Automation 2017

1.
Petri Nets in Discrete-Event and Hybrid Systems Modelling, Analysing, Performance Evaluation and Control
František Čapkovič
Institute of Informatics, Slovak Academy of Sciences
Frantisek.Capkovic@savba.sk
Streszczenie: Referat w wersji anglojęzycznej.

2.
Mobile robot localization: where we are and what are the challenges?
Piotr Skrzypczyński
Poznań University of Technology
piotr.skrzypczynski@put.poznan.pl
Streszczenie: Referat w wersji anglojęzycznej.

3.
Napęd elektryczny w sterowaniu ruchem – rozwiązania i wyzwania
Teresa Orłowska-Kowalska
Wrocław University of Science and Technology
teresa.orlowska-kowalska@pwr.edu.pl
Streszczenie: We współczesnych urządzeniach przemysłowych powszechnie są stosowane elektryczne układy napędowe ze względu na łatwość dostępu do energii elektrycznej oraz właściwości statyczne i dynamiczne. Napędy te wyposażone są w nowoczesne przekształtniki energoelektroniczne oraz energooszczędne silniki elektryczne sterowane za pomocą coraz szybszych mikrokontrolerów i procesorów sygnałowych. Przekształtnikowe układy napędowe oferują doskonałe możliwości kształtowania momentu napędowego w zależności od potrzeb urządzeń wykonawczych oraz precyzyjną regulację prędkości i położenia. Jednakże przekształtnikowe napędy elektryczne, w szczególności z silnikami prądu przemiennego są nieliniowymi i niestacjonarnymi obiektami regulacji. W związku z tym, aby umożliwić kształtowanie momentu napędowego oraz sterowanie ruchem dostosowane do potrzeb konkretnych, często bardzo wymagających urządzeń, należy zastosować szereg metod opracowanych w teorii sterowania, np. sterowanie poprzez linearyzujące transformacje zmiennych stanu i sprzężenia zwrotne od stanu, sterowania adaptacyjne, odporne (np. z ruchem ślizgowym). W przypadku wymienionych sterowań w zastosowaniu do napędów z silnikami prądu przemiennego, niezbędne jest również odtwarzanie trudnodostępnych pomiarowo zmiennych stanu, tzw. sterowanie bezczujnikowe. Ponadto w wielu urządzeniach pojawiają się dodatkowe zjawiska związane z cechami materiałowymi połączeń mechanicznych, które generują drgania skrętne, niedopuszczalne ze względu na powstawanie oscylacji elektromagnetycznych i mechanicznych zmiennych stanu silnika i urządzenia roboczego. Drgania te również mogą być tłumione poprzez właściwe sterowanie momentem silnika napędowego. Osobnym zagadnieniem we współczesnych wyspecjalizowanych układach napędowych jest zapewnienie monitorowania stanu, diagnostyki ewentualnych uszkodzeń i ich kompensacja, ponieważ tak złożone systemy są narażone na uszkodzenia zarówno elementów energoelektronicznych, jak i silników oraz czujników pomiarowych. Wobec tego system sterowania ruchem z inteligentnym napędem elektrycznym powinien umożliwiać detekcję i kompensację uszkodzeń przekształtnika zasilającego, silnika oraz czujników pomiarowych, przy wykorzystaniu nowoczesnych technik diagnostyki i sterowania tak, aby możliwe było zachowanie pełnej lub choćby częściowej funkcjonalności systemu aż do jego bezpiecznego wyłączenia. Powyższe zagadnienia zostaną omówione, a w niektórych przypadkach przynajmniej zasygnalizowane w niniejszym referacie.

4.
Implementacja operatora ułamkowego rzędu na sterownik PLC wykorzystująca aproksymację CFE
¹Krzysztof Oprzędkiewicz, ¹Wojciech Mitkowski, ²Edyta Gawin
¹AGH University of Science and Technology, ²State Higher Vocational School in Tarnów
kop@agh.edu.pl, wojciech.mitkowski@agh.edu.pl, e_gawin@pwsztar.edu.pl
Streszczenie: W pracy przedstawiono przykład implementacji podstawowego elementu ułamkowego rzędu na sterowniku PLC z wykorzystaniem aproksymacji dyskretnej CFE. Rozważany element jest podstawową częścią każdego regulatora ułamkowego rzędu. Podano również ogólne wskazówki dla implementacji elementów ułamkowych na PCL zgodnie z normą 61131. Jako przebieg referencyjny do oceny jakości aproksymacji zastosowano analityczną formułę na odpowiedź skokową testowanego elementu, jako funkcję kosztu zastosowano typowy wskaźnik średniokwadratowy. Testy wykonano na małym sterowniku PLC SIEMENS S7 1200. Wyniki testów wykazały, że implementacja sterownikowa, zgodna z normą 61131 jest możliwa do realizacji oraz że wyższy rząd aproksymacji gwarantuje lepszą jej dokładność.

5.
Oszacowanie dokładności dyskretnego modelu niecałkowitego rzędu w przestrzeni stanu dla procesu przewodnictwa cieplnego
¹Krzysztof Oprzędkiewicz, ¹Wojciech Mitkowski, ²Edyta Gawin
¹AGH University of Science and Technology, ²State Higher Vocational School in Tarnow
kop@agh.edu.pl, wojciech.mitkowski@agh.edu.pl, e_gawin@pwsztar.edu.pl
Streszczenie: W pracy zaprezentowano analizę dokładności proponowanego przez autorów dyskretnego modelu niecałkowitego rzędu w przestrzeni stanu dla procesu przewodnictwa cieplnego. Proponowany model jest dyskretną wersją modelu ciągłego, omawianego przez autorów we wcześniejszych pracach. Dyskretyzacja operatora rózniczko-całki została wykonana z użyciem metody różnic wstecznych. Dokładność i zbieżność modelu były testowane w funkcji jego wielkości, określonej przez wymiar aproksymacji skończenie wymiarowej oraz długość pamięci. Testy wykonano z użyciem rzeczywistego układu laboratoryjnego bazującego na sterowniku PLC i aplikacji SCADA. Wyniki doświadczeń wykazały, że proponowany model jest dokładny w sensie typowej funkcji kosztu MSE, ale jego sumaryczny wymiar jest relatywnie duży.

6.
Wstępne porównanie eksperymentalnych i symulacyjnych wyników działania regulatora PI ułamkowego rzędu
¹Talar Sadalla, ²Dariusz Horla
¹Institute of Control and Information Engineering, Poznań University of Technology, ²Poznań University of Technology
talar.h.sadalla@doctorate.put.poznan.pl, dariusz.horla@put.poznan.pl
Streszczenie: W artykule zamieszczono wstępne porównanie wyników eksperymentalnych i symulacyjnych dotyczących śledzenia przy zastosowaniu regulatora PI rzędu ułamkowego dla układu z opóźnieniem transportowym. Regulator został zaimplementowany tak, aby działałw czasie rzeczywistym i współpracował z układem Modular Serbo System firmy Inteco. Na podstawie rozważań teoretycznych, porównano obszary wartości nastaw regulatora zapewniających stabilność na podstawie twierdzeń Hermite-Biehlera i Pontryagina, a następnie, na podstawie identyfikacji układu wykonanej w poprzednich pracach przedstawiono symulacyjne wyniki dotyczące jakości śledzenia, porównując je z wynikami eksperymentalnymi uzyskanymi ze stanowiska laboratoryjnego, tak aby zweryfikować czy można wyciągnąć wnioski na podstawie modelu komputerowego, które będą odnosiły się do rzeczywistego układu pracującego z regulatorem FOPI. W celu porównania jakości regulacji wprowadzono wskaźniki IAE i ISE.

7.
Identyfikacja parametrów schematu zastępczego kondensatora metodą Monte Carlo
¹Stefan Kubisa, ²Zygmnt Warsza
¹emeritus prof. of West Pomeranian University of Technology Szczecin, ²Industrial Research Institute for Automation and Measurements (PIAP)
dskubisa@hotmail.com, zlw1936@gmail.com
Streszczenie: Przedstawiono przykład identyfikacji metodą MOnte Carlo (MC) wartości wewnętrznych parametrów schematu zastępczego rzeczywistego kondensatora. Identyfikacji takiej dokonuje się na podstawie pomiarów składowych impedancji lub admitancji na zaciskach kondensatora przy różnych częstotliwościach. Parametry identyfikowane i mierzone są powiązane układem nieliniowych zależności i ich rozwiązanie analityczne jest albo bardzo uciążliwe, albo nawet nie istnieje. Jako przykład, dwoma metodami Monte Carlo (MC) zidentyfikowano parametry modelu rzeczywistego kondensatora elektrycznego w postaci 5-elementowego schematu zastępczego. Identyfikacji dokonano na podstawie za symulowanych wyników pomiarów składowych impedancji zastępczej kondensatora przy kilku częstotliwościach. Identyfikację przeprowadzono za pomocą procedury MC jednokrotnej oraz wielokrotnej iteracyjnej. Otrzymano rozkłady wartości identyfikowanych parametrów i oszacowano uzyskane dokładności. Wyniki symulacji kondensatora wykazały, że identyfikacja wewnętrznych parametrów układu elektrycznego przeprowadzona iteracyjną wielokrotną metodą MC (Monte Carlo) jest wystarczająco szybka i dokładna. Można ją zalecać do stosowania w praktyce pomiarowej.

