• 제목/요약/키워드: Stochastic Characteristics

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적응모델을 이용한 단일채널 능동 소음제어 (Single Channel Active Noise Control using Adaptive Model)

  • 김영달;이민명;정창경
    • 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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    • 제49권8호
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    • pp.442-450
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    • 2000
  • Active noise control is an approach to noise reduction in which a secondary noise source that destructively interferes with the unwanted noise. In general, active noise control systems rely on multiple sensors to measure the unwanted noise field and the effect of the cancellation. This paper develops an approach that utilizes a single sensor. The noise field is modeled as a stochastic process, and a time-adaptive algorithm is used to adaptively estimate the parameters of the process. Based on these parameter estimates, a canceling signal is generated. Opppenheim model assumed that transfer function characteristics from the canceling source to the error sensor is only propagation delay. But this paper proposes a modified Oppenheim model by considering transfer characteristics of acoustic device and noise path. This transfer characteristics is adaptively cancelled by adaptive model. This is proved by computer simulation with artifically generated random noise and sine wave noise. The details of the proposed architecture, and theoretical simulation and experimental results of the noise cancellation system for three dimension enclosure are presented in the paper.

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Investigation of water length effects on the modal behavior of a prototype arch dam using operational and analytical modal analyses

  • Sevim, Baris;Bayraktar, Alemdar;Altunisik, Ahmet Can
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제37권6호
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    • pp.593-615
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    • 2011
  • This study determines the water length effects on the modal behavior of a prototype arch dam using Operational and Analytical Modal Analyses. Achievement of this purpose involves construction of a prototype arch dam-reservoir-foundation model under laboratory conditions. In the model, reservoir length was taken to be as much as three times the dam height. To determine the experimental dynamic characteristics of the arch dam using Operational Modal Analysis, ambient vibration tests were implemented for empty reservoir and three different reservoir water lengths. In the ambient vibration tests, the dam was vibrated by natural excitations provided from small impact effects and the response signals were measured using sensitive accelerometers. Operational Modal Analysis software process signals collected from the ambient vibration tests, and Enhanced Frequency Domain Decomposition and Stochastic Subspace Identification techniques estimated modal parameters of the dams. To validate the experimental results, 3D finite element model of the prototype arch dam was modeled by ANSYS software for empty reservoir and three different reservoir water lengths, and dynamic characteristics of each model were determined analytically. At the end of the study, experimentally and analytically identified dynamic characteristics compared to each other. Also, changes on the natural frequencies along to water length are plotted as graphs. Results suggest that reservoir water complicates the modal behavior of the arch dam significantly.

선박 종류에 따른 내항성능 평가에 관한 연구 (A Study on the Evaluation of Seakeeping Performance with Ship Types)

  • 김순갑;박문수;공길영
    • 한국항해학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.19-40
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    • 1994
  • Several factors can be chosen for evaluating seakeeping performance, such as deck wetness, propeller racing, slamming, rolling, vertical acceleration and vertical bending moment, in consi-deration of the safety of human being, cargo and ship. In fact, there are few developments for an evalua-tion method of seakeepting performance correponding with each ship's characteristics. The purpose of this paper is to develop an quantitative evaluation method of seakeeping performance according to ship types. The scope and the method of this study are as follow. (1) Obtain each response amplitude of ship's motion in waves by Ordinary Strip Method and apply it to short-crested, irregular wave for random process of the factors on seakeeping performance. (2) Define the evaluation index, the dangerousness, the maximum dangerousness and the evaluation diagram. (3) Figure out the different characteristics according to ship types by computer simulation of evaluating seakeeping performance. (4) Adopt vertical acceleration and one of rolling or lateral acceleration as the factors on seakeeping performance by clarifying the correlation of stochastic process. This study developed an evaluation method coincident with each ship's characteristics, and suggested a device for application to actual ship. This method might be useful in developing the practical system of seakeeping performance in accordance with ship types. The ship models for computer simulation are 175m container ship types, 93m tranning ship HANARA as passenger ship type, 259m bulk-carrier type and 164m pure car-carrier type.

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이산형 칼만 필터를 이용한 서보 시스템의 추정자 설계 (Design of an Estimator for Servo Systems using Discrete Kalman Filter)

  • 신두진;허욱열
    • 대한전기학회논문지:전력기술부문A
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    • 제48권8호
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    • pp.996-1003
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    • 1999
  • This paper propose a position-speed controller with an estimator which can estimate states and disturbance. The overall control system consists of two parts: the position-speed controller and an estimator. The Kalman filter applied as state-feedback controller is an optimal state estimator applied to a dynamic system that involves random perturbations and gives a linear, unbiased and minimum error variance recursive algorithm to optimally estimate the unknown state. Therefore, we consider the error problem about the servo system modeling and the measurement noise as a stochastic system and implement a optimal state observer, and enhance the estimate performance of position and speed using that. Using two-degree-of freedom(TDOF) conception, we design the command input response and the closed loop characteristics independently. The servo system is to improve the closed loop characteristics without affecting the command imput response. The characteristics of the closed loop system is improved by suppressing disturbance torque effectively with the disturbance observer using a inverse-transfer matrix. Therefore, the performance of overall position-speed controller is enhanced. Finally, the performance of the proposed controller is exemplified by some simulations and by applying the real servo system.

