21–23 marca 2012 roku – Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP
3 referaty plenarne i 84 referaty w sześciu sesjach tematycznych. Poniżej: nazwy sesji, tytuły referatów i ich streszczenia
1.
Wolfgang A. Halang, Prof. Dr.,
Chair of Computer Engineering, Fernuniversität, Hagen
Jakość automatyzacji
W artykule zaproponowano kryteria jakościowe (wyłączające i stopniowalne) oraz ilościowe oceny jakości systemów automatyki. Pokazano, że charakterystyki jakościowe są dużo ważniejsze od ilościowych. Wykazano, że po spełnieniu szczególnych warunków systemy automatyki mogą być porównywane ze sobą na bazie kryteriów stopniowalnych i jakościowych. Opracowano kryteria ewaluacji jakości automatyzacji oraz zidentyfikowano punkty krytyczne regresu technologicznego w projektowaniu i rozwijaniu systemów automatyki. Omówiono szereg wymagań odnośnie jakości automatyzacji per se. Wskazano także, że automatyzacja nie zawsze jest użyteczna, a wręcz może być społecznie szkodliwa.
2.
prof. dr hab. inż. Adam Borkowski
Polaka Akademia Nauk
Roboty mobilne – reaktywacja
Celem referatu jest przedstawienie krytycznego przeglądu stanu badań w robotyce mobilnej. Ta dynamicznie rozwijająca się dziedzina osiągnęła obecnie możliwość przełamania bariery aplikacyjnej. Wymaga to jednak przełamania pewnych utartych schematów i zweryfikowania wszystkich osiągnięć badawczych pod względem ich przydatności praktycznej. Takiej analizie poddane zostaną podstawowe zagadnienia rozpatrywane w robotyce mobilnej: lokalizacja, tworzenie mapy otoczenia, planowanie trajektorii przejazdu, planowanie zadań użytkowych.
3.
prof. dr hab. inż. Józef Korbicz
Uniwersytet Zielonogórski, Instytut Sterowania i Systemów Informatycznych
Diagnostyka procesów dynamicznych z zastosowaniem technik obliczeń inteligentnych
Dzisiejszy rozwój nowych metod i technik w diagnostyce procesów jest uwarunkowany rosnącymi wymaganiami niezawodnościowymi złożonych współczesnych instalacji przemysłowych i obiektów. Głównym celem tego przeglądowego artykułu jest przedstawienie aktualnego stanu rozwoju w diagnostyce systemów dynamicznych z zastosowaniem technik obliczeń inteligentnych. Przede wszystkim prezentowana jest koncepcja układów diagnostyki z wykorzystaniem modeli obliczeń inteligentnych. Główna uwaga skupiona jest na problemach odpornej detekcji uszkodzeń z zastosowaniem sztucznych sieci neuronowych typu GMDH (ang. Group Metod of Data Handling), sieci neuronowo-rozmytych typu Takagi-Sugeno oraz algorytmów ewolucyjnych. Atrakcyjność stosowania sieci neuronowych w układach detekcji uszkodzeń jest szczególnie ważna gdy model matematyczny diagnozowanego procesu jest trudny do uzyskania lub jest zbyt skomplikowany. Pokazano możliwości zastosowania podejścia ograniczonego błędu do wyznaczenia niepewności wybranych modeli obliczeń inteligentnych takich jak dla sieci GMDH oraz rozmytych modeli Takagi-Sugeno. W zakończeniu przedstawiono wyniki ilustrujące zastosowanie omawianych metod w układach detekcji uszkodzeń silnika elektrycznego oraz pieca tunelowego.
4.
dr hab. inż. Jan Studziński
Instytut Badań Systemowych PAN
Planowanie systemu monitoringu wspomagającego zarządzanie miejską siecią wodociągową
W artykule przedstawiono algorytm planowania systemu monitoringu instalowanego na sieci wodociągowej w taki sposób, aby umożliwiał realizację określonych zadań związanych z eksploatacją sieci. Do takich zadań należą na przykład kalibracja modelu hydraulicznego sieci wodociągowej oraz lokalizacja awarii i ukrytych wycieków wody.
5.
dr inż. Artur Wieczyński, mgr inż. Arkadiusz Perski, Maria Baczyńska
Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP
Innowacyjny projekt satelitarny dla podniesienia bezpieczeństwa i komfortu podróży na europejskich korytarzach transportowych
W artykule przedstawiono opis realizowanego przez PIAP innowacyjnego projektu z wykorzystaniem technik satelitarnych, którego celem jest opracowanie systemu dla wsparcia transportu. Nowy satelita W2A umożliwi dwukierunkową komunikację satelitarną z pojazdami w ruchu, na obszarze Europy. Opracowane aplikacje programowe i sprzętowe podniosą bezpieczeństwo i komfort podróży, a także pozwolą na redukcję kosztów paliwa oraz emisji szkodliwych produktów spalania.
6.
dr inż. Grzegorz Bocewicz*, prof. dr hab. inż. Zbigniew Banaszak**
*Technical University of Koszalin, **Warsaw University of Technology
Harmonogramowanie multimodalnych cyklicznych systemów transportowych
W artykule podejmowana jest problematyka harmonogramowania marszrut pasażerskich realizowanych w multimodalnych systemach komunikacji (MSK) miejskiej obejmujących linie autobusowe, tramwajowe, pociągowe, a także linie metra i linie promowe. MSK modelowany jest jako sieć linii komunikacji miejskiej realizujących swoje cykliczne marszruty transportowe zadaną liczba odpowiednich środków transportu pasażerskiego, tzn. autobusów, tramwajów, pociągów itp. Przyjmuje się, że linie te umożliwiają przesiadanie się pasażerów na wspólnie dzielonych stacjach przesiadkowych. Rozważany problem dotyczy doboru takiej struktury i organizacji ruchu poszczególnych linii, które zapewnią podobne czasy przejazdu (na podobnych dystansach) podróżnych przemieszczających się w różnych kierunkach. Problem ten należy do problemów NP-trudnych. Proponowane w pracy rozwiązanie przyjmuje model deklaratywny MSK sprowadzając rozważany problem harmonogramowania do postaci deterministycznego problemu spełniania ograniczeń. Zamieszczone przykłady implementacji tego problemu w języku programowania z ograniczeniami potwierdzają użyteczność zaproponowanego modelu harmonogramowania MSK.
mgr inż. Michał Smater, mgr inż. Sławomir Puchalski
Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP
Kompleksowe podejście do zagadnienia jakości w małych i średnich przedsiębiorstwach produkcyjnych
Obecna sytuacja na europejskim rynku rosnącej, światowej konkurencji i kryzysu ekonomicznego na świecie oraz presja uzyskania minimalnych kosztów, zmusza małe i średnie przedsiębiorstwa MŚP do działań zapewniających zwiększenie ich konkurencyjności. Jednym ze sposobów sprostania takiej sytuacji jest poprawa jakości procesu produkcji. Pozwala to na wytwarzanie produktów najwyższej jakości przy jednoczesnym utrzymaniu kosztów produkcji na rozsądnym i konkurencyjnym poziomie. Zaawansowane technologie AmI (Ambient Intelligence) umożliwią poprawę jakości procesu produkcji w MŚP, pozwolą tym przedsiębiorstwom, nie tylko utrzymanie się na wymagającym rynku, ale także przyczynią się do ich rozwoju i budowania trwałych relacji z klientami. Wspomniana technologia pozwala też ugruntować wizerunek firmy jako poddostawcy gwarantującego najwyższą jakość.
8.
mgr inż. Mariusz Kowalski*, dr inż. Mariusz Sosnowski**
*Bernecker & Rainer, Austria, ** Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie
Budowa, układ sterowania i oprogramowanie zrobotyzowanego stanowiska o złożonej kinematyce
W referacie przedstawiono budowę, układ sterowania i oprogramowanie sterujące zrobotyzowanym stanowiskiem o złożonej kinematyce. Interfejs sterowania oraz oprogramowanie opracowano i wykonano na Zachodniopomorskim Uniwersytecie Technologicznym w Szczecinie w Zakładzie Zautomatyzowanych Systemów Wytwarzania i Inżynierii Jakości. Celem zbudowanego układu sterowania i oprogramowania jest prowadzenie zajęć dydaktycznych mających na celu naukę programowania i projektowania struktur kinematycznych oraz układów sterujących elementami wykonawczymi robotów o nietypowych strukturach.
mgr inż. Jacek Zieliński, mgr inż. Marcin Słowikowski, mgr inż. Sławomir Puchalski,
mgr inż. Zbigniew Pilat
Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP
Możliwości realizacji inteligentnego nadzoru instalacji spawalniczych z wykorzystaniem rozwiązań ICT oraz serwisów WEB 2.0
Urządzenia wykorzystywane do budowy zrobotyzowanych stanowisk produkcyjnych są dzisiaj powszechnie wyposażane w inteligentne sterowanie. Umożliwia ono nie tylko wydajną wymianę informacji z innymi komponentami instalacji lecz również pozwala implementować bardzo skuteczne, programowo-sprzętowe narzędzia diagnostyczne. Operatorzy i technolodzy zyskują możliwość monitorowania stanu tych urządzeń, jak też przebiegu procesu. Zastosowanie kontrolerów komunikacyjnych i przyłączenie urządzeń do sieci globalnej umożliwia realizację tego monitoringu w trybie zdalnym. Jego efektywność podnosi wykorzystanie nowoczesnych rozwiązań ICT. W artykule przedstawiono praktyczne rozwiązanie realizujące zdalny monitoring zrobotyzowanej instalacji spawalniczej i wykorzystujące serwisy WEB 2.0.
10.
prof. dr hab. inż. Jerzy Kurek, prof. nzw. dr hab. inż. Roman Szewczyk,
dr inż. Jacek Salach, mgr inż. Rafał Kłoda
Politechnika Warszawska
Sterowanie piecem rezystancyjnym do wyżarzania rdzeni ze stopów amorficznych
W referacie przedstawiono teoretyczne i praktyczne aspekty sterowania piecem rezystancyjnym przeznaczonym do wyżarzania rdzeni magnetycznych ze stopów amorficznych w warunkach laboratoryjnych. Proces wyżarzania rdzeni wymaga zapewnienia specyficznych warunków zarówno z punktu widzenia wartości temperatury, jak i z punktu widzenia szybkości jej zmian. Przedstawione w referacie rozwiązania w zakresie regulacji umożliwiają uzyskanie niewielkiej odchyłki regulacji wartości temperatury w trakcie wyżarzania oraz szybkie dochodzenie do wartości zadanej.
11.
dr inż. Piotr Kuryło*, inż. Mateusz Nagórny**
*Uniwersytet Zielonogórski, **Linstal Sp. z o.o.