8.
Deskryptorowe dodatnie układy nieliniowe
Tadeusz Kaczorek
Bialystok University of Technology
kaczorek@isep.pw.edu.pl
Streszczenie: Rozważana będzie dodatniość ciągłych i dyskretnych układów nieliniowych. Podane zostaną warunki konieczne i wystarczające dodatniości deskryptorowych układów nieliniowych. Zaproponowana zostanie procedura sprawdzania dodatniości która zostanie zobrazowana przykładem numerycznym.

9.
Rozwiązanie równania stanu deskryptorowych układów niecalkowitego rzędu – porównanie 3 metod
Lukasz Sajewski
Bialystok University of Technology
l.sajewski@pb.edu.pl
Streszczenie: Rozpatrywane będą deskryptorowe układ ciągłe niecałkowitego rzędu. Rozważone zostaną trzy różne metody wyznaczania rozwiązania równania stanu. Rozważane metody oparte będą odpowiednio o: algorytm przesuwania, odwrotność Drazina oraz metodę dekompozycji Weierstrass-Kroneckera. Efektywność metod zobrazowana zostanie na wybranym przykładzie układu deskryptorowego.

10.
Synteza obserwatora pełnego rzędu singularnych układów dyskretnych niecałkowitego rzędu
Rafał Kociszewski
Bialystok University of Technology
r.kociszewski@pb.edu.pl
Streszczenie: W pracy rozpatrzono zagadnienie syntezy obserwatora pełnego rzędu dla układów liniowych dyskretnych singularnych niecałkowitego rzędu. Sformułowano analityczne kryteria istnienia obserwatora i podano sposób wyznaczania macierzy wzmocnień obserwatora. Rozważania teoretyczne, do których wykorzystano liniowe nierówności macierzowe (LMI) zilustrowano przykładem liczbowym.

11.
Punktowa zupełność oraz punktowa degeneracja wybranej klasy układów dyskretnych singularnych niecałkowitego rzędu
Rafał Kociszewski
Bialystok University of Technology
r.kociszewski@pb.edu.pl
Streszczenie: W pracy podano kryteria punktowej zupełności i punktowej degeneracji układów liniowych dyskretnych singularnych niecałkowitego rzędu. Pokazano, że przy zastosowaniu pewnych przekształceń, można oceny punktowej zupełności lub degeneracji dokonywać stosując kryteria jak dla układów standardowych niecałkowitego rzędu. Rozważania zilustrowano przykładem liczbowym.

12.
Odporna stabilność pewnej klasy liniowych układów dyskretnych niecałkowitego rzędu
Andrzej Ruszewski
Faculty of Electrical Engineering, Bialystok University of Technology
a.ruszewski@pb.edu.pl
Streszczenie: W pracy przedstawiono problem odpornej stabilności liniowych układów dyskretnych niecałkowitego rzędu z niepewnością. Przyjęto, że macierz systemu jest macierzą przedziałową, a niecałkowity rząd alpha spełnia warunek 0 < alpha < 1. Podano nowe warunki odpornej stabilności korzystając z norm macierzy oraz teorii Gershgorin'a dla macierzy przedziałowych. Przedstawiono przykłady numeryczne. 13.
Porównanie dwóch różnych metod syntezy obserwatorów deskryptorowych liniowych układów dyskretnych
Kamil Borawski
Bialystok University of Technology
kam.borawski@gmail.com
Streszczenie: Rozpatrzono obserwatory stanu dla deskryptorowych dyskretnych układów liniowych. Przeanalizowano dwie różne metody syntezy obserwatorów i dokonano porównania tych metod. Metody opierają się na: rozwinięciu w szereg macierzy [Ez-A]^-1 i dekompozycji Weierstrassa-Kroneckera. Rozważania zilustrowano przykładami numerycznymi.

14.
Wyznaczanie realizacja liniowych deskryptorowych (ułamkowych) układów ciągłych
Konrad Markowski
Faculty of Electrical Engineering, ISEP, Warsaw University of Technology
Konrad.Markowski@ee.pw.edu.pl
Streszczenie: W pracy zaprezentowano nową metodę bazującą na teorii grafów skierowanych oddziaływań do wyznaczania realizacji liniowych deskryptorowych układów ciągłych (również ułamkowego rzędu). Dla zaproponowanej metody podano również algorytm wyznaczania realizacji. Metoda została zilustrowania przykładami numerycznymi.

15.
Związek pomiędzy strukturą grafową a realizacją analogową na przykłądzie obwodu elektrycznego
Konrad Markowski
Faculty of Electrical Engineering, ISEP, Warsaw University of Technology
Konrad.Markowski@ee.pw.edu.pl
Streszczenie: W pracy zaproponowano nową metodę wyznaczania minimalnej realizacji dla zadanej macierzy transmitancji układu ułamkowego rzędu na przykładzie prostego obwodu elektrycznego. Dla zadanego układu zbudowano jego realizacje grafową. Następnie bazując na wyznaczonej realizacji pokazano jak za pomocą metody CPE można zrealizować taki układ. Porównano uzyskany model z modelem teoretycznym. Przedstawione metody zostały zilustrowane przykładem numerycznym.

16.
Synteza optymalnego odpornego regulatora dla zakładów przetwórstwa żywności
¹Natalya Lutskaya, ²Igor Korobiichuk, ¹Anatoliy Ladanyuk, ¹Serhii Naku, ²Maciej Kachniarz, ³Michał Nowicki, ³Roman Szewczyk
¹National University of Food Technologies, Ukraine, ²Industrial Research Institute for Automation and Measurements (PIAP), ³Institute of Metrology and Biomedical Engineering, Warsaw University of Technology
lutskaya@yandex.ru, kiv_Igor@list.ru, ladanyuk@ukr.net, naku.serega@gmail.com, mkachniarz@piap.pl, nowicki@mchtr.pw.edu.pl, rszewczyk@piap.pl
Streszczenie: Zakłady przetwórstwa żywności działają w stanie ciągłego zaburzenia. Mogą one mieć różną naturę: zmiana obciążenia na wejściu, zmiany w placówkach zewnętrznych, zaburzenia komunikacji, ewolucyjne zmiany parametrów wewnętrznych w trakcie działania zakładu. Czynniki te prowadzą do zmiany optymalnych ustawień regulatora, a w konsekwencji pogorszenia jakości stanów przejściowych w układzie regulacji. Jeśli zakres niepewności zaburzeń jest znaczny, kontrola powinna oznaczać zmianę ustawienia regulatora, czyli system adaptacyjny. Jednakże, istnieje podejście w którym nastawy regulatora nie są zmieniane. Jest to tak zwany ‘robust control system’. Istniejące rozwiązania odpornych regulatorów mają znaczne wady ograniczające ich wykorzystanie w warunkach przemysłowych, np. regulatory wysokiego rzędu. Synteza matrycy regulatora liniowego dla systemu wielu zmiennych oparta na minimalizacji testu H∞ posiada wszystkie zalety odpornego regulatora i zmniejsza oddziaływanie warunków brzegowych. W artykule opisano optymalny odporny regulator dla odparowywarki w cukrowni przy wykorzystaniu liniowego regulatora matrycowego.

17.
Edytor graficzny języka LD zaimplementowany w środowisku CPDev
Dariusz Rzońca, Jan Sadolewski, Andrzej Stec, Zbigniew Świder, Bartosz Trybus, Leszek Trybus
Rzeszów University of Technology
drzonca@prz.edu.pl, jsad@prz.edu.pl, astec@prz.edu.pl, swiderzb@prz-rzeszow.pl, btrybus@prz.edu.pl, ltrybus@prz.edu.pl
Streszczenie: W artykule przedstawiono proces tworzenia schematu drabinkowego LD w środowisku graficznym pakietu CPDev, tłumaczenie schematu do języka tekstowego ST, kompilację do kodu pośredniego VMASM oraz testowanie (symulację) na prostym przykładzie START-STOP. Starsza wersja pakietu CPDev nie zapewniała wsparcia dla LD innych typów niż BOOL, natomiast obecna (opisana w artykule) jest funkcjonalnie bardzo zbliżona do znanego pakietu CODESYS.

18.
Edytor SFC dla środowiska programistycznego CPDev
Andrzej Stec
Rzeszów University of Technology
astec@prz.edu.pl
Streszczenie: W artykule został zaprezentowany proces tworzenia diagramu w nowym edytorze graficznym SFC środowiska programistycznego CPDev, jak również translacja do tekstowego języka ST, kompilacja do kodu wykonywalnego VMASM i symulacja za pomocą narzędzia CPSim. Podstawowe funkcjonalności edytora SFC są obecnie zbliżone do spotykanych w edytorach renomowanego komercyjnego oprogramowania.

19.
Trajektoria dla wybranej klasy automatycznie sterowanych manewrów omijania ruchomej przeszkody
Jerzy Graffstein
Institute of Aviation
jerzy.graffstein@ilot.edu.pl
Streszczenie: Z uwagi na bezpieczeństwo lotu istotne znaczenie ma przebieg trajektorii manewru omijania ruchomej przeszkody. W pracy zaproponowano metodę określenia kształtu trajektorii dla wybranej klasy złożonego manewru omijania. W jego przebiegu wyodrębniono kolejno następujące po sobie fazy: uniknięcie kolizji, ominięcie przeszkody oraz powrót do lotu wzdłuż odcinka przewidzianego w planie lotu. Wymienionym fazom zostały przyporządko-wane fragmenty trajektorii o założonym kształcie. Przedstawiono metodę określenia warunków zagrożenia wystąpienia kolizji dla różnych scenariuszy ruchu obiektów. W tym celu określono warunki czasowe i geometryczne występujące we wzajemnych relacjach pomiędzy samolotem i przeszkodą. Wykonano cyfrową symulację lotu we wcześniej wymienionych fazach manewru omijania dla wybranego scenariusza ruchu obiektów. Przedstawiono i omówiono wybrane wyniki numerycznych badań.

