The objective of the study was to analyse of measurement of moving objects by means of the Total Station (TS) method and Terrestrial Laser Scanning (TLS). The subject of the tests was the “Polinka” gondola cable car over the Odra river in Wrocław. Research covered the basic and control measurements. The results of observations of suspension ropes’ deflection of the cable car in kinematical state were compared for various degrees of loading. During the motion of the gondola, the shape of the pull and supporting rope is subject to constant shifts. TS measurements are restricted solely to registering interim positioning of the points of pull lines (measurement of static objects). Laser scanner measurements may reveal changes in the location of many points (i.e. drive lines, catenaries or carriages) within a unit of time. The tests were designed to show whether it is possible to capture the shifts in geometry of the moving object (mainly by means of the TLS methods - in the course of constant vibrating of lines and during the movement of gondolas). The analyses indicated that it is possible to capture the changes of geometry by means of the TLS method, however, upon strictly specified measurement conditions.
Control of the technological processes of coal enrichment takes place in the presence of wide disturbances. Thus, one of the basic tasks of the coal enrichment process control systems is the stabilization of coal quality parameters at a preset level. An important problem is the choice of the controller which is robust for a variety of disturbances. The tuning of the controller parameters is no less important in the control process . Many methods of tuning the controller use the dynamic characteristics of the controlled process (dynamic model of the controlled object). Based on many studies it was found that the dynamics of many processes of coal enrichment can be represented by a dynamic model with properties of the inertial element with a time delay. The identification of object parameters (including the time constant) in industrial conditions is usually performed during normal operation (with the influence of disturbances) from this reason, determined parameters of the dynamic model may differ from the parameters of the actual process. The control system with controller parameters tuned on the basis of such a model may not satisfy the assumed control quality requirements. In the paper, the analysis of the influence of changes in object model parameters in the course of the controlled value has been carried out. Research on the controller settings calculated according to parameters T and τ were carried out on objects with other parameter values. In the studies, a sensitivity analysis method was used. The sensitivity analysis for the three methods of tuning the PI controller for the coal enrichment processes control systems characterized by dynamic properties of the inertial element with time delay has been presented. Considerations are performed at various parameters of the object on the basis of the response of the control system for a constant value of set point. The assessment of considered tuning methods based on selected indices of control quality have been implemented.
PL
Sterowanie procesów technologicznych wzbogacania węgla odbywa się w obecności licznych zakłóceń. Zatem jednym z podstawowych zadań układów regulacji procesów wzbogacania węgla jest stabilizacja parametrów jakościowych na zadanym poziomie. Istotnym problemem jest wybór regulatora odpornego na różnorodne zakłócenia. Niemniej ważnym zagadnieniem w regulacji procesu jest dobór nastaw regulatora. W wielu metodach doboru nastaw regulatora wykorzystuje się charakterystyki dynamiczne sterowanego procesu (model dynamiczny obiektu sterowania). Na podstawie badań stwierdzono, że dynamika wielu procesów wzbogacania węgla może być przedstawiona za pomocą modelu o właściwościach elementu inercyjnego z opóźnieniem czasowym. Identyfikacja parametrów obiektu (w tym stałej czasowej) w warunkach przemysłowych realizowana jest zwykle w trakcie normalnej eksploatacji (z oddziaływaniem zakłóceń), tym samym wyznaczone parametry modelu dynamicznego mogą się różnić od wartości rzeczywistych procesu. Układ regulacji z nastawami regulatora dobranymi na podstawie takiego modelu może nie spełniać założonych wymagań jakości regulacji. W artykule przeprowadzono analizę wpływu zmian parametrów modelu obiektu na przebieg wielkości regulowanej. Dla nastaw regulatora wyznaczonych według parametrów T i τ przeprowadzono badania na obiekcie o parametrach różniących się w pewnym zakresie. W badaniach zastosowano analizę wrażliwości. Przedstawiono analizę wrażliwości dla trzech metod doboru nastaw regulatora PI układów regulacji procesów wzbogacania węgla charakteryzujących się właściwościami dynamicznymi obiektu inercyjnego z opóźnieniem. Rozważania przeprowadzono dla różnych parametrów obiektu, na podstawie odpowiedzi układu regulacji dla stałej wartości wielkości zadanej. W podsumowaniu dokonano oceny rozpatrywanych metod doboru w odniesieniu do wybranych wskaźników jakości regulacji.
The work presents the dynamic equations of motion of a wheeled mobile robot with mecanum wheels derived with the use of Lagrange equations of the second kind. Mecanum wheels are a new type of wheels used in wheeled mobile robots and they consist of freely rotating rollers attached to the circumference of the wheels. In order to derive dynamic equations of motion of a wheeled mobile robot, the kinetic energy of the system is determined, as well as the generalised forces affecting the system. The resulting mathematical model of a wheeled mobile robot was generated with the use of Maple V software. The results of a solution of inverse and forward problems of dynamics of the discussed object are also published.
