Automation 2010

1. Experimental evaluation of perception and actuation architectures for the articulated vehicle automatic control – prof. dr M. Armada, Instituto de Automatica Industrial – CSIC, Madrid, Spain, Héctor Montes, Instituto de Automatica Industrial – CSIC, Madrid, Spain, Universidad Tecnológica de Panamá, Carlota Salinas, Instituto de Automatica Industrial – CSIC, Madrid, Spain, Javier Sarria, Instituto de Automatica Industrial – CSIC, Madrid, Spain

Nowadays, with highly developed instrumentation, sensing and actuation technologies it is possible to foresee an important advance in the field of autonomous and semi-autonomous transportation systems. Among the most promising transport infrastructures the articulated bus is an interesting, low cost and friendly option. In this paper an experimental set-up for research on automatic control of articulated bus is presented. Comprised by a mobile platform (the articulated bus) fully instrumented and a ground test area of asphalt roads inside CSIC premises, this experimental facility allows full testing of automatic driving systems. Paper presents obtained experimental results linked to real time testing of proposed control-perception architectures and a human-machine-interface developed to ease progress in control system evaluation.

2. Postępy autonomii robotów mobilnych: percepcja i nawigacja – dr hab. inż. Piotr Skrzypczyński, Politechnika Poznańska

Praca przedstawia zarys obecnego stanu badań w dziedzinie robotyki zmierzających do zwiększenia zakresu autonomii decyzyjnej robotów mobilnych. Na podstawie studiów literaturowych oraz doświadczeń zespołu badawczego Instytutu Automatyki i Inżynierii Informatycznej (IAiII) Politechniki Poznańskiej stawia się tezę, że zwiększenie autonomii robotów mobilnych oraz przełamanie istniejących dotychczas ograniczeń w zakresie ich funkcji percepcyjnych i nawigacyjnych jest warunkiem szerszego wdrożenia tych robotów w praktycznych zastosowaniach. Przedstawiono dyskusję dotyczącą obecnych i przyszłych zastosowań robotów mobilnych oraz wynikających z nich potrzeb w zakresie percepcji otoczenia i nawigacji. Uwagę skupiono na problemach trójwymiarowej i wielosensorycznej percepcji, metodach budowy modelu otoczenia oraz na zagadnieniu nawigacji autonomicznej w skomplikowanych środowiskach. Rozważania zilustrowano wynikami prac badawczych prowadzonych w IAiII.

3. Wybrane zagadnienia z zakresu liniowych ciągłych układów niecałkowitego rzędu – prof. dr hab. inż. Mikołaj Busłowicz, Politechnika Białostocka

W pracy dokonano przeglądu wybranych zagadnień z zakresu rachunku niecałkowitego rzędu oraz teorii ciągłych układów liniowych stacjonarnych rzędu niecałkowitego, takich jak metody opisu, synteza regulatorów niecałkowitego rzędu, ich modelowanie oraz realizacja praktyczna, a także badanie stabilności układów regulacji. Rozważania zilustrowano przykładami liczbowymi.

4. Praktyczne problemy diagnostyki procesów przemysłowych – prof. dr hab. inż. Jan Maciej Kościelny, Instytut Automatyki i Robotyki Politechnika Warszawska

Przedstawiono zadania systemów diagnostycznych dla procesów przemysłowych w zestawieniu z niedostatkami współczesnych systemów alarmowych. Omówiono uwarunkowania i ograniczenia występujące w diagnostyce systemów dużej skali oraz sformułowano wymagania dla systemów diagnostycznych. Podano procedurę doboru algorytmów detekcyjnych umożliwiającą uzyskanie wymaganej wykrywalności i rozróżnialności uszkodzeń. Scharakteryzowano główne problemy, które mogą być przyczyną powstawania fałszywych diagnoz. Należą do nich: błędne wyniki realizowanych testów, zmienność struktury diagnozowanego procesu, opóźnienia powstawania symptomów, uszkodzenia wielokrotne oraz możliwość wystąpienia uszkodzeń nieuwzględnionych na etapie projektowania systemu. Podano metody rozwiązania lub ograniczenia tych problemów, zapewniające podwyższenie odporności systemu diagnostycznego. Metody te zostały zastosowane w systemach AMANDD oraz DIASTER, które krótko omówiono w końcowej części pracy.

5. Komunikacja kontrolera RJ3-IB robota Fanuc ARC MATE 100IB z interfejsem DNC obrabiarki poprzez sieć PROFIBUS DP – .prof. dr hab. inż. Gabriel Kost, dr inż. Wacław Banaś, mgr inż. Przemysław Ostrowski, Politechnika Śląska

Zastosowanie sieciowych systemów sterowania pozwala na skrócenie czasu przygotowawczo-zakończeniowego procesu produkcyjnego a tym samym na obniżenie kosztów. Nowoczesne rozwiązania sieciowych systemów sterowania dzięki swojej wielofunkcyjności wykraczają poza ich pierwotne przeznaczenie, jako techniki sterowania maszynami i urządzeniami wytwórczymi. W pracy przedstawiono połączenie obrabiarki CNC z siecią Profibus.

6. Wielostanowiskowy system akwizycji parametrów procesu zgrzewania rezystancyjnego – mgr inż. Leszek Szubert, Instytut Spawalnictwa

W artykule omówiono opis budowy, możliwości oraz przeznaczenie wielostanowiskowego systemu akwizycji parametrów procesu zgrzewania rezystancyjnego, powstałego z myślą o zapewnieniu kompleksowej oceny przebiegu procesu produkcji w nowoczesnym zakładzie produkcyjnym. Zgrzewarki objęte działaniem systemu są monitorowane w sposób ciągły, a przebiegający na nich proces produkcji jest nadzorowany w celu wykrycia i zasygnalizowania odchylenia parametrów od wartości zadanych oraz archiwizacji jego parametrów. Nadzór technologiczny zakładu na podstawie zgromadzonych danych ma możliwość dokonania oceny jakości oraz stabilności przebiegającego procesu produkcji.

7. Symulacja obróbki korpusu silnika gwiazdowego przy wykorzystaniu programu Unigraphics NX5 – dr inż. Piotr Penkała, Politechnika Lubelska

Rozwój technik komputerowych, jaki dokonał się w ostatnich trzech dekadach, umożliwił powstanie zaawansowanych programów do tworzenia profesjonalnej dokumentacji technicznej. Rozpoczął się proces zastępowania konwencjonalnych, ręcznych technik rysowania znacznie bardziej efektywnymi technikami grafiki komputerowej. Ogromny wzrost wydajności i dostępności komputerów, jaki dokonał się w ostatnich kilku latach, przyczynił się do powstania nowej kategorii aplikacji programów do modelowania 3D. Przy użyciu tego oprogramowania projektuje się z założenia trójwymiarowe obiekty, które mogą być bazą nie tylko dla tworzenia dwuwymiarowej dokumentacji technicznej, ale również punktem wyjścia do obliczeń wytrzymałościowych (np. przy zastosowaniu metody elementów skończonych), czy też do opracowania technologii obróbki i wygenerowania kodów sterujących dla obrabiarek sterowanych numerycznie przy wykorzystaniu wyspecjalizowanych samodzielnych programów CAD/CAM lub modułów technologicznych w zintegrowanych systemach przygotowania produkcji.

8. Zwiększanie rekonfigurowalności systemu wytwarzania na przykładzie centrum produkcyjnego TOR – prof. dr hab. inż. Jerzy Zając, mgr inż. Adam Kmiecik, mgr inż. Jarosław Zych, Politechnika Krakowska

Rekonfiguracja systemów wytwarzania jest jednym z najbardziej interesujących tematów badawczych w zakresie systemów sterowania wytwarzaniem. W pracy przedstawiono, na przykładzie Centrum Produkcyjnego TOR, które znajduje się w laboratorium Zakładu Zautomatyzowanych Systemów Produkcyjnych Politechniki Krakowskiej, koncepcję rekonfiguracji czynności elementarnych, aby umożliwić realizację nowych zadań produkcyjnych. Koncepcja wykorzystuje podział czynności elementarnych na akcje złożone z zadań, co umożliwia właściwe rozdzielenie zakresu realizowanych działań pomiędzy część sprzętową i programową wieloagentowego systemu sterowania.