20.
Automatyczne parkowanie równoległe samochodu – rozważania teoretyczne i badania symulacyjne
Maciej Trojnacki
Industrial Research Institute for Automation and Measurements (PIAP)
mtrojnacki@piap.pl
Streszczenie: Praca dotyczy problemu automatycznego parkowania równoległego pojazdu samochodowego. Omówiono w niej aktualny stan techniki w zakresie automatycznie kierowanych pojazdów oraz systemów automatycznego parkowania. Do badań przyjęto model kinematyczny pojazdu w postaci modelu dwu-kołowego z kołami zastępczymi. Zaproponowano metodę rozwiązania problemu automatycznego parkowania równoległego. Idea metody sprowadza się do zaplanowania charakterystycznych póz pojazdu i realizacji ruchu po-między kolejnymi pozami za pomocą regulatora pozy. Zaprezentowano i omówiono wyniki badań symulacyjnych, które potwierdziły poprawność opracowanej metody. Po odpowiedniej modyfikacji w zakresie planowania, metoda ta może być także użyta do realizacji innych manewrów parkowania.

21.
Zastosowanie sygnałów biologicznych w interfejsach mózg-maszyna
Arkadiusz Kubacki, Andrzej Milecki
Poznań University of Technology
arkadiusz.j.kubacki@doctorate.put.poznan.pl, andrzej.milecki@put.poznan.pl
Streszczenie: W artykule dokonano przeglądu aktualnego stanu wiedzy w zakresie interfejsów mózg-maszyna na podstawie sygnałów biologicznych. Scharakteryzowano różne rodzaje sygnałów biologicznych, które mogą być wykorzystywane do sterowania urządzeniami. Szczególną uwagę zwraca się na wykorzystaniu sygnałów EEG jako najbardziej interesujących i skomplikowanych dla interfejsów mózg-maszyna. Opisano i scharakteryzowano użyte urządzenie EEG . Przedstawiono wstępne wyniki badań wykonanych na Politechnice Poznańskiej w zakresie stosowania urządzeń typu konsumentów do akwizycji sygnału EEG mózgu. Opisane i omówiono stosowanie sztucznej sieci neuronowej do rozpoznania tego sygnału.

22.
Budowa elektronicznego układu sterowania dżojstikiem haptic oraz napędem elektrohydraulicznym
Dominik Rybarczyk, Piotr Owczarek, Arkadiusz Jakubowski
Poznań University of Technology
dominik.rybarczyk@put.poznan.pl, piotr.owczarek@put.poznan.pl, arkadiusz.z.jakubowski@doctorate.put.poznan.pl
Streszczenie: W artykule opisano budowę elektronicznego układu sterowania przeznaczonego dla dżojstika typu haptic. System bazuje na 32-bitowym mikrokontrolerze wyposażonym w kontroler DMA (bezpośredniego dostępu do pamięci) oraz 12-bitowy przetwornik analogowo-cyfrowy ADC. Autor zastosował dwupołożeniowy regulator natężenia prądu wykorzystując informację odczytaną z czujnika wykorzystującego efekt Halla. Układ przetestowano pozycjonując serwonapęd elektrohydrauliczny z zaworem proporcjonalnym. Podczas testów zebrano odpowiedzi skokowe natężenia prądu oraz wartości siły. Prezentowane w artykule badania stanowią punkt wyjścia do budowy zaawansowanego sterownika przeznaczonego pozycjonowania manipulatora zamontowanego w samochodzie ciężarowym.

23.
Model dynamiczny i symulacja elektro-hydraulicznego zaworu proporcjonalnego
Piotr Owczarek, Dominik Rybarczyk, Arkadiusz Kubacki
Poznań University of Technology
piotr.owczarek@put.poznan.pl, dominik.rybarczyk@put.poznan.pl, arkadiusz.j.kubacki@doctorate.put.poznan.pl
Streszczenie: Artykuł przedstawia modelowanie napędu elektro-hydraulicznego. Autorzy zaproponowali implementację dynamicznego modelu zaworu proporcjonalnego z jego najważniejszą nieliniowością jaką jest pierwiastkowa charakterystyka przepływu. Model ten jest użyteczny, gdy posiadamy bezpośrednio informację o położeniu suwaka w zaworze. Dlatego Autorzy proponują rozszerzenie tego modelu o części elektromechaniczne z dedykowaną kartą sterowniczą. Wejście napięciowe rzeczywistego zaworu w zakresie ±10V, jest konwertowane do pozycji suwaka przez transmitancję operatorową z opóźnieniem transportowym i przekryciem dodatnim. Wyniki symulacji i porównanie z rzeczywistymi danymi pomiarowymi zostały przedstawione i opisane. Podobieństwo modelu z rzeczywistym zaworem w przeprowadzonych badaniach wyniosło 94% (w najgorszym przypadku, dla odpowiedzi skokowej 2V). Najlepszy wynik osiągnięto dla odpowiedzi skokowej przy wymuszeniu napięciem 10V z dokładnością 99.42%.

24.
Masowa obsługa pasażerów w sieciach transportowych o strukturze regularnej
Grzegorz Bocewicz, Zbigniew Banszak
Koszalin University of Technology
bocewicz@ie.tu.koszalin.pl, zbigniew.banaszak@tu.koszalin.pl
Streszczenie: Zagadnienia projektowania sieci transportowych i zarządzania realizowanymi w nich przepływami pasażerów stanowią przedmiot intensywnie prowadzonych badań obejmujących zarządzanie przepływem strumieniami pasażerów, przy pomocy różnych środków transportu, uwzględniając przy tym różne ograniczenia związane z topologią struktury. Przedmiotom pracy, w tym obszarze, jest model sieci regularnej umożliwiający formułowanie problemu oceny osiągalności cyklicznych – bezkolizyjnych zachowań. Przedstawione eksperymenty komputerowe ilustrują możliwości praktycznego wykorzystania proponowanego podejścia.

25.
Podejście hybrydowe (CLP/MP) do modelowania i rozwiązywania problemów harmonogramowania z ograniczonymi zasobami i ograniczeniami logicznymi
Paweł Sitek, Jarosław Wikarek, Tadeusz Stefanski
Kielce University of Technology
sitek@tu.kielce.pl, j.wikarek@tu.kielce.pl, t.stefanski@tu.kielce.pl
Streszczenie: Problemy harmonogramowania z ograniczonymi zasobami są powszechne w codziennym życiu, a szczególnie w: dystrybucji, produkcji, zarządzania projektami, logistyce, zarządzaniem łańcuchem dostaw, inżynierii oprogramowania, sieciach komputerowych itd. Typowe dla tych problemów jest występowanie dużej liczby całkowitoliczbowych i binarnych zmiennych decyzyjnych, które reprezentują przydziały ograniczonych zasobów do zadań oraz ograniczeń na tych zmiennych. Dlatego modele dla problemów harmonogramowania z ograniczonymi zasobami są bardziej złożone obliczeniowo, zwłaszcza gdy są stosowane metody badań operacyjnych (BO). Z drugiej strony większość problemów harmonogramowania można łatwo modelować jako przypadki problemu spełnienia ograniczeń (PSO) i rozwiązać za pomocą programowania w logice z ograniczeniami (PLO) lub innych metod. Dodatkowo środowiska oparte na ograniczeniach jak PLO umożliwiają łatwe modelowanie różnego typu ograniczeń, w tym ograniczeń logicznych. W środowisku opartym na PLO definicja problemu oddzielona jest od algorytmów i metod stosowanych w celu rozwiązania problemu. Dlatego zostało zaproponowane podejście hybrydowe do modelowania i rozwiązywania problemów harmonogramowania z ograniczonymi zasobami, które łączy podejścia oparte na badaniach operacyjnych (BO) dla rozwiązywania problemów i podejście oparte na programowaniu w logice z ograniczeniami (PLO) do modelowania problemów. Aby ocenić skuteczność i elastyczność tego podejścia, przedstawiono przykłady ilustracyjne harmonogramowania z ograniczonymi zasobami oraz dodatkowymi ograniczeniami logicznych, które zostały zrealizowane z wykorzystaniem podejścia hybrydowego CLP / MP.

26.
Metody determinacji wsparcia weryfikacji danych użytkowników społeczności internetowych
¹Solomia Fedushko, ¹Yuriy Syerov, ²Igor Korobiichu, ³Andrzej Juś
¹Lviv Polytechnic National University, ²Institute of Automatic Control and Robotics, Warsaw University of Technology, ³Industrial Research Institute for Automation and Measurements (PIAP)
felomia@gmail.com, syerov@ridne.net, kiv_igor@list.ru, ajus@piap.pl
Streszczenie: Artykuł rozważa koncepcję wsparcia informacyjnego systemu weryfikacji danych osobowych członków społeczności internetowych. Ustalono, że wsparcie informacyjne zależy od następujących czynników: stopnia zapełnienia profilu, dane profilu i ich aktualność, administratorów systemu, poziomu aktywności użytkownika i zgodności z zasadami wirtualnej społeczności. Artykuł analizuje również rzeczywiste zadanie rozwoju metod wparcia informacyjnego dla systemu weryfikacji danych osobowych. Poziom wsparcia informatycznego systemu weryfikacji danych osobowych członków społeczności internetowej pozwala na ocenę skuteczności systemu weryfikacji w zarządzaniu internetowych społeczności. Stwierdzono, że im wyższy jest poziom wsparcia informacyjnego internetowego systemu weryfikacji danych , tym lepsza jest wydajność zarządzania wspólnotą, a więc działanie społeczności internetowych.

