Automation 2024

1.
Review: Biodegradable Force Sensors
Vytautas Bucinskas
Vilnius Gediminas Technical University
vytautas.bucinskas@vgtu.lt
Streszczenie: The area of the sensors is highly developed, but new challenges of ecology, pressure on unit price and their installation technique became very important. This paper makes an attempt to overview and provide classification of biodegradable sensors in respect to their materials. Review covers sensor manufacturing basics, materials related to flexible pressure sensors and optical sensors. Flexible sensors use different sensing methods – they can be piezoresistive, fiber-based multi-contact or material dimension – based resistance change. Flexible sensors are produced using various physical forms – films, foams, and gelees. Materials for sensors separated into biologic origin materials, artificial materials and synthetic materials. This review contains results of recent research and finally outlines statistics of research number for this area. Finally, conclusions and generalizations are made.

2.
Cascade-like Feedback Control System for Automated Articulated Vehicles
Maciej Marcin Michałek
Politechnika Poznańska
maciej.michalek@put.poznan.pl
Streszczenie: Current development trends in the freight and public transportation lead to the so-called High-Capacity Vehicles, which in most practical applications become articulated structures. Maneuvering with multi-articulated vehicles is especially difficult, burdening, and can be even dangerous, also for experienced human-drivers. As a consequence, proposing (semi-)automated control solutions for this kind of vehicles seems justified by the practical needs. During the lecture, we will address a feedback control design problem for articulated vehicles by introducing a cascade-like modular and highly scalable control system, which enables agile (semi-)automated maneuvering with vehicles comprising an arbitrarily number of segments. It will be shown how the cascade-like control system can be adapted and applied as a supporting advanced assistance tool for drivers of electric buses in a public transportation domain. The lecture will be illustrated by selected numerical, simulation, and experimental results.

3.
Modelling of dynamic systems using fractional order calculus
Andrzej Dzieliński
Politechnika Warszawska
andrzej.dzielinski@pw.edu.pl
Streszczenie: In this talk selected aspects of modelling of dynamic systems are presented. The main modelling tool used is fractional order calculus.
Starting with the introduction to the calculus, then proceeding with some special properties of fractional-order models the talk is concluded with several examples of modelling of selected dynamic systems.

4.
Optymalizacja misji zespołów pielęgniarskich odwiedzających pacjentów poddawanych terapii domowej
¹Eryk Szwarc, ²Robert Wojcik, ¹Grzegorz Bocewicz, ¹Zbigniew Banaszak
¹Politechnika Koszalińska, ²Politechnika Wrocławska
eryk.szwarc@tu.koszalin.pl, robert.wojcik@pwr.edu.pl, grzegorz.bocewicz@tu.koszalin.pl, zbigniew.banaszak@tu.koszalin.pl
Streszczenie: W artykule zaproponowano kompleksowe podejście do optymalizacji planowania tras przejazdu karetek, biorąc pod uwagę różne czynniki, takie jak potrzeby pacjentów, dostępność zespołu pielęgniarskiego, optymalizacja tras i śledzenie w czasie rzeczywistym. Celem jest zwiększenie wydajności, zmniejszenie opóźnień i nadanie priorytetu pilnym przypadkom, ostatecznie poprawiając ogólną jakość usług domowej opieki zdrowotnej poprzez kierowanie floty karetek pogotowia odpowiedzialnych za dostarczanie i odbieranie zespołów pielęgniarskich bez konieczności posiadania tego samego pojazdu do obu operacji. Koncentrując się na proaktywnych/reaktywnych strategiach routingu, zaproponowany model deklaratywny ma na celu optymalizację wykorzystania zasobów, przyczyniając się jednocześnie do ogólnego sukcesu programów terapii domowej.

5.
Automatyzacja technologii formowania i dystrybucji opakowań kartonowych
Justyna Szylman
Zakłady Mięsne Skiba S. A.
j.szylman@zmskiba.pl
Streszczenie: Celem realizacji projektu pod tytułem Automatyzacja technologii formowania i dystrybucji opakowań kartonowych jako odpowiedź na potrzeby w zakresie efektywności realizacji procesów logistycznych w skali krajowej i europejskiej, zrealizowanego przez Zakłady Mięsne Skiba S. A., było opracowanie innowacji procesowej w postaci technologii formowania i dystrybucji opakowań kartonowych klapowych i skrzyniowych, wykorzystywanych do transportu wyrobów gotowych Spółki. Potrzeba realizacji projektu była związana bezpośrednio z potrzebami rynkowymi oraz ograniczeniami w rozwoju samej spółki. Z racji braku automatyzacji produkcji opakowań klapowych i niewystarczająco wydajnego procesu formowania opakowań skrzynkowych niemożliwe było obniżenie jednostkowego kosztu ich produkcji, a także produkowanie ich z wydajnością niezbędną dla zaspokojenia potrzeb zakładu. Dzięki automatyzacji technologii formowania i dystrybucji opakowań kartonowych osiągnięte zostały rezultaty w postaci: zmniejszenie materiałochłonności procesu formowania opakowań kartonowych, zmniejszenie czasochłonności procesu, zmniejszenie pracochłonności procesu formowania kartonów, zapewnienie wytrzymałości opakowań kartonowych, zwiększenie wydajności i elastyczności produkcji w obliczu rosnącego zapotrzebowania na opakowania. Realizacja Projektu umożliwiła uzyskanie wysokokonkurencyjnego procesu stanowiącego innowację w skali krajowej cechującego się wysokim poziomem automatyzacji i zwiększoną elastycznością. Powyższe efekty zostały osiągnięte dzięki zaplanowanym pracom projektowym obejmującym prace rozwojowe w oparciu o zasoby kadrowe i techniczne oraz know-how badawczo-produkcyjny Spółki. Wdrożenie rezultatów odbyło się poprzez wprowadzenie wyników prac projektowych do własnej działalności Spółki. Spółka zabezpieczyła prawa własności intelektualnej a opracowana innowacja procesowa przyczyniła się do rozwoju strategii ZM Skiba skupiającej się m.in. na zwiększeniu kosztowej marży bezpieczeństwa w przypadku wahań cen na rynku krajowym i międzynarodowym.

6.
Wykorzystanie założeń architektury korporacyjnej do analizy i optymalizacji sterowania produkcją
Zbigniew Juzoń, Jarosław Wikarek, Paweł Sitek
Politechnika Świętokrzyska
zjuzon@tu.kielce.pl, j.wikarek@tu.kielce.pl, sitek@tu.kielce.pl
Streszczenie: Klasyczne podejście do optymalizacji sterowania produkcją sprowadza się zwykle do budowy modeli optymalizacyjnych i decyzyjnych w oparciu o dane pozyskane bezpośrednio z systemu produkcji z tzw. „warstwy technologicznej”. Najczęściej pomija się przy tym czynniki ekonomiczne występujące głównie na poziomie tzw. „warstwy biznesowej”, które mają istotny wpływ na procesy funkcjonujące w firmie w tym również na sam proces produkcji. Niezbędne jest uwzględnienie w procesie budowy szczegółowych modeli do optymalizacji produkcji różnych zmiennych czynników występujących również na poziomie „warstwy biznesowej” tj. ceny usług, ceny surowców, które mogą mieć wpływ na decyzję kierunkową w procesie produkcyjnym, tzn., Czy wszystkie zlecenia zrealizować we własnym systemie produkcyjnym? Czy taniej będzie niektóre zlecenia/części zleceń zrealizować jako outsourcing? Zaproponowanie innego niż dotychczas podejścia do optymalizacji procesu produkcyjnego w oparciu o dane zarówno z warstwy technologicznej, jak i biznesowej może ułatwić: identyfikację obszarów przeznaczonych do optymalizacji/automatyzacji procesów produkcyjnych, budowę szczegółowych modeli matematycznych na potrzeby optymalizacji/automatyzacji procesów produkcyjnych oraz dostosowanie przepływu informacji pomiędzy poszczególnymi warstwami (technologiczną/biznesową) funkcjonującymi na poziomie przedsiębiorstwa produkcyjno-usługowego. W artykule przedstawiono również model szczegółowy optymalizacji produkcji opracowany z wykorzystaniem założeń architektury korporacyjnej oraz jego implementację dla rzeczywistego procesu produkcji łożysk tocznych.

7.
Zdalna kontrola robota ramieniowego za pomocą VR w obszarze Przemysłu 4.0
Mateusz Salach, Arkadiusz Stęchły, Andrzej Paszkiewicz, Patryk Organiściak, Grzegorz Budzik
Politechnika Rzeszowska im. I. Łukasiewicza
m.salach@prz.edu.pl, arkadiusz.stechly@kneiti.prz.edu.pl, andrzejp@prz.edu.pl, org@prz.edu.pl, gbudzik@prz.edu.pl
Streszczenie: Przemysł 4.0 przechodzi ciągłą ewolucję. Systemy zarządzania i monitoringu zaimplementowane w infrastrukturze przemysłowej potrafią gromadzić i przetwarzać coraz więcej danych, następnie bazując na dedykowanych algorytmach podejmować decyzje, a w konsekwencji wysyłać konkretne komendy sterujące do urządzeń i procesów technologicznych. Równocześnie, wzrasta zainteresowanie łączeniem urządzeń z innymi na pozór odmiennymi technologiami. Przykładem tworzenia takiej koegzystencji jest integracja rozwiązań przemysłowych z wirtualną rzeczywistością. Działania takie przyczyniają się do tworzenia cyfrowych bliźniaków urządzeń i procesów, co z kolei umożliwia zdalne, a w wielu przypadkach również automatyczne sterowanie fizycznymi obiektami oraz przebiegiem rzeczywistych procesów. W trakcie prowadzonych badań wykorzystano takie podejście do opracowania rozwiązania umożliwiającego sterowanie robotem z dowolnego miejsca i w dowolnym czasie. Niniejsza praca prezentuje prototyp rozwiązania zapewniającego zdalne sterowanie robotem ramieniowym typu Cobot

8.
Zastosowanie technologii cyfrowych bliźniaków w symulatorze mieszanej rzeczywistości smigłowca Mi-17
Piotr Golański, Marek Szczekala
Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych
piotr.golanski@itwl.pl, marek.szczekala@itwl.pl
Streszczenie: Artykuł dotyczy zagadnienia łączenia świata rzeczywistego ze światem wirtualnym w symulatorach Mieszanej Rzeczywistości (MR). Rzeczywistość mieszana pozwala na integrację świata rzeczywistego ze światem wirtualnym – obiektów rzeczywistych z obiektami generowanymi komputerowo. Osoba wchodząca w interakcję z takim systemem otrzymuje zarówno wrażenia wizualne, jak i dotykowe. Aby zapewnić właściwą interakcję z elementami systemu, konieczna jest duża dokładność rekonstrukcji obiektów wirtualnych w stosunku do odpowiadających im obiektów rzeczywistych. Artykuł przedstawia koncepcję łączenia świata rzeczywistego i wirtualnego z wykorzystaniem kombinacji technologii VR i Digital Twins oraz ma na celu zilustrowanie, w jaki sposób zapewnić wysoką zgodność odwzorowania obiektów wirtualnych w stosunku do ich rzeczywistych oryginałów, na przykładzie symulatora śmigłowca Mi-17 wykonanego w technologii MR.

