• 제목/요약/키워드: polynomial optimization

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50 kHz 체장어군탐지기용 분할 빔 음향 변환기의 지향성 보정 및 위치각 추정 (Estimation of Angular Location and Directivity Compensation of Split-beam Acoustic Transducer for a 50 kHz Fish Sizing Echo Sounder)

  • 이대재
    • 한국수산과학회지
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    • 제44권4호
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    • pp.423-430
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    • 2011
  • The most satisfactory split-beam transducer for fish sizing maintains a wide bearing angle region for correct fish tracking without interference from side lobes and lower sensitivity to fish echoes outside of the main lobe region to correctly measure the angular location of free-swimming fishes in the sound beam. To evaluate the performance of an experimentally developed 50 kHz split-beam transducer, the angular location of a target was derived from the electrical phase difference between the resultant signals for the pair of transducer quadrants in the horizontal and vertical planes consisting of 32 transducer elements. The electrical phase difference was calculated by cross-spectral density analysis for the signals from the pair of receiving transducer quadrants, and the directivity correction factor for a developed split-beam transducer was estimated as the fourth-order polynomial of the off-axis beam angle for the angular location of the target. The experimental results demonstrate that the distance between the acoustic centers for the pair of receiving transducer quadrants can be controlled to less than one wavelength by optimization with amplitude-weighting transformers, and a smaller center spacing provides a range of greater angular location for tracking of a fish target. In particular, a side lobe level of -25.2 dB and an intercenter spacing of $0.96\lambda$($\lambda$= wavelength) obtained in this study suggest that the angular location of fish targets distributing within a range of approximately ${\pm}28^{\circ}$ without interference from side lobes can be measured.

클러스터링 방법을 이용한 TSK 퍼지추론 시스템의 설계 및 해석 (Design and Analysis of TSK Fuzzy Inference System using Clustering Method)

  • 오성권
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제7권3호
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    • pp.132-136
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    • 2014
  • 본 논문에서는 주어진 데이터 전처리를 통한 새로운 형태의 TSK기반 퍼지 추론 시스템을 제안한다. 제안된 모델은 주어진 데이터의 효율적인 처리를 위해 클러스터링 기법인 Fuzzy C-Means 클러스터링 방법을 이용하였다. 제안된 새로운 형태의 퍼지추론 시스템의 전반부는 FCM 을 통하여 정규화된 멤버쉽 함수와 클러스터 수를 결정하기 때문에, 멤버쉽함수의 형태 및 개수를 정의할 필요가 없어, 모델의 구조 또한 간단한 형태를 이룬다. 본 논문에서 사용된 후반부는 4가지 형태로-간략추론, 1차선형추론, 2차선형추론, 변형된 2차선형추론-가 있으며, 이는 효율적인 후반부구조를 찾는데 주도적인 역할을 한다. 또한 제안된 모델의 후반부 파라미터 계수는 Weighted Least Squares Estimation(WLSE)을 사용하여 동정하며, Least Squares Estimation(LSE)를 적용한 모델의 성능과 비교한다. 마지막으로, Boston housing 데이터를 사용하여 제안된 모델의 성능을 평가하였다.

RGBW LED 이용한 RBFNN 기반 감성조명 시스템 설계 (Design of RBFNN-based Emotional Lighting System Using RGBW LED)

  • 임승준;오성권
    • 전기학회논문지
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    • 제62권5호
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    • pp.696-704
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    • 2013
  • In this paper, we introduce the LED emotional lighting system realized with the aid of both intelligent algorithm and RGB LED combined with White LED. Generally, the illumination is known as a design factor to form the living place that affects human's emotion and action in the light- space as well as the purpose to light up the specific space. The LED emotional lighting system that can express emotional atmosphere as well as control the quantity of light is designed by using both RGB LED to form the emotional mood and W LED to get sufficient amount of light. RBFNNs is used as the intelligent algorithm and the network model designed with the aid of LED control parameters (viz. color coordinates (x and y) related to color temperature, and lux as inputs, RGBW current as output) plays an important role to build up the LED emotional lighting system for obtaining appropriate color space. Unlike conventional RBFNNs, Fuzzy C-Means(FCM) clustering method is used to obtain the fitness values of the receptive function, and the connection weights of the consequence part of networks are expressed by polynomial functions. Also, the parameters of RBFNN model are optimized by using PSO(Particle Swarm Optimization). The proposed LED emotional lighting can save the energy by using the LED light source and improve the ability to work as well as to learn by making an adequate mood under diverse surrounding conditions.

