• 제목/요약/키워드: robust optimization design

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Optimal assessment and location of tuned mass dampers for seismic response control of a plan-asymmetrical building

  • Desu, Nagendra Babu;Dutta, Anjan;Deb, S.K.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제26권4호
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    • pp.459-477
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    • 2007
  • A bi-directional tuned mass damper (BTMD) in which a mass connected by two translational springs and two viscous dampers in two orthogonal directions has been introduced to control coupled lateral and torsional vibrations of asymmetric building. An efficient control strategy has been presented in this context to control displacements as well as acceleration responses of asymmetric buildings having asymmetry in both plan and elevation. The building is idealized as a simplified 3D model with two translational and a rotational degrees of freedom for each floor. The principles of rigid body transformation have been incorporated to account for eccentricity between center of mass and center of rigidity. The effective and robust design of BTMD for controlling the vibrations in structures has been presented. The redundancy of optimum design has been checked. Non dominated sorting genetic algorithm (NSGA) has been used for tuning optimum stages and locations of BTMDs and its parameters for control of vibration of seismically excited buildings. The optimal locations have been observed to be reasonably compact and practically implementable.

Effect of Precultural and Nutritional Parameters on Compactin Production by Solid-State Fermentation

  • Nikhil S., Shaligram;Singh, Sudheer Kumar;Singhal, Rekha S.;Szakacs, George;Pandey, Ashok
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제19권7호
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    • pp.690-697
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    • 2009
  • In the present study, production of compactin by Penicillium brevicompactum WA 2315 was studied. In the first step, various precultural parameters were studied by substituting one factor at a time. Subsequently, the effect of maltodextrin DE 18 on compactin production was studied. The optimized parameters gave maximum compactin production of 850 ${\mu}g/gds$as compared with 678 ${\mu}g/gds$before optimization. Statistical study was performed to further improve the production and develop a robust model. An improved yield of 950 ${\mu}g/gds$was obtained using the conditions proposed by the experimental model. The present study emphasizes the importauce of precultural and nutritional parameters on the production of compactin, and further confirms the usefulness of solid-state fermentation for the production of industrially important secondary metabolites. It also confirms that complex nitrogen sources such as oil cakes can be used for the production of compactin.

컨테이너 크레인의 흔들림 방지장치 개발에 관한 연구 (A Study on the Development of Residual Sway Motion Control System for the Container Crane)

  • 손유식;김영복
    • 한국해양공학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.35-42
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    • 2000
  • The sway control problem of the pendulum motion of a container hanging on the trolly, which transports containers from a container ship to trucks, is considered in the paper. In the container crane control problem, suppressing the residual swing motion of the container at the end of acceleration or the case of that the unexpected disturbance input exists is main issue. For this problem, in general, the trolley motion control strategy is introduced and applied. But in this paper, we introduce and synthesize a new type of swing motion control system. In this control system, a small auxiliary mass is installed on the spreader. And the actuator reacts against the auxiliary mass, applying intertial control forces to the container to reduce the swing motion in the desired manner. In this paper, we apply the LMI approach and simultaneous optimization design method to design the anti-swing motion control system for the controlled plant. And the simulation result shows that the proposed control strategy is shown to be robust to disturbances like winds and initial sway motion.

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고온 환경에서 적용 가능한 병진관절을 갖는 수직 다관절 로봇시스템 개발 및 내구성 분석에 관한 연구 (A Study on Design and Durability Analysis of Vertical Multi-Jointed Robot with Translational Joint to adapt in the High Temperature Environment)

  • 김두범;김희진;배호영;김상현;임오득;한성현;강정석;노성훈
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제22권3호
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    • pp.337-351
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    • 2019
  • We Proposed a new technology to develop vertical type multi-joint robot system enable to adapt in high temperature environment. The main contents is a new approach to design a vertical type articulated robot with prismatic joint and analysis of thermal for process automation of casting and forging. The proposed robot is suitable to use handling working parts of casting and forging. for the manufacturing process of forging and casting. The reliability is illustrated that the proposed technique is more stable and robust than the conventional system. This study is concerned with an analytical methodology of kinematic computation for 7 DOF manipulators for optimization of forging manufacturing process.