27.
Badania eksperymentalne elektrochemicznych magazynów energii
Adrian Chmielewski, Jędrzej Mączak, Przemysław Szulim
Institute of Vehicles, Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering, Warsaw University of Technology
a.chmielewski@mechatronika.net.pl, jma@mechatronika.net.pl, p.szulim@mechatronika.net.pl
Streszczenie: W pracy zaprezentowano badania eksperymentalne dla akumulatorów żelowych VRLA (ang. Valve Regulated Lead Acid) AGM (Absorbed Glass Mat). Badania stanowiskowe przeprowadzono dla stałego prądu obciążenia. W pracy zaprezentowano towarzyszący wyładowaniu baterii wzrost temperatury na jej zaciskach, na obudowie przy zadanej temperaturze otoczenia. Przedstawiono również wpływ różnych wartości prądu rozładowania na przyrost temperatury na zaciskach oraz zmiany napięcia na zaciskach akumulatora. W pracy przedstawiono także badania wpływu zmiany temperatury otoczenia na zmianę po-jemności użytecznej akumulatora. Badania zmian temperatury otoczenia przeprowadzono w komorze klimatycznej. Zaprezentowano także zmianę rezystancji wewnętrznej akumulatora, siły elektromotorycznej w zależności od stopnia naładowania. Analizy przeprowadzono dla typowego zakresu pracy akumulatora elektrochemicznego.

28.
Badania stanowiskowe oraz model symulacyjny elektrochemicznych magazynów
Adrian Chmielewski, Jędrzej Mączak, Przemysław Szulim
Warsaw University of Technology
a.chmielewski@mechatronika.net.pl, jma@mechatronika.net.pl, p.szulim@mechatronika.net.pl
Streszczenie: W pierwszej części pracy przedstawiono wyniki badań badania eksperymentalnych akumulatorów: VRLA AGM (Absorbed Glass Mat), litowo-jonowych oraz litowo-żelazowo-fosforanowych LiFePO4. Badania przeprowadzono w cyklu statycznym (stały prąd obciążeniowy). Przedstawiono także towarzyszący pracy baterii wzrost temperatury na jej zaciskach oraz na obudowie. Zaprezentowano także wpływ różnych wartości prądu rozładowania na przyrost temperatury oraz zmiany napięcia na zaciskach akumulatora. W drugiej części pracy przedstawiono zależności analityczne, które posłużyły do budowy modelu symulacyjnego w środowisku Matlab&Simulink. Uzyskane z modelu wyniki porównano z wynikami badań eksperymentalnych.

29.
Planowanie ściezki dla robota mobilnego w trudnym terenie z obszarami nieznanymi
Piotr Skrzypczynski
Poznań University of Technology
piotr.skrzypczynski@put.poznan.pl
Streszczenie: Artykuł dotyczy problemu planowania ściezki robota w naturalnym i nieznanym wczesniej terenie, przy założeniu, że mapa tego terenu może zawierać obszary nieznane. Przedstawiono algorytmy uzupełniania brakujących wartości wysokosci terenu oraz sposób integracji tych algorytmów z inkrementalnym planerem ściezki robota. W artykule zapreznetowano wyniki symulacji obrazujące efektywność proponowanego rozwiązania.

30.
Regulator prędkości pionowej dla wielowirnikowych platform typu UAV
Przemysław Gąsior, Adam Bondyra, Stanisław Gardecki
Poznań University of Technology
przemyslaw.gasior@cie.put.poznan.pl, adam.bondyra@put.poznan.pl, stanislaw.gardecki@put.poznan.pl
Streszczenie: W artykule przestawiono syntezę regulatora ruchu pionowego dla wielowirnikowych platform typu UAV. Na podstawie poprzednich prac zaproponowany zastał model ruchu pionowego uwzględniający szumy pomiarowe. Sporządzono również symulację pozwalającą na strojenie regulatora, którego struktura została ustalona na typ PI. Część różniczkująca zostałą pominięta ze względu na szumy o wysokiej amplitudzie podczas przyziemień. Do strojenia nastaw regulatora wykorzystano optymalizację roju cząstek . Wyniki eskperymentów pokazały, że zastosowana struktura i nastawy spełniły postawione wymagania. Dodatkowo, potwierdzono adekwatność opracowanego modelu i symulacji.

31.
Wielowirnikowa platforma latajca z systemem manipulacyjnym – zaburzenia statyczne
Stanisław Gardecki, Andrzej Kasiński, Adam Bondyra, Przemysław Gąsior
Poznań University of Technology
stanislaw.gardecki@put.poznan.pl, andrzej.kasinski@put.poznan.pl, adam.bondyra@put.poznan.pl, przemyslaw.gasior@cie.put.poznan.pl
Streszczenie: Dodanie systemu manipulacyjnego powoduje istotny problem, gdyż wpływ jaki wywiera jego praca na stabilność platformy jest bardzo duży. Gdy manipulatory poruszają się w trakcie lotu zmieniają między innymi na bieżąco rozkład mas oraz wprowadzają momenty dynamiczne wynikające z ich ruchu. Takie zakłócenia nie są uwzględniane w standardowym procesie stabilizacji platformy. Niezbędne jest zatem opracowanie nowego algorytmu stabilizacji kompensującego takie zakłócenia. Obecność ramion pozwala na badanie wpływu różnorodnych ruchów manipulatorów (np. symetrycznych, niesymetrycznych) na zachowanie platformy latającej w powietrzu. W celu opracowania takiego algorytmu korekcji konieczne jest ilościowa i jakościowa ocena wpływu poszczególnych czynników konfiguracji na platformę. W tym artykule przeanalizowany został wpływ oddziaływań statycznych.

32.
Eksperymentalne stanowisko pomiarowe dla wielowirnikowych platform latających
Adam Bondyra, Przemysław Gąsior, Stanisław Gardecki
Poznań University of Technology
adam.bondyra@put.poznan.pl, przemyslaw.gasior@cie.put.poznan.pl, stanislaw.gardecki@put.poznan.pl
Streszczenie: Rozwój metod estymacji stanu i sterowania dla miniaturowych, bezzałogowych platform latających stanowi często skomplikowany i długi proces. W wielu przypadkach zastosowanie znajdują różne urządzenia pozwalające na przeprowadzanie eksperymentów w kontrolowanym środowisku laboratoryjnym. Artykuł przedstawia projekt dedykowanego stanowiska laboratoryjnego do badania platform wielowirnikowych. Opracowane urządzenie stanowi krok pośredni pomiędzy symulacjami komputerowymi a testami w locie. Dzięki zamocowaniu maszyny na trójosiowej głowicy pomiarowej możliwe jest odtworzenie przybliżonego zachowania platformy podczas lotu. Zestaw precyzyjnych enkoderów pozwala na uzyskanie informacji o orientacji robota w trzech stopniach swobody. W pracy przedstawiono rozwiązania pozwalające na synchronizację i porównywanie danych z obydwu źródeł – stanowiska pomiarowego oraz sensorów pokładowych badanej platformy. Dodatkowo, oprogramowanie uruchamiane na zewnętrznym komputerze PC pozwala na akwizycję i prezentację pomiarów. Cały system jest tanim, łatwym do powielenia rozwiązaniem składającym się z prostych elementów wytwarzanych w technologii druku 3D. Stanowisko pomiarowe zostało przetestowano i dowiodło swojej użyteczności w opracowywaniu różnych rozwiązań. Dodatkowo, opracowany system może być zastosowany w dydaktyce, w tematach dotyczących podstaw sterowania platform latających.

33.
CIE-DataGlove, System Śledzenia Ruchu Dłoni Oparty na Czujnikach Inercyjnych
Tomasz Mańkowski, Jakub Tomczyński, Piotr Kaczmarek
Poznań University of Technology
tomasz.mankowski@put.poznan.pl, jakub.tomczynski@put.poznan.pl, piotr.kaczmarek@put.poznan.pl
Streszczenie: W artykule przedstawiono w pełni funkcjonalne urządzenie w formie rękawiczki, pozwalające na akwizycję postury dłoni, nazwane CIE-DataGlove. Podstawowym założeniem konstrukcyjnym było uniknięcie ograniczenia użytkownikowi rękawicy możliwości ruchowych i manipulacji obiektami, a także nie wprowadzanie dodatkowych oporów. System oparty jest na 12 9-osiowych czujnikach inercyjnych umieszczonych na paliczkach i śródręczu. Praca opisuje projekt mechaniczny, sprzętowy i oprogramowanie powstałe w procesie rozwoju urządzenia. Przepustowość interfejsu komunikacyjnego została poddana ewaluacji w kontekście czasu odpowiedzi.