9. Mechanizmy obsługi wybranych zakłóceń w rozproszonym systemie sterowania – dr inż. Grzegorz Chwajoł, Politechnika Krakowska

Obsługa zakłóceń będących nieodłączną cechą charakteryzującą procesy produkcyjne stanowi jeden z ważnych czynników wpływających na rozwój współczesnych systemów sterowania wytwarzaniem. W pracy przedstawiono wprowadzone, w opracowanym w Politechnice Krakowskiej wieloagentowym systemie sterowania AIM, mechanizmy obsługi zakłóceń w postaci awarii urządzeń wytwórczych oraz nowych zleceń..

10. Zabezpieczenie sieci przemysłowych przed intruzami – temat dnia – prof. dr inż. Tadeusz Missala, Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP

Zwrócono uwagę na istotność zagadnienia zabezpieczenia systemów sterowania infrastrukturami krytycznymi przed zagrożeniami wewnętrznymi i zewnętrznymi. Przedstawiono w zarysie tematykę poruszaną na Warsztatach CRITIS.09 dotyczącą zabezpieczenia w przemyśle procesowym. Omówiono zawartość projektu najnowszej normy międzynarodowej dotyczącej tego zagadnienia..

11. Wpływ technik wirtualnych na rozwój automatyzacji i robotyzacji – dr inż. Jacek Domińczuk, Politechnika Lubelska

W artykule przedstawiono wykorzystanie metod wspomagających projektowanie 3D i wytwarzanie w rozwoju nowoczesnych konstrukcji służących automatyzacji i robotyzacji. Przedstawiono przykładowe narzędzia wspierające pracę konstruktorów czyniące ją bardziej wydajną, a projektowane konstrukcje bardziej niezawodnymi i zoptymalizowanymi pod względem funkcjonalnym. Wymieniono cechy, jakimi charakteryzują się konstrukcje maszyn i urządzeń zawierające elementy automatyki i robotyki. W artykule zamieszczono również schemat zarządzania projektem z uwzględnieniem podstawowych elementów komputerowego wspomagania projektowania.

12. Systemowe monitorowanie bezpieczeństwa w podziemiach kopalń – dr inż. Stanisław Trenczek, mgr inż. Piotr Wojtas, Instytut Technik Innowacyjnych EMAG

Przedstawiono ogólną strukturę produkcji węgla kamiennego, składającą się z technologii pomocniczych, tj. udostępniających i przygotowawczych oraz technologii podstawowych, tj. eksploatacyjnych i przeróbki węgla. Omówiono rozwój monitorowania parametrów bezpieczeństwa w kopalniach dostosowany do dominujących w danym okresie najważniejszych zagrożeń naturalnych, tj. początkowo do zagrożenia metanowego, następnie zagrożenia tąpaniami, a w ostatnim dziesięcioleciu do zagrożeń skojarzonych. Scharakteryzowano funkcje automatycznej aerometrii górniczej oraz jej poszczególne segmenty, które obejmują większość z możliwych do wystąpienia zagrożeń, w tym integrację z monitorowaniem zagrożenia tąpaniami. Zaprezentowano najnowsze rozwiązania systemowego monitorowania zagrożeń naturalnych w podziemiach kopalń z zakresu gazometrii, metanometrii, aerometrii, termohigrometrii oraz zjawisk sejsmicznych i mikrosejsmometrii. Omówiono znaczenie ciągłego monitorowania w sferze procesów produkcji i bezpieczeństwa pracy, polegające na podejmowaniu w odpowiednim czasie działań prewencyjnych.

13. Modelowanie zbiorowych zachowań ludzkich, jako narzędzie wspomagające zarządzanie kryzysowe – mgr Jan Piwiński, Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP

W pracy przedstawiono wyniki dotychczasowych badań nad przyczynami występowania agresji wśród uczestników tłumu, w szczególności identyfikacja oraz interpretacja czynników determinujących tworzenie się agresywnych zachowań. Najnowsze badania z zakresu socjologii i psychologii tłumu koncentrują się na ulepszeniu istniejących matematycznych oraz wirtualnych symulacji modeli tłumów z wykorzystaniem np. Metody Elementów Dyskretnych. Proces modelowania zachowań ludzkich obejmuje wiele zagadnień z obszaru psychologii tłumu, socjologii zbiorowości oraz bezpieczeństwa publicznego w zarządzanie kryzysowym, z wykorzystaniem technologii cyfrowych, w szczególności systemów analizy obrazu wideo. W pracy zilustrowano potrzebę analizy możliwości rozwiązywania i przeciwdziałania eskalacji konfliktu. Istnieje zatem realne zapotrzebowanie na rzeczywistą symulację tłumu zdolną przewidywać oraz interpretować zbliżające się zagrożenia, które służby odpowiedzialne za bezpieczeństwo mogą napotkać w trakcie realizacji zadań w środowisku miejskim.

14. System zarządzania dokumentami projektu PROTEUS zaimplementowany w OpenKM – dr inż. Marian Wrzesień, Piotr Ryszawa, Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP

Zaprezentowano implementację systemu zarządzania dokumentami (DMS) przeznaczonego do nadzoru obiegu dokumentów generowanych podczas realizacji projektu PROTEUS. Jako podstawę do realizacji systemu wykorzystano oprogramowanie OpenKM Community instalowane pod systemem operacyjnym Windows Server 2003. Omówiono proces instalacji oraz konfiguracji serwera JBoss aplikacji Java. System zarządzania dokumentami DMS umożliwia dostęp rozproszonego zespołu konsorcjantów do zasobów informatycznych posadowionych w serwerze JBoss. Webowy interfejs użytkownika, zgodny ze specyfikacją Web 2.0, powoduje, że nie jest wymagane instalowanie lokalnego oprogramowania klienckiego. Podkreślono bezpieczeństwo transferu danych pomiędzy serwerem i użytkownikami osiągnięte przez zaimplementowanie protokołu ssl wspomaganego wygenerowanym dla potrzeb systemu certyfikatem bezpieczeństwa oraz restrykcje przy nadawaniu praw dostępu. Omówiono wybrane elementy funkcjonalności systemu tak z pozycji użytkownika jak i administratora.

15. Norma IEC 61850 – nowy standard komunikacyjny systemu sterowania i nadzoru stacji elektroenergetycznych – mgr inż. Marcin Lizer, dr inż. Wojciech Szweicer, Instytut Energetyki JBR

Referat przybliża problematykę związaną z wprowadzaniem normy IEC 61850, dotyczącej protokołu komunikacyjnego przeznaczonego dla systemów sterowania i nadzoru (SSiN) stacji elektroenergetycznych. Ukazuje podstawowe założenia, celowość jej wdrożenia oraz wymagania, jakie stawia ona urządzeniom IED oraz sieci komunikacyjnej, w której one pracują. W referacie przedstawiono również aktualny stan oraz różne aspekty wdrażania normy IEC 61850 w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym (KSE).

16. Metoda wieloagentowa – algorytmy sterowania produkcją – prof. dr hab. inż. Jerzy Marek Honczarenko, mgr inż. Jacek Góralski, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny

Przedmiotem artykułu jest metoda wieloagentowa w zastosowaniu do sterowania produkcją W pierwszej części podano ogólną charakterystykę środowiska systemu sterowania bazującego na metodzie wieloagentowej oraz definicję agenta. W drugiej części przedstawione zostały algorytmy wykonawcze, obrazujące działanie poszczególnych agentów: systemowego, wykonawczego i koordynującego. Zaprojektowane algorytmy będą zastosowane do sterowania miniaturowym elastycznym systemem wytwarzania znajdującym się w Zachodniopomorskim Uniwersytecie Technologicznym w Szczecinie.

17. Doskonalenie stanowisk pracy z wykorzystaniem narzędzi komputerowych wspomagających modelowanie stanowisk i analizy obciążenia pracowników – dr hab. inż. Dariusz Plinta, Katedra Inżynierii Produkcji, Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej

Komputerowe modelowanie i symulacja znajduje szerokie zastosowanie w doskonaleniu systemów produkcyjnych, jakim są stanowiska pracy. Systemy produkcyjne są na tyle złożonymi systemami, że bez komputera niemożliwa jest szczegółowa analiza zachodzących w nich procesów. W poniższym artykule przedstawiono metodologię postępowania w projektach usprawnień stanowisk produkcyjnych z wykorzystaniem pakietów wspomagających analizy obciążenia organizmu pracowników.

