Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Identyfikacja modelu robota mobilnego z użyciem adaptacyjnego obserwatora ESO

Patelski Radosław, Pazderski Dariusz

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2022

|

z. 197, t. 1

11-20

PL

W pracy rozważa się problem identyfikacji parametrów modelu dynamiki dwukołowego robota mobilnego z napędem różnicowym. Model dynamiki robota sformułowany został przy założeniu, że prędkości kół robota są mierzalnymi sygnałami wyjściowymi, natomiast prądy silników napędzających robota są sygnałami wejściowymi. W celu identyfikacji nieznanych parametrów robota wykorzystano zaproponowany niedawno adaptacyjny obserwator stanu rozszerzonego (PIESO) sformułowany poprzez połączenie klasycznego obserwatora stanu rozszerzonego (ESO) z gradientowym prawem adaptacji. Skuteczność proponowanego podejścia potwierdzono badaniami symulacyjnymi i eksperymentalnymi.

EN

In this paper a problem of identification of parameters of a two-wheeled mobile robot equipped with differential drive is considered. Model of the robot dynamics is formulated under an assumption that velocities of wheels are measurable outputs of the system, while the motor currents are input signals. In order to identify unknown parameters, a recent adaptive parameter identifying extended state observer (PIESO) algorithm is employed, which combines a classic ESO observer with a gradient adaptation law. The effectiveness of the proposed approach is validated by numerical and experimental trials.

2

Preliminary research of a symmetrical controllable granular damper prototype

Mackojc Anna, Chilinski Bogumil, Zalewski Robert

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2022

|

Vol. 70, nr 3

art. no. e141002

EN

This paper concerns the problem of empirical investigation and mathematical modelling of a novel controllable damper using Vacuum Packed Particles. Vacuum Packed Particles tend to be placed among the group of so-called ‘smart structures’. The macroscopic mechanical features of such structures can be controlled by the partial vacuum parameter. The authors consider an application of Bouc-Wen model in order to represent the dynamic behaviour of the investigated device. The verification of the model response with experimental data is discussed. The Bouc-Wen model parameters identification is described.

3

Two-stage scheme for identification of parallel Scott-Blair fractional model of viscoelastic biological materials

Stankiewicz A.

ECONTECHMOD : An International Quarterly Journal on Economics of Technology and Modelling Processes

|

2018

|

Vol. 7, No 1

87--96

EN

Fractional calculus considers derivatives and integrals of an arbitrary order. This article focuses on fractional parallel Scott-Blair model of viscoelastic biological materials, which is a generalization of classic Kelvin-Voight model to non-integer order derivatives suggested in the previous paper. The parallel Scott-Blair model admit the closed form of analytical solution in terms of two power functions multiplied by Debye type weight function. To build a parallel Scott-Blair model when only discrete-time measurements of the relaxation modulus are accessible for identification is a basic concern. Based on asymptotic models a two-stage approach is proposed for fitting the measurement data, which means that in the first stage the data are fitted by solving two dependent, but simple, linear least-squares problems in two separate time intervals. Next, at the second stage of the identification procedure the exact parallel Scott-Blair model optimal in the least-squares sense is computed. The log-transformed relaxation modulus data is used in the first stage of identification scheme, while the original relaxation modulus data is applied for the second stage identification. A complete identification procedure is presented. The usability of the method to find the parallel Scott-Blair fractional model of real biological material is demonstrated. The parameters of the parallel Scott-Blair model of a sample of sugar beet root, which very closely approximate the experimental relaxation modulus data, are given.

4

Reakcja dynamiczna człowieka na drgania według analizy jednowymiarowego modelu biomechanicznego

Bąk G., Cukierman-Rakoczy E.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2018

|

Vol. 67, nr 4

169--181

PL

W artykule przedstawiono koncepcje ujęcia oceny szkodliwości drgań generowanych z różnych źródeł. Omówiono procedury normowe krajowe i zagraniczne, w tym propozycje ISO. Zwrócono uwagę, że wszystkie te procedury mogą być uważane za pośrednie w tym sensie, że odnoszą się do drgań oddziałujących na człowieka, a nie wynikających z reakcji dynamicznej wzbudzanej w poszczególnych organach człowieka. Do takiego podejścia zaliczono również kryteria rozstrzygające o utracie życia w kolizjach komunikacyjnych. Jednocześnie zwrócono uwagę, że w literaturze znajdujemy próby podejścia bezpośredniego. Jego istotą jest badanie reakcji dynamicznej poszczególnych organów człowieka wpisanych w dyskretny model jedno- albo dwuwymiarowy. Przedstawiono wyniki badań własnych osoby poddanej intensywnym oddziaływaniom wibracyjnym celem identyfikacji sztywnościowej modelu proponowanego do oceny szkodliwości drgań typu przemysłowego. Wykazano, że właściwe do tego celu mogą być modele dwuwymiarowe.

