• 제목/요약/키워드: 불확실성 다루기

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Interval Type-2 TSK 퍼지 추론 시스템의 설계 (Design of Interval Type-2 TSK Fuzzy Inference System)

  • 지광희;오성권
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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    • pp.1849-1850
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    • 2008
  • Type-2 퍼지 집합은 Type-1 퍼지 집합의 확장으로 Type-1 퍼지 집합으로는 다루기 힘든 언어적인 불확실성을 다루기 위해 고안되었다. 대표적인 퍼지 논리 시스템(Fuzzy Logic System; FLS)으론 Mamdani FLS 모델과 TSK FLS모델이 있다. 본 논문에서는 Interval Type-2 TSK FLS를 구성한다. FLS 구성을 위한 전반부는 가우시안 형태의 Type-2 멤버쉽 함수를 사용하며, 전.후반부 파라미터들은 오류역전파 알고리즘을 통한 학습으로 결정한다. 본 논문에서는 Type-1 TSK FLS와 Interval Type-2 TSK FLS를 설계하고 가스로 공정 데이터에 적용하여 성능을 비교 분석한다. 또한 노이즈를 추가한 데이터들을 통하여 노이즈에 대한 성능도 비교 분석한다.

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불확실성을 고려한 퍼지 클러스터링 기반 퍼지뉴럴네트워크 설계 (Design of Fuzzy Neural Networks Based on Fuzzy Clustering with Uncertainty)

  • 박건준;김용갑;황근창
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.173-181
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    • 2017
  • 산업이 발달함에 따라서 빅데이터가 무수히 생산되고 있으며 이에 따라서 데이터에 내재된 불확실성도 증가하고 있다. 본 논문에서는 데이터에 내재된 불확실성을 다루기 위해 interval type-2 퍼지 클러스터링 방법을 제안하고 이를 이용하여 퍼지뉴럴네트워크를 설계하고 최적화한다. 제안한 클러스터링 방법을 이용하여 퍼지 규칙을 설계하고 학습을 수행한다. 최적화하는 방법으로서 유전자 알고리즘을 이용하고 모델 파라미터들을 최적 탐색한다. 실험에서는 두 가지 패턴 분류를 시행하였으며 두 가지 실험 모두 우수한 패턴 인식 결과를 보여준다. 제안한 네트워크는 증가하는 불확실성을 다룰 수 있는 방법을 제공할 수 있을 것이다.

Tokamak 핵융합으로의 적응 퍼지제어기 설계 (A Design of an Adaptive Fuzzy controller for the Tokamak Fusion Reactor)

  • 박영환;박귀태
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제5권3호
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    • pp.73-82
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    • 1995
  • 본 논문에서는 동특성식의 비선형이며 불확실성을 갖는 Tokamak 핵융합로의 온도와 밀도 제어를 위한 적응 퍼지제어 알고리즘을 개발하였다. Tokamak 핵융합로 동특성식의 불확실성을 매개변수적이 아니고 상태의존적이다. 따라서 기존의 비선형제어 방식으로는 다루기 힘든 어려움이 따른다. 제안된 적응 퍼지 제어기는 하나의 해결방법으로 사용될 수 있을 것이며 시뮬레이션을 통해 미리 지정된 운전영역 내에서는 만족할 만한 제어성능을 발휘함을 확인할 수 있었다.

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유전자 알고리즘에 의한 최적 Interval Type-2 퍼지 논리 시스템 (Optimized Interval Type-2 Fuzzy Logic System by Means of Genetic Algorithms)

  • 김대복;오성권;김현기
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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    • pp.1851-1852
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    • 2008
  • Type-2 퍼지 논리 집합은 언어적인 불확실성을 다루기 위하여 고안된 Type-1 퍼지 논리 집합의 확장한 것이다. Type-2 퍼지 논리 시스템은 외부 노이즈를 효율적으로 다룰 수 있다. 본 논문에서는 불확실성을 표현하기 위해서 전.후반부 멤버쉽 함수로 삼각형 형태의 Type-2 퍼지 집합을 사용한다. 전반부 멤버쉽 함수의 정점을 결정하는데 유전자 알고리즘(Genetic Algorithms)으로 멤버쉽 함수의 정점을 결정한다. 제안된 모델은 모델 평가에 주로 사용되는 가스로 시계열 데이터를 적용하고, 테스트 데이터로 노이즈에 영향 받은 데이터를 사용하여 수치적인 예를 보인다.

