• Smart Structures and Systems
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• 제31권5호
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• pp.437-454
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• 2023

Real-time hybrid simulation (RTHS), which has the advantages of a substructure pseudo-dynamic test, is widely used to investigate the rate-dependent mechanical response of structures under earthquake excitation. However, time delay in RTHS can cause inaccurate results and experimental instabilities. Thus, this study proposes a model-based adaptive control strategy using a Kalman filter (KF) to minimize the time delay and improve RTHS stability and accuracy. In this method, the adaptive control strategy consists of three parts-a feedforward controller based on the discrete inverse model of a servohydraulic actuator and physical specimen, a parameter estimator using the KF, and a feedback controller. The KF with the feedforward controller can significantly reduce the variable time delay due to its fast convergence and high sensitivity to the error between the desired displacement and the measured one. The feedback control can remedy the residual time delay and minimize the method's dependence on the inverse model, thereby improving the robustness of the proposed control method. The tracking performance and parametric studies are conducted using the benchmark problem in RTHS. The results reveal that better tracking performance can be obtained, and the KF's initial settings have limited influence on the proposed strategy. Virtual RTHSs are conducted with linear and nonlinear physical substructures, respectively, and the results indicate brilliant tracking performance and superb robustness of the proposed method.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제12권4호
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• pp.54-59
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• 2007

본 연구에서는 수학적 모델링을 통해 강우에 기인하는 지하수위 변동예측 준-해석학적 모델을 개발하였다. 개발된 모델은 홍천 지역의 지하수위 변동을 예측에 적용되었으며 이를 위하여 지하수 변동 관측자료 및 강우자료가 이용되었다. 개발된 모델은 비선형 파라미터 예측 코드를 활용하여 2003년 지하수위 변동을 예측하도록 적정되었으며 이렇게 최적화에 이용된 입력 파라미터는 그 다음해인 2004년 지하수위 변동을 예측하는데 활용되었다. 강우자료에 기초한 2004년 지하수위 변동 예측은 RMS 오차가 0.18 m로 관측지하수위의 표준편차가 0.44 m인 것으로 미루어 보았을 때 대체로 양호한 것으로 판단된다. 또한 본 연구에서는 개발된 모델을 이용하여 지표 피복의 변화에 기인하는 함양율 감소 시 발생되는 지하수위 변동 예측 및 양수에 의한 인공적인 지하수위 강하를 모사하는데 적용하였다. 본 연구의 결과는 보다 정확한 지하수위 변동 예측증 위해서는 지하수 함양율을 상수로 적용하는 것이 적절치 않으며 강우 패턴의 함수로 결정되어야 함을 보인다.

• 한국통신학회논문지
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• 제22권11호
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• pp.2488-2497
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• 1997

본 논문에서는 카오스 현상을 발생시키는 이산 로렌츠 시스템의 컴퓨터 모의 실험에 대한 방법을 제시하였다. 모의 실험에서의 카오스적인 움직임은 수치해석에 의해 예측된 결과와 일치하였다. 동기화된 카오스 시스템의 원리를 사용함으로써, 비화통신을 위한 접근 방법 로렌츠 방정식을 코딩한 송.수신기를 컴퓨터를 사용, 모의 실험함으로써 증명하였다. 송신기에서는 카오스 신호를 사용해서 보내고자 하는 메시지를 먼저 카오스 신호와 곱하고 다시 카오스 신호를 더해서 전송한다. 한편 수신기에서는 전송된 신호를 수신측 카오스 신호로 빼준 후에 다시 나누어서 전송된 메시지를 회복하는 방법을 사용하였다. 비선형 상태추정으로써 로렌츠 이산 카오스 동기 시스템의 견고성의 정도를 결정하기 위해서 샘플링 시간을 달리했으며, 이때 동기 오차와 그에 따른 송신신호와 수신신호와의 오차 값을 비교하여 성능을 평가하였다.

