W artykule przedstawiono mechanizm szeregowania procesów (symulacji) w systemie wieloagentowym wspomagającym projektowanie układów sterowania. Zaimplementowany algorytm ma za zadanie przydzielanie poszczególnych procesów do jednostek obliczeniowych, tak aby minimalizować czas przetwarzania zapytań przez system. Szeregowanie procesów pozwoliło na zwiększenie wydajności systemu wieloagentowego na poziomie 245%.
EN
In this paper the new mechanism of processes scheduling in multi-agent systems is presented. This mechanism is based on the assumption that incoming requests shall be scheduled and processed by the least loaded unit. Implementation of the algorithm improved the multi-agent system performance at the level of 245% by reducing the time of request processing.
W artykule przedstawiono system wieloagentowy wspomagający projektowanie wybranych układów sterowania sterami strumieniowymi. Zaimplementowany system składa się z czterech niezależnych programów komputerowych (agentów), które poprzez realizację unikalnych algorytmów oraz wzajemną komunikację dobierają odpowiednią strukturę i elementy układu sterowania oraz po przeprowadzeniu badań symulacyjnych dokonują oceny jakości otrzymanego rozwiązania projektowego.
EN
In this paper the distributed multi-agent system for aided design of chosen control systems is presented. Implemented system consists of four independent software agents: Interface Agent (gathers and initially validates the data from user designer), Master Agent (supervises the design process by delegating tasks to particular agents and enables deployment of machine learning algorithms), Matlab Agent (loads the necessary items from the database, creates a control system model and conducts dynamic calculations for the designed structure), Expert Agent (evaluates the simulation results regarding the suitability of generated solution and provides a report for system user). The outcome of the system activity is a ready-made solution concerning an appropriate structure and elements of the thruster control system.
Po załączeniu napięcia na skutek istnienia inercji prąd w obwodzie zaczyna narastać od wartości zerowej do znamionowej. W tym czasie narastają spadki napięć na rezystancjach (impedancjach obwodu) bo zaczynają obowiązywać prawa Kirchhoffa. Można utworzyć układ ze sprzężeniem zwrotnym (układ regulacji stałowartościowej bądź nadążnej), który poszukuje parametrów obwodu spełniających prawa Kirchhoffa – elementy nie muszą być liniowe. W artykule przedstawiono omówienie teoretyczne metodyki rozwiązywania obwodów z zastosowaniem programu MatlabSimulink oraz przykłady: nieliniowego obwodu prądu stałego, nieliniowego obwodu dla wartości chwilowych prądu przemiennego oraz liniowych obwodów prądu przemiennego, obliczanych dla wartości wskazowych.
EN
After voltage switch on a current in circuit due to inertia existence start to grow from null to nominal value. Meanwhile grows the resistance (impedance) voltage drops to achieve Kirchhoff’s rule. We can use a circuit with feedback (constant value control system or follow-up control system), which search for circuit parameters fulfilling Kirchhoff’s rules – in such case elements can be nonlinear. In the paper theoretic bases of circuit solutions using Matlab-Simulink program are discussed. Examples of nonlinear circuit of DC, nonlinear circuit for instantaneous values of AC supplied circuit and linear AC circuit evaluated for vector values are presented.
W artykule przedstawiono zagadnienia związane z transmisją danych w rozproszonych systemach sterowania. Opisano cechy charakterystyczne przemysłowych sieci i protokołów informatycznych. Utworzono model rozproszonego systemu sterowania poziomem cieczy w zbiorniku, w którym komunikacja oparta została na protokole Modbus RTU. Na podstawie zmian parametrów transmisji danych wykazano, że poprawna komunikacja pomiędzy elementami systemu ma kluczowe znaczenie w zapewnieniu odpowiedniej jakości sterowania.
EN
This paper describes common issues related to data transmission in distributed control systems. Main features of industrial networks and communication protocols were presented. Model of distributed control system liquid level in the tank was developed, where data transmission was based on Modbus RTU protocol. Results of changing data transmission parameters proved that correct communication between system components is essential in ensuring proper control quality.
Układy sterowania i kontroli stosowane w pojazdach lądowych, powietrznych i wodnych są aktualnie budowane w oparciu o technologię sieciową CAN. Przyjęły się dwa protokoły przesyłania danych siecią CAN: DeviceNet – rozpowszechniony w Stanach Zjednoczonych oraz CANopen – popularny w Unii Europejskiej. Układy sieciowe CAN mają wysoką niezawodność i ze względu na niewielką liczbę połączeń kablowych są wygodne do zastosowań przy budowie rozproszonych systemów akwizycji danych. W referacie przedstawiono strukturę i podstawowe charakterystyczne cechy rozproszonego układu z siecią CAN oraz problemy związane z oprogramowaniem i komunikacją. Zaprezentowane zostało, między innymi przykładowe użycie systemu sieciowego opartego o urządzenia CAN8424 firmy ICPDAS, do diagnostyki ciągników kołowych.