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베이지안 확률기법을 이용한 당량비 오차분석에 관한 연구 (Error Analysis of Equivalence Ratio using Bayesian Statistics)

  • 안중기;박익수;이호일
    • 한국추진공학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.131-137
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    • 2018
  • 엔진 당량비의 제어오차가 요구범위를 불만족할 확률을 분석하였다. 당량비의 제어오차는 무작위 불확실요소와 인식론적 불확실요소로부터 동시에 영향을 받는다. 무작위 불확실요소는 일반적으로 확률 분포가 주어지므로 민감도 기반의 신뢰성 해석기법을 이용해 쉽게 해석이 가능하다. 확률분포를 알기 어려운 인식론적 불확실요소를 다루기 위해서는 새로운 접근법이 필요하다. 무작위 불확실요소에 대한 신뢰성 해석결과를 베이지안 추론에 이용함으로서 엔진 당량비의 제어오차가 요구범위를 불만족할 확률에 대한 확률분포를 구할 수 있었다. 이러한 접근은 무작위 불확실요소와 인식론적 불확실 요소가 동시에 존재하는 공학시스템 해석에 유용하게 사용될 수 있다.

소집단 논변 활동에서 학생들이 제기하는 불확실성의 유형과 불확실성을 다루는 과정 탐색 (Exploring How Students Navigate Various Types of Scientific Uncertainties During Small-Group Argumentation)

  • 이정화;김희백;심수연
    • 한국과학교육학회지
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    • 제44권5호
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    • pp.405-420
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    • 2024
  • 본 연구는 소집단 과학 논변 활동에서 학생들이 제기하는 과학적 불확실성을 크게 세 가지로 유형화하고, 각 유형의 불확실성을 다루는 과정이 소집단 논변에 생산적으로 기여한 양상을 구체적으로 탐색하였다. 연구 참여자인 중학교 1학년 세 초점 집단 학생들과 지도 교사는 광합성 단원에서 개발된 논변 수업과 소집단 인터뷰에 참여하였다. 우리는 지도 교사에 의해 진행된 세 초점 집단의 논변 수업 및 인터뷰 영상과 녹음 전사본, 수업 중 학생이 작성한 활동지, 그리고 연구자의 필드 노트를 수집하여 질적으로 분석하였다. 연구 결과, 세 가지 유형의 과학적 불확실성이 소집단 논변에 기여한 양상은 다음의 세 가지로 나타났다. 첫째, 과학 내용 지식에 대한 불확실성은 세 소집단 모두에서 적극적으로 제기되었고, 이는 성취도가 높은 동료나 교사로부터 개념적 지원을 이끌어 논변을 정당화하는 데 활용되었다. 둘째, 데이터에 대한 불확실성은 학생들에게 대안적 관점을 고려해 보도록 하였는데, 구체적으로 데이터 생성 과정에 대한 불확실성은 학생들이 소집단 중심 의견에 대안적 가능성을 제기하는 반박으로 이어졌고, 데이터 패턴에 대한 불확실성은 학생들이 서로 다른 패턴을 함께 고려하여 대안적 논변을 구성해 보고, 반박 및 협력적 추론을 통해 합의된 논변을 구성해 보는 것으로 이어지기도 하였다. 셋째, 과학적 논변을 구성하는 방법에 대한 불확실성은 한 소집단에서 적극적으로 제기되었고, 이는 리더이자 성취도가 높은 학생으로부터 인식적 지원을 이끌어 내 나머지 학생들이 리더의 의견을 무조건 따르지 않고, 각자의 근거를 제시하도록 하였다. 본 연구는 인식적 실행에서 학생들이 드러내는 다양한 유형의 과학적 불확실성을 탐색하고, 학생들이 불확실성을 다루는 과정을 지원하기 위한 교수적 방안을 마련하는 연구에 유용한 시사점을 제공할 수 있다.

재작업과 불확실성을 고려한 일정 시뮬레이션 방법론 (A Method for Schedule Simulation Considering Rework and Uncertainty)

  • 김찬묵;박영원
    • 한국철도학회논문집
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    • 제12권1호
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    • pp.135-143
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    • 2009
  • 대부분의 개발 프로젝트는 목표 비용과 일정을 $40{\sim}200%$ 초과한다. 이러한 초과 현상은 계획시 업무를 과소 평가하거나 재작업을 고려하지 않음으로써 발생한다. 현재 국내에서 사용되는 대표적인 일정 계획/관리 기법(Gantt Chart, PERT/CPM 등)들은 재작업을 반영할 수 없다. 이 논문은 일정 계획시 보다 현실적인 일정 계획 값을 예측하기 위해서 재작업을 고려하는 방법을 고안하구 또한 과업의 과소평가를 방지하기 위해 수행시간의 불확실성을 확률변수로 나타내어 다루기 위해서 시뮬레이션을 수행하여 최종 완료 날짜의 예상치와 분산도를 계산하는 방법을 제안한다.

