진화 프로그래밍은 실수형 최적화 문제에 널리 사용되는 알고리즘으로 돌연변이 연산이 중요한 연산이다. 일반적으로 돌연변이 연산은 확률 분포와 이에 따른 매개변수를 사용하여 변수값을 변화시키는데, 이 때 매개변수 역시 돌연변이 연산의 대상이 됨으로 이를 위한 또 다른 매개변수가 필요하다. 그러나 최적의 매개변수 값은 주어진 문제에 전적으로 의존하기 때문에 매개변수 개수가 많은 경우 매개변수값들에 대한 최적 조합을 찾기 어렵다. 이러한 문제를 부분적으로나마 해결하기 위하여 본 논문에서는 변수의 돌연변이 연산을 위한 매개변수를 자기 적응적 관점에서 이론적으로 추정한 돌연변이 연산을 제안하였다. 제안한 알고리즘에서는 코시 확률 분포의 축척 매개변수를 추정하여 돌연변이 연산에 적용함으로 축척 매개변수에 대한 돌연변이 연산이 필요하지 않다는 장점이 있다. 제안한 알고리즘을 벤치마킹 문제에 적용한 실험 결과를 통해 볼 때, 최적값 측면에서는 제안한 알고리즘의 상대적 우수성은 벤치마킹 문제에 의존하였으나 계산 시간 측면에서는 모든 벤치마킹 문제에 대하여 제안한 알고리즘이 우수하였다.
This paper presents a windows program package for solving security constrained OPF in interconnected Power systems, which is based on the combined application of evolutionary programming(EP) and sequential quadratic programming(SQP). The objective functions are the minimization of generation fuel costs and system power losses. The control variables are the active power of the generating units, the voltage magnitude of the generator, transformer tap settings and SYC setting. The state variables are the bus voltage magnitude, the reactive power of the generating unit, line flows and the tie line flow In OPF considering security, the outages are selected by contingency ranking method. The resulting optimal operating point has to be feasible after outages such as any single line outage(respect of voltage magnitude, reactive power generation and power flow limits). The OPF package proposed is applied to IEEE 14 buses and 10 machines 39 buses model system.
본 논문에서는 유전자 프로그래밍의 성능을 향상시키기 위하여 강화학습법에 기반한 강화 유전자 프로그래밍을 제안한다. 트리구조와 프로그램을 염색체로 가지는 유전자 프로그래밍(GP)은 다른 진화 알고리즘에 비해 염색체의 크기에 제한이 없기 때문에 표현력에 융통성이 많다는 장점이 있다. 그러나 이러한 특징은 반대고 교차 및 돌연변이 연산에 있어서 수렴성을 떨어뜨리는 단점을 나타낸다. 따라서 유전자 프로그래밍은 다른 진화알고리즘에 비해 개체군의 크기 및 진화 세대수를 크게 잡는 것이 일반적이다. 본 논문에서는 유전자 프로그래밍의 이러한 성질을 개선하기 위해서 프로그램에 강화신호를 주어 이것의 보답/벌칙의 정도에 기반한 교차 및 돌연번이 연산을 실행하는 방법을 제안한다. 제안된 방법은 인공개미(Artificial Ant)문제에 적용하여 그 유효성을 입증한다.
This paper presents an power system optimization method which solves real and reactive power dispatch problems using evolutionary computation such as genetic algorithms(GAs), evolutionary programming(EP), and evolution strategy(ES). Many conventional methods to this problem have been proposed in the past, but most these approaches have the common defect of being caught to a local minimum solution. Recently, global search methods such as GAs, EP, and ES are introduced. The proposed methods, applied to the IEEE 30-bus system, were run for 12 other exogenous parameters. Each simulation result, by which evolutionary computations are compared and analyzed, shows the possibility of applications of evolutionary computation to large scale power systems.