18. Problemy optymalizacji w centrum dystrybucyjnym – dr inż. Paweł Sitek, dr inż. Jarosław Wikarek, Katedra Inżynierii Produkcji, Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej

Problem optymalizacji rozdziału palet jest jednym z wielu problemów optymalizacyjnych pojawiających się we współcześnie funkcjonujących centrach dystrybucyjnych. Jest on jednak kluczowy poza np. optymalizacją tras czy optymalizacją rozmieszczenia zapasów w magazynach wysokiego składowania. Dodatkowo należy podkreślić, że problem optymalizacji rozdziału palet do tras i przydziału do samochodów odbywa się w horyzoncie krótkookresowym np. raz na dobę. W artykule przedstawiony został model optymalizacyjny oraz implementacyjny. Przedstawiono również rozwiązanie modelu dla dwóch przykładów liczbowych. Jako środowisko implementacji i rozwiązania modelu zaproponowano pakiet optymalizacji dyskretnej Lingo firmy LINDO.

19. System informatyczny w zarządzaniu kapitałem intelektualnym w przedsiębiorstwach sektora MSP – dr inż. Justyna Patalas-Maliszewska, Uniwersytet Zielonogórski

W artykule podjęto próbę określenia roli systemów informatycznych klasy ERP w procesie zarządzania kapitałem intelektualnym. Ściśle określono funkcję użyteczności personalnej w MSP, a następnie pokazano proces zarządzania tak zdefiniowaną wiedzą. Sformułowano, na podstawie przeprowadzonych badań, proces zarządzania kapitałem intelektualnym w przedsiębiorstwach sektora MSP, na podstawie danych z systemów ERP.

20. Komputerowe wspomaganie wielokryterialnej oceny efektywności wdrożenia systemu ERP – dr Lilianna Ważna, Uniwersytet Zielonogórski, Wydział Ekonomii i Zarządzania, Zakład Controllingu i Informatyki Ekonomicznej, dr inż. Irena Bach, Politechnika Koszalińska, Wydział Elektroniki i Informatyki, Katedra Podstaw Informatyki i Zarządzania, prof. dr hab. inż. Zbigniew Banaszak, Politechnika Warszawska, Wydział Zarządzania, Zakład Informatyki Gospodarczej

W pracy przedstawione zostało komputerowe narzędzie wspomagania wielokryterialnej oceny efektywności planowanego wdrożenia zintegrowanego systemu informatycznego ERP w średnim przedsiębiorstwie. Proponowane narzędzie wykorzystuje modelowanie i wnioskowanie rozmyte i umożliwia prognozowanie efektów planowanego przedsięwzięcia wdrożeniowego na bazie wcześniej zrealizowanych wdrożeń oraz ich ocenę względem preferowanych przez przedsiębiorstwo kryteriów celowych. Rozwiązanie uwzględnia ograniczenie wdrożeniowe, jakim jest aktualny stan przygotowania przedsiębiorstwa do wdrożenia oraz warunki niepewności z nieprecyzyjnym opisem danych.

21. Architektura oprogramowania i systemu teleoperacji robota kroczącego o zwiększonej autonomii – dr hab. inż. Piotr Skrzypczyński, Politechnika Poznańska, Instytut Automatyki i Inżynierii Informatycznej

W pracy przedstawiono architekturę najwyższej warstwy systemu sterowania i nawigacji sześcionożnego robota kroczącego Messor. Robot ten charakteryzuje się bogatym zestawem sensorów i zwiększonym zakresem autonomii decyzyjnej, co pozwala na samodzielne pokonywanie trudnego terenu. Przedstawiony system sterowania został zaprojektowany z wykorzystaniem paradygmatu wieloagentowego, co czyni go elastycznym i podatnym na ewentualne rozszerzenia. W artykule przedstawiono strukturę systemu oraz wybrane moduły funkcjonalne realizujące zadania nawigacji i wspomagania teleoperatora.

22. Zastosowanie algorytmów ICP i SIFT w lokalizacji robotów mobilnych – mgr Arkadiusz Zychewicz, drBarbara Siemiątkowska, Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN

W pracy zaprezentowano zastosowanie algorytmów ICP (Iterative Closest Point) i algorytmu SIFT w lokalizacji robota mobilnego. W prowadzonych pracach przyjęto założenie, że robot przemieszcza się w przestrzeni 3D i jest wyposażony w skaner laserowy 3D. Klasyczny algorytm ICP jest czasochłonny, ale połączenie go z algorytmem SIFT znacząco zmniejsza czas obliczeń i jednocześnie zapewnia porównywalną dokładność wyniku. Ponieważ metoda SIFT wymaga zapisywania danych w postaci obrazu zaproponowano kilka metod przekształcenia skanu 3D do obrazu i przetestowano wpływ danej metody na poprawność oraz czas obliczeń.

23. Zastosowanie sieci komórkowych do tworzenia semantycznych map otoczenia robota mobilnego – mgr inż. Marcin Undak, Instytut Automatyki i Robotyki PW, dr Barbara Siemiątkowska, Instytut Automatyki i Robotyki PW, Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN

W pracy przedstawiono wyniki badania powierzchni, po której przemieszcza się robot mobilny. Dane uzyskiwane są ze skanera laserowego 3D, zmieniany jest sposób reprezentacji – z biegunowej na kartezjańską. W kolejnym kroku dane 3D są zamieniane na kolorowy obraz 2D, który jest następnie poddawany procesom segmentacji i analizy. Klasyfikacja danych pomiarowych 3D jest przeprowadzana na podstawie wyników analizy obrazów i informacji metrycznej. Wyodrębniono następujące rodzaje powierzchni w pomieszczeniach zamkniętych: podłoga, schody, podesty, progi oraz powierzchnie typu trawa i chodnik, które znajdują się na zewnątrz budynków. Testy przeprowadzono w rzeczywistym środowisku przy pomocy robota Elektron z zamontowanym dalmierzem laserowym 3D.

24. System nawigacji odruchowej dydaktycznego robota mobilnego – mgr inż. Mateusz Wiśniowski, Politechnika Warszawska, Wydział Mechatroniki

Artykuł dotyczy systemu nawigacji odruchowej dydaktycznego robota mobilnego MRM.edu. Robot ten powstał w Instytucie Automatyki i Robotyki na Wydziale Mechatroniki Politechniki Warszawskiej. System sterowania pozwala na autonomiczną nawigację odruchową robota. Sposób podejmowania decyzji wzorowany jest na reakcjach organizmów żywych, które pobudzone bodźcem dokonują określonego odruchu. Robot uzyskuje informację o swoim otoczeniu, która staje się dla niego bodźcem do ruchu w odpowiednim kierunku. Specjalnie stworzony algorytm pozwala na poruszanie się wśród przeszkód statycznych oraz dynamicznych, omijanie ich oraz osiągnięcie, początkowo zadanego przez użytkownika, punktu docelowego.

25. Nawigacja wizyjna dla autonomicznego pojazdu lądowego – dr inż. Robert Głębocki, dr inż. Maciej Zasuwa, mgr inż. Grzegorz Świętoń, Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej Politechniki Warszawskiej

Artykuł przedstawia propozycję zastosowania prostego algorytmu porównywania wzorców dla autonomicznej platformy ruchomej przeznaczonej do wykrywania i niszczenia min lądowych. Głównym urządzeniem wykorzystywanym do akwizycji obrazu jest kamera z matrycą CCD. Do przetwarzania obrazu wykorzystana została metoda Scene Matching Area Correlation (SMAC) oparta na algorytmie korelacji wzajemnej. System został przetestowany zarówno w symulacji, jak również podczas prób na pojeździe lądowym. Sprawność algorytmu przetwarzania sygnału podczas testów potwierdziła przydatność opracowanej metody do określania położenia oraz prędkości pojazdu lądowego. System nawigacji wizyjnej oparty na prostym algorytmie przetwarzania obrazu może być zastosowany na pojazdach ruchomych autonomicznie lub jako jeden z komponentów zintegrowanego systemu nawigacyjnego.

