, RadioCycle can estimate both the RM and the UBM in a cell with measured RSRP for only 20% of the whole cell.
In this paper, we propose Self-organizing neurofuzzy networks(SONFN) and discuss their comprehensive design methodology. The proposed SONFN is generated from the mutually combined structure of both neurofuzzy networks (NFN) and polynomial neural networks(PNN) for model identification of complex and nonlinear systems. NFN contributes to the formation of the premise part of the SONFN. The consequence part of the SONFN is designed using PNN. The parameters of the membership functions, learning rates and momentum coefficients are adjusted with the use of genetic optimization. We discuss two kinds of SONFN architectures and propose a comprehensive learning algorithm. It is shown that this network...
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[게시일 2004년 10월 1일]
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