Yun, Woohyun;Ji, Sang Hyun;Na, Byung-Cheol;Won, Wangyun;Lee, Kwang Soon
Korean Chemical Engineering Research
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v.46
no.3
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pp.486-491
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2008
This paper describes a model identification method that has been applied to a commercial 12-inch RTP (rapid thermal processing) equipment with an ultimate aim to develop a high-performance advanced controller. Seven thermocouples are attached on the wafer surface and twelve tungsten-halogen lamp groups are used to heat up the wafer. To obtain a MIMO balanced state space model, multiple SIMO (single-input multiple-output) identification with highorder ARX models have been conducted and the resulting models have been combined, transformed and reduced to a MIMO balanced state space model through a balanced truncation technique. The identification experiments were designed to minimize the wafer warpage and an output linearization block has been proposed for compensation of the nonlinearity from the radiation-dominant heat transfer. As a result from the identification at around 600, 700, and $800^{\circ}C$, respectively, it was found that $y=T(K)^2$ and the state dimension of 80-100 are most desirable. With this choice the root-mean-square value of the one-step-ahead temperature prediction error was found to be in the range of 0.125-0.135 K.
Seo, Man-Jung;Shim, Hee-Sung;Im, Sung-Bin;Hong, Seung-Mo
Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea TC
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v.47
no.2
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pp.9-17
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2010
Recently, there has been much interest in orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) for next generation wireless wideband communication systems. OFDM is a special case of multicarrier transmission, where a single data stream is transmitted over a number of lower-rate subcarriers. One of the main reasons to use OFDM is to increase robustness against frequency-selective fading or narrowband interference. However, in the radio systems it is also important to distortion introduced by high power amplifiers (HPA's) such as solid state power amplifier (SSPA) considered in this paper. Since the signal amplitude of the OFDM system is Rayleigh-distributed, the performance of the OFDM system is significantly degraded by the nonlinearity of the HPA in the OFDM transmitter. In this paper, we propose a canonical piecewise-linear (PWL) model based digital predistorter to prevent signal distortion and spectral re-growth due to the high peak-to-average power ratio (PAPR) of OFDM signal and the nonlinearity of HPA's. Computer simulation on an OFDM system under additive white Gaussian noise (AWGN) channels with QPSK, 16-QAM and 64-QAM modulation schemes and modulator/demodulator implemented with 1024-point FFT/IFFT, demonstrate that the proposed predistorter achieves significant performance improvement by effectively compensating for the nonlinearity introduced by the SSPA.
In this paper we investigate design-based properties of both the ordinary least square estimator and the weighted least square estimator for regression coefficients in panel regression model. We derive formulas of approximate bias, variance and mean square error for the ordinary least square estimator and approximate variance for the weighted least square estimator after linearization of least square estimators. Also we compare their magnitudes each other numerically through a simulation study. We consider a three years data of Korean Welfare Panel Study as a finite population and take household income as a dependent variable and choose 7 exploratory variables related household as independent variables in panel regression model. Then we calculate approximate bias, variance, mean square error for the ordinary least square estimator and approximate variance for the weighted least square estimator based on several sample sizes from 50 to 1,000 by 50. Through the simulation study we found some tendencies as follows. First, the mean square error of the ordinary least square estimator is getting larger than the variance of the weighted least square estimator as sample sizes increase. Next, the magnitude of mean square error of the ordinary least square estimator is depending on the magnitude of the bias of the estimator, which is large when the bias is large. Finally, with regard to approximate variance, variances of the ordinary least square estimator are smaller than those of the weighted least square estimator in many cases in the simulation.