26. CyberRyba – podwodny robot mobilny – mgr inż. Marcin Malec, mgr inż. Marcin Morawski, mgr inż. Dominik Wojtas, dr hab. inż. Jerzy Zając prof. PK, Politechnika Krakowska

W pracy autorzy przedstawili koncepcję, projekt oraz prototyp sztucznej ryby – podwodnego robota mobilnego. Przeanalizowano sposób poruszania się ryb. Omówiono projekt wykonany w systemie CAD/CAM/CAE CATIA. Autorzy skoncentrowali się na najwierniejszym odwzorowaniu ruchów żywej ryby. Przedstawiono szczegóły budowy CyberRyby i zaprezentowano sposób jej działania. Omówiono opracowany system sterowania i przedstawiono tryby jego pracy.

27. Zastosowanie grafiki 3D i bibliotek OpenGL do symulacji stanów kolizyjnych robota – mgr inż.Daniel Reclik, dr hab. inż. Gabriel Kost, prof. Pol. Śl. Instytut Automatyzacji Procesów Technologicznych i Zintegrowanych Systemów Wytwarzania, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Politechnika Śląska w Gliwicach

W pracy omówiono aplikację PLANER będącą praktyczną implementacją metody planowania ruchu robotów manipulacyjnych. Autorzy zastosowali metodę 2. D, do wyznaczania bezpiecznych trajektorii ruchu robotów, której podstawą działania jest płaska analiza kolejnych przekrojów sceny robota. Opracowana aplikacja PLANER realizuje obliczenia, dokonuje interpolacji wynikowej trajektorii ruchu z wykorzystaniem krzywych B-Spline, jak również pozwala na ocenę wizualną wyników dzięki przestrzennej prezentacji wyników obliczeń z wykorzystaniem grafiki OpenGL. Ze względu na znaczną ilość dostępnych funkcji opracowanego systemu, w pracy postanowiono omówić jedynie najistotniejsze z punktu widzenia praktycznego jej zastosowania. Omówione zostały mechanizmy obliczeniowe, system symulacji ruchu z wykrywaniem w czasie rzeczywistym kolizji typu face-to-face, interfejs użytkownika systemu PLANER, jak również moduł eksportu programów roboczych do systemu programowania robotów off-line FANUC Roboguide. Pracę zakończono opisem przeprowadzonych testów na rzeczywistych manipulatorach oraz uzyskanymi na ich podstawie wnioskami.

28. Wykorzystanie symulacji komputerowych w procesie projektowania mobilnych robotów inspekcyjnych – mgr inż. Grzegorz Kowalski, mgr inż. Maciej Cader, mgr inż. Zbigniew Borkowicz, Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP

Obecnie z uwagi na koszty wykonania fizycznych modeli testowych niezbędne jest projektowanie i badanie nowych urządzeń z wykorzystaniem komputera. Systemy CAD/CAE umożliwiają wielokrotną modyfikację konstrukcji oraz jej analizę np. pod kątem zgodności z wymogami użytkownika, ergonomią czy obowiązującymi normami technicznymi. Symulacje pracy układu pozwalają z kolei ocenić m.in. prawidłowość współpracy mechanizmów, wytrzymałość konstrukcji lub jej działanie w szczególnych warunkach środowiskowych. Referat opisuje wyniki użycia narzędzi do projektowania i symulacji przemysłowego mobilnego robota inspekcyjnego, opracowanego w Przemysłowym Instytucie Automatyki i Pomiarów.

29. Perspektywy wykorzystania reprogramowalnych układów cyfrowych w systemach wizyjnych robotów mobilnych – mgr inż. Marek Kraft, Instytut Automatyki i Inżynierii Informatycznej, Politechnika Poznańska

Rekonfigurowalne układy cyfrowe (głównie w formie układów FPGA) rozpowszechniają się w aplikacjach wymagających rozwiązywania problemów z dziedziny przetwarzania sygnałów, wizji komputerowej i innych. Możliwość wykonywania w sposób naturalny obliczeń w trybie równoległym, a także rekonfigurowalność i modułowość, umożliwiająca rozwiązywanie licznych problemów przez procesory zawarte w strukturze pojedynczego układu scalonego, nierzadko umożliwia wielokrotne przyspieszenie wykonywania obliczeń w stosunku do implementacji programowych, wykorzystujących jako platformę komputery klasy PC. Dodatkowo, zastosowanie układów FPGA może umożliwić zmniejszenie wymiarów, wagi i poboru prądu przez wykorzystujące taką platformę obliczeniową urządzenie. Niniejszy artykuł zawiera analizę przydatności układów FPGA do zastosowań w systemach wizyjnych robotów mobilnych. Analizę poparto licznymi przykładami aplikacji, w których z powodzeniem wykorzystuje się układy reprogramowalne, a także przykładami doświadczeń autora w dziedzinie opracowywania takich aplikacji. Wnioski z analizy zawarto w podsumowaniu, wraz z sugestiami scenariuszy użycia układów FPGA w robotach mobilnych jako głównej platformy obliczeniowej, lub wspomagającego komputer pokładowy koprocesora.

30. Uproszczony model matematyczny pojazdu podwodnego i jego systemu sterowania – dr inż. Piotr Szymak, Akademia Marynarki Wojennej

Wykorzystanie metod neuroewolucyjnych do sterowania pojazdem podwodnym wiąże się z przeprowadzeniem wielu czasochłonnych obliczeń. Do symulowania ruchu pojazdu podwodnego stosuje się najczęściej model nieliniowy. Wykorzystanie tego typu modelu związane jest z skomplikowanymi obliczeniami, co w połączeniu z czasochłonnymi obliczeniami neuroewolucyjnymi może uniemożliwić otrzymanie rozwiązania w rozsądnym czasie. Dlatego też w niniejszej pracy proponuje się zastosowanie modelu uproszczonego automatycznie sterowanego pojazdu podwodnego.

31. Stanowisko do identyfikacji parametrów ogumienia robota mobilnego SCOUT – mgr inż. Przemysław Dąbek, Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP

W pracy przedstawiono stanowisko do badań opon samochodów osobowych zaadaptowane do badań ogumienia robota mobilnego. Badania te stanowią ważny krok w kierunku opracowania modelu matematycznego opony robota mobilnego. Opisano zasadę działania stanowiska oraz sposób prowadzenia pomiarów, jak również zawarto wyniki badań wstępnych opony robota na zmodyfikowanym stanowisku. Na podstawie tych badań potwierdzono przydatność stanowiska w pracach zmierzających do opracowania fizycznego modelu opony robota mobilnego typu SCOUT.

32. Inteligentny system monitorowania i estymacji ładunku SOC dla baterii litowo-jonowych i litowo-polimerowych – mgr inż. Piotr Bigaj, Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP

Praca podejmuje tematykę szacowania i określania pozostałej ilości ładunku elektrycznego (State-of-Charge) baterii litowych. W ramach pracy opracowano nowatorski sposób wyliczania SOC dla systemów bateryjnych o różnych gęstościach mocy. Temat przedstawiony został w ujęciu teoretycznym i praktycznym – jako metoda gotowa do zaimplementowania w systemie wbudowanym. Algorytm metody został przepisany na język programowania pakietu Matlab i przetestowany na zbiorze baterii w celu wykazania poprawności rozumowania autora

33. Komputerowe metody badania stabilności modeli ogólnych liniowych układów ciągło-dyskretnych – prof. dr hab. inż. Mikołaj Busłowicz, Politechnika Białostocka, Wydział Elektryczny

Rozpatrzono problem badania asymptotycznej stabilności liniowych układów dynamicznych ciągło-dyskretnych. Podano proste komputerowe metody badania asymptotycznej stabilności dwóch modeli ogólnych takich układów. Rozważania zilustrowano przykładami liczbowymi.

34. Badanie metodami funkcji testujących odpornej stabilności ciągłych układów ułamkowego rzędu współmiernego o funkcji charakterystycznej zależnej liniowo od niepewnych parametrów – prof. dr hab. inż. Mikołaj Busłowicz, Politechnika Białostocka, Wydział Elektryczny, Mgr inż. Tomasz Kalinowski, Studium Doktoranckie, Wydział Elektryczny, Politechnika Białostocka

W pracy podano komputerowe metody (zwane metodami funkcji testujących) badania odpornej stabilności ciągłych liniowych układów dynamicznych, których wielomian charakterystyczny jest wielomianem ułamkowego stopnia współmiernego o współczynnikach liniowo zależnych od niepewnych parametrów. Proponowane metody są uogólnieniem metod znanych z teorii odpornej stabilności układów naturalnego rzędu. Rozważania zilustrowano przykładem liczbowym.

