• 제목/요약/키워드: Uncertainty approximation

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변위 제한 조건하에서의 신뢰성 기반 형상 최적화 (Reliability-Based Shape Optimization Under the Displacement Constraints)

  • 오영규;박재용;임민규;박재용;한석영
    • 한국생산제조학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.589-595
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    • 2010
  • This paper presents a reliability-based shape optimization (RBSO) using the evolutionary structural optimization (ESO). An actual design involves uncertain conditions such as material property, operational load, poisson's ratio and dimensional variation. The deterministic optimization (DO) is obtained without considering of uncertainties related to the uncertainty parameters. However, the RBSO can consider the uncertainty variables because it has the probabilistic constraints. In order to determine whether the probabilistic constraint is satisfied or not, simulation techniques and approximation methods are developed. In this paper, the reliability-based shape design optimization method is proposed by utilization the reliability index approach (RIA), performance measure approach (PMA), single-loop single-vector (SLSV), adaptive-loop (ADL) are adopted to evaluate the probabilistic constraint. In order to apply the ESO method to the RBSO, a sensitivity number is defined as the change of strain energy in the displacement constraint. Numerical examples are presented to compare the DO with the RBSO. The results of design example show that the RBSO model is more reliable than deterministic optimization.

조건부 정보엔트로피에 의한 불완전 정보시스템의 불확실성 측정 (Uncertainty Measurement of Incomplete Information System based on Conditional Information Entropy)

  • 박인규
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제14권2호
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    • pp.107-113
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    • 2014
  • 러프집합에서 식별불능의 관계와 근사공간의 개념을 이용해서 의사결정표로부터 최적화된 정보를 유도하게 된다. 그러나 일반적으로 결정표에서 데이터의 중복이나 비일관성은 피할 수 없기 때문에 속성의 중요성은 지식의 감축에서 매우 중요한 개념이다. 속성의 중요성에 대한 대수학적인 정의는 도메인중의 완전한 부분집합에 대한 해당 속성이 주는 영향을 고려하는 것이고, 정보이론적인 정의는 도메인 중의 불완전한 부분집합에 대한 해당 속성이 주는 영향을 고려하는 것이다. 따라서 속성 중요성은 정보이론적인 관점의 정의와 대수학인 관점의 정의가 분명하게 차이가 있다. 본 논문에서는 정보시스템의 조건속성과 결정속성에 포함될 수 있는 정보를 최적화하기 위한 정보이론적인 척도로써 러프집합을 이용한 조건부 정보엔트로피를 제안하고 그 효용성을 보인다.

강성구속 조건을 갖는 구조물의 신뢰성기반 위상최적설계 (Reliability-Based Topology Optimization for Structures with Stiffness Constraints)

  • 김상락;박재용;이원구;유진식;한석영
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제17권6호
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    • pp.77-82
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    • 2008
  • This paper presents a Reliability-Based Topology Optimization(RBTO) using the Evolutionary Structural Optimization(ESO). An actual design involves some uncertain conditions such as material property, operational load and dimensional variation. The Deterministic Topology Optimization(DTO) is obtained without considering the uncertainties related to the uncertainty parameters. However, the RBTO can consider the uncertainty variables because it has the probabilistic constraints. In order to determine whether the probabilistic constraints are satisfied or not, simulation techniques and approximation methods are developed. In this paper, the reliability index approach(RIA) is adopted to evaluate the probabilistic constraints. In order to apply the ESO method to the RBTO, sensitivity number is defined as the change in the reliability index due to the removal of the ith element. Numerical examples are presented to compare the DTO with the RBTO.

pH 측정 시스템의 표준화에 관한 연구 (Studies on the Standardization of pH Measurement System)

