When the fuzzy logic controller (FLC), which is designed based on the plant model, is applied to the real control system, satisfactory control performance may not be attained due to modeling errors from the plant model. In such cases, the control parameters of the controller must be adjusted to enhance control performance. Until now, the trial and error method has been used, consuming much time and effort. To resolve such problem, response surface methodology (RSM), a new method of adjusting the control parameters of the controller, is suggested. This method is more systematic than the previous trial and error method, and thus optimal solutions can be provided with less tuning. First, the initial values of the control parameters were determined through the plant model and the optimization algorithm. Then, designed experiments were performed in the region around the initial values, determining the optimal values of the control parameters which satisfy both the rise time and overshoot simultaneously.
이 연구는 블루베리 즙을 첨가하여 젤리의 제조조건을 최적화하고자 하였다. 16개의 블루베리 즙을 이용한 젤 시료는 Design Expert 프로그램을 이용하여 제조하였으며, 최적화를 위해 블루베리 즙(100~200 g), 설탕(40~160 g), 젤라틴(8~20 g)의 양을 독립변수로, 텍스처, pH, 관능평가 항목을 종속변수로 각각 선정하였다. 반응표면 분석법을 사용하기 위한 실험설계로 중심합성계획을 이용하였다. 각 항목별 최적조건은 Canonical 모형의 수치 최적화(numerical optimization)과 모형적 최적화(graphical optimization)를 통하여 선정하였으며, 그 중 가장 높은 desirability를 갖는 최적점을 선택하여 지점 예측(point prediction)을 통해 도출한 결과, 각 독립변수의 예측된 블루베리 즙을 첨가한 젤리의 최적값은 블루베리 주스 133.63 g, 설탕 160.0 g, 젤라틴은 12.78 g이었다.
In this study, a method for optimal design of impeller shroud for centrifugal compressor using response surface method (RSM) and multi-objective genetic algorithm (MOGA) was studied. Numerical simulation was conducted using ANSYS CFX with various configurations of shroud. Each of the design parameters was divided into 3 levels. Total 15 design points were planned by central composite design (CCD) method, which is one of the design of experiment (DOE) techniques. Response surfaces based on the results of DOE were used to find the optimal shape of impeller shroud for high aerodynamic performance. The whole process of optimization was conducted using ANSYS Design Xplorer (DX). Results showed that the isentropic efficiency, which is the main performance parameter of the centrifugal compressor, was increased 0.4% through the optimization.
It is attempted to find out the optimal shape of U-type bellows using the finite element analysis. The design factors, mountain height, length, thickness, and the number of convolutions are considered and the proper values are chosen fur the simulation. The results show that as the number of convolutions reduces, the volume decreases while the stress increases. However, as the number of convolutions increases, the volume increases above the standard volume and the stress obviously increases. In addition, the effect of the thickness of bellows on the stress is very large. Both of the mass and stress are decreasing at a certain lower value region. Also, we investigated shape optimization with considering maximum stress distribution tendency.
Optimal mount position of a front pillar trim considering heat resistant characteristics can be determined by two methods. One is conventional approximate optimization method which uses the statistical design of experiments (DOE) and response surface method (RSM). Generally, approximated optimum results are obtained through the iterative process by a trial and error. The quality of results depends seriously on the factors and levels assigned by a designer. The other is a methodology derived from previous work by the authors, which is called sequential design of experiments (SDOE), to reduce a trial and error procedure and to find an appropriate condition for using artificial neural network (ANN) systematically. An appropriate condition is determined from the iterative process based on the analysis of means. With this new technique and ANN, it is possible to find an optimum design accurately and efficiently.
본 연구에서는 상업적으로 가장 많이 쓰는 커피 추출기인 2단계 퍼콜레이터를 사용하여 인스턴트커피를 제조하기 위한 커피추출조건을 최적화하였다. 반응표면분석을 위한 수학적 모델식을 구하기 위해 중심합성계획법이 사용되었고, 구해진 모델식에서는 커피추출액의 추출 수율과 추출액의 전반적인 기호도가 3가지 요인(추출기의 급수온도, 추출배수, 추출시간)의 2차식으로 표현되었다. 반응표면분석의 결과를 바탕으로 40% 이상의 수율을 보이는 범위에서, 추출수율과 전반적인 기호도를 최대로 하는 최적 커피 추출 조건은 급수온도 $163^{\circ}C$, 추출배수 4.3 및 추출시간 27분이었다. 이 결과는 산업에서 경쟁력 있는 인스턴트 커피 제조를 위한 커피 추출 조건에 대한 기초 자료를 제공한다.