9.
Szybki dyskretny regulator PID dla serwomechanizmu prądowego
Andrzej Bożek
Politechnika Rzeszowska
abozek@kia.prz.edu.pl
Streszczenie: Opracowano metodę doboru nastaw dyskretnego regulatora PID dla serwomechanizmu prądowego modelowanego przez podwójny integrator. Metoda pozwala uzyskać dowolnie szybką dynamikę odpowiedzi, aż do regulacji typu dead-beat. Jej zastosowanie wymaga czteroparametrowego wariantu regulatora z filtracją w członie różniczkującym. Wyprowadzono analityczne zależności pozwalające na obliczenie nastaw w oparciu o podstawowe proste parametry projektowe: wzmocnienie obiektu, czas cyklu regulatora oraz zadany czas regulacji. Zweryfikowano metodę strojenia symulacyjnie i przeanalizowano zależność pomiędzy szybkością regulacji, a wrażliwością na odchyłki wzmocnienia obiektu od wartości projektowej. W eksperymencie z obiektem rzeczywistym potwierdzono prawidłowe działanie układu regulacji dla nastaw ustalających czas regulacji na 5-krotność oraz 10-krotność czasu cyklu regulatora. Nastawy proponowane w poprzednich pracach pozwalały uzyskać czas regulacji co najmniej 25-krotnie dłuższy od czasu cyklu.

10.
Analiza numeryczna dyskretnego regulatora PID niecałkowitego rzedu, wykorzystująca aproksymację FOBD
Krzysztof Oprzędkiewicz
Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie
kop@agh.edu.pl
Streszczenie: W artykule zaproponowano metodologię analizy numerycznej dyskretnego, aproksymowanego regulator PID niecałkowitego rzędu (regulator FOPID). Ułamkowe części regulatora sa aproksymowane z wykorzystaniem aproksymacji FOBD (ang. Fractional Order Backward Difference). Celem analizy jest znalezienie długości pamięci (wymiaru aproksymacji) optymalnej z punktu widzenia zarówno dokładności, jak i złożoności obliczeniowej. W tym celu zaproponowano i zastosowano nowe funkcje kosztu, opisujące oba te czynniki. Wynik testów wskazują, że optymalna długość pamięci w rozważanej sytuacji powinna leżeć w zakresie pomiędzy 200 i 400. Proponowane podejście może też być wykorzystane do analizy innych dyskretnych implementacji operatora niecałkowitego rzędu, wykorzystujących operator FOBD.

11.
Problemy ekstremalne dla systemów hiperbolicznych z warunkami brzegowymi, w których występują całkowe opóźnienia czasowe
Adam Kowalewski
Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie
ako@agh.edu.pl
Streszczenie: Zaprezentowano ekstremalne problemy dla systemów hiperbolicznych z całkowymi opóźnieniami czasowymi. Rozwiązano problem optymalnego sterowania brzegowego dla systemów hiperbolicznych drugiego rzędu, w których całkowe opóźnienia czasowe występują w warunkach brzegowych typu Neumanna. Tego rodzaju systemy stanowią w liniowym przybliżeniu uniwersalny model matematyczny procesów fizycznych, w których ma miejsce przesyłanie sygnałów na odległość w liniach długich typu elektrycznego, hydraulicznego i innych. Korzystając ze schematu Dubowickiego-Milutina wyprowadzono warunki konieczne i wystarczające optymalności dla problemu liniowo-kwadratowego.

12.
Applicability of Fractional-Order PID Controllers for Twin Rotor Aerodynamic System Objects
Faisal Saleem, Józef Wiora
Politechnika Śląska
faisal.saleem@polsl.pl, jozef.wiora@polsl.pl
Streszczenie: The availability of two additional tunable parameters compared with Proportional Integral Derivative (PID) controllers makes it possible to incorporate fractional-order (FO) integral/derivative actions. The selection of the optimization algorithm and objective function is important for tuning the fractional-order PID controller. This paper presents the formulation of the FOPID con-troller design as an optimization problem and its solution using four built-in algorithms in MATLAB. Each algorithm solves the optimization by minimizing two cost functions resulting eight sets of controller parameters. To over-come the sensitivity of algorithms to the initial and boundary values of the parameters, we considered nine different initial and boundary conditions. The proposed method considers the minimum of the optimal values obtained in each case. This provides globally-optimal FOPID controllers. To validate its efficiency, the proposed method uses a Twin Rotor Aerodynamic System (TRAS) as an example. Comparison with a nonlinear approach shows that the proposed approach ensures tracking with minimal and smooth control efforts.

13.
Identyfikacja parametryczna nieliniowych i liniowych modeli matematycznych silnika BLDC
Łukasz Zawarczyński
Politechnika Świętokrzyska
l.zawarczynski@tu.kielce.pl
Streszczenie: W artykule przedstawiono wyniki analizy procesu identyfikacji parametrycznej typowych modeli matematycznych silnika bezszczotkowego prądu stałego z komutatorem elektronicznym (BLDC) w warunkach off-line. Analiza miała na celu zbadanie wpływu zmian warunków obciążenia i zasilania silnika na uzyskiwane wartości parametrów modeli matematycznych. W eksperymentach wykorzystano nieliniowy i liniowy model matematyczny układu napędowego silnika BLDC w formie układu równań różniczkowych poszczególnych faz obwodu elektrycznego silnika BLDC oraz równania różniczkowego odpowiednio zmiennej wejściowej w postaci napięcia zasilania i wyjściowej w postaci prędkości kątowej. Identyfikowane parametry modeli matematycznych wyznaczano na podstawie pomiarów elektrycznych i mechanicznych wielkości wyjściowych silnika, przy pobudzeniu różnymi wartościami napięcia stojana (w jednostkach względnych). Do identyfikacji nieliniowego oraz liniowego modelu matematycznego silnika zastosowano numeryczną metodę optymalizacji statycznej Neldera-Meada. Identyfikowane parametry modeli wyznaczono dla różnych warunków pracy układu napędowego z obciążeniem inercją masy bezwładności oraz pompą hydrauliczną pracującą w siłowym układzie napędowym z zaworem proporcjonalnym. Moment obciążenia silnika w układzie hydraulicznym uzyskano poprzez zastosowanie metody dławieniowej zmieniając parametry ciśnienia i przepływu czynnika roboczego. Dokonano także analizy wpływu napięcia zasilania i momentu obciążenia na własności statyczne i dynamiczne silnika. Ocenę zbieżności odpowiedzi czasowych układu napędowego zarejestrowanych w eksperymentach i uzyskanych z rozwiązania modeli matematycznych przeprowadzono na podstawie funkcji korelacji. Badania laboratoryjne przeprowadzono w układzie napędowym z silnikiem o mocy 2,5 kW, pracującym w układzie napędowym z pompą tłoczkową.

14.
Nowa hiperpłaszczyzna ślizgowa umożliwiająca ograniczenie sygnałów wyjściowych dyskretnego układu poddanego sterowaniu ślizgowemu
Paweł Latosiński
Politechnika Łódzka
pawel.latosinski@p.lodz.pl
Streszczenie: Strategie sterowania ślizgowego dla układów dyskretnych oferują wiele korzyści, takich jak wysoka wydajność obliczeniowa i wysoki stopień odporności na zakłócenia. Strategie te są jednak najczęściej skupione na wartościach wirtualnej zmiennej ślizgowej, a nie na rzeczywistym sygnale wyjściowym układu. W rezultacie nałożenie praktycznych ograniczeń na stan układu może stanowić wyzwanie przy zastosowaniu regulatorów ślizgowych. W odpowiedzi na ten problem zdefiniowaliśmy nową hiperpłaszczyznę ślizgową dla układów dyskretnych, w celu ustalenia bezpośredniej proporcjonalnej zależności pomiędzy wirtualną zmienną ślizgową a rzeczywistym sygnałem wyjściowym układu. W rezultacie, gdy zmienna ślizgowa będzie ściśle ograniczona podczas procesu sterowania, wyjście układu również zostanie wyraźnie ograniczone.

15.
Sterowanie ślizgowe systemem magazynowym z predefiniowaną trajektorią odniesienia
Katarzyna Adamiak, Tymoteusz Zwierzchowski
Politechnika Łódzka
katarzyna.adamiak@p.lodz.pl, tymoteusz.zwierzchowski@p.lodz.pl
Streszczenie: Niniejsza praca porusza problem projektowania dyskretnego sterowania ślizgowego dla systemów magazynowych i proponuje nową definicję popytu w układzie. W artykule rozważono magazyn jednego produktu o wielu dostawcach. Zakłada się, że popyt dzieli się na dwie części: nieznany, ale ograniczony popyt losowy i znany a priori element umowny. Dlatego też proponuje się w pierwszej kolejności uwzględnić jedynie popyt kontraktowy i wygenerować pożądany profil trajektorii. Innymi słowy, strategia ma na celu kształtowanie łańcucha dostaw według znanego a priori popytu kontraktowego. Następnie otrzymany profil trajektorii wykorzystuje się jako odniesienie w proponowanej strategii sterowania ślizgowego, gdzie wprowadza się dodatkową kompensację sprzedaży losowej. Koncepcja ta gwarantuje pełne zaspokojenie zarówno kontraktowego, jak i losowego popytu w całym okresie sterowania. Ponadto proponowana strategia znacznie upraszcza proces projektowania sterowania.