Wykorzystując modele zastępcze, uproszczone dla liniowych modeli dynamiki, tworzone przy wykorzystaniu rozwinięcia funkcji podcałkowej splotu w szereg Taylora, stosunkowo dokładne dla sygnałów wejściowych wolnozmniennych i gładkich można dokonać prostej, pełnej linearyzacji modelu Wienera-Hammersteina i takiego przekształcenia innych, wspomnianych modeli, które ułatwia interpretację zachowania się toru pomiarowego. W artykule przedstawiono odpowiednie zależności i wyniki symulowanych przykładów.
EN
The simplified models of linear systems created by expanding of the integrand of convolution integral in Taylor's series are relatively accurate for slowly-altering, smooth input signals. Using this models one can do such linearization of the Wienner-Hammerstein model and the above-mentioned other type of models that interpretation of the operation of a measuring system is substantially facilitated. The referring dependences as well as exemplary results of simulations are presented in the paper.
Jednym z podstawowych zadań układów regulacji procesów wzbogacania węgla jest stabilizacja parametrów jakościowych na zadanym poziomie. Sterowanie procesów technologicznych wzbogacania węgla odbywa się w obecności szeregu zakłóceń. Zatem istotnym problemem jest wybór regulatora odpornego na różnorodne zakłócenia. Regulatory PI oraz PID są stosowane w wielu procesach przemysłowych. Szerokie zastosowanie tych regulatorów wynika z wielu zalet, którymi się charakteryzują. Najważniejsze z nich to dobre właściwości kompensacji zakłóceń występujących w procesach przemysłowych oraz prosta budowa tych regulatorów (a zatem łatwa implementacja). Wybór struktury PI albo PID regulatora zależy od właściwości dynamicznych sterowanego procesu, zakłóceń oddziałujących na ten proces oraz wymagań stawianych układowi regulacji. Ze względu na szereg zakłóceń występujących w procesach przeróbczych węgla stosowanie członu różniczkującego regulatora PID powinno być ograniczone, na przykład do stabilizacji wybranych parametrów w sterowaniu lokalnym. Celowym rozwiązaniem wydaje się zastosowanie struktury PI regulatora w układzie regulacji. Nie mniej ważnym zagadnieniem w regulacji procesu jest dobór nastaw regulatora. W wielu metodach doboru nastaw regulatora wykorzystuje się charakterystyki dynamiczne sterowanego procesu (model dynamiczny obiektu sterowania). Opis właściwości dynamicznych procesu za pomocą modelu matematycznego jest pomocny przy projektowaniu układu sterowania. Różne procesy charakteryzujące się takimi samymi właściwościami dynamicznymi można opisać modelem dynamicznym o takiej samej strukturze, różniącym się tylko wartościami parametrów. Takie podejście daje możliwość zastosowania tego samego typu regulatora w układach regulacji różnych procesów przemysłowych. Odnosi się to także do wielu procesów wzbogacania węgla. [...]
EN
One of the main tasks of control systems of coal enrichment process is the stabilization of coal quality parameters at a desired level. The control of coal enrichment processes is carried out in the presence of a number of disturbances. Therefore, a serious problem is the controller selecting which is robust to different disturbances. Controllers PI (proportional-plus-integral) and PID (proportional-plus-integral-plus-derivative) are used in many industrial processes. Extensive uses of PID controllers is results from a number of advantages that characterizes. The most important of them is good compensation of disturbances occurring in industrial processes and simple design of these controllers (therefore easy to implement). Selection of PI or PID controller structure depends on the dynamic properties of the controlled process and disturbances influencing to the process and the requirements for the control system. Due to a number of disturbances occurring in the coal preparation processes the application of a derivative element should be limited, for example, to stabilize the selected parameters in local control. The better solution seems to use the structure of PI controller in the control system. No less important problem in the control of the process is the tuning of the controller parameters. Many methods of tuning of the controller parameters uses the dynamic characteristics of the controlled process (dynamic model of the process). The description of the dynamic properties of the process by means of a mathematical model it is helpfully in the design of the control system. Different processes with the same dynamic properties can be described by a dynamic model of the same structure, differing only parameters values. Such approach makes it possible to use the same type of controller in control of various industrial processes. This is also relates for many coal enrichment processes. [...]