Jar fermentor 배양에서 S. chibaensis J-59로 부터 포도당 이성화효소의 최적 생산조건을 확립하기 위하여 반응표면분석을 이용하였다. 실험계획은 중심계획합성법을 이용하였고, 3가지 실험요인으로는 공기주입량(vvm), 교반속도(rpm), 포도당의 농도(%)로 선별하였다. 요인실험의 결과로 회귀계수를 산출한 후 반응표면 회귀식을 구하였다. 효소 생산량의 변화에 대한 회귀식의 결정계수(R2)는 0.9776이였고, 분산분석의 F-ratio가 12.487이었으며, 이때 유의성(Prob>F)은 5% 이내로 인정되었다. 능선분석 결과, 효소생산 최대값은 공기주입량 2.227vvm, 교반속도 587.5rpm, glucose 농도 0.586%로 나타났으며 이때 반응표면 회귀식에 의해 추정하는 예상 효소활성은 7.67 단위로 나타났다. Jar fermentor 배양에서의 최적화 회귀식에 따라 1% birchwood xylan, 1.5% CSL, 0.1% $MgSO_4{\cdot}7H_2O$, 0.012% $CoCl_2{\cdot}6H_2O$, (pH 7.0)로 구성된 배지에 초기 pH를 7.0으로 조정하여 배양 종료까지 7.0을 유지하면서 공기주입량을 2.2vvm, 교반속도를 580rpm, glucose 농도를 0.586%로 하여 $30^{\circ}C$에서 42 시간 배양하였을때, 실제 효소생산량은 7.43 단위로 상기 분석법에서 예상한 효소 생산량의 97%에 달하였고, 플라스크배양의 효소생산량 (2.78 GIU/ml)보다 약 2.7배 가량 효소생산이 증가되었다.
본 연구는 L. plantarum K79를 이용하여 ACE 억제활성 향상을 위한 최적의 발효조건을 RSM을 이용하여 예측하고자 하였다. 4개의 독립변수[탈지유(포도당 1% 첨가) 농도(6%-14%), 배양 온도(32℃-42℃), 배양 시간(8-24시간), 스타터 첨가량(0.02%-0.2%)] 5단계 중심 합성 설계 및 반응 표면 분석법을 사용하여 최적의 발효 조건을 결정하는 데 사용하였다. 종속변수는 ACE 억제 활성과 pH였다(이때 ACE 억제율은 조건별 발효원액에서 100배 희석하여 나타낸 값이다). 결정 계수(R2)는 ACE 억제 활성, pH에 대해 각각 0.791, 0.905이었다. 최대 ACE 억제 활성은 10% 탈지유(포도당 1% 첨가) 농도, 37℃ 배양 온도, 17.8 h 배양 시간 및 0.2% 스타터 첨가량 조건에서 90%이었다. RSM에 기초하여 예측된 최적 발효 ACE 조건은 탈지유(포도당 1% 첨가) 농도 13.49%, 스타터 0.0578%, 배양온도 33.4℃에서 21.5시간 동안 배양할 때 ACE 억제 활성 및 pH의 예측 값은 86.69% 및 pH 4.6이었으며 실제 값은 각각 85.5%와 pH 4.58이었다.
A coagulation-flocculation (CF) process using aluminum sulfate as a coagulant was employed to treat highly suspended solids in tunnel wastewater. Response surface methodology (RSM) based on a Box-Behnken design was applied to evaluate the effects of three factors (coagulant dosage, pH and temperature) on total suspended solids (TSS) removal efficiency as well as to identify optimal values of those factors to maximize removal of TSS. Optimal conditions of coagulant dosage and pH for maximum TSS removal changed depending on the temperature ($4{\sim}24^{\circ}C$). As temperature increased, the amount of coagulant dosage and pH level decreased for maximum TSS removal efficiency during the CF process. Proper adjustment of optimal pH and coagulant dosage to accommodate temperature fluctuations can improve TSS removal performance of the CF process.
In order to minimize weight of vehicle seat, an optimum design of aluminum seat is presented while satisfying stress and fatigue life constraints. In this study, the analysis model is validated by comparing it's stress with that of test. Then, two-level orthogonal array is used to estimate the design sensitivity for 7 design variables. Finally, the sequential approximate optimization (SAO) is performed using the constructed RSM models. The approximate RSM models are sequentially updated using the analysis results corresponding to the approximate optimum obtained during the SAO. After 14 analyses, the SAO gives an optimal design that can reduce 16.7$\%$ of weight while increasing 369$\%$ of fatigue life and satisfying stress constraint.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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