EN
CANopen and DeviceNet are the most popular specialized networks based on the CAN protocol. CANopen is available as European standard EN50325-4. CANopen networks support the operation of machines and devices which are embedded systems. They are used in vehicles, in particular passenger cars, the railway industry, ships, aircraft, control systems for small objects, and they are increasingly often deployed in complex production lines. DeviceNet was developed by Honeywell in 1989 based on the CAN technology as a Smart Distributed System (SDS) standard. The DeviceNet protocol was engineered in 1994 by Allen-Bradley as a combination of the CAN protocol and the Common Industrial Protocol (CIP). SDS gained widespread popularity in the US, and it is used to automate production lines and control vehicle subassemblies. In the paper a structure and base features of distributed system with CAN net and appeared problems are discussed. An example use of net system with CAN8424 devices of ICPDAS for wheeled tractors is presented.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Podstawowym elementem systemu diagnostycznego jest komputer pokładowy Fujitsu FUTRO S100 z chłodzeniem pasywnym w wykonaniu odpornym na drgania i wstrząsy, z pamięcią Compact Flesh 16Gb. Do komputera dołączony jest monitor dotykowy NVOX LCD 10” VGA/FVAT. Oprogramowanie komputera obejmuje system operacyjny Windows XP-2000, driver konwertera USB/DeviceNet oraz opracowany program diagnostyczny.Komputer połączony jest łączem USB z konwerterem protokołu USB na DeviceNet, typu I-7565 pracującym jako „master”. Sieć CAN łączy konwerter z trzema urządzeniami akwizycji danych (urządzenia „slave”) czujników zainstalowanych w wybranych punktach ciągnika kołowego.
EN
The design and construction of a diagnostic device requires the development of a system for the acquisition and processing of measurement data, numerous cable connections and an on-board computer. The key component of a diagnostic system was the Fujitsu FUTRO S100 on-board computer in shock and vibration-proof housing, with passive cooling and a 16 GB Compact Flash memory card. The computer was provided with a NVOX LCD 10” VGA/FVAT touch screen. The following software was used: Windows XP-2000, USB/DeviceNet interface module and a diagnostic program. The computer was connected to the I-7565USB/DeviceNet master device via the USB port. The CAN bus connected the interface module with three slave devices collecting data from sensors installed in various locations of a wheeled tractor.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Podstawowym elementem systemu diagnostycznego jest komputer pokładowy Fujitsu FUTRO S100 z chłodzeniem pasywnym w wykonaniu odpornym na drgania i wstrząsy, z pamięcią Compact Flesh 16Gb. Do komputera dołączony jest monitor dotykowy NVOX LCD 10” VGA/FVAT. Oprogramowanie komputera obejmuje system operacyjny Windows XP-2000, driver konwertera USB/DeviceNet oraz opracowany program diagnostyczny. Komputer połączony jest łączem USB z konwerterem protokołu USB na DeviceNet, typu I-7565 pracującym jako „master”. Sieć CAN łączy konwerter z trzema urządzeniami akwizycji danych (urządzenia „slave”) czujników zainstalowanych w wybranych punktach ciągnika kołowego.
EN
The design and construction of a diagnostic device requires the development of a system for the acquisition and processing of measurement data, numerous cable connections and an on-board computer. The key component of a diagnostic system was the Fujitsu FUTRO S100 on-board computer in shock and vibration-proof housing, with passive cooling and a 16 GB Compact Flash memory card. The computer was provided with a NVOX LCD 10” VGA/FVAT touch screen. The following software was used: Windows XP-2000, USB/DeviceNet interface module and a diagnostic program. The computer was connected to the I-7565USB/DeviceNet master device via the USB port. The CAN bus connected the interface module with three slave devices collecting data from sensors installed in various locations of a wheeled tractor.
Diagnostic device monitors the tractor’s technical condition and identifies the location of damaged components during operation. The diagnostic device detects and identifies the following types of defects: functional defects (uf) which affect performance, exhaust defects (ue) which increase toxic emissions and fuel consumption, defects that jeopardize driving safety (us), defects that affect engine performance (ud). The key component of diagnostic device is on-board computer with touch screen, connected by USB/DeviceNet converter (master module) via the USB port. The CAN bus connects the interface module with three slave modules collecting data from sensors installed in various locations of wheeled tractor. Slave devices acted as data concentrator units. In the paper structure and basic algorithms are presented.