Przedstawiony tekst opisuje wybrane sposoby pomiaru dynamiki obiektu. Przedstawiono klasyczne procedury wyznaczania parametrów uproszczonego modelu obiektu Küpfmüllera i Strejca oraz sposoby doboru optymalnych nastaw regulatora typu PID. Opisano wykorzystanie metody momentów do wyznaczania parametrów dla modelu Strejca. Przeprowadzono badania symulacyjne proponowanych metod. Badania te ukazują, jak w sposób praktyczny zastosować proponowane modele opisu dynamiki obiektu.
EN
The paper describes the ways of creation of the dynamics model of objects used in automatic control systems. In a closed control system, a continuous controller of the PID type is applied. To obtain a stable automatic control system, the controller settings should be selected. These parameters depend on the object dynamics, the kind of disturbances occurring in the system and the quality criteria accepted. There was undertaken the problem of creation of simplified object dynamics descriptions used in investigations for closed automatic control systems. Analytical, graphical and simulation methods were proposed for determination of parameters in simplified systems. The investigations were performed in Matlab Simulink simulation programs. The selection of the dynamic parameters of objects was made for the Küpfmüller model and the Strejc models (of the second, third and fourth order). The use of simulation methods will enable showing in a practical way, how to realize the object dynamics measurements. The investigations conducted confirmed the possibility of using the method proposed and, in particular, the method of the moments of the step response of the object for determination of simplified control object models. The simulation results obtained show how the solutions proposed may be applied in a practical way.
W powszechnie znanych układach regulacji ekstremalnej dynamika obiektu regulowanego stanowi przeszkodę w prowadzeniu procesu zmierzającego do osiągnięcia ekstremum charakterystyki statycznej obiektu i wymaga działań kompensujących jej wpływ. Zaproponowano układ nie stwarzający takich trudności.
EN
The commonly known extreme control systems have to be equipped with elements compensating plant dynamics, because the lack of this solution seriousely complicats the process of generation of those plant input signals which assure the plant operation in neighbourhood of extremum of its static characteristic. The proposed idea overcomes the mentioned difficulties.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule zdefiniowano pojęcie masy efektywnej obiektów podlegających wyhamowywaniu, ze szczególnym uwzględnieniem obiektów wprawianych w ruch przez napędy pneumatyczne. Zestawiono praktyczne wzory do wyznaczania masy efektywnej dla najczęściej występujących w praktyce obiektów ruchomych.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Większość metod identyfikacji dynamiki obiektów opartych o pomiar charakterystyki skokowej wymaga arbitralnego przyjęcia modelu dynamiki. Informacje o typie tego modelu są jednak zawarte właśnie w przebiegu charakterystyki skokowej. Zaproponowano metodę umożliwiającą uzyskanie odpowiednich informacji bez konieczności wielokrotnych powtórzeń eksperymentów.
EN
The majority of methods of identification of plant dynamics basing on processing of plant step responses can be used after arbitrary assumption of model of plant dynamics. However, the form of step response carries the information about type of model. The method enabling recovery of necessary information defining the type of model is proposed in the paper. Owing to proposed method one can avoid of multiple repeating of experiments aimed at fitting of experimental data to assumed model.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W dziedzinie sterowania przemieszczaniem się ruchomych obiektów po trajektorii istnieje wiele opracowań i rozwiązań technicznych [3] [4], obejmujących w większości problematykę doboru odpowiedniego regulatora kąta skrętu (kursu) i prędkości. Dobór tych regulatorów uzależniony jest od dynamiki obiektu, zakłóceń generowanych przez środowisko i szumów pomiarowych. Niniejsza praca zajmuje się mniej popularnym problemem z wspomnianej dziedziny sterowania, a mianowicie zagadnieniem systemu eksperckiego [5J, podejmującego na podstawie określonych sygnałów decyzję o wyborze drogi do celu w środowisku z przeszkodami. System ekspercki, ze względu na realizowaną funkcję decydenta wyboru trajektorii, w konkretnym urządzeniu będzie pełnił rolę nadrzędną nad regulatorami kąta skrętu (kursu) i przyspieszenia. Do rozwiązania przedstawionego problemu sterowania zaproponowano wykorzystanie metod logiki rozmytej.
EN
There exist a lot of technical solutions in the field of control of movement of objects in motion along a trajectory [3] [4] which in most cases deal with the issues of selection of an appropriate control unit of turn (course) and speed angles. The selection of these controls depends on the object dynamics, interference generated by the environment and measurement noise. The paper deals with the less popular problem within the already mentioned field of control, that is with the issue of expert system [5], making, on the basis 0 specific signals, a decision about which direction to choose in the environment with obstacles. The expert system, owing to its function of the decision-maker about the choice of the trajectory, will, in a specific system, perform a superordinated function over the controls for turn (course) and acceleration angles. To solve the problem presented it was suggested to use the fuzzy logic me
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.