• 제목/요약/키워드: Newton algorithm

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신뢰성지수를 고려한 합성 뼈대구조물의 최적설계에 관한 연구 (Optimum Design of Composite Framed Structures Based Reliability Index)

  • 정영채;김종길
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제15권4호통권65호
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    • pp.389-401
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    • 2003
  • 본 연구의 목적은 H형강 단면과 콘크리트의 합성단면으로 구성된 보와 기둥의 합성 뼈대구조물에 대해 신뢰성지수를 고려한 최적 단면을 설계할 수 있는 알고리즘을 개발하는데 있다. 합성 뼈대구조물의 최적화 문제는 단면 치수를 설계변수로 취하고 목적함수와 제약조건을 형성한다. 목적함수는 구조물의 총 경비로 형성하고, 제약조건식은 단면응력과 허용응력의 신뢰성지수를 고려하여 유도한다. 합성 뼈대구조물의 단문을 최적화하는 알고리즘은 수정 Newton-Raphson 탐사법을 사용하는 SUMT기법을 사용한다. 본 연구에서 개발된 최적화 알고리즘은 1층 1경간 합성 뼈대구조물과 5층 1경간 합성 뼈대구조물의 수치예에 신뢰성지수(${\beta}=3.0$, ${\beta}=0.0$)를 고려한 합성 뼈대구조물 설계의 실용화를 위하여 적용된다. 제안된 알고리즘의 최적화 가능성과 적용성 그리고 수렴성 등을 살펴보기 위하여 수치결과들을 비교 분석한다.

저주파 진동 해석을 위한 UPFC의 동적 시뮬레이션 알고리즘에 관한 연구 (A Study on the UPFC Dynamic Simulation Algorithm for Low Frequency Oscillation Studies)

  • 손광명
    • 대한전기학회논문지:전력기술부문A
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    • 제49권10호
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    • pp.502-508
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    • 2000
  • This paper presents a dynamic simulation algorithm for studying the effect of United Power Flow Controller(UPFC) on the low frequency power system oscillations and transient stability studies. The proposed algorithm is a Newton-type one and uses current injection type UPFC model, which gives a fast convergence characteristics. The algorithm is applied to studying inter-area power oscillation damping enhancement of a sample two-area power system both in time domain and frequency domain. The case study results show that the proposed algorithm is very efficient and UPFC is very effective and robust against operating point change.

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Large strain analysis of two-dimensional frames by the normal flow algorithm

  • Tabatabaei, R.;Saffari, H.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제36권5호
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    • pp.529-544
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    • 2010
  • Nonlinear equations of structures are generally solved numerically by the iterative solution of linear equations. However, this iterative procedure diverges when the tangent stiffness is ill-conditioned which occurs near limit points. In other words, a major challenge with simple iterative methods is failure caused by a singular or near singular Jacobian matrix. In this paper, using the Newton-Raphson algorithm based on Davidenko's equations, the iterations can traverse the limit point without difficulty. It is argued that the propose algorithm may be both more computationally efficient and more robust compared to the other algorithm when tracing path through severe nonlinearities such as those associated with structural collapse. Two frames are analyzed using the proposed algorithm and the results are compared with the previous methods. The ability of the proposed method, particularly for tracing the limit points, is demonstrated by those numerical examples.

근접감시용 무인항공기 시스템을 위한 영상 안정화 알고리즘 (Image Stabilization Algorithm for Close Watching UAV(Unmanned Aerial Vehicle) Aystem)

  • 이홍석;이태영;김병수;고윤호
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제47권6호
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    • pp.10-18
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    • 2010
  • 본 논문에서는 움직임 분리와 안정화 모드를 이용하여 근접감시용 무인항공기의 영상을 안정화 시키는 알고리즘을 제안하였다. 무인 항공기에서 촬영된 영상에는 임무에 의한 움직임과 기체의 진동에 의한 움직임이 혼합되어 나타난다. 영상을 안정화하기 위해서는 진동에 의한 움직임을 제거하여야 한다. 제안된 알고리즘에서는 연속된 두 영상의 전역움직임을 6계수 움직임 모형과 2계수 밝기변화 모형으로 모델링하고 Gauss-Newton 알고리즘에 기반한 비선형 최소 제곱법(non-linear least squares)을 이용하여 움직임을 추정하였다. 추정된 움직임에서 IIR 필터를 이용하여 진동에 의한 움직임을 분리하여 제거함으로서 영상을 안정화 하였다. 또한 안정화 영상 생성시 시점의 변화가 많은 실제 무인항공영상에 적용하기 위하여 초기화 상태와 안정화 상태의 두 가지의 상태를 가지는 안정화 모드를 제안하였다. 실험결과 99%의 정확도로 전역 움직임을 추정하였고, 90%의 진동에 의한 움직임 제거 성능을 보였다. 또한, 제안한 알고리즘을 실제 항공영상에 적용하여 영상이 안정화 되는 것을 확인하였다.

