• Title/Summary/Keyword: discrete variables

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관측기를 이용한 강인한 디지털 로보트제어 (Design of a Digital Robust Control Using Observer for Manipulator)

  • 이보희;김진걸
    • 한국통신학회논문지
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    • 제19권12호
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    • pp.2353-2363
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    • 1994
  • 본 논문에서는 외란이 존재하는 로보트 시스템에 대하여, 축소차수관측기를 사용하여 강인한 디지털 제어기의 설계방법을 다루었다. 대부분의 로보트 매니퓰레이터 경우는 상태변수 모두를 측정할 수 없기 때문에 측정할 수 없는 상태변수들은 추정되거나 재구성되어야 한다. 또 다른 문제점들은 미분불가능한 쿨롱마찰력과 같은 비선형 성분, 중력에 의한 외란, 그리고 구동모터와 매니퓰레이터 사이에 존재하는 뒤틀림 스프링 효과이다. 제어기의 설계는 측정가능한 상태변수와 축소차수 관측기에 의하여 추정한 상태변수들을 궤환시키고 출력 쪽에 이산적분기를 첨가하여 구성하였다. 제어기의 궤환이득은 우선 최적제어이론에 의해 구하고, 만약 시스템 응답이 리미트싸이클을 가지면 혼성시스템에 대한 기술함수법을 적용해서 제어기의 이득을 재조정하여 리미트싸이클을 제거하였다.

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Reliability analysis-based conjugate map of beams reinforced by ZnO nanoparticles using sinusoidal shear deformation theory

  • Keshtegar, Behrooz;Kolahchi, Reza
    • Steel and Composite Structures
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    • 제28권2호
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    • pp.195-207
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    • 2018
  • First-order reliability method (FORM) is enhanced based on the search direction using relaxed conjugate reliability (RCR) approach for the embedded nanocomposite beam under buckling failure mode. The RCR method is formulated using discrete conjugate map with a limited scalar factor. A dynamical relaxed factor is proposed to control instability of proposed RCR, which is adjusted using sufficient descent condition. The characteristic of equivalent materials for nanocomposite beam are obtained by micro-electro-mechanical model. The probabilistic model of nanocomposite beam is simulated using the sinusoidal shear deformation theory (SSDT). The beam is subjected to external applied voltage in thickness direction and the surrounding elastic medium is modeled by Pasternak foundation. The governing equations are derived in terms of energy method and Hamilton's principal. Using exact solution, the implicit buckling limit state function of nanocomposite beam is proposed, which is involved various random variables including thickness of beam, length of beam, spring constant of foundation, shear constant of foundation, applied voltage, and volume fraction of ZnO nanoparticles in polymer. The robustness, accuracy and efficiency of proposed RCR method are evaluated for this engineering structural reliability problem. The results demonstrate that proposed RCR method is more accurate and robust than the excising reliability methods-based FORM. The volume fraction of ZnO nanoparticles and the applied voltage are the sensitive variables on the reliable levels of the nanocomposite beams.

Altered Ground Reaction Forces in Individuals with Chronic Ankle Instability Compared to Lateral Ankle Sprain Copers and Healthy Controls during Walking

  • Inje Lee;Sunghe Ha;Sae Yong Lee
    • 한국운동역학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.94-100
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    • 2023
  • Objective: Few studies have investigated alterations of ground reaction force (GRF) in individuals with chronic ankle instability (CAI) compared with lateral ankle sprain (LAS) copers and healthy controls during walking. This study aimed to investigate differences in GRF variables among the CAI, LAS coper, and control groups. Method: Eighteen individuals with CAI, 18 LAS copers, and 18 healthy controls were recruited for this study. All participants walked on 8-m walkway with a force plate three times. GRF data during stance phase were extracted and analyzed. The analysis of variance and ensemble curve analysis were used for statistical analyses of discrete points and time-series data respectively. Results: The CAI group showed a greater loading rate (LR) and a shorter time to impact peak force than the other groups, as well as decreased vGRF from 56% to 65% in the stance phase than the control group. No significant differences were noted in the other variables. Conclusion: Based on these findings, individuals with CAI should enhance their ability to create propulsion during the push-off phase and spend more time absorbing GRF to decrease the LR, which is considered one of risk factors for overuse injury and ankle osteoarthritis.