EN

The article presents the concepts of the assessment of harmfulness of vibrations generated from various sources. Domestic and foreign standard procedures were discussed, including ISO proposals. It has been pointed out that all procedures can be considered as indirect ones, that they refer to vibrations affecting humans, and not those resulting from the dynamic response induced in individual human organs. The same applies to the criteria for determining the loss of life in communication collisions. It was pointed out that in the literature we find attempts of a direct approach, the essence of which is to study the dynamic reaction of individual human organs inscribed in the one or twodimensional model. The results of own tests of a person subjected to intensive oscillatory procedures were presented in order to identify the stiffness model proposed to assess the harmfulness of industrial type vibrations. It has been shown that two-dimensional models can be suitable here.

5

Wykorzystanie identyfikowanych modeli łuku elektrycznego do CAD urządzeń elektrycznych

Sawicki A., Haltof M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2017

|

R. 93, nr 3

20--23

PL

Przedstawiono właściwości uniwersalnego modelu Pentegowa kolumny łuku elektrycznego, a także jego szczególnych przypadków w postaci prostych modeli matematycznych (m.in. Cassiego, Mayra, Zarudiego). Dokonano identyfikacji modelu łuku wykorzysując kryterium minimalnych odchyleń przebiegów napięcia liczonych metodą najmniejszych kwadratów. Wskazano na dużą przydatność opracowanej metody identyfikacji łuku do CAD urządzeń elektrotechnologicznych.

EN

Properties of the universal Pentegov arc model of electric arc plasma column and its particular cases in form of simple electric arc models (i.a. Cassie, Mayr, Zarudi) have been presented. Identification of electric arc model was made by the criterion of minimum variations of voltage arc time series, calculated with the least squares method. Authors pointed out the usefulness of presented method for computer aided design of electrotechnological devices.

6

Input data selection for identification of the incremental ship’s model

Miller A.

Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Szczecinie

|

2016

|

nr 48 (120)

29--36

EN

The procedure of Linear Incremental Model (LIM) identification requires input and output signal deviations as opposed to their actual values. When considering a vessel as a plant, the sequence of input signals determines the traceability of the estimated LIM. The manual input signals selection procedure is a demanding and time consuming empirical procedure. In order to increase the speed of object identification and to eliminate input-output signal sequences which give unreliable data, an incremental linear model identification algorithm was developed and is presented. Moreover, the method of parameter selection for input signal pseudo-random sequences is described in this paper. Emphasis is placed on the practical aspect of astatic objects – ship’s LIM creation and input-output signal deviations selection method.

7

Development of the multi-scale model of cold rolling based on physical and numerical investigation of ferritic–pearlitic steels

Madej Ł., Kuziak R., Mroczkowski M., Perzyński K., Libura W., Pietrzyk M.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2015

|

Vol. 15, no. 4

885--896

EN

With the aim of developing dual phase (DP) microstructure using a continuous annealing process, four steels with different chemical compositions were investigated in the axisymmetrical plastometric tests and during the cold rolling process. The rheological model for these steels was developed using the results of the plastometric tests and application of the inverse analysis. Load–displacement curves were used to identify parameters of the rheological model, which was incorporated into the finite element code for rolling. First, the model was validated with experiments realized on the laboratory cold rolling mill. Calculated loads were compared with experimental data and good agreement was obtained. Beyond this, metallographic analysis was performed and deformation of the ferritic–pearlitic microstructure during rolling was investigated. Finally, the generated results were combined in the form of the multi-scale numerical model based on the digital material representation approach capable of investigating local microstructural inhomogeneities.