도로교설계기준(한계상태설계법)의 콘크리트부재 설계를 위한 재료계수 결정법 및 신뢰도 분석 (New Approaches for Calibrating Material Factors of Reinforced Concrete Members in Korean Highway Bridge Design Code (Limit State Design) and Reliability Analysis)

  • 이해성;송상원;김지현
    • 대한토목학회논문집
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    • 제39권1호
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    • pp.13-24
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    • 2019
  • 이 연구에서는 국내 도로교 한계상태설계법에서 콘크리트부재의 설계를 위하여 적용하고 있는 재료계수의 문제점을 제기하고, 잘 정립된 최적화 과정에 의한 재료계수를 제안하였다. 신뢰도분석을 통하여 현 설계기준의 하중계수와 제안 재료계수가 목표신뢰도지수 보다 높은 신뢰도수준을 확보하고 있음을 보이고, 역신뢰도해석을 통하여 목표신뢰도지수를 잘 근사할 수 있는 하중계수를 제시하였다. 유로코드에서 제시하고 있는 기본 개념에 근거하여 신뢰도기반 하중-재료계수 결정법을 정식화하였다. 제안된 접근법이 신뢰도개념에 의하여 유도되었지만, 이 접근법에 의하여 계산된 하중-재료 계수가 목표신뢰도지수를 정확히 만족시키지 못하는 요인으로서 재료와 부재간에 존재하는 불확실성의 차이를 지적하고, 이러한 차이를 고려하지 않는 유로코드의 개념적 문제점을 제기하였다.

반도체 웨이퍼 공정 배기가스 수분제어장치 (Semiconductor wafer exhaust moisture displacement unit)

  • 진데니;김종해
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권8호
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    • pp.5541-5549
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    • 2015
  • 본 논문은 반도체 웨이퍼 공정 배기가스 수분제어장치에 적용하기 위하여 인덕션 히터를 사용해서 안전하고 효율적인 전력을 사용하는 히터에 대한 설계방법을 제안한다. 수분을 제거하기 위해서 질소 가스의 흡열 반응을 발생하는 필라멘트 히터를 이용하여 배기가스 제거 시스템이 만들어진다. 이론적인 최적화와 전기적인 구현을 통해서 인덕션 이론은 반도체 웨이퍼 공정 배기가스 시스템을 위한 인덕션 히터 설계과정에 적용되어진다. 제안한 인덕션 히터 설계는 에너지 측면에서 비효율적이고 신뢰성이 떨어지며 안전하지 못한 현재의 설계문제에 대한 해결책을 제시한다. 인덕션 히터의 강인성과 미세조정 설계기법이 질소 히터의 사양내에서 에너지 소모를 최적화한다. 최적화는 배기 파이프의 공진주파수에 의해서 특성화된 ZVS(Zero Voltage Switching)를 기초로 이루어진다. 시스템에서 끼어진 고장 안전(fail-safe) 에너지 리미터는 MOSFET의 궤환 제어를 통하여 전압 레귤레이터를 사용하고 N2 히터 유닛의 사양이내에서 작동하기 위한 성능을 만족하도록 한다. 수치 해석과 설계의 우수성을 위한 기존의 필라멘트 히터와 미세조정한 인덕션 히터 설계의 사양과 성능비교는 제안한 인덕션 히터 설계방법이 우수함을 보여준다.

지식기반형 TBM 터널 세그먼트 라이닝 설계 프로그램의 개발 및 적용 (Development and implementation of a knowledge based TBM tunnel segment lining design program)

  • 정용준;유충식
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제16권3호
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    • pp.321-339
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    • 2014
  • 본 논문에서는 인공신경망 기술을 이용한 TBM 터널 세그먼트 라이닝의 설계 시스템 개발에 관한 내용을 다루었다. 먼저 개발 시스템에 대한 개념 및 개발 과정과 시스템을 구성하는 각 요소기술 및 개별 모듈 개발에 관한 내용을 기술하였다. 본 시스템의 요소기술인 ANN-기반의 세그먼트 라이닝 부재력 예측 시스템에 대해 그 개념과 ANN 학습과정 및 검증과정을 기술하였다. ANN-기반의 세그먼트 라이닝 부재력 예측은 유한요소해석을 토대로 구축한 DB를 ANN을 통해 일반화 한 후 개발된 엔진을 세부 모듈에 접목시켜 별도의 해석 없이 유사 단면 혹은 현장에 적용이 가능하도록 하였다. 또한 해석 대상 단면에 대하여 상용 유한요소해석 프로그램과 연계하여 해석 Input파일의 자동생성이 가능하도록 하였으며 유한요소해석 결과를 통한 단면 검토가 가능하도록 하였다.