16.
System wsparcia nawigacji wirujących pocisków rakietowych
Dawid Florczak, Dariusz Miedziński, Robert Głębocki
Politechnika Warszawska
01105138@pw.edu.pl, dariusz.miedzinski2.dokt@pw.edu.pl, robert.glebocki@pw.edu.pl
Streszczenie: Kluczowym problemem w nawigacji wirujących rakiet w oparciu o nawigację inercyjną z wykorzystaniem czujników MEMS jest problem precyzyjnego obliczenia prędkości obrotowej. Główną przyczyną błędów nawigacji inercyjnej są ograniczenia w dokładności pomiaru prędkości obrotowej. Problem ten stanowi istotną barierę w udoskonalaniu i kontrolowaniu tradycyjnych konstrukcji niekierowanych rakiet wirujących. Jako potencjalne rozwiązanie zaproponowano innowacyjny system wspomagający obliczanie prędkości obrotowej, który mierzyłby zmiany w otoczeniu rakiety. W pracy przedstawiono problematykę opracowania układu wspomagającego precyzyjne obliczanie prędkości obrotowej obracającego się pocisku. Zaprezentowano dedykowane stanowisko badawcze wraz z wynikami wstępnych badań laboratoryjnych, które wskazują na możliwość uzyskania danych o kącie nachylenia rakiety poprzez analizę natężenia światła w jej otoczeniu.

17.
Nastawy regulatora kursu dla autopilota statku
Zbigniew Świder
Politechnika Rzeszowska
swiderzb@prz-rzeszow.pl
Streszczenie: Przedstawiono wybrane metody doboru nastaw PID dla regulatora kursu w autopilocie statku. Spójność projektowania jest możliwa dzięki temu, że zastosowano model Nomoto dla statku oraz dzięki eliminacji przez regulator stałej czasowej obiektu, przez co układ zamknięty staje się układem 2-go rzędu. W dwóch przypadkach założono dodatkowo, że układ ten ma mieć podwójną stałą czasową, różniącą się w zadanym stosunku r od stałej czasowej obiektu. Pokazano, że tak zaprojektowany regulator kursu zapewnia przebiegi aperiodyczne krytyczne przy skokowej zmianie wartości zadanej oraz lepiej tłumi zakłócenia środowiskowe niż standardowo nastrojone regulatory.

18.
Model i implementacja dwurdzeniowego sterownika programowalnego opartego na maszynie wirtualnej
Marcin Hubacz, Jan Sadolewski, Bartosz Trybus
Politechnika Rzeszowska
m.hubacz@prz.edu.pl, jsad@prz.edu.pl, btrybus@kia.prz.edu.pl
Streszczenie: Przedstawiono koncepcję, model semantyczny oraz prototypową implementację dwurdzeniowego sterownika programowalnego. Koncepcja budowy sterownika obejmuje równoległe przetwarzanie dwóch programów wykonawczych za pośrednictwem maszyny wirtualnej, wykorzystując wspólny obszar pamięci zmiennych globalnych. Zaprezentowany model przestawia formalny opis wykonywania przenaszalnych programów binarnych powstałych na podstawie języków normy IEC 61131-3 w środowisku programistycznym CPDev. Przedstawiona architektura opisuje działanie maszyny wirtualnej za pomocą abstrakcyjnych obiektów algebraicznych. Rozwiązanie zaimplementowane zostało w języku C/C++ na dwurdzeniowej platformie mikrokontrolerowej.

19.
System sterowania pralnią z użyciem tekstroniki i chmury obliczeniowej
Marcin Hubacz, Mateusz Salach, Bartosz Trybus, Bartosz Pawłowicz
Politechnika Rzeszowska
m.hubacz@prz.edu.pl, m.salach@prz.edu.pl, btrybus@kia.prz.edu.pl, barpaw@prz.edu.pl
Streszczenie: Urządzenia elektroniczne w XXI wieku posiadają liczne komponenty sieciowe, w tym moduły bezprzewodowego lub przewodowego dostępu do Internetu. Podłączenie urządzeń do sieci i usług w chmurze umożliwia im dostęp do nowych funkcjonalności oraz odblokowanie aktualizacji systemu a także ulepszeń bezpieczeństwa urządzeń. W artykule przedstawiono koncepcję inteligentnego systemu zarządzania i sterowania pralnią opartego o RFID i chmurę obliczeniową. Połączenie z Internetem nie tylko odblokowuje dodatkowe funkcje pralki, takie jak różne tryby prania, ale także pozwala wybrać odpowiedni poziom detergentu i parametry prania w oparciu o prany materiał tekstylny. Ponadto w artykule przedstawiono rozwiązanie i badania pomiarowe dotyczące dokładności identyfikacji tekstyliów.

20.
System testowania i walidacji modeli do sterowania ruchem pojazdów
Marcin Hubacz, Andrzej Paszkiewicz, Bartosz Pawłowicz, Mateusz Salach, Bartosz Trybus, Konrad Żak
Politechnika Rzeszowska
m.hubacz@prz.edu.pl, andrzejp@prz.edu.pl, barpaw@prz.edu.pl, m.salach@prz.edu.pl, btrybus@kia.prz.edu.pl, 160818@stud.prz.edu.pl
Streszczenie: W artykule przedstawiono przegląd prototypowego modelu do testowania różnych koncepcji i scenariuszy związanych z monitorowaniem i zarządzaniem ruchem w środowiskach miejskich i przemysłowych z wykorzystaniem koncepcji RFID i Internetu Rzeczy (IoT). Wskazano na wyzwania związane z identyfikacją ruchomych obiektów oraz potrzebę stosowania wydajnych protokołów komunikacyjnych w środowiskach wielodostępowych. W ramach pracy przedstawiono również badania związane z zastosowaniem automatycznej identyfikacji pojazdów (AVI) do zarządzania ruchem i kontrolą dostępu w czasie rzeczywistym, podkreślając korzyści płynące z wykorzystania technologii RFID w tworzeniu w pełni zautomatyzowanych systemów zarządzania dostępem. Prezentowany rozproszony system testowy pozwala na walidację prototypów i algorytmów związanych z procesami i strukturami do zarządzania ruchem. Model uwzględnia wykorzystanie rozwiązań chmurowych, w szczególności Azure IoT Hub do zbierania i monitorowania danych ruchu pojazdów. Elastyczność proponowanej architektury testowej pozwala na sprawdzanie różnych konfiguracji sprzętu i oprogramowania w zróżnicowanych scenariuszach użytkowania, co prowadzi do szybszego rozwoju i wdrażania proponowanych rozwiązań.

21.
Optymalizacja mieszanego odczytu zmiennych binarnych i rejestrowych w protokole Modbus ze sterownika PLC implementującego CPDev
Dariusz Rzońca, Andrzej Bożek
Politechnika Rzeszowska
drzonca@kia.prz.edu.pl, abozek@kia.prz.edu.pl
Streszczenie: Wydajna komunikacja jest kluczowa dla poprawnej pracy rozproszonych systemów automatyki. W artykule skupiono się na jednym z aspektów takiej komunikacji, związanym z mieszanym odczytem zmiennych binarnych i rejestrowych ze sterownika PLC w protokole Modbus RTU. W badaniach przyjęto architekturę pamięci ze wspólną adresacją zmiennych różnych typów, pozwalającą na użycie do odczytu zmiennych binarnych oprócz dedykowanych funkcji bitowych (jak np. FC1) także funkcji rejestrowych Modbus (jak np. FC3). Architektura taka występuje np. w sterownikach implementujących środowisko inżynierskie CPDev. W artykule zaproponowano metodę odpowiedniego grupowania zmiennych, prowadzącą do zmniejszenia łącznego czasu cyklu komunikacyjnego. Zaimplementowano model optymalizacyjny pozwalający na automatyczne znalezienie optymalnego grupowania. Przeprowadzono eksperymenty, a następnie omówiono uzyskane wyniki. Rezultaty przeprowadzonych badań zostaną wykorzystane przy rozwoju środowiska inżynierskiego CPDev.

22.
Using Node-Red to visualize dairy production data via Modbus
¹Samoilenko Yuliia, ¹Smitiukh Yaroslav, ²Kostiuk Yuliia, ²Stepashkina Kateryna, ²Hnatchenko Dmytro, ²Yaremych Valentyn
¹National University of Food Technologies, ²State University of Trade and Economics
juliyasamoil@gmail.com, smityuh1@gmail.com, kostyuk.yu@ukr.net, k.stepashkina@knute.edu, hnatchenko@knute.edu.ua, valentyn.yaremych@outlook.com
Streszczenie: The dairy industry is under consideration, namely the possibility of collecting data from sensors of the technological process of whipping cream into butter to assess the quality of the finished product. In today’s conditions of general digitalization and the Industry 4.0 strategy, the industrial sector is gradually integrating industrial IoT trends that combine automation, big data, IoT, Cloud. In this work, we will try to make it clear how easy it is to store, analyze and visualize data from certain industrial systems with the help of innovative IT developments using the advantages of the Node-RED interface. At industrial plants, the set of data on technological parameters is available only to the equipment operator through the HMI. The integration of Node-RED with the cloud application Google Sheet (spreadsheet) is shown for storing data in the cloud, analyzing and visualizing data of technological parameters. Node-RED, along with the Modbus and Dashboard modules, can easily create a web dashboard that can be shared via a web link and viewed in any web browser on the network.

23.
Failure modeling of industrial electric motors using unsupervised learning methods
¹Nata Lutska, ²Nataliia Zaiets, ³Vlasenko Lidiia
¹NUFT, ²National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, ³KNUTE
lutskanm2017@gmail.com, z-n@ukr.net, vlasenko.lidia1@gmail.com
Streszczenie: The task of detecting breakdowns helps to improve the reliability of industrial devices through early identification of problems and their timely resolution, which helps to improve the resource and energy efficiency of production as a whole. When modeling breakdowns of industrial electric motors, the following characteristics are primarily taken into account: average load, rotational frequency, power supply voltage, current consumption, leakage current, collected from data from a traditional automated control system and breakdown logs of repair teams of an industrial enterprise. The model for detecting reliability and breakdowns of electric motors in the work is built on an anomaly detection algorithm using unsupervised machine learning methods. Its effectiveness has been successfully tested using many evaluation metrics. It can be used for a range of tasks and applications in equipment management and maintenance, visualization, forecasting and management decision support.