8

A method for identification of static and dynamic characteristics of a non-zero chirp Mach-Zehnder optical intensity modulator for application in OOK fiber optic communication line

Lach Z.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2014

|

Vol. 55, nr 4

28-31

EN

Performance monitoring of an OOK fiber optic communication line may require knowledge of a static and dynamic characteristics of an optical modulator used. In the paper a method for identification of such characteristics for a non-zero chirp Mach-Zehnder optical modulator is presented. The modulator of interest is modeled as a cascade of a linear FIR filter and a parametrized nonlinearity. Data for identification is collected in a dedicated measurement set up. The FIR and the nonlinear part parameters are estimated from measurement data using maximum likelihood principle and a mathematical forward model. The inverse problem is solved with a hybrid maximization algorithm that combines evolutionary search for the parameters of the nonlinear part with linear method for estimation of the parameters of the linear part of the model. Viability of the method is proved in an experiment.

PL

Monitorowanie jakości światłowodowej linii komunikacyjnej OO K może wymagać znajomości statycznej i dynamicznej charakterystyki użytego modulatora optycznego. W artykule przedstawiono metodę identyfikacji takich charakterystyk dla modulatora optycznego Mach-Zehndera typu „non-zero chirp”. Modulator modelowany jest kaskadą liniowego filtru FIR i sparametryzowanej nieliniowości. Dane dla potrzeb identyfikacji uzyskiwane są w dedykowanym układzie pomiarowym. Parametry filtru i części nieliniowej są estymowane z użyciem zasady maksimum wiarygodności i matematycznego modelu „w przód”. Problem odwrotny jest rozwiązany z zastosowaniem hybrydowego algorytmu maksymalizacji, który łączy ewolucyjne poszukiwanie parametrów części nieliniowej z liniową metodą estymacji parametrów liniowej części modelu. Wykonalność metody wykazano za pomocą eksperymentu.

9

Optimal state estimation and on-line optimisation of a biochemical reactor

Satya E.J., Anand P., Venkateswarlu C.

Chemical and Process Engineering

|

2013

|

Vol. 34, nr 4

449--462

EN

An on-line optimising control strategy involving a two level extended Kalman filter (EKF) for dynamic model identification and a functional conjugate gradient method for determining optimal operating condition is proposed and applied to a biochemical reactor. The optimiser incorporates the identified model and determines the optimal operating condition while maximising the process performance. This strategy is computationally advantageous as it involves separate estimation of states and process parameters in reduced dimensions. In addition to assisting on-line dynamic optimisation, the estimated time varying uncertain process parameter information can also be useful for continuous monitoring of the process. This strategy ensures that the biochemical reactor is operated at the optimal operation while taking care of the disturbances that are encountered during operation. The simulation results demonstrate the usefulness of the two level EKF assisted dynamic optimizer for on-line optimising control of uncertain nonlinear biochemical systems.

10

Automobile gearbox diagnostics on the basis of the reference model

Komorska I.

Mechanics and Control

|

2012

|

Vol. 31, no. 1

6-15

EN

A method of diagnostics of the automobile gearbox wearing out is presented in this paper. The procedure can be automatically realised during driving. To be able to perform such diagnostics the reference model of the vibration signal on the basis of the synchronously averaged signal was created for a new gearbox (in a good technical condition). In order to realize the procedure on-board this model must be easily identifiable. A complicated structural model was given up for the simpler model of the abstract vibrations signal. Three ways of modelling were presented: harmonic series, parametric ARMA (Auto Regressive Moving Average) model, and the wavelet model. The current vibration signal is recorded at the determined moment of driving and then compared with the reference model. After each overhaul or exchange of drive system elements the reference model should be identified again. Diagnostics is being done by comparing measures for the reference model and the currently measured - adequately processed - signal. The method was verified in the active experiment performed on the Fiat Punto automobile with a 5-speed gearbox. The described method can constitute the supplementation of on-board automobile system by the mechanical failures of the drive system. This procedure can be broadened by defects of the main gear, differential gear, articulated joints, bearing, engine exhaust valves, and engine head gasket.

