• Title/Summary/Keyword: 이차계획법

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두 가지 속도에서 운항하는 선박의 형상설계에 관한 연구 (A Study on Hull-Form Design for Ships Operated at Two Speeds)

  • 김태훈;최희종
    • 해양환경안전학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.467-474
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    • 2018
  • 본 연구의 목적은 2가지 선속에서 운항하는 선박의 선형 설계 자동화에 관한 것이다. 가장 기본적인 선박의 형상을 가지는 60계열($C_B=0.6$) 선박을 대상선박으로 선택하여 연구를 수행하였다. 선박 형상의 향상 방향은 저항성능 향상의 관점이며, 특히 선박의 형상과 밀접한 관계를 가지는 조파저항성능을 향상하기 위한 선박 형상 설계 자동화를 수행하였다. 본 연구의 목적을 실현하기 위하여 최적화 기법과 저항 성능을 예측하는 기법 그리고 선형의 형상을 변경하는 기법을 접목하여 선박 형상 설계 자동화 소프트웨어를 개발하였으며, 개발된 소프트웨어를 대상선박에 적용하였다. 최적화 기법으로는 순차이차계획법(sequential quadratic programming method)를 사용하였으며, 조파저항성능을 예측하기 위하여 포텐셜기저 패널법(potential-based panel method)을 사용하였다. 선박 형상의 변경은 가우시안형 수정함수법(Gaussian-type modification function method)를 개발하여 적용하였다. 개발된 소프트웨어를 사용하여 대상선박의 서로 다른 두 가지 선속에 대하여 설계를 수행하고 그 결과를 서로 비교하였다. 그리고 개발된 프로그램의 타당성을 검증하기 위하여 모형시험을 수행하여 구한 실험값과 수치해석을 수행하여 구한 계산값을 서로 비교하였다.

단독주택 태양광 발전과 냉방수요를 반영한 전력 최적운용 전략 연구 (Study on Optimal Control Algorithm of Electricity Use in a Single Family House Model Reflecting PV Power Generation and Cooling Demand)

  • 서정아;신영기;이경호
    • 설비공학논문집
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    • 제28권10호
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    • pp.381-386
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    • 2016
  • An optimization algorithm is developed based on a simulation case of a single family house model equipped with PV arrays. To increase the nationwide use of PV power generation facilities, a market-competitive electricity price needs to be introduced, which is determined based on the time of use. In this study, quadratic programming optimization was applied to minimize the electricity bill while maintaining the indoor temperature within allowable error bounds. For optimization, it is assumed that the weather and electricity demand are predicted. An EnergyPlus-based house model was approximated by using an equivalent RC circuit model for application as a linear constraint to the optimization. Based on the RC model, model predictive control was applied to the management of the cooling load and electricity for the first week of August. The result shows that more than 25% of electricity consumed for cooling can be saved by allowing excursions of temperature error within an affordable range. In addition, profit can be made by reselling electricity to the main grid energy supplier during peak hours.

최적구조물 설계를 위한 RQP 알고리즘의 매개변수 성능평가 (An Investigation on Parameters of a RQP Algorithm for Optimum Structural Design)

  • 임오강;이병우;변준석
    • 전산구조공학
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    • 제3권1호
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    • pp.83-95
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    • 1990
  • 주로 경험에 의존하여 최선의 상태를 구하는 설계방식에 반하여 수학적인 해석방법을 사용하여 체계적으로 최상의 결과를 얻고자하는 것이 최적설계이다. 이때 상태의 해석방법 뿐아니라 비선형의 설계함수의 최적화에 관한 기법 연구가 요구된다. 해석적인 비선형 최적화의 기법중 공학설계에 사용할 수 있는 수렴속도가 빠르며, 사용하기에 편리하다고 알려진 반복 이차 계획법(Recursive Quadratic Programming Method)의 매개변수들의 역할을 살피고 이들의 변화에 따른 수치성능을 비교 분석하여 계산효율이 개선된 수치적 알고리즘을 제시하였다. 설계함수들의 일차 미분정보를 이용한 근사 이차 미분정보에 의하여 최적해의 접근속도가 빠른 RQP 알고리즘의 평가를 위하여 구조물의 무게를 최소화하면서 유한요소의 응력, 변위, 최소고유진동수등의 제한조건을 만족하는 주어진 형상의 최적단면을 가지는 구조물도 설계하였다.

