• 제목/요약/키워드: penalty 함수법

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동적(動的) 구조(構造) 재설계(再說計)를 위한 비선형(非線形) 섭동법(攝動法) (Nonlinea Perturbation Method for Dynamic Structural Redesign)

  • 조규남
    • 대한조선학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.39-45
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    • 1989
  • 선체구조물이나 해양구조물의 동적응답중 원치 않는 고유진동수와 고유진동형태를 가지게 되는 경우가 있으며, 이러한 구조물은 동적 구조 재설계가 필수적이다. 본 소고에서는 비감쇄 구조물의 고유진동수와 진동형태를 기진력에 의한 특정한 진동수와 공진하지 않도록 또는 구조물의 중요한 부분이 특정 진동형태의 최대치에 오지 않도록 구조물의 질량과 강성을 최적하게 변화시키는 방법에 대해 논의하고 있다, 이 방법은 기존의 방법에서 사용되는 모든 고유진동형태의 수식포함과 달리 구속된 고유진동형태만을 미지수로 수식중에 사용하여 불필요한 계산과정을 줄이고 있다. 동적 구조 재설계중 최적화 문제에 중점을 두었으며 목적함수로는 구조물의 최소의 변화와 또는 최소의 중량을 취하였고, 예제를 통하여 본 방법의 응용과 효율성이 입증되었다. 예제에서는 간단한 구조물을 다루었으나 본 방법은 상용 유한요소코드의 연계이용으로 각종 선체구조물과 해양구조물의 진동문제해결에 응용될 수 있음은 자명한 일이다.

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희소 부분 최소 제곱법을 이용한 우리나라 청소년 인터넷 중독 자료 분석 (Analysis of internet addiction in Korean adolescents using sparse partial least-squares regression)

  • 한정섭;박수빈;이동환
    • 응용통계연구
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    • 제31권2호
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    • pp.253-263
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    • 2018
  • 본 연구에서는 우리나라 청소년의 인터넷 중독 자료를 희소 부분 최소제곱법을 적용 하여 분석하였다. 서울 성모병원에서 수집된 자가보고 방식의 인터넷 중독 측도와 다양한 임상 및 정신 병리학적 설문 문항들을 자료로 활용하였다. 표본의 개수보다 설문 문항의 수가 많은 고차원 자료이며, 각 세부문항끼리는 상관관계가 높아 부분 최소제곱법이 좋은 회귀분석 모형이다. 보다 높은 예측 성능과 해석력을 얻기위해 희소성 제약 조건이 가능한 희소 부분 최소 제곱법을 이용하였고, 2가지 다른 벌칙함수를 이용하여 가장 좋은 방법을 선택하였다. 또한, 제안된 최종 모형을 통해 인터넷 중독이 임상 및 정신 병리학적 측도들로 잘 설명됨을 보이고, 공격성과 관련된 다른 설문 문항이 설문 문항이 모형의 잠재성분을 구별하고 설명하는데 역할을 한다는 유의미한 결과를 도출하였다.

영역/경계 분할에 의한 열탄점소성 손상 및 접촉 해석의 효율화 (Computational Efficiency of Thermo-Elasto-Viscoplastic Damage and Contact Analyses by Domain/Boundary Decomposition)

  • 김성준;신의섭
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제22권2호
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    • pp.153-161
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    • 2009
  • 재료 비선형성을 갖는 열탄점소성 손상 문제와 경계 비선형성을 갖는 접촉 문제의 효율적인 해석을 위하여 열탄성 부영역, 열탄점소성/손상 부영역, 공유면, 접촉 공유면에 기반을 둔 영역/경계 분할법을 제안하였다. 대변형과 같은 지하학적 비선형성은 고려하지 않았으며, 영역 및 경계 분할에 관련된 공유면 및 접촉 공유면에서의 연속 구속 조건을 처리하기 위하여 간단한 벌칙 함수 기법을 적용하였다. 결과적으로 재료 및 경계 비선형성은 소수의 부영역과 접촉 경계면에서 계산되는 유한요소 행렬들에 국한된다. 따라서 적절한 해석 알고리듬을 구성하면 대폭적인 효율성 향상이 가능하게 된다. 간단한 수치 실험을 통해서 열탄점소성 손상 및 접촉 해석의 효율성에 관련된 기본적인 특성을 분석하였다.