Nonlinear structural model updating based on the Deep Belief Network

  • Mo, Ye;Wang, Zuo-Cai;Chen, Genda;Ding, Ya-Jie;Ge, Bi
    • Smart Structures and Systems
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    • 제29권5호
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    • pp.729-746
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    • 2022
  • In this paper, a nonlinear structural model updating methodology based on the Deep Belief Network (DBN) is proposed. Firstly, the instantaneous parameters of the vibration responses are obtained by the discrete analytical mode decomposition (DAMD) method and the Hilbert transform (HT). The instantaneous parameters are regarded as the independent variables, and the nonlinear model parameters are considered as the dependent variables. Then the DBN is utilized for approximating the nonlinear mapping relationship between them. At last, the instantaneous parameters of the measured vibration responses are fed into the well-trained DBN. Owing to the strong learning and generalization abilities of the DBN, the updated nonlinear model parameters can be directly estimated. Two nonlinear shear-type structure models under two types of excitation and various noise levels are adopted as numerical simulations to validate the effectiveness of the proposed approach. The nonlinear properties of the structure model are simulated via the hysteretic parameters of a Bouc-Wen model and a Giuffré-Menegotto-Pinto model, respectively. Besides, the proposed approach is verified by a three-story shear-type frame with a piezoelectric friction damper (PFD). Simulated and experimental results suggest that the nonlinear model updating approach has high computational efficiency and precision.

SP Data를 이용한 주차장선택행태 분석에 관한 연구 (쇼핑통행을 중심으로) (A Study on the Parking Place Choice Behaviors Using Stated Preference Data (the case of shopping trips))

  • 정성용;윤용득;배영석;이재륜
    • 대한교통학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.19-32
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    • 2001
  • 본 연구에서는 주차정책의 변화에 따른 운전자의 주차행동 변화를 예측하고, 나아가서 주차시설별 주차수요의 예측이 가능한 주차장 선택모형을 개발하기 위하여, 대구광역시 운전자의 선호의식자료를 이용한 다항로짓과 네스티드로짓 주차장 선택모형을 추정하고, 모형에 대한 탄력성분석을 실시하였다. 설명변수로서는 성별 연령 등의 대안특유 사회경제적 변수와 주차장 탐색 및 입고시간, 목적지까지의 도보거리, 주차요금, 불법주차 단속횟수 등의 주차관련 특성변수를 적용하였다. 모형의 추정결과에 의하면, 각 설명변수에 대한 추정 파라메타의 부호는 논리적으로 타당하였으며, 모형의 적합도 역시 양호하게 나타났다. 또한, 주차정책변수의 변화에 대한 모형의 탄력성 분석을 실시한 결과에 의하면, 주차비용의 탄력성이 가장 높았고, 주차시설 접근시간보다 목적지까지의 도보거리의 탄력성이 높은 것으로 나타났다. 이는 주차시설의 입고 편의성보다 주차시설과 목적지간의 근접성이 더욱 중요하다는 것을 의미한다. 따라서, 앞으로의 주차시설은 목적지 주변에 소형주차장을 분산하여 공급할 필요가 있을 것이다. 상기와 같이, 본 연구의 결과는 주차정책 수립을 위한 중요한 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

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간편 간접추론방법을 이용한 퍼지 디지털 PID 제어기의 설계 (Design of Fuzzy Digital PID Controller Using Simplified Indirect Inference Method)

  • 채창현
    • 전자공학회논문지C
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    • 제36C권12호
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    • pp.69-77
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    • 1999
  • 본 논문에서는 간편 간접추론방법을 이용한 퍼지 디지털 PID 제어기의 설계 방법을 제안하였다. 제안된 퍼지 제어기는 선형 디지털 PID 제어기에서 유도하였으며, 간편 간접추론을 이용한 퍼지화부, 제어규칙 베이스 및 퍼지화부의 설계방법을 설명하였다. 제안된 퍼지 제어기는 종래의 디지털 PID 제어기를 기초로 설계하였으므로 구조를 이해하기 쉽고, 퍼지입력에 의한 비선형 특성을 가지므로 선형 및 비선형 플랜트에 적응 능력을 가진다. 또한 각 입력변수 별로 간편 간접추론방법을 사용하여 추론하므로 고속 추론이 가능하고, 퍼지규칙의 수가 증가하여도 쉽게 적용 가능하다. 제안된 제어기의 성능을 D. Misir 등이 사용한 선형 및 비선형 플랜트에 모의 실험하여 효용성을 입증하였다.