24.
Diagnozowanie komunikacji między elementami rozproszonego systemu sterowania – część 2
Marcin Bednarek
Politechnika Rzeszowska
bednarek@prz.edu.pl
Streszczenie: W artykule opisano wybrane fragmenty procesu diagnozowania komunikacji między stacjami procesowymi mini systemu rozproszonego, zbudowanego na bazie modułowego sterownika przemysłowego AC800F. W wyniku przeprowadzonych eksperymentów uzyskano informacje dotyczące sposobu transmisji i położenia wartości zmiennych procesowych w przesyłanych komunikatach. Informacje te można wykorzystać w przyszłości do skomunikowania stacji systemu z bramą rozszerzającą możliwości komunikacyjne.

25.
Stanowisko do automatycznych testów funkcjonalnych kas fiskalnych
¹Agnieszka Hys, ²Pawel Drapikowski
¹Główny Urząd Miar, ²Politechnika Poznańska
agnieszka.hys@doctorate.put.poznan.pl, pawel.drapikowski@put.poznan.pl
Streszczenie: W pracy przedstawiono wymogi formalne oraz prototyp stanowiska do automatycznych testów funkcjonalnych sprzętowych kas rejestrujących. Do detekcji cyfr i napisów na klawiszach zastosowano system OCR, a ich współrzędne przestrzenne wyznaczane są na zasadzie stereowizyjnej. Do detekcji piktogramów z poza bazy OCR zastosowano głębokie sieci neuronowe. Ze względu na różne wymiary kas system stereowizyjny musi być rekonfigurowany w zakresie wysokości kamer i ich bazy. Zastosowano szybką stereo kalibrację na podstawie jedynie pary obrazów, która zapewnia wystarczające właściwości pomiarowe. Wyznaczone współrzędne klawiszy przesyłane są do robota przemysłowego wyposażonego w elastyczny wskaźnik dostosowany do naciskania klawiszy. Sekwencja klawiszy umożliwiająca przeprowadzenie poszczególnych testów wprowadzana jest przez operatora na podstawie dokumentacji kasy. Stanowisko przeznaczone jest do wdrożenia w GUM.

26.
Eksperckie wykorzystanie zaawansowanych algorytmów sztucznych sieci neuronowych w nieliniowej identyfikacji, modelowaniu i sterowaniu procesami mielenia cementu – badania wstępne
Dawid Pawuś, Szczepan Paszkiel
Politechnika Opolska
dawid.pawus@student.po.edu.pl, s.paszkiel@po.edu.pl
Streszczenie: W pracy przeprowadzono wstępne badania nad identyfikacją i sterowaniem wielowymiarowego, nieliniowego i niestacjonarnego procesu mielenia cementu z wykorzystaniem modeli nieliniowych opartych na sztucznych sieciach neuronowych. Postanowiono wiarygodnie zamodelować układ rozdrabniania. Autor proponuje strukturę modelu neuronowego NARX w oparciu o sieć ze sprzężeniem zwrotnym. W przeciwieństwie do modeli liniowych, model nieliniowy radzi sobie znacznie lepiej w procesie modelowania tak złożonego układu. W dalszej części badań zaproponowano prototyp neurokontrolera pracującego jako system ekspercki proponujący operatorom sygnały sterujące. Zastosowano odwrotną identyfikację układu. Jak wykazały badania, rozwój takich eksperckich podejść może poprawić jakość, prostotę i efektywność kontroli procesu mielenia cementu.

27.
Applications of Machine Learning Methods for Positioning in Scanning Electrochemical Microscope
¹Vadimas Ivinskij, ²Vijitashwa Pandey, ¹Inga Morkvėnaitė-Vilkončienė
¹Vilnius Gediminas Technical University, ²Oakland University
vadimas.ivinskij@vilniustech.lt, pandey2@oakland.edu, inga.morkvenaite-vilkonciene@vilniustech.lt
Streszczenie: A typical scanning electrochemical microscope (SECM) consists of a three-axis positioning system, usually with stepper motors and potentiostat. Working at a micro and nanoscale, the big problem is vibrations, which an antivibration table can solve. However, this is not a solution for some devices placed in small environments. Therefore, we suggest reducing vibrations by machine learning methods, making SECM more modular. In this paper, we compare and evaluate the use of neural networks within similar systems that have specialized architecture requirements, the use of samples that require a specialized approach to attribute extraction concerning feature fidelity for learning algorithms, control-machine learning combination methods for static and dynamic applications in electrochemical systems as well as application of neural network functions as stand-alone packages. The results were taken for the application of prototyping a tangible and portable electrochemical scanning device system. Potential improvements, such as micro stepping instead of time delay between steps, are considered.

28.
Employing Generative Artificial Intelligence in Replacement of Traditional Backend Systems
Artur Moroz, Illia Solohubov, Andrii Oliinyk, Sergey Subbotin, Stepan Skrupsky
National University „Zaporizhzhya Polytechnic”
arthur.official.moroz@gmail.com, illia.solohubov@gmail.com, olejnikaa@gmail.com, subbotin.csit@gmail.com, sskrupsky@gmail.com
Streszczenie: This paper investigates the application and benefits of using Generative Artificial Intelligence (GenAI) techniques, with an emphasis on large language models (LLMs) as an innovative approach in the development of information systems. The focus lies primarily on systems employing open datasets where data confidentiality is not a focal concern. By replacing the traditional programmed logic with these advanced AI models, this paper presents the measurable improvements in the efficiency and adaptability of system design, development, and maintenance. The key advantages discussed include an enhanced rate and accuracy in query processing and response provision. Despite accentuating these substantial benefits, the paper acknowledges potential limitations with the alignment of these models to certain user-specific needs. A noteworthy component of this study includes an in-depth exploration of Large Language Models usage and its implications in system interactivity and personalisation realms. The results suggest that the implementation of LLMs not only ensures precise and contextually relevant responses to user queries, but it also contributes to a significant reduction in time and resources expended during system design and development phases. Thus, replacing standard programmed logic with LLMs in systems utilizing open datasets accelerates the development timeline, simplifies maintenance procedures and boost the overall dynamism of the system.

29.
The Modified Genetic Algorithm for Solving the Traveling Salesman Problem
Illia Solohubov, Artur Moroz, Andrii Oliinyk, Sergey Subbotin, Stepan Skrupsky
National University „Zaporizhzhya Polytechnic”
illia.solohubov@gmail.com, arthur.official.moroz@gmail.com, olejnikaa@gmail.com, subbotin.csit@gmail.com, sskrupsky@gmail.com
Streszczenie: The traveling salesman problem is one of the most relevant challenges today, as the need to solve it arises in various fields. However, there is no clear algorithm for its solution. It falls within the realm of NP-complete problems and is optimization-oriented. The only way to tackle such problems is through exhaustive search, which needs to be optimized as much as possible. Different algorithms and approaches are often employed to address these problems, aiming to reduce the volume of analyzed solutions. This includes methods like branch and bound to expedite the search or artificial intelligence approaches such as the ant colony algorithm and genetic algorithms to accelerate the process while achieving the closest possible solution. Genetic methods are one of the most powerful tools for solving such tasks. These algorithms model evolutionary processes, which allow, thanks to the basic principles of evolution, to find better solutions. This approach allows representing a task as a certain evolutionary process. It is based on the fact that from the very beginning, a certain set of solutions is chosen, and they start competing with each other. Each solution represents an individual, and a set of its solutions represents a „gene”. Each of these genes during the algorithm’s operation can evolve, adapt, or mutate according to the rules of the environment. In the end, only the strongest genes should remain, which will be the approximate optimal solution. A characteristic of these algorithms is that each implementation can be unique. An important task in building algorithms is precisely the optimization of their parameters, as well as choosing the right approach to some of its stages, where only the best of them will remain in the end. This methodology not only allows finding optimal solutions but also provides flexibility and adaptability for various requirements and constraints.

30.
Wykorzystanie algorytmu LoLiMoT (Local Linear Model Trees) w dynamicznych systemach sterowania
¹Dominik Ożóg, ²Joanna Maziarka-Ożóg, ¹Paweł Kuraś
¹Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza, ²ES-Systems S.A.
d.ozog@prz.edu.pl, mziarka@gmail.com, p.kuras@prz.edu.pl
Streszczenie: Algorytm LoLiMoT (Local Linear Model Trees) to wydajne narzędzie wykorzystywane w dynamicznych systemach sterowania do precyzyjnego wyznaczania wartości sygnału sterującego. Ze względu na jego efektywność w systemach czasu rzeczywistego, zdobył on znaczącą popularność, szczególnie w kontekście implementacji na mikrokontrolerach i układach FPGA, które okazały się być znacznie szybsze w działaniu niż tradycyjne metody programowania. Algorytm umożliwia również skuteczne trenowanie sieci w różnych trybach – on-chip, on-line i off-line, oferując elastyczność w adaptacji do różnych warunków operacyjnych. W sercu LoLiMoT leży sieć neuronowa o specyficznej strukturze, której działanie różni się od tradycyjnych sieci neuronowych, głównie w kontekście budowy neuronu i liczby neuronów w sieci. W artykule przedstawiono szczegółowy opis algorytmu, jego struktury sieci neuronowej oraz implementacji w środowisku MATLAB oraz Simulink. Dodatkowo, artykuł zawiera analizę praktycznych przykładów użycia algorytmu w kontekście aproksymacji funkcji wielomianowych, a także zastosowania tej metody do sterowania obiektem oscylacyjnym o określonej transmitancji podkreślając jego skuteczność i precyzję. W artykule poruszono także interesujące kierunki potencjalnych dalszych badań w dziedzinie rozwoju tego algorytmu, szczególnie w zastosowaniach z zakresu automatyki. LoLiMoT oferuje obiecujące możliwości dla przyszłości systemów sterowania, łącząc zaawansowane techniki sztucznej inteligencji z praktycznymi zastosowaniami inżynierskimi.

31.
Architektura oprogramowania systemu kontrolno-pomiarowego wykorzystującego interfejs USB
Rafał Wojszczyk
Politechnika Koszalińska
rafal.wojszczyk@tu.koszalin.pl
Streszczenie: W pracy zaproponowano implementację wysokopoziomowej architektury oprogramowania, która pozwala na komunikację z urządzeniem zewnętrznym w sposób obiektowy. Opracowane rozwiązanie wraz z autorskim urządzeniem podłączanym do portu USB stanowią gotowy system kontrolno-pomiarowy.
Wykorzystanie wielowarstwowej architektury oraz wybranych wzorców projektowych pozwoliło na opracowanie rozwiązania programowego, które zapewnia niski koszt rozbudowy, pozwala na łatwe wykorzystanie w sposób obiektowy oraz zapewnia możliwość wymiany modułów. Dodatkowo uniwersalność opracowanego narzędzia pozwala na wprowadzanie wybranych modyfikacji systemu bez konieczności ponownej kompilacji kodu źródłowego.

