• 제목/요약/키워드: Logic Optimization

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퍼지논리와 유전자 알고리즘 융합에 의한 지능형 제어 시스템 (On Design Intelligent Control System by Fussionf of Fuzzy Logic and Genetic Algorithms)

  • 이말례;김태은
    • 한국정보처리학회논문지
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    • 제6권4호
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    • pp.952-958
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    • 1999
  • 본 논문에서는 유전자 알고리즘을 이용하여 퍼지 제어 시스템 설계 방법을 제안한다. 시스템의 성능 평가는 rise-time, settling time 그리고 overshoot와 같은 성능 매개변수를 이용하였다. 제안한 방법은 root-locus 방법을 사용한 제어 시스템과 비교하였다. 기존 제어 시스템은 제어기 설계시 수학적인 처리가 필요하다. 하지만 유전자 알고리즘을 이용한 제어기 설계는 수학적인 모델링을 할 필요가 없다. 그리고 일반적으로 시스템의 비선형 정도는 탐색에 의해서만 알수 있는 성질의 것이므로 본 논문에서는 최적의 탐색 알고리즘으로 널리 인정되고 있는 유전자 알고리즘을 사용하여 전역적인 규칙 공간을 탐색한 후 이를 바탕으로 퍼지 제어기를 완성한다. 제안된 제어 시스템의 효율성은 타스크 트래킹 위치 제어 시스템을 사용하여 안정, 불안정 시스템에서 컴퓨터 모의 실험을 통해서 입증된다.

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차량 제동성능 개선을 위한 타이어 인자 분석 및 최적설계에 대한 연구 (A Study on Effect Analysis and Design Optimization of Tire and ABS Logic for Vehicle Braking Performance Improvement)

  • 기원용;이광우;허승진;강대오;김기운
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제24권5호
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    • pp.581-587
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    • 2016
  • Braking is a basic and an important safety feature for all vehicles, and the final braking performance of a vehicle is determined by the vehicle's ABS performance and tire performance. However, the combination of excellent ABS and tires will not always ensure good braking performance. This is due to the fact that tire performance has non-linearity and uncertainty in predicting the repeated increase and decrease of wheel slip when activating the ABS, thus increasing the uncertainty of tire performance prediction. Furthermore, existing studies predicted braking performance after using an ABS that used a wheel slip control as a controller, which was different from an actual vehicle's ABS that controlled angular acceleration, therefore causing a decrease in the prediction accuracy of the braking performance. This paper reverse-designed the ABS that controlled angular acceleration based on the information on brake pressure, etc., which were obtained from vehicle tests, and established a braking performance prediction analysis model by combining a multi-body dynamics(MBD) vehicle model and a magic formula(MF) tire model. The established analysis model was verified after comparing it with the results of the braking tests of an actual vehicle. Using this analysis model, this study analyzed the braking effect by vehicle factor, and finally designed a tire that had optimized braking performance. As a result of this study, it was possible to design the MF tire model whose braking performance improved by 9.2 %.

전자식 EGR밸브 제어기법에 관한 연구 (A study on the electronic EGR valve control method)

  • 최상윤;이상훈;이선봉
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.2594-2602
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    • 2014
  • 최근 환경오염에 대한 경각심이 높아지면서 대기오염의 원인인 자동차 배기가스에 대한 규제가 강화되고 있다. 이에 따라 자동차의 배기가스 규제를 만족하기 위해 각국의 자동차회사와 엔진 메이커에서 관련 기술 개발이 활발히 일어나고 있다. 이러한 자동차의 배기가스를 줄이고자 고안된 것이 배기가스 재순환 시스템이다. 배기가스 규제가 점차 엄격해지면서 보다 신속하고 정밀한 제어를 위하여 전자식 모터나 솔레노이드 밸브를 사용하는 시스템의 사용이 증가하고 있는 추세이다. 이에 따라 배기가스 저감과 시스템의 성능 및 효율 향상을 위한 요소부품의 최적화가 필요할 뿐만 아니라, 요소부품의 설계 및 제작기술 확보를 통한 전자제어식 시스템 최적설계기술개발이 필요하다. 본 논문에서는 배기가스 재순환을 위한 전자식 EGR밸브의 위치제어응답성을 적용한 제어로직과 실험결과를 통해서 제시하고자 한다.