Wybrane problemy automatyzacji i robotyzacji procesu spawania w konstrukcjach wielkogabarytowych
W opracowaniu przedstawione zostały wybrane problemy w technologii wykonania kontenerowej konstrukcji stalowej. Omówiona została problematyka możliwości zastosowania robotów przemysłowych w zautomatyzowaniu procesów spawania blachy trapezowej w poszyciu kontenerów.
12.
dr inż. Paweł Sitek, dr inż. Jarosław Wikarek
Politechnika Świętokrzyska
Model matematyczny optymalizacji kosztów w łańcuchu dostaw
W artykule przedstawiono autorski model optymalizacji łańcucha dostaw z punktu widzenia operatora logistycznego. Model został sformułowany w postaci zagadnienia programowania liniowego całkowitoliczbowego z funkcją celu określającą koszty dystrybutora, producenta oraz transportu. Przeprowadzono szczegółową dyskusję modelu z omówieniem ograniczeń, parametrów i zmiennych decyzyjnych. Dodatkowo w artykule zaprezentowano aktualny stan outsourcingu usług logistycznych.
13.
dr inż. Paweł Sitek, dr inż. Jarosław Wikarek
Politechnika Świętokrzyska
Optymalizacja kosztów w łańcuchu dostaw – implementacja modelu matematycznego
W artykule przedstawiono implementację autorskiego modelu optymalizacji kosztów w łańcuchu dostaw. Model został sformułowany w postaci zagadnienia programowania liniowego całkowitoliczbowego z funkcją celu określającą koszty dystrybutora, producenta oraz transportu. Implementacji dokonano w środowisku pakietu optymalizacji LINGO firmy LINDO Systems Inc. Po dokonaniu implementacji zostały przeprowadzone eksperymenty obliczeniowe dla przykładowych zbiorów danych.
14.
dr inż. Piotr Penkała
Politechnika Lubelska
Wykorzystanie systemów CAD/CAM w procesie przygotowania produkcji
Za pomocą programów typu CAD/CAM projektant może symulować proces technologiczny i sprawdzić poprawność zaprojektowanego procesu w wirtualnej rzeczywistości. Można kontrolować kolizyjność narzędzi z obrabianym materiałem oraz obrabiarką. Przy tego typu testowaniu nie ulegają zniszczeniu kosztowne urządzenia i narzędzia. W przypadku, gdy efekty symulacji komputerowej są zadowalające następuje przejście do rzeczywistości produkcyjnej. Niektóre programy typu CAD/CAM dzięki temu, że przygotowują propozycję parametrów technologicznych oraz inne podpowiedzi, np. dotyczące analizy rodzaju powierzchni i doboru optymalnych narzędzi, pełnią funkcję programów eksperckich.
15.
mgr inż. Jacek Pękala, Konrad Gadzina
Politechnika Krakowska
Transformacja danych z wykorzystaniem formatu B2MML jako element integracji systemów informatycznych przedsiębiorstwa
W omawianej pracy podjęto próbę przybliżenia problematyki wymiany informacji pomiędzy różnymi podmiotami struktury informatycznej przedsiębiorstwa, która stanowi istotę ich integracji. Artykuł poświęcony jest przede wszystkim procesowi transformacji danych wymienianych między systemami. W artykule przedstawiono koncepcję oraz budowę rozwiązania pozwalającego na transformację danych. Działanie opracowanego programu przetestowane zostało na przykładowych danych wygenerowanych przez system klasy ERP o nazwie IFS.
16.
prof. nzw. dr hab. inż. Jerzy Zając, mgr inż. Kamila Norys
Politechnika Krakowska
Badanie procesu samo-konfiguracji systemu sterowania wytwarzaniem
W pracy omówiono trzyetapową procedurę modelowania dyskretnych systemów produkcyjnych. Na jej podstawie zaproponowano koncepcję samo-konfiguracji systemów sterowania wytwarzaniem. Koncepcja ta umożliwi budowanie rozproszonych systemów sterowania wytwarzaniem działających zgodnie z zasadą włącz i produkuj. Wymaga to zastosowania jednolitych, konfigurowalnych, inteligentnych agentów. Do badania procesu samo-konfiguracji użyto oprogramowania symulacyjnego Arena firmy Rockwell Automation.
17.
dr hab. inż. Dariusz Plinta, dr inż. Izabela Kutshenreiter-Praszkiewicz
Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej
Zastosowanie systemów ekspertowych w planowaniu procesu produkcyjnego
W artykule przedstawiono zastosowanie systemów ekspertowych (eksperckich) w planowaniu procesu produkcyjnego. Celem planowania jest ustalenie możliwych terminów realizacji zamówień oraz kolejności realizacji zleceń produkcyjnych. Uwzględnienie wszystkich czynników wpływających na decyzje związane z planowaniem procesów produkcyjnych staje się niemożliwe bez wykorzystania metod i narzędzi wspierających podejmowanie decyzji. Są to np. systemy ekspertowe oparte na przedstawionej w artykule metodzie QFD oraz metodzie modelowania i symulacji.
18.
dr inż. Justyna Patalas-Maliszewska
University of Zielona Góra, Poland/Vienna University of Technology, Austria
Autorski system informatyczny wspomagający podejmowanie decyzji w zakresie planowania i doboru personelu w MSP
Strategiczne zarządzanie kapitałem intelektualnym w przedsiębiorstwach, w szczególności w sektorze MSP, wymaga właściwego postrzegania wartości wiedzy oraz pracowników wiedzy. W artykule przedstawiono autorski system informatyczny wspomagający podejmowanie decyzji w zakresie planowania i doboru personelu w MSP. System ten stanowi implementację autorskiej metody planowania i doboru personelu w MSP.
19.
prof. dr inż. Tadeusz Missala
Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP
Nowe unormowania w zakresie bezpieczeństwa funkcjonalnego – wynik postępu technicznego
Scharakteryzowano zmiany wprowadzone w ciągu ostatnich 5 lat w normach bezpieczeństwa funkcjonalnego: serii podstawowej IEC 61508, sterowników programowalnych, sieci komunikacyjnych i wymagań kompatybilności elektromagnetycznej.
20.
mgr inż. Wojciech J. Klimasara, mgr inż. Jacek Zieliński, mgr inż. Marcin Słowikowski, mgr inż. Zbigniew Pilat
Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP
Nowoczesne szkolenia z zakresu bezpieczeństwa instalacji zautomatyzowanych i zrobotyzowanych wykorzystujące zaawansowane rozwiązania informatyczne
Artykuł przedstawia nowe podejście do tematyki tworzenia szkoleń z zakresu bezpieczeństwa i higieny pracy z wykorzystaniem dedykowanych rozwiązań informatycznych, stosowania europejskiego systemu transferu osiągnięć w kształceniu i szkoleniu zawodowym (European Credit Transfer System for Vocational Education and Training – ECVET) oraz stosowanie systemów zapewnienia jakości (European Quality Assurance Reference Framework/European Quality Assurance in Vocational Education and Training) EQARF/EQAVET.
dr inż. Andrzej Grabowski
Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy
Wykorzystanie otwartego oprogramowania do rekonstrukcji stanowisk pracy
Systemy wizyjne są od wielu lat stosowane do rekonstrukcji 3D rzeczywistych obiektów różnego typu. Zwykle jednak ich zastosowanie wiąże się z pewnymi ograniczeniami, dotyczącymi m.in. rozmiaru skanowanych obiektów lub warunków oświetlenia. W artykule przedstawiono uniwersalną, a zarazem nie wymagającą dużych nakładów finansowych, metodę rekonstrukcji stanowisk pracy opartą na oprogramowaniu o otwartym źródle takim jak OpenCV i PCL (Points Cloud Library). Opracowana metoda daje dużą dokładność rekonstrukcji, może być wykorzystana zarówno do małych jak i dużych obiektów oraz jest w dużej mierze niezależna od zewnętrznego oświetlenia – działa w zamkniętych pomieszczeniach oraz na zewnątrz. Podstawowym celem przedstawionej metody jest rekonstrukcja 3D stanowisk pracy w celu testowania wizyjnych systemów bezpieczeństwa z wykorzystaniem technik rzeczywistości mieszanej.
22.
mgr inż. Paweł Budziszewski
Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy
Zastosowanie kontrolera Kinect oraz zestawu czujników inercyjnych do rejestracji ruchu człowieka dla potrzeb rzeczywistości wirtualnej oraz sterowania
W artykule opisano sposób wykorzystania kontrolera Microsoft Kinect oraz zestawu czujników inercyjnych i magnetycznych do rejestracji ruchu człowieka dla potrzeb rzeczywistości wirtualnej. Za pomocą kontrolera Kinect rejestrowane jest położenie głowy oraz rąk człowieka. System inercyjny wykorzystywany jest do rejestracji rotacji. Jest ona wyznaczana na podstawie żyroskopu. Akcelerometr i magnetometr wykorzystywane są do wyznaczania położenia początkowego oraz kompensacji błędów całkowania sygnałów z żyroskopu.
mgr inż. Marcin Milanowicz, mgr inż. Paweł Budziszewski
Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy
Komputerowy model kończyny górnej człowieka poruszany zespołem symulowanych mięśni
Komputerowe modele człowieka wykorzystywane są od lat do prowadzenia symulacji numerycznych opisujących różnego typu zjawiska i zdarzenia. Jednak ich stosowanie wiąże się często z pewnymi ograniczeniami związanymi, np. z brakiem możliwości symulowania zachowania człowieka wynikającego z napięcia mięśni. W artykule przedstawiono opracowany model kończyny górnej poruszany zespołem symulowanych mięśni sterowanych z wykorzystaniem regulatorów PID. Model kończyny porusza się w dwóch stopniach swobody umożliwiając zginanie i prostowanie przedramienia oraz jego odwracanie i nawracanie. Model opracowano przy użyciu oprogramowania MADYMO służącego do prowadzenia symulacji numerycznych, a następnie zaimplementowano do modelu pieszego dostępnego w bibliotece tego programu.
24.
mgr inż. Antoni Kopyt, dr inż. Robert Głębocki
Politechnika Warszawska
Identyfikacja parametrów człowieka
W pracy została przedstawiona metoda identyfikacji parametrów człowieka, którego zadaniem było śledzenie zadanej trajektorii. Do doświadczenia został wykorzystany pakiet MATLAB/Simulink, w którym został napisany interfejs pozwalający na przeprowadzenie prób oraz analizę wyników. Do celów identyfikacji został wykorzystany System Identification Toolbox – narzędzie dostępne w pakiecie MATLAB. Celem pracy było dobranie właściwych parametrów liniowego modelu człowieka działającego w układzie z joystickiem. W pracy zostały wykazane zależności w reakcji człowieka, jakie pojawiają się dla różnych częstotliwości wymuszeń. Końcowym efektem doświadczenia jest wygenerowany uśredniony model operatora, który może służyć do dalszych prac nad współdziałaniem układów człowiek-maszyna.
