24 research outputs found

    Evaluation of a case-based Reasoning Energy Prediction Tool for Commercial Buildings

    Get PDF
    This paper presents the results of an energy predictor that predicts the energy demand of commercial buildings using Case Based Reasoning (CBR). The proposed approach is evaluated using monitored data in a real office building located in Varennes, Quebec. The energy demand is predicted at every hour for the following three hours using weather forecasts. The results show that during occupancy, 7:00 to 17:00, the coefficient of variance of the root-mean-square-error (CVRMSE) is below 12.3%, the normalized mean bias error (NMBE) is below 1.3% and the root-meansquare- error (RMSE) is below 16.6 kW. When the statistical criteria are calculated for all hours of the day, the CV-RMSE is 13.9%, the NMBE is 2.7% and the RMSE is 17.9 kW. The case study demonstrates that CBR can be used for energy demand prediction and could be implemented in building operation systems

    Synchronization for a class of generalized neural networks with interval time-varying delays and reaction-diffusion terms

    Get PDF
    In this paper, the synchronization problem for a class of generalized neural networks with interval time-varying delays and reaction-diffusion terms is investigated under Dirichlet boundary conditions and Neumann boundary conditions, respectively. Based on Lyapunov stability theory, both delay-derivative-dependent and delay-range-dependent conditions are derived in terms of linear matrix inequalities (LMIs), whose solvability heavily depends on the information of reaction-diffusion terms. The proposed generalized neural networks model includes reaction-diffusion local field neural networks and reaction-diffusion static neural networks as its special cases. The obtained synchronization results are easy to check and improve upon the existing ones. In our results, the assumptions for the differentiability and monotonicity on the activation functions are removed. It is assumed that the state delay belongs to a given interval, which means that the lower bound of delay is not restricted to be zero. Finally, the feasibility and effectiveness of the proposed methods is shown by simulation examples

    A neural network model for constructing endophenotypes of common complex diseases: an application to male young-onset hypertension microarray data

    Get PDF
    Motivation: Identification of disease-related genes using high-throughput microarray data is more difficult for complex diseases as compared with monogenic ones. We hypothesized that an endophenotype derived from transcriptional data is associated with a set of genes corresponding to a pathway cluster. We assumed that a complex disease is associated with multiple endophenotypes and can be induced by their up/downregulated gene expression patterns. Thus, a neural network model was adopted to simulate the gene–endophenotype–disease relationship in which endophenotypes were represented by hidden nodes

    Whole-Building Commercial HVAC System Simulation for Use in Energy Consumption Fault Detection

    Get PDF
    Numerous fault detection and diagnostic system techniques have been developed for HVAC systems, but most focus on detecting faults at the component level, for example, air handling units or variable air volume boxes. This paper examines the use of the ASHRAE simplified energy analysis procedure (SEAP) for fault detection at the whole-building level. In the procedure examined, an implementation of the SEAP is “calibrated” to a period of measured heating and cooling data from a building so the simulated data closely follow the measured data. A small adjustment is added to the simulated data so the total adjusted simulated heating and cooling consumption values exactly match the measured heating and cooling consumption totals for the same period. The adjusted version of the calibrated SEAP simulation is then used to predict future consumption, using future weather data. Visual comparison with future measured data is used to diagnose significant deviations from expected performance. The procedure is applied retrospectively to three years of measured consumption data as a test. It clearly identifies three significant operational changes that occurred during the test period. Three different presentation formats are tested for fault identification— monthly deviations, daily percent deviations, and cumulative deviation plots. All have value, and it is ultimately a user preference as to which is the most informative

    A Continuous-Time Recurrent Neural Network for Joint Equalization and Decoding – Analog Hardware Implementation Aspects

    Get PDF
    Equalization and channel decoding are “traditionally” two cascade processes at the receiver side of a digital transmission. They aim to achieve a reliable and efficient transmission. For high data rates, the energy consumption of their corresponding algorithms is expected to become a limiting factor. For mobile devices with limited battery’s size, the energy consumption, mirrored in the lifetime of the battery, becomes even more crucial. Therefore, an energy-efficient implementation of equalization and decoding algorithms is desirable. The prevailing way is by increasing the energy efficiency of the underlying digital circuits. However, we address here promising alternatives offered by mixed (analog/digital) circuits. We are concerned with modeling joint equalization and decoding as a whole in a continuous-time framework. In doing so, continuous-time recurrent neural networks play an essential role because of their nonlinear characteristic and special suitability for analog very-large-scale integration (VLSI). Based on the proposed model, we show that the superiority of joint equalization and decoding (a well-known fact from the discrete-time case) preserves in analog. Additionally, analog circuit design related aspects such as adaptivity, connectivity and accuracy are discussed and linked to theoretical aspects of recurrent neural networks such as Lyapunov stability and simulated annealing

    Проблеми і перспективи застосування нейронних мереж у задачах моніторингу технічного стану авіаційних двигунів вертольотів у польотних режимах