PS-LTE 환경에서 최적기지국 위치 선정 (Optimal Positioning of the Base Stations in PS-LTE Systems)

  • 김현우;이상훈;윤현구;최용훈
    • 한국통신학회논문지
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    • 제41권4호
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    • pp.467-478
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    • 2016
  • 본 논문에서는 PS-LTE(Public Safety-Long Term Evolution) 환경에서 단독기지국의 설치에 있어서 전체 사용자의 데이터 처리량을 최대화하는 PSO(Particle Swarm Optimization)기반의 최적기지국 위치 선정 방법을 제안한다. 또한 전체 재난 지역을 탐색하여 최적의 위치를 찾는 완전탐색(Exhaustive Search) 방법, 임의보행(Random Walk) 이동모형을 적용하여 위치를 선정하는 방법, 기지국 균일 배치방법과의 성능을 비교하였다. 제안하는 방법의 경우 모든 지역을 탐색하여 최적위치를 찾는 완전탐색 방법과 유사한 최적위치 및 전체 사용자의 데이터 처리량(Throughput)을 갖지만, 최적해 수렴시간에 있어서 완전탐색의 경우 재난지역의 크기가 커질수록 증가하지만, 제안하는 방법 경우 빠른 수렴 시간 및 거의 일정한 수렴시간을 갖는 것을 알 수 있다.

Assessing the Vulnerability of Network Topologies under Large-Scale Regional Failures

  • Peng, Wei;Li, Zimu;Liu, Yujing;Su, Jinshu
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제14권4호
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    • pp.451-460
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    • 2012
  • Natural disasters often lead to regional failures that can cause network nodes and links co-located in a large geographical area to fail. Novel approaches are required to assess the network vulnerability under such regional failures. In this paper, we investigate the vulnerability of networks by considering the geometric properties of regional failures and network nodes. To evaluate the criticality of node locations and determine the critical areas in a network, we propose the concept of ${\alpha}$-critical-distance with a given failure impact ratio ${\alpha}$, and we formulate two optimization problems based on the concept. By analyzing the geometric properties of the problems, we show that although finding critical nodes or links in a pure graph is a NP-complete problem, the problem of finding critical areas has polynomial time complexity. We propose two algorithms to deal with these problems and analyze their time complexities. Using real city-level Internet topology data, we conducted experiments to compute the ${\alpha}$-critical-distances for different networks. The computational results demonstrate the differences in vulnerability of different networks. The results also indicate that the critical area of a network can be estimated by limiting failure centers on the locations of network nodes. Additionally, we find that with the same impact ratio ${\alpha}$, the topologies examined have larger ${\alpha}$-critical-distances when the network performance is measured using the giant component size instead of the other two metrics. Similar results are obtained when the network performance is measured using the average two terminal reliability and the network efficiency, although computation of the former entails less time complexity than that of the latter.

고품질 율무추출액 제조를 위한 볶음공정의 최적화 (Optimization of Roasting Process for Preparation of Water Extracts from Job's tears (Coicis lachryma-jobi))

  • 정헌식;윤광섭
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.119-124
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    • 2006
  • 율무의 볶음 온도와 시간이 율무 추출액의 품질특성에 미치는 영향을 분석하기 위하여 볶음공정을 반응표면분석법으로 최적화하였다. 볶음 온도와 시간이 증가함에 따라 추출액의 갈색도와 폴리페놀함량 및 DPPH 소거능이 증가하는 경향을 나타내었으며 색도는 붉은 색을 나타내었다. 측정된 변수에 대하여 수립된 회귀식은 높은 결정계수값을 가졌으며, 볶음시간 보다는 온도가 더 중요한 변수로 작용하였고, 수립된 이차 회귀식에 대한 적합성 결여분석 결과 수립된 반응표면 모형이 통계적으로 유의하였다. 폴리페놀의 함량의 최대 예측값은 $2.78{\mu}g/mL$으로 이때의 조건은 $224^{\circ}C$와 35분이었으며, DPPH 소거능을 최대로 하는 조건은 $221^{\circ}C$와 37분의 조건에서 41.3%의 효과를 갖는 것으로 예측되었다. 율무 추출액의 갈변도가 0.2 에서 0.3사이, 폴리페놀함량은 2.0에서 $2.5{\mu}g/mL$사이, DPPH 소거능은 30에서 40%로, hue angle은 0에서 100사이인 조건을 만족하는 볶음처리 조건은 유음온도 $215^{\circ}C$, 볶음시간은 32분으로 나타났다.

반응 표면 분석법을 이용한 일체형 흡착제의 합성 조건 최적화 (Optimization of Synthesis Condition of Monolithic Sorbent Using Response Surface Methodology)

  • 박하은;노경호
    • 공업화학
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    • 제24권3호
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    • pp.299-304
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    • 2013
  • Box-Behnken design (BBD) 방법은 일체형 흡착제의 합성조건을 최적화하기 위해 사용되었다. 단량체(monomer)의 양(mL), 가교제(crosslink)의 양(mL), porogen의 양(mL)에 대한 효과를 조사했다. 실험 값은 여러 회귀분석 및 통계적인 방법에 의해 2차 다항 방정식을 얻었다. 이 모델의 결정계수($R^2$)는 0.9915이고 결정계수의 p value는 0.0001보다 작은 값으로 모델이 매우 유의미하다는 것을 나타낸다. RSM 모델에 의해 예측된 최적의 일체형 흡착제 합성조건은 단량체의 양 0.30 mL, 가교제의 양 1.40 mL, porogen의 양 1.47 mL이고 이 조건 아래서 합성된 일체형 흡착제의 양은 2120.15 mg이다. 이 결과는 이 모델이 적절하다는 것을 나타내었다.

