• 제목/요약/키워드: Multi-objective Optimization Problem

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다목적 최적화를 위한 Goal-Pareto 기반의 NSGA-II 알고리즘 (Goal-Pareto based NSGA-II Algorithm for Multiobjective Optimization)

  • 박순규;이수복;이원철
    • 한국통신학회논문지
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    • 제32권11A호
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    • pp.1079-1085
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    • 2007
  • NSGA (Non-dominated Sorting Algorithm) 는 다목적 최적화 분야에서 널리 사용되고 있는 비지배 정렬 기반의 유전자 알고리즘으로 최적화를 요구하는 분야에서 널리 사용되고 있다. 하지만 연산의 복잡도, 사전 우수해 선별 조건의 미흡함과 공유 변수값 결정의 어려움등이 문제로 제기 되었고, 이러한 단점을 보완한 NSGA-II(Non-dominated Sorting Algorithm-B) 알고리즘이 제안되었다. 그러나 기존의 NSGA-II알고리즘은 다목적 최적화 알고리즘과 동일하게 목적치를 최대화 또는 최소화시키는 방향으로 최적화가 진행되어 선택적인 최적화 수행이 어렵다. 이러한 문제점을 보완하기 위하여 본 논문에서는 NSGA-II알고리즘이 가지는 장점을 바탕으로 설계자의 요구조건에 종속적으로 최적화 과정을 수행할 수 있는 GBNSGA-II (Goal-pareto Based NSGA-II)를 제안하고 기존의 NSGA-II알고리즘과 비교를 통해 성능의 우수성을 검증하였다.

Propulsion System Design and Optimization for Ground Based Interceptor using Genetic Algorithm

  • Qasim, Zeeshan;Dong, Yunfeng;Nisar, Khurram
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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    • pp.330-339
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    • 2008
  • Ground-based interceptors(GBI) comprise a major element of the strategic defense against hostile targets like Intercontinental Ballistic Missiles(ICBM) and reentry vehicles(RV) dispersed from them. An optimum design of the subsystems is required to increase the performance and reliability of these GBI. Propulsion subsystem design and optimization is the motivation for this effort. This paper describes an effort in which an entire GBI missile system, including a multi-stage solid rocket booster, is considered simultaneously in a Genetic Algorithm(GA) performance optimization process. Single goal, constrained optimization is performed. For specified payload and miss distance, time of flight, the most important component in the optimization process is the booster, for its takeoff weight, time of flight, or a combination of the two. The GBI is assumed to be a multistage missile that uses target location data provided by two ground based RF radar sensors and two low earth orbit(LEO) IR sensors. 3Dimensional model is developed for a multistage target with a boost phase acceleration profile that depends on total mass, propellant mass and the specific impulse in the gravity field. The monostatic radar cross section (RCS) data of a three stage ICBM is used. For preliminary design, GBI is assumed to have a fixed initial position from the target launch point and zero launch delay. GBI carries the Kill Vehicle(KV) to an optimal position in space to allow it to complete the intercept. The objective is to design and optimize the propulsion system for the GBI that will fulfill mission requirements and objectives. The KV weight and volume requirements are specified in the problem definition before the optimization is computed. We have considered only continuous design variables, while considering discrete variables as input. Though the number of stages should also be one of the design variables, however, in this paper it is fixed as three. The elite solution from GA is passed on to(Sequential Quadratic Programming) SQP as near optimal guess. The SQP then performs local convergence to identify the minimum mass of the GBI. The performance of the three staged GBI is validated using a ballistic missile intercept scenario modeled in Matlab/SIMULINK.

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이중구속 통신망 설계를 위한 다목적 유전 알고리즘 (Multiobjective Genetic Algorithm for Design of an Bicriteria Network Topology)

