• 제목/요약/키워드: Rosenbrock

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저류함수모형의 매개변수 산정방법들에 대한 비교 분석 (Comparative Analysis of Parameter Estimation Methods for the Storage Function Model)

  • 송재현;김형수;홍일표;김상욱
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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    • pp.731-736
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    • 2005
  • 현재 국내 주요 하천의 홍수예경보시스템 운영과 다목적댐의 홍수조절관리를 위하여 수문학적 모형의 하나인 저류함수모형(Storage Function Model)을 사용하고 있다. 저류함수모형은 산지가 많은 유역에 적합하도록 개발된 모형으로, 계산절차가 간편하고 홍수유출의 비선형성을 고려할 수 있는 방법이므로 선형모형보다 합리적이라고 알려져 있다. 그러나 저류함수모형을 실제 홍수유출현상에 적용하는데 있어 매개변수를 결정하는 것이 매우 어렵다. 현재 매개변수들을 결정할 수 있는 객관적이고 합리적인 방법이 제시되어 있지 않기 때문에 모형의 매개변수를 결정할 때 경험식을 이용하거나 수문기술자의 판단에 의한 보정에 의존하고 있다. 따라서, 본 논문에서는 홍수통제소에서 사용하고 있는 저류함수 모형의 대표(평균) 매개변수와 경험식, 시행착오법(trial & error method) 및 최적화기법(optimization technique) 중에 Rosenbrock 방법을 이용하여 매개변수를 산정하고 이들을 비교 분석하고자 한다.

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최적화 알고리즘을 이용한 복개터널 물성값의 역해석 (Back Analysis for the Properties of Cut and Cover Tunnel using Optimization Algorithms)

  • 박병수;전상현
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제8권1호
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    • pp.81-87
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    • 2008
  • 본 연구는 복개터널 안정해석시 이용되는 불확실한 지반물성값을 계측자료로부터 최적화하는 역해석에 관한 연구이다. 이 문제에 적합한 최적화 알고리즘을 선택하기 위하여 Simplex방법, Powell방법, Rosenbrock방법, Leverberg-Marquardt방법의 최적화 알고리즘을 가상의 지반굴착문제에 적용하여 소정의 정확성으로 최적해를 구할 수 있는 신뢰도와 변수평가에 소요되는 연산속도에 관하여 비교분석하였다. 해석결과 각 방법모두 허용규준을 만족한 후 정해에 수렴하였고, 함수평가에 소요되는 연산속도에서 최소자승법의 Levenberg-Marquardt방법과 Rossenbrock방법이 효율적으로 수행되는 것으로 나타났다. 한편 복개터널의 탄성계수와 포아송비를 역해석한 결과 역해석시 고려되는 계측점의 수가 증가할수록 설계변수를 정확하게 평가할 수 있었으며 소요되는 연산속도도 개선되는 것으로 나타났다.

합리적인 터널설계정수 산정을 위한 역해석 프로그램 개발 (Development of a back analysis program for reasonable derivation of tunnel design parameters)

  • 김영준;이용주
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.357-373
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    • 2013
  • 본 논문에서는 터널-지반 시스템의 거동을 합리적으로 해석하고 재료의 특성과 터널설계정수 평가를 위한 역해석 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램은 유한차분법과 직접법을 조합한 역해석 기법을 이용하기 위하여 상용 프로그램인 FLAC(Fast Lagrangian Analysis of Continua)과 최적화 알고리즘을 이용하여 지하구조물의 역해석이 가능하도록 구성되었다. 역해석 알고리즘으로는 최적화 기법 중 미분계수를 구하지 않고 직접탐색이 가능한 로젠브록법(Rosenbrock Method)을 이용하였다. 이 연구를 통하여 개발된 역해석 알고리즘의 현장 적용성 검증을 위하여 4개 구간의 실제현장을 대상으로 현장 계측결과를 이용하여 역해석을 수행하였다. 역해석 과정에서 현장계측 변위에 대한 해석 대상지반의 최적함수를 파악하기 위하여 비선형 회귀분석(nonlinear regression analysis)을 실시하였다. 회귀분석은 지수함수와 분수함수를 이용하였으며, 이를 통하여 결정된 최적함수를 이용하여 계산된 총 변위를 역해석 입력 자료로 활용하였다. 이 연구결과로써 대상구조체의 실측변위를 이용한 역해석을 수행한 결과는 계측변위와 평균 4.5%의 오차율을 보였다. 따라서 이 연구에서 제안하는 역해석 기법이 터널 해석에 유용하게 적용될 수 있음을 알 수 있었다.