34.
Optymalizowane i konfigurowalne środowisko do symulacji robotów kroczących
¹Dominik Belter, ¹Mateusz Spis, ¹Adam Matecki, ¹Patryk Maik, ¹Adam Kurzawa, ²Marek Kopicki
¹Poznań University of Technology, ²University of Birmingham, UK
dominik.belter@put.poznan.pl, mspis@wp.pl, adam.p.matecki@gmail.com, patryk1.maik@gmail.com, adamkurzawa0@gmail.com, M.S.Kopicki@cs.bham.ac.uk
Streszczenie: W artykule zaprezentowano konfigurowalny symulator wielonożnych robotów kroczących. Symulator oparty jest o silniki modelujące dynamikę brył sztywnych. W pracy zaproponowano nową architekturę opisu struktury kinematycznej robotów. Dzięki zaproponowanej architekturze możliwe jest szybkie tworzenie nowych robotów kroczących z użyciem już istniejących części mechanicznych. W artykule również zaproponowano wykorzystanie optymalizacji ewolucyjnej do wyznaczenia parametrów zapewniających stabilną pracę środowiska symulacyjnego. Dzięki temu zmniejszono różnicę pomiędzy działaniem rzeczywistego a symulowanego robota.

35.
Wpływu niedokładności kalibracji parametrów egzoszkieletu na błąd długości kroku
Rafał Kabaciński, Mateusz Kowalski, Piotr Kaczmarek
Institute of Control and Information Engineering, Poznań University of Technology
rafal.kabacinski@put.poznan.pl, mateusz.kowalski@doctorate.put.poznan.pl, piotr.kaczmarek@put.poznan.pl
Streszczenie: Pomimo iż egzoszkielety dla użytkowników z porażeniem kończyn dolnych są obecnie wykorzystywane do terapii w warunkach laboratoryjnych, to ich zastosowanie w środowiskach mniej uporządkowanych, czy wchodzenia po schodach jest nadal uciążliwe dla operatorów. Jednym z powodów jest wysoka wariancja długości kroku. W niniejszej pracy przedstawiono analizę wpływu niedokładności kalibracji parametrów egzoszkieletu na błąd długości kroku, mierzonego na płaszczyźnie strzałkowej, w odniesieniu do różnych wymiarów operatora i zaprogramowanych długości kroku. Analiza to wykonywana została na modelu kinematycznym CIE Exoskeleton. Wyniki pokazują, że niedokładności kalibracji parametrów egzoszkieletu mogą mieć znaczący wpływ na długości kroku. Długości segmentów egzoszkielet, powinny być zmierzone z co najmniej milimetrową dokładnością, a szczególną uwagę należy skierować na sztywność segmentu łączącego nogi egzoszkieletu.

36.
Metoda estymacji wytrzymałości dla części robotów mobilnych przeznaczonych do wytworzenia przy wykorzystaniu druku 3D
Maciej Cader
Industrial Research Institute for Automation and Measurements (PIAP)
mcader@piap.pl
Streszczenie: Wykorzystanie technologii szybkiego prototypowania do produkcji części robotów stało się możliwe dzięki rozwojowi jednej z metod druku 3D – FDM. Dynamiczny rozwój tej metody jest wynikiem interdycsyplinarnej współpracy pomiędzy dziedzinami nauki takimi jak materiałoznastwo, chemia i mechanika. Technologia FDM otwiera nowe możliwości wielu dziedzinom przemysłu i medycyny. Produkcja spersonalizowanych i wymagających części robotów wymaga efektywnych metod wytwarzania i niezawodnych materiałów. W artykule zaprezentowano wyniki metody estymacji wytrzymałości wybranych części robota mobilnego przeznaczonych do wytworzenia przy wykorzystaniu metody FDM. Wybór prototypów części badawczych – ramienia i szczęki chwytaka – był podyktowany przez potencjalne zastosowanie technologii FDM do produkcji właśnie tego typu części. Ramię i chwytak znajdują się na końcu łańcucha kinematycznego manipulatora robota. Powinny być lekkie, żeby swoją zbędą masą nie obciążać dodatkowo silników manipulatora co ma bezpośrednie przełożenie na jego udźwig całkowity. Części tego typu powinny się również charakteryzować relatywnie dużą wytrzymałością, ponieważ robot może chwytać i podnosić obiekty do 15 kg. Trzecią cechą obiektów tego typu jest niestandardowy ich kształt. Ramię i chwytak muszą być dostosowane do przenoszenia różnych obiektów, stąd czasami ich specyficzne wymiary i kształty eliminują możliwość produkcji seryjnej, a nawet zdarza się, że ze względu na swoją specyficzną geometrię są niemożliwe do wytworzenia technologiami standardowymi (np. obróbką skrawaniem).

37.
Porównanie sterowania tradycyjnego i sterowania z siłowym sprzężeniem zwrotnym ramienia robota podczas teleoperacji
¹Marcin Chciuk, ²Andrzej Milecki, ¹Paweł Bachman
¹Faculty of Mechanical Engineering, University of Zielona Góra, ²Institute of Mechanical Technology, Poznań University of Technology
m.chciuk@iibnp.uz.zgora.pl, andrzej.milecki@put.poznan.pl, p.bachman@iibnp.uz.zgora.pl
Streszczenie: W artykule opisany jest układ ręcznego sterowania ramieniem robota za pomocą joysticka z hamulcami magnetoreologicznymi, w którym operator obserwuje pracę robota za pomocą kamer. Opisano budowę stanowiska pomiarowego, zależności matematyczne oraz algorytmy sterowania. W końcowej części artykułu omówiono i porównano wyniki badań dla dwóch wariantów sterowania: tradycyjnego i z siłowym sprzężeniem zwrotnym.

38.
Algorytm detekcji kształtu miękkiego manipulatora oparty na obrazie głębi
Jan Fraś
Industrial Research Institute for Automation and Measurements (PIAP)
jfras@piap.pl
Streszczenie: Robotyka miękka to młoda i dynamiczna dziedzina nauki. Roboty miękkie są skomplikowane pod kątem sterowania, i dużo bardziej złożone pod kątem modelowania od tradycyjnych robotów. Mimo to przejawiają duży potencjał. Miękki robot zbudowany jest z podatnych materiałów i nie zawiera dyskretnych połączeń a jego działanie odbywa się przez deformację elementów konstrukcji. Z tego powodu robot miękki może układać się w bardzo skomplikowane kształty, które ciężko przewidzieć. Do tej pory zaprponowano wiele detekcji kształtu miękkich robotów, jednak większość z nich opiera się na pomiarze położenia dyskretnych punktów na jego powierzchni. Takie podejście często nie jest wystarczające, ponieważ ułożenie robota pomiędzy mierzonymi punktami obarczone jest niepewnością. W tym referacie przedstawiony został algorytm pozwalający na detekcję kształtu miękkiego manipulatora w sposób ciągły. Algorytm bazuje na obrazie głębi z sensora Kinect.

39.
Wyszukiwanie ścieżek przez agentów w oparciu o wiedzę o graczach
Paweł Stawarz, Zbigniew Świder
Rzeszów University of Technology
p.stawarz@prz.edu.pl, swiderzb@prz.edu.pl
Streszczenie: Artykuł opisuje niewymagający obliczeniowo algorytm wyszukiwania ścieżek, służący do sterowania ruchem agentów w wieloosobowych środowiskach, w których uczestnicy konkurują ze sobą. Dane zebrane podczas rozgrywki są poddawane procesowi analizy wzorców. Wyniki analizy służą do modyfikacji wartości krawędzi grafu mapy. Modyfikacje te wskazują na przyzwyczajenia uczestników gry i pomagają agentowi zaplanować swoje ruchy. Łączenie danych o konkretnych graczach pozwala szybko dostosować się do sytuacji, zachowując jednocześnie zdolność do uczenia się, nawet po wielu rozgrywkach. Artykuł wprowadza dwa nowe współczynniki pozwalające lepiej dopasować zachowanie agenta do potrzeb projektantów gry. Pierwszy ze współczynników decyduje o ryzyku, jakie sztuczna inteligencja gotowa jest podjąć by zyskać przewagę, natomiast drugi wskazuje jak bardzo skupia się na danych archiwalnych. Proponowane rozwiązania mogą być zastosowane w dowolnym algorytmie, który stosuje digrafy do reprezentacji mapy gry.

40.
Opracowanie robota mobilnego PIAP Fenix
Tomasz Krakowka, Bartosz Stankiewicz
Industrial Research Institute for Automation and Measurements (PIAP)
tkrakowka@piap.pl, bstankiewicz@piap.pl
Streszczenie: W artykule przedstawiono wybrane zagadnienia techniczne związane z opracowywaniem małego robota mobilnego PIAP Fenix. Omówiono tematy związane z konstrukcją układu napędowego robota, wagą robota i redukcją hałasu.

41.
Obszar rozszerzenia dla dwuwymiarowego menzurandu wektorowego
Paweł Fotowicz
Główny Urząd Miar (Central Office of Measures)
uncert@gum.gov.pl
Streszczenie: Przedstawiono metodę obliczania obszaru rozszerzenia związanego z dwuwymiarowym menzurandem. Metoda obliczeniowa jest oparta na dwóch sposobach: propagacji niepewności i propagacji rozkładów. Miarą niepewności związaną z menzurandem jest przedział rozszerzenia, a miarą niepewności związaną z menzurandem wektorowym jest obszar rozszerzenia. Przedział rozszerzenia to specjalny przypadek obszaru rozszerzenia, gdy wielkość wyjściowa jest reprezentowana przez jednowymiarową funkcję pomiaru. Natomiast obszar rozszerzenia reprezentuje niepewność wektorowej wielkości wyjściowej zdefiniowanej przez wielowymiarowy model pomiaru.

