• 제목/요약/키워드: multi-objective optimization technique

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폴리토프 모델을 이용한 도립진자의 다목적$ Η_2/Η_\infty$ 제어기의 LMI 설계 (LMI Design of Multi-Objective$ Η_2/Η_\infty$Controllers for an Inverted Pendulum on the Cart Using Polytope Models)

  • 이상철
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제6권1호
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    • pp.6-13
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    • 2002
  • 본 논문은 선형 행렬 부등식 (LMI) 기법을 이용하여, 도립진자 시스템의 안정화 조절 제어 및 추종 제어 특성을 만족하는 다목적 제어기를 선계하기 위하여, 도립진자의 모델을 복수개의 모델을 원소로 가진 폴리토프 모델(polytopic model)로 표현하고, 극점 배치 Η$_2$$_{\infty}$ 제어기를 설계하는 과정을 예시한 것이다. 도립진자의 진폭이 비교적 큰 경우, 하나의 동작점에서 구한 선형 시불변 모델의 오차를 불확실성으로 고려하여 설계한 제어기가 가지기 쉬운 보수성(conservativeness)을 극복하기 위하여, 도립진자 시스템에 대하여 다수의 경사 각도를 선형화의 동작점으로 취하여 복수개의 선형시불변 모델로써 이루어진 하나의 폴리토프 모델(polytopic model)을 구성하였다. 이 모델에 대하여, 볼록 최적화(convex optimization) 알고리즘을 사용하는 LMI 소프트웨어를 사용하여 다목적 성능을 만족하는 제어기를 설계하였다. 폴리토프 모델에 대하여 설계된 제어기로써 제어된 도립 진자는, 비교적 큰 경사 각도의 초기치에 대한 실험에서, 안정하게 연직 위치로 복원되는 제어 효과를 관찰할 수 있었다.

다목적 최적화 기법을 이용한 신재생에너지 기반 자립 에너지공급 시스템 설계 및 평가 (Economic and Environmental Assessment of a Renewable Stand-Alone Energy Supply System Using Multi-objective Optimization)

  • 이도현;한슬기;김지용
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제55권3호
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    • pp.332-340
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    • 2017
  • 본 연구에서는 다목적 최적화 기법을 이용하여 다양한 신재생에너지 자원 기반 통합 에너지 공급 시스템을 설계 및 평가 한다. 본 연구에서는 에너지 공급 시스템의 주요 구성요소로써 태양광 모듈, 풍력터빈 및 화석연료 기반 발전장치 등 에너지 생산 기술을 비롯하여 배터리와 인버터 등의 전력 에너지 저장 및 변환 장치 등도 포함한다. 특히, 6개의 한국 대표 지역을 선별하여 각 지역의 에너지 요구량 및 실제 신재생 에너지 자원 데이터를 기반으로 최적의 독립 통합 에너지 공급 시스템을 설계하였으며, 총 소요비용, 단위에너지비용 및 생애주기 이산화탄소 배출 분석 등, 다양한 지표를 이용하여 시스템의 경제성 및 환경성을 분석한다. 특히 다목적최적화 기법을 이용하여 최소 비용과 최소 이산화탄소 배출 등 두 목적함수를 동시에 만족하는 파레토 솔루션을 규명함으로써 신재생 자원 기반 독립 에너지 공급 시스템 설계의 가능성 및 효과를 정량적으로 분석하였다. 분석 결과, 신재생에너지 자원이 좋은 지역일수록 시스템 구축 비용 증가에 따른 이산화탄소 절감 효과가 높은 것으로 나타났다. 또한, 신재생에너지 자원 기반 에너지 공급 시스템의 전력 단가는 현재 기존 단가보다 평균 0.35~0.46 $/kWh높게 나타났으며, 이산화탄소 배출량의 경우 기존 배출량보다 470~490 g$CO_2$/kWh정도의 저감효과를 보임을 분석하였다.

Anomaly detection of smart metering system for power management with battery storage system/electric vehicle

  • Sangkeum Lee;Sarvar Hussain Nengroo;Hojun Jin;Yoonmee Doh;Chungho Lee;Taewook Heo;Dongsoo Har
    • ETRI Journal
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    • 제45권4호
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    • pp.650-665
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    • 2023
  • A novel smart metering technique capable of anomaly detection was proposed for real-time home power management system. Smart meter data generated in real-time were obtained from 900 households of single apartments. To detect outliers and missing values in smart meter data, a deep learning model, the autoencoder, consisting of a graph convolutional network and bidirectional long short-term memory network, was applied to the smart metering technique. Power management based on the smart metering technique was executed by multi-objective optimization in the presence of a battery storage system and an electric vehicle. The results of the power management employing the proposed smart metering technique indicate a reduction in electricity cost and amount of power supplied by the grid compared to the results of power management without anomaly detection.