초계작전을 위한 공중급유기 적정 대수 산정 연구 (A Study on the Optimal Number of Air Tanker for Patrol Operations)

  • 박세훈;정의창;정제훈
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제28권1호
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    • pp.57-65
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    • 2019
  • 공중급유기는 앞으로 공군 작전의 효율성을 높여줄 것으로 기대되고 있다. 공중급유기의 도입으로 전투기의 항속 거리 및 항속 시간이 증가되어 작전 가능 시간이 향상될 것이라 기대되기 때문이다. 그러나 공중급유기를 도입하는데 천문학적인 비용이 들기 때문에 신중한 논의가 필요하지만 아직은 그러한 논의가 부족한 것이 실정이다. 따라서 본 연구에서는 ABM(Agent Based Modeling) 기법을 활용하여 초계작전 시 공중급유기의 적정 대수를 산정하고자 하였다. 시뮬레이션을 구현할 때 실제 대한민국 공군에서 운용하고 있는 항공기의 제원을 입력하여 시뮬레이션의 신뢰성을 높였다. 적정 대수를 산정하기 위한 최적화 툴로써 본 연구에서 사용한 시뮬레이션 툴에 내장되어 있는 OptQuest를 사용하였고 적정 대수 산정결과는 4대이다.

Reference 기반 AI 모델의 효과적인 해석에 관한 연구 (A Study on Effective Interpretation of AI Model based on Reference)

  • 이현우;한태현;박영지;이태진
    • 정보보호학회논문지
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    • 제33권3호
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    • pp.411-425
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    • 2023
  • 오늘날 AI(Artificial Intelligence) 기술은 다양한 분야에서 활용 목적에 맞게 분류, 회기 작업을 수행하며 광범위하게 활용되고 있으며, 연구 또한 활발하게 진행 중인 분야이다. 특히 보안 분야에서는 예기치 않는 위협을 탐지해야 하며, 모델 훈련과정에 알려진 위협 정보를 추가하지 않아도 위협을 탐지할 수 있는 비 지도학습 기반의 이상 탐지 기법이 유망한 방법이다. 하지만 AI 판단에 대한 해석 가능성을 제공하는 선행 연구 대부분은 지도학습을 대상으로 설계되었기에 학습 방법이 근본적으로 다른 비 지도학습 모델에 적용하기는 어려우며, Vision 중심의 AI 매커니즘 해석연구들은 이미지로 표현되지 않는 보안 분야에 적용하기에 적합하지 않다. 따라서 본 논문에서는 침해공격의 원본인 최적화 Reference를 탐색하고 이와 비교함으로써 탐지된 이상에 대한 해석 가능성을 제공하는 기법을 활용한다. 본 논문에서는 산출된 Reference를 기반으로 실존 데이터에서 가장 가까운 데이터를 탐색하는 로직을 추가 제안함으로써 실존 데이터를 기반으로 이상 징후에 대한 더욱 직관적인 해석을 제공하고 보안 분야에서의 효과적인 이상 탐지모델 활용을 도모하고자 한다.

스마트물류 구축을 위한 스마트 Factory 핵심기술 도입방안에 관한 연구 (A Study on the Introduction of Smart Factory Core Technology for Smart Logistics)

  • 황선환;김환성
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2020년도 추계학술대회
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    • pp.165-166
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    • 2020
  • 전 세계적으로 제조사들은 가격 및 품질 경쟁력을 향상 시키기 위하여 공수 절감을 하고 제조공정 내(內) 자동화를 위하여 많은 노력을해 왔다. 대부분 디지털 및 아날로그 입출력 기반의 PLC를 중심으로 각종 공작기계나 컨베이어 등 다양한 설비들을 운용하고 있고 최근 4차혁명의 흐름에 맞추어 ICT 융합기술을 구현하기 위한 노력을 하고 있다. 또한 스마트물류에 앞서 아직까지 제조업에서 자동화를 적용하지 못한 분야가 많고 대표적으로 제조공장 내(內) 제조물류를 예로 들 수 있다. 본 연구는 제조업에 초점을 두어 비용, 공간, 시간 등 모든 측면의 효과를 따졌을 때 제조업의 사내물류가 자동화에 있어 취약한 이유와 효과성 분석을 통한 해결방안을 도출하고자 한다.

