• 제목/요약/키워드: Newton-Raphson(NR) method

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판부재의 탄소성대변형 유한요소 해석문제에서의 수렴기법에 관한 고찰 (A Study on the Iterative Solution Procedures for the Elasto-Plastic Large Deflection Analysis of Plates)

  • 백점기;김창렬;이정권
    • 전산구조공학
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    • 제2권3호
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    • pp.97-103
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    • 1989
  • 본 연구에서는 유한요소법에 의한 판부재의 탄소성대변형 거동해석시의 불평형력에 대한 수렴기법의 효율성에 대해 고찰해 보았다. 대상 수렴기법으로는 단순증분법(SI법), Newton-Raphson(NR)법과 수정 Newton-Raphson(mNR)법을 선정하였다. 이들 결과를 바탕으로, 큰 처짐이 발생하는 판에 대해서는 불평형력에 대한 수렴계산을 수행하여야 하며, 이 경우 mR법과 NR법은 같은 정도를 유지하면서도 계산시간은 mNR버과 NR법에 비해 약 1/2정도 절감되며, 큰 초기처짐이 존재하거나 두꺼운 판의 경우에는 불평형력이 상대적으로 크지 않기 때문에 SI법을 사용하는 것이 훨씬 유용하다는 것을 확인하였다.

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Modified Quasi Newton algorithm for boundary estimation in Electrical Impedance Tomography

  • Hwang, Sang-Pil;Jeon, Hae-Jin;Kim, Jae-Hyoung;Lee, Seung-Ha;Choi, Bong-Yeol;Kim, Min-Chan;Kim, Sin;Kim, Kyung-Youn
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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    • pp.32-35
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    • 2004
  • In boundary estimation in Electrical Impedance Tomography (EIT), conventional method is the modified Newton Raphson (mNR) method .The mNR is famous for good method since has good convergence and robustness against noisy data. But the mNR is low efficiency to get and update Jacobian matrix. So, the mNR become very slow algorithm. We propose the Quasi Newton (QN) method to improve efficiency which will lead to speed up in boundary estimation. The QN can improve a low efficiency by using estimated Jacobian matrix contrary to using exactly calculated Jacobian matrix, this used by the mNR. And finally, we propose the modified Quasi Newton (mQN) method because the QN has some problems such as bad early convergence rate and instability of 'divided by zero'. For the verification of the propose method, numerical experiments are conducted and the results show a good performance.

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전기 임피던스 단층촬영을 위한 지수적으로 가중된 최소자승법을 이용한 수정된 조정 Newton-Raphson 알고리즘 (Regularized Modified Newton-Raphson Algorithm for Electrical Impedance Tomography Based on the Exponentially Weighted Least Square Criterion)

  • 김경연;김봉석
    • 전기전자학회논문지
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    • 제4권2호
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    • pp.249-256
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    • 2000
  • 전기 임피던스 단층촬영에서는, 각기 다른 주입 전류패턴에 의해 유기된 경계면의 전압 값을 이용하여 다양한 복원 알고리즘에 의해 물체의 내부 저항률(전도율) 분포를 추정한다. 본 논문에서는, 부가적인 사전 정보를 soft 제약조건으로 비용함수에 추가하고, 비용함수의 가중행렬을 지수적으로 가중된 최소자승법에 근거하여 선택하는 수정된 조정 Newton-Raphson(mNR) 법을 제안한다. 32채널에 대한 컴퓨터 시뮬레이션 결과, 제안된 방법은 기존의 조정 mNR 법에 비해 계산부담은 약간 증가하지만 복원성능이 개선됨을 보인다.