25.
dr inż. Daniel Reclik, mgr inż. Paweł Kaczmarczyk
Politechnika Śląska
Zastosowanie mikroprocesorowych układów pomiaru kąta obrotu w budowie fantomu do generowania programów roboczych robotów FANUC ARCMate 100iB
W pracy omówiono projekt i realizację mikroprocesorowego układu pomiarowego do pomiaru absolutnych wartości położeń kątowych 6 przetworników rezystancyjnych. Przeznaczeniem projektowanego układu pomiarowego była instalacja w modelu robota FANUC ARCMate100iB wykonanego metodami szybkiego prototypowania. Założeniem projektu było utworzenie modelu dydaktycznego prezentującego wykorzystywaną we wczesnych latach 90. w USA, technikę programowania robotów przemysłowych metodą „teaching-by-showing”, której głównym założeniem było wykorzystanie fantomu do wyznaczania pożądanych położeń łańcucha kinematycznego programowanego robota poprzez wskazywanie położeń za pomocą poruszanego ręcznie modelu robota. Aby możliwe było programowanie robotów przy wykorzystaniu mechatronicznego układu zadajnika trajektorii typu fantom konieczne było spełnienie dwóch podstawowych kryteriów wpływających na dokładność wyznaczanych położeń. Pierwszym założeniem była pełna skalowalność modelu, czyli zachowanie proporcji wymiarowych względem fizycznego manipulatora, w taki sposób, aby możliwe było precyzyjne odzwierciedlenie położenia fantomu w rzeczywistym systemie zrobotyzowanym. Drugim warunkiem pozwalającym na wykorzystanie tego typu zadajników trajektorii w procesie programowania metodami nauczania było zastosowanie odpowiedniego układu pomiarowego do pomiaru położenia kątowego kolejnych ogniw łańcucha kinematycznego fantomu. Jak pokazały przeprowadzone badania, dokładność wyznaczania położeń pośrednich trajektorii programowanego robota zależy w większym stopniu od dokładności metod pomiaru kątów obrotu ramion fantomu niż od precyzyjnego zachowania skali samego układu mechanicznego. Przeprowadzone obliczenia wykazały, że dokładności pomiaru kątów obrotu muszą być o jeden rząd większe niż dokładności wykonania części mechanicznej (odległości punktów mocowania przegubów obrotowych ramion modelu robota), dlatego też postanowiono opublikować uzyskane wyniki, a także wnioski wyciągnięte z przeprowadzonych eksperymentów z udziałem wykonanego systemu przy programowaniu rzeczywistych robotów ARCMate 100iB, przy uwzględnieniu systemu pomiarowego oraz przyjętej metody pomiarów absolutnych wartości kątów obrotu ramion fantomu.
26.
dr hab. inż. Gabriel Kost, prof. PŚl, dr inż. Daniel Reclik
Politechnika Śląska
Zastosowanie nowoczesnych, kinowych technik prezentacji obrazów 3D do prezentacji dydaktycznych z zakresu zasad doboru i sposobu działania osprzętu manipulacyjnego typowych robotów przemysłowych
W artykule omówiono wprowadzany od połowy 2009 r. na Wydziale Mechanicznym Technologicznym Politechniki Śląskiej innowacyjny system prezentowania treści edukacyjnych z wykorzystaniem nowoczesnych technik wyświetlania trójwymiarowych interaktywnych prezentacji z obszaru obejmującego większość przedmiotów prowadzonych na Wydziale. W ramach projektu INTEREDU [3] opracowane zostały dodatkowe treści edukacyjne do przedmiotów wchodzących w skład minimum programowego, w tym także do grupy przedmiotów związanych z robotyką i robotyzacją procesów technologicznych. Opracowane treści edukacyjne pozwalają na rozszerzenie oferty dydaktycznej wydziału, przez co powiększany jest zakres wiedzy absolwentów, a to z kolei wpływa na ich późniejsze sukcesy zawodowe i dalszą ścieżkę kariery. Korzystając z możliwości, jakie daje wirtualna rzeczywistość, opracowano mechanizmy pozwalające na interaktywne sterowanie podczas wyświetlania prezentacji widokiem kamery, jak i samym robotem zarówno w konfiguracji sztywnego utwierdzenia, jak i na dodatkowej manewrowości, co w połączeniu z możliwością generowania widoków przekrojowych pozwoliło na pokazanie istoty działania typowych układów mechanicznych stosowanych w budowie robotów. Możliwości wirtualnego robota pozwalają na zaprezentowanie, niedostępnych podczas konwencjonalnych zajęć laboratoryjnych, zagadnień, jak np. pokazanie działania adaptera automatycznej wymiany chwytaków podczas pracy(wymiany chwytaka) przy zdjętej części korpusu, co w przypadku rzeczywistego adaptera nie byłoby możliwe ze względu na rozhermetyzowanie części napędowej. Wszystkie te czynniki stanowią o nowej jakości kształcenia, dlatego też autorzy podjęli decyzję opublikowania niniejszego artykułu w nadziei na rozwój tego typu interaktywnych treści edukacyjnych również w innych ośrodkach akademickich.
27.
dr inż. Daniel Reclik, dr inż. Wacław Banaś, mgr inż. Andrzej Nierychlok
Politechnika Śląska
Zastosowanie nowoczesnych, kinowych technik prezentacji obrazów 3D w procesie nauczania z zakresu budowy i zasady działania napędów robotów przemysłowych
W pracy omówiono przygotowane w ramach wprowadzonego na Wydziale Mechanicznym Technologicznym Politechniki Śląskiej projektu INTEREDU [4], innowacyjne materiały edukacyjne wykorzystujące nowoczesne techniki stereoskopii komputerowej [1–3] do prezentacji budowy i zasady działania napędów i przekładni stosowanych w robotach i oprzyrządowaniu towarzyszącym w zrobotyzowanych systemach produkcyjnych. W ramach projektu INTEREDU [4] opracowane zostały dodatkowe treści edukacyjne do przedmiotów wchodzących w skład minimum programowego, w tym także do grupy przedmiotów związanych z robotyką i robotyzacją procesów technologicznych. Niniejszy artykuł prezentuje zakres i możliwości opracowanych interaktywnych treści edukacyjnych, pozwalających na pokazanie sposobu działania i budowy typowych napędów elektrycznych, pneumatycznych i elektrohydraulicznych, wraz z przekładniami stosowanymi w robotach przemysłowych i osprzęcie dodatkowym, jakie można spotkać w zrobotyzowanych gniazdach produkcyjnych. Opracowane treści edukacyjne pozwalają na rozszerzenie oferty dydaktycznej wydziału, przez co powiększany jest zakres wiedzy absolwentów, a to z kolei wpływa na ich późniejsze sukcesy zawodowe i dalszą ścieżkę kariery. Korzystając z możliwości, jakie daje wirtualna rzeczywistość [1–4], opracowano również mechanizmy pozwalające na interaktywne sterowanie podczas wyświetlania prezentacji widokiem kamery, nawigowanie położeniem widoku i samego badanego obiektu (np. przekładni falowej), a także umożliwiające załączanie animacji ruchu, z możliwością pokazania lub wyłączenia widoku korpusów samych napędów, a także współpracujących z nimi przekładni. Nowy, spotykany do tej pory jedynie w kinach, system wyświetlania obrazu pozwala na lepsze przekazanie wiedzy. Ponieważ jest to zupełnie nowa forma kształcenia, dlatego też autorzy postanowili opublikować niniejszy artykuł w nadziei na rozwój tego typu interaktywnych treści edukacyjnych w innych ośrodkach akademickich.
28.
mgr inż. Rafał Chojecki, dr hab. Barbara Siemiątkowska, dr inż. Jakub Michalski,
mgr inż. Michał Walecki, mgr inż. Mateusz Wiśniowski
Materials Engineers Group Sp. z o.o.
Nieniszczące zrobotyzowane badanie spawów metodą TOFD
W artykule opisano zrobotyzowany system automatycznego badania jakości spawów. W nowoczesnym przemyśle petrochemicznym lub gazowym jednym z najistotniejszych czynników jest niezawodność i bezpieczeństwo działania instalacji. Uszkodzenia rurociągów lub reaktorów wiążą się z wysokimi kosztami przestojów i napraw lub, w skrajnych przypadkach, z możliwością katastrofy. Badania wykonywane są zazwyczaj przez wykwalifikowanych specjalistów, jednakże wspomaganie, poprzez automatyzacje, tego procesu redukuje koszty i ryzyko popełnienia błędu oraz poprawia jakość wykonanego testu. System opisany w artykule opiera się na robocie mobilnym, służącym do przeprowadzania nieniszczących badań spoin techniką TOFD, opracowanym i wykonanym przez zespół B+R Materials Engineers Group z Warszawy. System umożliwia wykonywanie w pełni automatycznych pomiarów odcinków spawów. Robot wraz z głowicą pomiarową przemieszcza się, śledząc spoinę dzięki wykorzystaniu informacji z systemu wizyjnego. Rozwiązanie zostało zaimplementowane i przetestowane w rzeczywistym środowisku.
29
Tomasz Liecau, Michał Warkocz, Krzysztof Wąsik, dr inż. Michał Grochowski
Politechnika Gdańska
Modelowanie, sterowanie i wizualizacja quadrocoptera
Artykuł przedstawia podejście do budowy modelu matematycznego quadrocoptera. Głównym celem budowy modelu było zaprojektowanie odpowiedniego sterowania obiektu oraz analiza jego zachowania się w różnych sytuacjach. Jako założenie przyjęto budowę modelu, systemu sterowania oraz wszelkich towarzyszących algorytmów w otwartym środowisku programistycznym, co pozwoli na późniejszą ich implementację w rzeczywistym obiekcie, bez konieczności stosowania drogiego oprogramowania. Sterowanie quadrocopterem przez operatora odbywa się przy pomocy ruchów dłoni sczytywanych poprzez kamerę i odpowiednio interpretowanych przy pomocy zaawansowanych metod przetwarzania obrazów. Całość systemu wizualizowana jest i osadzona w trójwymiarowym środowisku symulacyjnym.
30.
inż. Patryk Pipczyński, dr inż. Robert Piotrowski
Politechnika Gdańska
Projekt techniczny i wykonanie dwukołowego balansującego pojazdu mobilnego
W ostatnich latach obserwuje się dynamiczny rozwój pojazdów mobilnych, które znajdują coraz szersze zastosowanie w życiu codziennym i w różnych gałęziach przemysłu. W artykule przedstawiono projekt, założenia i strukturę dwukołowego balansującego pojazdu mobilnego. Następnie szczegółowo opisano jego konstrukcję mechaniczną i elektroniczną włącznie z urządzeniami pomiarowymi. Poszczególne elementy składowe zaprojektowano, dobrano i połączono tworząc spójną całość.