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Vibration characteristics of offshore wind turbine tower with gravity-based foundation under wave excitation

  • Nguyen, Cong-Uy;Lee, So-Young;Huynh, Thanh-Canh;Kim, Heon-Tae;Kim, Jeong-Tae
    • Smart Structures and Systems
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    • 제23권5호
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    • pp.405-420
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    • 2019
  • In this study, vibration characteristics of offshore wind turbine tower (WTT) with gravity-based foundation (GBF) are identified from dynamic responses under wave-induced excitations. The following approaches are implemented to achieve the objective. Firstly, the operational modal analysis methods such as frequency domain decomposition (FDD) and stochastic subspace identification (SSI) are selected to estimate modal parameters from output-only dynamic responses. Secondly, a GBF WTT model composed of superstructure, substructure and foundation is simulated as a case study by using a structural analysis program, MIDAS FEA. Thirdly, wave pressures acting on the WTT structure are established by nonlinear regular waves which are simulated from a computational fluid software, Flow 3D. Wave-induced acceleration responses of the target structure are analyzed by applying the simulated wave pressures to the GBF WTT model. Finally, modal parameters such as natural frequencies and mode shapes are estimated from the output-only acceleration responses and compared with the results from free vibration analysis. The effect of wave height and period on modal parameter extraction is also investigated for the mode identification of the GBF WTT.

동적수질예측결과의 확률분포특성을 이용한 목표수질 달성가능성 평가 (Assesment of Water Quality Standards using Stochastic Distribution Characteristics between Dynamic Modeling Results and Observed Data)

  • 하성룡;이지헌;서세덕;이승철;박정하
    • 환경영향평가
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    • 제17권1호
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    • pp.47-56
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    • 2008
  • Total Maximum Daily Load(TMDL) is a core basin management system to assign total emissions of pollutants to unit basin and emission source within a limit of the target water quality and to secure sustainability. considering "Environment and development" together. By current technical guidance of TMDL, the water quality in the riverbed of which the target water quality is noticed, must achieve the target; and the water quality standard for evaluating achievement of the target should be prescribed as non-excessive probability quality of water on the basis of the pertinent water quality documents. Therefore, the study calculated the target water quality by each unit basin which the target water quality must be noticed through the analysis of probability for water quality documents in rivers at the time of establishing a plan, and the study evaluated the achievement possibility of the target water quality by analyzing and comparing the target water quality plan with the standard water quality to evaluate the achievement of the target water quality. As the result, applying the proposed method to Mihocheon River system, it is concluded that selected the target water quality (Each BOD 3.3mg/1 and BOD 3.0mg/1) in Miho A and Musim A is available. Of course, it showed that the target water quality: BOD 2.5mg/1 in Miho A and BOD 3.0mg/1 in Musim A, could be achieved if the small reduction in B unit area was implemented.

다변량 Monte Carlo 기법을 이용한 추계학적 강우 변동 생성기법에 관한 연구 (A Study on Generation of Stochastic Rainfall Variation using Multivariate Monte Carlo method)

  • 안기홍;한건연
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제9권3호
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    • pp.127-133
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    • 2009
  • 본 연구에서는 다변량 Monte Carlo 기법을 이용하여 무차원 누가강우량 곡선을 생성하였다. 이를 위해 30년 이상의 관측년수를 갖는 강우자료를 활용하여 강우사상을 분리하고 이를 무차원화하여 강우의 지역적, 시간적 변동성을 제거하였다. 그리고 이들 무차원화된 누가강우량곡선을 4가지 형태로 구분하여 강우자료 특성을 반영한 누가강우량 곡선을 생성하였다. 무차원 누가 강우량 곡선의 절점이 항상 0이상이고 전체의 합이 1이 되어야 하는 제약조건을 극복하기 위해 log-ratio 기법을 도입하였고 Monte Carlo 기법을 이용한 다변량 생성시 요구되는 정규화와 상관계수 반영의 문제점을 Johnson 시스템과 직교변환을 도입하여 모형에 적용함으로서 제약조건을 극복할 수 있었다. 본 연구에서 적용한 다변량 Monte Carlo 기법을 이용한 강우변동생성기법은 실제 강우량 자료의 특성을 가공없이 반영할 수 있어 해당 유역의 특성을 정확히 반영할 수 있었고 유역의 홍수대책 수립, 수공구조물 설계 및 분석 등 활용성이 매우 클 것으로 판단된다.