가변 시간 뉴톤-랍손 부동소수점 역수 제곱근 계산기 (A Variable Latency Newton-Raphson's Floating Point Number Reciprocal Square Root Computation)

  • 김성기;조경연
    • 정보처리학회논문지A
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    • 제12A권5호
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    • pp.413-420
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    • 2005
  • 부동소수점 제곱근 계산에 많이 사용하는 뉴톤-랍손 부동소수점 역수 제곱근 알고리즘은 일정한 횟수의 곱셈을 반복하여 역수 제곱근을 계산한다. 본 논문에서는 뉴톤-랍손 역수 제곱근 알고리즘의 반복 과정의 오차를 예측하여 오차가 정해진 값보다 작아지는 시점까지 반복 연산하는 알고리즘을 제안한다. `F`의 역수 제곱근 계산은 초기값 '$X_0={\frac{1}{\sqrt{F}}}{\pm}e_0$'에 대하여, '$X_{i+1}=\frac{{X_i}(3-e_r-{FX_i}^2)}{2}$, $i\in{0,1,2,{\ldots}n-1}$'을 반복한다. 중간 곱셈 결과는 소수점 이하 p 비트 미만을 절삭하며, 절삭 오차는 '$e_r=2^{-p}$' 보다 작다. p는 단정도실수에서 28, 배정도실수에서 58이다. '$X_i={\frac{1}{\sqrt{F}}}{\pm}e_i$'라고 하면 '$X_{i+1}={\frac{1}{\sqrt{F}}}-e_{i+1}$, $e_{i+1}{<}{\frac{3{\sqrt{F}}{{e_i}^2}}{2}}{\mp}{\frac{{Fe_i}^3}{2}}+2e_r$이 된다. '$|{\frac{\sqrt{3-e_r-{FX_i}^2}}{2}}-1|<2^{\frac{\sqrt{-p}{2}}}$'이면,'$e_{i+1}<8e_r$이 부동소수점으로 표현 가능한 최소값보다 작아지며, '$X_{i+1}\fallingdotseq{\frac{1}{\sqrt{F}}}$'이다. 본 논문에서 제안한 알고리즘은 입력 값에 따라서 곱셈 횟수가 다르므로, 평균 곱셈 횟수를 계산하는 방식을 도출하고, 여러 크기의 근사 역수 제곱근 테이블($X_0={\frac{1}{\sqrt{F}}}{\pm}e_0$)에서 단정도실수 및 배정도실수의 역수 제곱근 계산에 필요한 평균 곱셈 횟수를 계산한다 이들 평균 곱셈 횟수를 종래 알고리즘과 비교하여 본 논문에서 제안한 알고리즘의 우수성을 증명한다. 본 논문에서 제안한 알고리즘은 오차가 일정한 값보다 작아질 때까지만 반복하므로 역수 제곱근 계산기의 성능을 높일 수 있다. 또한 최적의 근사 역수 제곱근 테이블을 구성할 수 있다. 본 논문의 연구 결과는 디지털 신호처리, 컴퓨터 그라픽스, 멀티미디어, 과학 기술 연산 등 부동소수점 계산기가 사용되는 분야에서 폭 넓게 사용될 수 있다.

변형률 공간에서 변형률속도 및 온도를 고려한 구성방정식의 개선된 적분방법 (Modified Integration Algorithm on the Strain-Space for Rate and Temperature Dependent Elasto-Plastic Constitutive model)

  • 조상순;허훈
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.272-275
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    • 2007
  • This paper is concerned with modified integration algorithm on the strain-space for rate and temperature dependent elasto-plastic constitutive relations in order to obtain more accurate results in numerical implementation. The proposed algorithm is integrated analytically using integration by part and chain rule and then is applied to the 2-stage Lobatto IIIA with second-order accuracy. It has advantage that is able to consider the convective stress rates on the yield surface of the strain-space. Also this paper is carried out the iteration procedure using the Newton-Raphson method to enforce consistency at the end of the step. And the performance of the proposed algorithm for rate and temperature dependent constitutive relation is illustrated by means of analysis of adiabatic shear bands.