• 천문학회보
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• 제35권2호
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• pp.49.1-49.1
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• 2010

The study of pores, small penumbraless sunspots, can give us a chance to understand how strong magnetic fields interact with convective motions in the photosphere. For a better understanding of this interaction, we investigate the temporal variation of several tiny pores smaller than 2". These pores were observed by the Solar Optical Telescope (SOT) onboard Hinode on 2006 December 29. We have analyzed the high resolution spectropolarimetric (SP) data and the G-band filtergrams taken during the observation. Magnetic flux density and Doppler velocities of the pores are estimated by applying the center of gravity (COG) method to the SP data. The horizontal motions in and around the pores are tracked by adopting the Nonlinear Affine Velocity Estimator (NAVE) method to the G-band filter images. As results, we found the followings. (1) Darkness of pores is positively correlated with magnetic flux density. (2) Downflows always exist inside and around the pores. (3) The speed of downflows inside the pores is negatively correlated with their darkness. (4) The pores are surrounded by strong downflows. (5) Brightness changes of the pores are correlated with the divergence of mass flow (correlation coefficient > 0.9). (6) The pores in the growing phase are associated with the converging flow pattern and the pores in the decay phase with the diverging flow pattern. Our results support the idea that a pore grows as magnetic flux density increases due to the convergence of ambient mass flow and it decays with the decrease of the flux density due to the diverging mass flow.

• 응용통계연구
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• 제26권3호
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• pp.431-440
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• 2013

우리는 두꺼운 꼬리를 갖는 분포의 모수를 추정하는 방법론을 연구하였다. 일반적으로 MLE(최대우도 추정량)가 모수추정 방법론중에 가장 많이 사용되는데, 이는 MLE가 점근적 일치성과 정규성 그리고 효율성을 가지고 있기 때문이다. 하지만 MLE가 늘 가장 좋은 추정법은 아니다. 어떤 경우에는 MLE가 존재하지 않을 수도 있고 계산이 안정적이지 않을 수도 있다. 본 논문에서는 비선형 최소제곱추정법을 이용한 모수추정 방법론을 제시하고 그 성능을 MLE와 비교하였다. NLS 추정량은 empirical CDF와 이론적 CDF의 차이의 제곱을 최소화 하는 방법론이다. 본 논문에서는 두꺼운 꼬리를 가지는 다양한 분포하에서 우리가 제안하는 NLS방법론과 MLE와의 성능을 비교하였다. 그 결과, Burr 분포에서 표본의 수가 적을 때 우리의 방법론이 MLE보다 좋은 성능을 보여주었고, Frechet 분포에서도 좋은 결과를 얻을 수 있었다.

• 응용통계연구
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• 제33권5호
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• pp.569-578
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• 2020

분위수 회귀모형은 반응변수의 조건부 분위수 함수를 추정함으로써 반응변수와 예측변수의 관계에 대한 포괄적인 정보를 제공한다. 특히 커널 분위수 회귀모형은 비선형 관계식을 고려하기 위하여 양정치 커널함수(kernel function)에 의해 만들어지는 재생 커널 힐버트 공간(reproducing kernel Hilbert space)에서 비선형 조건부 분위수 함수를 추정한다. 그러나 KQR은 이차계획법으로 공식화되어 많은 계산비용을 필요로 하므로 컴퓨터 메모리 능력의 제한으로 대용량 자료의 분석은 불가능하다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 논문에서는 분할정복(divide and conquer) 알고리즘을 활용한 KQR 추정법(DC-KQR)을 제안한다. DC-KQR은 먼저 전체 훈련자료를 몇 개의 부분집합으로 무작위로 분할(divide)한 후, 각각의 부분집합에 대하여 KQR 분위수 함수를 추정하고 이들의 산술 평균을 이용하여 최종적인 추정량으로 통합(conquer)하는 기법이다. 본 논문에서는 모의실험과 실제자료 분석을 통해 제안한 DC-KQR의 효율적인 성능과 활용 가능성을 확인하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.331-340
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• 2000

