• 지구물리와물리탐사
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• 제25권4호
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• pp.242-251
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• 2022

자동 미분은 컴퓨터를 이용한 미분 계산시 함수의 전방향 연산만 정의하면 연쇄법칙을 이용해 함수의 미분을 자동으로 계산해주는 기능이다. 최근 자동 미분을 지원하는 계산 라이브러리들의 발달에 따라 지구 물리 역산 문제에 자동 미분 기술을 도입하는 사례가 증가하고 있다. 본 연구에서는 탄성파 탐사 전파형 역산 목적함수의 그래디언트 계산시 자동 미분을 도입하였을 때의 장단점과 성능을 분석하였다. 목적함수의 그래디언트 계산은 연쇄법칙을 이용해 매개변수 미분, 파동장 미분과 목적함수 미분의 곱으로 나타낼 수 있다. 수치 예제를 통해 매개변수 미분과 목적함수 미분 계산은 자동 미분으로 수행하고 파동장 미분은 해석적 방법으로 수행함으로써 해석적 미분의 장점인 빠른 성능과 자동 미분의 장점인 복잡한 그래디언트 계산의 편리성을 함께 얻을 수 있음을 보였다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2008년도 공동학술대회
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• pp.51-56
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• 2008

등방성 매질에서의 파형역산에 대한 연구는 1980년대부터 꾸준히 이루어져 왔으나 이방성 매질에 대한 연구는 그렇지 못하다. 본 연구에서는 이방성 매질에 대한 시간영역 셀기반 유한 차분 모델링 기법을 이용해 2차원 TI 구조에서의 파형역산 알고리듬을 개발하였다. 반복적인 비선형 역산에서 최대 급경사 방향은 역시간 구조보정의 역전파 방법을 이용하여 간접적으로 계산하였고, 이를 정규화 시키기 위해 슈도-헤시안 행렬을 이용하였다. 본 연구에서 제시된 시간영역 파형역산 기법을 이방성 매질을 포함한 2층 구조와 이방성 Marmousi 모형 자료에 적용하고 이를 등방성 매질만을 고려한 기존의 파형역산 결과와 비교하였다. 본 연구의 결과를 통해 이방성 매질을 등방성 매질로 가정하고 파형역산을 수행할 경우 정확한 영상을 얻을 수 없기 때문에, 실제 탐사 자료의 파형역산을 수행할 경우 이방성 매질을 고려해야 좀 더 정확한 지하 구조를 파악할 수 있음을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제10권4호
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• pp.229-240
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• 2007

이 연구에서는 지하 매질의 속도 이방성을 규명하고 이를 고려하여 지하 단면을 해석하는 탄성파 이방성 토모그래피(seismic anisotropic tomography) 알고리듬을 개발하였다. 이는 지하 매질을 대칭축이 기울어진 횡등방성(Tilted Transversely Isotropic) 매질로 가정하여 지하의 속도 구조와 더불어 이방성 구조를 함께 파악할 수 있도록 고안되었다. 개발된 알고리듬은 이방성 토모그래피에서 흔히 나타날 수 있는 역산의 안정성 문제를 해결하기위해여 역산 매개 변수를 역속도비, 역속도 그리고 이방성 대칭축 방향으로 설정하였고, 의사 베타 변환(pseudo-beta transform)을 통해 이방성 계수의 범위를 제한하였으며, ACB (Active Constraint Balancing) 법을 이용하여 효율적으로 역산 제한조건을 적용하였다. 특히, 기존의 등방성 토모그래피에서 사용하던 프레넬대(Fresnel volume)를 고려한 역산 기법을 이방성 토모그래피로 확장하여 파선 토모그래피에 비해 넓은 범위의 전파각 영역을 확보함으로써 이방성 토모그래피의 안정성을 높일 수 있었다. 개발된 이방성 토모그래피 알고리듬을 복잡한 수치 모델에 적용하여 알고리듬의 타당성을 검증하였으며 현장 자료에 적용하여 시추 결과 및 지질 정보들과 일치하는 향상된 결과를 얻었다. 개발된 이방성 토모그래피 알고리듬을 통해 지하매질의 속도 정보와 이방성 정보를 함께 고려함으로써 보다 정확한 지하 구조의 해석이 가능할 것으로 기대된다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• 제20권1E호
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• pp.31-37
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• 2001