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부등호의 등호화를 통한 OPF 해석 알고리즘 개발 (Development of OPF Algorithm with Changing Inequality to Equality)

  • 주운표;김건중;최장흠;엄재선;이병일
    • 대한전기학회논문지:전력기술부문A
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    • 제49권7호
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    • pp.339-344
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    • 2000
  • This paper presents an improved optimal power flow algorithm, which solves an optimization problem with equality constraints with converted inequality constraints. The standard OPF and the penalty function method should do reconstructing active constraints among the inequality constraints so that the activation of the inequality constraints has been imposing an additional burden to solve OPF problem efficiently. However the proposed algorithm converts active inequality constraints into the equality constraints in order to preclude us from reconstructing the procedures. The effectiveness of the new OPF algorithm is validated by applying the IEEE 14 bus system.

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On statistical Computing via EM Algorithm in Logistic Linear Models Involving Non-ignorable Missing data

  • Jun, Yu-Na;Qian, Guoqi;Park, Jeong-Soo
    • 한국통계학회:학술대회논문집
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    • 한국통계학회 2005년도 추계 학술발표회 논문집
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    • pp.181-186
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    • 2005
  • Many data sets obtained from surveys or medical trials often include missing observations. When these data sets are analyzed, it is general to use only complete cases. However, it is possible to have big biases or involve inefficiency. In this paper, we consider a method for estimating parameters in logistic linear models involving non-ignorable missing data mechanism. A binomial response and normal exploratory model for the missing data are used. We fit the model using the EM algorithm. The E-step is derived by Metropolis-hastings algorithm to generate a sample for missing data and Monte-carlo technique, and the M-step is by Newton-Raphson to maximize likelihood function. Asymptotic variances of the MLE's are derived and the standard error and estimates of parameters are compared.

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지중 케이블 계통의 1선지락 고장점 표정 알고리즘 (A Line to Ground Fault Location Algorithm for Underground Cable System)

  • 이덕수;양하;최면송
    • 대한전기학회논문지:전력기술부문A
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    • 제54권6호
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    • pp.267-273
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    • 2005
  • This paper proposes a line-to-ground fault location algorithm for underground cable system. A feature of the proposed method is a new algorithm based on the analytic research which has not been tried until now. The proposed method firstly makes voltage and current equations using analysis of distributed parameter circuit for each of cores and sheathes respectively, and then establishes an equation of the fault distance according to the analysis of the fault conditions. Finally the solution of this equation is calculated by Newton-Raphson iteration method. The effectiveness of this proposed algorithm has been proven through PSCAD/EMTDC(Ver. 4.1) simulations.

평면(平面)트러스 구조물(構造物)의 형상최적화(形狀最適化) (Shape Optimization of Plane Truss Structures)

  • 김성완;이규원
    • 대한토목학회논문집
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    • 제6권2호
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    • pp.1-15
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    • 1986
  • 본(本) 연구(硏究)에서는 전(全) 해석과정(解析過程)을 two-Levels로 나누었다. Level 1 에서는 two-phases로 나누어 단면(斷面)을 최적화(最適化)하고, Level 2 에서는 트러스의 절점좌표(節點座標)를 변수(變數)로 하여 형상(形狀)을 최적화(最適化)하는 알고리즘을 제시(提示)한 것이다. 이 알고리즘의 Level 1 에서는 유도(誘導)된 비선형계획문제(非緣形計劃問題)를 SUMT 문제(問題)로 변환(變換)시켜 Modified Newton-Raphson Method에 의한 SUMT 법(法)을 채택하고, Leve1 2 에서는 Powell Method의 일방향(一方向) 탐사기법(探査技法)에 의해 목적함수(目的凾數)만이 최소(最小)가 되도록 하는 기법(技法)을 도입하여 최적화(最適化)알고리즘을 제시(提示)하였다. 제시(提示)된 알고리즘을 트러스의 형태(形態), 설계제약조건(設計制約條件), 재하조건(載荷條件) 등을 변화(變化)시켜 가면서 수종의 트러스에 적용(適用)하여 수치계산(數値計算)을 실시하고, 그 결과(結果)를 다른 알고리즘의 결과(結果)와 비교(比較)하므로서 알고리즘의 타당성(妥當性), 안전성(安全性), 적용성(適用性)을 검토하였다. 연구결과(硏究結果)의 two-Level 알고리즘은 트러스의 설계조건(設計條件)에 구애받지 않고 트러스의 형상최적화(形狀最適化)에 적용(適用)할 수 있으며, 안정성(安定性) 있게 비교적(比較的) 빠른 속도(速度)로 최적해(最適解)에 수렴(收斂)한다는 사실이 확인되었다.

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