• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제35권6호
• /
• pp.367-374
• /
• 2022

본 논문에서는 역전파 방법 기반 자동미분법을 이용하여 설계민감도를 구하고 이를 응력제한조건을 고려한 위상최적설계에 적용하였다. 응력제한조건이 있는 위상최적화문제는 특이점(singularity)과 응력의 국부성(local nature of stress constraint)문제, 그리고 설계 변수에 대한 비선형성의 문제를 포함하고 최적해를 얻기가 매우 힘들다. 특이점 문제를 해결하기 위해서 응력 완화(stress relaxation) 기법을 사용하였고, 응력의 국부성을 해결하기 위해 p-norm을 이용한 전역 응력치를 제한조건에 사용하였다. 설계 변수에 대한 비선 형성을 극복하기 위해 해석적인 방법으로 정확한 설계민감도를 구하는 것이 중요하다. 위상최적설계에서 기존에는 보조변수방법 (adjoint variable method)을 사용하여 빠르고 정확한 설계민감도를 구했지만, 설계민감도를 해석적으로 구해야 하고, 보조평형방정식을 추가로 풀어야 하는 어려움이 있다. 이를 해결하기 위해서 인공신경망에서 최적 가중치(weights)와 편차(biases)를 구할 때 쓰이는 역전파 기법을 이용하여 설계민감도를 구하고 이를 응력제한조건을 고려한 위상최적설계에 적용하였다. 역전파 기법은 자동미분에 쓰이는 기법으로 목적함수나 제한조건에 대한 설계민감도를 별도의 수식유도 없이 간단하게 구할 수 있는 장점이 있다. 또한, 미분값을 구하는 역전파의 과정이 보조평형방정식을 푸는 것보다 계산시간이 빠르고 해석적 방법으로 구한 설계민감도와 같은 정확도를 보여준다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제30권2호
• /
• pp.122-129
• /
• 2002

우주 구조물인 하나콤 위성본체 플래폼의 구조최적화를 수행하였다. 하나콤 위성 플래폼의 최적설계에는 다양한 우주 환경 하에서 고려하기 어려운 제한 조건들이 고려된다. 이러한 제한 조건들을 고려하기 위해서 최적화 기법인 변형 유용 방향 탐색법과 유전자 알고리즘을 유한 유소 해석 기법을 사용하는 MSC/NASTRAN과 병행하여 최적화를 수행하였다. 하나콤 위성 플래폼의 최적화는 정적해석과 동해석을 통하여 베어링 응력과 고유 진동수에 대한 제한조건을 사용하여 수행하였다. 본 연구의 수행 결과 국부 최적화 기법인 변형 유용 방향 탐색법이 전역 최적화 기법인 유전자 알고리즘에 의한 최적화 보다 좋은 결과를 얻을 수 있었다. 또한, 두 기법의 최적화 모두 응력 보다는 고유 진동수에 의한 제한 조건이 최적화에 더 큰 영향을 준다는 사실을 알게 되었다. 하나콤 위성 플래폼의 최적화를 통해서 주어진 환경에 더 적합하고 안정성 있는 플래폼의 구조최적설계를 할 수 있었다.

• 한국항행학회논문지
• /
• 제15권3호
• /
• pp.432-440
• /
• 2011

본 논문에서는 위성항법 기반 교통인프라에서 제공되는 정보를 이용하여 차로 구분에 적용할 때 차로 구분 성능을 향상시키기 위한 차로 제한 조건을 제시하고 시뮬레이션을 통하여 성능을 검증하였다. 차로 제한 조건은 차량의 진행 방향과 차량이 위치하고 있는 차로의 관계를 이용하여 1차로와 마지막 차로의 차로 구분 임계치를 크게 설정하여 차로 구분 성공률을 향상시키는 기법이다. 시뮬레이션 결과 차로 제한 조건을 사용할 경우 4차로에서는 40%, 6차로에서는 25%, 8차로에서는 15%의 성능차로 구분 성능이 향상됨을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제16권5호
• /
• pp.899-909
• /
• 1992