카오스 시계열에 대한 잡음의 영향 (Influence of Noise on Chaotic Time Series)

  • 최민호;이은태;김형수
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제42권4호
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    • pp.355-363
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    • 2009
  • 본 연구에서는 카오스 특성을 보이는 수문시계열에 대한 잡음의 영향을 검토하기 위하여 카오스 특성을 보이는 자료로 알려져 있는 Lorenz 시계열과 미국 Great Salt Lake의 용적 자료계열을 이용하였다. 잡음의 영향을 고려하기 위한 방법으로 잡음의 비율을 증가시키면서 끌개, 상관차원, Close Returns Plot의 변화 특성을 살펴보면서 카오스의 특성이 어떻게 변화하는지를 검토하였다. 또한 Close Returns Plot의 점들의 도수에 의해 표현되는 Close Returns Histogram의 상대도수에 대하여 $X^2$ 검정을 수행하였다. 그 결과, Lorenz 시계열과 GSL 용적 자료계열 모두 잡음의 비율이 증가함에 따라 카오스 특성이 사라지고 선형 추계학적인 과정의 자료로 변화됨을 확인하였다. 또한 단순 이동평균 방법에 의하여 Lorenz 시계열과 GSL 용적 자료계열에 대한 잡음의 제거 효과가 있는지에 대하여 검토한 결과 단순 이동평균 방법으로 자료의 잡음을 효과적으로 제거할 수 있었고, 카오스 특성을 보이는 실측 수문시계열에 적용성이 있음을 확인할 수 있었다.

딥러닝을 위한 경사하강법 비교 (Comparison of Gradient Descent for Deep Learning)

  • 강민제
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권2호
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    • pp.189-194
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    • 2020
  • 본 논문에서는 신경망을 학습하는 데 가장 많이 사용되고 있는 경사하강법에 대해 분석하였다. 학습이란 손실함수가 최소값이 되도록 매개변수를 갱신하는 것이다. 손실함수는 실제값과 예측값의 차이를 수치화 해주는 함수이다. 경사하강법은 오차가 최소화되도록 매개변수를 갱신하는데 손실함수의 기울기를 사용하는 것으로 현재 최고의 딥러닝 학습알고리즘을 제공하는 라이브러리에서 사용되고 있다. 그러나 이 알고리즘들은 블랙박스형태로 제공되고 있어서 다양한 경사하강법들의 장단점을 파악하는 것이 쉽지 않다. 경사하강법에서 현재 대표적으로 사용되고 있는 확률적 경사하강법(Stochastic Gradient Descent method), 모멘텀법(Momentum method), AdaGrad법 그리고 Adadelta법의 특성에 대하여 분석하였다. 실험 데이터는 신경망을 검증하는 데 널리 사용되는 MNIST 데이터 셋을 사용하였다. 은닉층은 2개의 층으로 첫 번째 층은 500개 그리고 두 번째 층은 300개의 뉴런으로 구성하였다. 출력 층의 활성화함수는 소프트 맥스함수이고 나머지 입력 층과 은닉 층의 활성화함수는 ReLu함수를 사용하였다. 그리고 손실함수는 교차 엔트로피 오차를 사용하였다.

복합수단을 고려한 확률적 대중교통 통행배정모형 개발 (A Stochastic Transit Assignment Model based on Mixed Transit Modes)

  • 박경철;문정준;이성모;박창호
    • 대한교통학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.111-121
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    • 2007
  • 대중교통 통행배정 모형은 대중교통 이용자들의 형태를 예측하고 분석할 수 있는 모형으로 대중교통 관련 정책이나 대안들을 평가하기 위한 기초자료를 도출해 주는 중요한 역할을 담당한다. 기종의 대중교통 통행배정 모형은 대중교통 수단의 특성을 감안한 모형이라기보다는 개별차량의 통행배정 이론을 적용한 것들이 대부분이다. 또한 단일수단(버스나 지하철)을 기준으로 통행배정 모형을 구축하는 경우가 많았다. 그러므로 기존의 방법으로는 변화되는 대중교통체계 내에서 이용자들의 정확한 통행형태를 분석하는 것이 불가능하다. 본 연구에서는 이와 같은 기존 연구의 한계를 극복하고 보다 현실적인 대중교통 통행배정 모형을 개발하는 것을 목적으로 한다. 새로운 배정모형은 단일수단이 아니 복합수단을 기초로 통행자들의 개별적인 통행시간 및 환승에 대한 인식차이를 반영할 수 있는 확률적인 모형이다. 모형 개발을 위한 자료는 이용자들의 실제 통행실태 자료인 서울시 대중교통체계의 교통카드 자료를 활용하였다. 본 연구 모형을 향후 다양한 대중교통 정책 및 노선을 평가하는데 활용될 수 있으며 보다 효율적인 대중교통 활성화 방안을 수립하는데 기여할 수 있을 것이다.