The effect of bottom friction on the steady wind-driven circulation in the Yellow Sea and the East China Sea (YSECS) has been studied using a two-dimensional numerical model with and without tidal forcing. Upwind flow experiment in YSECS has also been carried out with a schematic time variation in the wind field. The surface water setup and circulation pattern due to steady wind forcing are found to be very sensitive to the bottom friction. When the effects of tidal currents are neglected, the overall current velocities are overestimated and eddies of various sizes appear, upwind flow is formed within the deep trough of the Yellow Sea, forming a part of the topographic gyre on the side of Korea. When tidal forcing is taken into account, the wind-induced surface elevations are smoothed out due to the strong tide-induced bottom friction, which is aligned almost normal to the wind stresses; weak upwind flow is farmed in the deep trough of the Yellow Sea, west and south of Jeju. Calculation with wind forcing only through a parameterized linear bottom friction produces almost same results from the calculation with $M_2$ tidal forcing and wind forcing using a quadratic bottom friction, supporting Hunter (1975)'s linearization of bottom friction which includes the effect of tidal current, can be applied to the simulation of wind-driven circulation in YSECS. The results show that steady wind forcing is not a dominant factor to the winter-time upwind flow in YSECS. Upwind flow experiment which considers the relaxation of pressure gradient (Huesh et al. 1986) shows that 1) a downwind flow is dominant over the whole YSECS when the northerly wind reaches a maximum speed; 2) a trend of upwind flow near the trough is found during relaxation when the wind abates; 3) a northward flow dominates over the YSECS after the wind stops. The results also show that the upwind flow in the trough of Yellow Sea is forced by a wind-induced longitudinal surface elevation gradient.
Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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v.7
no.2
s.25
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pp.13-24
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2007
This study is to derive the rainfall intensity formula based on the representative probability distribution using multivariate analysis in Korea. The annual maximum rainfall data at 57 stations having more than 30years long records were used for 12 durations(10min, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 18, 24hr). 50 rainfall characteristics elements are analyzed from the collected data. The widely used 14 probability distributions are applied to the basic data in hydrologic frequency analysis. The homogeneous tests(principal component and cluster analysis) are applied to find the rainfall homogeneity. The results of this study are as followings; (1) The homogeneous test shows that there is no appropriate representative distribution for the whole duration in Korea. But hydrological homogeneous regions of point rainfall could be divided by 5 regions. (2) The GEV distribution for zones I, III, IV, V and the Gumbel distribution for zone II are determined as the representative probability distribution. (3) Comparative analysis of the results shows that the probable rainfalls of representative zones are different from those of existing researches. (4) Rainfall intensity formulas are determined on the basis of the linearization technique for the probable rainfall.
Alginates were irradiated in an aqueous solution with $Co^{60}$ gamma rays in the dose ranges from 0 to 100 kGy, and investigated the relationship between the intrinsic viscosity $([{\eta}])$ and the molecular weight $(M_w)$ of alginates. The molecular weight of alginate was measured by gel permeation chromatography and the ranges from 1,894 to 135,174 Da were obtained. The molecular weight of alginate decreased markedly with increasing the degree of ${\gamma}-ray$ dose rate. The intrinsic viscosity of alginate solution after ${\gamma}-irradiation$ showed the ranges from 9.83 (g/g) to 602.69 (g/g), depending upon the ${\gamma}-irradiation$ dose. The molecular weight of alginate dependence of the intrinsic viscosity of the alginate solution would be expressed by Mark-Houwink equation. With a linearization of molecular weight and the intrinsic viscosity of the alginate solution, Mark-Houwink equation could be expressed with constant variables and the real data fitted to the equation of $[{\eta}]=2.2{\times}10^{-6}\;{M_w}^{1.656}\;(R^2=0.998)$.
The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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v.34
no.2C
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pp.209-216
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2009
The repeater for wireless broadband internet (Wibro) system using OFDM demands the short processing delay to eliminate inter-symbol interference resulted from the time delay greater than the guard time. Towards this, the total system delay of repeater is expected to be minimized as possible as it can without distorting signal quality. In general, the FIR-type of filter is commonly deployed as a channelization filter, but due to its large amount of coefficients for producing prerequisite filter response the excessive large time delay occurs. To withstand this problem, the paper proposes the method for designing IIR filter whose response almost identical to that of the original filter. Moreover, in order to linearize the phase response of the designed IIR filter, this paper also introduce the way of designing the all-pass filter to be cascaded works for linearizing phase response of the channelization as well as the de-channelization filter. To achieve the further improvement in linearization of the phase response and reduction of the overall complexity, this paper tries to transform the integrated IIR filter group into the structure in polyphase style. The computer simulation verifies that the integrated IIR filter group designed in this paper reveals the relatively short processing delay without harming the acceptible signal quality.