특이시스템의 비약성 $H_{\infty}$ 제어기 설계 알고리듬 개발 (Development of non-fragile $H_{\infty}$ controller design algorithm for singular systems)

  • 김종해
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제42권6호
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    • pp.9-14
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    • 2005
  • 본 논문은 특이시스템과 곱셈형 섭동을 가지는 제어기에 대한 비약성 $H_{\infty}$ 제어기 설계 알고리듬을 제안한다. 제어기가 존재할 조건과 비약성 $H_{\infty}$ 제어기 설계 방법 및 제어기에서의 비약성 척도를 선형행렬부등식 접근방법으로 제안한다. 또한, 특이치 분해와 변수치환 및 슈어 여수정리를 이용하여 구한 충분조건은 구하고자 하는 모든 변수의 견지에서 볼록최적화(convex optimization)가 가능한 하나의 선형행렬부등식으로 변형된다. 따라서, 제안한 비약성 $H_{\infty}$ 제어기는 점근적 안정성과 폐루프 특이시스템의 $H_{\infty}$ 노옴 유계 및 제어기의 곱셈형 섭동에 대한 안정성을 보장한다. 또한, 제안한 알고리듬을 이용하면 변수 불확실성을 가지는 특이시스템에 대한 강인 비약성 $H_{\infty}$ 제어기 설계 문제에도 쉽게 확장됨을 보인다. 마지막으로, 수치예제를 통하여 제안한 알고리듬의 타당성을 검증한다.

혼합 효율 향상을 위한 마이크로 동적 믹서의 형상최적화 (Shape Optimization of an Active Micro-Mixer for Improving Mixing Efficiency)

  • 박재용;김상락;이원구;유진식;김용대;맹주성;한석영
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제16권6호
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    • pp.146-152
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    • 2007
  • An active micro-mixer, which was composed of an oscillating micro-stirrer in the microchannel to provide rapid, effective mixing at high flow, rates was analyzed. The effects of molecular diffusion and disturbance by the stirrer were considered with regard to two types of mixer models: the simple straight microchannel and microchannel with an oscillating stirrer. Two types of mixer models were studied by analyzing mixing behaviors such as their interaction after the stirrer. The mixing was calculated by Lattice Boltzmann methods using the D2Q9 model. In this study, the time-averaged mixing index formula was used to estimate the mixing performance of time-dependent flow. The mixing indices of the two models compared. From the results, it was found that the mixer with an oscillating stirrer was much more enhanced and stabilized. Therefore, an optimum design for a dynamic micro-mixer with an oscillating stirrer was performed using Taguchi method in order to obtain a robust solution. The design parameters were established as the frequency, the length and the angle of the stirrer and the optimal values were determined to be 2, 0.8D and ${\pm}75^{\circ}$, respectively. It was found that the mixing index of the optimal design increased 80.72% compared with that of the original design.

관측기 기반 시스템에 대한 강인 디지털 재설계 (Robust Digital Redesign for Observer-based System)

  • 성화창;주영훈;박진배
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제17권3호
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    • pp.285-290
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    • 2007
  • 본 논문은 관측기 기반 시스템에 대한 강인 디지털 재설계 방안을 제안한다. 디지털 재설계란, 기존의 안정화 된 연속시간 플랜트와 이산 시간에서 설계된 디지털 제어기와의 상태 접합 및 안정도 분석을 통해 전체 시스템을 재구성하는 것을 말한다. 그리고 전 역적 접근을 위한 방안으로서 문제를 볼록 최적화 관점으로 변환 후, 에러가 가질 수 있는 놈의 영역을 최소화하여 상태 접합을 이루고자 하였다. 본 논문에서는 관측기 기반 시스템에 대한 디지털 재설계를 목표로 하되, 추가적인 파라미터 불확실성을 고려한 강인 디지털 재설계를 구성하게 된다. 파라미터 불확실성은 이산화 과정에서 구조적 형태가 변화하기 때문에, 이를 고려하여 주어진 식을 선형 행렬 부등식 형태로 나타내게 된다. 이 조건들을 통해 디지털 재 설계의 상태 접합 및 안정도가 유도 가능하다는 것을 본 논문에서 증명하게 된다.