PL
Urządzenie diagnostyczne jest ukierunkowane na monitorowanie i diagnozowanie, sprowadzone do kontroli stanu technicznego i lokalizacji elementów uszkodzonych ciągnika w trakcie eksploatacji. Założono możliwość wykrywania i lokalizowania uszkodzeń podzielonych na klasy związane z następującymi skutkami: funkcjonalnymi (uf) powodującymi ograniczenia efektywności pracy, emisyjnymi (ue) wywołującymi wzrost emisji związków toksycznych i zużycia paliwa, zagrażającymi bezpieczeństwu ruchu (us) ciągnika, pogarszającymi dynamikę (ud). Podstawowym elementem diagnostycznym jest komputer pokładowy z ekranem dotykowym, połączony łączem USB z konwerterem protokołu USB na DeviceNet, pracującym jako „master". Sieć CAN łączy konwerter z trzema urządzeniami akwizycji danych czujników zainstalowanych w wybranych punktach ciągnika kołowego. Artykuł prezentuje podstawowe algorytmy urządzenia.
In a classical approach to damage diagnosis, the technical condition of an analyzed machine is identified based on the measured symptoms, such as performance, thermal state or vibration parameters. In wheeled tractor the fundamental importance has monitoring and diagnostics during exploitation concerning technical inspection and fault element localizations. The main functions of a diagnostic system are: monitoring tractor components which affect operation, safety, performance parameters and exhaust gas emissions; registering information about component damage; registering performance parameters at the moment of damage. In the paper research problem, methodology and achieved results are presented.
PL
W klasycznych metodach diagnozowania uszkodzeń maszyn wykorzystuje się odwzorowanie stanu technicznego obserwowanej maszyny poprzez mierzony symptom np.: efektywność pracy, stan cieplny, drganiowy. W ciągniku kołowym podstawowe znaczenie ma monitorowanie i diagnozowanie w toku eksploatacji, sprowadzone do kontroli stanu technicznego i lokalizacji elementów uszkodzonych. Podstawowe funkcje urządzenia diagnostycznego to: monitorowanie elementów ciągnika kołowego mających wpływ na funkcjonowanie, bezpieczeństwo, dynamikę i poziom emisji toksycznych składników spalin; zapis informacji o uszkodzeniach elementów ciągnika; zapis informacji o parametrach ciągnika w chwili uszkodzenia. W artykule przedstawiono problem badawczy, zastosowane metody i uzyskane wyniki.
Systemy diagnostyczne OBD (On Board Diagnosis) są coraz częściej stosowane w pojazdach. Tylko niektóre ciągniki kołowe są wyposażone w systemy diagnostyczne. Dotychczas stosowana diagnostyka pokładowa pojazdów jest silnie związana z wymaganiami emisyjnymi i nie obejmuje innych ważnych funkcji pojazdu. W tworzonym systemie diagnostycznym ciągnika kołowego, ze względu na możliwe skutki przyjęto cztery grupy uszkodzeń: funkcjonalne (uf) powodujące ograniczenie efektywności pracy, emisyjne (ue) wywołujące wzrost emisji związków toksycznych, zagrażające bezpieczeństwu ruchu (us) ciągnika oraz pogarszające jego dynamikę (ud). System diagnostyczny tworzy komputer pokładowy z wyspecjalizowanym oprogramowaniem, moduły akwizycji danych pracujące w sieci CAN z protokołem DeviceNet, czujniki pomiarowe (sensory) oraz elementy wykonawcze (aktuatory). W artykule przedstawiono przyjęte założenia, strukturę systemu mechatronicznego oraz organizację programu diagnostycznego. Praca jest realizowana w ramach programu badawczego Nr N N504 513740 Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego.