35. Odporna stabilność układów ciągło-dyskretnych o funkcji charakterystycznej zależnej liniowo od niepewnych parametrów – prof. dr hab. inż. Mikołaj Busłowicz, Politechnika Białostocka, Wydział Elektryczny, Mgr inż. Michał Sokólski, Studium Doktoranckie, Wydział Elektryczny, Politechnika Białostocka

Rozpatrzono problem badania odpornej stabilności liniowego układu hybrydowego ciągło-dyskretnego, którego wielomian charakterystyczny dwóch zmiennych zależy liniowo od niepewnych parametrów. Pokazano, że do badania odpornej stabilności takich układów można stosować twierdzenie krawędziowe, znane z teorii odpornej stabilności rodzin wielomianów charakterystycznych jednej zmiennej. Podano komputerową metodę służącą do sprawdzania warunków tego twierdzenia. Rozważania zilustrowano przykładem.

36. Wpływ położenia czujników i elementów wykonawczych na stabilność układu wirnik-łożyska magnetyczne – prof. dr hab. inż. Zdzisław Gosiewski, Politechnika Białostocka, Wydział Mechaniczny

Z punktu widzenia teorii sterowania, drgania wirników są szybkimi procesami wysokiego rzędu, a wirnik obiektem o wielu wejściach i wielu wyjściach (MIMO). Dlatego stosuje się lokalne pętle regulacyjne. W artykule, rozważanym obiektem jest sztywny wirnik podparty przez dwa promieniowe łożyska magnetyczne. Przedstawiono metodę redukcji modelu wirnika na potrzeby projektowania lokalnych układów regulacji. Przedstawiona metoda redukcji jest użyteczna dla każdej metody projektowania praw sterowania, a zwłaszcza dla systemów sterowania odpornego Pokazano wyniki badań wpływu niekolokacji (gdy czujniki i elementy wykonawcze nie leżą w tych samych płaszczyznach) na dynamikę układu zamkniętego. Zaproponowano możliwości przeciwdziałania negatywnym skutkom niekolokacji.

37. Synteza regulatora ułamkowego rzędu zapewniającego zadany zapas stabilności układu zamkniętego z obiektem inercyjnym pierwszego rzędu z całkowaniem i opóźnieniem – mgr inż. Tomasz Nartowicz, Studium Doktoranckie, Wydział Elektryczny, Politechnika Białostocka

Rozważono problem projektowania regulatora ułamkowego rzędu zapewniającego zadany zapas stabilności układu regulacji z obiektem inercyjnym pierwszego rzędu z całkowaniem i opóźnieniem oraz układu regulacji z obiektem niestabilnym. Zaproponowana metoda projektowania bazuje na zastosowaniu idealnej transmitancji Bodego jako wzorca dla układu otwartego z regulatorem. Podano komputerową metodę syntezy regulatora ułamkowego rzędu. Rozważania zilustrowano przykładem liczbowym i wynikami badań symulacyjnych.

38. Dodatniość i stabilność dwuwymiarowych układów Lapunowa niecałkowitego rzędu opisanych modelem Roessera – mgr inż. Krzysztof Rogowski, Studia Doktoranckie, Wydział Elektryczny, Politechnika Białostocka

Zaproponowano nową klasę dwuwymiarowych układów Lapunowa opisanych modelem Roessera. Podano warunki konieczne i wystarczające dodatniości i stabilności asymptotycznej takich układów. Pokazano, że problem badania stabilności asymptotycznej dwuwymiarowych układów Lapunowa niecałkowitego rzędu jest równoważny problemowi badania stabilności asymptotycznej odpowiadających im jednowymiarowych układów standardowych. Rozważania zilustrowano przykładem numerycznym.

39. Metody badania praktycznej stabilności dodatnich liniowych dyskretnych układów niecałkowitego rzędu – prof. dr hab. inż. Tadeusz Kaczorek, Politechnika Białostocka, Wydział Mechaniczny

Zostaną podane metody badania stabilności praktycznej dodatnich dyskretnych liniowych układów niecałkowitego rzędu. Wykazane zostanie, że: 1) dodatnie układy niecałkowitego rzędu są niestabilne, jeżeli przynajmniej jeden element na głównej przekątnej macierzy stanu jest większy od jedności, 2) sprawdzanie stabilności praktycznej można zredukować do sprawdzania stabilności asymptotycznej odpowiadającego dodatniego układu liniowego. Rozważania zostaną zobrazowane przykładami numerycznymi.

40. Współdziałanie regulacji predykcyjnej i bieżącej optymalizacji punktu pracy w strukturach sterowania z modelami Wienera – dr inż. Maciej Ławryńczuk, dr inż. Piotr Marusak, prof. dr hab. inż. Piotr Tatjewski, Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej, Politechnika Warszawska

Numerycznie efektywne struktury sterowania alternatywne do klasycznej, warstwowej struktury sterowania są przedmiotem badań. W pierwszej strukturze dodano pomocnicze, liniowe zadanie optymalizacji punktu pracy. W drugiej strukturze, zadania optymalizacji punktu pracy i regulacji predykcyjnej są integrowane w jednym zadaniu optymalizacji kwadratowej. Użycie w tych strukturach modelu Wienera dodatkowo je upraszcza dzięki możliwości łatwego otrzymania liniowych aproksymacji dynamiki i statyki procesu.

41. Względna sterowalność dodatnich układów ciągło-dyskretnych – dr inż. Wojciech Trzasko, Politechnika Białostocka

W pracy rozpatrzono problem sterowalności dodatnich liniowych dwuwymiarowych układów ciągło-dyskretnych. Sformułowano definicje oraz podano warunki konieczne i wystarczające sterowalności do zera oraz względnej sterowalności. Rozważania zilustrowano przykładem.

42. Obserwatory dodatnich liniowych układów dyskretnych ułamkowego rzędu – dr inż. Rafał Kociszewski, Politechnika Białostocka

W pracy rozpatrzono problem syntezy obserwatorów dodatnich liniowych układów dyskretnych ułamkowego rzędu. Wykorzystując podejście oparte na liniowych nierównościach macierzowych (LMI) sformułowano warunki istnienia dodatniego asymptotycznie stabilnego obserwatora. Podano warunki konieczne i wystarczające obserwowalności dodatnich dyskretnych układów ułamkowego rzędu. Rozważania zilustrowano przykładem symulacyjnym.

43. Stabilizacja układów całkujących ułamkowego rzędu z opóźnieniem za pomocą ułamkowego regulatora PD – dr inż. Andrzej Ruszewski, Politechnika Białostocka, Wydział Elektryczny

W pracy rozpatrzono problem stabilności układów regulacji automatycznej złożonych z regulatora PD ułamkowego rzędu oraz obiektu całkującego ułamkowego rzędu z opóźnieniem. Wykorzystując klasyczną metodę podziału D podano proste analityczno-komputerowe metody wyznaczania obszarów stabilności na płaszczyźnie parametrów rozpatrywanego układu regulacji. Zaproponowane metody zastosowano także do wyznaczania obszarów stabilności dla zadanych zapasów stabilności modułu i fazy.

44. Dodatnie liniowe układy hybrydowe – realizacja w postaci ogólnego modelu dwuwymiarowego – dr inż. Łukasz Sajewski, Politechnika Białostocka, Wydział Elektryczny

Przedstawione zostały liniowe układy hybrydowe opisane modelem ogólnym układu dwuwymiarowego. Podane zostały warunki zewnętrznej i wewnętrznej dodatniości układu hybrydowego. Sformułowano problem realizacji dla hybrydowych układów liniowych w postaci dwuwymiarowego modelu ogólnego. Zaproponowano metodę wyznaczania realizacji dla danej właściwej macierzy transmitancji operatorowych. Sformułowano procedurę wyznaczania realizacji, którą zilustrowano przykładem numerycznym.

45. Nowe rozwiązanie chwytaka wielopalczastego z podatnością do obsługi specjalnych procesów manipulacji – dr inż. Krzysztof Mianowski Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej, Politechnika Warszawska

W pracy przedstawiono nowe rozwiązanie specjalnego chwytaka wielopalczastego z podatnymi palcami własnej konstrukcji. Główne założenia projektu dotyczyły możliwości współdziałania chwytaka z obiektami o różnych kształtach wykonanymi z materiałów niesztywnych o różnych właściwościach, a także z materiałów delikatnych, wymagających szczególnej ostrożności przy manipulacji. Niezależnie od tego założono, że chwytak ma zapewnić odpowiedni poziom pewności działania, funkcjonalności i łatwości obsługi. Konstrukcja chwytaka zapewnia korzystną zmienność charakterystyk sił wywieranych na obiekt zależnie od wartości wielkości rozwarcia palców chwytaka, tj. zależnie od wymiarów obiektu manipulowanego.

