Transactions on Electrical and Electronic Materials
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v.18
no.5
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pp.287-297
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2017
Novel power system stabilizers (PSSs) have been proposed to effectively dampen low frequency oscillations (LFOs) in multi-machine power systems and have attracted increasing research interest in recent years. Due to this attention, recently, fractional order controllers (FOCs) have found new applications in power system stability issues. Here, a tilt-integral-derivative power system stabilizer (TID-PSS) is proposed to enhance the dynamic stability of a multi-machine power system by providing additional damping to the LFOs. The TID is an extended version of the classical proportional-integral-derivative (PID) applying fractional calculus. The design of the proposed three-parameter tunable TID-PSS is systematized as a nonlinear time domain optimization problem in which the tunable parameters are adjusted concurrently using a modified group search optimization (MGSO) algorithm. An integral of the time multiplied squared error (ITSE) performance index is considered as the objective function. The proposed stabilizer is simulated in the MATLAB/SIMULINK environment using the FOMCON toolbox and the dynamic performance is evaluated on a 3-machine 6-bus power system. The TID-PSS is compared with both classical PID-PSS (PID-PSS) and conventional PSS (CPSS) using eigenvalue analysis and time domain simulations. Sensitivity analyses are performed to assess the robustness of the proposed controller against large changes in system loading conditions and parameters. The results indicate that the proposed TID-PSS provides the better dynamic performance and robustness compared with the PID-PSS and CPSS.
The paper investigates the problem of designing the multiple-antenna relay in a two-way relay network by taking into account the imperfect channel state information (CSI). The objective is to design the multiple-antenna relay based upon the CSI estimates, where the estimation errors are included to attain the robust design under the worst-case philosophy. In particular, the worst-case transmit power at the multiple-antenna relay is minimized while guaranteeing the worst-case quality of service requirements that the received signal-to-noise ratio (SNR) at both sources are above a prescribed threshold value. Since the worst-case received SNR expression is too complex for subsequent derivation and processing, its lower bound is explored instead by minimizing the numerator and maximizing the denominator of the worst-case SNR. The aforementioned problem is mathematically formulated and shown to be nonconvex. This motivates the pursuit of semidefinite relaxation coupled with a randomization technique to obtain computationally efficient high-quality approximate solutions. This paper has shown that the original optimization problem can be reformulated and then relaxed to a convex problem that can be solved by utilizing suitable randomization loop. Numerical results compare the proposed multiple-antenna relay with the existing nonrobust method, and therefore validate its robustness against the channel uncertainty. Finally, the feasibility of the proposed design and the associated influencing factors are discussed by means of extensive Monte Carlo simulations.
The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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v.32
no.11A
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pp.1079-1085
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2007
This Paper Proposes a new optimization algorithm named by GBNSGA-II(Goal-pareto Based Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-II) which uses Goal Programming to find non-dominated solutions in NSGA-II. Although the conventional NSGA is very popular to solve multiobjective optimization problem, its high computational complexity, lack of elitism and difficulty of selecting sharing parameter have been considered as problems to be overcome. To overcome these problems, NSGA-II has been introduced as the alternative for multiobjective optimization algorithm preventing aforementioned defects arising in the conventional NSGA. Together with advantageous features of NSGA-II, this paper proposes rather effective optimization algorithm formulated by purposely combining NSGA-II algorithm with GP (Goal Programming) subject to satisfying multiple objectives as possible as it can. By conducting computer simulations, the superiority of the proposed GBNSGA-II algorithm will be verified in the aspects of the effectiveness on optimization process in presence of a priori constrained goals and its fast converging capability.
Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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2008.03a
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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.
Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea CI
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v.39
no.4
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pp.10-18
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2002
Network topology design is a multiobjective problem with various design components. The components such as cost, message delay and reliability are important to gain the best performance. Recently, Genetic Algorithms(GAs) have been widely used as an optimization method for real-world problems such as combinatorial optimization, network topology design, and so on. This paper proposed a method of Multi-objective GA for Design of the network topology which is to minimize connection cost and message delay time. A common difficulty in multiobjective optimization is the existence of an objective conflict. We used the prufer number and cluster string for encoding, parato elimination method and niche-formation method for the fitness sharing method, and reformation elitism for the prevention of pre-convergence. From the simulation, the proposed method shows that the better candidates of network architecture can be found.
Chang, Chun Ho;Park, Moon Ho;Lee, Hae Kyoung;Park, Soon Eung
Journal of Korean Society of Steel Construction
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v.12
no.3
s.46
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pp.317-328
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2000
The objective of the research is to develop an algorithm for the optimum design of two-dimensional braced steel frames using an advanced analysis, which considers both material and geometric nonlinearties. Since both nonlinearties are considered in analysis process, Optimum design algorithm which does not require to calculate K-factor is presented. A multi-level discrete optimization technique with two parameters that uses the information of structural system and separate member has been developed. The structural analysis is performed by the relined plastic-hinge method which is based on zero-length plastic hinge theory. Optimization problem are formulated by AISC-LRFD code. The feasibility, validity and efficiency of the developed algorithm is demonstrated by the results of the braced steel frame.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.17
no.9
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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 %.
Most existing progression bandwidth models maximize the single or multi weighted sum of bandwidths in the both directions to improve traffic mobility on an arterial, but they cannot be applied to general networks. Even though a few models formulating a looped network problem cannot be applied to networks have not loops. Also they have some defects in optimizing phase sequences. Therefore, the objective of this study is to develope a mathematical formulation of the synchronization problem for a general traffic network. The goal is achieved successfully by introducing the signal phasing for each movement and expanding the mixed integer linear programming of MAXBAND. The experiments indicate that the proposed model can formulate the general traffic network problem mere efficiently than any other model. In conclusion, this model may optimize signal time to smooth progression in the general networks.
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.
Latha, V.L. Padma;Reddy, N. Sudhakar;Babu, A. Suresh
International Journal of Computer Science & Network Security
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v.21
no.12
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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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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