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Propulsion System Design and Optimization for Ground Based Interceptor using Genetic Algorithm

  • Qasim, Zeeshan;Dong, Yunfeng;Nisar, Khurram
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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    • pp.330-339
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    • 2008
  • Ground-based interceptors(GBI) comprise a major element of the strategic defense against hostile targets like Intercontinental Ballistic Missiles(ICBM) and reentry vehicles(RV) dispersed from them. An optimum design of the subsystems is required to increase the performance and reliability of these GBI. Propulsion subsystem design and optimization is the motivation for this effort. This paper describes an effort in which an entire GBI missile system, including a multi-stage solid rocket booster, is considered simultaneously in a Genetic Algorithm(GA) performance optimization process. Single goal, constrained optimization is performed. For specified payload and miss distance, time of flight, the most important component in the optimization process is the booster, for its takeoff weight, time of flight, or a combination of the two. The GBI is assumed to be a multistage missile that uses target location data provided by two ground based RF radar sensors and two low earth orbit(LEO) IR sensors. 3Dimensional model is developed for a multistage target with a boost phase acceleration profile that depends on total mass, propellant mass and the specific impulse in the gravity field. The monostatic radar cross section (RCS) data of a three stage ICBM is used. For preliminary design, GBI is assumed to have a fixed initial position from the target launch point and zero launch delay. GBI carries the Kill Vehicle(KV) to an optimal position in space to allow it to complete the intercept. The objective is to design and optimize the propulsion system for the GBI that will fulfill mission requirements and objectives. The KV weight and volume requirements are specified in the problem definition before the optimization is computed. We have considered only continuous design variables, while considering discrete variables as input. Though the number of stages should also be one of the design variables, however, in this paper it is fixed as three. The elite solution from GA is passed on to(Sequential Quadratic Programming) SQP as near optimal guess. The SQP then performs local convergence to identify the minimum mass of the GBI. The performance of the three staged GBI is validated using a ballistic missile intercept scenario modeled in Matlab/SIMULINK.

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관광객의 정보이용이 관광주유행동에 미치는 영향분석 (Tourists' Excursion Behavior Analysis Considering Their Information Usage)

  • 김현
    • 대한토목학회논문집
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    • 제30권4D호
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    • pp.339-349
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    • 2010
  • 본 논문은 관광객의 정보이용을 고려한 관광주유행동 분석 목적으로 구조방정식 시스템을 적용한 모형을 구축하였다. 관광주유행동은 관광지 도착이후부터 귀가까지를 다루는 것으로 관광지내 활동과 시간, 관광지점수 등의 지표로 설명하고 있다. 이러한 관광주유행동지표들은 상호 상관관계가 있다는 가정에 구조방정식의 내생변수로 취급하였다. 또한 내생변수들은 지역인지도, 정보이용행동, 개인속성 등에 영향을 받는 것으로 가정하고 있다. 본 모형의 사례분석은 일본 후지 5호 관광지의 관광실태자료를 이용해 수행하였다. 본 연구에서 제안한 관광주유행동 모형은 내생변수간의 공분산관계를 통계적 분석으로 다루는 것이 가능해 기존 이산선택 방법론보다 간단하게 관광지의 정보이용 효과를 분석할 수 있는 장점이 있다.

개선된 유전자 알고리즘을 이용한 산형 골조의 최적화 (Optimization of Gable Frame Using the Modified Genetic Algorithm)

  • 이홍우
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제3권4호
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    • pp.59-67
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    • 2003
  • Genetic algorithm is one of the best ways to solve a discrete variable optimization problem. Genetic algorithm tends to thrive in an environment in which the search space is uneven and has many hills and valleys. In this study, genetic algorithm is used for solving the design problem of gable structure. The design problem of frame structure has some special features(complicate design space, many nonlinear constrants, integer design variables, termination conditions, special information for frame members, etc.), and these features must be considered in the formulation of optimization problem and the application of genetic algorithm. So, 'FRAME operator', a new genetic operator for solving the frame optimization problem effectively, is developed and applied to the design problem of gable structure. This example shows that the new opreator has the possibility to be an effective frame design operator and genetic algorithm is suitable for the frame optimization problem.

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변환영역 기반의 시각특성 파라미터를 이용한 영상 분석 (Image Analysis using Transform domain-based Human Visual Parameter)

  • 김윤호
    • 한국항행학회논문지
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    • 제12권4호
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    • pp.378-383
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    • 2008
  • 본 논문에서는 DCT 변환과 퍼지추론을 이용하여 영상을 분석하는 방법을 제안 한 바, 병해충 과실 등의 특성을 분석 할 수 있는 퍼지추론 알고리즘과 변환계수에 시각특성파라미터를 접목하는 방법에 중점을 두었다. 전처리 과정에서 이산코사인 변환계수로부터 엔트로피와 텍스처 등의 시각특징 파라미터들을 구하였고, 이 변수들을 이용하여 퍼지 추론의 입력 변수를 생성 하였다. 맘다니 연산자와 ${\alpha}$-cut 함수를 적용하여 영상 분석을 실험한 결과, 제안한 방법의 응용가능성을 입증하였다.

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