Matched Field Processing (MFP) is a successive process of correcting mismatches between true and assumed parameters by matching the measured acoustic field data with numerically simulated data which we call replica. The MFP is widely used both in geo-acoustic parameter inversions and in source localizations. Whether a certain parameter can be inverted effectively or whether a source can be localized correctly depends on the amount of the influence that a parameter has on the acoustic field during the matching process. Sensitive parameters can be better estimated than the less sensitive ones in MFP. On the contrary, the sensitive parameters affect adversely on the source localization results when they have uncertainties. In this paper, a sensitivity index is defined based upon the field variation resulting from the perturbed parameters. Numerical test results show that the index behaves in accordance with the results of source localization under a mismatched environment and also with the inversion solutions.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1996년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 포항공과대학교, 포항; 24-26 Oct. 1996
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• pp.1496-1499
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• 1996

A nonlinear tracking control technique developed for the control of nonlinear systems has been applied to the autopilot design of missile system. The difficulties in the application of inversion based control methods such as input-output feedback linearization and sliding mode control due to nonminimum phase characteristics are discussed. To avoid the stability problem associated with unstable zero dynamics, the input-output feedback linearization is applied with output-redefinition method to normal acceleration control. The output-redefinition method gives an indirect way to apply the nonlinear controls to nonminimum phase plants by redefining the plant output such that the tracking control of the modified output ensures the asymptotic tracking of the original output. The numerical simulation shows satisfactory results both for nominal and for slightly perturbed missile systems adopting the sliding mode control technique. However, the robustness problem in this method is briefly investigated and verified with the simulation.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2001년도 춘계학술대회논문집
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• pp.997-1002
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• 2001

This paper describes an implementation of inverse filter using SVD in order to recover the input in multi-channel system. The matrix formulation in SISO system is extended to MIMO system. In time and frequency domain we investigates the inversion of minimum phase system and non-minimum phase system. To execute an effective inversion of non-minimum phase system, SVD is introduced. First of all we computes singular values of system matrix and then investigates the phase property of system. In case of overall system is non-minimum phase, system matrix has one (or more) very small singular value(s). The very small singular value(s) carries information about phase properties of system. Using this property, approximate inverse filter of overall system is founded. The numerical simulation shows potentials in use of the inverse filter.

• 자원환경지질
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• 제28권4호
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• pp.425-431
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• 1995

Genetic algorithms are so named because they are analogous to biological processes. The model parameters are coded in binary form. The algorithm then starts with a randomly chosen population of models called chromosomes. The second step is to evaluate the fitness values of these models, measured by a correlation between data and synthetic for a particular model. Then, the three genetic processes of selection, crossover, and mutation are performed upon the model in sequence. Genetic algorithms share the favorable characteristics of random Monte Carlo over local optimization methods in that they do not require linearizing assumptions nor the calculation of partial derivatives, are independent of the misfit criterion, and avoid numerical instabilities associated with matrix inversion. An additional advantage over converntional methods such as iterative least squares is that the sampling is global, rather than local, thereby reducing the tendency to become entrapped in local minima and avoiding the dependency on an assumed starting model.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.580-583
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• 2002

This paper presents a novel pose description corresponding to the structure characteristics of parallel manipulators, which is convenient and intuitionistic to us. A class of 3-RSR parallel manipulator is considered here. Through analysis on geometry theory, we obtain a new method of the closed-form solution to the forward kinematics. The closed-form solution contains two different meanings-analytical and real-time. So we reach the goal of practical application and control. A numerical example is also presented and are verified by an inverse kinematics analysis. It shows that the method has a practical value for real-time control.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2007년도 공동학술대회 논문집
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• pp.58-63
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• 2007

We developed a new algorithm for jointly inverting dc resistivity and seismic travel time tomography data based on the multiple constraints: (1) structural similarity based on cross-gradient, (2) correlation between two different material properties, and (3) a priori information on the material property distribution. Through the numerical experiments of surface dc resistivity and seismic refraction surveys, the performance of the proposed algorithm was demonstrated and the effects of different regularizations were analyzed.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2007년도 공동학술대회 논문집
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• pp.124-129
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• 2007

For seismic imaging and inversion, the inverted image depends on how we define the objective function. ${\ell}^1$-norm is more robust than ${\ell}^2$-norm. However, it is difficult to apply the Newton-type algorithm directly because the partial derivative for ${\ell^1$-norm has a singularity. In our paper, to overcome the difficulties of singularities, Huber function given by hybrid ${\ell}^1/{\ell}^2$-norm is used. We tested the robustness of our new object function with several noisy data set. Numerical results show that the new objective function is more robust to band limited spiky noise than the conventional object function.