• 제목/요약/키워드: Levenberg-Marquardt Technique

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Design of intelligent computing networks for a two-phase fluid flow with dusty particles hanging above a stretched cylinder

  • Tayyab Zamir;Farooq Ahmed Shah;Muhammad Shoaib;Atta Ullah
    • Computers and Concrete
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    • 제32권4호
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    • pp.399-410
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    • 2023
  • This study proposes a novel use of backpropagated Levenberg-Marquardt neural networks based on computational intelligence heuristics to comprehend the examination of hybrid nanoparticles on the flow of dusty liquid via stretched cylinder. A two-phase model is employed in the present work to describe the fluid flow. The use of desulphated nanoparticles of silver and molybdenum suspended in water as base fluid. The mathematical model represented in terms of partial differential equations, Implementing similarity transformationsis model is converted to ordinary differential equations for the analysis . By adjusting the particle mass concentration and curvature parameter, a unique technique is utilized to generate a dataset for the proposed Levenberg-Marquardt neural networks in various nanoparticle circumstances on the flow of dusty liquid via stretched cylinder. The intelligent solver Levenberg-Marquardt neural networks is trained, tested and verified to identify the nanoparticles on the flow of dusty liquid solution for various situations. The Levenberg-Marquardt neural networks approach is applied for the solution of the hybrid nanoparticles on the flow of dusty liquid via stretched cylinder model. It is validated by comparison with the standard solution, regression analysis, histograms, and absolute error analysis. Strong agreement between proposed results and reference solutions as well as accuracy provide an evidence of the framework's validity.

Iris Recognition using Multi-Resolution Frequency Analysis and Levenberg-Marquardt Back-Propagation

  • Jeong Yu-Jeong;Choi Gwang-Mi
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제2권3호
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    • pp.177-181
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    • 2004
  • In this paper, we suggest an Iris recognition system with an excellent recognition rate and confidence as an alternative biometric recognition technique that solves the limit in an existing individual discrimination. For its implementation, we extracted coefficients feature values with the wavelet transformation mainly used in the signal processing, and we used neural network to see a recognition rate. However, Scale Conjugate Gradient of nonlinear optimum method mainly used in neural network is not suitable to solve the optimum problem for its slow velocity of convergence. So we intended to enhance the recognition rate by using Levenberg-Marquardt Back-propagation which supplements existing Scale Conjugate Gradient for an implementation of the iris recognition system. We improved convergence velocity, efficiency, and stability by changing properly the size according to both convergence rate of solution and variation rate of variable vector with the implementation of an applied algorithm.

Levenberg-Marquardt와 유전 알고리듬을 결합한 잡종 알고리듬을 이용한 거대 강산란체의 초고주파 영상 (Microwave Imaging of a Large High Contrast Scatterer by Using the Hybrid Algorithm Combining a Levenberg-Marquardt and a Genetic Algorithm)

  • 박천석;양상용
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제8권5호
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    • pp.534-544
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    • 1997
  • Levenberg-Marquardt (LMA)와 유전 알고리즘(GA)을 결합한 새로운 잡종알고리틈을 반복적으로 사용하여, 비용함수의 실 극소값(global minimum)을 주는 2차원 강산란체의 유전율 분포를 재구성한다. 비용함수에 사용되는 산란파는 원통형 각모드로 전개되며, 이 중 유효 전파모드만이 이용된다. 유효 전파모드만을 사용하여 비용함수를 정의함으로써 주어진 산란체를 재구성하는데 필요한 입사파 개수의 최소값이 공식화된다. 수치해석 결과로부터,LMA는 수렴 속도가 빠르나 강산란체를 재구성할 수 없고, GA는 강산란체의 재구성은 가능하나 수렴 속도가 느린 반면, 결합 알고리즘을 이용하는 역산란 방법은 LMA와 GA의 장점만을 취합한 방법임이 입증된다.

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과도탐침법을 이용한 액체의 열물성 동시측정 (The simultaneous measurement for thermal properties of liquids using transient probe method)

  • 배신철;김명윤
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제21권2호
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    • pp.303-315
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    • 1997
  • The theoretical model for the transient probe method is the modified Jaeger model which is used perfect line source theory. The transient probe technique has been developed for the simultaneous determination of thermal conductivity, diffusivity and volumetric heat capacity of liquids. The Levenberg-Marquardt iteration method is adapted to obtain thermal property within nonlinear range. Experimental results of liquids were found to agree well with recommended thermal property data.