31.
mgr inż. Marek Matuszak, dr hab. inż. Piotr Skrzypczyński
Politechnika Poznańska
Dydaktyczny robot czworonożny o krocząco-kołowym układzie lokomocyjnym
Artykuł dotyczy projektu oraz wykonania czworonożnego robota kroczącego wyposażonego w hybrydowy, nożno-kołowy mechanizm lokomocji. Mechanizm ten czyni robota interesującym obiektem badawczym i dydaktycznym z punktu widzenia sterowania i planowania ruchu. Zaprezentowano budowę części mechanicznej i systemu sterowania robota oraz jego oprogramowanie. Przedstawiono podstawowe tryby ruchu, obejmujące zarówno ruch kroczący (dyskretny), jak i ruch kołowy (ciągły). Możliwości ruchowe robota zilustrowano także krótkimi filmami, udostępnionymi w Internecie.
32.
mgr inż. Jakub Bartoszek
Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP
Robowąż – nowy trend w robotyce mobilnej
Opracowanie dotyczy zagadnienia sterowania ruchem wieloczłonowego, szeregowego robota mobilnego. Konstrukcja oraz schemat kinematyczny robota wzorowane są na morfologii węża. W opracowaniu w pierwszej części omówione zostały powody podjęcia tego tematu badań. W części drugiej wymienione zostały znane konstrukcje, na podstawie których opracowany został algorytm sterowania oraz wytłumaczone metody podziału tych konstrukcji. W części trzeciej, dotyczącej algorytmów sterowania, opisana została ogólna budowa ciała węża oraz jego sposób poruszania się. Opisano również cztery główne sposoby poruszania się węży ze względu na ich możliwości lokomocyjne oraz możliwości implementacji. W dalszej części tego rozdziału omówiono proponowany algorytm sterowania. Przedstawione zostały wyniki badań symulacyjnych oraz konstrukcja mechaniczna.
33.
mgr inż. Maciej Cader
Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP
Prototyp wspinającej się platformy przeznaczonej do diagnostyki ścian paleniska kotłów energetycznych dużej mocy
Diagnostyka ścian paleniska kotłów energetycznych dużej mocy obecnie jest wykonywana z wózków liniowych lub rusztowań. Operator dokonuje ręcznego pomiaru zużycia w wytypowanych punktach pomiarowych, których może być nawet 20 tys. W odpowiedzi na obecną metodę pomiaru w Przemysłowym Instytucie Automatyki i Pomiarów trwają prace nad prototypem systemu do automatycznej diagnostyki ścian palenisk. W skład systemu wchodzi robot wpinający się, konsola sterująca oraz oprogramowanie sterujące i realizujące obróbkę danych pozyskanych z robota. Artykuł prezentuje wspinającą się platformę mobilną do zastosowania na potrzeby diagnostyki ścian paleniska kotłów.
mgr inż. Jarosław Jankowski
Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy
Wykorzystanie technik rzeczywistości wirtualnej do teleoperacji robota mobilnego
W dzisiejszych czasach roboty niejednokrotnie zastępują ludzi w pracach monotonnych, w których ruchy można zaprogramować. Istnieją jednak zadania, które należy wykonać w środowisku nieznanym oraz niebezpiecznym dla człowieka. W takich przypadkach możliwe jest wykorzystanie teleoperacji, czyli sterowania maszyną na odległość. Wizualne sprzężenie zwrotne najczęściej realizowanie za pomocą prezentacji obrazu monoskopowego pochodzącego z kamery umieszczonej na manipulatorze robota mobilnego, często bez możliwości zmiany orientacji kamery, wprowadza duże trudności w sterowaniu, jak również ogranicza zdolność operatora do postrzegania przestrzennego. Wady te można zminimalizować wykorzystując technikę rzeczywistości wirtualnej. Info-hełm wyświetlający obraz stereoskopowy dostarcza operatorowi poczucie głębi, zwiększając precyzję manipulowania. Natomiast użycie info-rękawic oraz systemu śledzenia ruchu dłoni i głowy umożliwia stworzenie bardziej intuicyjnego interfejsu sterowania. W pracy przedstawiono budowę funkcjonalnego modelu robota mobilnego, który zostanie wykorzystany do przeprowadzenia badań mających na celu porównanie trzech typów interfejsów sterowania robotem mobilnym.
35.
dr inż. Szczepan Paszkiel, mgr inż. Andrzej Błachowicz
Politechnika Opolska
Zastosowanie BCI do sterowania robotem mobilnym
Artykuł omawia kwestię praktycznego zastosowania interfejsu mózg- komputer w procesie sterowania wielozadaniowym robotem mobilnym własnej konstrukcji. W trakcie badań laboratoryjnych wykorzystywane jest urządzenie Emotiv EPOC Neuroheadset. Akwizycja sygnału odbywa się poprzez zamocowane na skórze osoby badanej elektrody aktywnej wedle standaryzacji 10-20. Następnie sygnał jest przetwarzany i wykorzystywany do sterowania robotem mobilnym.
36.
Janusz Będkowski, PhD*, Geert De Cubber, PhD**, Andrzej Masłowski, PhD, Full Prof.*
*Politechnika Warszawska, **Royal Military Academy, Brussels, Belgium
6D SLAM wykorzystujący obliczenia GPGPU
Głównym celem jest usprawnienie algorytmu 6D SLAM za pomocą implementacji modułu rejestracji danych wykorzystującej obliczenia równoległe. Moduł rejestracji danych jest oparty o algorytm ICP (ang. Iterative Closest Point), który został w pełni zaimplementowany w architekturze GPU NVIDIA FERMI. W naszych badaniach koncentrujemy się na mobilnych systemach robotycznych inspekcyjno-interwencyjnych dedykowanym do pracy w niebezpiecznym środowisku. Celem jest opracowanie kompletnego systemu, który może być wykorzystany w realnej aplikacji. W artykule przedstawiamy nasze rezultaty w zakresie lokalizacji i budowy mapy w trybie on-line. Przedstawiamy eksperyment w rzeczywistym, rozległym środowisku. Zostały porównane dwie strategie dopasowywania danych, klasyczna oraz wykorzystująca tzw. meta scan.
37.
dr hab. Barbara Siemiątkowska, mgr inż. Rafał Chojecki, mgr inż. Monika Różańska-Walczuk, mgr inż. Maciej Przybylski, mgr inż. Piotr Węclewski, mgr inż. Mateusz Wiśniowski
Politechnika Warszawska
Planowanie trasy robota Kurier w środowisku dynamicznym z wykorzystaniem sieci komórkowych
Sterowanie robotem mobilnym jest podstawowym zagadnieniem w trakcie tworzenia projektu związanego z platformą mobilną. Najnowsze trendy wskazują, że w chwili obecnej najpowszechniej rozwijane są autonomiczne systemy sterowania ruchem. W artykule przedstawiono projekt naukowy, którego celem jest zbudowanie robota z zaimplementowaną całkowicie autonomiczną nawigacją. Końcowym założeniem projektu jest wdrożenie wyników badań do realnej aplikacji. Istotnym problemem, który dotyczy nawigacji jest planowanie trasy robota. Aby platforma mogła być wykorzystana w realnym środowisku z poruszającymi się obiektami dynamicznymi, należy je również uwzględnić w trakcie planowania trasy. W artykule dokonano porównania istniejących i proponowanych przez autorów rozwiązań planowania ścieżki. Projektując robota usługowego, który będzie mógł dzielić przestrzeń z ludźmi oraz obiektami dynamicznymi istotny jest także krótki czas reakcji na zmiany otoczenia. Problem ten rozwiązywany jest przez zrównoleglenie mocy obliczeniowej komputera. Zaproponowaną technologią wykorzystaną w tym celu są obliczenia na procesorach graficznych GPU.
38.
mgr inż. Rafał Chojecki, dr inż. Jakub Michalski, mgr inż. Michał Walęcki,
mgr inż. Mateusz Wiśniowski
Materials Engineers Group Sp. z o.o.
Terenowa platforma mobilna RoMegAT
W artykule opisano nowoczesną platformę mobilną z elektrycznym napędem w wariancie 4 × 4 lub trójkołowym 2 × 3. Roboty mobilne tego typu mogą być stosowane w automatycznym dozorze dużych obszarów, wspomaganiu ekip ratowniczych i antyterrorystycznych, zdalnych inspekcji instalacji przemysłowych i wielu innych. Prace badawcze nad tego rodzaju systemami wymagają odpowiedniej platformy mobilnej, mogącej sprostać zarówno wymogowi poruszania się w terenie, jak i możliwości poruszania się w budynkach, w których mieszczą się laboratoria. Unikalna konstrukcja prezentowanego robota RoMegAT, opracowanego przez Materials Engineers Group, pozwala na stosowanie go zarówno w warunkach terenowych, jak i wewnątrz budynków.
39.
prof. dr hab. inż. Mikołaj Busłowicz, mgr inż. Tomasz Juchimowicz
Politechnika Białostocka
Analiza stabilności układu oscylacyjnego z regulatorem PD niecałkowitego rzędu
Rozpatrzono problem stabilności ciągłych liniowych układów regulacji automatycznej złożonych z członu oscylacyjnego i szeregowego regulatora PD niecałkowitego rzędu. Podano metody badania stabilności takich układów oraz wyznaczania obszaru stabilności na płaszczyźnie parametrów regulatora. Rozważania zilustrowano przykładami liczbowymi.
40.
prof. dr hab. inż. Mikołaj Busłowicz, mgr inż. Artur Eryk Rzepecki
Politechnika Białostocka
Komputerowe metody badania stabilności modelu Roessera liniowych układów 2D
Rozpatrzono problem badania asymptotycznej stabilności liniowych układów dynamicznych dwuwymiarowych (2D). Podano komputerowe metody badania asymptotycznej stabilności modelu Roessera w przypadku ogólnym oraz analityczną metodę w przypadku szczególnym układu skalarnego. Rozważania zilustrowano przykładami liczbowymi.
41.
prof. dr hab. inż. Mikołaj Busłowicz
Politechnika Białostocka
Analiza układu Lorenza niecałkowitego rzędu
Uogólniono klasyczne równania stanu układu Lorenza na przypadek układu niecałkowitego rzędu o tym samym niecałkowitym rzędzie pochodnej dla wszystkich zmiennych stanu. Pokazano, że układ Lorenza niecałkowitego rzędu ma niestabilne wszystkie punkty równowagi dla a > 0,9941. Na postawie badań symulacyjnych stwierdzono, że układ Lorenza niecałkowitego rzędu a = 1,1 jest układem chaotycznym.
42.
dr inż. Andrzej Ruszewski, dr inż. Andrzej Sobolewski
Politechnika Białostocka
Regulacja położenia silnika prądu stałego z wykorzystaniem regulatorów niecałkowitego rzędu
W pracy rozpatrzono problem regulacji położenia wału silnika prądu stałego o napięciu znamionowym 24 V, obciążonego kołem zamachowym. Do sterowania wykorzystano regulator PD ułamkowego rzędu, zaimplementowany w urządzeniu National Instruments NI ELVIS II programowanym w środowisku LabVIEW. Wykorzystując klasyczną metodę podziału D, podano prostą analityczno-komputerową metodę wyznaczania obszarów stabilności na płaszczyźnie parametrów rozpatrywanego regulatora. Znajomość tych obszarów pozwala na proste obliczenie nastaw regulatora, przy zapewnieniu określonego zapasu stabilności fazy układu regulacji.
