• 제목/요약/키워드: State Estimator

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가뭄 분석을 위한 지하수위 모니터링 및 예측기법 개발(I) - 표준지하수지수(SGI)를 이용한 지하수 가뭄 모니터링 (Development of groundwater level monitoring and forecasting technique for drought analysis (I) - Groundwater drought monitoring using standardized groundwater level index (SGI))

  • 이정주;강신욱;정지혜;전근일
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제51권11호
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    • pp.1011-1020
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    • 2018
  • 본 연구에서는 미급수지역의 주요 수원인 지하수위 현황을 이용한 가뭄 모니터링 기법을 개발하기 위해 256개의 국가지하수관측망 관측 자료를 이용하여 관측소별, 월별 수위분포를 핵밀도함수로 추정하였다. 추정된 누적분포함수를 이용하여 월별 지하수위의 분위수를 구하고, 분위수를 정규화 하여 표준지하수지수(SGI)를 산정하였다. 관측소별로 산정된 SGI는 티센망을 이용하여 167개 시군별 SGI로 변환하였다. SGI의 범위에 따른 가뭄등급을 설정하여 시군별 지하수 가뭄 정도를 모니터링 할 수 있는 기법을 제시하였다. 이를 통해 계측이 이루어지지 않는 미급수지역의 지하수가뭄상황을 국가지하수관측망을 활용해 간접적으로 판단할 수 있도록 하였다.

네트웍 환경에서의 강건상태추정을 이용한 원격조작시스템 제어 (Teleoperatoin System Control using a Robust State Estimation in Networked Environment)

  • 진태석;김현식
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제18권6호
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    • pp.746-753
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    • 2008
  • 본 논문에서는 원격 제어 시스템에 있어 조작자와 기계사이의 시각적 또는 근육지각운동의 연결에 있어서 조작자의 안정된 작업환경을 확보하기 위해 가상 모델을 이용하고, 또한 가변 시간 지연의 추정 및 예측 기법을 적용함으로써 원격조작의 실현성을 향상시키기 위한 방법을 제시하고 있다. 원격제어시스템에서의 실현성 향상을 위해 가상 모델을 설계하고, 가상의 모델이 원격의 로봇과 시간적으로 동일한 움직임을 할 수 있도록 구성함으로서 조작자는 원격의 로봇을 가상의 모델을 통해 조작할 수 있도록 시스템을 구성하였다. 시뮬레이션과 실험을 통하여 원격조작으로 가상의 모델을 제어함으로써 원격의 로봇을 제어하고, 가상의 모델을 통해 원격의 로봇의 실시간 제어에 가능성을 제시하였다.

Speed Sensorless Control of Ultrasonic Motors Using Neural Network

  • Yoshida Tomohiro;Senjyu Tomonobu;Nakamura Mitsuru;Urasaki Naomitsu;Funabashi Toshihisa;Sekine Hideomi
    • 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.

A Maximum Likelihood Estimator Based Tracking Algorithm for GNSS Signals

  • Won, Jong-Hoon;Pany, Thomas;Eissfeller, Bernd
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.2
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    • pp.15-22
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    • 2006
  • This paper presents a novel signal tracking algorithm for GNSS receivers using a MLE technique. In order to perform a robust signal tracking in severe signal environments, e.g., high dynamics for navigation vehicles or weak signals for indoor positioning, the MLE based signal tracking approach is adopted in the paper. With assuming white Gaussian additive noise, the cost function of MLE is expanded to the cost function of NLSE. Efficient and practical approach for Doppler frequency tracking by the MLE is derived based on the assumption of code-free signals, i.e., the cost function of the MLE for carrier Doppler tracking is used to derive a discriminator function to create error signals from incoming and reference signals. The use of the MLE method for carrier tracking makes it possible to generalize the MLE equation for arbitrary codes and modulation schemes. This is ideally suited for various GNSS signals with same structure of tracking module. This paper proposes two different types of MLE based tracking method, i.e., an iterative batch processing method and a non-iterative feed-forward processing method. The first method is derived without any limitation on time consumption, while the second method is proposed for a time limited case by using a 1st derivative of cost function, which is proportional to error signal from discriminators of conventional tracking methods. The second method can be implemented by a block diagram approach for tracking carrier phase, Doppler frequency and code phase with assuming no correlation of signal parameters. Finally, a state space form of FLL/PLL/DLL is adopted to the designed MLE based tracking algorithm for reducing noise on the estimated signal parameters.