EN
Diagnostic systems OBD (On Board Diagnosis) are more frequently used in vehicles. Only some tractors are equipped in diagnostic systems. So far used on board diagnosis is strongly connected with emission demands and does not concern other important vehicle functions. In the developed mechatronic diagnostic system, based on generated consequences, four groups of defects are accepted: functional (uf), which inhibit performance, exhaust (ue), which causes increase toxic emissions, that jeopardize driving safety (us) and defects that affect engine performance (ud). The diagnostic system consists of a board computer with specialized programs, acquisition data modules working in CAN net with protocol DeviceNet, measuring sensors and actuators. In the paper accepted assumptions, a structure of mechatronic system, organization of diagnostic program are presented. This study was supported by research grant No. N N504 513740.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Duże odbiorniki energii elektrycznej na statkach, a zwłaszcza silniki indukcyjne charakteryzują się zmiennym poborem prądu. Przy ocenie wpływu obwodów zasilania na pracę odbiorników należy stosować złożone modele matematyczne. W artykule zaproponowano zastosowanie oryginalnego modelu węzła, który umożliwia modelowanie połączenia szeregowego dwóch oddzielnych elementów: obwodu zasilania i odbiornika, bez obliczania przepływu prądu. Pracę węzła zilustrowano badaniami symulacyjnymi steru strumieniowego statku.
EN
Big ship electric loads, especially induction motors have variant power absorption. At evaluation of an influence of electric power supply on loads work, complex mathematical models should be applied. In the paper an application of original series connection node is proposed. It enables modeling of two separate elements series connected: electric power supply circuit and load, without current flow computation. The series node work basing ship thruster simulations is illustrated.
An application of computer controlled fuel injection systems in vehicle engines and growing demands concerning toxic substances emission and fuel consumption was a main reason for OBD (On Board Diagnosis) development. In spite of a great technological development, only some tractors are equipped in diagnostic systems. On board diagnosis is strongly connected with emission demands and does not concern other important vehicle functions. In the developed mechatronic diagnostic system, based on generated consequences, four groups of defects are accepted: functional (uf), which inhibit performance, exhaust (ue), which causes increase toxic emissions, that jeopardize driving safety (us) and defects that affect engine performance (ud). The diagnostic system consists of a board computer with specialized programs, acquisition data modules working in CAN net with protocol DeviceNet, measuring sensors and actuators. In the paper accepted assumptions, and a structure of mechatronic system model and organization of a diagnostic program are presented.
PL
Mimo dużego rozwoju technologicznego, tylko niektóre ciągniki kołowe są wyposażone w systemy diagnostyczne. Aktualnie stosowana diagnostyka pokładowa pojazdów jest silnie związana z wymaganiami emisyjnymi i nie obejmuje innych ważnych funkcji pojazdu. W tworzonym mechatronicznym systemie diagnostycznym ciągnika kołowego ze względu na możliwe skutki przyjęto cztery grupy uszkodzeń: funkcjonalne (uf) powodujące ograniczenie efektywności pracy, emisyjne (ue) wywołujące wzrost emisji związków toksycznych, zagrażające bezpieczeństwu ruchu (us) ciągnika oraz pogarszające jego dynamikę (ud). System diagnostyczny tworzy komputer pokładowy z wyspecjalizowanym oprogramowaniem, moduły akwizycji danych pracujące w sieci CAN z protokołem DeviceNet, czujniki pomiarowe (sensory) oraz elementy wykonawcze (aktuatory). W artykule przedstawiono przyjęte założenia, budowę modelu systemu mechatronicznego oraz organizację programu diagnostycznego.
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.
EN
In the paper three types of mathematical models of static squirrel cage motors and the method of estimating parameters using genetic algorithms are presented. Criteria: the sum of the squares, the sum of absolute values and integral of optimization problem are used. In selection control of algorithm a bow thruster identified mathematical models are applied. The parameters and methodology for the selection of motor models were considered for the study of their impact on the energy system of the ship are showed.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono model generatora synchronicznego oraz węzłów równoległych obciążeń, w których zastosowano wektorową reprezentację zmiennych stanu. Przyjęto założenie o symetrycznym obciążeniu generatora, co umożliwia modelowanie obciążeń tylko dla jednej fazy napięcia. Ze względu na ocenę pojedynczej pracy, jak również analizę stanu jałowego, generator został zbudowany jako źródło napięciowe. Opracowane modele wykorzystano do oceny wymagań towarzystw klasyfikacyjnych dotyczących systemów elektroenergetycznych statków.
EN
A model of synchronous generator and parallel load circuits with vector states representation is shown. An assumption concerning symmetrical generator loads is accepted; it enables to model only one phase load. According to evaluation and analysis of single work of generator without load, the model of generator as a voltage source is build. The developed models for evaluation of classification society demands of ship power subsystems are used.
W artykule przedstawiono możliwości zastosowania modeli matematycznych elementów składowych steru strumieniowego statku oraz wykorzystania badań symulacyjnych przy doborze algorytmów sterowania. Przedstawione procedury oraz modele matematyczne zostaną włączone do systemu ekspertowego wspomagającego projektowanie statków.