32.
Positioning of mobile robots on the ground
Oleksii Shatokhin, Vytautas Bučinskas, Andrius Dzedzickis
Vilniaus Gedimino technikos universitetas
oleksii.shatokhin@vilniustech.lt, vytautas.bucinskas@vilniustech.lt, andrius.dzedzickis@vilniustech.lt
Streszczenie: Currently, mobile robots are gaining popularity due to their relevance and widespread use in modern society. Their ability to navigate their environment without the need for physical or electromechanical guidance devices makes them more promising and useful. The application of autonomous mobile robots is reflected in various fields such as enterprises, medicine, education, agriculture and consumer services, with the aim of improving services and daily life. With the advancement of technology, there is a growing demand for mobile robots that successfully perform tasks such as transporting heavy objects, monitoring, search and rescue operations, and others. Various studies conducted by scientists highlight the importance of mobile robots, their varied applications and the challenges they face. This review covers the current literature and examines the key issues faced by mobile robots. A comprehensive study of devices and sensors, as well as common methods for combining them, designed to solve problems such as localization, estimation and navigation in mobile robots is also presented. These aspects are organized based on their relevance, strengths, and weaknesses, providing a good basis for future research and development of methods to overcome the challenges faced by autonomous mobile robots.

33.
Conception of the channel robot navigation
Vygantas Ušinskis, Nikolaj Šešok, Tadas Rasimavičius, Dominykas Čičiurėnas, Muhammad Zulkifal, Vytautas Bučinskas
Vilnius Gediminas technical university
vygantas.usinskis@vilniustech.lt, nikolaj.sesok@vilniustech.lt, tadas.rasimavicius@vilniustech.lt, dominykas.ciciurenas@vilniustech.lt, muhammad.zuikifal@stud.vilniustech.lt, vytautas.bucinskas@vilniustech.lt
Streszczenie: Mobile robot navigation has gained increasing interest in academical and industrial fields. Navigation task mainly consists of three main parts including object detection and mapping, path planning and motion execution. Various sensors exist which separately or in fusion can acquire different kind of information from surrounding environment recognizing distances, shapes, colors etc. Nevertheless, navigation tasks are becoming more difficult requiring to adjust to varying static and dynamic obstacles and unknown environments. To efficiently deal with adaptive navigation tasks it is important not only to acquire correct data from environment but also to process this data using algorithms for path planning. Adaptivity challenges classical path planning methods like protentional field histogram (PFH), visual graph (VG) and Djikstra and require to look into heuristic methods and in some cases the use of artificial intelligence. This paper contains a review of classical and heuristic methods of path planning and possible combinations analyzing main advantages and disadvantages. Moreover, taking into account presented analysis specific obstacle detection and path planning method is presented for autonomous mobile robot used to navigate in under soil tunnels. Finally, conclusions and research situations are presented.

34.
Search and detection of people on water using YOLO architectures: A comparative analysis from YOLOv3 to YOLOv8
Nataliya Bilous, Vladyslav Malko, Nazarii Moshenskyi
Kharkiv National University of Radio Electronics
nataliya.bilous@nure.ua, vladyslav.malko@nure.ua, nazarii.moshenskyi@nure.ua
Streszczenie: The rapid development of computer vision and deep learning technologies has significantly improved the accuracy and speed of object recognition in a variety of applications, including security, surveillance, and search and rescue. One of the key challenges in this area is the detection of people in water areas, which is crucial for improving water safety and emergency response. In this research, a detailed comparative analysis of YOLOv3 to YOLOv8, is performed to evaluate their ability for effective detection people in the water. The analysis focuses on assessing the accuracy of each version’s identification of people in the water, the speed of real-time image processing, the ability to adapt to different water conditions, and the required computing resources for effective operation. The purpose of the research is to perform a detailed comparative analysis of YOLO architectures, from YOLOv3 to YOLOv8, for evaluating their ability to effectively detect people in the water area. The research not only assesses current capabilities, but also suggests directions for future innovation to improve the efficiency and reliability of detecting and tracking people on water.

35.
Adaptacyjne sterowanie neuronowe mobilnym robotem z kołami mecanum: weryfikacja eksperymentalna
¹Zenon Hendzel, ²Maciej Kołodziej
¹Department of Applied Mechanics and Robotics, Rzeszow University of Technology, ²Doctoral School of the Rzeszow University of Technology
zenhen@prz.edu.pl, csraziel@gmail.com
Streszczenie: W niniejszym artykule zaproponowano adaptacyjne sterowanie nadążne z wykorzystaniem sieci neuronowych (NN) dla niepewnych systemów nieliniowych w celu złagodzenia efektów spowodowanych przez niedomodelowane dynamiki, zakłócenia i zmienne warunki pracy mobilnego robota z kołami mecanum. NN z podstawowymi funkcjami sigmoidalnymi jest wykorzystywana do kompensacji nieliniowości i zmiennych warunków pracy robota. Nasze podejście charakteryzują dwie cechy. Pierwsza z nich to fakt, że struktura napędowa mobilnego robota z czterema kołami mecanum posiada 3 stopnie swobody i cztery moduły napędowe, jest obiektem typu przesterowango, brakujący moment jest ustalany na podstawie bilansu mocy systemów napędowych. Druga cecha polega na przeprowadzonych eksperymentach w celu zweryfikowania skuteczności i zalet proponowanej metody.

36.
Sterownie adaptacyjne dla autonomicznego robota kołowego wykorzystujące algorytm genetyczne
Paweł Penar, Zenon Hendzel
Politechnika Rzeszowska
ppenar@prz.edu.pl, zenhen@prz.edu.pl
Streszczenie: W artykule przedstawiono zastosowanie algorytmu genetycznego (GA) w problemie nadążania i stabilizacji ruchu mobilnego robota kołowego (MRK) działającego w zmiennych warunkach pracy. Proponowane podejście polega na zastosowaniu GA w sterowaniu adaptacyjnym. Jego nowością jest przekształcenie prawa adaptacji parametrów do postaci iteracyjnej, co pozwala zastosować GA w czasie rzeczywistym. Ponadto wprowadzając do sygnału sterowania człon sterowania nadzorującego można uzyskać asymptotyczną stabilność zamkniętego układu sterowania. Znajduje to potwierdzenie w przeprowadzonej symulacji, która wskazuje na osiąganie przez układ sterowania dużej dokładności ruchu przy zmiennych warunkach pracy.

37.
System półautonomicznego sterowania tandemem kosiarek do koszenia pasów przydrożnych
¹Andrzej Typiak, ¹Rafał Typiak, ²Zbigniew Zienowicz, ²Mateusz Nowakowski, ³Patrycja Patejek
¹Wojskowa Akademia Techniczna, ²HYDROMEGA sp. z o.o., ³Stowarzyszenie Robotyków SKALP
andrzej.typiak@wat.edu.pl, rafal.typiak@wat.edu.pl, zienowicz@hydromega.com.pl, mateusz.nowakowski@hydromega.com.pl, patrycja.matejek@srskalp.pl
Streszczenie: Dbanie o utrzymanie pasa drogowego wymaga regularnego koszenia rowów i terenów przydrożnych. Obecnie jest to realizowane głównie z wykorzystaniem kosiarek montowanych na ciągnikach rolniczych. Tendencją jest wprowadzenie autonomicznych systemów koszących, jednak do tej pory pojawiło się szereg rozwiązań autonomicznych robotów koszących krótką trawę (przydomowe trawniki, pola golfowe), niewiele na rynku jest rozwiązań autonomicznych kosiarek do koszenia wysokiej trawy. W pierwszej części artykułu opisano uwarunkowania determinujące prowadzenie prac nad rozwojem kosiarek do koszenia trawy. Następnie przedstawiono propozycję półautonomicznego systemu sterowania tandemem kosiarek do koszenia terenów przydrożnych. W ramach jego budowy, zaprojektowano i zbudowano w pełni funkcjonalny zestaw składający się z dwóch kosiarek: kołowej i gąsienicowej, układu zdalnego sterowania pierwszą kosiarką, oraz komputera wysokiego poziomu z zaimplementowanym oprogramowaniem, zapewniającym autonomiczne koszenie drugą kosiarką przy aktywnym nadzorze operatora. Przeprowadzona seria testów poligonowych pozwoliła ocenić skuteczność i praktyczność proponowanego rozwiązania. Wydajność koszenia oceniano na podstawie spójności kolejnych ścieżek koszenia. Uzyskane wyniki wskazują, że rozwój opracowanego systemu znacząco poprawi efektywność koszenia i zwiększy bezpieczeństwo pracowników.

38.
Specyfikacja wymagań dla systemu wizyjnej lokalizacji bezzałogowego statku powietrznego
¹Tomasz Pogorzelski, ¹Sebastian Rutkowski, ²Teresa Zielińska
¹Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Lotnictwa, ²Politechnika Warszawska – Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej
tomasz.pogorzelski@ilot.lukasiewicz.gov.pl, sebastian.rutkowski@ilot.lukasiewicz.gov.pl, teresaz@meil.pw.edu.pl
Streszczenie: Bezzałogowe statki powietrzne (BSP) są stosowane do wielu zadań, jak np. w misjach wojskowych, obserwacjach środowiska, czy dostawach ładunków. Niezawodne systemy nawigacyjne są tu konieczne. Niestety tradycyjne systemy wykorzystujące łączność satelitarna (GNSS) zawodzą w przypadku utraty łączności lub braku dostępu do usługi GNSS. Ponadto są one podatne na zakłócenia oraz oszustwa dotyczące przekazu GNSS. Rodzi to potrzebę wprowadzenia redundancji informacyjnej w systemach lokalizacji BSP. Taka rozbudowa nie powinna jednak skutkować koniecznością dodatkowego oprzyrządowania. Jedną z obiecujących koncepcji jest metoda lokalizacji wykorzystująca analizę obrazów pozyskiwanych z kamery pokładowej BSP. W takim systemie informacje dotyczące lokalizacji są przetwarzane wewnątrz statku bezzałogowego, eliminując zależność od zewnętrznych źródeł danych. Metoda wykorzystuje analizę obrazów i wykrywanie obiektów widzianych przez kamerę pokładową, co umożliwia precyzyjną lokalizację statku bezzałogowego w czasie rzeczywistym. W niniejszej artykule szczegółowo omówimy zaprezentowaną architekturę, wydobywając kluczowe aspekty jej struktury, komponentów oraz interfejsów. Przechodząc przez kolejne rozdziały, zwrócimy uwagę na założenia projektowe, specyfikacje wymagań dotyczące poszczególnych komponentów oraz infrastruktury komunikacyjnej. Przedstawimy, jak te elementy współpracują, aby osiągnąć zamierzone cele projektu. Wnioski, jakie wyciągniemy na podstawie analizy, będą kluczowe dla zrozumienia korzyści, jakie płyną z przyjętej architektonicznej koncepcji. Podkreślimy nie tylko cele, które stawiamy przed naszym projektem, ale również zestawimy osiągnięte wyniki z oczekiwanymi rezultatami. Ta szczegółowa analiza pozwoli nam zrozumieć, jakie korzyści niesie za sobą specyfikacja wymagań w projekcie systemu lokalizacji wizyjnej.