본 연구에서는 대수 미분 방정식을 풀기위한 새로운 방법을 소개한다. 본 작업에서는 Lagrange multiplier의 값이 사전에 주어졌다고 생각하여, 즉 대수 미분 방정식을 순수한 상미분 방정식으로 변환하여, 잘 알려진 시간 적분법을 적용한다. 또 정확한 Lagrange Multiplier값은 반복 계산법(iterative scheme)에 의하여 계산한 다. 시간 적분의 정확도와 제한 조건의 정확도는 모두 보장된다. 특히 제한 조건 의 경우, 위치, 속도 및 가속도의 제한 조건이 모두 만족된다. 또 정확한 Lagrange multiplier의 값을 계산 가속기법(acceleration technique)에 의하여 대단히 빨리 계 산한다. 독립 좌표를 구할 필요가 없으므로 거대한 행열을 decomposition하는 등의 복잡한 절차가 불필요하며 N-R 반복법 역시 불필요하다. 이러한 사항들 및 Jacobian 행열의 sparsity로 인하여 경제적인 계산이 가능하게 된다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제37권10호
• /
• pp.992-997
• /
• 2009

본 논문에서는 제한된 센서 조건에서 유도탄 동체의 각속도를 계산하는 법을 보이고 Flight Motion Simulator(FMS)를 이용한 각속도 계산식 검증을 다룬다. 일반적으로 유도탄 동체의 각속도는 동체에 탑재하는 각속도 자이로를 이용하여 측정하지만, 유도탄 동체에 탑재하는 관성 센서 중에 피치와 요 각속도 자이로가 없는 제한된 센서 조건을 가정한다. 이와 같은 제한된 센서 조건에서 김블 탐색기 자이로, 동체의 롤 각속도 자이로, 김블의 자세 측정값 및 자세 변화율을 이용하여 유도탄 동체의 각속도를 계산할 수 있음을 보인다. 제안한 각속도 계산식을 검증하기 위하여 FMS를 이용한 실험을 수행하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제17권1호
• /
• pp.159-164
• /
• 2016

본 논문은 전자식 조정장치 헬리콥터의 비행영역 보호를 위한 하중제안 로직 설계에 대한 결과이다. 헬리콥터는 로터, 동체, 엔진등 구조가 복잡하기 때문에 여러 가지 제약조건에 가지고 비행을 해야 한다. 이 때문에 조종사가 그 제약조건을 고려하여 조종을 하면서 조종사의 작업부하가 증가하고 비행 조종성을 떨어뜨리는 결과가 발생한다. 이러한 헬리콥터의 비행제약조건으로부터 자유롭게 조정 하도록 하여 조종사를 도와주는 기능이 필요하고 본 논문에서는 그 중의 대표적인 제약조건인 하중제약조건에 대한 제한 로직을 전자식 조정장치 헬리콥터에 설계하고자 한다. 하중범위를 벗어나는 비행은 피치 싸이클릭 스틱을 급격하게 입력하여 주로 발생한다. 이때 조종스틱 명령과 피치축 자세명령모델사이에 비행영역제한로직을 추가하여 하중범위를 벗어나지 않도록 하였다. 현재의 하중 값에 대한 자세범위를 동적으로 계산하는 로직을 사용하였고 헬리콥터 모델에 적용하여 시뮬레이션을 통하여 알고리즘을 검증하였다. 시뮬레이션을 통하여 정지비행영역, 전진비행영역에서 하중제한로직을 적용하지 않았을 때와 적용하였을 때를 비교한 결과, 하중제한로직을 적용하지 않았을 때는 하중제한 리미트를 20% 이상 초과하였으나 본 연구에서 제한한 로직을 적용하였을 때는 하중제한 리미트가 초과하지 않음을 확인하였다. 결론적으로 시뮬레이션을 통하여 동적으로 할당하는 제한로직이 헬리콥터 전자식 조정장치 제어기에 적합함을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제22권1호
• /
• pp.9-16
• /
• 2018

예측제어는 제어대상의 예측모델을 이용하여 기준명령과 상태의 미래 오차를 예측하고 최소화시키는 현재 입력을 구하며, 상태와 입력의 제한조건도 고려할 수 있는 매우 실용적인 방법이다. 이동로봇에 대해 예측제어가 적용된 연구들이 있었으나 제어성능을 결정하는 여러 제어 파라미터들이 임의로 지정됨에 따라 성능이 최적화되지 못하였다. 본 논문에서 입력제한조건을 갖는 이동로봇의 궤적추종 예측제어에 유전알고리즘을 적용하여 제어 파라미터 튜닝을 통해 궤적추종오차를 최소화하며, 입력의 제한조건을 반영하기 위해서 quadratic programming을 Hildreth 방법을 적용한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 본 논문에서 제안한 방법의 우수성을 기존 방법과 비교하여 확인한다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제34권11호
• /
• pp.1691-1696
• /
• 2010