  • 김동일;권기호
    • 전자공학회논문지CI
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    • 제39권4호
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    • pp.10-18
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    • 2002
  • 통신망 설계는 다양한 설계 인자들이 고려되는 다목적 함수 문제이다. 특히 망의 구성 비용, 메시지 지연 그리고 신뢰도는 망의 최대 효율을 얻는데 중요한 설계 인자이다. 최근 들어 유전자 알고리즘은 조합최적화 문제, 통신망 설계문제와 같은 현실적 문제를 위한 최적화 기법으로 널리 활용되어 지고 있다. 본 논문은 망의 구성비용과 메시지 지연시간을 최소화 하는 통신망 설계를 위한 다목적 유전 알고리즘을 제시한다. 본 알고리즘은 다목적 함수의 최적화에서 일반적으로 어려운 목적 함수간의 최적화를 위해 파레토를 이용하였다. 부호화 방법으로 프뤼퍼 숫자와 클러스터링 문자를 사용했고, 적합도 배분방법으로 파레토 순위할당 제거방법과 생태적 적소형태(niche-formation)방법을 사용하였으며, 조기수렴을 방지위해 변형된 엘리트 기법을 사용했다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 알고리즘이 망구성의 후보해를 효과적으로 찾음을 보여준다.

재료 및 기하학적 비선형을 고려한 브레이싱된 강뼈대구조물의 최적설계 (The Discrete Optimum Design of Steel Frame Considering Material and Geometrical Nonlinearties)

  • 장준호;박문호;이해경;박순응
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제12권3호통권46호
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    • pp.317-328
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    • 2000
  • 본 연구의 목적은 재료 및 기하학적 비선형을 고려한 고등해석을 이용한 브레이싱된 강뼈대구조물의 최적설계 알고리즘을 개발하는데 있다. 구조물의 해석과정에서 비선형효과를 모두 고려함으로써 기둥의 유효길이 연산이 필요없는 최적설계 알고리즘을 제시하였으며, 전체 구조시스템 및 개별부재의 정보를 이용하여 최적화 하는 2 파라미터형 다단계 최적화 기법을 개발하였다. 해석기법은 단면소성힌지(zero-length plastic hinge) 개념을 이용한 개선된 소성힌지해석법을 수행하였으며, AISC-LRFD '94 규준을 이용하여 최적화 문제를 형성하였다. 본 알고리즘을 브레이싱된 강뼈대구조물에 적용하여 본 연구의 타당성, 효율성, 경제성을 비교검토 하였다.

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다국적 기업에서 환율과 세금을 고려한 공정-저장조 망구조의 최적설계 (Optimal Design of Process-Inventory Network Considering Exchange Rates and Taxes in Multinational Corporations)

  • 이경범;서근학
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제17권9호
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    • pp.932-940
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    • 2011
  • This paper presents an integrated analysis of supply chain and financing decisions of multi-national corporation. We construct a model in which multiple currency storage units are installed to manage the currency flows associated with multi-national supply chain activities such as raw material procurement, process operation, inventory control, transportation and finished product sales. Core contribution of this study is to quantitatively investigate the influence of macroscopic economic factors such as exchange rates and taxes on operational decisions. The supply chain is modeled by the Process-Storage Network with recycle streams. The objective function of the optimization is minimizing the opportunity costs of annualized capital investments and currency/material inventories minus the benefit to stockholders interpreted by home currency. The major constraints of the optimization are that the material and currency storage units must not be depleted. A production and inventory analysis formulation, the periodic square wave (PSW) model, provides useful expressions for the upper/lower bounds and average levels of the currency and material inventory holdups. The expressions for the Kuhn-Tucker conditions of the optimization problem are reduced to a subproblem and analytical lot sizing equations. The procurement, production, transportation and financial transaction lot sizes can be determined by analytical expressions after the average flow rates are already known. We show that, when corporate income tax is taken into consideration, the optimal production lot and storage sizes are smaller than is the case when such factors are not considered typically by 20 %.

일반적인 네트워크에서의 신호최적화모형 개발 연구 (Signal Optimization Model Considering Traffic Flows in General Traffic Networks)

  • 신언교;김영찬
    • 대한교통학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.127-135
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    • 1999
  • 간선도로상에서의 교통혼잡해소를 위해서 연동화기법이 많이 사용되지만 기존 모형들은 간선도로를 한 개의 교통축으로 하여 신호를 최적화해주기 때문에 이들과 교차되는 교차도로는 물론 일반적인 도로망체계에서의 교통흐름을 고려하지 못한다. 그리고 도로망 제어가 가능한 모형의 경우에도 루프로 형성되어야 하고 현시순서에 제약이 따르기 때문에 적용상에 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 문제들을 해결하고자 이동류들을 이용하여 현시순서를 최적화하고 이를 일반적인 도로망에 적용할 수 있는 모형을 제시하였다. 모형적용 결과 본 모형은 다양한 도로망 구조나 교차로 형태를 반영하여 도로망에서의 차량흐름을 동시에 제어해주는 신호계획를 산정해 낼 수 있었다. 본 모형의 사용으로 일반적인 도로망체계에서 각 도로들의 교통량과 용량을 고려하는 연동처리가 가능해져 도시가로망에서의 교통흐름을 원활히 해줄 것으로 기대된다.