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Nutrient requirements and evaluation of equations to predict chemical body composition of dairy crossbred steers

  • Silva, Flavia Adriane de Sales;Valadares Filho, Sebastiao de Campos;Silva, Luiz Fernando Costa e;Fernandes, Jaqueline Goncalves;Lage, Bruno Correa;Chizzotti, Mario Luiz;Felix, Tara Louise
    • Animal Bioscience
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    • 제34권4호
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    • pp.558-566
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    • 2021
  • Objective: Objectives were to estimate energy and protein requirements of dairy crossbred steers, as well as to evaluate equations previously described in the literature (HH46 and CS16) to predict the carcass and empty body chemical composition of crossbred dairy cattle. Methods: Thirty-three Holstein×Zebu steers, aged 19±1 months old, with an initial shrunk body weight (BW) of 324±7.7 kg, were randomly divided into three groups: reference group (n = 5), maintenance level (1.17% BW; n = 4), and the remaining 24 steers were randomly allocated to 1 of 4 treatments. Treatments were: intake restricted to 85% of ad libitum feed intake for either 0, 28, 42, or 84 d of an 84-d finishing period. Results: The net energy and the metabolizable protein requirements for maintenance were 0.083 Mcal/EBW0.75/d and 4.40 g/EBW0.75, respectively. The net energy (NEG) and protein (NPG) requirements for growth can be estimated with the following equations: NEG (Mcal/kg EBG) = $0.2973_{({\pm}0.1212)}{\times}EBW^{0.4336_{({\pm}0.1002)}$ and NPG (g/d) = 183.6(±22.5333)×EBG-2.0693(±4.7254)×RE, where EBW, empty BW; EBG, empty body gain; and RE, retained energy. Crude protein (CP) and ether extract (EE) chemical contents in carcass, and all the chemical components in the empty body were precisely and accurately estimated by CS16 equations. However, water content in carcass was better predicted by HH46 equation. Conclusion: The equations proposed in this study can be used for estimating the energy and protein requirements of crossbred dairy steers. The CS16 equations were the best estimator for CP and EE chemical contents in carcass, and all chemical components in the empty body of crossbred dairy steers, whereas water in carcass was better estimated using the HH46 equations.

ESPRIT 알고리즘 기반 재구성 가능한 각도 추정기 설계에 관한 연구 (A Study on Design and Implementation of Scalable Angle Estimator Based on ESPRIT Algorithm)

  • 이도현;김병현;정정화;이성진;민경육
    • 전기전자학회논문지
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    • 제27권4호
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    • pp.624-629
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    • 2023
  • 본 논문에서는 ESPRIT(estimation of signal parameters via rotational invariance techniques)알고리듬 기반 재구성 가능한 각도 추정기를 제안 및 설계하였다. ESPRIT은 배열 안테나(uniform linear array)의 천이불변(shift invariance) 성질을 이용해 배열 안테나에 도래하는 신호의 도래각을 추정하는 알고리듬이다. 하지만 여전히 ESPRIT 알고리즘은 공분산 행렬, 고윳값 분해 등 높은 복잡도를 가지는 연산을 필요로 하므로 실시간 도래각 추정을 위해 하드웨어 프로세서로 구현이 필요하다. ESPRIT에서 성능은 안테나 개수와 관련이 있으며, 응용에 따라 요구되는 안테나 수는 상이할 수 있다. 이에 본 논문에서는 응용되는 분야에 따라 성능을 높이고 연산 복잡도 문제를 시킬 수 있도록 2 ~ 8개의 가변 안테나 개수를 지원하는 ESPRIT 프로세서를 제안하였다. 또한, 제안된 ESPRIT 프로세서는 MI-ESPRIT 구조를 기반으로 배열 안테나의 다중 불변성을 활용하여 성능을 향상시켰으며, 최소자승법 알고리즘을 간소화 시켜 복잡도를 감소시켰다.