46. Zasobometr – przyrząd nowej generacji do badań nad chodem człowieka – prof. dr hab. inż. Krzysztof P. Jaworek, prof. dr hab. inż. Jan Piwnik, Politechnika Białostocka

W pracy podano nowe pojęcia, dotychczas nie stosowane w biomechanice chodu człowieka, zwane przez autorów pracy zasobami ruchu – Zasoby ruchu kończyn dolnych człowieka pozwalają – nie tylko na podstawie pomiarów kinematycznych dokonanych w czasie rzeczywistym – monitorować, kontrolować i oceniać w sposób dynamiczny(!) stan i zmianę zasobu ruchu kończyn dolnych człowieka w warunkach klinicznych jak i polowych (na stadionach po różnorodnej powierzchni np. błocie, śniegu, trawie, schodach itp.). W pracy zaproponowano innowacyjną aparaturę nowej generacji, do badania chodu człowieka zwaną zasobometrem. Pracuje on w trybie on-line i pozwala oceniać chód człowieka – równocześnie dla obu kończyn dolnych. Cena rynkowa zasobometru jest kilkanaście razy mniejsza aniżeli systemów rejestracji ruchu jak np. włoski system optoelektroniczny ELITE-3D – produkowany przez włoską firmę BTS z Mediolanu.

47. Pierwsze eksperymenty na zwierzętach robota chirurgicznego Robin Heart – dr Zbigniew Nawrat, Fundacja Rozwoju Kardiochirurgii, Śląski Uniwersytet Medyczny, Katowice, dr Paweł Kostka, Fundacja Rozwoju Kardiochirurgii, Politechnika Śląska, Gliwice, mgr Wojciech Dybka, Fundacja Rozwoju Kardiochirurgii, mgr Kamil Rohr, Fundacja Rozwoju Kardiochirurgii, prof. dr hab. inż. Leszek Podsędkowski, Politechnika Łódzka, lek. Joanna Śliwka, Śląskie Centrum Chorób Serca, Zabrze, dr hab. n .med. Romuald Cichoń, Fundacja Rozwoju Kardiochirurgii, dr n.med. Michał Zembala, Śląskie Centrum Chorób Serca, Zabrze, dr n.med. Grzegorz Religa, Instytut Kardiologii, Warszawa

Prezentowana praca przedstawia aktualne prace prowadzone w zabrzańskim zespole związane z projektem robota chirurgicznego Robin Heart oraz mechatronicznych narzędzi chirurgicznych Robin Heart Uni System. Projekt wkroczył w fazę eksperymentu na zwierzętach. W styczniu 2009 r. wykonano eksperymentalne operacje na świniach: usunięcia woreczka żółciowego oraz elementy operacji naprawczych zastawki mitralnej i trójdzielnej. Planowany zabieg pomostowania naczyń wieńcowych TECAB przełożono na inny termin. Cel eksperymentów został osiągnięty: wskazano obszar niezbędnych zmian, udoskonaleń, które będą wprowadzone do opracowywanych urządzeń w ramach opracowania technologii produkcji seryjnej przed wdrożeniem klinicznym.

48. Optymalizacja interfejsu chirurg-telemanipulator. Zintegrowana konsola sterująca systemu Robin Heart – dr inż. Paweł Kostka, Fundacja Rozwoju Kardiochirurgii, Politechnika Śląska w Gliwicach, Instytut Elektroniki, dr Zbigniew Nawrat, Fundacja Rozwoju Kardiochirurgii, mgr inż. Wojciech Dybka, Fundacja Rozwoju Kardiochirurgii, mgr inż. Kamil Rohr, Fundacja Rozwoju Kardiochirurgii, dr Zbigniew Małota, Fundacja Rozwoju Kardiochirurgii

Praca przedstawia stan aktualny oraz projekt rozwoju, rozwiązania interfejsu człowiek-maszyna opracowanego dla systemu polskiego telemanipulatora chirurgicznego Robin Heart. Zgodnie z ideą stanowiska operatora-chirurga opartej na założeniu, że całość konstrukcji odpowiada naturalnej sytuacji pracy chirurga .we wnętrzu pacjenta., co skutkuje umieszczeniem końcówek zadajnika Master nad operatorem, opracowano nowy projekt zintegrowanej jednostki centralnej z kilkoma kanałami przepływu informacji z podstawowego toru wizyjnego i sterowania oraz sygnałów pomocniczych. Konsola sterownicza Robin Heart Shell. wyposażona jest w zadajniki Master dla pozycjonowania dwóch ramion narzędziowych oraz pedały nożne dla sterowania ruchami trzeciego ramienia kamery toru wizyjnego. Istotnym, nowym elementem, nad którym trwają obecnie prace, jest wprowadzenie autorskiego rozwiązania obrazowania 3D sygnału wizyjnego z pola operacji w miejsce istniejącego obrazowania 2D.

49. Manipulator naśladujący ruch ramienia człowieka – dr inż. Krzysztof Krupa, mgr inż. Damian Bartkowski, Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji Produkcji, Politechnika Krakowska

W artykule opisano zagadnienie budowy i sterowania manipulatora naśladującego ruch ramienia człowieka. Projekt konstrukcyjny wykonano w systemie Catia. Do napędu wykorzystano serwonapędy sterowane za pomocą mikrokontrolera. Interfejs użytkownika napisano w programie Visual Basic.

50. Procesorowy układ pozycjonowania wału silnika – dr inż. Piotr Szulewski, Instytut Technik Wytwarzania, Politechnika Warszawska, mgr inż. Arkadiusz Welk, Centrum Badawczo-Konstrukcyjne Obrabiarek, Pruszków

Powszechnie występująca tendencja związana z wykorzystywaniem w obszarze automatyki przemysłowej (do sterowania i nadzoru) systemów mikroprocesorowych wymusza potrzebę badań i testów tego typu urządzeń. Przedstawiony w pracy mikroprocesorowy układu pozycjonowania wału silnika oparty jest o algorytm dyskretnego regulatora PID. Cechą odróżniającą go od spotykanych na rynku rozwiązań jest wykorzystanie prostego 8-bitowego mikrokontrolera o niewielkiej mocy obliczeniowej i otwarta struktura oprogramowania umożliwiająca swobodne zmiany parametrów a także komunikację z dedykowanym oprogramowaniem monitorującym umieszczonym na komputerze klasy PC.

51. Łączenie górniczych systemów gazometrycznych z systemami alarmowania – dr inż. Bożena Bojko, mgr inż. Grzegorz Mirek, Instytut Technik Innowacyjnych EMAG

W polskich kopalniach od dawna występują obok siebie gazometryczne systemy bezpieczeństwa oraz systemy alarmowania. Autorzy przedstawiają połączenie tego typu systemów w celu podniesienia bezpieczeństwa pracy załóg pracujących na dole kopalni na przykładzie integracji systemów alarmowo-rozgłoszeniowych STAR oraz SAT z systemem monitorowania parametrów środowiska SMP-NT/A. Prezentowany jest również sposób rozszerzenia opracowanego mechanizmu na inne systemy stosowane w polskim górnictwie.

52. Algorytm selekcji klonalnej w zastosowaniu do strojenia regulatorów rozmytych – dr inż. Bogumiła Mrozek, Instytut Modelowania Komputerowego, Wydział Fizyki, Matematyki i Informatyki Stosowanej, Politechnika Krakowska

Algorytmy immunologiczne odwzorowują procesy adaptacji i zróżnicowane możliwości działania naturalnego systemu immunologicznego. Selekcja klonalna jest jednym z naturalnych procesów naturalnego systemu immunologicznego, które najczęściej są odwzorowywane w algorytmach. Algorytm selekcji klonalnej jest stosowany w zadaniach optymalizacji. Opisano implementację algorytmu selekcji klonalnej CLONAG w wersji dla rozwiązywania zadań optymalizacji. Przedstawiono wnioski z wykonanych testów symulacyjnych porównania algorytmu selekcji klonalnej i algorytmu genetycznego dostępnego bibliotece MATLAB-a Genetic Algorithm and Direct Search Toolbox w zastosowaniu do doboru parametrów regulatora PID.