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실 배전계통 자동화를 위한 개선된 고장복구 알고리즘 개발 (Development of Enhanced Real-Time Service Restoration Algorithm for Distribution Automation System)

  • 오화진;문경준;김형수;서정일;황기현;박준호;임성일;하복남
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 A
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    • pp.159-161
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    • 2000
  • This paper presents a GA for service restoration in electric power distribution systems. The aim of the service restoration is to restore service with maximizing the amount of total load restored while minimizing the number of required switch operation when a fault or overload occurs in distribution system. This paper develops GA for service restoration problem with constrained multi-objective optimization problem. The results show the effectiveness of the proposed method for solving the problem.

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Optimization of Data Placement using Principal Component Analysis based Pareto-optimal method for Multi-Cloud Storage Environment

  • Latha, V.L. Padma;Reddy, N. Sudhakar;Babu, A. Suresh
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제21권12호
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    • pp.248-256
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    • 2021
  • Now that we're in the big data era, data has taken on a new significance as the storage capacity has exploded from trillion bytes to petabytes at breakneck pace. As the use of cloud computing expands and becomes more commonly accepted, several businesses and institutions are opting to store their requests and data there. Cloud storage's concept of a nearly infinite storage resource pool makes data storage and access scalable and readily available. The majority of them, on the other hand, favour a single cloud because of the simplicity and inexpensive storage costs it offers in the near run. Cloud-based data storage, on the other hand, has concerns such as vendor lock-in, privacy leakage and unavailability. With geographically dispersed cloud storage providers, multicloud storage can alleviate these dangers. One of the key challenges in this storage system is to arrange user data in a cost-effective and high-availability manner. A multicloud storage architecture is given in this study. Next, a multi-objective optimization problem is defined to minimise total costs and maximise data availability at the same time, which can be solved using a technique based on the non-dominated sorting genetic algorithm II (NSGA-II) and obtain a set of non-dominated solutions known as the Pareto-optimal set.. When consumers can't pick from the Pareto-optimal set directly, a method based on Principal Component Analysis (PCA) is presented to find the best answer. To sum it all up, thorough tests based on a variety of real-world cloud storage scenarios have proven that the proposed method performs as expected.

Missile two-loop acceleration autopilot design based on 𝓛1 adaptive output feedback control

  • He, Shao-Ming;Lin, De-Fu
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제15권1호
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    • pp.74-81
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    • 2014
  • This article documents the design of a novel two-loop acceleration autopilot based on $\mathcal{L}_1$ adaptive output feedback control for tail-controlled missiles. The inner loop is an adaptive angle-of-attack tracking loop and the outer loop is the traditional PI controller for error compensation. A systematic low-pass filter design procedure is provided for minimum phase system and is applied to the inner loop design while the parameters of the outer loop are obtained from the multi-objective optimization problem. The effectiveness of the proposed autopilot is verified through numerical simulations under various conditions.

원자력발전소의 저층 성능 기준설정과 불확실성에 대하여 (On Setting Low-level Performance Criteria and Uncertainty Characterization for a Nuclear Power Plant)

  • Jo, Nam-Jin
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제19권4호
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    • pp.266-278
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    • 1987
  • 이 논문은 원자력발전소의 안전성 규제를 위한 성능 기준을 설정하는데 야기되는 몇가지 문제점을 다룬다. 저층 성능 기준을 설정하는 것이 고충 성능 기준을 설정하는 것보다 훨씬 더 어려운 과제이기 때문에, 저층 성능 기준은 보다 쉽게 결정될 수 있는 고충 성능기준으로부터 그와 부합되게 유도되어야 한다. 본 논문은 또한, 평균치-평균치 mapping에 의거한 신뢰도 할당 방법론을 상태변수가 불확실한 stochastic 다목적 최적화 문제로 적용 확장함으로써 성능 기준의 불확실성을 규명하는 몇 가지 방법을 제안한다.

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