한국 노인의 자연치아 수와 영양소 섭취상태와의 관련성 -2007~2009년 국민건강영양조사 자료에 근거하여- (The relationship between the numbers of natural teeth and nutritional status of elderly in Korea -based on 2007~2009 national health and nutrition survey data-)

  • 신보미;배수명;류다영;최용금
    • 한국치위생학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.521-531
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    • 2012
  • Objectives : The aim of this study was to evaluate the relation between the state of dental health(number of natural teeth) and nutritional status of Korean elderly using Korean Dietary Reference Intakes, which was an objective standard for nutritional intake based on database of Korea National Health and Nutrition Examination Survey, large scale of sample obtained by the government. Methods : Complex sampling procedure was used to analyze the fourth data(2007-2009) of Korea National Health and Nutrition Examination Survey. When preparing planning file, the estimator of variance as a stratification variance (variance name : kstrata), population of survey unit as a cluster variance(variance name : PSU), and previous exam and nutritional related weighted as a weighted were analyzed by considering reproduced survey and nutritional related total weighted. Complex samples chi-square test was used to estimate the relation between number of natural teeth and inadequate intake and relation factors included in the model were analyzed by complex samples logistic regression analysis. Results : The group of edentulous had a higher risk to intake less nutrient, except calcium, riboflavin and vitamin C than recommended level comparing to reference group which had natural teeth more than 20(phosphate : OR=1.763; 95% CI=1.273-2.443, thiamine : OR=1.748; 95% CI=1.276-2.395, protein : OR=1.610; 95% CI=1.213-2.138). Conclusions : The number of teeth in Korean elderly over 65 years old had a relation with nutritional status in this investigation. Especially, intake level of nutrients was different between the edentulous group and the reference group. Therefore, dental health care is needed from young and middle age to keep health dental condition for through whole life as well as old age. Although the dental condition of the aged is not good, it is evitable to educate them about the relation between dental health and nutritional ingestion to take balanced nutrition, we think.

DS/CDMA 모뎀 구조와 ASIC Chip Set 개발 (A development of DS/CDMA MODEM architecture and its implementation)

  • 김제우;박종현;김석중;심복태;이홍직
    • 한국통신학회논문지
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    • 제22권6호
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    • pp.1210-1230
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    • 1997
  • 본 논문에서는 기준신호를 나타내는 하나의 파일럿채널과 다수의 트래픽채널을 갖는 DS/CDMA용 송수신기구조를 제안한다. 파일럿채널은 데이타 변조가 되지 않은 순수 PN 부호성분을 전송하며 수신단에서 PN 동기 및 동기복조의 기준신호로 이용한다. 또한 이러한 구조는 순방향뿐만 아니라 역방향 링크에도 적용된다. 제안된 DS/CDMA 방식의 특징은 다음과 같다. 첫째, 트래픽채널의 확산 방식은 I-phase 및 Q-phase의 확산부호를 파일럿채널의 그것과 교차하게 배치한 interlaced quardrature-spreading(IQS) 구조를 갖는데 이는 기존의 확산방식에 비해 데이타 신호의 영교차율을 줄여 송신단 출력신호 레벨의 변화를 작게한다. 둘째, PN부호의 초기동기 및 동기초적시 임계값을 적응적으로 자동설정하며, 초기동기시 PN 부호를 한 칩씩 이동하게 하여, 기존의 방식에 비해 초기동기 시간을 절반으로 줄이게 했으며, 수신부에서 PN 부호 발생기를 하나만 사용하여 초기동기 및 동기추적이 되게했다. 또한 state machine을 이용하여 재동기 timing을 자동설정 하도록 설계했다. 셋째, 본 방식에서는 자동주파수조절(automatic frequency control: AFC)기능, 입력신호의 크기에 따라 능동적으로 유효한 출력 레벨을 조절하는 자동 레벨조절(automatic level control: ALC)기능, bit-error-rate(BER)을 자동계산하는 기능, 인접 채널과의 간섭을 최소화하기 위한 스펙트럼 성형기능 등을 도입하여 사용자 편의를 도모했다. 넷째, 데이타 전송속도를 16Kbps~1.024Mbps로 가변이 되게함으로써 다양한 응용에 대처할 수 있게 설계했다. 한편, 본 논문에서 제안한 DS/CDMA 모뎀구조는 다양한 simulation을 통하여, 알고리즘 검증 과정을 거쳤으며, 제안된 DS/CDMA 모뎀 구조는 VHDL을 이용하여 ASIC으로 구현하였다. DS/CDMA용 ASIC은 송신부 ASIC과 수신부 ASIC으로 나누어 개발 하였으며, 한개의 ASIC당 3개의 채널을 동시에 수용할 수 있으며, 다수의 ASIC을 사용하여 여러 채널의 다중접속이 가능하다. 제작완료된 ASIC은 기능시험을 완료했으며 실제 line-of-sight(LOS) 시스템 구현에 적용중이다.