39.
Literaturowa analiza kinematyki i dynamiki kończyn dolnych podczas fizjoterapii funkcjonalnej na potrzeby projektowania robotów rehabilitacyjnych
¹Tomasz Osiak, ²Natalia Osiak, ¹Piotr Falkowski, ³Mehmet Emin Aktan, ⁴Piotr Czerechowicz, ⁵Vasfi Emre Ömürlü
¹Sieć Badawcza Łukasiewicz – Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP, ²Z Miłości Do Kości, ³Bartin University, ⁴Elmiko Biosignals, ⁵3LS R&D Consulting Industry and Trade Inc
tomasz.osiak@awf.edu.pl, kontakt@z-milosci-do-kosci.pl, piotr.falkowski@piap.lukasiewicz.gov.pl, maktan@bartin.edu.tr, piotr.czerechowicz@elmiko.eu, omurlu@yildiz.edu.tr
Streszczenie: Rehabilitacja wspomagana robotem staje się coraz popularniejszą metodą i pozwala na wykorzystanie niedostępnych wcześniej rozwiązań. Projektanci robotów rehabilitacyjnych muszą zadbać o to, aby ćwiczenia na ich urządzeniach wykorzystywały jak najbardziej funkcjonalne ruchy. Celem tego przeglądu było zebranie danych biomechanicznych, kinematycznych i dynamicznych dotyczących ruchu kończyn dolnych, które mogą pomóc projektantom robotów rehabilitacyjnych. W serwisie Scopus pobrano i poddano przeglądowi siedemnaście badań. Częściowe informacje dotyczące zakresów ruchu, prędkości kątowych i momentów obrotowych w stawach podczas chodu i czynności życia codziennego. Stwierdzono, że chód polega głównie na ruchu w płaszczyźnie przystrzałkowej, natomiast czynności życia codziennego często wymagają pełnej aktywacji stawu biodrowego. Badania dowodzą, że potrzebne są dalsze próby eksperymentalne w zakresie modelowania ruchów rehabilitacji funkcjonalnej.

40.
Projekt i konstrukcja modularnego, 6-stopniowego manipulatora robotycznego Arm-Z.
¹Krzysztof Zawalski, ²Michał Jarek, ¹Piotr Falkowski, ³Ela Zawidzka, ³Machi Zawidzki
¹Sieć Badawcza Łukasiewicz – Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP, ²Politechnika Warszawska, ³Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN
krzysztof.zawalski@piap.lukasiewicz.gov.pl, michal.jarek.stud@pw.edu.pl, piotr.falkowski@piap.lukasiewicz.gov.pl, zawidzka@ippt.pan.pl, zawidzki@ippt.pan.pl
Streszczenie: Ten artykuł prezentuje proces projektowania i konstrukcji manipulatora Arm-Z, który reprezentuje koncepcję nadmiernie redundantnego manipulatora opartego na połączonej sekwencji identycznych modułów. Każdy moduł dostarcza jednego stopnia swobody (1-DOF), a konkretnie skrętu względem poprzedniego modułu. Ujednorodnienie budowy sprawia, że Arm-Z ma potencjał bycia ekonomiczną i wytrzymałą konstrukcją. Znormalizowane moduły pozwalają na masową produkcję i łatwą wymianę w przypadku awarii. Artykuł omawia każdy etap procesu projektowania z perspektywy mechanicznej, w tym: geometrię modułu, symulację na podstawie parametrów Denavit-Hartenberg oraz proces produkcji. Sekcja dotycząca pracy nad systemem elektrycznym omawia kwestie takie jak wybór: silników, zasilania, zabezpieczeń oraz topologii sieci łączącej kontrolery EPOS.

41.
Symulacja modularnego ramienia robota o 6 stopniach swobody w środowisku MATLAB Simulink
¹Michał Jarek, ²Krzysztof Zawalski, ³Piotr Falkowski, ⁴Ela Zawidzka, ⁴Machi Zawidzki
¹Politechnika Warszawska, ²Sieć Badawcza Łukasiewicz – Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP, ³Sieć Badawcza Łukasiewicz – Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP, ⁴Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN
michal.jarek.stud@pw.edu.pl, krzysztof.zawalski@piap.lukasiewicz.gov.pl, piotr.falkowski@piap.lukasiewicz.gov.pl, zawidzka@ippt.pan.pl, zawidzki@ippt.pan.pl
Streszczenie: Arm-Z to koncepcja hiperredundantnego manipulatora opartego na sekwencji jednorodnych modułów. Każdy z nich posiada tylko jeden stopień swobody (1-DOF) – skręt względem poprzedniego. W artykule przedstawiono podejście do projektowania modularnego manipulatora robotycznego opartego na symulacjach komputerowych. To podejście jest raczej standardowe w dzisiejszych czasach, jednak zostało zastosowane w kontekście dość unikalnego systemu robotycznego. Przedstawiono model CAD struktury oraz odpowiadającą mu notację Denavita-Hartenberga. Do określenia momentów obrotowych poszczególnych elementów użyto środowiska programowania graficznego Simulink. Przedstawiono i omówiono wyniki trzech symulacji. Na zakończenie, na podstawie krytycznych obserwacji, dokonano wyboru napędu i przekładni dla systemu Arm-Z.

42.
Experimental analysis for the enhancement of industrial robot tool path planning
Mantas Makulavičius, Tadas Rasimavičius, Sigitas Petkevičius, Justas Makutėnas, Andrius Dzedzickis
Vilnius Gediminas Technical University
m.makulavicius@vilniustech.lt, tadas.rasimavicius@vilniustech.lt, sigitas.petkevicius@vilniustech.lt, justas.makutenas@vilniustech.lt, andrius.dzedzickis@vilniustech.lt
Streszczenie: Industrial robots play a key role in modern manufacturing processes with the contribution of increased efficiency, precision, and productivity. However, the dynamic nature of robotic movements can introduce vibrations that may impact performance and product quality. In this study, experimental analysis for the enhancement of the industrial robot tool path planning is implemented to get the initial knowledge of less robust robot configuration. In order to represent the impact of different robot configurations the RoboDK software for path generation, industrial robot Yaskawa Motoman HC10DTP with acceleration measurement setup have been utilized to analyse robot path following smoothness. The obtained information is presented in time and frequency domains, and key points like root mean square error and main frequencies at specific configurations were underlined.

43.
Metoda doboru parametrów manipulatorów przenośnych robotów do zadań specjalnych
¹Tomasz Krakówka, ²Andrzej Typiak, ¹Maciej Cader, ²Rafał Typiak
¹Sieć Badawcza Łukasiewicz Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP, ²Wojskowa Akademia Techniczna
tomasz.krakowka@piap.lukasiewicz.gov.pl, andrzej.typiak@wat.edu.pl, maciej.cader@piap.lukasiewicz.gov.pl, rafal.typiak@wat.edu.pl
Streszczenie: W artykule przedstawiono tematykę projektowania przenośnych manipulatorów robotów do zadań specjalnych. Przedstawiono dostosowany sposób doboru parametrów manipulatora w oparciu o wymagania użytkownika oraz bazę dostępnych komponentów. Proces wykorzystuje etapy doboru napędów manipulatorów i parametrów geometrycznych oraz optymalizacji topologicznej wybranych podzespołów. Szczególny nacisk położono na analizę obciążeń i definicję przypadków obciążeń wykorzystywanych w procesie. Proces przedstawiono na przykładzie przegubu manipulatora robota przenośnego do zadań specjalnych.

44.
Zastosowanie dwóch technik pomiarowych do oceny struktury wewnętrznej fibrobetonu
¹Janusz Kobaka, ¹Jacek Katzer, ²Machi Zawidzki
¹Faculty of Geoengineering, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, ²Sieć Badawcza Łukasiewicz – Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP
janusz.kobaka@gmail.com, jacek.katzer@uwm.edu.pl, zawidzki@piap.lukasiewicz.gov.pl
Streszczenie: Artykuł opisuje badania struktury wewnętrznej betonu zbrojonego włóknami stalowymi przy zastosowaniu dwóch nieniszczących technik pomiarowych: metody wykorzystującej fale ultradźwiękowe oraz metody wykorzystującej indukcję elektromagnetyczną. Metoda ultradźwiękowa pozwoliła na określenie wad materiałowych powstałych w wyniku niejednorodnego rozkładu włókien w przestrzeni badanych ciał próbnych. Metoda wykorzystująca indukcję elektromagnetyczną pozwoliła dokonać identyfikacji zawartości włókien. Badania wykazały, że fibrobeton charakteryzujący się stosunkowo dużą zawartością włókien stalowych (powyżej 1,5% objętościowo), jest podatny na powstawanie nieciągłości materiałowych w jego wewnętrznej strukturze. Zjawisko to występuje w bardzo niewielkim stopniu w betonach o zawartości włókien stalowych poniżej 1,5%.

