• 제목/요약/키워드: inverse system

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다채널 스퀴드 미분계에서 센서 잡음이 위치추정 오차에 미치는 영향 (Influence of Sensor Noise on the Localization Error in Multichannel SQUID Gradiometer System)

  • 김기웅;이용호;권혁찬;김진목;정용석;강찬석;김인선;박용기;이순걸
    • Progress in Superconductivity
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    • 제5권2호
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    • pp.98-104
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    • 2004
  • We analyzed a noise-sensitivity profile of a specific SQUID sensor system for the localization of brain activity. The location of a neuromagnetic current source is estimated from the recording of spatially distributed SQUID sensors. According to the specific arrangement of the sensors, each site in the source space has different sensitivity, that is, the difference in the lead field vectors. Conversely, channel noises on each sensor will give a different amount of the estimation error to each of the source sites. e.g., a distant source site from the sensor system has a small lead-field vector in magnitude and low sensitivity. However, when we solve the inverse problem from the recorded sensor data, we use the inverse of the lead-field vector that is rather large, which results in an overestimated noise power on the site. Especially, the spatial sensitivity profile of a gradiometer system measuring tangential fields is much more complex than a radial magnetometer system. This is one of the causes to make the solutions of inverse problems unstable on intervening of the sensor noise. In this study, in order to improve the localization accuracy, we calculated the noise-sensitivity profile of our 40-channel planar SQUID gradiometer system, and applied it as a normalization weight factor to the source localization using synthetic aperture magnetometry.

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다양한 필터링 기법을 이용한 디지털 X-선 영상복원 시뮬레이션 및 정량적 화질평가 (Image Restoration Simulation of Digital X-ray Images Based upon Filtering Techniques and the Quality Evaluation of the Restored Images)

  • 이소영;최성일;오지은;조희문;이성주;박연옥;조효성
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제2권4호
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    • pp.33-40
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    • 2008
  • 의료영상 시스템을 통해 볼 수 있는 모든 X-선 영상은 피사체 본래의 특성만이 표현된 영상이 아닌 그 영상시스템 고유의 특성이 반영된 영상이라 할 수 있다. 영상화질에서 시스템에 의한 열화는 시스템응답함수인 변조전달 함수(modulation transfer function; MTF)로 설명되며 잡음력 스펙트럼(noise power spectrum; NPS)으로 설명할 수 있다. 이 때, 열화된 영상은 영상시스템의 MTF와 NPS를 정확하게 측정함으로써 그 시스템의 특성에 따라 설계된 필터에 의해 원영상에 가깝게 복원(restoration)될 수 있다. 본 논문에서는, 영상복원 시뮬레이션을 통해 기존의 직접 역필터링(direct-inverse filtering), 제한된 역필터링(limited-inverse filtering), 위너 필터링(Wiener filtering) 기법을 바탕으로 열화된 영상을 원 영상에 가깝도록 복원하고 복원영상의 화질을 정량적으로 평가하였다.

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축소 의사역행렬과 영역분할 기반 축소모델 구축 기법 연구 (Reduction Method based on Sub-domain Structure using Reduced Pseudo Inverse Method)

  • 김현기;조맹효
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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    • pp.139-145
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    • 2009
  • 축소시스템은 반복적인 계산이 요구되는 문제에서 매우 유용하게 적용될 수 있는 해석 기법이다. 최근에는 영역분할 기법과의 연동을 통해 축소시스템의 효율성이 향상되었다. 그러나, 전체 도메인이 몇 개의 영역으로 분할될 때 구속조건이 부과되지않는 영역이 만들어지게 된다. 각 부영역의 축소시스템을 구축하기 위해서는 리츠벡터를 추출해야 하는데, 구속조건이 부과된 부영역에서는 일반적인 정적해석을 통해 가능하다. 그러나, 경계조건이 부과되지 않은 부영역에서는 리츠벡터 추출을 위해 의사역행렬을 이용해야 한다. 일반적으로, 의사역행렬의 사용은 상당한 계산시간과 전산자원을 필요로 하는 문제점이 있다. 본 연구에서는 이 문제점을 개선하기 위해 축소 의사역행렬 도입을 제안한다. 이 방법은 정적 축소방법을 기초로 축소 의사역행렬을 구축하여 축소된 리츠벡터 정보를 추출한 후, 변환관계를 이용하여 전체 리츠벡터 정보를 구하게 된다. 수치예제에서는 고유치 해석을 통해 제안방법의 신뢰성을 검증하고, 전체시스템 계산시간과 비교하여 그 효율성을 검증한다.