최적화 기법에 의한 다결정 TFT(Thin Film Transistor)의 매개 변수 추출 (The Parameters Extraction in Poly TFT Using Optimization Technique)

  • 김홍배;손상희;박용헌
    • 대한전기학회논문지
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    • 제40권6호
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    • pp.582-589
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    • 1991
  • We used Cd Se as the semiconductor to analyze the Poly-TFT. Cd Se TFT is fabricated by the vacuum evaporation method and the characteristics curves of the current-voltage are obtained using the results of measurement of Cd Se TFT devices. Employing least square method and Rosenbrock algorithm, we can extract the device parameters(grain boundary mobility, trap density). The current-voltage relations calculated by extracted parameters are in good agreement with experimental results.

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이동최소자승법을 이용한 신뢰성 최적설계 (Reliability Based Design Optimization using Moving Least Squares)

  • 박장원;이오영;임종빈;이수용;박정선
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권5호
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    • pp.438-447
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    • 2008
  • 본 논문에서는 이동최소자승법을 이용한 근사모델을 사용하여 신뢰성 최적설계를 수행하였다. 신뢰성 최적설계의 수행을 위한 반응표면 생성에는 RSM 과 Kriging이 사용될 수 있다. RSM은 계산시간은 빠르나 비선형성이 강한 문제에 약하며 Kriging은 비선형성이 강한 문제에 적용할 수 있으나 계산시간이 오래 걸리는 단점이 있다. 이 두 방법을 보완한 방법인 이동최소자승법(MLSM)을 이용하여 신뢰성 최적설계를 위한 반응표면을 생성하였다. 이동최소자승법을 이용한 신뢰성 최적설계기법은 Rosenbrock function 과 six-hump carmel back function으로 검증하였고 다른 기법과 비교하였다. 이동최소자승법을 이용하여 무인항공기 배기 덕트의 신뢰성 최적설계를 수행하였고 이는 항공우주구조물의 최적설계에 유용할 것으로 보여 진다.

국내무역에서의 PRMS 모형의 적용성에 관한 연구 (A Study on PRMS Applicability for Korean River Basin)

  • 정일원;배덕효
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제38권9호
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    • pp.713-725
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    • 2005
  • 본 연구에서는 미국 지질조사국에서 개발한 PRMS 모형을 국내 7개 댐유역에 적용하여 국내 적용성과 모의한 계를 분석하였다. 모형의 적용성을 평가하기 위해 모형 이론과 매개변수에 대해 검토하고, 국내 실정을 고려한 입력자료와 매개변수 추정의 가용성을 분석하였다. 각 적용유역들에서 GIS자료를 활용하여 추정 가능한 매개변수들은 추정하고 나머지 변수들은 Rosenbrock 방법을 이용하여 보정하였다. 모의결과를 다각적으로 분석하여 PRMS 모형의 모의 능력과 한계를 분석한 결과 PRMS 모형은 모든 적용유역에서 관측치에 높은 적합성을 나타내었다. 기본값을 사용한 융설모의에서도 비교적 정확한 모의가 가능한 것으로 나타났다. 적용 유역면적에 상관없이 신뢰성 높은 유출분석이 가능하였으나, 대유역인 경우 준분포형적인 특성보다는 일체형모형에 가까운 유출모의를 하는 것으로 나타났다.