43.
dr inż. Marian Wrzesień, mgr inż. Łukasz Olejnik, inż. Piotr Ryszawa
Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP
Wieloplatformowy system archiwizacji danych informatycznych
Zaprezentowano wieloplatformowy system archiwizacji danych informatycznych w organizacji wyposażonej w sieć informatyczną. Istotą i celem niniejszego rozwiązania jest zapewnienie bezpieczeństwa danych komputerowych, które są przetwarzane w takich systemach operacyjnych jak Linux, Windows, NetWare, z wykorzystaniem zintegrowanego systemu archiwizacji, który komunikuje się z powyższymi OS. Współpracujące z tymi systemami (serwerami) komputery są zarówno stacjonarne, jak i mobilne. Komputery mobilne zostały wyposażone w narzędzia umożliwiające użytkownikowi synchronizację tych komputerów z serwerem archiwizującym. Synchronizacja następuje samoczynnie po dołączeniu ich do sieci informatycznej, po uprzedniej pracy zdalnej. Podczas archiwizowania jest stosowana zasada, że w systemie informatycznym, serwerowi archiwizującemu organizacji zapewniono dostęp o najwyższych uprawnieniach do pełnych danych informatycznych. W celu umożliwienia właściwego pobierania danych przez serwer archiwizujący, wszystkie systemy OS są wyposażone w narzędzia, które umożliwiają autoryzowany, jednokierunkowy dostęp do ich systemów poprzez ten serwer. Ze względów bezpieczeństwa, podczas pobierania danych, jak również podczas komunikacji z innymi systemami OS, połączenia serwera archiwizującego z innymi systemami powinny być szyfrowane.
44.
prof. dr hab. inż. Tadeusz Kaczorek
Białystok University of Technology
Wyznaczanie dodatnich stabilnych realizacji dla dyskretnych układów linearnych
Podane zostaną warunki wystarczające istnienia stabilnej realizacji dodatniej dla danej właściwej macierzy transmitancji operatorowych. Przedstawione zostaną dwie metody wyznaczania stabilnej realizacji dodatniej dla zadanej macierzy transmitancji operatorowych. Efektywność proponowanych metod zilustrowana zostanie przykładami numerycznymi.
45.
dr inż. Łukasz Sajewski
Białystok University of Technology
Dodatnia realizacja dla klasy dyskretnych układów liniowych z opóźnieniami
Sformułowane zostanie zadanie realizacji dodatniej dla klasy dyskretnych układów liniowych niecałkowitego rzędu z opóźnieniami w wektorze stanu i wymuszeniu. Zaproponowana zostanie metoda wyznaczania realizacji dodatniej dla danej transmitancji właściwej układu o jednym wejściu i jednym wyjściu. Podane zostaną warunki wystarczające istnienia realizacji dodatniej dla rozpatrywanej klasy liniowych układów z opóźnieniami. Przedstawiona zostanie procedura wyznaczania realizacji dodatniej zilustrowana przykładem numerycznym.
46.
dr inż. Rafał Kociszewski
Politechnika Białostocka
Kryteria obserwowalności układów dyskretnych syngularnych niecałkowitego rzędu
W pracy rozpatrzono zagadnienie obserwowalności dyskretnych układów singularnych opisanych w przestrzeni stanu równaniem rzędu niecałkowitego. Pokazano, że przy pewnych warunkach oceny obserwowalności tego układu można dokonać, stosując kryteria znane dla standardowych układów rzędu całkowitego. Rozważania teoretyczne zilustrowano przykładem liczbowym.
47.
dr inż. Wojciech Trzasko
Politechnika Białostocka
Punktowa zupełność i punktowa degeneracja układów dyskretnych niecałkowitego rzędu
W pracy rozpatrzono liniowe stacjonarne układy dyskretne niecałkowitego niewspółmiernego rzędu. Sformułowano definicje oraz podano warunki konieczne i wystarczające punktowej zupełności oraz punktowej degeneracji układów dyskretnych standardowych oraz dodatnich. Rozważania zilustrowano przykładami.
48.
dr inż. Piotr M. Marusak
Politechnika Warszawska
Wykorzystanie właściwości algorytmów regulacji predykcyjnej w detekcji uszkodzeń
Algorytmy regulacji predykcyjnej dzięki sposobowi ich formułowania, w którym w umiejętny sposób wykorzystuje się model procesu, gwarantują bardzo dobrą jakość regulacji. Często ma to miejsce także w przypadku wystąpienia uszkodzenia w układzie regulacji. Wiele takich uszkodzeń może być nawet trudnych do zauważenia dzięki działaniu regulatora, jednak pożądane jest ich wykrycie. W artykule zaproponowano wykorzystanie w celu wykrywania uszkodzeń faktu, że w algorytmach regulacji predykcyjnej na bieżąco oceniana jest jakość modelu, na którym algorytm bazuje, przez porównywanie jego wyjścia z wartością wyjścia obiektu. Metoda może więc zostać użyta w algorytmach regulacji predykcyjnej dowolnego typu, bazujących zarówno na liniowych, jak i nieliniowych modelach obiektów.
49.
dr inż. Wojciech Szynkiewicz, dr hab. inż. Włodzimierz Kasprzak,
prof. dr hab. inż. Teresa Zielińska
Politechnika Warszawska
Planowanie rozmieszczenia ruchomych podpór jako dyskretny problem spełniania ograniczeń
W pracy przedstawiono koncepcję układu planowania (planera) dla samo-adaptowalnego i rekonfigurowalnego systemu mocowań-podpór dla cienkościennych przedmiotów (blach) o dużych wymiarach w procesie obróbczym polegającym na frezowaniu i wierceniu otworów. W proponowanym rozwiązaniu system mocowań-podpór składa się z ławy oraz ruchomych agentów – manipulatorów mobilnych. Zadaniem planera jest wygenerowanie sekwencji wykonalnych pozycji dla każdego agenta, spełniających ograniczenia geometryczne i czasowe. Struktura planera ścieżki, zwanego „potrójnym CSP”, składa się z trójpoziomowej hierarchii problemów przeszukiwania dyskretnych przestrzeni rozwiązań. Do rozwiązania zadania planowania ścieżki dla głowic, ruchomych baz i manipulatorów równoległych, stanowiących części mobilnych agentów-podpór, zastosowano sterowany ograniczeniami algorytm przeszukiwania z nawrotami. W pracy przedstawiono projekt i implementację planera oraz omówiono przykładowe plany wyznaczone dla operacji frezowania i wiercenia otworów.
50.
mgr inż. Grzegorz Pittner, mgr inż. Dominik Rybarczyk, mgr inż. Piotr Owczarek
Politechnika Poznańska
Zastosowanie technologii MEMS w nowoczesnym sterowniku pralki do kontroli drgań bębna
Artykuł przedstawia możliwość zastosowania technologii MEMS przy pomiarach wibracji bębna maszyny wirującej przez jej sterownik na przykładzie klasycznej pralki. W artykule przedstawiono pokrótce samą technologię MEMS pod kątem pomiarów akcelerometrycznych oraz omówiono zjawisko powstawania siły niewyrównoważenia wirującego bębna pralki, którą to akcelerometr ma zmierzyć. W drugiej części artykułu przedstawiono wyniki porównania pomiarów drgań wirującego bębna za pomocą sensora MEMS oraz klasycznego piezoelektrycznego akcelerometru pomiarowego. Wyniki badań udowadniają tezę o potencjalnej możliwości zastosowania technologii MEMS w gałęzi przemysłu jaką są konstrukcje urządzeń AGD – w szczególności pralek.
51.
prof. dr hab. inż. Andrzej Milecki, mgr inż. Grzegorz Pittner
Politechnika Poznańska
Modułowy, 32-bitowy sterownik pralki
W artykule przedstawiono podstawowe elementy stosowane w pralkach domowych. Opisano krótko sposób ich działania oraz obsługi przez sterownik. W dalszej części przedstawiono koncepcję własnego sterownika pralki zbudowanego na bazie mikrokontrolera 32-bitowego z rodziny STM32 [1–4]. Opisano jego budowę, a szczególną uwagę zwrócono na komunikację oraz oprogramowanie.
52.
dr hab. inż. Ryszard Arendt, mgr inż. Andrzej Kopczyński
Politechnika Gdańska
Dobór parametrów silnika indukcyjnego dużej mocy
W artykule przedstawiono trzy typy statycznych modeli matematycznych silników klatkowych oraz metodę estymacji parametrów przy wykorzystaniu algorytmów genetycznych. Korzystając z kryteriów: suma kwadratów, suma wartości bezwzględnych oraz całkowego, oceniono przydatność badanych modeli. Opracowane modele matematyczne zostały wykorzystane przy doborze algorytmów sterownia sterów strumieniowych. Pokazano metodykę doboru parametrów i modele silnika umożliwiające badanie ich wpływu na system energetyczny statku.
53.
mgr inż. Tomasz Kornuta, prof. nzw. dr hab. inż. Cezary Zieliński
Politechnika Warszawska
Specyfikacja struktur serwomechanizmów wizyjnych
W artykule przedstawiono formalną metodę opisu złożonych systemów robotycznych, za pomocą której wyspecyfikowano układy realizujące trzy diametralnie różne zachowania robota: ruch pozycyjny w przestrzeni kartezjańskiej, sterowanie oparte o informację wizyjną pochodzącą z ruchomej kamery zintegrowanej z jego chwytakiem oraz sterowanie wykorzystujące informację odebraną z nieruchomej kamery. Przedstawione wyniki eksperymentów potwierdzają poprawność stworzonych układów.
54
Bogdan Harasymowicz-Boggio
Politechnika Warszawska
Automatyczne, wizyjne sortowanie owoców
Artykuł przedstawia koncepcję urządzenia, które na podstawie obrazu z kamery sortuje owoce pod względem narzuconych kryteriów prawidłowości. Wykorzystanie uniwersalnego systemu wizyjnego do tego zadania jest podejściem nowatorskim, które zdaniem autora umożliwi stworzenie elastycznego automatu, zdolnego do sortowania różnego rodzaju owoców bez konieczności wprowadzania mechanicznych zmian w zależności od owocu. Autor skupia się głównie na systemie wizyjnym i zastosowanych algorytmach przetwarzania obrazu.