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커널 제약식을 이용한 다중 비교차 분위수 함수의 순차적 추정법 (Stepwise Estimation for Multiple Non-Crossing Quantile Regression using Kernel Constraints)

  • 방성완;전명식;조형준
    • 응용통계연구
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    • 제26권6호
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    • pp.915-922
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    • 2013
  • 분위수 회귀는 반응변수의 조건부 분위수 함수를 추정함으로써 반응변수와 예측변수의 관계에 대한 포괄적인 정보를 제공한다. 그러나 여러 개의 분위수 함수를 개별적으로 추정하게 되면 이들이 서로 교차할 가능성이 있으며, 이러한 분위수 함수의 교차(quantile crossing) 현상 분위수의 이론적 기본 특성에 위배된다. 본 논문에서는 다중 비교차 분위수 함수의 추정을 위해 커널 계수에 제약식을 부여하는 순차적 추정법을 제안하였으며, 모의실험을 통해 제안한 방법론의 효율적인 성능과 유용성을 확인하였다.

Regression by Least Absolute Value Method with L1-constraint on Parameters

  • 고영현;전치혁
    • 한국경영과학회:학술대회논문집
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    • 한국경영과학회/대한산업공학회 2003년도 춘계공동학술대회
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    • pp.151-157
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    • 2003
  • OLS로 알려진 기존의 주절 방법은 변수수의 증가에 따라 다중공선성(Multicollinearity)의 문제와 더불어 해석력(Interpretability)이 떨어지는 문제를 가지게 된다. 본 연구에서는 파라미터의 절대값의 크기(L1-Norm)에 제약을 줌으로써 이와 같은 OLS의 문제를 해결할 수 있는 동시에, 잔차의 제곱합대신 절대오차를 사용하는 Least Absolute Value(LAV) 방법을 사용함으로써 이상치에 로버스트한 결과를 주는 방법론을 제안한다. 또한. 본 연구에서 제안하는 방법이 선형계획법에 의해 모델처럼 될 수 있는 특성으로 인해 제약조건이 있는 이차 형태의 최적화 문제보다 수행 속도면에서 뛰어난 결과를 주는 것을 수치예제을 통해 보인다.

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이차 계획법을 활용한 부드러운 궤적 생성 방법 (Smooth Trajectory Generation Method Using Quadratic Programming Method)

  • 성민창;최영진
    • 로봇학회논문지
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    • 제17권3호
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    • pp.303-307
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    • 2022
  • This paper proposes a method that can generate a smooth trajectory from the discontinuous trajectory in kinematic, dynamic, and task-space trajectory constraints. The problem is defined as the minimization of kinetic energy, and then the simulation is performed by using the MATLAB. Kinematic and inverse kinematic equations are derived for the simulation of the 6-DOF robotic arm. The simulation results showed that the trajectory of each joint is generated while satisfying the constraints without any discontinuity. There are small errors in the Cartesian trajectory, but unnecessary deceleration and acceleration can be eliminated. In addition, it is possible to quickly switch between the robotic tasks by applying the proposed method.

종모양 분포 변환함수를 이용한 선형최적화 기법에 관한 연구 (Hull Form Optimization by Modification Function of Bell-shaped Distribution)

  • 최희종;김희정;전호환;정광효
    • 대한조선학회논문집
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    • 제43권5호
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    • pp.550-559
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    • 2006
  • A design procedure for a ship with minimum total resistance was developed using a numerical optimization method called SQP(Sequential Quadratic Programming) and a CFD technique based on the Rankine source panel method with the nonlinear free surface boundary conditions. During the whole optimization process the geometry of the hull shape was represented based on the NURBS(Non-uniform rational B-spline) technique and the modification of the hull shape was controlled using the Bell-shaped distribution function to keep the fairness of the hull shape before and after the hull modification. The numerical analysis was carried out using 4000TEU container ship in the towing tank facility installed in the Pusan national university to know the validity of the developed algorithm for this study. As the results of the numerical analysis it proved that the resistance of the optimized hull is conspicuously reduced in comparison with the original hull in a wave-making resistance point of view.