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합천호의 장기간 (2002~2017) 부영양화 특성, 경험적 모델 분석 및 몬순강도에 따른 시공간적 이화학적 수질 변이 (Long-term (2002~2017) Eutropication Characteristics, Empirical Model Analysis in Hapcheon Reservoir, and the Spatio-temporal Variabilities Depending on the Intensity of the Monsoon)

  • 강유진;이상재;안광국
    • 한국환경생태학회지
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    • 제33권5호
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    • pp.605-619
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    • 2019
  • 본 연구는 합천호에서 2002~2017년까지 16년간의 장기간 동안 수질변수를 이용하여 부영양화 특성, 경험적 모델분석 및 몬순강도에 따른 수질변이 특성을 분석하였다. 장기간의 연별 수질 분석에서 합천호는 중영양~부영양 상태로 분석되었고, 계절별 수질분석에서 부영양화 현상은 하절기 이후 심화되는 것으로 나타났다. 장기간의 수질변이 특성은 유역의 점오염원 및 비점 오염원이 크게 변하지 않는 상황 하에서 매년 강우 사상 (집중 강우 vs. 약한 강우) 및 계절적인 강우강도에 의해 조절되는 것으로 분석되었다. 총인(TP), 총질소(TN), 생물학적 산소요구량(BOD) 및 이온 농도변화는 건기해(Dry year)와 홍수해 (Wet year)의 비교분석에서 뚜렷한 차이를 보여 영양염류, 유기물 농도 및 이온농도 변동에 가장 중요한 역할을 하는 것으로 분석되었다. 특히, 수질 변수 중 매년 영양염 지표(TP, TN), 유기물 지표(BOD, COD), 총 부유물질 농도 및 1차생산력의 지표 (Chl-a)는 강수량과 정 상관관계를 보였다. 녹조의 지표인 Chl-a 농도는 총인, 총질소, 및 BOD와 높은 상관관계를 보여, 타 호수처럼 영양염의 과도한 증가시기에 Chl-a농도가 낮아지는 특성과는 차이를 보였다. Log-전환된 총질소, 총인 및 Chl-a에 대한 경험적 모델(Empirical model) 분석에 따르면, Chl-a 농도는 인(phosphorus) 농도에 의해 1차적으로 조절되며, 질소(N)농도는 유의한 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 이는 $Log_{10}TN$, $Log_{10}TP$, $Log_{10}CHL$의 상류, 중류, 하류구간에 대한 공간적 회귀분석에서 총인과 Chl-a는 p <0.005의 유의적인 상관관계를 나타내었으나 총질소와 Chl-a는 p > 0.005의 결과를 보여, 녹조번성에 대해 인(P)이 핵심역할을 하는 것으로 분석 되었다. 또한, 총질소와 총인 모두 Chl-a와 댐에 가까운 하류구간(Lacustrine zone)에 비해 상류구간(Riverine zone)에서 더 유의적인 결과를 보여, 상류역에서 무기성 부유물의 농도의 영향에 의한 광제한 효과(Light limitation)가 거의 나타나지 않는 것으로 분석되었다.