진화프로그래밍과 슬라이딩 모드 관측기를 이용하여 SRM의 위치 속도를 추정하고 이를 속도제어에 적용하는것을 소개하고자 한다. 회전자 정보각의 검출은 일반적으로 엔코더나 레졸버를 사용하나, 이러한 기계적인 외부 위치 센서는 가격이 비싸므로 SRM 시스템의 설치 비용과 전체 드라이버 시스템의 크기가 증가하는 요인이된다. 따라서 산업현장에 적용하는 한계의 원인이 된다. 본 연구에서는 위치 및 속도센서를 제거한 슬라이딩 모드 관측기를 사용하여 SRM 드라이브에 적용되었다. 그러나 SRM의 제어에 있어 슬라이딩 모드 관측기의 파라메터들이 매우 민감하여 작은 변화에 대해서도 위치와 속도 추정결과에 많은 영향을 미친다. 제어이득을 일정하게 유지하고, 슬라이딩 모드 관축기의 파라케터들을 크게 변화시킬 경우, 관축기의 파라메터들은 관측기의 떨림 폭을 결정하므로, 위치와 속도의 추정값의 변화가 크게 발생하여 관측기의 떨림 현상이 나타난다. 본 연구에서는 이러한 슬라이딩모드 관측기의 파라메터들과 제어기의 이득들을 방향성 벡터를 갖는 진화 프로그래밍을 사용하여 최적의 파라메터들을 선정하고, 이를 제어시스템으로 구현하고자 한다.
This paper presents a hybrid algorithm for solving optimal power flow(OPF) in order to enhance a systems capability to cope with outages, which is based on combined application of evolutionary computation and local search method. The efficient algorithm combining main advantages of two methods is as follows : Firstly, evolutionary computation is used to perform global exploitation among a population. This gives a good initial point of conventional method. Then, local methods are used to perform local exploitation. The hybrid approach often outperforms either method operating alone and reduces the total computation time. The objective function of the security constrained OPF is the minimization of generation fuel costs and real power losses. The resulting optimal operating point has to be feasible after outages such as any single line outage(respect of voltage magnitude, reactive power generation and power flow limits). In OPF considering security, the outages are selected by contingency ranking method(contingency screening model). The OPF considering security, the outages are selected by contingency ranking method(contingency screening model). The method proposed is applied to IEEE 30 buses system to show its effectiveness.
This paper proposes an evolutionary optimization approach for optimal hopping of humanoid robots. In the proposed approach, the hopping trajectory is generated by a central pattern generator (CPG). The CPG is one of the biologically inspired approaches, and it generates rhythmic signals by using neural oscillators. During the hopping motion, the disturbance caused by the ground reaction forces is compensated for by utilizing the sensory feedback in the CPG. Posture control is essential for a stable hopping motion. A posture controller is utilized to maintain the balance of the humanoid robot while hopping. In addition, a compliance controller using a virtual spring-damper model is applied for stable landing. For optimal hopping, the optimization of the hopping motion is formulated as a minimization problem with equality constraints. To solve this problem, two-phase evolutionary programming is employed. The proposed approach is verified through computer simulations using a simulated model of the small-sized humanoid robot platform DARwIn-OP.
This paper considers the application of mobile robot to the herding problem. The herding problem involves a ‘pursuer’ trying to herd a moving ‘evader’ to a predefined location. In this paper, two mobile robots act as pursuer and evader in the fenced area, where the pursuer robot uses a fuzzy cooperative decision strategy (FCDS) in the herding algorithm. To herd evader robot to a predefined position, the pursuer robot calculates strategic herding point and then navigates to that point using FCDS. FCDS consists of a two-level hierarchy: low level motion descriptors and a high level coordinator. In order to optimize the FCDS, we use the multithread evolutionary programming algorithm. The proposed algorithm is implemented in the real mobile robot system and its performance is demonstrated using experimental results.
Conventional linear control fails to provide precise positioning of a control object under the influence of friction, deadzone, saturation, etc. This paper proposes a high-precision control scheme for a precise point-to-point positioning system, called an X-Y table, even under the same influences above. The proposed scheme is composed of a fuzzy precompensator and a PD controller. The fuzzy precompensator is employed to improve the performance of the PD controller. Its fuzzy rules are obtained from experimental evolutionary programming (EP), not from an expert. The effectiveness of the scheme is demonstrated by experiments on the X-Y table. with a positioning error of within 1$\mu\textrm{m}$.
This paper presents a visual servoing combined by Neural Network with optimal structure and predictive control for robotic manipulators to tracking or grasping of the moving object. Using the four feature image information from CCD camera attached to end-effector of RV-M2 robot manipulator having 5 dof, we want to predict the updated position of the object. The Kalman filter is used to estimate the motion parameters, namely the state vector of the moving object in successive image frames, and using the multi layer feedforward neural network that permits the connection of other layers, evolutionary programming(EP) that search the structure and weight of the neural network, and evolution strategies(ES) which training the weight of neuron, we optimized the net structure of control scheme. The validity and effectiveness of the proposed control scheme and predictive control of moving object will be verified by computer simulation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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