55.
dr inż. Jerzy Graffstein
Instytut Lotnictwa
Elementy procesu wykrycia zagrożenia kolizją i automatycznie sterowany manewr awaryjny
W pracy przedstawiono ideę współpracy systemu antykolizyjnego z automatycznym sterowaniem lotem samolotu. Opisano zależności określające warunek zagrożenia wystąpienia kolizji samolotu z jedną ruchomą lub nieruchomą przeszkodą. Przeprowadzono analizę charakteru przykładowego manewru antykolizyjnego dla różnych sytuacji i parametrów lotu. Wykorzystując metody symulacji ruchu samolotu porównano zmiany geometrii wybranego manewru uwzględniające dynamikę ruchu samolotu i układów wykonawczych oraz ograniczenia wartości kątów położenia powierzchni sterowych.
56.
dr inż. Piotr Golański
Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych
Modelowanie procesu działania przyrządów pokładowych statku powietrznego w symulatorze diagnostycznym samolotu M-28Artykuł dotyczy problematyki modelowania procesów związanych
z działaniem urządzeń pokładowych statku powietrznego. Przedstawiono w nim wyniki prac nad określeniem metody opisu działania przyrządów samolotu PZL M-28 na potrzeby symulatora diagnostycznego. Do opisu działania przyrządów zaproponowano zastosowanie odpowiednio zdefiniowanego języka. Przedstawiono jego składnię i semantykę oraz przykład jego zastosowania do opisu działania wybranych przyrządów. Ponadto przedstawiono sposób wykorzystanie tak sformalizowanych opisów w symulatorze diagnostycznym.
57.
mgr inż. Marta Grzyb, dr inż. Konrad Stefański
Politechnika Świętokrzyska w Kielcach
Analiza porównawcza naprowadzania bomby na cel naziemny z wykorzystaniem specjalnego układu wykonawczego
W pracy przedstawiono analizę porównawczą dwóch metod naprowadzania bomby kierowanej na cel naziemny. Próba takiej analizy podjęta została dla jednej z możliwości sterowania lotem bomby kierowanej, którą zaprezentowano w rozwiązaniu patentowym [1] i rozwinięto w pracy [2]. Układ wykonawczy stanowi szybko obracający się wirnik, zawieszony na przegubie Cardana. Wyniki badań symulacji komputerowej przedstawiono w postaci graficznej.
prof. dr hab. inż. Zbigniew Koruba, mgr inż. Łukasz Nocoń
Politechnika Świętokrzyska w Kielcach
Wybrane algorytmy automatycznego naprowadzania przeciwpancernego pocisku rakietowego atakującego cel z górnego pułapu
W pracy zaprezentowano dwa algorytmy automatycznego naprowadzania pocisku rakietowego (ppk), atakującego cel z górnego pułapu. Pierwszy algorytm kieruje lotem ppk tak, aby wektor prędkości ppk w chwili zderzenia z celem był skierowany prostopadle w dół. Drugi zakłada przelot ppk tuż nad celem w czasie ataku. Uproszczony model matematyczny ppk oraz równania toru lotu posłużyły do przeprowadzenia symulacji komputerowej ataku celu z górnego pułapu. Wyniki badań symulacji komputerowej przedstawiono w postaci graficznej.
59.
mgr inż. Dominik Rybarczyk, mgr inż. Piotr Owczarek, mgr inż.Grzegorz Pittner
Politechnika Poznańska
Implementacja sterowania rozmytego dżojstikiem typu Haptic na sterowniku PLC
Artykuł opisuje implementacje układu sterowania dżojstikiem typu Haptic w sterowniku PLC. Do jego projektowania wykorzystano metody szybkiego prototypowania systemów sterowania – środowisko MATLAB Simulink oraz narzędzie Automation Target for Simulink pakietu Automation Studio firmy Bernecker & Rainer [4]. Dzięki niemu możliwe stało się przeniesienie zaprojektowanego modelu sterowania bezpośrednio do sterownika PLC. W sterowniku nadrzędnym przebadano regulator proporcjonalny i rozmyty, porównując otrzymane wyniki. Sygnał sterujący, wypracowany w sterowniku PLC trafiał na sterowniki silników poszczególnych osi.
60.
dr inż. Ryszard Leniowski
Politechnika Rzeszowska
Generowanie przestrzennej trajektorii robota chirurgicznego za pomocą półprzewodnikowego sensora ruchu o 6 stopniach swobody
Praca prezentuje alternatywne podejście do konstrukcji zadajnika trajektorii robota chirurgicznego, polegające na wykorzystaniu sprzężonych sensorów ruchu typu MEMS: kompasu, żyroskopu, akcelerometru. Miniaturowy moduł z tymi układami może być nakładany bezpośrednio na dłoń chirurga-operatora lub na jego palce. Zaletą takiego zadajnika jest nie tylko niska cena, ale również wysoka funkcjonalność, związana z otwartością na dodawanie nowych modułów programowych. Przykładem wbudowanej funkcji może być generator ścieżki dojścia do pola zabiegu, wykorzystujący wielomiany sklejane w reprezentacji Catmull-Rom. Dodatkowo, zadajnik tego typu jest bardzo mały i łatwy do zastosowania w systemie mobilnym (karetka pogotowia, polowy ambulans wojskowy).
61.
dr Zbigniew Nawrat*, dr inż. Paweł Kostka**
*Fundacja Rozwoju Kardiochirurgii im. prof. Zbigniewa Religi w Zabrzu, **Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach
Robin Heart: przygotowania do debiutu klinicznego
Prezentowana praca przedstawia aktualne prace prowadzone w zabrzańskim zespole związane z projektem robota chirurgicznego Robin Heart. Prowadzone są prace przygotowawcze w zakresie badań bezpieczeństwa i funkcjonalności dla pierwszego zastosowania robota Robin Heart Vision w klinice.
62.
dr inż. Paweł Kostka*, **, dr Zbigniew Nawrat*
* Fundacja Rozwoju Kardiochirurgii w Zabrzu, **Politechnika Śląska w Gliwicach
Wybrane interfejsy chirurg-maszyna w strukturze systemu wizyjnego i sterowania telemanipulatorów chirurgicznych rodziny Robin Heart
W artykule są prezentowane nowe projekty interfejsu kontaktu chirurg telemanipulator oraz sprzętowo-programowe rozwiązania w strukturze systemu sterowania opartego o reprogramowalne układy FPGA, umożliwiające włączenie zadajników do systemu Master-Slave telemanipulatora chirurgicznego Robin Heart. Badane i przedstawione w pracy zostały zadajniki bazujące zarówno na manipulacji za pomocą kończyny górnej jak i dolnej. W konsoli sterującej systemu, stanowiącej zintegrowany system akwizycji, przetwarzania i wizualizacji sygnałów z podstawowych kanałów komunikacyjnych systemu przedstawiono również projekt i testy wstępne toru obrazowania przestrzennego 3D dla poprawy jakości pracy chirurga. Opisano wykorzystanie przygotowanych interfejsów i systemu sterowania w eksperymentach na zwierzętach, telemanipulacji na duże odległości oraz w przygotowaniach do pierwszego testu klinicznego dla telemanipulatora toru wizyjnego Robin Heart.
63.
dr inż. Waldemar Małopolski, inż. Grzegorz Madej
Politechnika Krakowska
Testowanie programów dla PLC w środowisku symulacyjnym Arena
W artykule przedstawiono metodę integracji sterownika PLC, a dokładnie jego emulatora, z modelem sterowanego obiektu zbudowanym w środowisku symulacyjnym Arena. Celem takiej integracji jest sprawdzenie poprawności działania programu sterującego oraz samego sterowanego obiektu.
64.
dr inż. Stanisław Krenich, mgr inż. Łukasz Hendzel
Politechnika Krakowska
Sterowanie wirtualnymi modelami 3D stanowisk wytwarzania w aplikacji CATIA/DELMIA z wykorzystaniem sterowników PLC
Artykuł prezentuje metodę tworzenia i sterowania wirtualnymi trójwymiarowymi modelami (3D) stanowisk wytwarzania z wykorzystaniem sterowników PLC. Przedstawiono możliwości budowy modelu wirtualnego przez zaprojektowanie elementów 3D, nadawanie więzów ruchowych, wprowadzanie wewnętrznej logiki działania pojedynczych urządzeń jak i rozbudowanych stanowisk wytwarzania w aplikacji CATIA/DELMIA. Następnie przedstawiono procedurę sterowania modelem w czasie rzeczywistym za pomocą zewnętrznego sterownika PLC GE Fanuc RX3i. Ideę sterowania oparto o wykorzystanie typowych protokołów komunikacyjnych stosowanych w sterownikach PLC oraz serwera OPC KEPServerEX, jako elementu pośredniczącego. Działanie procedury sterowania przetestowano na zbudowanym modelu 3D gniazda obróbkowego wyposażonego w tokarkę CNC, manipulator portalowy oraz zmieniacz palet i magazyn regałowy. Eksperymenty praktyczne potwierdziły efektywność proponowanej metody.
65.
mgr inż. Bartosz Brzozowski, dr inż. Maciej Henzel, mgr inż. Paulina Mazurek
Wojskowa Akademia Techniczna
Implementacja regulatora PID w układzie FPGA do sterowania aktywnym zawieszeniem magnetycznym z magnesami trwałymi
Artykuł opisuje sposób implementacji cyfrowego algorytmu PID do zastosowania w sterowaniu aktywnym zawieszeniem magnetycznym. Do przetworzenia danych pomiarowych w tym układzie wykorzystane zostały przetworniki analogowo-cyfrowe i cyfrowo-analogowe z interfejsem równoległym. Algorytm sterowania został opracowany i przetestowany na płytkach ewaluacyjnych z układami FPGA. Otrzymane wyniki porównano z charakterystykami symulacyjnymi uzyskanymi w pakiecie MATLAB/Simulink. W artykule szczegółowo opisano układ sterowania z regulatorem PID.
66.
dr inż. Krzysztof Falkowski
Wojskowa Akademia Techniczna
Model promieniowego pasywnego łożyska magnetycznego
W artykule przedstawiona jest analityczna metoda wyznaczania charakterystyki statycznej łożyska pasywnego. Do wyznaczenia modelu analitycznego wykorzystany został model pętli kołowej z prądem molekularnym. Korzystając z zależności matematycznych można oszacować maksymalne obciążenie łożyska magnetycznego w zależności od położenia wirnika w szczelinie powietrznej. W artykule przedstawiona została konstrukcja pasywnego łożyska magnetycznego oraz zależność siły magnetycznej od położenia wirnika w szczelinie powietrznej. Ponadto przedstawione są charakterystyki statyczne wyznaczone metodą elementów skończonych i eksperymentalnie.