LM 최적화 알고리즘을 이용한 유리함수 모델의 데이터 피팅 (A Data Fitting Technique for Rational Function Models Using the LM Optimization Algorithm)

  • 박재한;배지훈;백문홍
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제17권8호
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    • pp.768-776
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    • 2011
  • This paper considers a data fitting problem for rational function models using the LM (Levenberg-Marquardt) optimization method. Rational function models have various merits on representing a wide range of shapes and modeling complicated structures by polynomials of low degrees in both the numerator and denominator. However, rational functions are nonlinear in the parameter vector, thereby requiring nonlinear optimization methods to solve the fitting problem. In this paper, we propose a data fitting method for rational function models based on the LM algorithm which is renowned as an effective nonlinear optimization technique. Simulations show that the fitting results are robust against the measurement noises and uncertainties. The effectiveness of the proposed method is further demonstrated by the real application to a 3D depth camera calibration problem.

비선형 최소화에 의한 F행렬 추정 및 정확도 분석 (Estimation of the Fundamental Matrix using a Non-linear Minimization Technique and Its Accuracy Analysis)

  • 엄성훈;이종수
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제38권6호
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    • pp.657-664
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    • 2001
  • 최근에 물체영상들로부터 3차원 물체 모델을 복원할 수 있는 셀프캘리브레이션 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 셀프캘리브레이션 기술의 핵심은 F행렬이며, 복원되는 3차원 물체 모델의 정확도는 물체영상들 사이에서 유도해내는 F행렬의 추정의 정확도에 좌우된다. F행렬을 추정하기 위해 일반적으로 선형최소화방법이 적용되고있다. 그러나 본 논문에서는 보다더 정확한 F행렬의 추정을 위해 비선형 최소화방법인 Levenberg-Marquardt 기법을 적용하였다. 또한 F행렬의 정확도를 감소시키는 부정확한 대응점들 (corresponding points)과 오차를 많이 포함하고 있는 대응점들, 즉 outliers를 Monte Carlo 기술을 적용하여 제거하였다. 본 논문에서 적용한 방법들로 추정한 F행렬의 정확도를 분석한 결과, outliers를 제거하기 전보다 제거한 후의 정확도가 31% 향상되었고, 선형적 추정 F행렬보다 비선형적 추정 F행렬이 22% 향상되었음을 알 수 있었다.

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신경망리론에 의한 다목적 저수지의 홍수유입량 예측 (Flood Inflow Forecasting on Multipurpose Reservoir by Neural Network)

  • 심순보;김만식
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제31권1호
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    • pp.45-57
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    • 1998
  • 본 논문의 목적은 다목적 저수지의 홍수유입량 예측을 위한 방법으로 병렬다중결선의 계층구조를 가진 신경망이론에 의하여 홍수시 불확실한 비선형시스템의 특성을 같는 저수지 유입량 예측모형을 개발하는 것이다. 신경망이론을 이용한 예측모형의 개발을 위하여 역전파 학습알고리즘을 사용하였으며 역전파 학습알고리즘 사용시 흔히 대두되는 지역최소값 문제와 수렴속도의 향상을 위해서 최적화기법인 경사하강법을 이용한 모멘트법과 경사하강법과 Gauss-Newton 방법을 이용한 Leverberg-Marquardt 법을 사용하였다. 모형개발에 사용된 자료는 연속적인 값으로 입력자료와 출력자료를 강우와 댐유입량을 학습시킨 후, 저수지의 홍수유입량 예측을 위한 다층신경망 모형을 구성하였다. 학습시 사용한 자료를 토대로 개발된 모형을 검정한 결과 매우 만족스런 결과를 얻을 수 있었고 실제 충주댐 유역을 대상으로 저수지 홍수유입량 예측결과 모형의 타당성을 입증할 수 있었다.

