• 제목/요약/키워드: 비선형 추정

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Unscented Particle filter를 이용한 시간영역 비선형 구조계 규명기법 (Unscented Particle Filter for Time Domain Identification of Nonlinear Structural Dynamic Systems)

  • 구기영;윤정방
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 2002년도 추계 학술발표회 논문집
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    • pp.213-220
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    • 2002
  • 본 연구에서는 최근에 개발된 Unscented Particle Filter (UPF)를 사용한 비선형 동적 구조계의 구조계수 규명기법이 연구되었다. 일반적인 비선형 구조계수 추정 문제의 일반 해는 존재하지 않으나, 그에 대한 대안으로써 선형 근사 기법인 extended Kalman filter (EKF)가 비선형 동적 구조계수의 추정에 주로 사용되어왔다. 그러나, EKF는 구간 선형(piecewise linear) 가정으로 인해 biased estimator이고 비선형성이 상대적으로 높을 때 오차가 큰 추정치를 주는 단점을 가진다. 이를 보완하기 위해서 UPF가 개발되었고, 이 기법은 particle filter의 일종으로써 Unscented Kalman filter (UKF)를 사용하여 importance proposal distribution을 생성한다. 수치실험이 SDOF와 MDOF에 대하여 3가지 경우에 대해서 수행되었다. 비선형 SDOF의 수치 실험으로부터 잡음이 가해진 상태에서 UKF가 EKF에 비해 초기 공분산 행렬의 가정에 대해 정확하고 강인한 추정결과를 보여줌을 보였다 최하층의 column에 비선형 거동이 발생하는 5층 전단 빌딩모형의 수치실험으로부터 UKF가 복잡한 구조물의 구조계수 추정능력이 있음을 보여주었다. 여러 가지 수치실험은 UPF가 EKF보다 비선형 동적 구조계수 추정에 있어서 더 나은 방법임을 보여 주었다.

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일조시간을 이용한 기준 증발산량 추정 (Estimation of the Reference Evapotranspiration using Daily Sunshine Hour)

  • 이길하;조홍연
    • 환경영향평가
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    • 제20권5호
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    • pp.627-640
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    • 2011
  • 이 논문에서는 일사량과 일조시간에 관한 통상적인 선형관계식보다 정확한 비선형 관계식에 대한 적용검토를 수행한다. 일조시간을 이용한 일사량 추정에 이어서 Penman-Monteith 방정식을 이용하여 기준 증발산량을 추정하였다. 우리나라 20개 지점의 1997년부터 2006년까지의 일사량 및 일조시간 자료를 포함한 기상자료를 이용하여 선형 그리고 수정 비선형 Angstrom 방정식을 보정하고 기준 증발산량을 추정하였다. 일조시간과 일사량 사이의 선형과 비선형 관계식을 이용한 기준 증발산량의 상대비교를 수행하였다. 선형 및 비선형 관계식을 이용한 방법 모두 RMS 오차는 5.96, NSC(Nash-Sutcliffe Coefficient)는 0.95로 추정되었고, 그 차이는 매우 미미하였다. 그러나 상대적으로 일사량이 기준 증발산량에 크게 기여하는 하계에는 그 차이가 증가하기 때문에 보다 개선된 비선형 관계식을 이용하는 방법에 대한 엄밀한 검토가 필요하다.

설계가중치를 이용한 유사 최량선형 비편향 예측

  • 신동윤;신민웅
    • 한국통계학회:학술대회논문집
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    • 한국통계학회 2004년도 학술발표논문집
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    • pp.161-164
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    • 2004
  • You 와 Rao (2002)는 소지역 추정시 유사 최량선형 비편향 예측에서 설계 가중 값을 사용하는 방법을 발전시켰다. 특히 소지역 평균들을 추정하기 위하여 유사-최량선형 비편향 예측 추정량을 제안하였다. 우리는 소지역 추정에서 실용적으로 이용되는 몇 가지 추가적인 성질을 연구하였다.

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고차 주파수응답함수를 이용한 비선형 시스템의 매개변수 추정 (Use of Higher Order Frequency Response Functions for Non-Linear Parameter Estimation)