67.
dr inż. Krzysztof Falkowski, dr inż. Maciej Henzel, mgr inż. Paulina Mazurek
Wojskowa Akademia Techniczna
Model matematyczny i symulacyjny bezłożyskowego silnika z magnesami trwałymi
Wyposażenie pokładowe współczesnych statków powietrznych konstruowane jest w technologii „More Electric Aircraft”. Technologia ta zakłada stosowanie większej liczby systemów wykorzystujących układy elektryczne, w celu redukcji masy instalacji pokładowych oraz zwiększenia podatności obsługowej i niezawodności. W odpowiedzi na te tendencje opracowano w Zakładzie Awioniki i Uzbrojenia Lotniczego Wojskowej Akademii Technicznej lotniczy układ wykonawczy z bezłożyskowym silnikiem elektrycznym z magnesami trwałymi. W artykule przedstawiony zostanie model matematyczny silnika i wyniki badań symulacyjnych metodą elementów skończonych.
68
dr inż. Robert Bączyk, mgr inż. Dawid Lewandowski, mgr inż. Piotr Pluciński
Politechnika Poznańska
Pomiary i sterowanie w dydaktycznym modelu lewitacji magnetycznej
Przedmiotem referatu jest konstrukcja oraz analiza systemu magnetycznej lewitacji. Na całość pracy składa się wykonane urządzenie umożliwiające stabilizację unoszonego przedmiotu oraz model symulacyjny. Zaprojektowane i wykonane urządzenie zapewnia sterowanie prądem elektromagnesu w wewnętrznej pętli regulacji oraz położeniem unoszonego przedmiotu – w pętli zewnętrznej. Ponadto sterownik komunikuje się z aplikacją uruchamianą na komputerze PC, która nadzoruje pracę sterownika. Na urządzeniu zamontowano i przebadano trzy rożne sensory położenia lewitującego obiektu.
69.
mgr inż. Piotr Owczarek, mgr inż. Dominik Rybarczyk, mgr inż. Grzegorz Pittner
Politechnika Poznańska
Badania algorytmów ustawiających wahadło w pozycji odwróconej z wizyjnym sprzężeniem zwrotnym
Artykuł przedstawia algorytmy sterowania realizujące zadanie uniesienia i stabilizacji wahadła z pozycji dolnej do pozycji pionowej. Postanowiono zrezygnować z tradycyjnych metod pomiarowych, takich jak np. enkodery czy też potencjometry na rzecz nowocześniejszego rozwiązania, jakim jest cyfrowe przetwarzanie obrazu z kamery. Opisano praktyczną realizację sterowania dyskretnym regulatorem PID oraz utworzonego algorytmu unoszenia. Głównym sprzężeniem zwrotnym był obraz pobierany z kamery internetowej. Badania dowodzą, że niska częstotliwość pętli sprzężenia zwrotnego daje poprawne efekty regulacji. W efekcie końcowym stanowisko badawcze realizuje zadanie stabilizacji wahadła w punkcie chwiejnej równowagi.
70.
prof. dr hab. inż. Gabriel Kost, dr inż. Daniel Reclik, dr inż. Wacław Banaś, Tomasz Dzitkowski, Andrzej Dymarek, Piotr Ociepka, Krztsztof Herbuś, Grzegorz Gołda
Politechnika Śląska
Koncepcja symulatora do nauki jazdy samochodem dla osób niepełnosprawnych: założenia systemu, określenia wymaganych przyśpieszeń metodami eksperymentalnymi w ruchu ulicznym
W 2010 r. na Politechnice Śląskiej rozpoczęto prace nad utworzeniem specjalistycznego symulatora do nauki jazdy samochodem dla osób niepełnosprawnych ruchowo. Głównym celem, jaki przyświecał projektowi było umożliwienie osobom z dysfunkcjami kończyn dolnych oswajania się w sposób bezpieczny z obsługą samochodu po specjalistycznym przystosowaniu dla osób niepełnosprawnych poza ruchem ulicznym. Obsługa takiego pojazdu w sposób znaczący różni się od obsługi typowego pojazdu, gdyż wymaga dodatkowej obsługi ręcznej manetki gazu i hamulca, co w sposób znaczący zmienia przyzwyczajenia kierowcy, gdyż tą samą ręką musi on zmieniać biegi i hamować (a czasami jeszcze obsługiwać przełącznik wycieraczek). W tym celu opracowywany symulator musi w najwyższym stopniu odzwierciedlać obsługę pojazdu, tak aby kursanci mogli przygotować się i wypracować poprawne nawyki zanim zostaną dopuszczeni do ćwiczeń praktycznych w ruchu ulicznym w rzeczywistym pojeździe. Aby dodatkowo przyzwyczaić kursantów do zachowań pojazdu koniecznym było opracowanie projektu systemu odzwierciedlania przeciążeń występujących w pojeździe podczas ruchu ulicznego, tak aby kursanci mogli nabrać poprawnych nawyków (np. zmniejszania prędkości przed wejściem w zakręt). Aby wyznaczyć pożądane wartości przeciążeń, jakie muszą być możliwe do wygenerowania przez układ napędowy platformy nośnej symulatora wykonany został eksperyment z udziałem rzeczywistego pojazdu wyposażonego w czujniki akcelerometryczne rozmieszczone w kilku miejscach otaczających przestrzeń zajmowaną przez kierowcę. Otrzymane na drodze eksperymentu wartości przyspieszeń stanowiły podstawę do wykonania założeń dotyczących mocy napędów platformy nośnej symulatora.
71.
prof. dr hab. inż. Gabriel Kost, mgr inż. Andrzej Nierychlok
Politechnika Śląska
Wirtualny adaptacyjny algorytm sterowania układem napędowym pojazdu kołowego
W pracy przedstawiono model wirtualnego układu napędowego pojazdu kołowego z adaptacyjnym algorytmem sterowania pracą jednostek napędowych: silnika spalinowego oraz elektrycznego. W pracy wyszczególniono też algorytm sterowania jednostką spalinową jako źródłem energii pierwotnej w spalinowo-elektrycznym układzie napędowym. Wykorzystano także synergię energii silnika spalinowego i elektrycznego do napędu pojazdu kołowego.
72.
prof. dr hab. inż. Gabriel Kost, dr inż. Daniel Reclik, dr inż. Wacław Banaś
Politechnika Śląska
System akwizycji danych z kokpitu samochodu osobowego do zastosowania w symulatorze do nauki jazdy osób niepełnosprawnych
Od 2010 roku Wydział Mechaniczny Technologiczny Politechniki Śląskiej realizuje projekt mechatronicznego integratora procedur sterowania przeznaczonego do sterowania symulatorem nauki jazdy. Symulator będzie przeznaczony do początkowych faz nauki jazdy osób niepełnosprawnych, gdyż osoby te – głównie z dysfunkcjami ruchu kończyn dolnych – mają ogromne kłopoty z przygotowaniem do egzaminu na prawo jazdy. Kłopoty te wynikają przede wszystkim z konieczności przygotowania we własnym zakresie pojazdu (przerobionego do jazdy z wykorzystaniem dodatkowych manetek zastępujących działanie pedałów gazu i hamulca, a także – w razie potrzeby – sprzęgła). Dodatkową trudnością jest znalezienie instruktora, który zgodziłby się na przeprowadzenie szkolenia z wykorzystaniem prywatnego samochodu kursanta. Aby ułatwić takim osobom zaadoptowanie do warunków drogowych, postanowiono opracować technologię zdolną do wprowadzenia do seryjnej produkcji i mającą na celu pełną integrację systemu sterowania symulatora z oprzyrządowaniem samochodu w taki sposób, aby obsługa symulatora samochodu możliwie wiernie odzwierciedlała rzeczywistą obsługę pojazdu mechanicznego. W pracy omówiono projekt i realizację systemu akwizycji danych z wnętrza pojazdu FIAT PANDA. System akwizycji danych ma umożliwiać odczyt położeń wszystkich przełączników znajdujących się na desce rozdzielczej oraz w kolumnie kierownicy samochodu w taki sposób, aby dane odczytywane mogły zostać wprowadzone do przemysłowego układu sterowania opartego na sterowniku PLC. Jest to warunek niezbędny, aby opracowywany system mógł znaleźć zastosowanie w projekcie mechatronicznego integratora procedur sterowania symulatorem samochodu z przeznaczeniem do nauki jazdy osób niepełnosprawnych, gdyż projekt został oparty o przemysłowe rozwiązania w zakresie sterowania napędami typu serwo. Ponieważ systemy automatyki przemysłowej pracują na zupełnie innych wartościach napięć niż instalacja pokładowa samochodów osobowych konieczne było zastąpienie praktycznie wszystkich elementów deski rozdzielczej nowymi podzespołami, których konstrukcja z jednej strony spełnia normy przemysłowej automatyki, a z drugiej strony pozwala na ukrycie w całości wewnątrz deski rozdzielczej, tak aby osoba ćwicząca na symulatorze nie odczuwała różnicy w ich obsłudze względem rzeczywistego pojazdu.
73.
mgr inż. Dariusz Steckiewicz, dr inż. Robert Piotrowski
Politechnika Gdańska
Model matematyczny układu napędowego samochodu z silnikiem spalinowym i jego badania symulacyjne
Układ napędowy samochodu z silnikiem spalinowym jest złożonym obiektem fizycznym. W artykule opisano jego model matematyczny oparty o fizykę poruszania się pojazdu. Następnie dokonano identyfikacji parametrów modelu, opracowano model symulacyjny i przeprowadzono jego weryfikację z wykorzystaniem danych rzeczywistych. Przeanalizowano uzyskane wyniki.
74.
mgr inż. Paweł Bachman, mgr Marcin Chciuk
Uniwersytet Zielonogórski
Dwuosiowy dżojstik dotykowy HapticUZ 2-DOF/DC
W artykule opisano budowę i badania dwuosiowego aktywnego dżojstika dotykowego, w którym wykorzystano silniki prądu stałego jako elementy wywołujące uczucie dotyku.
75.
prof. dr hab. inż. Andrzej Milecki*, mgr inż. Paweł Bachman**, mgr Marcin Chciuk**
*Politechnika Poznańska, **Uniwersytet Zielonogórski
Badanie wpływu procesu rozmagnesowywania na pętlę histerezy obrotowego hamulca magnetoreologicznego
W artykule przedstawiono opis realizowanego przez PIAP innowacyjnego projektu z wykorzystaniem technik satelitarnych, którego celem jest opracowanie systemu dla wsparcia transportu. Nowy satelita W2A umożliwi dwukierunkową komunikację satelitarną z pojazdami w ruchu, na obszarze Europy. Opracowane aplikacje programowe i sprzętowe podniosą bezpieczeństwo i komfort podróży, a także pozwolą na redukcję kosztów paliwa oraz emisji szkodliwych produktów spalania.
76.
mgr inż. Paweł Bachman
Uniwersytet Zielonogórski
Dobór konstrukcji urządzeń Haptic w zależności od wielkości i rodzaju sił występujących w sterowanym układzie
W artykule zawarto wskazówki dla osób projektujących urządzenia dotykowe. Poza tym opisano podział dżojstików dotykowych ze względu na rodzaj elementu odpowiadającego za wywoływanie uczucia dotyku. Opisano też Multi-dyscyplinarność branży urządzeń dotykowych oraz jej powiązania z różnymi dziedzinami nauki. Następnie przedstawiono przykładowe urządzenia dotykowe należące do poszczególnych rodzajów oraz krótki opis ich konstrukcji. Wszystkie cechy dżojstików dotykowych zebrano w tabeli i przyporządkowano je do poszczególnych grup. Na tej podstawie wyciągnięto wnioski, jaką budowę powinien mieć uniwersalny dżojstik dotykowy i przedstawiono jego konstrukcję.