  • 이화심;김명수;김진복;오상협
    • 대한화학회지
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    • 제42권4호
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    • pp.432-442
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    • 1998
  • $pH=-loga_H$ 정의에서 pH는 단일 이온의 활동도항을 포함하므로 단지 측정의 방법만으로는 결정되어질 수 없고 근사법을 필요로 한다. 근사법에 의한 pH 측정은 수소전극과 은/염화은 전극을 사용한 액간 접촉이 없는 cell의 기전력 측정으로부터 이루어지는 방법이며, 이 과정을 통해 pH 값이 인증된 pH의 일차 표준 물질을 얻을 수 있다. 일반적인 pH 미터와 전극을 검정하는 데에는 인증된 pH 값을 가지는 표준 완충용액을 사용하므로 표준 완충용액의 pH 값 정혹도는 실제 측정된 pH 값의 실효성을 제한할 수 있다. 본 연구에서는 정확한 pH의 측정을 위해서 pH 값을 인증할 수 있는 시스템을 구축하기 위한 제반의 연구를 수행하였으며, 이를 토대로 pH 1.6∼12.5의 범위에 해당하는 완충용액의 pH를 0.005 pH 단위 이내의 불확도로 인증하였다.

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강우빈도해석에서 Bayesian 기법을 이용한 Gumbel 확률분포 매개변수의 불확실성 평가 (Assessment of uncertainty associated with parameter of gumbel probability density function in rainfall frequency analysis)

  • 문장원;문영일;권현한
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제49권5호
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    • pp.411-422
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    • 2016
  • 우리나라는 수공구조물 설계할 때 강우빈도해석과 강우-유출 모형으로 홍수량을 산정하여 사용하고 있다. 그러나 강우자료의 확률분포 및 자료기간 등에 따른 매개변수 추정에 많은 불확실성이 존재하나 이를 고려한 해석은 이루어지지 않고 있다. 이러한 점에서 Gumbel 분포형과 확률가중 모멘트법을 기준으로 확률강우량의 신뢰구간을 평가함과 동시에 매개변수의 불확실성을 평가하는데 있어서 우수한 성능을 발휘하는 Bayesian방법을 도입하여 서울지역의 확률강우량의 불확실성을 정량적으로 평가하였다. 두 가지 방법의 비교결과 확률가중모멘트법의 신뢰구간이 Bayesian 방법의 불확실성 구간보다 전반적으로 크게 나타났다. 신뢰구간의 경우 정규분포를 따르기 때문에 좌우대칭의 형태를 갖는 반면에 Bayesian 방법의 불확실성은 Gumbel 분포로부터 유도되어, 보다 현실적인 불확실성 평가가 가능하였다. 자료의 구간 및 기간에 따른 확률강우량의 불확실성을 평가한 결과 자료에 증가에 따른 불확실성 감소를 확인할 수 있었으며, Bayesian 방법이 자료 증가에 따른 불확실성 범위 감소가 보다 뚜렷하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다.

QFT를 이용한 파라미터 불확실성을 갖는 비최소위상 제어시스템의 강인한 제어기 설계 (Design of Robust Controller for Non-minimum Phase System with Parametric Uncertainty using QFT)

  • 김영철;김신구;조태신;최선욱;김근식
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제38권3호
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    • pp.1-12
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    • 2001
  • 본 논문은 파라미터 불확실성을 갖는 비최소위상 시스템의 강인제어 문제를 고려한다. 먼저 불확실성을 갖는 비최소위상 시스템을 구간 최소위상 전달함수군과 Pade'근사화 형태로 시간지연 성분으로 변환하는 새로운 방법을 제시한다. 제안하게 될 제어기는 비최소위상 플랜트로 인한 시간지연 거동을 보상할 수 있도록 Smith 예측기 구조를 갖는 보상기로 구성된다. 최소위상 플랜트군의 피드백 제어기는 구조적 불확실성에 대해 주파수 영역의 설계사양의 강인 안정도를 만족하도록 QFT를 이용하여 설계되었다. 전체 시스템의 안정도와 성능은 예제를 통하여 입증한다.