The main purpose of the current research is to introduce the alternative algorithm of the non-recursive batch filter based on the unscented transformation in which the linearization process is unnecessary. The presented algorithm is applied to the orbit determination of a low earth orbiting satellite and compared its results with those of the well-known Bayesian batch least squares estimation and the iterative UKF smoother (IUKS). The system dynamic equations consist of the Earth's geo-potential, the atmospheric drag, solar radiation pressure and the lunar/solar gravitational perturbations. The range, azimuth and elevation angles of the satellite measured from ground stations are used for orbit determination. The characteristics of the non recursive unscented batch filter are analyzed for various aspects, including accuracy of the determined orbit, sensitivity to the initial uncertainty, measurement noise and stability performance in a realistic dynamic system and measurement model. As a result, under large non-linear conditions, the presented non-recursive batch filter yields more accurate results than the other batch filters about 5% for initial uncertainty test and 12% for measurement noise test. Moreover, the presented filter exhibits better convergence reliability than the Bayesian least squares. Hence, it is concluded that the non-recursive batch filter based on the unscented transformation is effectively applicable for highly nonlinear batch estimation problems.
The physical-based and lumped-parameter hydrologic groundwater flow model for predicting the rainfall-triggered rise of groundwater levels in hillside slopes is developed in this paper to assess the risk of landslides. The developed model consists of a vertical infiltration model for unsaturated zone linked to a linear storage reservoir model(LSRM) for saturated zone. The groundwater flow model has uncertain constants like soil depttL slope angle, saturated permeability, and potential evapotranspiration and four free model parameters like a, b, c, and K. The free model parameters could be estimated from known input-output records. The BARD algorithm is uses as the parameter estimation technique which is based on a linearization of the proposed model by Gauss -Newton method and Taylor series expansion. The application to examine the capacity of prediction shows that the developed model has a potential of use in forecast systems of predicting landslides and that the optimal estimate of potential 'a' in infiltration model is the most important in the global optimum analysis because small variation of it results in the large change of the objective function, the sum of squares of deviations of the observed and computed groundwater levels. 본 논문에서는 가파른 산사면에서 산사태의 발생을 예측하기 위한 수문학적 인 지하수 흐름 모델을 개발하였다. 이 모델은 물리적인 개념에 기본하였으며, Lumped-parameter를 이용하였다. 개발된 지하수 흐름 모델은 두 모델을 조합하여 구성되어 있으며, 비포화대 흐름을 위해서는 수정된 abcd 모델을, 포화대 흐름에 대해서는 시간 지체 효과를 고려할 수 있는 선형 저수지 모델을 이용하였다. 지하수 흐름 모델은 토층의 두께, 산사면의 경사각, 포화투수계수, 잠재 증발산 량과 같은 불확실한 상수들과 a, b, c, 그리고 K와 같은 자유모델변수들을 가진다. 자유모델변수들은 유입-유출 자료들로부터 평가할 수 있으며, 이를 위해서 본 논문에서는 Gauss-Newton 방법을 이용한 Bard 알고리즘을 사용하였다. 서울 구로구 시흥동 산사태 발생 지역의 산사면에 대하여 개발된 모델을 적용하여 예제 해석을 수행함으로써, 지하수 흐름 모델이 산사태 발생 예측을 위하여 이용할 수 있음을 입증하였다. 또한, 매개변수분석 연구를 통하여, 변수 a값은 작은 변화에 대하여 목적함수값에 큰 변화를 일으키므로 a의 값에 대한 최적값을 구하는 것이 가장 중요한 요소라는 결론을 얻었다.
The integral equation method is a powerful tool for numerical electromagnetic modeling. But the difficulty of this technique is the size of the linear equations, which demands excessive memory and calculation time to invert. This limitation of the integral equation method becomes critical in inverse problem. The conventional Born approximation, where the electric field in the anomalous body is approximated by the background field, is very rapid and easy to compute. However, the technique is inaccurate when the conductivity contrast between the body and the background medium is large. Quasi-linear, quasi-analytical and extended Born approximations are novel approaches to 3-D EM modeling based on the linearization of the integral equations for scattered EM field. These approximation methods are much less time consuming than full integral equation method and more accurate than conventional Born approximation. They we, however, still approximate methods for 3-D EM modeling. Iterative series methods such as modified Born, quasi-linear and quasi-analytical can be used to increase the accuracy of various approximation methods. Comparisons of numerical performance against a full integral equation and various approximation codes show that the iterative series methods are very accurate and almost always converge. Furthermore, they are very fast and easy to implement on a computer. In this study, extended Born series method is developed and it shows more accurate result than that of other series methods. Therefore, Iterative series methods, including extended Born series, open principally new possibilities for fast and accurate 3-D EM modeling and inversion.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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