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최소자승법을 이용한 준설토 문제의 System Identification (System Identification on Dredged Soil Problems using Least Square Method)

  • 유남재;박병수;김영길;이명욱
    • 산업기술연구
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    • 제19권
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    • pp.127-133
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    • 1999
  • This paper is a research about system identification which optimizes uncertain geothechnical properties from the data measured during geotechnical design and construction. Various numerical optimization algorithms of Simplex method, Powell method, Rosenbrock method and Levenberg-Marquardt method were applied to the excavation problem to determine which method showed the best results with respect to robustness of success in finding an optimal solution to within a certain accuracy and number of function evaluations. From the results of numerical analysis, all of four algorithms are converged to exact solution after satisfying the allowed criteria, and Levenberg-Marquardt's algorithms was identified to be the most efficient method in number of function evaluations. System identification was applied to geotechnical engineering problems, possibly being occurred in field, to verify its applicability : estimation of settlement due to self-weight consolidation in dredged and filled soil. For self-weight consolidational settlement of a dredged soil, a program of evaluating the constitutive relationship of effective stress-void ratio-permeability was developed by using the technique of system identification. Thus, consolidational characteristics of a dredged soil, having a very high initial void ratio, can be evaluated.

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음향방출기법을 이용한 원전 고온 고압 배관의 누설 특성 평가에 관한 연구 (A Study on the Leakage Characteristic Evaluation of High Temperature and Pressure Pipeline at Nuclear Power Plants Using the Acoustic Emission Technique)

  • 김영훈;김진현;송봉민;이준현;조윤호
    • 비파괴검사학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.466-472
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    • 2009
  • 고온, 고압의 원자력 배관 누설 판별을 위해 음향방출기법(AE)을 이용한 누설감지 시스템인 ALMS 기법이 적용되고 있다. 이 시스템은 단지 AE 센서로 전해진 신호의 RMS값을 이용하여 누설의 유무만을 판단할 뿐, 누설 발생시 누설부의 크기나 형태를 평가하는 것에는 어려움이 있었다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 AE센서와 가속도센서를 동시에 이용한 이중 센서 시스템을 제안하였다. 빠른 학습 속도와 정확성을 위해 Levenberg-Marquardt 학습 알고리즘을 이용한 인공신경회로망을 적용시키고, 이를 통해 신뢰성 있는 분석 결과를 얻을 수 있다. 배관내 압력과 누설부의 크기와 모양에 따른 실험신호들을 학습시키고 그 판별 정확성을 확인하였다. 추가적으로 배관 두께에 따라 발생하는 파(wave)의 종류와 특성이 달라지는 것을 이론과 실험을 통하여 알아보았다.

곡선적합기법을 이용한 터널의 파괴시간 예측 (Prediction of Failure Time of Tunnel Applying the Curve Fitting Techniques)

  • 윤용균;조영도
    • 터널과지하공간
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    • 제20권2호
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    • pp.97-104
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    • 2010
  • 가속 크리프 거동을 보이는 재료의 파괴를 설명하기 위하여 재료 파괴식($\ddot{\Omega}=A{(\dot{\Omega})}^\alpha$, $\Omega$는 변위와 같은 측정가능한 양을 나타낸다)이 사용된다. 상수 A와 $\alpha$는 주어진 측정 자료를 곡선적합하여 얻는다. 본 연구에서는 재료 파괴식을 이용하여 터널의 파괴시간을 예측하였고, 재료 파괴식을 적용하기 위하여 4가지 곡선적합기법이 사용되었다. 4가지 곡선적합기법 중 로그속도-로그가속도기법, 로그시간-로그속도기법, 역속도법은 선형최소자승법을 이용하고 비선형최소자승기법은 Levenberg-Marquardt 알고리즘을 이용한다. 로그속도-로그가속도기법은 재료 파괴식을 대수형태로 만들어 해석을 하기 때문에 터널의 파괴시간 예측에 재료 파괴식을 적용하는 것이 타당한지에 대한 근거를 제시한다. 로그속도-로그가속도기법에 따른 자료의 상관계수가 0.84로 비교적 높게 나타났기 때문에 재료 파괴식을 터널의 파괴시간 예측에 적용하는 것이 타당하다고 판단된다. 실제 파괴시간과 4가지 곡선적합기법으로부터 얻은 예측 파괴시간을 비교한 결과 로그시간-로그속도기법이 가장 우수한 결과를 보여주는 것으로 나타났다.