최적선형개발에 대한 기초연구 (Fundamental Study for the Development of an Optimum Hull Form)

  • 서광철;최희종;전호환;김문찬
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해양공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.37-42
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    • 2003
  • Fundamental Study for optimizing ship hull form using SQP(sequential quadratic programming) method in a resistance point of view is presented. The Wigley hull is used as an initial hull and numerical calculations are carried out according to various froude numbers. To obtain the ship resistance the wave resistance is evaluated by a Rankine source panel method with nonlinear free surface conditions and the ITTC 1957 friction line is used to predict the frictional resistance coefficient. The geometry of a hull surface is represented and modified by B-spline surface patch. The displacement and the waterplane transverse 2nd moment of inertia of the hull is fixed during the optimization process. And the shp design program called EzHULL is used to draw the lines of the optimized hull form to perform the model test.

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거리함수를 이용한 한국 철도산업의 생산특성 및 효율성 분석 (Production Characteristics and Efficiency of Korean Railroad Industry using a Distance Function)

  • 김성호
    • 대한교통학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.45-56
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    • 2006
  • 우리나라 철도산업의 생산특성과 효율성에 관하여 충분히 검토된 양질의 정보가 축적되기 위해서는 다양한 각도에서 다양한 방법으로 검토가 필요하다. 본 논문에서는 거리함수를 이용한 우리나라 철도산업의 생산특성 및 기술효율성 분석결과를 제시한다. Shephard(1953)가 처음 소개한 거리함수는 가격에 관한 정보를 필요로 하지 않는다. 따라서 가격에 관한 자료를 구하기 어렵거나 또는 공공부문의 경우처럼 가격에 대한 통제가 존재하는 상황에서 효과적인 분석수단이 될 수 있다. 또한 다수투입 다수산출 생산기술을 다룰 수 있으며 생산특성과 효율성을 동시에 분석할 수 있는 장점을 갖고 있다. 한국철도의 1963년부터 2004년까지의 연도별 자료로부터 이차계획법모형을 사용하여 거리함수를 추정하였다. 추정된 기술효율성은 1980년 이후 2004년까지 점진적으로 개선되고 있는 것으로 나타났다. 간접 Morishima대체탄력성 추정결과는 노동을 다른 투입으로 대체하는 것이 매우 어렵거나 또는 불가능한 것으로 나타났다. 평균 규모탄력성은 2.7로 나타났으며 이는 규모를 1%증가시켰을 때 산출이 2.7%증가함을 의미한다. 즉 한국철도에 규모의 경제가 존재함을 의미한다.

방향탐지장비의 삼차원 최적 배치 (3-D Optimal Disposition of Direction Finders)

  • 이호주;김창근;강성수
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제15권4호
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    • pp.765-772
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    • 2011
  • 본 논문은 삼차원 공간에서 방향정보를 이용하여 위치측정을 위한 방향탐지장비의 최적배치 방법을 제시한다. 방향탐지장비는 전파를 발신하는 적의 위치를 탐지하는 장비로써 현재 육군에서 전력화되어 운용 중에 있다. 위치측정을 위해서는 두 대 이상의 장비를 동시에 운용해야 한다. 만일 한 대 이상의 장비를 공중에서 운용할 경우, 보다 나은 장비배치 형상을 이룸으로써 위치측정 정확도를 향상시킬 수 있다. 제안된 방법에서는 이차원 위치측정 알고리즘을 비선형계획법을 활용하여 삼차원으로 확장하고 수리적으로 그 해를 구하였다. 삼차원 위치측정 알고리즘을 토대로 시뮬레이션 기법과 탐색 기법을 융합한 최적배치 알고리즘을 고안하였다. 실험을 통하여 제안된 최적배치 방법은 적이 존재하는 지역에 대한 위치측정 정확도를 향상시킴으로써 방향탐지장비의 운용효과를 증대시킬 수 있음을 확인하였다.