53. Automatyczne strojenie przekaźnikowe mikroregulatora temperatury – dr hab. inż. Zbigniew Świder, prof. dr hab. inż. Leszek Trybus, dr Andrzej Stec, Katedra Informatyki i Automatyki, Politechnika Rzeszowska

W artykule przedstawiono algorytm samostrojenia przekaźnikowego zastosowany w mikroregulatorze temperatury RE71 z zielonogórskiego LUMEL-u. Daje on podobne wyniki do algorytmu Expert PID japońskiego regulatora SR-90 Shimaden. Nastawy regulatora PID zależą od dynamiki obiektu określonej przez stosunek opóźnienia do okresu oscylacji przekaźnikowych. Modyfikacji uległa także sama struktura pętli regulacyjnej.

54. Wyznaczanie współczynników modelu reologicznego masy formierskiej zagęszczanej impulsowo – prof. dr hab. inż. Tadeusz Mikulczyński, mgr inż. Sergiusz Ciskowski, Laboratorium Podstaw Automatyzacji, Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji, Politechnika Wrocławska

Zaprezentowano sposób wyznaczania współczynników kC(.) i kT(.) określających zmiany własności sprężystych i lepkich masy formierskiej. Znajomość tych współczynników stanowi podstawę do zastosowania modelu reologicznego do badań symulacyjnych procesu impulsowego zagęszczania mas formierskich. Zależności kC(.) i kT(.) można określić na podstawie wyników badań eksperymentalnych. W tym celu niezbędne jest wykonanie pomiarów prędkości VL rozchodzenia się fali ultradźwiękowej w badanej masie formierskiej w funkcji stopnia jej zagęszczenia ..

55. Możliwości praktycznego zastosowania sieci semantycznych w przemyśle – mgr inż. Adam Piasecki, mgr inż. Michał Socha, Instytut Technik Innowacyjnych EMAG

Sieci semantyczne skupiają coraz większą uwagę zarówno środowisk naukowych, jak i producentów komercyjnych rozwiązań IT. Związane z nimi prace badawcze koncentrują się obecnie na poszukiwaniu właściwych rozwiązań, standaryzacji i konstruowaniu metodologii ich wykorzystania. Jednocześnie w nowym podejściu do zagadnień zarządzania przedsiębiorstwem zwraca się szczególną uwagę na dynamicznie zachodzące zmiany w otoczeniu działania przedsiębiorstwa i konieczną modyfikację stosowanych do tej pory schematów działania. Zapewnienie wydajnej współpracy komórek organizacyjnych przedsiębiorstw wymaga, między innymi wykorzystania nowoczesnych technologii nadążających za dynamiką tych zmian. W artykule została zaprezentowana idea wykorzystania sieci semantycznych jako uzupełnienia dotychczas istniejących rozwiązań IT, głównie w zakresie integracji systemów informatycznych. Wskazane zostały również przedsięwzięcia mające na celu praktyczne zastosowanie sieci semantycznych w przemyśle.

56. Zastosowanie nieliniowego kontrolera hybrydowego typu MPC-CTC do robota IRb_6 – mgr inż. Ali Benniran, Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej, Politechnika Warszawska

Roboty są w ogólności opisywane jako wielowymiarowe nieliniowe układy dynamiczne o silnych sprzężeniach zwrotnych. Klasyczne sterowniki takie jak PID, mimo że działają dla procesów typu single-input-single-output (SISO), stały się dominujące. Ich podstawowa zaleta to prostota. Z drugiej strony, sterowanie predykcyjne oparte na modelu (ang. model based predictive control, MPC) okazało się potężnym narzędziem w wielu zastosowaniach przemysłowych, głównie dzięki możliwości uwzględnienia ograniczeń oraz interakcji między wieloma zmiennymi. Niniejszy artykuł przedstawia podejście hybrydowe łączące obie strategie w jednym sterowniku zastosowanym w robocie. Robotem tym jest 6-DOF IRb-6 produkcji firmy ABB. Przedstawiony system sterowania został sprawdzony poprzez symulację, z dobrymi rezultatami.

57. Model koordynacji trajektorii efektorów manipulatorów kartezjańskich – weryfikacja stabilności – dr inż. Adam Słota, Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji Produkcji, Politechnika Krakowska

W pracy przedstawiono koncepcję koordynacji trajektorii manipulatorów kartezjańskich z wykorzystaniem ruchu korekcyjnego. W modelu koordynacji do wyznaczania prędkości ruchu korekcyjnego wykorzystano regułę proporcjonalno-całkującą. Dla przyjętej struktury i wartości parametrów układów napędowych manipulatorów, przy założeniu liniowości układu, przeprowadzono weryfikację stabilności działania układu. Stosując metodę sprawdzania kolejnych wartości wyznaczono zakresy parametrów korektorów, dla których układ jest stabilny.

58. Programowanie skoordynowanych ruchów robotów na przykładzie robotów ABB i Fanuc – dr inż. Adam Słota, mgr inż. Mateusz Domka, Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji Produkcji, Politechnika Krakowska

W pracy przedstawiono charakterystykę rozwiązań: MultiMove firmy ABB oraz DUALARM, Multi arm control i Robot Link firmy Fanuc Robotics umożliwiających koordynację ruchów robotów. Przedstawiono przykłady konfiguracji stanowisk, wymagane opcje oprogramowania oraz kalibrację układów współrzędnych robotów. Dla rozwiązania MultiMove przedstawiono przykład stanowiska wykorzystującego koordynację ruchów do przenoszenia przedmiotu przez dwa roboty oraz zamieszczono fragmenty programów.

59. Aktywne modyfikowanie elastyczności ramion lekkich robotów – dr inż. Ryszard Leniowski, Politechnika Rzeszowska

Lekkie roboty (LWR) są nową generacją urządzeń przeznaczonych do zastosowań przemysłowych, które zaprojektowano tak mogły wykonywać czynności w otoczeniu człowieka. Z powodu zredukowanej masy ramion są podatne na deformacje oraz charakteryzują się złożonym modelem dynamiki, co w konsekwencji zmusza do stosowania złożonych układów sterowania. Praca prezentuje cząstkowe wyniki prowadzonych badań dotyczących sterowania LWR. Opisywane są trzy metody kontrolowania sztywności ramion traktowanych jako powłoki. Wyniki badań symulacyjne ramienia wykonującego trzy ruchy obrotowe są obiecujące w kontekście przyszłych zastosowań.

60. Wykrywanie kolizji w teleoperatorze z interfejsem dotykowym i systemem wizyjnym – prof. dr hab. inż. Andrzej Milecki, Politechnika Poznańska, mgr inż. Paweł Bachman, Uniwersytet Zielonogórski, mgr Marcin Chciuk, Uniwersytet Zielonogórski

W artykule opisane jest zastosowanie dżojstika z siłowym sprzężeniem zwrotnym do sterowania ramienia robota. Na początku artykułu opisane są przykładowe teleoperatory z systemem wizyjnym. Następnie przedstawiona jest budowa systemu sterowania robota z zastosowaniem trzyosiowego dżojstika dotykowego z hamulcami magnetoreologicznymi oraz koncepcja sterowania bezprzewodowego. Końcowa część artykułu zawiera opis badań.

61. Synteza sekwencyjnych algorytmów sterowania zawierających kroki czasowe – mgr inż. Łukasz Dworzak, prof. dr hab. inż. Tadeusz Mikulczyński, Politechnika Wrocławska

W pracy zaprezentowano zastosowanie metody Grafpol do syntezy sekwencyjnych algorytmów sterowania, których realizacja kroków jest zależna od warunków logicznych i czasowych. Omówiono zawarty w normie PN-EN 61131-3 licznik czasu typu TP. Skrótowo przybliżono również zasady określania warunków zapisu i kasowania komórek pamięci oraz wyznaczania postaci funkcji zmiennych wyjściowych bez konieczności analizy przebiegu sygnałów wejściowych układu sterowania.