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An optimized ANFIS model for predicting pile pullout resistance

  • Yuwei Zhao;Mesut Gor;Daria K. Voronkova;Hamed Gholizadeh Touchaei;Hossein Moayedi;Binh Nguyen Le
    • Steel and Composite Structures
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    • 제48권2호
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    • pp.179-190
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    • 2023
  • Many recent attempts have sought accurate prediction of pile pullout resistance (Pul) using classical machine learning models. This study offers an improved methodology for this objective. Adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS), as a popular predictor, is trained by a capable metaheuristic strategy, namely equilibrium optimizer (EO) to predict the Pul. The used data is collected from laboratory investigations in previous literature. First, two optimal configurations of EO-ANFIS are selected after sensitivity analysis. They are next evaluated and compared with classical ANFIS and two neural-based models using well-accepted accuracy indicators. The results of all five models were in good agreement with laboratory Puls (all correlations > 0.99). However, it was shown that both EO-ANFISs not only outperform neural benchmarks but also enjoy a higher accuracy compared to the classical version. Therefore, utilizing the EO is recommended for optimizing this predictive tool. Furthermore, a comparison between the selected EO-ANFISs, where one employs a larger population, revealed that the model with the population size of 75 is more efficient than 300. In this relation, root mean square error and the optimization time for the EO-ANFIS (75) were 19.6272 and 1715.8 seconds, respectively, while these values were 23.4038 and 9298.7 seconds for EO-ANFIS (300).

안전한 항공기 운항을 위한 현업 전지구예보모델 기반 깊은 대류 예측 지수: Part 1. 개발 및 통계적 검증 (Aviation Convective Index for Deep Convective Area using the Global Unified Model of the Korean Meteorological Administration, Korea: Part 1. Development and Statistical Evaluation)

  • 박이준;김정훈
    • 대기
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    • 제33권5호
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    • pp.519-530
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    • 2023
  • Deep convection can make adverse effects on safe and efficient aviation operations by causing various weather hazards such as convectively-induced turbulence, icing, lightning, and downburst. To prevent such damage, it is necessary to accurately predict spatiotemporal distribution of deep convective area near the airport and airspace. This study developed a new index, the Aviation Convective Index (ACI), for deep convection, using the operational global Unified Model of the Korea Meteorological Administration. The ACI was computed from combination of three different variables: 3-hour maximum of Convective Available Potential Energy, averaged Outgoing Longwave Radiation, and accumulative precipitation using the fuzzy logic algorithm. In this algorithm, the individual membership function was newly developed following the cumulative distribution function for each variable in Korean Peninsula. This index was validated and optimized by using the 1-yr period of radar mosaic data. According to the Receiver Operating Characteristics curve (AUC) and True Skill Score (TSS), the yearly optimized ACI (ACIYrOpt) based on the optimal weighting coefficients for 1-yr period shows a better skill than the no optimized one (ACINoOpt) with the uniform weights. In all forecast time from 6-hour to 48-hour, the AUC and TSS value of ACIYrOpt were higher than those of ACINoOpt, showing the improvement of averaged value of AUC and TSS by 1.67% and 4.20%, respectively.

Memory Organization for a Fuzzy Controller.