다목적 최적화 기법을 이용한 편심가새골조의 역량설계 (Capacity Design of Eccentrically Braced Frame Using Multiobjective Optimization Technique)

  • 홍윤수;유은종
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제33권6호
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    • pp.419-426
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    • 2020
  • 본 연구에서는 철골편심가새골조 시스템을 대상으로 다목적최적화기법을 통해 설계를 수행하고 그 결과를 분석하였다. 최적화 설계를 위해 유전 알고리즘의 일종인 NSGA-II를 활용하였다. 여기서, 목적함수는 이율배반적 관계를 갖는 구조물량과 층간변위로 하여 최소화되고, 제약조건에는 구조기준에서 요구하는 내력비, 링크의 회전각 등을 포함하였다. 제약조건은 최적화 알고리즘 내에서 각 항목을 위반할수록 목적함수 값을 크게 증가시키는 벌금함수의 형태를 가지고 있다. 설계기준에서 EBF 시스템의 설계규정은 링크 부재만 항복이 허용되며 나머지 부재는 링크 항복 시 발생되는 부재력을 탄성상태에서 견디도록 의도한 역량설계법에 기초한다. 그러나 최적화를 통해 도출된 결과 중 일부는 구조기준의 설계조항은 만족하지만 특정층 링크에 소성변형이 집중되어 연약층을 형성함으로써 기준에서 의도하는 역량설계의 원칙을 위배하는 결과가 나타났다. 이를 해결하기 위해 모든 링크의 전단 초과강도계수 중 최대값이 최소값의 1.25배를 넘지 않도록 하는 제약식을 추가하였다. 새로운 제약식을 추가한 경우 모든 최적해는 설계기준과 역량설계의 원칙을 준수하는 것으로 나타났다. 모든 설계안에서 보 경간에 대한 링크의 길이비는 전단링크의 범주에 해당하는 10% ~ 14%였다. 전체적으로 설계안들은 링크의 초과강도 계수비가 가장 지배적인 제약으로 작용하였으며, 구조기준의 요구사항 중 층간변위와 내력비 등의 항목에서 허용치에 비해 매우 보수적으로 설계되었다.

개선된 다구찌 기법을 이용한 BLDC 전동기의 코깅 토크 저감을 위한 강건 최적설계 (Robust Design Optimization for Reducing Cogging Torque of a BLDC Motor through an Enhanced Taguchi Method)

  • 이창욱;김동욱;김동훈
    • 한국자기학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.160-164
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    • 2014
  • 본 논문에서는 설계변수의 불확실성을 고려한 BLDC 전동기의 코깅 토크 저감 설계를 수행하기 위하여 개선된 다구찌법을 이용한 효율적인 강건 최적설계 기법을 제안하였다. 일반적인 강건 최적설계 문제를 처리할 때 발생하는 기존 다구찌법의 단점을 해결하기 위하여, 벌칙함수와 최적수준 탐색기법이 새로이 도입되었다. 제안된 설계기법의 타당성을 검증하기 위하여 5 kW, 정격속도 2,300 rpm, 정격 토크 20 Nm의 전기자동차 구동용 BLDC 전동기의 코깅 토크 저감을 위한 강건 설계가 수행되었다. 또한 도출된 설계결과를 코깅 토크, 정격 토크 및 토크 리플에 대해 개념설계와 결정론적 최적설계 된 전동기들의 결과와 비교하였다.

설계사양을 고려한 AVR 시스템의 PSO 기반 PID 제어기 (PSO-Based PID Controller for AVR Systems Concerned with Design Specification)