62. Symulator systemu operacyjnego czasu rzeczywistego – dr inż. Piotr Szymczyk, dr inż. Magdalena Szymczyk, Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Automatyki

Tematem artykułu jest przedstawienie przykładów istniejących symulatorów systemów operacyjnych czasu rzeczywistego ze szczególnym uwzględnieniem symulatora VxSim firmy Wind River i symulatora zawartego w AVR Studio firmy Atmel oraz opis tworzonego w ramach prowadzonych badań symulatora systemu czasu rzeczywistego uCRTOS.

63. Implementacja systemu czasu rzeczywistego na platformie mikrokontrolerów – dr inż. Piotr Szymczyk, dr inż. Magdalena Szymczyk, Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Automatyki

Artykuł przedstawia nowe możliwości wykorzystania platformy mikrokontrolerów różnych producentów do budowy systemów czasu rzeczywistego. Większość aplikacji implementowana na mikrokontrolery, w tym też aplikacje czasu rzeczywistego, bazują na wykonywaniu w tzw. dużej pętli. Innym bardziej uniwersalnym rozwiązaniem jest zastosowanie wielozadaniowego systemu operacyjnego. W artykule zamieszczono porównanie różnych metod implementacji aplikacji systemów sterowania opartych na platformie mikrokontrolerów oraz opisano tworzony system operacyjny uCRTOS na platformie mikrokontrolerów.

64. Zastosowanie mechanizmu zegarowego do wykrywania anomalii zachowania komputerowego systemu sterowania – dr inż. Magdalena Szymczyk, dr inż. Piotr Szymczyk, Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Automatyki

Projektowanie niezawodnego, nieczułego na zakłócenia, wbudowanego systemu sterowania jest jednym z podstawowych aspektów tworzenia systemu sterowania. Artykuł ten przybliża ideę systemu monitorującego pracę systemu wbudowanego. Określa podstawowe założenia i wymagania dotyczące takiego mechanizmu, opisuje możliwe rozwiązania pewnych problemów.

65. Detekcja błędów on-line w komputerowych systemach sterowania za pomocą procesora monitorującego – dr inż. Magdalena Szymczyk, dr inż. Piotr Szymczyk, Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Automatyki

Komputery i układy mikroprocesorowe są obecnie stosowane we wszystkich dziedzinach życia człowieka. Ich złożoność stale rośnie, dramatycznie maleją wymiary. Niewielki rozmiar układów sprzyja powstawaniu błędów wynikłych ze zmian napięć w komórkach pamięci czy też połączeń wewnętrznych, mogących mieć wpływ na pracę tranzystorów. Większa część tego typu błędów ujawnia się poprzez zmiany w przebiegu wykonania programu, zatem efektywna i równoczesna obserwacja przepływu sterowania w programie daje możliwość zdiagnozowania powstałych błędów. W artykule zostanie przedstawiony sprzętowy mechanizm oparty na włączeniu do systemu mikroprocesorowego dodatkowego procesora, którego zadaniem będzie równoczesne kontrolowanie pracy głównego procesora. W artykule przedstawiono również główną ideę detekcji błędów z użyciem dodatkowego procesora. Omówione zostały także modyfikacje tego schematu wraz z oceną ich przydatności..

66. Analiza podobieństwa strukturalnego w hierarchicznym modelu bazy danych automatyki siłowni okrętowej – dr Maria Meler-Kapcia, Politechnika Gdańska

W pracy przedstawiono hierarchiczną strukturę automatyki siłowni okrętowej do projektowania automatyki na podstawie rozwiązań zastosowanych na podobnych statkach na podstawie informacji zawartych w opisie technicznym i zestawieniu aparatury kontrolno-pomiarowej. Opracowany algorytm optymalizacji wielokryterialnej umożliwia wyszukiwanie statków podobnych o możliwie dużym nasyceniu automatyką przy stosunkowo niedużych jej kosztach.

67. Monitorowanie procesów wytwórczych, komunalnych i usług w świetle normy ISO/IEC 17025 – dr inż. Tomasz Bakoń, Instytut Energetyki – Jednostka Badawczo-Rozwojowa, Warszawa

W artykule zawarto wybrane zagadnienia dotyczące kontroli wyposażenia pomiarowego, walidacji procedur pomiarowych i nadzorowania wyników pomiarów w laboratoryjnych systemach jakości opartych na normie ISO/IEC 17025.

68. Metoda pomiaru obciążenia wstępnego, osiowego łożysk kulkowych wirnika giroskopu – dr inż. Stanisław Popowski, mgr inż. Witold Dąbrowski, Instytut Lotnictwa

W pracy przedstawiono metodę pomiaru osiowego obciążenia wstępnego łożysk kulkowych wirnika giroskopu, które zostały zmontowane metodą klejenia. Przedstawiono koncepcję pomiaru oraz wyniki przeprowadzonych badań doświadczalnych. Zaprezentowana metoda szczególnie może być użyteczna w przypadku końcowego sprawdzania podzespołów łożyskowania giroskopu oraz do badań stanu łożysk podczas eksploatacji.

69. Problemy pomiaru kąta przechylenia na obiektach ruchomych – mgr inż. Anna Gałach, mgr inż. Witold Dąbrowski, Instytut Lotnictwa

W artykule przedstawiono metody pomiaru i estymacji kąta przechylenia na obiektach mobilnych. Przedstawiono wybrane metody pomiaru kąta przechylenia oraz opisano sposób integracji tych pomiarów. Opis metod pomiarowych zilustrowano doświadczalnymi wynikami uzyskanymi podczas badań laboratoryjnych i na wybranych obiektach..

70. Wykorzystanie giroskopów wibracyjnych do pomiaru prędkości kątowej – dr inż. Stanisław Popowski, Instytut Lotnictwa

W artykule przedstawiono giroskopy wibracyjne wirujące i niewirujące. Opisano zasadę działania dwóch rodzajów giroskopów wirujących: typu wibrorotor i typu wibrokardan. Zaprezentowano również giroskop wibracyjny, niewirujący typu girotron. Opisy giroskopów wirujących zilustrowano wykonanymi modelami funkcjonalnymi: giroskopem strojonym dynamicznie GS-02 oraz giroskopem piezoelektrycznym GPE-1. Giroskop wibracyjny niewirujący pokazano w zastosowaniu do budowy jednostki inercjalnej z giroskopami typu MEMS.

71. Odpowiedzialność społeczna przedsiębiorstwa przemysłowego w powiązaniu z modernizacją procesów technologicznych – mgr inż. Kazimierz Majdan, Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP.

Organizacja wewnętrzna procesów produkcyjnych i niezawodność urządzeń technologicznych, wywierają istotny wpływ na jakość życia licznych grup społecznych. W szczególności dotyczy to zintegrowanych i elastycznie programowanych systemów zautomatyzowanej produkcji. W referacie pokazano koncepcję odpowiedzialności społecznej – CSR – z elementami wymiarowania i oceny rezultatów modernizacji procesu technologicznego albo wykonanej inwestycji innowacyjnej w kontekście celów CRS. Zaprezentowano również metodę sekwencyjnego osiągania oczekiwanych rezultatów i pozytywnego oddziaływania w odniesieniu do poprawy warunków pracy w zautomatyzowanym przedsiębiorstwie przemysłowym..

72. Analiza wpływu procesu uczenia ze stałym krokiem na tempo zmian ewolucyjnych – dr inż. Mirosław Gajer, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Katedra Automatyki

W przypadku systemów sztucznej inteligencji dwoma rozpatrywanymi najczęściej procesami inspirowanymi odkryciami w zakresie nauk przyrodniczych są ewolucja gatunków oraz zdolność do uczenia się poszczególnych osobników. Jest rzeczą interesującą, że oba wymienione procesy mogą w pewnym stopniu oddziaływać na siebie. W szczególności wprowadzenie uczenia osobników może wywierać widoczny wpływ na tempo ewolucji, jednakże związane z tym zjawiska są jeszcze stosunkowo słabo poznane i jak dotychczas brak jest wyjaśniającej je ogólnej teorii. W artykule rozpatrzono przypadek wpływu uczenia ze stałym krokiem (systematyczne przesuwanie osobników o stałą wartość w kierunku globalnego optimum) na tempo ewolucji w przypadku monotonicznej funkcji dopasowania. Przeprowadzone przez autora symulacje numeryczne wykazały, że w takim przypadku wprowadzenie uczenia prowadzi do spowolnienia tempa zmian ewolucyjnych, co może być tłumaczone zmniejszeniem presji selekcyjnej występującej podczas doboru naturalnego w badanej populacji.