    Get PDF
    Владов С.І., Дєрябіна І.О., Подгорних Н.В., Грибанова С.А., Яніцький А.А. Проблеми і перспективи застосування нейронних мереж у задачах моніторингу технічного стану авіаційних двигунів вертольотів у польотних режимах. Вісник Херсонського національного технічного університету. 2021. № 4 (79). С. 64–73. https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2021.4.7Для покращення показників якості систем автоматичного управління актуальною є задача розробки нових алгоритмів ідентифікації та діагностики технічних об’єктів. Одним із шляхів розв’язання задачі є застосування штучних нейронних мереж. З метою дослідження проблем застосування штучних нейронних мереж для ідентифікації та діагностики технічних об’єктів, зокрема, авіаційних двигунів вертольотів, проведено аналіз наукових праць з цієї тематики за останні роки. Розглянуто існуючі підходи до побудови систем діагностики несправностей та систем автоматичного управління на основі штучних нейронних мереж. Результати наведеного аналізу можуть бути використані при розробці нових методів та алгоритмів ідентифікації та діагностики технічних об’єктів на основі нейромережевих аналізаторів. У цій роботі як приклад наведена узагальнена нейромережева модель авіаційних двигунів вертольотів, що застосовується для моніторингу їх технічного стану в режимі польотів вертольотів. З даною моделлю у роботі сформульовано задача ідентифікації технічного стану авіаційних двигунів вертольотів. У цій роботі наведено приклад застосування нейромережевих технологій у задачах управління авіаційними двигунами вертольотів у польотних режимах. Розроблено структуру моделі управління авіаційними двигунами вертольотів у польотних режимах із застосуванням нейронної мережі архітектури персептрон. Отримані результати свідчать про переваги застосування нейронних мереж у задачах управління авіаційними двигунами вертольотів у польотних режимах перед іншими методами, наприклад, методом управління із застосуванням ПІД-регуляторів. З боку сучасних програмно-технічних засобів відсутні будь-які обмеження на складність використовуваних алгоритмів, проте для реалізації тих значних потенційних можливостей, які мають системи управління на основі штучних нейронних мереж, потрібна розробка концептуально нових підходів до побудови таких систем. Для улучшения показателей качества систем автоматического управления актуальной является задача разработки новых алгоритмов идентификации и диагностики технических объектов. Одним из путей решения задачи является применение искусственных нейронных сетей. В целях исследования проблем использования искусственных нейронных сетей для идентификации и диагностики технических объектов, в частности, авиационных двигателей вертолетов, проведен анализ научных работ по данной тематике за последние годы. Рассмотрены существующие подходы к построению систем диагностики неисправностей, а также систем автоматического управления на основе искусственных нейронных сетей. Результаты приведенного анализа могут быть использованы при разработке новых методов и алгоритмов идентификации и диагностики технических объектов на основе нейросетевых анализаторов. В данной работе в качестве примера приведена обобщенная нейросетевая модель авиационных двигателей вертолетов, которая применяется для мониторинга их технического состояния в режиме полетов вертолетов. На основании данной модели в работе сформулирована задача идентификации технического состояния авиационных двигателей вертолетов. В данной работе приведен пример применения нейросетевых технологий в задачах управления авиационными двигателями вертолетов в полетных режимах. Разработана структура модели управления авиационными двигателями вертолетов в полетных режимах с применением нейронной сети архитектуры персептрон. Полученные результаты свидетельствуют о преимуществах применения нейронных сетей в задачах управления авиационными двигателями вертолетов в полетных режимах перед другими методами, например, методом управления с применением ПИД-регуляторов. Со стороны современных программно-технических средств отсутствуют какие-либо ограничения на сложность используемых алгоритмов, однако для реализации тех значительных потенциальных возможностей, которые имеют системы управления на основе искусственных нейронных сетей, требуется разработка концептуально новых подходов к построению таких систем. To improve the quality indicators of automatic control systems, it is urgent to develop new algorithms for the identification and diagnostics of technical objects. One of the ways to solve the problem is the use of artificial neural networks. In order to study the problems of using artificial neural networks for the identification and diagnostics of technical objects, in particular, helicopters aircraft engines, an analysis of scientific works on this topic in recent years has been carried out. The existing approaches to the construction of fault diagnostics systems, as well as automatic control systems based on artificial neural networks, are considered. The results of the above analysis can be used in the development of new methods and algorithms for identification and diagnostics of technical objects based on neural network analyzers. In this paper, as an example, a generalized neural network model of helicopter aircraft engines is presented, which is used to monitoring their technical state in the helicopter flight mode. Based on this model, the paper formulates the problem of identifying the technical condition of helicopter aircraft engines. This paper provides an example of the use of neural network technologies in the control problems of helicopter aircraft engines in flight modes. The structure of the model for controlling helicopters aircraft engines in flight modes using a neural network of the perceptron architecture has been developed. The results obtained indicate the advantages of using neural networks in the problems of controlling helicopters aircraft engines in flight modes over other methods, for example, a control method using PID controllers. On the part of modern software and hardware, there are no restrictions on the complexity of the algorithms used, however, to realize the significant potential capabilities that control systems based on artificial neural networks have, it is necessary to develop conceptually new approaches to the construction of such systems

    Mill-cut: a neural network system for the prediction of thermo-mechanical loads induced in end-milling operations

    Get PDF
    This paper presents the design and implementation issues of a generalized system called mill-cut, developed for the prediction of cutting forces and temperature in end-milling operations. Based on an ANN approach, mill-cut predicts all the three components of cutting forces and average shear plane temperature for a given set of machining parameters broadly categorized into three groups viz. (i) cutting tool geometrical parameters (ii) cutting parameters and (iii) workpiece material properties. In the present work, for representing overall machining condition, 15 machining parameters having major impact on the cutting forces and cutting temperature were chosen. The feed-forward back-propagated ANN architecture has been incorporated, which was initially trained with analytical data before incorporating it as part of an integrated system. Results obtained from the proposed model show good agreement with the experimental/numerical (FEM based) results available in the literature
    corecore