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유전 알고리즘을 이용한 6자유도 병렬형 매니퓰레이터의 순기구학 해석 (Forward kinematic analysis of a 6-DOF parallel manipulator using genetic algorithm)

  • 박민규;이민철;고석조
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1997년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국전력공사 서울연수원; 17-18 Oct. 1997
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    • pp.1624-1627
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    • 1997
  • The 6-DOF parallel manipulator is a closed-kindmatic chain robot manipulator that is capable of providing high structural rigidity and positional accuracy. Because of its advantage, the parallel manipulator have been widely used in many engineering applications such as vehicle/flight driving simulators, rogot maniplators, attachment tool of machining centers, etc. However, the kinematic analysis for the implementation of a real-time controller has some problem because of the lack of an efficient lagorithm for solving its highly nonliner forward kinematic equation, which provides the translational and orientational attitudes of the moveable upper platform from the lenght of manipulator linkages. Generally, Newton-Raphson method has been widely sued to solve the forward kinematic problem but the effectiveness of this methodology depend on how to set initial values. This paper proposes a hybrid method using genetic algorithm(GA) and Newton-Raphson method to solve forward kinematics. That is, the initial values of forward kinematics solution are determined by adopting genetic algorithm which can search grobally optimal solutions. Since determining this values, the determined values are used in Newton-Raphson method for real time calcuation.

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A New Concept of Power Flow Analysis

  • Kim, Hyung-Chul;Samann, Nader;Shin, Dong-Geun;Ko, Byeong-Hun;Jang, Gil-Soo;Cha, Jun-Min
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제2권3호
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    • pp.312-319
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    • 2007
  • The solution of the power flow is one of the most important problems in electrical power systems. These traditional methods such as Gauss-Seidel method and Newton-Raphson (NR) method have had drawbacks up to now such as initial values, abnormal operating solutions and divergences in heavy loads. In order to overcome theses problems, the power flow solution incorporating genetic algorithm (GA) is introduced in this paper. General operator of genetic algorithm, arithmetic crossover, and non-uniform mutation operator of GA are suggested to solve the power flow problem. While abnormal solution cannot be obtained by a NR method, multiple power flow solution can be obtained by a GA method. With a heavy load, both normal solution and abnormal solution can be obtained by a proposed method. In this paper, a floating number representation instead of the binary number representation is introduced for accuracy. Simulation results have been compared with traditional methods.

전기 임피던스 단층촬영법에서 잔류오차 기반의 반복적 조정기법을 이용한 영상 복원 (Image Reconstruction Using Iterative Regularization Scheme Based on Residual Error in Electrical Impedance Tomography)

  • 강숙인;김경연
    • 전기전자학회논문지
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    • 제18권2호
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    • pp.272-281
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    • 2014
  • 전기 임피던스 단층촬영법을 이용한 정적 영상 복원에서 대표적으로 사용되고 있는 복원 알고리즘은 modified Newton-Raphson(mNR) 알고리즘으로 수렴 속도 및 추정 정확도 측면에서 비교적 다른 알고리즘들에 비해 좋은 성능을 나타낸다. mNR 알고리즘에서는 측정 전압과 계산 전압과의 차이, 즉 잔류오차를 최소화하도록 목적함수를 설정하고 이를 반복 연산하여 내부의 저항률 분포를 추정한다. 이때 EIT 역문제의 비정치성을 완화시키기 위해 조정방법을 사용하며 조정인자에 따라 서로 다른 영상 복원 성능을 나타낸다. 기존 기법에서는 반복 연산마다 일정한 상수 값의 조정인자를 사용하기 때문에 대상 물체의 내부 상태가 변하거나 측정 잡음 등이 있는 경우 때때로 조정인자에 따라 영상 복원이 수렴되지 않는다. 따라서 본 논문에서는 영상 복원 수렴 및 성능을 개선하기 위하여 잔류오차에 기반하여 반복 연산마다 자동적으로 조정인자를 수정하는 기법을 제안하였다. 시뮬레이션과 실험을 수행하여 제안된 기법의 영상 복원성능을 평가한 결과 비교적 양호한 성능을 나타내었다.

