The design problem of optimal constant PIDM (proportional-integral-derivative and measurable variable) feedback controller for linear time-invariannt systems is investigated with the time-weighted quadratic performance index. Necessary conditions for an optimality of the controller are derived and an algorithm for computing the optimal feedback gain is presented. It is shown via example that the design mithod using the time-weighted quadratic performance index improves the transient responses of the closed-loop system.
An optimization problem minimizing n given time-weighted performance index for discrete-time linear multi-input systems is investigated for the prespecified closed-loop eigenvalues. Necessary conditions for an optimality of the controller that satisfies the specified closed-loop eigenvalues are derived. A computational algorithm solving the optimal constant feedback gain is presented and a numerical example is given to show the effect of a time-weighted performance index on the transient responses.
In structural engineering there are randomness inherently exist on determination of the loads, strength, geometry, and so on, and the manufacturing of the structural members, workmanship etc. Thus, objective and constraint functions of the optimization problem are functions that depend on those randomly natured components. The constraints being the function of the random variables are evaluated by using reliability index or performance measure approaches in the optimization process. In this study, the minimum weight of a space truss is obtained under the uncertainties on the load, material and cross-section areas with harmony search using reliability index and performance measure approaches. Consequently, optimization algorithm produces the same result when both the approaches converge. Performance measure approach, however, is more efficient compare to reliability index approach in terms of the convergence rate and iterations needed.
A design of a highly stable current-controlled power supply combining the phase-controlled rectifier (PCR), passive filter and active filter is investigated. A digital phase-looked voltage control (PLVC) with a capability of compensating the thyristor firing angles under unvalanced power source is proposed` otherwise the PCR output voltage has low-order subharmonics whose suppression requires a bulky passive filter. The digital PLVC has a fast dynamic characteristics as an inner control loop of the PCR. To suppress further the output ripple, an active filter using a transformer is introduced and its design is described through the frequency domain analysis. An optimal integral, proportional and measurable variable feedback (IPM) controller is designed using the time-weighted performance index based on the time domain analysis. The design method based on the time-weighted performance index gives better response characteristics than that based on the conventional performance index. It is also shown via experimental results that the proposed scheme gives better response characteristics than that based on the conventional performance index. It is also shown via experimental results that the proposed scheme gives good dynamic and static performances.
To minimize the fuel consumption in the hybrid vehicle, the single performance index, which can express the fuel consumption in engine and electric energe consumption in battery system at the same time, is required. In this study we proposed a single performance index with equivalent BSFC concept, and with this, we constructed driving control algorithm, which can determine optimal gear ratio and power split ratio of the engine and the motor, for the parallel hybrid vehicle. Additionally, to verify the validity of this algorithm, driving simulation is performed.
Most traditional database systems exploit a record-oriented model where the attributes of a record are placed contiguously in a hard disk to achieve high performance writes. However, for read-mostly data warehouse systems, the column-oriented database has become a proper model because of its superior read performance. Today, flash memory is largely recognized as the preferred storage media for high-speed database systems. In this paper, we introduce a column-oriented database model based on flash memory and then propose a new column-aware flash indexing scheme for the high-speed column-oriented data warehouse systems. Our index management scheme, which uses an enhanced $B^+$-Tree, achieves superior search performance by indexing an embedded segment and packing an unused space in internal and leaf nodes. Based on the performance results of two test databases, we concluded that the column-aware flash index management outperforms the traditional scheme in the respect of the mixed operation throughput and its response time.
The usual procedure for the optimal design of ship's steering system is to minimize a chosen quadratic performance index, which isdetermined from the view point of economic run. However, the optimal control synthesized in such a straightforward fashion is unsatisfactory because ship's parameters differ from their nominal values due to uncertainties and errors in measurement and/or simplifications in mathematical modelling, and/or the variation of the ship's loading condition. In an attempt to resolve this difficulty, this paper presents a method for designing a low sensitive optimal steering system in a way as to minimize not only given performance index but also the sensitivity of the performance index and trajectory sensitivity. It is also shown that the optimal control so obtained will result in a system whose performance index and transient response are low sensitive to small varation in ship's time constant.
This paper presents a comparative analysis on three different types of performance indices of obstacle detection for an overlapped ultrasonic sensor ring. Due to beam overlap, the entire sensing zone of each ultrasonic sensor can be divided into three smaller sensing subzones, which leads to significant reduction of positional uncertainty in obstacle detection. First, the positional uncertainty in obstacle detection is expressed in terms of the area of a sensing subzone, and type 1 performance index is then defined as the area ratio of side and center sensing subzones. Second, based on the area of a sensing subzone, type 2 performance index is defined taking into account the size of the entire range of obstacle detection as well as the degree of the positional uncertainty in obstacle detection. Third, the positional uncertainty in obstacle detection is now expressed in terms of the length of the uncertainty arc spanning a sensing subzone, and type 3 performance index is then defined as the average value of the uncertainty arc lengths over the entire range of obstacle detection. Fourth, using a commercial low directivity ultrasonic sensor, the changes of three different performance indices depending on the parameter of an overlapped ultrasonic sensor ring are examined and compared.
Earthquake resistance design has been developed many countries like Japan, USA, Mexico, New Zealand etc., which countries have experienced many earthquakes. Nowadays, earthquake resistance design has come into worldwide use. In Korea, the seismic design regulations have been established since 1988 in order to minimize the economic losses. Recently performance based design method has been adopted as a new Earthquake resistance design method. These regulations, however, are targeted for newly constructed buildings, In Korea, there are no regulations for existing buildings that built before 1988. On the other hand, in Japan and USA, the seismic performance evaluation is coded. In Japan, the evaluation index which can measure seismic performance has been made. So, we need to prepare the regulations that evaluate the seismic performance, furthermore proper retrofitting design guideline needs to be proposed when remodeling old buildings. In this research, various seismic performance evaluation methods which are being used in Japan and USA are reviewed in order to establish seismic performance evaluation index for those existing old structures in Korea.
Similarity index measures the topological proximity of node pairs in a complex network. Numerous similarity indices have been defined and investigated, but the dependency of structure on the performance of similarity indices has not been sufficiently investigated. In this study, we investigated the relationship between the performance of similarity indices and structural properties of a network by employing a two-state random network. A node in a two-state network has binary types that are initially given, and a connection probability is determined from the state of the node pair. The performances of similarity indices are affected by the number of links and the ratio of intra-connections to inter-connections. Similarity indices have different characteristics depending on their type. Local indices perform well in small-size networks and do not depend on whether the structure is intra-dominant or inter-dominant. In contrast, global indices perform better in large-size networks, and some such indices do not perform well in an inter-dominant structure. We also found that link prediction performance and the performance of similarity are correlated in both model networks and empirical networks. This relationship implies that link prediction performance can be used as an approximation for the performance of the similarity index when information about node type is unavailable. This relationship may help to find the appropriate index for given networks.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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