PL

W artykule przedstawiono metodę diagnozowania zużycia samochodowej skrzyni biegów. Procedura realizowana może być automatycznie podczas jazdy samochodu. W tym celu dla nowej skrzyni (w dobrym stanie technicznym) tworzony jest model referencyjny sygnału drgań, na bazie sygnału uśrednionego synchronicznie. Aby procedura mogła być realizowana on-board, model musi być łatwo identyfikowalny. Zrezygnowano ze skomplikowanego modelu strukturalnego obiektu na rzecz prostszego modelu abstrakcyjnego sygnału drgań. Przedstawiono trzy sposoby modelowania: ciąg harmonicznych, model parametryczny ARMA i model falkowy. Bieżący sygnał drgań jest rejestrowany w określonym momencie jazdy, a następnie porównywany z modelem referencyjnym. Po każdym re-moncie lub wymianie elementów zespołu napędowego model referencyjny powinien być identyfikowany od nowa. Diagnozowanie następuje przez porównanie miar dla modelu bazowego i sygnału mierzonego na bieżąco oraz odpowiednio przetworzonego. Metoda została zweryfikowana w eksperymencie czynnym przeprowadzonym na samochodzie Fiat Punto z 5-biegową skrzynią biegów. Opisana metoda może stanowić uzupełnienie istniejących systemów pokładowych w samochodach o uszkodzenia mechaniczne zespołu napędowego pojazdu. Procedura może zostać rozszerzona o uszkodzenia przekładni głównej, mechanizmu różnicowego, przegubów, łożysk oraz uszkodzenia zaworów wylotowych silnika i uszczelki głowicy silnika.

11

Semi-active suspension system modelling and parameters identification

Kogut K.

Automatyka / Automatics

|

2012

|

Vol. 16, no. 1

25-44

EN

This paper presents a study of obtaining a model of the real quarter-car suspension device. The system is equipped with an automotive engineering magnetorheological (MR) rotary brake. Due to the complex mechanical structure of the apparatus the considered model contains several simplifications. In the parameter estimation process the grey-box method was used, while the process itself was split into two separate steps. In the first step, the parameters of the nonlinear model of suspension part are identified and the static profile of the MR damper is experimentally determined. The second step is to estimate the parameters of the model of the wheel-eccentricity part. Comparison of the modelled system trajectories and real-time experiments are presented. The identification results show that the obtained model is accurate and can be successfully applied to simulate the device.

PL

W artykule przedstawiono proces modelowania systemu zawieszenia ćwiartki pojazdu. Układ wyposażony jest w rotacyjny tłumik magnetoreologiczny (MR). Wykorzystany model dynamiczny urządzenia zawiera szereg uproszczeń, a w celu identyfikacji jego parametrów zastosowano metodologię szarych modeli. Estymacja parametrów modelu została podzielona na dwie fazy. W pierwszej fazie zidentyfikowano układ wahacza oraz wyznaczono statyczną charakterystykę tłumika MR. Druga faza polegała na identyfikacji parametrów układu wymuszenia kinematycznego koło-mimośród. W pracy przedstawiono porównanie eksperymentalnych i symulowanych trajektorii badanego systemu. Wyniki identyfikacji wskazują, że zaproponowany model wystarczająco wiernie przedstawia dynamikę obiektu rzeczywistego i może zostać użyty do jej symulacji.

12

A biologically inspired approach to feasible gait learning for a hexapod robot

Belter D., Skrzypczyński P.

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2010

|

Vol. 20, no 1

69-84

EN

The objective of this paper is to develop feasible gait patterns that could be used to control a real hexapod walking robot. These gaits should enable the fastest movement that is possible with the given robot's mechanics and drives on a flat terrain. Biological inspirations are commonly used in the design of walking robots and their control algorithms. However, legged robots differ significantly from their biological counterparts. Hence we believe that gait patterns should be learned using the robot or its simulation model rather than copied from insect behaviour. However, as we have found tahula rasa learning ineffective in this case due to the large and complicated search space, we adopt a different strategy: in a series of simulations we show how a progressive reduction of the permissible search space for the leg movements leads to the evolution of effective gait patterns. This strategy enables the evolutionary algorithm to discover proper leg co-ordination rules for a hexapod robot, using only simple dependencies between the states of the legs and a simple fitness function. The dependencies used are inspired by typical insect behaviour, although we show that all the introduced rules emerge also naturally in the evolved gait patterns. Finally, the gaits evolved in simulations are shown to be effective in experiments on a real walking robot.

13

Samostrojenie i adaptacja w regulatorach przemysłowych

Świder Z., Trybus L.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2009

|

R. 85, nr 9

382-387

PL

W artykule przedstawiono trzy metody praktycznego nastrajania przemysłowych regulatorów PID. Pierwsza obejmuje identyfikację modelu obiektu dla odpowiedzi skokowej, nastrojenie wstępne oraz korektę wzmocnienia. W drugiej rozszerzono warunek projektowy przy sterowaniu przekaźnikowym uzależniając go od stosunku opóźnienia do stałej czasowej. W trzeciej części opisano algorytm zbliżony do EXACT, który korzystając z "wzorcowych powierzchni" w kilku krokach znajduje optymalne nastawy PID.