모노펄스 추적용 선형 배열 안테나 빔 패턴 및 여기 전류 가중치들의 최적 합성에 관한 연구 (A Study on the Optimum Synthesis of Beam Patterns and Excitation Current Weights for Monopulse Tracking Linear Array Antennas)

  • 박의준
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제19권5호
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    • pp.533-540
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    • 2008
  • 등간격 안테나 소자들로 구성된 모노펄스 추적용 선형 배열 안테나의 합 및 차 패턴 합성 문제에서 원하는 패턴을 만족시키도록 하는 개별 안테나 급전 여기 전류의 상대적인 가중치들을 도출하는 효율적인 수치적 방법을 제안한다. 이 방법은 패턴 배열 인자를 표현하는 Schelkunoff 다항식에 내재된 패턴 null 점들의 최적 섭동에 기본을 둔다. 따라서 여기 전류 가중치들을 직접 최적화하는 기존의 방식과는 달리, 이 방법은 null 점 제어에 의해 원하는 개별 sidelobe 레벨(SLL)들을 갖는 패턴과 해당 여기 전류 가중치들을 쉽게 합성할 수 있는 장점을 가진다. 또한, 최적화 과정에서 null 점 초기값에 따라 두 가지 형태의 차 패턴들을 합성할 수 있음을 보인다. 임의의 SLL들을 갖는 패턴들을 합성하고, 도출된 결과들을 배열 인자 식에 대입함으로써 제안한 방법의 타당성을 수치적으로 검증한다.

Optimization of Subcritical Water Hydrolysis of Rutin into Isoquercetin and Quercetin

  • Kim, Dong-Shin;Lim, Sang-Bin
    • Preventive Nutrition and Food Science
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    • 제22권2호
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    • pp.131-137
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    • 2017
  • Maximum production of isoquercetin and quercetin simultaneously from rutin by subcritical water hydrolysis (SWH) was optimized using the response surface methodology. Hydrolysis parameters such as temperature, time, and $CO_2$ pressure were selected as independent variables, and isoquercetin and quercetin yields were selected as dependent variables. The regression models of the yield of isoquercetin and quercetin were valid due to the high F-value and low P-value. Furthermore, the high regression coefficient indicated that the polynomial model equation provides a good approximation of experimental results. In maximum production of isoquercetin from rutin, the hydrolysis temperature was the major factor, and the temperature or time can be lower if the $CO_2$ pressure was increased high enough, thereby preventing the degradation of isoquercetin into quercetin. The yield of quercetin was considerably influenced by temperature instead of time and $CO_2$ pressure. The optimal condition for maximum production of isoquercetin and quercetin simultaneously was temperature of $171.4^{\circ}C$, time of 10.0 min, and $CO_2$ pressure of 11.0 MPa, where the predicted maximum yields of isoquercetin and quercetin were 13.7% and 53.3%, respectively. Hydrolysis temperature, time, and $CO_2$ pressure for maximum production of isoquercetin were lower than those of quercetin. Thermal degradation products such as protocatechuic acid and 2,5-dihydroxyacetophenone were observed due to pyrolysis at high temperature. It was concluded that rutin can be easily converted into isoquercetin and quercetin by SWH under $CO_2$ pressure, and this result can be applied for SWH of rutin-rich foodstuffs.

차분 진화 알고리즘을 이용한 Fuzzy Prototype Classifier 최적화 (The Optimization of Fuzzy Prototype Classifier by using Differential Evolutionary Algorithm)

  • 안태천;노석범;김용수
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제24권2호
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    • pp.161-165
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    • 2014
  • 본 논문에서는 입력 공간의 부분 영역의 특성을 기술하기 위하여 각 부분 영역을 대표하는 prototype을 정의하고 정의된 Prototype 에 가중치를 적용하여 각 부분 영역이 각 클래스의 경계면에 미치는 영향을 차등화 하는 Fuzzy Prototype 분류기를 제안 한다. 제안된 패턴 분류기의 Prototype은 퍼지 클러스터링 알고리즘인 Fuzzy C-Means Clustering 알고리즘을 사용하여 결정한다. 또한, 각 부분 영역의 가중치를 결정하기 위하여 유전자 알고리즘에서 파생된 차분 진화 알고리즘을 적용하여 각각의 퍼지 규칙의 가중치를 최적화 한다. 또한 퍼지 규칙 기반 시스템 기반 패턴 분류기의 경우 각각의 퍼지 규칙의 후반부 구조인 다항식의 계수를 추정하기 위하여 Linear Discriminant Analysis를 사용한다. 마지막으로, 본 논문에서 제안한 패턴 분류기의 패턴 분류 특성 및 성능을 평가하기위하여 기계 학습 데이터를 사용한다.