다중 구성을 이용한 내시경 및 대물렌즈 광학계 공차 민감도 최소화 설계 기술 (Research to Minimize Endoscope and Objective-lens Sensitivity Using Multi-configurations)

  • 정미숙
    • 한국광학회지
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    • 제32권6호
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    • pp.259-265
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    • 2021
  • 최근 렌즈 가공 및 측정 기술의 발전에 따라 렌즈의 제작 조립 기술이 개선되었다. 그럼에도 불구하고 렌즈 제작 조립 기술의 상향에 따른 비용 및 제작 기간의 증가, 온도 및 진동 등의 사용 환경 의존도를 해결하지 못해 이에 따른 불안정해지는 성능 등을 극복하지 못하였다. 또한, 초정밀 광학계에서 효과적으로 민감도를 줄이는 방법은 다수의 보상자를 이용하는 방법인데, 특히 내시경 같은 초소형 렌즈의 경우 렌즈 경통 크기 제약으로 인하여 상거리 보상자 이외 추가적인 보상자 사용에 어려움이 있다. 따라서 렌즈 설계에 있어 공차에 대한 렌즈의 민감도를 최소화하는 것은 무엇보다도 중요한 기술인 바 이를 위한 노력이 필요하며, 렌즈 설계 소프트웨어에서도 민감도를 줄일 수 있는 기능들이 추가되는 추세이다. 본 논문에서는 우선 성능이 최적화된 설계를 도출하고, 이 설계의 민감도를 분석하여 민감도가 높은 요소들을 다중 구성(multi-configuration)에 적용한 뒤 다시 최적화함으로써 렌즈 민감도를 최소화하였으며 사례를 들어 다중 구성 방법이 민감도 저감에 매우 효과적임을 보여주었다.

Self-Organizing Polynomial Neural Networks Based on Genetically Optimized Multi-Layer Perceptron Architecture

  • Park, Ho-Sung;Park, Byoung-Jun;Kim, Hyun-Ki;Oh, Sung-Kwun
    • International Journal of Control, Automation, and Systems
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    • 제2권4호
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    • pp.423-434
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    • 2004
  • In this paper, we introduce a new topology of Self-Organizing Polynomial Neural Networks (SOPNN) based on genetically optimized Multi-Layer Perceptron (MLP) and discuss its comprehensive design methodology involving mechanisms of genetic optimization. Let us recall that the design of the 'conventional' SOPNN uses the extended Group Method of Data Handling (GMDH) technique to exploit polynomials as well as to consider a fixed number of input nodes at polynomial neurons (or nodes) located in each layer. However, this design process does not guarantee that the conventional SOPNN generated through learning results in optimal network architecture. The design procedure applied in the construction of each layer of the SOPNN deals with its structural optimization involving the selection of preferred nodes (or PNs) with specific local characteristics (such as the number of input variables, the order of the polynomials, and input variables) and addresses specific aspects of parametric optimization. An aggregate performance index with a weighting factor is proposed in order to achieve a sound balance between the approximation and generalization (predictive) abilities of the model. To evaluate the performance of the GA-based SOPNN, the model is experimented using pH neutralization process data as well as sewage treatment process data. A comparative analysis indicates that the proposed SOPNN is the model having higher accuracy as well as more superb predictive capability than other intelligent models presented previously.reviously.

3 차원 고체요소모델을 활용한 해상풍력터빈 하부구조의 위상최적화 (Topology Optimization of Offshore Wind-Power Turbine Substructure Using 3D Solid-Element Model)

  • 김원철;정태진
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권3호
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    • pp.309-314
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    • 2014
  • 기계나 토목 구조물의 형상은 일반적으로 전통적인 방법들을 이용하여 얻었다. 예를 들면 전력송전탑이나 해상풍력 하부구조물 이외의 다른 구조물들도 조직적으로 만든다. 한편 컴퓨터 그래픽의 급속한 성장으로 인해, 진화된 구조해석 및 최적설계기법들을 이용하고 있다. 본 논문에서는 해상 풍력 터빈을 위한 자켓 구조물의 구조형상을 위상최적화 기법을 통하여 연구하였다. 이번 연구는 실제작동하중상태로 시뮬레이션을 위하여 다 하중으로 종속시켰으며, 최적화 목적 함수는 주어진 경계조건아래 컴플라이언스로 정의하였다. 최적화는 고유진동수와 체적을 구속함수로 사용하였으며, 1 단계 모델의 결과는 2 단계 구조를 위한 외형을 빠르게 볼 수 있도록 한다. 그 결과로 사각뿔대의 3D 모델은 위상최적화를 통하여 개발하였다.

