• 제목/요약/키워드: moving least squares

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이동최소제곱근사법을 이용한 개선된 구조 신뢰성 해석 (An Improved Structural Reliability Analysis using Moving Least Squares Approximation)

  • 강수창;고현무
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권6A호
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    • pp.835-842
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    • 2008
  • 응답면 기법은 수치적 효율성을 증대시키기 위해 구조 신뢰성 해석에 널리 적용되고 있다. 그러나 응답면 기법을 사용한 대형구조물의 신뢰성 해석에는 아직도 과도한 해석시간이 요구되고 비선형성이 큰 한계상태에 대해서는 확률변수에 대한 신뢰도지수의 민감도 측면에서 많은 오차가 발생한다. 그러므로, 이 연구에서는 이동최소제곱근사법을 적용한 새로운 응답면 기법을 제안한다. 기존의 응답면 기법에 사용되어온 최소제곱근사법은 표본점들에 동일한 가중값을 부여하여 응답면 함수의 계수를 결정한다. 반면에 이동최소제곱근사법은 설계점에 가까운 표본점들에 더 높은 가중값을 부여함으로써 설계점 근처에서 한계상태식에 더 가까운 응답면 함수를 제공하여 정확도를 증대시킨다. 이동최소제곱근사법을 이용한 신뢰성 해석 절차를 살펴보면, 먼저 선형 응답면 함수를 생성하여 설계점이 있을 영역을 결정한 다음, 이 영역에서 추출된 표본점들을 이용하여 2차 응답면 함수를 생성한다. 그 다음 단계에서는 기존에 추출된 표본점에 연속적으로 하나의 표본점을 더해가면서 응답면 함수를 더욱더 정확히 근사시킨다. 제안된 방법의 효율성을 검토하기 위해서 기존 연구자에 의해 제안된 수치적 문제 및 트러스 문제들에 대하여 신뢰성 해석을 수행하였다. 그 결과 제안된 방법은 민감도를 포함한 정확성 뿐만 아니라 계산 효율성도 증대시킴을 확인할 수 있었다.

임의의 절점 추가에 의한 개선 유한요소법 (An Improved Finite Element Method by Adding Arbitrary Nodes in a Domain)

  • 김현규
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제30권12호
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    • pp.1626-1633
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    • 2006
  • In the present paper, in the context of the meshless interpolation of a moving least squares (MLS) type, a novel method which uses primary and secondary nodes in the domain and on the global boundary is introduced, in order to improve the accuracy of solution. The secondary nodes can be placed at any location where one needs to obtain a better resolution. The support domains for the shape functions in the MLS approximation are defined from the primary nodes, and the secondary nodes use the same support domains. The shape functions based on the MLS approximation, in an integration domain, have a single type of a rational function, which reduces the difficulty of numerical integration to evaluate the weak form. The present method is very useful in an adaptive calculation, because the secondary nodes can be easily added and moved without an additional mesh. Several numerical examples are presented to illustrate the effectiveness of the present method.

Radial basis collocation method for dynamic analysis of axially moving beams

  • Wang, Lihua;Chen, Jiun-Shyan;Hu, Hsin-Yun
    • Interaction and multiscale mechanics
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    • 제2권4호
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    • pp.333-352
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    • 2009
  • We introduce a radial basis collocation method to solve axially moving beam problems which involve $2^{nd}$ order differentiation in time and $4^{th}$ order differentiation in space. The discrete equation is constructed based on the strong form of the governing equation. The employment of multiquadrics radial basis function allows approximation of higher order derivatives in the strong form. Unlike the other approximation functions used in the meshfree methods, such as the moving least-squares approximation, $4^{th}$ order derivative of multiquadrics radial basis function is straightforward. We also show that the standard weighted boundary collocation approach for imposition of boundary conditions in static problems yields significant errors in the transient problems. This inaccuracy in dynamic problems can be corrected by a statically condensed semi-discrete equation resulting from an exact imposition of boundary conditions. The effectiveness of this approach is examined in the numerical examples.