Fuzzy Set Theory와 Monte Carlo Simulation을 이용한 암반사면의 파괴확률 산정기법 연구 (The Evaluation of Failure Probability for Rock Slope Based on Fuzzy Set Theory and Monte Carlo Simulation)

  • 박혁진
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제23권11호
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    • pp.109-117
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    • 2007
  • 암반사면의 안정성 해석에는 다양한 원인에 의하여 불확실성이 개입하게 되며 경우에 따라 이러한 불확실성이 암반사면의 붕괴원인이 되기도 한다. 따라서 1980년대 이후부터 이러한 불확실성에 대한 중요성이 인식되었고 이를 정량화하기 위한 기법의 하나로 확률론적 해석기법이 제안되었다. 그러나 확률론적 해석기법은 불확실성에 대한 정보를 충분하게 획득할 수 있어 확률변수(random variable)치 확률특성을 정확하게 파악할 수 있다는 가정 하에 그 적용이 가능하다. 또한 불확실성중 공간적인 변동성이나 불균질성에 의한 불확실성은 확률론에 의해 쉽게 정량화될 수 있으나 측정오차나 측정수량의 부족 등에 의해 기인하는 불확실성은 확률론에 의해 다루기 어려운 것이 사실이다. 따라서 이러한 한계점을 보완하기 위해 퍼지집합이론(fuzzy set theory)의 활용이 제안되었다. 본 연구에서는 확률변수를 퍼지 숫자(fuzzy number)로 고려하여 퍼지집합이론을 활용하였고 이를 해석하기 위한 방법으로 몬테카를로기법(Monte Carlo simulation) 기법을 제안하였다. 이것은 퍼지숫자(fuzzy number)를 분석하기 위해 꼭지점(vertex) 기법이나 점추정법(point estimate method, PEM), 일계이차모멘트법(first order second moment method, FOSM)의 기법을 활용하였던 기존의 방법이 대표값만을 이용했던 단점을 보완할 수 있을 것으로 보인다. 제안된 기법의 적용성을 판단하기위해 현장을 선정하여 적용해 보았다. 결정론적 해석 결과 절리군 2는 안전한 것으로 절리군 4는 불안정한 것으로 해석되었다. 반면 확률론적 해석 결과 절리군 2의 경우 29.3%의 파괴확률을, 절리군 4의 경우 73.5%의 파괴확률을 보였다. 본 연구를 통해 제안된 기법을 활용하여 파괴확률을 계산해본 결과 절리군 2의 경우 33.5%, 절리군 4의 경우 73.5%로 확률론 해석기법의 결과와 유사하게 산정되었다. 따라서 본 연구에 의해 제안된 해석기법인 퍼지몬테카를로기법(Fuzzy Monte Carlo simulation) 기법이 이전의 해석결과와 유사한 해석결과를 보여주면서 자료의 분산이 많이 감소했다는 것을 알 수 있다.

Global Optimization을 이용한 Structured Singular Value의 계산

  • 이지태
    • 제어로봇시스템학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.21-26
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    • 2004
  • Structured singular value (SSV)는 robust stability와 robust performance를 매우 엄밀하게 다루기 위해 고안되었다 (Doyle, 1982; Safonov, 1982). 이 엄밀성으로 제어시스템의 설계 및 분석에 광범위하게 사용되고 있다. 강건제어의 단초를 이루었으며 loop failure tolerance, decentralized integral controllability (Campo and Morari. 1994), D-stability (Lee and Edgar, 2001) 등에 SSY가 사용되고 있다. SSV의 중요성이 알려짐에 따라 이것에 관한 많은 연구가 있었다(Fan et at., 1991 ; Pacltard and Pander, 1993), 그러나 이 값의 계산은 매우 어려운 NP-hard인 것으로 판명되었으며 (Braatz et al.. 1994). 실수 불확실 변수에 대한 SSV의 경우 원하는 오차범위 내로 근사 값을 구하는 것도 마찬가지 인 것으로 밝혀졌다(Fu, 1997).(중략)

다항식 Interval Type-2 TSK FLS 설계와 비선형 시스템으로의 응용 (Design of Polynomial Interval Type-2 TSK FLS and Its Application to Nonlinear System)

  • 김길성;오성권
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.57-58
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    • 2008
  • Type-2 퍼지 집합은 언어의 불확실성을 다루기 위하여 고안된 Type-1 퍼지집합의 확장이다. TSK 퍼지 로직 시스템(TSK Fuzzy Logic Systems; TSK FLS)은 Mamdani FLS과 함께 가장 널리 사용되는 퍼지 로직 시스템 모델이다. 본 논문에서는 Type-2 퍼지 집합을 이용하여 전반부 멤버쉽 함수를 구성하고 후반부 다항식 함수를 상수와 1차식, 2차식으로 확장한 다항식 Type-2 TSK FLS 설계한다. 다항식 Type-2 TSK FLS의 파라미터를 동정하기 위해 Back-propagation 방법을 사용한다. 제안된 다항식 Type-2 TSK FLS을 노이즈 섞인 비선형 시스템의 모델링에 적용하여 그 성능을 비교 분석한다.

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