77.
mgr inż. Paweł Bachman, dr Piotr Gawłowicz
Uniwersytet Zielonogórski
Haptyczny interfejs asystujący z cieczą MR
W artykule opisano układy sterowania z zastosowaniem urządzeń dotykowych oraz podstawowe właściwości cieczy magneto-reologicznych. Przedstawiono wyniki badań zależności momentu hamującego od prądu płynącego przez cewki hamulca magneto-reologicznego dżojstika. Końcową część artykułu stanowi opis budowy i sposobu badań elektrycznego napędu liniowego z silnikiem prądu stałego, sterowanego przy pomocy dżojstika dotykowego z obrotowym hamulcem magneto-reologicznym.
78.
mgr inż. Paweł Bachman**, mgr Marcin Chciuk**, prof. dr hab. inż. Andrzej Milecki*
*Politechnika Poznańska, **Uniwersytet Zielonogórski
Badania symulacyjne odtwarzania sygnału w bezprzewodowym układzie sterowania napędem elektrohydraulicznym z dżojstikiem Haptic
W artykule opisano system sterowania serwonapędem elektrohydraulicznym przez operatora, za pośrednictwem dżojstika z siłowym sprzężeniem zwrotnym. Ze względu na zamiar zastosowania łączności bezprzewodowej utworzono w środowisku MATLAB/Simulink model symulacyjny całego systemu. Przeprowadzono badania symulacyjne zachowania się układu w przypadku chwilowej utraty łączności. Zaproponowano i zamodelowano algorytm estymacji transmitowanej informacji na podstawie różniczkowania sygnału sterowania. Badania symulacyjne pokazały, że zaproponowany algorytm jest skuteczny dla badanych przypadków przebiegu sygnału i zabezpiecza napęd przed skokowymi zmianami sygnału sterującego w czasie zaniku transmisji.
79.
mgr inż. Paweł Bachman**, mgr Marcin Chciuk**, prof. dr hab. inż. Andrzej Milecki*
*Politechnika Poznańska, **Uniwersytet Zielonogórski
Sterowanie aktywnym dżojstikiem dotykowym Haptic UZ 1-DOF/DC
W artykule opisano budowę i badania aktywnego, jednoosiowego dżojstika dotykowego, w którym wykorzystano silnik prądu stałego jako element generujący opór wywołujący uczucie dotyku. Przedstawiono też dodatkowe możliwości jakie dają systemy sterowania za pomocą aktywnych urządzeń dotykowych w układach z siłowym sprzężeniem zwrotnym. W końcowej części artykułu zamieszczono wyniki badań doświadczalnych dżojstika.
80.
dr inż. Stanisław Popowski, inż. Radosław Rybaniec
Instytut Lotnictwa, Warszawa
Pomiary i estymacja wybranych parametrów pilotażowo-nawigacyjnych wiatrakowca
W artykule opisano system do pomiaru i rejestracji parametrów wiatrakowca. Szczegółowo przedstawiono funkcje systemu oraz opisano zasadę pracy wybranych czujników pomiarowych. Przedstawiono też wyniki badań wykonanego systemu pomiarowo-rejestrującego podczas lotu badawczego. Badania te zostały przeprowadzone na wiatrakowcu Xenon firmy Celier Aviation.
81.
dr inż. Witold Dąbrowski, mgr inż. Stanisław Popowski
Instytut Lotnictwa, Warszawa
Pomiary i estymacja wysokości i prędkości pionowej obiektów latających
W artykule przedstawiono propozycję systemu pomiaru wysokości oraz prędkości pionowej lotu. W systemie tym zintegrowano trzy źródła informacji: pomiar wysokości barometrycznej, pomiar przyspieszenia pionowego oraz pomiar wysokości za pomocą odbiornika GPS ze wsparciem SBAS. Weryfikacja podanego rozwiązania została przeprowadzona w oparciu o badania symulacyjne oraz na podstawie obliczeń wykorzystujących w trybie off-line zarejestrowane dane z badań w locie na wiatrakowcu Xenon firmy Celier.
82.
dr inż. Paweł Fotowicz
Główny Urząd Miar
Historyczne aspekty wyrażania niepewności pomiaru
Historyczne podstawy dotyczące analizy danych pomiarowych pojawiły się już XIX wieku. Ukształtowały się w postaci metody najmniejszych kwadratów, prawa propagacji błędu i centralnego twierdzenia granicznego. Uzupełniały je o wnioskowania dotyczące przestawiania błędu pomiaru w postaci histogramu. Rozwiązania te uzasadniają współczesne podejście w dziedzinie opracowania wyniku pomiaru, opisujące wielkość mierzoną rozkładem prawdopodobieństwa.
83.
dr inż. Bogumiła Mrozek*, mgr inż. Dariusz Felka**
*Politechnika Krakowska, **Instytut Technik Innowacyjnych EMAG w Katowicach
Inteligentny model wskaźnika zagrożenia pożarowego w kopalni węgla
Istotny wpływ na wykrywanie zagrożenia pożarowego przenośników taśmowych w kopalniach węgla mają wartości takich parametrów, jak: stężenie tlenku węgla (CO) i cyjanowodoru (HCN) oraz wartości sygnałów z czujników dymu. Wielkości te są uwzględniane podczas wyznaczania wartości wskaźnika zagrożenia pożarowego. Zbudowano rozmyty model wskaźnika zagrożenia pożarowego w oparciu o laboratoryjne dane pomiarowe wymienionych wielkości. Model rozmyty wygenerowano z danych numerycznych przy zastosowaniu czterech algorytmów rozmytej klasteryzacji, które zaimplementowano w kodzie środowiska MATLAB. Uzyskane wyniki pokazano w tabelach i na wykresach. Do budowy i wizualizacji projektowanego modelu rozmytego wykorzystano funkcje oraz interfejsy Fuzzy Logic Toolbox.
84.
mgr inż. Jakub Szałatkiewicz, mgr inż. Rafał Kłoda
Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP
Automatyczne stanowisko pomiarowe do badań charakterystyk pracy plazmotronów łukowych
W artykule przedstawiono rozwiązanie stanowiska pomiarowego, umożliwiającego badanie najważniejszych parametrów pracy plazmotronów. Opracowanie stanowiska badawczego jest niezbędne w celu pozyskiwania powtarzalnych danych z pomiarów parametrów pracy plazmotronów, optymalizacji ich konstrukcji, określenia bilansu energetycznego, oraz ich cechowania, certyfikacji. Plazmotrony zasilane są energią elektryczną i gazem roboczym, a do ich chłodzenia stosuje się wodę. Parametry robocze plazmotronu zależą od wielu zmiennych związanych z ich geometrią, mocą, przepływem gazu roboczego i chłodzeniem. Stąd, aby określić wpływ poszczególnych zmiennych i ich wzajemne relacje, niezbędnym jest wykonanie wielu równoległych pomiarów. Pomiary poszczególnych wielkości fizycznych, realizowane są przy użyciu specjalistycznych, zespolonych przyrządów pomiarowych, umieszczonych w szafie pomiarowej. Pozwala to na integrację wszystkich pomiarów i ich digitalizację w jednym miejscu. Aby wykonać pomiary w trakcie pracy plazmotronu, szafę wyposażono w złącza umożliwiające wpięcie jej układów pomiarowych w obwody mierzonego urządzenia. Dobrano metody pomiarów: napięcia (V), prądu pracy (A), mocy pobieranej z sieci (W), przepływu gazu roboczego dm3/min, przepływu i temperatury wody chłodzącej niezależnie dla anody i katody (dm3/s). Mierzone parametry pracy plazmotronu są jednocześnie zapisywane co 1s i wizualizowane w programie w środowisku LabVIEW, na ekranie komputera PC. System pomiarowy, na podstawie wielkości mierzonych automatycznie wylicza bilans energetyczny, sprawność cieplną plazmotronu oraz inne istotne parametry eksploatacyjne urządzenia.
85.
mgr inż. Dorota Jackiewicz*, prof. nzw. dr inż. Roman Szewczyk**, dr inż. Jacek Salach*
*Politechnika Warszawska, **Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP
Modelowanie charakterystyk magnesowania stali konstrukcyjnych
W referacie omówiono możliwości wykorzystania rozszerzonego modelu Jilesa-Athertona do opisu charakterystyk magnesowania stali konstrukcyjnej ST3, z uwzględnieniem pierwotnych krzywych magnesowania. Zgodność wyników modelowania z charakterystykami uzyskanymi eksperymentalnie potwierdza wysoka wartość współczynnika determinacji Pearsona R2. Przedstawione wyniki modelowania charakterystyk magnesowania stanowią podstawę do opisu wpływu procesów zmęczeniowych na charakterystyki magnesowania w stali konstrukcyjnej. Umożliwi to ocenę stanu zużycia zmęczeniowego elementów stalowych poprzez pomiar ich charakterystyk magnetycznych.
86
dr inż. Jacek Salach*, prof. nzw. dr hab. inż. Adam Bieńkowski*,
prof. nzw. dr hab. inż. Roman Szewczyk**, mgr inż. Dorota Jackiewicz*,
mgr inż. Piotr Frydrych*, dr Aleksandra Kolano-Burian***
*Politechnika Warszawska, ** Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP,
***Instytut Metali Nieżelaznych
Zastosowanie magnetyków amorficznych do budowy magnetosprężystych sensorów sił rozciągających
W referacie omówiono możliwości wykorzystania stopów amorficznych o składzie Fe77Cr2B16Si5 do budowy sensorów sił rozciągających. W opracowanych sensorach uzyskano równomierny rozkład naprężeń rozciągających działających w kierunku osi magnesowanego rdzenia pierścieniowego. Przedstawione wyniki wykazały wysoką czułość magnetosprężystą stopu o składzie Fe77Cr2B16Si5, poddanego działaniu naprężeń rozciągających. Ponadto stwierdzono, że czułość magnetosprężysta rośnie w wyniku przeprowadzenia relaksacji termicznej – wyżarzania stopu amorficznego.
87.
dr inż. Krzysztof Krupa
Politechnika Krakowska
Symulacja ekonomicznych i społecznych skutków robotyzacji
Zastosowanie robotów w pracach fizycznych wydaje się naturalne i opłacalne. Czy jednak można całkowicie zastąpić człowieka? Jakie skutki społeczno-ekonomiczne mogłaby mieć taka operacja? Próbę odpowiedzi na te pytania zawarto w niniejszym artykule.