42.
Kalibracji elektronowego mikroskopu skaningowego z ulepszonym modelem krzemowego wzorca typu relieff
¹Anton Shantyr, ¹Eugenij Volodarski, ²Zygmunt Lech Warsza
¹National Ukraine University of Technology, Kijev Politechnic, ²Industrial Research Institute for Automation and Measurements (PIAP)
anton.shantyr@gmail.com, vet-1@ukr.net, zlw1936@gmail.com
Streszczenie: Przeprowadzono analizę metod i sposobu kalibracji skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) w celu określenia optymalnych wartości jego podstawowych parametrów z punktu widzenia minimalizacji ich wpływu na niepewność wyników pomiaru wymiarów w zakresie nanometrowym. Podano wzory na niepewność pomiarów średnicy wiązki elektronów i współczynnika skali ekranu (powiększenia) tego mikroskopu. Wykazano, że przy wyborze parametrów pracy, dla osiągnięcia wymaganej dokładności kalibracji należy uwzględniać pozytywny wpływ poziomu napięcia przyspieszającego elektrony na rozdzielczość i wpływ negatywny na powtarzalność wskazań oraz przyjąć miedzy nimi pewien kompromis. Rozważania zilustrowano przykładem liczbowym.

43.
Wielomianowa estymacja parametrów mansurandu dla niegaussowskich symetrycznie rozłożonych danych próbek
¹Zygmunt Lech Warsza, ²Serhii Zabolotnii
¹Industrial Research Institute for Automation and Measurements (PIAP), ²Cherkasy State Technological University, Ukraine
zlw1936@gmail.com, zabolotni@ukr.net
Streszczenie: Zaproponowano niestandardową metodę oceny wartości średniej i jej odchylenia standardowego dla próbek z częściowym opisem apriori rozproszenia danych (nieznany symetryczny niegaussowski PDF ). Ta metoda oceny statystycznej opiera się na aparacie wielomianów stochastycznych i wykorzystuje statystykę wyższego rzędu (opis zmiennych losowych przez momenty i kumulanty). Podano wyrażenia analityczne dla znalezienia oszacowań i zanalizowano ich dokładność dla wielomianu stopnia s = 3. Wykazano, że oceny niepewności przy zastosowaniu tego wielomianu są na ogół mniejsz niż oceny otrzymane na podstawie średniej arytmetycznej. Współczynnik redukcji zależy od wartości MSE wyższego rzędu współczynników kumulantu charakteryzujących stopień różnicy pomiędzy rozkładem próbki a modelem Gaussa. Wykorzystując metodę Monte Carlo otrzymano wyniki modelowania statystycznego, które potwierdziły skuteczność proponowanego podejścia

44.
Określenie parametrów funkcji prawdopodobieństwa rozpoznania cech obiektów na zdjęciach satelitarnych
¹Igor Korobiichuk, ²Ruslan Osadchuk, ²Dmytro Fedorchuk, ¹Paweł Nowak
¹Industrial Research Institute for Automation and Measurements (PIAP), ²Zhytomyr Military Institute n.a. S.P. Korolyov, Ukraine
kiv_Igor@list.ru, tpk2210@ukr.net, fedor4uk.d@gmail.com, pnowak@piap.pl
Streszczenie: Wysoka bogactwo informacyjne obrazów satelitarnych jest skutecznie wykorzystywane tylko wtedy, gdy są one szybko przetwarzane. Analiza najnowszych badań wynika, że istniejący sprzęt i oprogramowanie pozwala tylko na częściowe zautomatyzowanie rozpoznawania obiektów na zdjęciach satelitarnych. Automatyka jest zredukowana do wizualizacji obrazów i pomiaru ich parametrów. Dalsze przetwarzanie wymaga parametrów funkcji gęstości prawdopodobieństwa rozpoznania cech obiektu. Aby rozwiązać pewne problemy geologiczne, hydrologiczne, leśnictwa i innych typów odszyfrowania, parametry tego rozkładu są szacowane na podstawie danych eksperymentalnych. Jednak takie podejście nie jest odpowiednie do rozpoznawania pojedynczych niewielkich obiektów powierzchniowych. Z tego powodu obraz odniesienia utworzony na trójwymiarowych modelach są zaproponowane do określenia nieznanych parametrów funkcji rozkładu prawdopodobieństwa. Metoda dopuszczalnych przekształceń jest stosowana do określenia warunków początkowych obrazów referencyjnych i określenia dystrybucji prawdopodobieństwa rozpoznania cech pojedynczych niewielkich obiektów powierzchniowych.

45.
System wizyjny do inspekcji struktury pieca szklarskiego
Piotr Garbacz, Tomasz Giesko, Piotr Czajka, Adam Mazurkiewicz
Institute for Sustainable Technologies – National Research Institute
piotr.garbacz@itee.radom.pl, tomasz.giesko@itee.radom.pl, piotr.czajka@itee.radom.pl, adam.mazurkiewicz@itee.radom.pl
Streszczenie: W artykule przedstawiono metodę inspekcji diagnostycznej ścian i dna pieca szklarskiego podczas eksploatacji z zastosowaniem hybrydowego systemu wizyjnego umożliwiającego jednoczesne monitorowanie w podczerwieni i paśmie widzialnym. Fuzja obrazów zarejestrowanych w podczerwieni i paśmie widzialnym ułatwia proces identyfikacji charakterystycznych obszarów powierzchni pieca. Ocena stanu struktury ścian i dna pieca szklarskiego odbywa się na podstawie analizy termogramów zarejestrowanych w określonych odstępach czasu w trakcie eksploatacji pieca. Temperatura na powierzchni pieca w połączeniu z wielkością zidentyfikowanego obszaru postępującego uszkodzenia struktury jest parametrem diagnostycznym umożliwiającym pośrednie wyznaczenie stopnia korozji izolacji pieca. W pracy przedstawiono zarejestrowane termogramy oraz fotografie uszkodzeń struktury pieca. Zgromadzone wyniki inspekcji pieca stanowią podstawę do opracowania modelu empirycznego prezentującego proces degradacji warstwy izolacyjnej pieca.

46.
Optymalizacja interpolacji usprawniająca numeryczne tomograficzne przekształcenie do przodu w tomografii wiroprądowej
¹Paweł Nowak, ¹Roman Szewczyk, ²Robert Ugodziński, ³Piotr Bazydło
¹Industrial Research Institute for Automation and Measurements (PIAP), ²Institute of Aviation, ³Research and Academic Computer Network (NASK)
pnowak@piap.pl, szewczyk@mchtr.pw.edu.pl, robertugo@gmail.com, piotr.bazydlo@nask.pl
Streszczenie: W artykule przedstawiono zagadnienie optymalizacji selekcji punktów, w celu zwiększenia efektywności tomograficznego przekształcenia „do przodu”. Oparte na Metodzie Elementów Skończonych metody przekształcenia były uprzednio prezentowane w literaturze. Opierały się one na jednoznacznym zamodelowaniu procedury pomiaru i prowadzaniu obliczeń dla wszystkich punktów pomiarowych. Wiązało się to ze znacznym kosztem obliczeniowym pojedynczego przekształcenia. W artykule przedstawiono metodę opartą na wyborze punktów charakterystycznych. Czas obliczeń można znacznie zmniejszyć poprzez wybór odpowiednich punktów pomiarowych i interpolację numeryczną wyników obliczeń z tych punktów. W artykule przedstawiono dwa algorytmy optymalizacji selekcji punktów. Pierwszy bazuje na algorytmie genetycznym a drugi to autorska dyskretna optymalizacja liniowa z losowo generowanym stanem początkowym. Porównano wyniki algorytmów a także ich efektywność obliczeniową. Uzyskane wyniki potwierdziły możliwość efektywnej interpolacji wyników, co umożliwi opracowanie algorytmów do przekształcenia odwrotnego w tomografii wiroprądowej.

47.
Porównanie modeli Jilesa-Athertona i modelu litego materiału ferromagnetycznego w odniesieniu do modelowania zaawansowanych materiałów magnetycznie miękkich
Roman Szewczyk
Industrial Research Institute for Automation and Measurements (PIAP)
rszewczyk@piap.pl
Streszczenie: W referacie przedstawiono porównanie modelu Jilesa-Athertona oraz modelu litego materiału ferromagnetycznego. Ponieważ oba modele wykorzystują koncepcję magnetyzacji bezhisterezowej, wykorzystano rozszerzenie modelu Jilesa-Athertona uwzględniające anizotropię magnetyczną, aby rozszerzyć zakres stosowania modelu litego materiału ferromagnetycznego. Porównanie przeprowadzono dla izotropowych ferrytów manganowo-cynkowych oraz anizotropowych stopów amorficznych. Rezultaty badań wskazują, że oba modele dobrze oddają kształt pętli histerezy magnetycznej, jednak wartości parametrów w każdym z modeli są znacząco różne.

48.
Wektoryzacja oprogramowania do magnetostatycznego modelowania cienkich warstw z wykorzystaniem metody momentów magnetycznych
Roman Szewczyk
Industrial Research Institute for Automation and Measurements (PIAP)
rszewczyk@piap.pl
Streszczenie: Metoda momentów magnetycznych jest alternatywą dla metody elementów skończonych, szczególnie w odniesieniu do modelowania cienkich warstw magnetycznych. Jednak zastosowanie pętli „for” w trakcie tego modelowania powoduje długi czas obliczeń. W referacie przedstawiono rozwiązanie umożliwiające wektoryzację oprogramowania, co umożliwia wykorzystanie biblioteki BLAS oraz znaczące skrócenie czasu obliczeń.