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역열전달해석기법에 의한 LED 조명용 무동력 냉각사이클링 방열기 성능평가 (Performance Evaluation of a Thermo Siphon Type Radiator for LED Lighting System by using an Inverse Heat Transfer Method)

  • 김은희;김흥규;서광석;이민규;조종두
    • 소성∙가공
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    • 제20권7호
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    • pp.473-478
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    • 2011
  • In this study, the performance of a thermo siphon type radiator made of copper for LED lighting system was evaluated by using an inverse heat transfer method. Heating experiments and finite element heat transfer analysis were conducted for three different cases. The data obtained from experiments were compared with the analysis results. Based on the data obtained from experiments, the inverse heat transfer method was used in order to evaluate the heat transfer coefficient. First, the heat transfer analysis was conducted for non-vacuum state, without the refrigerant. The evaluated heat transfer coefficient on the radiator surface was 40W/$m^2^{\circ}C$. Second, the heat transfer analysis was conducted for non-vacuum state, with the refrigerant, resulting in the heat transfer coefficient of 95W/$m^2^{\circ}C$. Third, the heat transfer analysis was conducted for vacuum state, with refrigerant. For the third case, the evaluated heat transfer coefficients were 140W/$m^2^{\circ}C$. Third, the heat transfer analysis was conducted for vacuum state, with refrigerant. For the third case, the evaluated heat transfer coefficients were 140W/$m^2^{\circ}C$ for the radiator body, 5W/$m^2^{\circ}C$. Third, the heat transfer analysis was conducted for vacuum state, with refrigerant for the rising position of radiator pipe, 35W/$m^2^{\circ}C$. Third, the heat transfer analysis was conducted for vacuum state, with refrigerant. For the highest position of radiator pipe, and 120W/$m^2^{\circ}C$ for the downturn position of radiator pipe. As a result of inverse heat transfer analysis, it was confirmed that the thermal performance of the current radiator was best in the case of the vacuum state using the refrigerant.

의사 역행렬을 이용한 애니메이션의 초개인적 갈등(SPC) 강도 관련 다학제적 연구 (Research of the Strength of Super Personal Conflicts in Animations using Pseudo Inverse)

  • 김재호;장정양;왕위차오;장소은;이태린
    • 한국과학예술포럼
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    • 제30권
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    • pp.41-56
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    • 2017
  • 본 연구는 애니메이션 갈등의 VST 특징을 조사하고 강도를 측정한 이태린의 연구 결과에 대한 심화연구로 초개인적 갈등영상과 초개인적 갈등 값을 기반으로 시작되었다. 본 연구의 목적은 초개인적 갈등 강도 값(ESSPC)을 자동 계산하는 모델을 찾아내는 것이다. 따라서 본 논문에서 SPC 영상을 분석하였으며, ESSPC 값을 자동 계산하는 모델을 찾아내기 위해 의사 역행렬(Pseudo Inverse matrix)을 사용하였다. 연구결과 및 내용은 다음과 같다. 이들을 활용하여, 1)SPC를 분석하기 위한 20 개의 영상 Feature값을 제안하였다. 그리고 2)의사 역행렬(Pseudo Inverse matrix)을 사용하여 ESSPC 값을 자동 계산하는 선형모델을 찾아냈다. 그 결과로 3)제안된 시스템은 9.25%의 평균 자승오차의 제곱근 보이며, 그 효율성이 증명되었다. 이러한 연구결과를 바탕으로 이를 계속 발전시켜 성공적 애니메이션의 제작을 위한 자동 검증시스템을 개발하고자 한다.

Inverse Generalized Prandtl-Ishlinskii Model를 이용한 압전 스택 액추에이터의 역 히스테리시스 모델링 (Inverse Hysteresis Modeling for Piezoelectric Stack Actuators with Inverse Generalized Prandtl-Ishlinskii Model)

  • 고영래;김태형
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제24권2호
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    • pp.193-200
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    • 2014
  • 압전 액추에이터(Piezoelectric actuator)는 빠른 응답 특성, 넓은 대역폭, 우수한 반복 정밀도, 그리고 높은 분해능의 특성으로 인하여 다양한 산업분야에서 폭넓게 사용되고 있다. 하지만, 압전 액추에이터에는 히스테리시스 효과(Hysteresis effect)가 발생되는 단점이 있으며, 이는 시스템의 성능을 저하시키는 주요한 원인으로 알려져 있다. Generalized Prandtl-Ishlinskii(GPI) model을 이용한 기존 연구에서는 히스테리시스 효과를 제거하기 위하여 히스테리시스를 수리적으로 모델링하고, 그 결과로부터 역 히스테리시스를 도출하였다. 하지만 모델링된 변수 값에 따라서는 역 히스테리시스 루프를 형성하지 못하는 치명적 문제점이 발생된다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 Inverse Generalized Prandtl-Ishlinskii(IGPI) model을 이용하여 역 히스테리시스를 직접 모델링하는 방법을 제안하였다. 또한 모델링 정밀도는 다양한 입력신호를 이용한 실험 결과를 기반으로 검증하였다.