Optimization of Data Placement using Principal Component Analysis based Pareto-optimal method for Multi-Cloud Storage Environment

  • Latha, V.L. Padma;Reddy, N. Sudhakar;Babu, A. Suresh
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제21권12호
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    • pp.248-256
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    • 2021
  • Now that we're in the big data era, data has taken on a new significance as the storage capacity has exploded from trillion bytes to petabytes at breakneck pace. As the use of cloud computing expands and becomes more commonly accepted, several businesses and institutions are opting to store their requests and data there. Cloud storage's concept of a nearly infinite storage resource pool makes data storage and access scalable and readily available. The majority of them, on the other hand, favour a single cloud because of the simplicity and inexpensive storage costs it offers in the near run. Cloud-based data storage, on the other hand, has concerns such as vendor lock-in, privacy leakage and unavailability. With geographically dispersed cloud storage providers, multicloud storage can alleviate these dangers. One of the key challenges in this storage system is to arrange user data in a cost-effective and high-availability manner. A multicloud storage architecture is given in this study. Next, a multi-objective optimization problem is defined to minimise total costs and maximise data availability at the same time, which can be solved using a technique based on the non-dominated sorting genetic algorithm II (NSGA-II) and obtain a set of non-dominated solutions known as the Pareto-optimal set.. When consumers can't pick from the Pareto-optimal set directly, a method based on Principal Component Analysis (PCA) is presented to find the best answer. To sum it all up, thorough tests based on a variety of real-world cloud storage scenarios have proven that the proposed method performs as expected.

복합구조제어시스템의 동시최적설계 (Simultaneous Optimum Design of Hybrid Structural Control System)

  • 박관순;고현무
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제6권5호
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    • pp.37-43
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    • 2002
  • 복합구조제어시스템의 동시최적설계방법에 관하여 연구하였다. 여기에서는 수동제어장치 뿐만 아니라 능동제어장치의 배치와 용량, 제어기 등이 설계변수가 되며 설계인자들의 만족도를 나타내는 선호도함수를 정의하여 이를 이용하여 최적화문제를 정식화한다. 또한 수동 및 능동제어장치의 설계변수로부터 동시에 최적해를 찾아내기 의한 수치적 방법으로 유전자알고리즘을 사용하였다. 지진하중을 받는 다자유도 구조물의 설계에 및 수치모사를 통하여 제안한 방법의 타당성을 검증하고자 하였다.

Stock Investment of Agriculture Companies in the Vietnam Stock Exchange Market: An AHP Integrated with GRA-TOPSIS-MOORA Approaches

  • NGUYEN, Phi-Hung;TSAI, Jung-Fa;KUMAR G, Venkata Ajay;HU, Yi-Chung
    • The Journal of Asian Finance, Economics and Business
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    • 제7권7호
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    • pp.113-121
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    • 2020
  • Multi-criteria stock selection is a critical issue for effective investment since the improper stock investment might cause many problems affecting investors negatively. Investors need a range of financial indicators while they are choosing the optimal set of stocks to invest. This study aims to rank the stock of agriculture companies indexed on the Vietnam Stock Exchange Market. The data of 13 agriculture companies during the 2016-2019 periods was analyzed by analytical hierarchy process (AHP) integrated with grey relational analysis (GRA), multi-objective optimization ratio analysis (MOORA), and technique for order performance by similarity to ideal solution (TOPSIS). The AHP method is employed to determine the weights of the proposed financial ratios, and GRA, TOPSIS, and MOORA approaches are used to obtain final ranking. The results indicated that HSL is the top stock with the highest rank and GRA, MOORA, and TOPSIS rankings have strong correlation values between 0.78-1. The findings suggest that the integrated model could be implemented effectively to specific analysis of industries such as oil and gas, textiles, food, and electronics in future research. Further, other techniques like COPRAS, KEMIRA, and EDAS could be employed to evaluate the financial performance of other companies to solve investment problems.

J-선회 조종성능을 고려한 승용차 현가장치의 최적화 기법 (Optimization Technique of Passenger Car Suspension System Considering J-Turn Handling Performances)

  • 이상범;이춘승;임홍재;김민수
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제28권3호
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    • pp.267-273
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    • 2004
  • The purpose of this paper is to develop a systematic design method for the suspension system hard points and compliance elements, which have great influence on the handling stability of a vehicle. In this paper, a method to optimize J-turn responses is presented based on the principles of design of experiments, multi-body dynamic analysis and optimum design technique. The design variables associated with the J-turn maneuver are selected through the experimental design sensitivity analysis using the perturbation method. An objective function is defined as an approximate function for the J-turn characteristics using the TSA(Taylor series approximation). The values of the design variables, which make the optimized J-turn characteristics, are obtained using the conjugate gradient method. The result of the J-turn simulation shows that the optimized vehicle has more improved handling stability than the optimized vehicle.