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Bayesian 추론기법을 활용한 레이더 반사도-강우강도 관계식 매개변수의 불확실성 정량적 평가 (Quantitative evaluation of radar reflectivity and rainfall intensity relationship parameters uncertainty using Bayesian inference technique)

  • 김태정;박문형;권현한
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제51권9호
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    • pp.813-826
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    • 2018
  • 최근 기후변동성으로 유발되는 불안정한 기상상태를 효과적으로 관측하고자 레이더가 도입되고 있다. 레이더는 경험식으로 산정된 Z-R 관계식을 통하여 레이더 강우량을 제시하게 된다. 이 과정에서 레이더 강우량은 필연적으로 지상에 도달하는 실제 강우량과는 정량적 오차가 발생하게 된다. 본 연구는 확률통계학적 방법론을 이용하여 Z-R 관계식 매개변수 산정과정에서 우리나라의 강우특성을 고려함과 동시에 Z-R 관계식 매개변수의 불확실성을 정량적으로 제시하고자 한다. 강우의 계절성을 고려하여 Z-R 관계식 매개변수를 추정하는 과정에서 Bayesian 추론기법을 도입하여 생산된 레이더 강우량은 기존의 Z-R 관계식에 비하여 개선된 통계적 효율기준을 제시하였다. 따라서 Bayesian 추론기법을 활용한 Z-R 관계식 매개변수 산정은 정량적으로 신뢰성 있는 고해상도 강우정보의 생산은 고도화된 수문해석 및 기상예보 지원을 가능케 할 것으로 판단된다.

신경회로망을 이용한 자율무인잠수정의 적응제어 (Adaptive Neural Network Control for an Autonomous Underwater Vehicle)

  • 이계홍;이판묵;이상정
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제8권12호
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    • pp.1023-1030
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    • 2002
  • Since the dynamics of autonomous underwater vehicles (AUVs) are highly nonlinear and their hydrodynamic coefficients vary with different vehicle's operating conditions, high performance control systems of AUVs are needed to have the capacities of teaming and adapting to the variations of the vehicle's dynamics. In this paper, a linearly parameterized neural network (LPNN) is used to approximate the uncertainties of the vehicle dynamics, where the basis function vector of the network is constructed according to the vehicle's physical properties. The network's reconstruction errors and the disturbances in the vehicle dynamics are assumed be bounded although the bound may be unknown. To attenuate this unknown bounded uncertainty, a certain estimation scheme for this unknown bound is introduced combined with a sliding mode scheme. The proposed controller is proven to guarantee that all signals in the closed-loop system are uniformly ultimately bounded (UUB). Numerical simulation studies are performed to illustrate the effectiveness of the proposed control scheme.

3자유도 능동형 제진 시스템의 불확실성과 제어 (Uncertainties and control of a 3-DOF active vibration isolation system)

  • 김화수;박희재;문준희
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2006년도 추계학술대회논문집
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    • pp.925-933
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    • 2006
  • Using the physics-based model for the vibration isolation system, the model uncertainties are described. With the model including parameter perturbations, the robust controller to meet the robust performance and stability is designed through $\mu$-synthesis by DK-iteration. The order of controller is reduced by virtue of Hankel norm approximation technique to allow the efficient implementation in the real-time experimental environment without any performance degradation. The performance of the reduced $\mu$-controller is accessed in comparison with the original one. The experiments validate the superiority of the proposed control scheme against the model uncertainties and its applicability with varying payload.

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추계적 계획법을 이용한 수술실 예약 모델과 Newsvendor 비율의 자원 효율성에 대한 영향 분석 (Stochastic Programming Approach to Scheduling Elective Surgeries and the Effects of Newsvendor Ratio on Operating Room Utilization)

  • 민대기
    • 경영과학
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    • 제28권2호
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    • pp.17-29
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    • 2011
  • The purpose of this paper is to schedule elective surgery patients using a stochastic programming approach and to illustrate how operating room utilization behaves when a decision-maker varies costs associated with utilization. Because of the uncertainty in surgery durations, the underage and overage costs that a decision-maker considers plays an important role in allocating surgery cases into available operating room capacity. We formulate the problem as a stochastic mixed integer programming and propose a sampling-based approximation method for a computational purpose. Newsvendor model is employed to explain the results from numerical experiments that are conducted with the actual data from a hospital. The results show that the operating room utilization is more sensitive when the unit overtime cost is relatively larger than the unit cost for underutilized time.