49.
Charakterystyka problemu ślepej separacji źródeł z zastosowaniem pseudoinwersji Moore-Penrose w rekonstrukcji sygnału EEG
Szczepan Paszkiel
Institute of Control & Computer Engineering, Opole University of Technology
szczepanpaszkiel@o2.pl
Streszczenie: W artykule scharakteryzowano problem ślepej separacji źródeł z jakim mają do czynienia badacze mający na celu określenie miejsca powstawania czynności elektrycznej w mózgu człowieka w postaci sygnału źródłowego, charakterystycznego dla danej frakcji neuronów. W tym celu przedstawiona została technika BSS (ang. Blind Signal Separation) z pseudoinwersją Moore-Penrose, która staje się pomocna w zakresie rekonstrukcji sygnału EEG. Na potrzeby przeprowadzonego eksperymentu wykorzystano także algorytm sLORETA w celu identyfikacji źródeł w ramach problemu odwrotnego.

50.
Wymiana ciepła w termoanemometrze do pomiaru strumienia przepływu biopaliw
¹Olena Bezvesilna, ²Marcin Kamiński, ³Andriі Ilchenko
¹National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”, ²Industrial Research Institute for Automation and Measurements (PIAP), ³Zhytomyr State Technological University, Ukraine
olenabezvesilna@gmail.com, mkaminski@piap.pl, avi_7@rambler.ru
Streszczenie: W niniejszym artykule dokonano analizy wymiany ciepła w korpusie termoanemometru do pomiaru strumienia przepływu biopaliw. Wyznaczone zostało równanie opisujące wymianę ciepła w korpusie termoanemometru w kierunkach promieniowych i osiowych. W równaniu tym uwzględniono właściwości składników biologicznych mieszanki paliwowej na bazie oleju napędowego i benzyny poprzez pomiar ich zużycia przez termoanemometr.

51.
Grawimetry w lotniczych systemach grawimetrycznych: klasyfikacja, analiza porównawcza, perspektywy
¹Olena Bezvesilna, ²Marcin Kamiński
¹National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”, ²Industrial Research Institute for Automation and Measurements (PIAP)
olenabezvesilna@gmail.com, mkaminski@piap.pl
Streszczenie: Artykuł przedstawia wyniki analizy porównawczej istniejących rozwiązań grawimetrów w lotniczych systemach grawimetrycznych oraz określa ich zalety i wady. Ponadto w artykule rozważono również budowę istniejących typów grawimetrów użytkowanych jako elementy lotniczych systemów grawimetrycznych oraz dokonano analizy właściwości metrologicznych rozwiązań o wysokiej czułości. W artykule opisano współczesne zaawansowane rozwiązania w dziedzinie konstrukcji innowacyjnych grawimetrów lotniczych.

52.
Metoda łącznej kalibracji czujników inercyjnych i magnetycznych
Jakub Tomczyński, Tomasz Mańkowski, Piotr Kaczmarek
Poznań University of Technology
jakub.tomczynski@put.poznan.pl, tomasz.mankowski@put.poznan.pl, piotr.kaczmarek@put.poznan.pl
Streszczenie: Ze względu na niedoskonałości czujników inercyjnych i magnetycznych, wstępne przetwarzanie jest niezbędne w celu uzyskania wiarygodnych oszacowań orientacji. Zaprezentowano metodę kalibracji czujnika, nie wymagającą specjalistycznego wyposażenia. Metoda nie wymaga czujnika referencyjnego i opiera się relacji pomiędzy wektorem magnetycznym i grawitacji. Oprócz niezależnej kalibracji poszczególnych czujników, wykonywana jest kalibracja wzajemna wyrównująca układy współrzędnych pomiędzy czujnikami. Przedstawiono porównanie z czujnikiem inercyjnym wysokiej klasy. Poddano ocenie stabilność inklinacji wektora magnetycznego, długości mierzonych wektorów i kątowy błąd dopasowania do czujnika porównawczego.

53.
Budowa systemu typu low-cost wspomagającego mowę osób chorych na stwardnienie zanikowe boczne
Dominik Rybarczyk, Arkadiusz Kubacki
Poznań University of Technology
dominik.rybarczyk@put.poznan.pl, arkadiusz.j.kubacki@doctorate.put.poznan.pl
Streszczenie: W artykule opisano budowę niskokosztowego systemu wspomagającego komunikację oraz mowę osób chorych na stwardnienie zanikowe boczne (SLA). Autorzy przeprowadzili przegląd literatury dotyczący czujników piezoelektrycznych, opisu samej choroby i budowy systemów wspomagających mowę. System zbudowano w oparcie o czujniki piezoelektryczne wzbudzane mimicznymi ruchami twarzy. Odczytane informacje przesyłane były do komputera PC z dedykowaną aplikacją pozwalającą na budowanie słów i wyrażeń. Układ przetestowano, dzięki czemu możliwe stało się określenie optymalnej lokalizacji czujnika na głowie pacjenta. Przeprowadzone badania stanowią punkt wyjścia do budowy w pełni mobilnego systemu (bez konieczności używania zewnętrznego komputera).

54.
Badania poziomu koncentracji w zależności od koloru i częstotliwośći migania markera za pomocą wielokanałowego EEG
Arkadiusz Kubacki, Łukasz Sawicki, Dominik Rybarczyk, Piotr Owczarek
Poznań University of Technology
arkadiusz.j.kubacki@doctorate.put.poznan.pl, lukasz.w.sawicki@doctorate.put.poznan.pl, dominik.rybarczyk@put.poznan.pl, piotr.owczarek@put.poznan.pl
Streszczenie: Artykuł przedstawia badania dotyczące indeksu koncentracji. W pierwszej sekcji autorzy przedstawili ogólne informację dotyczące systemu mózg-maszyna. Przedstawiono system umiejscowienia elektrod na głowie oraz informację o częstotliwościach fal w mózgu człowieka. W następnym rozdziale przedstawili metodykę badań. Opisali w niej sposób przeprowadzania trzech testów oraz urządzenie jakim posługiwali się podczas badań. W kolejnym rozdziale przedstawili wyniki testów. Sprawdzili oni, które elektrody należy brać pod uwagę przy badaniu indeksu koncentracji oraz jaki wpływ na wyniki mają zmiana koloru oraz zmiana częstotliwości migania markera. Ustalono najlepsza częstotliwość dla tego typu badań.

55.
Aktywny układ całkujący typu LR do zastoswań w strumieniomierzach pozbawionych dryftu.
¹Piotr Gazda, ¹Michał Nowicki, ²Maciej Kachniarz, ¹Maciek Szudarek, ¹Roman Szewczyk
¹Warsaw University of Technology, ²Industrial Research Institute for Automation and Measurements (PIAP)
p.gazda@mchtr.pw.edu.pl, m.nowicki@mchtr.pw.edu.pl, mkachniarz@piap.pl, mszudarek@gmail.com, r.szewczyk@mchtr.pw.edu.pl
Streszczenie: Niniejszy artykuł prezentuje koncepcje układu aktywnego integratora bazującego na elementach indukcyjnych i rezydencyjnych. Takie rozwiązanie pozwoliło wyeliminować dryft czasowy układu, który jest niepożądanym zjawiskiem wynikającym z elementów pojemnościowych użytych w klasycznych rozwiązaniach. Ten typ układu całkującego może być użyty do stworzenia strumieniomierza pozbawionego dryftu do pomiarów pętli histerezy w ferromagnetykach. Artykuł prezentuje schemat układu, przeprowadzone symulacje SPICE do walidacji założeń. Przetestowano opracowane rozwiązanie w rzeczywistości, co potwierdziło poprawność działania układu.

56.
Stanowisko do badań efektu Gigantycznej Magneto-impedancji
¹Piotr Gazda, ²Maciej Kachniarz, ¹Maciej Szudarek
¹Institute of Metrology and Biomedical Engineering, Warsaw University of Technology, ²Industrial Research Institute for Automation and Measurements (PIAP)
p.gazda@mchtr.pw.edu.pl, mkachniarz@piap.pl, mszudarek@gmail.com
Streszczenie: Artykuł opisuje stanowisko pomiarowe do badań efektu Gigantycznej Magneto-impedancji (GMI). System pomiarowy jest oparty na fundamentalnych prawach elektrycznych i podstawowych przyrządach pomiarowych wykorzystywanych w miernictwie elektrycznym. Efekt GMI występuje kiedy przepuścimy prąd przemienny wysokiej częstotliwości w obecności stałego pola magnetycznego w kierunku osiowym. To skutkuje ogromną zmianą impedancji (do 300%) zależnej od wartości pola magnetycznego. Czujniki GMI są szeroko wykorzystywane do wykrywania słabych pół magnetycznych. Rezultaty pierwszych eksperymentów potwierdzają prawidłowe działanie prezentowanego stanowiska pomiarowego. Konstrukcja stanowiska pomiarowego jest pierwszym krokiem do wykonania intensywnych badań tej obiecującej technologii.