이동최소자승근사법을 이용한 개선된 신뢰도 기반 최적설계 (An Improved Reliability-Based Design Optimization using Moving Least Squares Approximation)

  • 강수창;고현무
    • 대한토목학회논문집
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    • 제29권1A호
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    • pp.45-52
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    • 2009
  • 기존의 구조물의 설계에서는 안전성 및 경제성 등을 향상시키기 위해서 시방서에 명시된 설계지침을 제약조건으로 하여 확정론적 최적설계를 수행하는 것이 일반적이다. 하지만, 구조물의 설계에는 본질적으로 재료성질, 작용하중 및 시공오차 등의 불확실성이 내포되어 있으며, 이러한 불확실성과 경제성을 동시에 고려한 설계가 보다 더 합리적인 설계라 할 수 있다. 기존의 확정론적 최적설계에서는 이러한 불확실성을 고려하기 위하여 결정론적인 안전율을 도입하여 설계하지만, 이러한 경우 각 한계상태 및 파괴모드에 대한 일관된 안전성 및 신뢰도 수준을 확보하지 못한다. 최근에 이러한 불확실성 및 경제성을 동시에 고려하는 신뢰도 기반 최적설계에 대한 연구가 수행되고 있다. 신뢰도 기반 최적설계는 확률구속조건을 평가하는 방법에 따라 RIA(reliability index approach) 및 PMA(performance measure approach)로 구분된다. 일반적으로 PMA가 RIA 보다 안정성 및 효율성 측면에서 더 우수하다는 비교연구가 수행된 바 있다. 하지만 아직도 대형구조해석을 필요로 하는 경우에는 계산비용이 과다하여 최적설계가 불가능하므로 보다 개선된 신뢰도 기반 최적설계 알고리즘이 필요하다고 할 수 있다. 본 연구에서는 계산비용을 줄이면서도 안정적으로 수렴하는 개선된 신뢰도 기반 최적설계 알고리즘을 제안한다. PMA에 적합한 응답면 기법을 개발하였으며, 한계상태식의 근사는 이동최소자승근사법을 사용하였다. 이로부터 더 적은 표본점의 추출만으로 더욱더 정확한 응답면 함수를 얻게 되어 정확도 및 효율성을 개선할 수 있었다. 수학적 문제 및 10-bar truss 문제에 대하여 제안된 방법을 적용한 결과, 수렴성 및 효율성 측면에서 우수한 성능을 보여줌을 확인하였다.

Unit Root Test for Temporally Aggregated Autoregressive Process

  • Shin, Dong-Wan;Kim, Sung-Chul
    • Journal of the Korean Statistical Society
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    • 제22권2호
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    • pp.271-282
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    • 1993
  • Unit root test for temporally aggregated first order autoregressive process is considered. The temporal aggregate of fist order autoregression is an autoregressive moving average of order (1,1) with moving average parameter being function of the autoregressive parameter. One-step Gauss-Newton estimators are proposed and are shown to have the same limiting distribution as the ordinary least squares estimator for unit root when complete observations are available. A Monte-Carlo simulation shows that the temporal aggregation have no effect on the size. The power of the suggested test are nearly the same as the powers of the test based on complete observations.

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이동 물체 포착을 위한 비젼 서보 제어 시스템 개발 (Development of Visual Servo Control System for the Tracking and Grabbing of Moving Object)

  • 최규종;조월상;안두성
    • 동력기계공학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.96-101
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    • 2002
  • In this paper, we address the problem of controlling an end-effector to track and grab a moving target using the visual servoing technique. A visual servo mechanism based on the image-based servoing principle, is proposed by using visual feedback to control an end-effector without calibrated robot and camera models. Firstly, we consider the control problem as a nonlinear least squares optimization and update the joint angles through the Taylor Series Expansion. And to track a moving target in real time, the Jacobian estimation scheme(Dynamic Broyden's Method) is used to estimate the combined robot and image Jacobian. Using this algorithm, we can drive the objective function value to a neighborhood of zero. To show the effectiveness of the proposed algorithm, simulation results for a six degree of freedom robot are presented.