EN
This paper deals with the problem of mathematical models applications of component elements of ship thrusters and simulations at a choice of control algorithms. The design procedures and mathematical models will be used in expert system for aided design of ship power systems.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono koncepcję wykorzystania środowiska symulacyjnego Scilab, modeli matematycznych oraz badań symulacyjnych przy projektowaniu podsystemów energetycznych statku. Zredagowano przykładową strukturę zawierającą model wysokoprężnego silnika oraz model śruby okrętowej. Przedstawione procedury oraz modele matematyczne zostaną właczone do systemu ekspertowego wspomagającego projektowanie statków.
EN
This paper deals with a problem of mathematical models application and simulation environment Scilab in design process of ship power subsystems. Model of Diesel engine and ship propeller screw are presented in exemplary structure of ship propeller unit. The models will be used in expert system for aided design of ship power systems.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono koncepcję wykorzystania modeli matematycznych oraz badań symulacyjnych przy projektowaniu podsystemów energetycznych statku. Przedstawione procedury oraz modele matematyczne zostaną włączone do systemu ekspertowego wspomagającego projektowanie statków.
EN
This paper deals with the problem of mathematical models applications and simulations in design process of ship power systems. In this paper design procedures and mathematical models of ship power systems are presented. The models will be used in expert system for aided design of ship power systems.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono koncepcję wykorzystania badań symulacyjnych oraz systemu ekspertowego z bazą wiedzy do wspomagania projektowania podsystemów energetycznych statków. Opisano przykładową strukturą steru strumieniowego oraz poszczególne jej elementy składowe.
EN
This paper presents a concept of application of simulation investigations and an expert system with a knowledge-base and data-base to improve design procedures of a ship power subsystem. Exemplary structures and component elements of ship thrusters are also shown.
Przedstawiono strukturę i funkcje systemu informatycznego wspomagania projektowania układów automatyki i statku. Szczególną uwagę zwrócono na funkcję oceny rozwiązań projektowych na podstawie prowadzonych badań symulacyjnych. Omówiono reprezentację wiedzy o projektowanym podsystemie energetycznym statku, dobór struktur modeli elementów składowych podsystemów umożliwiający zastosowanie reguł do budowy modeli symulacyjnych i reguły oceny poprawności formalnej i merytorycznej projektu. Zaprezentowano również algorytm automatycznego zestawienia modeli symulacyjnych projektowanych podsystemów oraz przykładową sesję badań symulacyjnych podsystemu steru strumieniowego statku.
EN
A structure (fig. 1) and function of information system for aided design of ship power subsystem automation is presented. more detailed a function of evaluation of design solutions based on simulation investigations is described. A data describing a designed power subsystem is introduced in interactive mode to an expert system, then production rules evaluate formal correctness and design art. in the case when there are no mistakes, the expert system creates automatically a simulation model of designed subsystem and calls program matlab-Simulink. After a simulation session the program environment returns to the expert system. In the paper a knowledge representation of designed ship power subsystem (Table 1), and a choice of component model structures of subsystems (fig. 2,3,4,5), which enable an application of production rules for simulation models creation and design correctness evaluation are shown. Also an algorithm of automatically created simulation models of designed subsystems (fig. 6) and an exemplary session of simulation investigations of ship tubular ruder (fig. 7,8,9) are presented.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono system ekspercki wspomagania projektowania układów automatyki statków obejmujacy bazy wiedzy dotyczące metod i procedur projektowania układów automatyki statków, bazy danych obiektów automatyzowanych, elementów i układów automatyki, wymagań towarzystw klasyfikacyjnych oraz podsystem badań symulacyjnych współpracujący z bazą wiedzy i pakietem Matlab Simulink. Do realizacji systemu wykorzystano szkieletowy system ekspercki Exsys Developer, charakteryzujący się regułową reprezentacją wiedzy, różnymi metodami wnioskowania, możliwością korzystania z logiki rozmytej i współpracy z innymi programami oraz bazami danych.
EN
There is presented an expert system for ship systems automation designing. The system includes: knowledge bases regarding methods and procedures of ship systems automation design, databases of automated objects, control devices and elements, requirements of classification societies, and a subsystem for simulation investigations co-operating with the Matlab Simulink package and a knowledge base. The system preparation the shell expert system Exsys Developer is used. This system is characterized by a rule-oriented representation of knowledge backward and forward chaining inference methods, various confidence modes to handle uncertain reasoning including fuzzy logic, and possibility to co-operation with other software and databases. Databases are prepared by using the MS Access software.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.