45.
Dynamiczne właściwości fibrobetonu wytworzonego na bazie piasków odpadowych
¹Jacek Katzer, ¹Janusz Kobaka, ²Machi Zawidzki
¹Faculty of Geoengineering, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, ²Sieć Badawcza Łukasiewicz – Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP
jacek.katzer@uwm.edu.pl, janusz.kobaka@gmail.com, zawidzki@piap.lukasiewicz.gov.pl
Streszczenie: W artykule przedstawiono wyniki badań nieniszczących fibrobetonu z dodatkiem włókien stalowych wytworzonego na bazie piasków odpadowych. Belki fibrobetonowe o różnej zawartości włókien stalowych poddane były dwóm rodzajom drgań własnych: drganiom skrętnym i giętnym. Na podstawie przeprowadzonych testów i analizy Fouriera, wyznaczono częstotliwości tych drgań. Posłużyły one do określania dynamicznego modułu sprężystości, dynamicznego modułu odkształcenia postaciowego oraz dynamicznego współczynnika Poissona. Następnie określono wpływ włókien stalowych na te parametry.

46.
Badanie potencjału technologii iPAD-LiDAR w inwentaryzacji obiektów budowlanych
¹Czesław Suchocki, ²Jacek Katzer, ³Machi Zawidzki, ⁴Rafał Nowak
¹Politechnika Koszalińska, ²University of Warmia and Mazury in Olsztyn, ³Sieć Badawcza Łukasiewicz – Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP, ⁴Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie
czeslaw.suchocki@tu.koszalin.pl, jacek.katzer@uwm.edu.pl, zawidzki@piap.lukasiewicz.gov.pl, rnowak@zut.edu.pl
Streszczenie: W artykule przedstawiono program badawczy mający na celu wstępne określenie potencjału technologii iPAD-LiDAR w inwentaryzacji obiektów budowlanych. Autorzy skupili się na wykorzystanie komercyjnie dostępnych urządzeń (telefonów komórkowych i tabletów) wyposażonych w sensor LiDAR. Urządzenia takie można potraktować jako nisko kosztowe aparaty pomiarowe i zastosować do pomiarów inżynierskich. Pierwszym możliwym obszarem wykorzystania omawianych urządzeń są szeroko rozumiane inwentaryzacje budowlane, które przy wykonywaniu ich tradycyjnymi metodami zawsze wiążą się z dużym nakładem pracy. Automatyzacja tego procesu oraz jakość i ilość danych pozyskanych przy wykonywaniu inwentaryzacji tworzy zupełnie nową rzeczywistość techniczną i związane z tym możliwości pomiarowo-diagnostyczne.

47.
Właściwości fibrobetonu wykonanego na bazie lekkiego kruszywa spiekanego
¹Janusz Kobaka, ¹Jacek Katzer, ²Machi Zawidzki
¹Faculty of Geoengineering, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, ²Instytut Podstawowych Problemów Techniki Polskiej Akademii Nauk
janusz.kobaka@gmail.com, jacek.katzer@uwm.edu.pl, zawidzki@ippt.pan.pl
Streszczenie: Artykuł przedstawia badania właściwości fibrobetonu wykonanego na bazie lekkiego kruszywa spiekanego, wytworzonego z popiołu lotnego, będącego produktem odpadowym w procesie spalania węgla kamiennego. Wykorzystanie tego materiału jest krokiem w kierunku zrównoważonej gospodarki, której priorytetem powinna być dbałość o środowisko naturalne. Seria testów wykazała szereg korzystnych właściwości badanych materiałów, takich jak wytrzymałość na ściskanie w zakresie wytrzymałości betonów konstrukcyjnych powyżej 40 MPa, bardzo dobrą wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu powyżej 6 MPa, nasiąkliwość na poziomie około 25% oraz bardzo dobre właściwości termoizolacyjne przy współczynniku przewodzenia ciepła λ na poziomie niższym niż 0,45 W/(m2*°K).

48.
Koncepcja bezprzewodowego przesyłu energii przeznaczona do zastosowania w dwuwirnikowych turbinach wiatrowych
¹Wojciech Miąskowski, ¹Bartosz Moczulak, ²Wojciech Kiński, ¹Paweł Pietkiewicz, ¹Krzysztof Nalepa
¹University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Faculty of Technical Sciences, ²Sieć Badawcza Łukasiewicz – Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP
wojmek@uwm.edu.pl, bartosz.moczulak@o2.pl, wojciech.kinski@piap.lukasiewicz.gov.pl, papiet@uwm.edu.pl, nalepka@uwm.edu.pl
Streszczenie: Proces projektowania turbin wiatrowych wymaga wielowątkowej pracy nad opracowaniem poszczególnych węzłów konstrukcyjnych, z uwzględnieniem ich wzajemnego oddziaływania. Złożoność rozwiązań turbin wiatrowych zaproponowanych przez zespół badawczy WNT/PIAP, w którego skład wchodzą autorzy artykułu, poprawiających efektywność pozyskiwania energii użytecznej, wymusza stosowanie niekonwencjonalnych rozwiązań w zakresie przesyłu energii wewnątrz wiatru turbina. Rozwiązaniem opisanym w artykule jest system bezprzewodowej transmisji energii elektrycznej z uzwojeń stojana generatora do falownika. W artykule przedstawiono efekt prac zespołu nad rozwiązaniem powyższego problemu projektowego. W wyniku prac zaproponowano koncepcję bezprzewodowego przesyłu energii elektrycznej, mającą na celu jej zastosowanie w dwuwirnikowych turbinach wiatrowych małej mocy.

49.
Ocena efektywności modeli uczenia maszynowego w przewidywaniu ilości ścieków w zależności od warunków pogodowych na przykładzie oczyszczalni miasta Rzeszowa
¹Bartosz Kowal, ¹Patryk Organiściak, ¹Paweł Kuraś, ¹Adam Masłoń, ²Bartosz Wadiak
¹Politechnika Rzeszowska, ²Miejskie Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji Sp. z o.o. w Rzeszowie
b.kowal@prz.edu.pl, org@prz.edu.pl, p.kuras@prz.edu.pl, amaslon@prz.edu.pl, bwadiak@mpwik.rzeszow.pl
Streszczenie: Parametry oczyszczalni ścieków w Polsce muszą spełniać określone normy, które regulują jakość odpływu po procesie oczyszczania. Ilość oraz jakość dopływających ścieków zależy od wielu czynników, między innymi od warunków pogodowych. Prognozowanie tych parametrów pozwala zapewnić optymalną pracę oczyszczalni, co przyczynia się do redukcji kosztów ich pracy. W tym celu, korzystając z danych pogodowych, przeprowadzono próbę oszacowania ilości ścieków dopływających do oczyszczalni w Rzeszowie. Wykorzystano ponad 1000 różnych modeli w różnych konfiguracjach i przedziałach czasowych. Uzyskano najmniejszy średni błąd bezwzględny (MAE) na poziomie 3598m^3. Badanie pokazało, jak wybór parametrów oraz modeli uczenia maszynowego (ML) wpływa na dokładność prognoz, co, bazując wyłącznie na podstawowych danych czasowych, okazuje się być procesem stosunkowo trudnym.

50.
Koncepcja pasywnego egzoszkieletu o 5 stopniach swobody do rejestracji ruchu ludzkiej kończyny górnej
¹Jan Oleksiuk, ²Mateusz Zadrożniak, ¹Piotr Falkowski
¹Sieć Badawcza Łukasiewicz – Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP, ²Politechnika Warszawska
jan.oleksiuk@piap.lukasiewicz.gov.pl, mateusz.zadrozniak.stud@pw.edu.pl, piotr.falkowski@piap.lukasiewicz.gov.pl
Streszczenie: Z uwzględnieniem rosnącej i starzejącej się populacji oraz potencjalnych wyzwań związanych z zapewnieniem konwencjonalnej, manualnej fizjoterapii potrzebującym, niniejsza praca badawcza proponuje wykorzystanie egzoszkieletów aktywnych do zdalnej telerehabilitacji ruchowej. Ta metoda, zwłaszcza rehabilitacja zorientowana na zadania, uważana jest za efektywną i tanią. W celu stworzenia niezawodnego i bezpiecznego systemu rehabilitacyjnego opartego o wykorzystanie egzoszkieletu, konieczne jest przeprowadzenie precyzyjnych pomiarów danych podczas ruchów. Niniejszy artykuł przedstawia nowatorską koncepcję systemu rejestrowania trajektorii kończyny górnej zintegrowanego z konstrukcją pasywnego egzoszkieletu o 5 stopniach swobody, wytworzonego przy użyciu technologii druku 3D, co gwarantuje zarówno wytrzymałość, jak i lekkość.

51.
Research of microrobot movement accuracy
Viktor Masalskyi, Jurga Subačiūtė-Žemaitienė, Rokas Bagdonas, Vytautas Bučinskas, Andrius Dzedzickis
Vilnius Gediminas Technical University
viktor.masalskyi@vilniustech.lt, jurga.subaciute-zemaitiene@vilniustech.lt, rokas.bagdonas@vilniustech.lt, vytautas.bucinskas@vilniustech.lt, andrius.dzedzickis@vilniustech.lt
Streszczenie: The range of applications of micropositioning systems is rapidly expanding in various fields such as manufacturing processes, medical diagnostics, scientific research and many others. As a result, the demand for high accuracy, reliability and high precision control of micropositioning systems is growing. The main problems requiring research in this area are the search for solutions related to vibrations, inertial effects, mechanical, thermal and assembly errors. This paper describes a micromanipulation solution consisting of drivers of 4-axis (X, Y, Z1, Z2) micropositioning system and determining errors of system (drives with stepper motors, ball screws and slider) from the movement distance. Experimental studies have been conducted on high accuracy micropositioning based on position data received in almost real time with low latency. The experiments included series of measurements the accuracy of the micropositioning system and analyzing the results. The system is control by a computer with user interface and generates commands of movement and send it to motion controller. The results obtained allow an assessment of the influence of the accumulated error, friction of the actuator and etc. The experimental results show that the positioning errors of the microrobot positioning drive are within acceptable limits and the high accuracy is sufficient for micromanipulation purpose.