본 연구의 목적은 하천에서의 실시간 범람위험도 해석을 위해서 DAMBRK 모형과 Kalman filter를 연계한 수치모형을 개발하는데 있다. 본 모형은 1차원 동역학 방정식의 비선형 유한차분 근사해인 음해법을 기본으로 하고 있다. 추계학적 추정법으로서 최적의 갱신 예측치를 얻기 위해 확장된 Kalman filter 기법을 사용하였다. 이 과정은 확정론적 모형에 의한 예측치를 Kalman filter gain factor에 의해 보정된 실시간 관측치와 조합함으로써 수행되었다. 홍수범람위험도는 하도단면의 기하형상과 Manning 조도계수의 변동성을 고려하여 Monte Carlo 모의를 적용하여 예측되었다. 본 모형은 1990년 9월과 1995년 8월의 남한강 홍수에 적용하여 검증하였다. Kalman filter에 의한 해석은 이 기간 동안에 확정론적 해석결과와 비교하여 실측자료와 잘 일치되는 양상이 나타났으며, 이에 따라 제방의 월류위험도를 모의된 홍수위와 제방고를 비교함으로써 얻을 수 있었다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.151-157
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• 2013

본 논문은 내재적으로 고도의 비선형 계통인 풍력 발전 계통 (wind energy conversion system, WECS)의 온라인(online) 적응 퍼지 제어기를 제안한다. 풍력 발전기를 실제 운전하기 위해서는 전력 계수 등과 같은 계통 파라메터를 사전에 측정해야 하며 다수의 센서들을 이용하여 풍동에서 실험이 수행되는데 많은 측정 장비와 수많은 실험이 요구되므로 어려움이 따른다. 이러한 단점을 극복하고자 본 논문에서는 제어기의 설계에 퍼지 논리 시스템(fuzzy logic system, FLS)을 도입한다. 제안된 적응 퍼지 제어기는 자기구조화 알고리듬을 채택하여 제어 목적에 부합하는 FLS 파라메터들을 미리 결정할 필요 없이 자동으로 결정이 된다. 기존에 재안된 퍼지 제어 알고리듬에 비해서 본 논문은 자기 구조화 알고리듬을 채택하여 FLS의 구조 자체도 온라인으로 점차 수립하게 된다. 또한 풍속의 미분을 추정하는 미분추정기를 도입하였으며 전체 폐루프 제어계의 리아프노브 안정도를 증명하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제6권1호
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• pp.38-44
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• 2006

In this paper, a speed sensorless control for an ultrasonic motor (USM) using a neural network (NN) is presented. In the proposed method, rotor speed is estimated by a three-layer NN which adapts nonlinearities associated with load torque and motor temperature into control. The intrinsic properties of a USM, such as high torque for low speeds, high static torque, compact size, etc., offer great advantages for industrial applications. However, the speed property of a USM has strong nonlinear properties associated with motor temperature and load torque, which make accurate speed control difficult. These properties are considered in designing a control method through the application of mathematical models. In these strategies, a detailed speed model of the USM is required which makes actual applications impractical. In the proposed method, a three-layer NN estimates the speed of the USM from the drive frequency, the root mean square value of input voltage and the surface temperature of the USM, where no mechanical speed sensor is needed. The NN speed based estimator enables inclusion of variations in driving conditions due to input signals of the NN involved during the driving state of the USM. The disuse of sensors offers many advantages on both the cost and maintenance front. Moreover, the model free sensorless control method offers practical controller construction within a small number of parameters. To validate the proposed speed sensorless control method for a USM, experiments have been executed under several conditions.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.15-20
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• 2016

기존의 다중 모듈러스 기반 자기복원 등화 유형은 등화 초기에 적용되지 못하고 정상상태 성능 개선에 활용되었다. 본 논문에서는 다중 모듈러스를 원하는 응답으로 하는 유형의 자기복원 등화에서, 오차를 증강하여 오차의 역동성을 확장함으로써 초기 수렴 성능을 개선하고, 그 특성을 분석하였다. 제안 방법에서 오차 증강은 등화기 출력에 대한 심볼 판정에 비례하여 이루어진다. 아울러 제안 방법은 오차 역동성의 확장으로 인한 초기 수렴 기능을 갖기 때문에, 초기 수렴속도와 정상상태 오차 레벨에서 우수한 성능을 보인다. 특히 제안 방법은 등화의 전 과정을 하나의 알고리즘으로 진행하므로 기존의 다른 동작 모드로의 전환이나 선택 방법, 또는 다른 알고리즘과의 동시 동작 등이 불필요하다. 다중경로 전파와 부가 잡음이 있는 채널 조건하에서 이루어진 고차 신호점에 대한 자기복원 등화의 성능 분석 시뮬레이션을 통해 제안 방법의 유용성을 검증하였다.