Feedforward actuator controller development using the backward-difference method for real-time hybrid simulation

  • Phillips, Brian M.;Takada, Shuta;Spencer, B.F. Jr.;Fujino, Yozo
    • Smart Structures and Systems
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    • 제14권6호
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    • pp.1081-1103
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    • 2014
  • Real-time hybrid simulation (RTHS) has emerged as an important tool for testing large and complex structures with a focus on rate-dependent specimen behavior. Due to the real-time constraints, accurate dynamic control of servo-hydraulic actuators is required. These actuators are necessary to realize the desired displacements of the specimen, however they introduce unwanted dynamics into the RTHS loop. Model-based actuator control strategies are based on linearized models of the servo-hydraulic system, where the controller is taken as the model inverse to effectively cancel out the servo-hydraulic dynamics (i.e., model-based feedforward control). An accurate model of a servo-hydraulic system generally contains more poles than zeros, leading to an improper inverse (i.e., more zeros than poles). Rather than introduce additional poles to create a proper inverse controller, the higher order derivatives necessary for implementing the improper inverse can be calculated from available information. The backward-difference method is proposed as an alternative to discretize an improper continuous time model for use as a feedforward controller in RTHS. This method is flexible in that derivatives of any order can be explicitly calculated such that controllers can be developed for models of any order. Using model-based feedforward control with the backward-difference method, accurate actuator control and stable RTHS are demonstrated using a nine-story steel building model implemented with an MR damper.

구조적 불확실성을 갖는 비선형 시스템의 역최적제어 (Inverse optimal control of nonlinear systems with structural uncertainty)

  • 이상훈;김진수;이종용
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제10권10호
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    • pp.2651-2659
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    • 2009
  • 본 논문에서는 구조적 불확실성을 갖는 비선형 시스템에 대한 역 최적 제어를 고려하였다. 먼저 불확실성의 구조적 범위를 논의하고, 제어 Lyapunov 함수를 기초로, 불확실성을 가지는 비선형시스템에 대한 대역적 점근적 안정도를 제안하고 증명한다. 이로부터 역 최적 제어를 위한 최저의 제약조건을 유도하고 증명한다. 이 결과를 이용하여 불확실성을 갖는 비선형시스템에 적용하였으며, 제안된 방법의 효율성을 검증하기 위하여 시뮬레이션을 하였다.

Development of Inverse Dynamic Controller for Industrial robots with HyRoHILS system

  • Yeon, Je-Sung;Kim, Eui-Jin;Lee, Sang-Hun;Park, Jong-Hyeon;Hur, Jong-Sung
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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    • pp.1972-1977
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    • 2005
  • In this work, an inverse dynamic control method is developed to enhance tracking performance of industrial robots, which effectively deal with the nonlinear dynamic interferential forces. In general, the DFF (Dynamic Feed-Forward) controller and the CTM (Computed-Torque Method) controller are used for dynamic control for industrial robots. We study on the practical issues for implementing these inverse dynamic controllers via simulations and experiments. We develop the dynamic models in two different ways. One is a model designed through Newton-Euler method for real time computation and the other is a model designed through SimMechanics for evaluating the developed controller via simulations. We evaluate the nominal performance and robustness of the controller via simulations and experiments using serial 4-DOF HyRoHILS (Hyundai Robot Hardware-In-the-Loop Simulation) system. The results show that the inverse dynamic controller is effective and practically useful for a real control structure.

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역해석기법을 이용한 불포화토 투수계수함수 산정에 관한 연구 (Evaluation of Hydraulic Conductivity Function in Unsaturated Soils using an Inverse Analysis)

  • 이준용;한진태
    • 한국농공학회논문집
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    • 제55권4호
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    • pp.1-11
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    • 2013
  • Unsaturated hydraulic conductivity function is one of key parameters to solve the flow phenomena in problems of landslide. Prediction models for hydraulic conductivity function related to soil-water retention curve equations in many geotechnical applications have been still used instead of direct measurement of the hydraulic conductivity function since prediction models from soil-water retention curve equations are attractive for their fast and easy use and low cost. However, many researchers found that prediction models for the hydraulic conductivity function can not predict the hydraulic conductivity exactly in comparison with experimental outputs. This research introduced an inverse analysis to evaluate the hydraulic conductivity function corresponding to experimental output from the flow pump system. Optimisation process was carried out to obtain the hydraulic conductivity function. This research showed that the inverse analysis with flow pump system was suitable to assess the hydraulic conductivity in unsaturated soil, and the prediction models for the hydraulic conductivity were led to the significant discrepancy from actual experimental outputs.