설계단계에서 시스템의 불확실성을 반영하려는 노력이 다양하게 이루어지고 있으며, 강건 최적설계 혹은 신뢰도 기반 최적설계는 이에 대한 대표적인 설계 방법론이다. 이러한 최적화 수식에는 성능함수의 평균, 표준편차와 확률제한조건이 목적함수와 제한조건으로 주로 활용된다. 그러므로, 이러한 통계적 특성치를 효과적으로 계산하는 것은 필수적이며, 더 나아가 최적화 과정에서 비선형 계획법이 일반적으로 활용되므로 민감도가 반드시 필요하다. 본 연구에서는 통계적 모멘트와 확률제한조건에 대해 적분 형태로 정의되는 민감도 수식을 비정규 분포로 확장하고자 한다. 얻어진 민감도 해석 결과는 통계적 모멘트와 손상확률이 설계점에서 계산된 경우, 민감도를 얻기 위해 추가로 성능함수를 계산할 필요가 없음을 보여주므로 효율성 측면에서 우수하다. 그러나, 민감도 수식이 성능함수와 확률밀도함수의 미분과정에서 얻어지는 함수의 곱으로 정의되므로, 동일한 수치적분 방법이 적용되는 경우 민감도 해석 결과는 통계적 모멘트 결과의 정확도에 미치지 못할 가능성이 있다.

• 정보처리학회논문지D
• /
• 제16D권2호
• /
• pp.191-200
• /
• 2009

위치기반 서비스는 무선기기와 무선 통신 기술의 발달로 인해 유비쿼터스 정보 접근의 요구에 따라 많은 관심을 받고 있다. 위치기반 서비스 중에서 제한된 최근접 질의는 무선 통신을 통해 사용자의 요구를 만족시키게 하는 중요한 질의 중 하나이다. 무선 방송 채널의 효율적 사용과 제한된 자원을 가진 무선기기를 효율적으로 사용하기 위해 제한된 최근접 질의를 효율적으로 수행하기 위해 무선방송환경에서 적합한 질의 처리 방법을 제안한다. 우선 지역을 제한조건으로 가지는 최근접 질의 기법을 제안하고 다음으로 다양한 제한조건을 수행할 수 있는 최근접 탐색 기법을 적용하고자 한다. 본 논문에서는 기존의 무선방송환경에서 적합한 기법인 분산공간색인과 비트맵 기반의 공간색인 기법에 기반한 제한된 최근접 질의 방법을 제안한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보과학회 2003년도 가을 학술발표논문집 Vol.30 No.2 (1)
• /
• pp.349-351
• /
• 2003

무선 센서 네트웍은 동작 환경과 구조가 매우 특이하du 개발자들은 센서 네트웍의 노드를 디자인할 때 많은 제약 조건들과 요구 조건들을 고려해야 한다. 먼저 우선 센서 네트웍 상의 각 센서 노드에는 극도로 제한된 하드웨어 자원 조건 하에서도 무선 통신 기능뿐만 아니라 동시에 여러 이벤트를 재빠르게 처리할 수 있는 기능이 포함되어야 한다. 또한 환경과 응용 프로그램의 변화에 잘 대처하기 위해 런타임(run-time)에 각 센서 노드들을 동적으로 재구성할 수 있는 기능이 제공되어야 한다. 이러한 디자인 요구 조건들과 제약 조건들은 얼핏 서로 상반된 것처럼 보이는데, 무선 센서 노드들을 위한 실행 환경을 디자인할 때는 이러한 조건들을 모두 만족시킬 수 있는 운영 체제가 반드시 필요하다. 본 논문에서 우리는 무선 센서 노드들을 위한 매우 효율적이고 효과적인 유한 상태 머신(finite state machine) 기반의 운영체제, SenOS를 제안한다. 또한 새로운 운영 체제인 SenOS가 극도의 제한적인 자원에서도 동시성과 반응성, 재구성성의 요구 조건을 모두 만족시키면서 동작할 수 있다는 것을 보일 것이다.