  • 이윤형
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권10호
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    • pp.330-338
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    • 2018
  • 비례-적분-미분(PID) 제어기는 단순한 구조와 넓은 범위의 운전영역에서 견고한 성능으로 인해 산업계에서 널리 사용되고 있다. 그러나 제어대상으로서 AVR(Automatic Voltage Regulator)은 전력 시스템의 파라미터의 변동에 강인하지 않다. 따라서 PID 제어기를 사용하여 AVR 시스템의 안정성과 성능을 향상시키는 것이 필요하다. 본 논문에서는 PSO(Partial Swarm Optimization) 알고리즘을 사용하여 AVR 시스템을 위한 최적 PID 제어기 파라미터를 결정하는 새로운 설계 방법을 제시한다. 제안하는 접근법은 쉬운 구현뿐만 아니라 안정된 수렴 특성 및 양호한 계산 효율과 우수한 특성을 갖는다. 또한, 제안 된 PSO-PID 제어기의 성능을 평가하기 위해 새로운 목적함수를 정의한다. 이 목적함수는 최대백분율 오버슈트와 정정시간이 설계사양으로 주어진 경우 이를 반영하기 위한 것이다. 이를 위해 ITAE 평가함수에 제약 조건을 위반하면 벌점을 부과하도록 하여 PSO 알고리즘이 PID 제어기 파라미터를 탐색할 때 설계사양을 만족하도록 하게 한다. 최종적으로 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안한 PSO-PID 제어기는 단자전압 계단응답에 대해 주어진 설계사양을 만족할 뿐만 아니라 다른 유사한 최근의 연구보다 더 우수한 제어 성능을 보임을 확인하였다.

다수준 프레일티모형 변수선택법을 이용한 다기관 방광암 생존자료분석 (Analysis of multi-center bladder cancer survival data using variable-selection method of multi-level frailty models)

  • 김보현;하일도;이동환
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • 제27권2호
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    • pp.499-510
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    • 2016
  • 생존분석 회귀모형에서 적절한 변수를 선택하는 것은 매우 중요하다. 본 논문에서는 "frailtyHL" R 패키지 (Ha 등, 2012)를 기반으로 하여 다수준 프레일티 모형 (multi-level frailty models)에서 벌점화 변수선택 방법 (penalized variable-selection method)의 절차를 소개한다. 여기서 모형 추정은 벌점화 다단계 가능도에 기초하며, 세 가지 벌점 함수 (LASSO, SCAD 및 HL)가 고려된다. 개발된 방법의 예증을 위해 벨기에 EORTC (European Organization for Research and Treatment of Cancer; 유럽 암 치료기구)에서 수행된 다국가/다기관 임상시험 자료를 이용하여 세 가지 변수 선택 방법의 결과를 비교하고, 그 결과들의 상대적 장 단점에 대해 토론한다. 특히, 자료 분석 결과에 의하면 SCAD와 HL방법이 LASSO보다 중요한 변수를 잘 선택하는 것으로 나타났다.

공용 공간의 접근성을 고려한 대학 기숙사 공실 배정에 관한 연구: A대학교를 중심으로 (A Study on Room Assignment Considering Accessibility in a University Dormitory: A Case Study for University A)

  • 김나영;이진호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권1호
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    • pp.148-154
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    • 2020
  • 본 논문에서는 대학 기숙사에서 이용 빈도가 높은 특정 공용 공간의 접근성을 높이기 위한 공실 배정에 대해 고려한다. 접근성 향상을 위하여, 학년에 따른 이용 빈도의 차이를 반영하여 학생들의 개인 공실에서 특정 공용 공간까지의 총 이동거리를 최소화하는 정수계획법 모델을 제시한다. 또한 각 공실의 최대 허용 인원을 제한하고 하나의 공실에는 같은 학년으로만 배정되도록 제약하였으며, 제시된 모델은 공급사슬관리에서 다루는 입지 선정 문제와 유사함을 보여준다. 사례 연구를 위하여 제시된 정수계획법 모델을 A대학교 기숙사에 적용하여, 소규모 그룹에 대한 공실 배정 결과를 도출하였으며, 특정 공용 격실을 이용하는 횟수가 많은 저학년 학생일수록 접근성을 고려하여 가까운 곳에 배정되었음을 확인하였다. 추가적으로 고학년부터 공실 배정에 대한 우선순위를 부여할 경우, 저학년이 우선적으로 배정될 때 벌과비용을 목적함수에 추가함으로써 이를 방지하도록 하는 모델을 제시하였다. 이러한 결과를 바탕으로 여러 공용 공간에 대한 학생들의 복합적인 요구들에 부합하도록 공실을 배정하는 방안을 제시할 수 있다.