DR3M-II를 이용한 도시배수유역의 유출해석 (Runoff Analysis of Urban Drainage Using DR3M-II)

  • 민상기;이길춘
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제38권9호
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    • pp.699-711
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    • 2005
  • 미국 지질조사국(U.S Geological Survey)의 강우-유출모형 DR3M-II(Distributed Routing Rainfall-Runoff Model)를 이용해 도시배수유역의 유출해석을 수행하였다. DR3M-II는 강우사상을 입력자료로 하여 수지상의 관거 또는 자연수로망으로 구성된 도시유역에서의 유출추적을 위해 개발된 모형이다. 대상유역인 산본신도시에서의 실측유출자료를 이용한 모형의 검정 및 검증을 수행하였으며, Rosenbrock기법을 이용해 최적매개변수를 유도하였다. 검증결과 첨두유출량의 평균오차는 $7.4\%$로 상당히 양호한 결과를 보여주었다. 매개변수에 대한 민감도 분석결과 비교적 작은 강우강도의 비가 내릴 경우는 유효 불투수지역의 면적이 첨두유출량이나 유출체적에 가장 민감한 영향을 미치는 인자였으나, 큰 강우강도에서는 조도계수와 유역경사를 정의하는 운동파방정식의 계수 ${\alpha}$가 가장 민감한 영향을 미치는 인자인 것으로 나타났다. 대체적으로 첨두유출량보다는 유출체적이 침투능이나 토양함수조건을 정의하는 매개변수에 보다 민감한 반응을 보였으며, 매개변수 ${\alpha}$는 첨두유출량에 보다 민감한 영향을 미치는 것으로 나타났다.

강우-유출에 대한 선형저수지 모형의 매개변수 연구 (Parameters Study of Linear Reservoir Models for Rainfall-Runoff Response)

  • 서영제;김진규;박현주
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제32권6호
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    • pp.711-720
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    • 1999
  • 서해안의 3개 실험유역을 선정, 강우-유출 현상 중 홍수수문곡선을 모의하기 위하여 선형저수지 모형을 적용하고 모형의 매개변수를 유역특성과 상관시켜 회귀분석을 실시하였다. 분석을 위하여 총 8개 모형이 이용되었으며 3개 유역, 5개 수위관측지점에서 시험·적용하였다. 선정된 모형의 매개변수 최적화는 선형계획기법의 일종인 Rosenbrock방법을 이용하였고 유도된 모형의 매개변수는 또 다른 강우-유출 사상에 모의하여 검정하였다. 그리고 검정된 모형 중 Nash모형은 저수지 수(N)와 저류상수(k), 그리고 선형저수지 모형의 경우 저류상수(k)를 유역특성치인 유역의 크기, 경사도 및 하천길이와 상관시켜 회귀분석을 실시하였으며 이 결과는 무계측 유역의 순간단위도(IUH)를 유도하는데 이용할 수 있을 것이다.

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Mutual Detectability and System Enlargement of Detection Filters: An Invariant Zero Approach

  • Kim, Yong-Min;Park, Jae-Hong
    • International Journal of Control, Automation, and Systems
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    • 제4권6호
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    • pp.769-774
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    • 2006
  • In this paper, we discuss the problem of non-mutual detectability using the invariant zero. We propose a representation method for excess spaces by linear equation based on the Rosenbrock system matrix. As an alternative to the system enlargement method proposed by White[1], we propose an appropriate form of an enlarged system to make a set of faults mutually detectable by assigning sufficient geometric multiplicity of invariant zeros. We show the equivalence between the two methods and a necessary condition for the system enlargement in terms of the geometric and algebraic multiplicities of invariant zeros.

불확실한 Affine TFM(Transfer Function Matrix) 시스템의 강인한 다중 루프 제어기 설계 (Robust Multiloop Controller Design of Uncertain Affine TFM(Transfer Function Matrix) System)

  • 변황우;양해원
    • 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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    • 제54권1호
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    • pp.17-25
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    • 2005
  • This paper provides sufficient conditions for the robustness of Affine linear TFM(Transfer Function Matrix) MIMO (Multi-Input Multi-Output) uncertain systems based on Rosenbrock's DNA (Direct Nyquist Array). The parametric uncertainty is modeled through a Affine TFM MIMO description, and the unstructured uncertainty through a bounded perturbation of Affine polynomials. Gershgorin's theorem and concepts of diagonal dominance and GB(Gershgorin Bands) are extended to include model uncertainty. For this type of parametric robust performance we show robustness of the Affine TFM systems using Nyquist diagram and GB, DNA(Direct Nyquist Array). Multiloop PI/PB controllers can be tuned by using a modified version of the Ziegler-Nickels (ZN) relations. Simulation examples show the performance and efficiency of the proposed multiloop design method.