57.
Stanowisko pomiarowe do badania efektu Matteucciego
¹Tomasz Charubin, ²Andrzej Juś
¹Institute of Metrology and Biomedical Engineering, Warsaw University of Technology, ²Industrial Research Institute for Automation and Measurements (PIAP)
charubin@mchtr.pw.edu.pl, ajus@piap.pl
Streszczenie: W niniejszym artykule opisane zostało stanowisko pomiarowe składające się ze stanowisk wyżarzania prądem oraz pomiarowego z użyciem pola magnetycznego do badania efektu Matteucciego. Stanowisko umożliwia wyżarzanie próbek z drutu amorficznego podczas zadawania naprężeń skrętnych poprzez skręcenie, oraz badanie odpowiedzi napięciowej powstałej wskutek efektu Mattecciego przy zadawaniu zmiennego pola magnetycznego w wybranym kierunku. Artykuł opisuje wstępne wyniki badań pomiarów, które pomogą w modelowaniu efektu Matteucciego w symulacjach komputerowych.

58.
Wykorzystanie teledetekcji do oceny stanu środowiska i upraw rolnych na terenach rewitalizowanych
¹Lyudmyla Kuzmych, ²Igor Korobiichuk, ³Volodymyr Kvasnikov, ²Paweł Nowak
¹National University of Water Management and Nature Resources Use, Ukraine, ²Industrial Research Institute for Automation and Measurements (PIAP), ³National Aviation University, Ukraine
l.v.kuzmych@nuwm.edu.ua, kiv_Igor@list.ru, kvp@nau.edu.ua, pnowak@piap.pl
Streszczenie: W celu rozwiązania problemu monitorowania środowiska i stanu upraw rolnych, zaproponowany jest system teledetekcji Landsat, wyposażony w zdjęcia satelitarne wysokiej rozdzielczości I możliwość pomiaru spektrum obserwowanych obiektów w zakresie widzialnym I podczerwieni.

59.
Bezparametrowe głębokie uczenie on-line
Paweł Wawrzyński
Warsaw University of Technology
pwawrzynski@gmail.com
Streszczenie: Rozważany jest algorytm optymalizacji stochastycznej pod nazwą klasyczne momentum. Zaproponowana jest metoda, która wyznacza współczynniki używane przez ten algorytm w czasie jego działania. W eksperymentach metoda jest zastosowana do uczenia on-line autoenkoderów i okazuje się dawać szybsze uczenie niż współczynniki zoptymalizowane ręcznie. Metoda czyni uczenie on-line w pełni bezparametrowym procesem, co znacznie poszerza obszar zastosowań tej technologii.

60.
System rozpoznawania miejsc na podstawie skanów WiFi z użyciem głębokich sieci neuronowych
Michał Nowicki, Jan Wietrzykowski
Poznań University of Technology
michalsminowicki@gmail.com, jan.wietrzykowski@put.poznan.pl
Streszczenie: Wykorzystywanie sygnałów WiFi jest podstawowym źródłem informacji w istniejących systemach lokalizacji osób wewnątrz budynków z wykorzystaniem urządzeń mobilnych. Sygnatury WiFi wykorzystywane są także w robotyce mobilnej, gdyż powszechna dostępność WiFi wewnątrz budynków umożliwia uzyskanie przybliżonej lokalizacji oraz może wspierać inne systemy pozycjonowania robota. Istniejące systemy lokalizacji polegają na ręcznej analizie zebranych danych, czasochłonnym procesom doboru parametrów oraz filtrowania, który umożliwiają osiągnięcie odpornych, powtarzalnych i dokładnych informacji o lokalizacji. W naszej pracy proponujemy system wykorzystujący głębokie sieci neuronowe, które umożliwiają redukcję nakładu pracy jednocześnie dostarczając zadowalające wyniki lokalizacyjne. W systemie zastosowano hierarchiczne podejście do problemu, gdzie głęboka sieć neuronowa jest używana do określenia budynku oraz piętra na podstawie aktualnego pomiaru. W pracy pokazujemy, że wykorzystanie autoenkoderów umożliwia redukcję wymiarowości przestrzeni cech poprawiając uzyskiwane wyniki. Proponowane architektury sieci są przetestowane na publicznie dostępnym zbiorze UJIInddorLoc umożliwiając porównanie otrzymanych wyników z innymi rozwiązaniami.

61.
Adaptacja algorytmu FAB-MAP do lokalizacji wewnątrz budynku z użyciem sygnałów WiFi
Jan Wietrzykowski, Michał Nowicki, Piotr Skrzypczyński
Poznań University of Technology
jan.wietrzykowski@cie.put.poznan.pl, michalsminowicki@gmail.com, piotr.skrzypczynski@put.poznan.pl
Streszczenie: Osobista nawigacja wewnątrz budynków realizowana jest zazwyczaj za pomocą fuzji informacji z wielu czujników. Częstym wyborem jest użycie adaptera WiFi, który dostarcza informacji o punktach dostępowych, które znajdują się w okolicy. Niestety, aktulnie stosowane rozwiązania problemu lokalizacji opartej na WiFi często potrzebują bardzo gęste mapy rozkładu sygnałów WiFi i wymagają czasochłonnego doboru parametrów. Z drugiej strony, obrazy z kamery są powszechnie używane do wizualnego rozpoznawania miejsc, wykrywając kiedy użytkownik obserwuje scenę podobną do sceny już zapisanej w bazie. Algorytmy wizualnego rozpoznawania miejsc mogą pracować z bazami danych zawierającymi nierównomiernie zebrane sceny i są w ogólnym przypadku łatwiejsze do sparametryzowania. Z tego powodu proponujemy metodę globalnej lokalizacji opartą na sygnałach WiFi wykorzystując schemat popularnego algorytmu FAB-MAP, który oryginalnie używany był do wizualnego rozpoznawania miejsc. Podobnie jak w przypadku FAB-MAPa nasza metoda wykorzystuje drzewa Chow-Liu do estymacji dystrybucji łącznego prawdopodobieństwa ponownej obserwacji sceny, mając dane wektory cech wyekstrahowane dla wszystkich miejsc odwiedzonych do tej pory. Zgodnie z naszą wiedzą, jesteśmy pierwszymi, którzy wykorzystali tę ideę do danych o dostępnych sieciach WiFi zamiast do słów wizyjnych. Metoda została zewaluowana na zbiorze danych z zawodów EvAAL, pozwalając na sprawiedliwe porównanie z innymi rozwiązaniami.

62.
Przegląd metod segmentacji obiektów 3D.
Maciej Wencka, Krzysztof Walas
Poznań University of Technology
maciej.wencka@gmail.com, krzysztof.walas@put.poznan.pl
Streszczenie: W niniejszej pracy przedstawiono sposoby segmentacji podstawowych przedmiotów reprezentowanych przez siatki wielokątów. Dla rzetelnego porównania algorytmów zaproponowano zróżnicowany zbiór danych uczących oraz różne sposoby oceny i porównania wyników. W szególności użyte zostały Cut Discrepancy, Hamming Distance, Rand Index, Consistency Error. Rezultaty porównania pozwalają na zrozumienie słabych i mocnych stron testowany algorytmów i są bazą do dalszego rozwoju metod segmentacji obiektów 3D.

63.
Uczenie rozmytych map kognitywnych z zastosowaniem ewolucyjnego algorytmu bazującego na wskaźnikach wydajności systemu.
¹Katarzyna Poczęta, ¹Łukasz Kubuś, ¹Alexander Yastrebov, ²Elpiniki I. Papageorgiou
¹Kielce University of Technology, ²Technological Educational Institute (T.E.I.) of Central Greece
k.piotrowska@tu.kielce.pl, l.kubus@tu.kielce.pl, a.jastriebow@tu.kielce.pl, epapageorgiou@teiste.gr
Streszczenie: Rozmyta mapa kognitywna (FCM) to technika obliczeń miękkich umożliwiająca modelowanie systemów wspomagania decyzyjnego. Budowa modelu FCM jest oparta na wyborze czynników istotnych dla analizowanego problemu oraz określeniu znaczących powiązań między nimi. Rozmyta mapa kognitywna może zostać zainicjalizowana na podstawie wiedzy ekspertowej lub automatycznie skonstruowana z danych z zastosowaniem nadzorowanych lub ewolucyjnych algorytmów uczenia. Modele map nauczone na podstawie danych mają większą gęstość niż te utworzone przez ekspertów. Niniejsza praca prezentuje nowe ewolucyjne podejście do uczenia rozmytych map kognitywnych bazujące na wskaźnikach wydajności systemu. Proces uczenia przeprowadzono z zastosowaniem elitarnego genetycznego algorytmu oraz indywidualnego kierunkowego algorytmu ewolucyjnego. Opracowane podejście pozwala na uzyskanie modelu FCM bardziej zbliżonego do wzorcowego systemu niż standardowe metody uczenia rozmytych map kognitywnych.

64.
Wykorzystanie głębokiego uczenia ze wzmocnieniem do sakadycznego poszukiwania obiektów
Tomasz Kornuta, Kamil Rocki
IBM Research, Almaden
tkornuta@gmail.com, kmrocki@us.ibm.com
Streszczenie: Celem pracy było stworzenie systemu naśladującego ruchy sakadyczne gałek ocznych w zastosowaniu do wyszukiwania obiektów w obrazach. Opracowany system łączy uczenie ze wzmocnieniem z sieciami neuronowymi, co umożliwia systemowi naukę i przewidywanie możliwych skutków swoich działań. Wytworzone rozwiązanie przetestowano w trzech typach środowiska składającego się z (pseudo)-losowych macierzy cyfr. Poza weryfikacją eksperymentalną w artykule przeprowadzono dyskusję dotyczącą elementów wymaganych przez tego typu systemy oraz wskazano dalsze kierunki badań.