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선형 구조계의 동특성 추정법 (Identification of Linear Structural Systems)

  • 윤정방
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 1989년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.46-50
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    • 1989
  • Methods for the estimation of the coefficient matrices in the equation of motion for a linear multi-degree-of-freedom structure arc studied. For this purpose, the equation of motion is transformed into an auto-regressive and moving average with auxiliary input (ARMAX) model. The ARMAX parameters are evaluated using several methods of parameter estimation; such as toe least squares, the instrumental variable, the maximum likelihood and the limited Information maximum likelihood methods. Then the parameters of the equation of motion are recovered therefrom. Numerical example is given for a 3-story building model subjected to an earthquake exitation.

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근사 함수에 기반한 대용량 3차원 모델 복원 알고리즘

  • 조현철;김선정;김창헌
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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    • pp.307-307
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    • 2004
  • 본 논문에서는 3차원 스캔기기에서 실제 모델을 측정하여 얻어지는 점 데이터로부터 모델의 표면을 생성하는 알고리즘을 제안한다. 3차원 스캔기기가 정밀해지고 스캔 규모도 커짐에 따라 측정 데이터의 크기도 증가되어, 이러한 대용량 측정 데이터의 복원 알고리즘이 필요로 되고 있다. 그리고 여러 다른 각도에서 스캔닝 된 점 데이터들은 이어지는 부분이 정확히 맞지 않아 중첩되어 표현되거나 기계적인 또는 환경적인 제약 등의 이유로 오류가 포함될 수도 있다. 그러므로 복원 알고리즘은 이러한 중첩된 표현을 정리하고 오류를 보정해 주어야 한다.(중략)

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센서네트워크 내에서 TDOA 측정치 기반의 이동 표적 속도 정보 추정 (TDOA Based Moving Target Velocity Estimation in Sensor Network)

  • 김용휘;박민수;박진배;윤태성
    • 전기학회논문지
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    • 제64권3호
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    • pp.445-450
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    • 2015
  • In the moving target problem, the velocity information of the moving target is very important as well as the high accuracy position information. To solve this problem, active researches are being conducted recently with combine the Time Difference of Arrival (TDOA) and Frequency Delay of Arrival(FDOA) measurements. However, since the FDOA measurement is utilizing the Doppler effect due to the relative velocity between the target source and the receiver sensor, it may be difficult to use the FDOA measurement if the moving target speed is not sufficiently fast. In this paper, we propose a method for estimating the position and the velocities of the target by using only the TDOA measurements for the low speed moving target in the indoor environment with sensor network. First, the target position and heading angle are obtained from the estimated positions of two attached transmitters on the target. Then, the target angular and linear velocities are also estimated. In addtion, we apply the Instrumental Variable (IV) technique to compensate the estimation error of the estimated target velocity. In simulation, the performance of the proposed algorithm is verified.

단순 선형회귀 모형에서 자기공분산에 근거한 최적 추정 방법 (An estimation method based on autocovariance in the simple linear regression model)

  • 박철용
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • 제20권2호
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    • pp.251-260
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    • 2009
  • 이 논문에서는 단순 선형회귀 모형에서 회귀 계수의 최적 추정량을 구할 수 있는 자기공분산에 근거한 추정 방법을 제시하였다. 이 방법이 직관적으로 매혹적이지는 않지만 이 최적 추정량이 해당 회귀 계수의 불편추정량이 된다. 설명변수가 0과 1사이의 균등간격의 값을 가지면, 오차가 자기회귀 이동평균 모형을 따르면 성립하는 조건 하에서 이 최적 추정량이 최소제곱 추정량과 점근적으로 통일한 분포를 가진다는 것을 보였다. 추가적으로 똑같은 조건 하에서 이 최적 추정량이 해당 회귀 계수에 확률상 수렴한다는 것을 자체적으로 입증하였다.

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