  • 이건명
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1994년도 추계학술대회논문집; 한국종합전시장, 18 Nov. 1994
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    • pp.40-45
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    • 1994
  • 기계시스템의 비선형특성 해석을 위하여 여러가지 방법이 활용되고 있는데, 이들은 Nyquist 선도의 찌그러짐(distortion), Hilbert 변환, 복원력면(restoring force surface), NARMAX, 고차 주파수응답함수(higher order frequency response function), DPE(direct parameter estimation)를 이용한 방법등이다. 이들중 고차 FRF(frequency response function)는 그 개념이 선형시스템의 FRF와 유사하여 비선형시스템의 해석방법으로서 주목을 받고 있으나 아직은 고차 FRF의 특성에 대한 이론적 연구 단계이고, 고차 FRF로부터 비선형특성을 정량적으로 해석하는 연구는 거의 이루어지지 않고 있다. 다항식으로 표시되는 비선형성을 갖는 시스템이 정현파가진을 받을 때 그 응답의 가진주파수 성분은 가진력진폭과 고차 FRF의 무한급수로 나타낼 수 있다. 가진력의 진폭을 변화시켜가며 응답을 측정하고, 고차항을 무시하면 고차 FRF의 값을 근사적으로 구할 수 있다. 고차 FRF는 비선형 시스템의 매개변수의 식으로 나타낼 수 있으므로 이로부터 비선형 매개변수를 추정할 수 있다. 본 논문에서는 비선형강성과 비선형감쇠를 갖는 1자유도 시뮬레이션 시스템에 이 매개변수 추정법을 각각 적용함으로써 이 방법의 가능성을 고찰하였다.

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고밀도 자기 기록 채널의 비선형 왜곡 추정 기법 (An estimation technique for nonlinear distortion in high-density magnetic recording channels)

  • 이남진;오대선;조용수;김기호
    • 한국통신학회논문지
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    • 제22권11호
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    • pp.2439-2450
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    • 1997
  • 디지털 자기 기록 채널의 기록 밀도가 증가하면 기록 채널의 비선형 왜곡이 발생하고, 이로 인해 PRML이나 DFE와 같은 디지털 검출 방식의 성능이 급격히 저하된다. 고밀도 기록을 저해하는 요소는 비선형 천이 이동과 부분 삭제로 분류되는데, 이 중 비선형 천이 이동은 사전 보상 기법에 의해 보상 가능하고, 부분 삭제 현상의 보상을 위해서는 정교한 비선형 동화 기법이 필요하다. 고밀도 기록을 달성하기 위해서는 이러한 비선형 왜곡과 관련된 파라메타의 정확한 추정이 매우 중요하다. 본 논문에서는 시간 영역에서 제안된 적응 알고리듬을 사용하여 위의 두 비선형 왜곡 영향을 분리할 수 있는 새로운 추정 기법을 논하고, 제안된 적응 방식으로 비선형 파라메타를 바이어스 없이 추정할 수 있음을 컴퓨터의 실험을 통해 확인하였다.

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지연 예측신경망을 이용한 적응 GPC

  • 정희태
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제7권7호
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    • pp.1527-1532
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    • 2003
  • 기존의 GPC방법으로 제어하기 힘든 비선형성과 플랜트의 변수변화를 포함하는 비선형 플랜트를 지연 예측신경망을 사용하여 효과적으로 제어하는 적응 GPC방법을 제안한다 제안한 방법에서는 플랜트의 선형 변수 추정이나 근사적인 모델로부터 선형 매개변수를 구해서 선형 모델을 만들고 실제 시스템의 출력과 선형모델의 오차를 신경망의 출력으로 표현한 다음, 이 식으로부터 적응 GPC 알고리듬을 유도한다. 여기서 지연 예측신경망은 적응 GPC에 이용될 플랜트의 출력을 예측하도록 학습된다. 이와 같은 제어기를 구성함으로써 선형 변수만으로 적응 GPC 제어기가 구성되어질 경우 생기는 비선형 변수의 추정과 출력 예측 값을 계산하는 번거로움을 해결하였다.

적응 퍼지 슬라이딩 모드 제어 (Adaptive fuzzy sliding mode control)

  • 유병국;정사철;함운철
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제2권4호
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    • pp.287-296
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    • 1996
  • 본 논문에서는 퍼지추정기와 슬라이딩 모드제어이론이 고려되었다. 비선형시스템에 대한 슬라이딩 모드 제어기 설계 시에 그 시스템의 비선형함수를 추정하기 위하여 퍼지논리시스템이 사용되는 두가지의 적응처지슬라이딩 모드제어방식을 제안한다. 첫번째 방식에서는 비선형시스템, x/sup (n)/=f(x under bar, t) + b(x under bar, t)u 의 알지 못하는 함수 f를 추정하기 위하여 하나의 퍼지논리시스템이 사용되어진다. 두번째 방식에서는 비선형시스템의 f와 b에 대한 추정기로서의 두개의 퍼지논리시스템이 각각 사용되어진다. 각각의 방식에 대하여 제어시스템의 안정도를 보장하도록 하는 적응법칙을 설계하며 퍼지추정기와 비선형함수와의 추정오차를 줄이기 위해 각각에 대한 강인한 제어법칙을 제안한다. 제안된 네 가지의 제어법칙에 대한 안정성을 증명하고 컴퓨터시뮬레이션에서 역진자시스템에 적용하여 그에 대한 타당성과 각각의 비교를 보인다.

