For the state estimation problem, the weighted least squares (WLS) method and the fast decoupled method are widely used at present. However, these algorithms can converge to local optimal solutions. Recently, modern heuristic optimization methods such as Particle Swarm Optimization (PSO) have been introduced to overcome the disadvantage of the classical optimization problem. However, heuristic optimization methods based on populations require a lengthy computing time to find an optimal solution. In this paper, we used PSO to search for the optimal solution of state estimation in power systems. To overcome the shortcoming of heuristic optimization methods, we proposed parallel processing of the PSO algorithm based on the PC cluster system. the proposed approach was tested with the IEEE-118 bus systems. From the simulation results, we found that the parallel PSO based on the PC cluster system can be applicable for power system state estimation.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.10
no.6
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pp.2504-2526
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2016
Wireless sensors are always deployed in brutal environments, but as we know, the nodes are powered only by non-replaceable batteries with limited energy. Sending, receiving and transporting information require the supply of energy. The essential problem of wireless sensor network (WSN) is to save energy consumption and prolong network lifetime. This paper presents a new communication protocol for WSN called Dynamical Threshold Control Algorithm with three-parameter Particle Swarm Optimization and Ant Colony Optimization based on residual energy (DPA). We first use the state of WSN to partition the region adaptively. Moreover, a three-parameter of particle swarm optimization (PSO) algorithm is proposed and a new fitness function is obtained. The optimal path among the CHs and Base Station (BS) is obtained by the ant colony optimization (ACO) algorithm based on residual energy. Dynamical threshold control algorithm (DTCA) is introduced when we re-select the CHs. Compared to the results obtained by using APSO, ANT and I-LEACH protocols, our DPA protocol tremendously prolongs the lifecycle of network. We observe 48.3%, 43.0%, and 24.9% more percentages of rounds respectively performed by DPA over APSO, ANT and I-LEACH.
This study suggests the prediction model to estimate the specific energy of a pick cutter using a gene expression programming (GEP) and particle swarm optimization (PSO). Estimating the performance of mechanical excavators is of crucial importance in early design stage of tunnelling projects, and the specific energy (SE) based approach serves as a standard performance prediction procedure that is applicable to all excavation machines. The purpose of this research, is to investigate the relationship between UCS and BTS, penetration depth, cut spacing, and SE. A total of 46 full-scale linear cutting test results using pick cutters and different values of depth of cut and cut spacing on various rock types was collected from the previous study for the analysis. The Mean Squared Error (MSE) associated with the conventional Multiple Linear Regression (MLR) method is more than two times larger than the MSE generated by GEP-PSO algorithm. The $R^2$ value associated with the GEP-PSO algorithm, is about 0.13 higher than the $R^2$ associated with MLR.
본 연구에서는 볼빔 시스템 제어에 대해 particle swarm optimization을 이용한 최적 퍼지 cascade 제어기 설계 방법을 소개한다. 볼빔 시스템은 모터, 빔과 움직이는 볼로 구성되며 볼의 위치를 제어하는 시스템이다. 본 논문에서는 많은 분야에서 제어 성능이 우수한 퍼지제어기를 cascade 형식으로 설계하여 볼빔 시스템을 제어한다. 퍼지 cascade 제어구조는 1차 제어기와 2차 제어기로 구성되어 있다. 최적 퍼지 제어기를 설계하기 위하여 PSO를 사용한다. PSO는 초기값에 영향이 석고 일반적인 탐색알고리즘과 달리 조기 수렴의 문제점을 극복한다. 본 논문에서 퍼지 제어기와 기존의 PB 제어기의 성능을 비교 분석한다.
Determining the properties of pile from cone penetration test (CPT) is costly, and need several in-situ tests. At the present study, two novel hybrid learning models, namely PSO-RF and HHO-RF, which are an amalgamation of random forest (RF) with particle swarm optimization (PSO) and Harris hawks optimization (HHO) were developed and applied to predict the pile set-up parameter "A" from CPT for the design aim of the projects. To forecast the "A," CPT data along were collected from different sites in Louisiana, where the selected variables as input were plasticity index (PI), undrained shear strength (Su), and over consolidation ratio (OCR). Results show that both PSO-RF and HHO-RF models have acceptable performance in predicting the set-up parameter "A," with R2 larger than 0.9094, representing the admissible correlation between observed and predicted values. HHO-RF has better proficiency than the PSO-RF model, with R2 and RMSE equal to 0.9328 and 0.0292 for the training phase and 0.9729 and 0.024 for testing data, respectively. Moreover, PI and OBJ indices are considered, in which the HHO-RF model has lower results which leads to outperforming this hybrid algorithm with respect to PSO-RF for predicting the pile set-up parameter "A," consequently being specified as the proposed model. Therefore, the results demonstrate the ability of the HHO algorithm in determining the optimal value of RF hyperparameters than PSO.