52.
Właściwości elektromagnetycznego urządzenia do śledzenia pozycji driveBay w kontekście wykorzystania w eksperymentach nad robotami miękkimi
Tomasz Smaż, Igor Zubrycki
Politechnika Łódzka
tomasz.smaz@p.lodz.pl, igor.zubrycki@p.lodz.pl
Streszczenie: Badania w dziedzinie Soft Robotics wymagają zaawansowanych technik pomiarowych, aby dokładnie śledzić pozycję i deformacje robota. Systemy śledzenia elektromagnetycznego oferują znaczące korzyści w porównaniu z systemami wizyjnymi, zwłaszcza w zakresie otrzymywania zarówno pozycji, jak i orientacji powierzchni robota bez problemów z okluzją. Jednakże takie systemy są zwykle projektowane do zastosowań w kontrolowanych środowiskach, z wieloma wytycznymi określonymi przez producentów, co wymaga więc oceny ich skuteczności w innym niż planowanym przez producenta środowisku. Niniejszy artykuł prezentuje serię podstawowych eksperymentów mających na celu ocenę możliwości i ograniczeń takiego systemu w robotyce miękkiej. Badamy wpływ odległości od stacji bazowej, odporność na zakłócenia środowiskowe, efekty bliskości elementów metalowych, oraz dokładność pomiarów rotacji. Wyniki wykazują znaczący wpływ odległości sondy od nadajnika na dokładność pomiaru, obserwując dziesięciokrotny spadek dokładności. Dodatkowo, obecność metalowych obiektów w bliskiej odległości (mniej niż 20 mm) od czujników negatywnie wpływa na dokładność, podobnie jak duże elementy metalowe, takie jak materiały konstrukcyjne. Efekt ten jest szczególnie wyraźny, gdy częstotliwość próbkowania systemu jest wielokrotnością częstotliwości sieci elektrycznej, co skutkuje więcej niż dziesięciokrotnym zmniejszeniem dokładności.

53.
Projektowanie oświetlenia hiperspektralnego do zastosowań przemysłowych
Piotr Garbacz, Piotr Czajka, Wojciech Mizak, Marcin Powroźnik
Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Technologii Eksploatacji
piotr.garbacz@itee.lukasiewicz.gov.pl, piotr.czajka@itee.lukasiewicz.gov.pl, wojciech.mizak@itee.lukasiewicz.gov.pl, marcin.powroznik@itee.lukasiewicz.gov.pl
Streszczenie: W pracy poruszono problematykę oświetlenia w przemysłowym obrazowaniu hiperspektralnym. Na podstawie wykonanego przeglądu literatury opisano technologię obrazowania hiperspektralnego oraz jej przykładowe zastosowania. Pomimo znacznego postępu w zakresie analizy danych oraz rozwoju kamer hiperspektralnych, wiele pozostaje do zrobienia w zakresie niezawodności i dostosowania tej unikalnej technologii do warunków przemysłowych. W tym kontekście autorzy podkreślają rolę oświetlenia w przemysłowych systemach widzenia maszynowego. W dalszej części artykułu przedstawione zostały zalety i ograniczenia różnych typów źródeł światła. Ze względu na specyficzne wymagania, jakie należy spełnić w przypadku obrazowania hiperspektralnego, autorzy zaproponowali dwa typy urządzeń dedykowanych do różnych zastosowań. Szczegółowo opisano prototyp oświetlacza halogenowego, charakteryzującego się równomiernością przestrzenną i szerokopasmowym zakresem widmowym. Na końcu artykułu przedstawiono proces projektowania dedykowanego oświetlacza MIX-LED wraz z metodą doboru odpowiednich pasm widmowych dla określonej aplikacji.

54.
Experimental research of carrageenan-based compression force sensors
¹Jurate Jolanta Petroniene, ¹Gediminas Braziulis, ²Uldis Zaimis, ¹Andrius Dzedzickis, ¹Egle Pastarnokiene, ¹Vytautas Bucinskas
¹Vilnius Tech University, ²Institute of Science and Innovative Technology, Liepaja University, Latvia
jurate-jolanta.petroniene@vilniustech.lt, gediminas.braziulis@vilniustech.lt, uldis.zaimis@liepu.lv, andrius.dzedzickis@vilniustech.lt, egle.pastarnokiene@vilniustech.lt, vytautas.bucinskas@vilniustech.lt
Streszczenie: Carrageenan is natural polysaccharide derived from Baltic seaweed Furcellaria lumbricalis. This natural polysaccharide has wide application in sensor industry. Such products as the humidity sensors, stretch sensors are already proposed with various solutions. Since the abundance of these seawead on the coast poses ecological prob-lems, it is necessary to carefully evaluate the circumstances of the more active use of this product of natural origin in production. Our scientific group conducted research on the production of a stretch sensor from carrageenan collected on the shores of Riga. Carrageenan itself is electrically conductive until it has some moisture in its structure. The formed carrageenan biopolymer film was enriched with various metal oxides. The most suitable and cheap additive is iron oxides. We chose Fe2O3 oxide because of its unique properties already confirmed in previous studies. The performed stretching tests of the product confirmed the possibility of using this carrageenan, which is not fully chemically purified, as the main material of the stretching sensor after protecting it from moisture loss with an additional layer of ecologically friendly polymer. Such a sensor can be used as a disposable product suitable for recording small deformations. The advantage of such a sensor is sustainability, since carrageenan is environmentally friendly and non-toxic in contact with the human body. The resulting characteristic of the force sensor is close to quadratic. Such a sensor can be used for loads up to 1 N per square centimeter unit. Elaborated carrageenan-based sensor has quadratic dependence of resistance on applied force.

55.
Metody redukcji błędu pomiaru zużycia paliwa przepływomierzem termoanemometrycznym
¹Andrii Ilchenko, ²Igor Korobiichuk
¹Agricultural Engineering and Technical Service Department of Polissya National University, ²Sieć Badawcza Łukasiewicz – Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP
avi_77@ukr.net, igor.korobiichuk@piap.lukasiewicz.gov.pl
Streszczenie: Przeanalizowano sposoby oddziaływania na wskaźniki promieniowego przepływu ciepła w przepływomierzu termoanemometrycznym, które będą wpływać na wskaźniki osiowego przepływu ciepła, czyniąc je bardziej informacyjnymi, a to z kolei wpłynie na błąd pomiaru zużycia. Sformułowano warunek doboru rozkładu temperatur przy minimalnym błędzie pomiarowym dla przepływomierza wielosekcyjnego, który można uzyskać poprzez wskaźniki przekładników termicznych samej rury wielosekcyjnego przepływomierza termoanemometrycznego, gdzie zmierzono maksymalną całkowitą różnicę temperatur pomiędzy wszystkimi sąsiednimi transformatorami cieplnymi. Zaproponowano rozszerzenie zakresu pomiaru zużycia paliwa za pomocą przepływomierza termoanemometrycznego ze względu na zastosowanie sekcji montowanych sekwencyjnie osiowo o różnych średnicach.

56.
Poprawa niezawodności działania naziemnych systemów nawigacji
¹Igor Korobiichuk, ²Viktorij Mel’Nick, ²Vera Kosova, ²Zhanna Ostapenko, ²Nonna Gnateiko, ²Galyna Boiko, ³Iana Piskivets
¹Sieć Badawcza Łukasiewicz – Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP, ²National Technical University of Ukraine „Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”, ³Independent Researcher
igor.korobiichuk@piap.lukasiewicz.gov.pl, v.melnyk71@gmail.com, vera_62@ukr.net, zhanna.ost@gmail.com, nonna.gnateiko@gmail.com, g.boyko@kpi.ua, ianapiskivets@gmail.com
Streszczenie: Najczęściej stosowanym zawieszeniem w przyrządach pomiarowych i układach odtwarzania drgań jest zawieszenie na płaskich sprężynach. W artykule przeanalizowano jedną z metod zmniejszania częstotliwości drgań własnych zawieszenia sprężystego na sprężynach płaskich. W artykule przedstawiono teoretyczne uzasadnienie możliwości zwiększenia skuteczności wibroizolacji urządzeń nawigacyjnych poprzez zmniejszenie częstotliwości drgań własnych zawieszenia sprężystego poprzez zastosowanie układu dodatkowego obciążenia części ruchomej. Wyznaczono korelacje pomiędzy częstotliwością drgań własnych zawieszenia a parametrami układu.

57.
Metoda dopasowania funkcji nieliniowej do danych pomiarowych, jej niepewność jako przykład zastosowania dla układów z termistorami
¹Jacek Puchalski, ²Zygmunt Warsza
¹Główny Urząd Miar, ²Polskie Towarzystwo Metrologiczne
jacek.puchalski@gum.gov.pl, zlw1936@gmail.com
Streszczenie: W pracy omawia się propozycję metody wyznaczania parametrów i pasma niepewności funkcji nieliniowej dopasowanej do zmierzonych danych punktów badanych. Dokonuje się takiej zamiany jednej lub obu zmiennych określonej funkcji nieliniowej, by ją zlinearyzować. Następnie metodą regresji liniowej znajduje się najkorzystniejsze parametry linii prostej dopasowanej do wartości współrzędnych punktów badanych wg ważonego ogólnego kryterium średniokwadratowego WTLS. Uwzględnia się współczynniki autokorelacji i korelacji wzajemnej i niepewności obu współrzędnych oszacowane wg zasad przewodnika GUM. Z parametrów tak otrzymanej linii prostej i z jej pasma niepewności. Podano przykłady liczbowe wyznaczania wartości parametrów i pasma niepewności funkcji termistora i układów z termistorem.

58.
Zastosowanie metody maksymalizacji wielomianów do szacowania parametrów regresji nieliniowej z niegaussowskimi błędami asymetrycznymi
¹Serhii Zabolotnii, ²Oleksandr Tkachenko, ³Waldemar Nowakowski, ⁴Zygmunt Warsza
¹Cherkasy State Business College, ²Uzhhorod National University, ³Casimir Pulaski Radom University, ⁴Polskie Towarzystwo Metrologiczne
zabolotniua@gmail.com, tkachenko.ck@gmail.com, W.Nowakowski@uthrad.pl, zlw1936@gmail.com
Streszczenie: W artykule zbadano alternatywne podejście do estymacji parametrów w modelach regresji nieliniowej w warunkach asymetrycznych rozkładów błędów. Zaproponowano nowatorskie podejście do estymacji adaptacyjnej, które opiera się na wykorzystaniu funkcji wielomianowych drugiego rzędu. Umożliwia to prostą implementację uwzględniającą odchylenia od idealizacji Gaussa w postaci momentów aż do czwartego rzędu. Pokazano, że cały problem można algorytmicznie sprowadzić do numerycznego rozwiązania układu nieliniowych równań stochastycznych. Otrzymuje się wyrażenia analityczne, które ułatwiają estymację parametrów i analizę ich asymptotycznej wariancji. Przeprowadzono modelowanie statystyczne metodą Monte Carlo, którego wyniki wskazują, że dokładność szacunków PMM2 jest porównywalna z szacunkami SLS i znacznie przewyższa dokładność szacunków OLS.