  • Jee, K.D.S.;Poluzzi, R.;Russo, B.
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 1993년도 Fifth International Fuzzy Systems Association World Congress 93
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    • pp.1041-1043
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    • 1993
  • Fuzzy logic based Control Theory has gained much interest in the industrial world, thanks to its ability to formalize and solve in a very natural way many problems that are very difficult to quantify at an analytical level. This paper shows a solution for treating membership function inside hardware circuits. The proposed hardware structure optimizes the memoried size by using particular form of the vectorial representation. The process of memorizing fuzzy sets, i.e. their membership function, has always been one of the more problematic issues for the hardware implementation, due to the quite large memory space that is needed. To simplify such an implementation, it is commonly [1,2,8,9,10,11] used to limit the membership functions either to those having triangular or trapezoidal shape, or pre-definite shape. These kinds of functions are able to cover a large spectrum of applications with a limited usage of memory, since they can be memorized by specifying very few parameters ( ight, base, critical points, etc.). This however results in a loss of computational power due to computation on the medium points. A solution to this problem is obtained by discretizing the universe of discourse U, i.e. by fixing a finite number of points and memorizing the value of the membership functions on such points [3,10,14,15]. Such a solution provides a satisfying computational speed, a very high precision of definitions and gives the users the opportunity to choose membership functions of any shape. However, a significant memory waste can as well be registered. It is indeed possible that for each of the given fuzzy sets many elements of the universe of discourse have a membership value equal to zero. It has also been noticed that almost in all cases common points among fuzzy sets, i.e. points with non null membership values are very few. More specifically, in many applications, for each element u of U, there exists at most three fuzzy sets for which the membership value is ot null [3,5,6,7,12,13]. Our proposal is based on such hypotheses. Moreover, we use a technique that even though it does not restrict the shapes of membership functions, it reduces strongly the computational time for the membership values and optimizes the function memorization. In figure 1 it is represented a term set whose characteristics are common for fuzzy controllers and to which we will refer in the following. The above term set has a universe of discourse with 128 elements (so to have a good resolution), 8 fuzzy sets that describe the term set, 32 levels of discretization for the membership values. Clearly, the number of bits necessary for the given specifications are 5 for 32 truth levels, 3 for 8 membership functions and 7 for 128 levels of resolution. The memory depth is given by the dimension of the universe of the discourse (128 in our case) and it will be represented by the memory rows. The length of a world of memory is defined by: Length = nem (dm(m)+dm(fm) Where: fm is the maximum number of non null values in every element of the universe of the discourse, dm(m) is the dimension of the values of the membership function m, dm(fm) is the dimension of the word to represent the index of the highest membership function. In our case then Length=24. The memory dimension is therefore 128*24 bits. If we had chosen to memorize all values of the membership functions we would have needed to memorize on each memory row the membership value of each element. Fuzzy sets word dimension is 8*5 bits. Therefore, the dimension of the memory would have been 128*40 bits. Coherently with our hypothesis, in fig. 1 each element of universe of the discourse has a non null membership value on at most three fuzzy sets. Focusing on the elements 32,64,96 of the universe of discourse, they will be memorized as follows: The computation of the rule weights is done by comparing those bits that represent the index of the membership function, with the word of the program memor . The output bus of the Program Memory (μCOD), is given as input a comparator (Combinatory Net). If the index is equal to the bus value then one of the non null weight derives from the rule and it is produced as output, otherwise the output is zero (fig. 2). It is clear, that the memory dimension of the antecedent is in this way reduced since only non null values are memorized. Moreover, the time performance of the system is equivalent to the performance of a system using vectorial memorization of all weights. The dimensioning of the word is influenced by some parameters of the input variable. The most important parameter is the maximum number membership functions (nfm) having a non null value in each element of the universe of discourse. From our study in the field of fuzzy system, we see that typically nfm 3 and there are at most 16 membership function. At any rate, such a value can be increased up to the physical dimensional limit of the antecedent memory. A less important role n the optimization process of the word dimension is played by the number of membership functions defined for each linguistic term. The table below shows the request word dimension as a function of such parameters and compares our proposed method with the method of vectorial memorization[10]. Summing up, the characteristics of our method are: Users are not restricted to membership functions with specific shapes. The number of the fuzzy sets and the resolution of the vertical axis have a very small influence in increasing memory space. Weight computations are done by combinatorial network and therefore the time performance of the system is equivalent to the one of the vectorial method. The number of non null membership values on any element of the universe of discourse is limited. Such a constraint is usually non very restrictive since many controllers obtain a good precision with only three non null weights. The method here briefly described has been adopted by our group in the design of an optimized version of the coprocessor described in [10].

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학습과 진화의 Lamarckian 상호 적응에 의한 뉴로-퍼지 제어기의 최적 설계 (An Optimal Design of Neuro-Fuzzy Logic Controller Using Lamarckian Co-adaptation of Learning and Evolution)

  • 김대진;이한별;강대성
    • 전자공학회논문지C
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    • 제35C권12호
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    • pp.85-98
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    • 1998
  • 본 논문은 특정 응용에 적합한 퍼지 제어기의 최적 설계 파라메터 (퍼지 규칙과 소속 함수)를 찾는데 역전파 학습 과정과 유전 알고리즘을 결합한 Lamarckian 상호적응 기법을 이용한 뉴로-퍼지 제어기의 새로운 설계 방법을 제안한다. 설계 파라메타들은 진화에 의한 전역적 탐색을 통해 높은 포함값과 유용한 퍼지 규칙들을 갖는 규칙 베이스와 작은 근사화 오차와 좋은 제어 성능을 갖는 소속 함수들을 얻도록 제어기간 파라메타 조절을 수행하며, 학습에 의한 국부적 탐색을 통해 각 퍼지 제어기가 원하는 제어 결과를 나타내도록 제어기내 파라메타 조절을 수행한다. 제안한 상호적응 설계 방법은 유전 알고리즘의 모든 세대에서 역전파 학습이 이루어지므로 보다 좋은 근사화 능력을 나타나고, 사용한 무게 중심 비퍼지화기가 정확한 비퍼지화값을 계산하므로 보다 좋은 제어 성능을 가지며, 퍼지 규칙 베이스와 소속 함수들의 최적화 탐색 과정이 입출력 공간의 같은 퍼지 분할 상에서 통합된 적응 함수에 의하여 동시에 수행되므로 탐색을 위한 작업 공간이 아주 작아지는 장점이 있다. 시뮬레이션 결과는 Lamarckian 상호 적응에 의해 얻어진 FLC가 퍼지 규칙수, 근사화 능력, 제어 성능등 모든 면에서 다른 방법에 의해 얻어진 FLC보다 가장 우수함을 보여준다.

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