빠른 피쳐변위수렴을 위한 BMA을 이용한 STK 피쳐 추적 (STK Feature Tracking Using BMA for Fast Feature Displacement Convergence)

  • 진경찬;조진호
    • 전자공학회논문지S
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    • 제36S권8호
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    • pp.81-87
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    • 1999
  • 일반거인 피쳐검출 및 추적 알고리즘에는 Garbor-jet를 이용한 elastic bunch graph matching (EBGM), rotation normalized cross-correlation (NCC-R) 및 화소의 고유치를 이용한 Shi-Tomasi-Kanade(STK) 알고리즘 등이 있다. 이들 중에서 EBGM, NCC-R은 피쳐모델에 의해 피쳐를 검출하지만 STK 알고리즘은 피쳐를 자동적으로 검출하는 특징을 가진다. 본 논문에서는 STK알고리즘인 Newton-Raphson (NR) 추적의 초기화 문제를 해결하기 위해서 모델링된 피쳐영역에서 STK 알고리즘으로 피쳐를 검출한 후, NR 방법으로 피쳐를 추적할 때, NR 방법에 의한 피쳐추적의 정확성을 개선시키기 위해 block matching agorithm (BMA)-NR 방법을 제안하였다. NR 방법에 의한 피쳐변위수렴시 BMA-NR 방법이 NBMA-NR (no BMA-NR)방법보다 피쳐추적의 정확성이 향상되었는데, 이는 NR의 서치영역크기로 인한 국소 최소치(local minimum) 문제를 해결하였기 때문이다.

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SPSA를 이용한 EIT 영상복원 (EIT Image Reconstruction Using SPSA)

  • 김호찬;부창진
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2721-2723
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    • 2002
  • Electrical impedance tomograpy(EIT) determines the resistivity distribution inside an inhomogeneous target by means of voltage and current measurements conducted at the target boundary. In this paper, a simultaneous perturbation stochastic approximation(SPSA) approach is proposed for the solution of the EIT image reconstruction. Results of numerical experiments of EIT solved by the SPSA approach are presented and compared to that obtained by the modified Newton-Raphson(mNR) method.

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Application of Bacterial Foraging Algorithm and Genetic Algorithm for Selective Voltage Harmonic Elimination in PWM Inverter

  • Maheswaran, D.;Rajasekar, N.;Priya, K.;Ashok kumar, L.
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제10권3호
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    • pp.944-951
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    • 2015
  • Pulse Width Modulation (PWM) techniques are increasingly employed for PWM inverter fed induction motor drive. Among various popular PWM methods used, Selective Harmonic Elimination PWM (SHEPWM) has been widely accepted for its better harmonic elimination capability. In addition, using SHEPWM, it is also possible to maintain better voltage regulation. Hence, in this paper, an attempt has been made to apply Bacterial Foraging Algorithm (BFA) for solving selective harmonic elimination problem. The problem of voltage harmonic elimination together with output voltage regulation is drafted as an optimization task and the solution is sought through proposed method. For performance comparison of BFA, the results obtained are compared with other techniques such as derivative based Newton-Raphson method, and Genetic Algorithm. From the comparison, it can be observed that BFA based approach yields better results. Further, it provides superior convergence, reduced computational burden, and guaranteed global optima. The simulation results are validated through experimental findings.

개선된 유전 알고리즘을 이용한 새로운 전력조류계산 (New Power Flow Calculation Using Improved Genetic Algorithm)

  • 채명석;이태형;신중린;임한석
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1999년도 추계학술대회 논문집 전문대학교육위원 P
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    • pp.43-51
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    • 1999
  • The power flow calculations(PFc) are the most important and powerful tools in power systems engineering. The conventional power flow problem is solved generally with numerical methods such as Newton-Raphson(NR). The conventional numerical method generally have some convergency problem, which is sensitive to initial value, and numerical stability problem concerned with jacobian matrix inversion. This paper presents a new PFc algorithm based on the improved genetic algorithm (IGA) which can overcome the disadvantages mentioned above. The parameters of GA, with dynamical hierarchy of the coding system, are improved to make GA a practical algorithm in the problem of real system. Some case studies with test bus system also present to show the performance of proposed algorithm. The results of proposed algorithm are compared with the results of PFc obtained using a conventional NR method.

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