본 논문에서는 Particle Swarm Optimization(PSO)을 이용하여 지능형 로봇의 주행 제어 방법을 제안한다. 지능형 로봇의 주행을 위한 퍼지 제어기를 설계하고 퍼지 규칙을 구성하고 있는 멤버쉽 함수의 매개 변수를 PSO를 이용하여 동정한다. 최종 PSO로 동정된 매개변수를 이용하여 벽면 주행을 수행한다. 마지막으로, 실험을 통해 그 응용 가능성을 증명한다.
Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers
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v.25
no.6
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pp.504-510
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2016
Robots are widely utilized in many fields, and various demands need customized robots. This study proposes an optimal design method based on swarm intelligence for selecting the kinematic parameter of a manipulator according to the task space trajectory desired by the user. The optimal design method is dealt with herein as an optimization problem. This study is based on swarm intelligence-based optimization algorithms (i.e., ant colony optimization (ACO) and particle swarm optimization algorithms) to determine the optimal kinematic parameters of the manipulator. The former is used to select the optimal kinematic parameter values, whereas the latter is utilized to solve the inverse kinematic problem when the ACO determines the parameter values. This study solves a design problem with the PUMA 560 when the desired task space trajectory is given and discusses its results in the simulation part to verify the performance of the proposed design.
Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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v.18
no.5
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pp.649-658
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2008
In this paper, we proposed an adaptive PSO(APSO) algorithm which changes parameter values with every recursion based on the conventional particle swam optimization(CPSO). In order to solve the optimization problem, the proposed APSO algorithm is applied to some functions, such as the De Jong function, Ackley function, Davis function and Griewank function. The superiority of the proposed APSO algorithm compared with the genetic algorithm(GA) is proved through the numerical experiment. Finally we applied the proposed algorithm to developing a function for personal magnetic field exposure based with real datas which are acquired based on the consumer research and field measuring instrument.
This paper studies damage detection as an optimization problem. A new objective function based on changes in natural frequencies, and Natural Frequency Vector Assurance Criterion (NFVAC) was developed. Due to their easy and fast acquisition, natural frequencies were utilized to detect structural damages. Moreover, they are sensitive to stiffness reduction. The method presented here consists of two stages. Firstly, Finite Element Model (FEM) is updated. Secondly, damage severities and locations are determined. To minimize the proposed objective function, a new bio-inspired optimization algorithm called salp swarm was employed. Efficiency of the method presented here is validated by three experimental examples. The first example relates to three-story shear frame with two single damage cases in the first story. The second relates to a five-story shear frame with single and multiple damage cases in the first and third stories. The last one relates to a large-scale eight-story shear frame with minor damage case in the first and third stories. Moreover, the performance of Salp Swarm Algorithm (SSA) was compared with Particle Swarm Optimization (PSO). The results show that better accuracy is obtained using SSA than using PSO. The obtained results clearly indicate that the proposed method can be used to determine accurately and efficiently both damage location and severity in multi-story shear frames.
An inverse radiation analysis is presented for the estimation of the wall emissivities for an absorbing, emitting, and scattering media with diffusely emitting and reflecting opaque boundaries. In this study, a repulsive particle swarm optimization(RPSO) algorithm which is a relatively recent heuristic search method is proposed as an effective method for improving the search efficiency for unknown parameters. To verify the performance of the proposed RPSO algorithm, it is compared with a basic particle swarm optimization(PSO) algorithm and a hybrid genetic algorithm(HGA) for the inverse radiation problem with estimating the wall emissivities in a two-dimensional irregular medium when the measured temperatures are given at only four data positions. A finite-volume method is applied to solve the radiative transfer equation of a direct problem to obtain measured temperatures.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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