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비선형 혼합효과모형에서의 로버스트 능형회귀 방법과 정량적 고속 대량 스크리닝 자료에의 응용 (Robust ridge regression for nonlinear mixed effects models with applications to quantitative high throughput screening assay data)

  • 유지선;임창원
    • 응용통계연구
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    • 제31권1호
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    • pp.123-137
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    • 2018
  • 비선형 혼합효과 모형은 다양한 분야에서 반복 측정 자료를 분석할 때 주로 사용된다. 비선형 혼합효과 모형은 개체 내 변동(intra-individual variation)에 대해 고려하는 제 1단계 개별수준모델(individual-level model)과 개체간 변동(inter-individual variation)에 대해 고려하는 제 2단계 개체군모델(population model)의 두 단계로 구성되어 있다. 비선형 혼합효과 모형의 첫 번째 단계인 개별수준모델은 비선형 회귀모형의 모수를 추정하는 것으로 일반적인 비선형 회귀모형과 같고, 주로 보통최소제곱추정 방법을 사용하여 모수를 추정한다. 그러나 최소제곱추정방법은 가정된 비선형 함수가 자료에 의해 명시적으로 드러나지 않는 경우 모수의 추정값과 그 표준오차가 극단적으로 커지는 문제가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 최근에 비선형 회귀모형에서 제안된 능형회귀(ridge regression) 방법을 비선형 혼합효과 모형의 제 1단계 개별수준모델에 도입함으로써 이러한 문제를 해결할 수 있는 새로운 추정방법을 제안하였다. 제안된 추정량은 모의실험 연구를 통하여 기존의 표준적인 추정량과 그 성능을 비교하였다. 또한 미국의 National Toxicology Program으로부터 얻어진 정량적 대량고속 스크리닝(quantitative high throughput screening) 실제 자료를 사용하여 추정 방법들을 비교하였다.

랜덤 디지탈 신호를 사용한 통신 시스템의 비선형 왜곡 추정 (Estimation of Nonlinear Distortion in Communication Systems Using Random Digital Signals)

  • 손주신;조용수
    • 한국통신학회논문지
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    • 제19권4호
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    • pp.660-668
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    • 1994
  • 본 논문에서는 디지털 통신 시스템에서 비선형 왜곡(2차 고조파, 2차 상호변조 ,3차 고조파, 3차 상호변조)을 추정하는 새로운 방법을 제안한다. 구하고자 하는 주파수 대역에 대해 정현파 발생기와 여파기의 주파수들을 변화시키며 같은 실험을 반복하며 비선형 왜곡을 측정하는 정현파 방식에 비하여 제안된 방식은 송신된 디지털 신호를 입력으로 시간영역에서 비선형 채널의 파라메터들을 적응적으로 추정한다. 추정된 파라메터들을 주파수 영역으로 변환함으로써 채널의 비선형 왜곡이 온라인으로 추정된다. 모의 실험을 통해 기존의 정현파 입력 방식과 제안된 방식에 대해 비교한다.

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비선형 스트럿-타이 모델을 이용한 PSC 구조물의 정착부 설계 (Design of Anchorage Zone in Prestressed Concrete Structure Using Nonlinear Strut-and-Tie Model)

  • 배한욱;송하원;변근주;변윤주
    • 콘크리트학회지
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    • 제10권5호
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    • pp.101-107
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    • 1998
  • 본 논문은 비선형 스트럿-타이 모델에 의한 프리스트레스트 콘크리트 정착부의 거동해석 및 설계에 관한 연구이다. 프리스트레스트 콘크리트 구조물의 정착부는 긴장재의 인장력 도입으로 인해 비교적 작은 단면에 큰 집중하중으로 발생하는 매우 중요한 구조부위이며, 기존의설계가 비교적 다른 구조부위의설계에 비하여 경험적으로 이루어지고 있을 뿐 만 아니라 해석에도 많은 시간과 계산량이 소요되는 단점이 있다. 비선형 스트럿-타이 모델을 대상 정착부의 비선형 재료거동을 따르도록 비선형 해석을 실시하여 설계를 수행하고 구조물의 극한하중을 추정하는 방법이다. 본 논문에서는 긴장력이 정착부의 중앙에 도입되는 경우, 편심으로 도입되는 경우, 다중 정착구가 존재하는 경우에 대하여 선형과 비선형 스트럿-타이 모델을 구성하여 정착부의 역학적 거동을 고찰하였고 실험결과와 비교하였다. 비교로부터 비선형 모델을 사용한 경우 선형 모델을 사용한 경우보다 안정성을 유지하면서 경제적인 설계가 가능하고 추정극학강도도 실험결과에 더욱 근접함을 알았다.