EN

Three methods for automatic tuning of PID loops are presented. The first one involves identification of step response, preliminary tuning of the controller and one or two corrections of the gain. The second extends standard relay self-tuning to variable gain and phase margin, which depend on delay to time constant ratio. Also an alternative to EXACT adaptive algorithm is presented, where tuning steps are performed along contour lines of three template surfaces.

14

Problem identyfikacji modelu materiału w prawie konstytutywnym stosowanym w symulacji obróbki plastycznej

Pietrzyk M.

Mechanik

|

2009

|

R. 82, nr 5-6

470-480

PL

Omówiono problem dokładności identyfikacji modeli materiału stosowanych w prawie konstytutywnym w symulacji procesów przeróbki plastycznej. Wykazano, że zastosowanie analizy odwrotnej znacznie poprawia dokładność interpretacji wyników prób plastometrycznych służących do identyfikacji modeli naprężenia uplastyczniającego. Przeprowadzono analizę wrażliwości obliczeń odwrotnych i wyselekcjonowano współczynniki mające największy wpływ na dokładność tych obliczeń. Wykonano testy numeryczne całej procedury identyfikacji modelu naprężenia uplastyczniającego z zastosowaniem analizy odwrotnej.

EN

Discussed is definiteness of the material model identification methods as required in constitutive law applicable for simulation of the plastic working process. It is demonstrated, that the method of inverse analysis would substantially improve accuracy of interpretation of the plastometric test results used to identify a flow stress model. Inverse calculation methods were analyzed for sensitivity and some of the factors having the most material impact on accuracy of the calculation results were selected. Numerical tests were carried out all over the procedure of identification of the flow stress model with the inverse analysis applied.

15

Gaussian process model identification: a process engineering case study

Kocijan J., Azman K.

Systems Science

|

2008

|

Vol. 34, no 3

31-38

EN

Gaussian process prior models, although well known in the Bayesian statistics community, are a relatively new approach for the modelling of dynamic systems and consequently a novelty in systems and control community. The Gaussian process prior model is a probabilistic nonparametric model. The complexity of such a model depends on the amount of input data used for identification and contained in the model. This complexity adds to the computational load necessary for multiple-step-ahead prediction and for model simulation. The combination of local linear models and sparse data in off-equilibrium regions can be utilised to reduce the amount of data in Gaussian process model, which is in accord with engineering practice where the situation with lots of measured data in equilibrium regions and sparse measured data in off-equilibrium regions is frequently faced. This approach is used in the paper for the modelling of a gas-liquid separator process plant, where substantial amount of measurement data in equilibrium region and sparse measurement data in distance from equilibrium region are combined in one Gaussian process model.

16

Transient engine models for optimization and implementation of model predictive control

Šika Z., Valášek M., Florián M., Macek J., Polášek M., Dolecek V., Bozek J.

Silniki Spalinowe

|

2007

|

R. 46, nr SC1

234-241

EN

The paper deals with the investigation of model based predictive control of combustion engines. Three levels of dynamic models have been used. Firstly the reference1-D model with 3-D extensions calibrated by the experimental data to interpolate/extrapolate the data for identification of simplified fast models. Secondly the nearly real-time physical simulation model which allows for very fast simulation of engine transients and control algorithm design. Finaly the neuro-fuzzy predictive models implemented directly in controller. The predictive models are based on LOLIMOT approach. It is a description of generally nonlinear dynamic system by a sequence of linear dynamic systems valid in particular in one subregion of the whole state space. The decomposition of the state space into subregions is provided using the validity of linear dynamic models. The predictive models are used for the prediction of future engine states in dependence on actual measured states and possible control inputs. The future control inputs are optimized on-line based on locally linearized models. The problem of attainable prediction horizons in context of different speed of engine response to different control inputs is discussed.

17

Zastosowanie prostych modeli dynamicznych w diagnostyce wibroakustycznej maszyn

Dąbrowski Z.

Diagnostyka

|

2006

|

nr 3(39)

301-305

PL

W pracy autor dyskutuje tezę, że prosty model dynamiczny może być użyteczny w diagnostyce wibroakustycznej maszyn, jeżeli jest dobrze zdefiniowany, nieliniowy i dobrze zidentyfikowany.

EN

The main thesis of this paper is that simple dynamic model could be useful in vibroacoustic diagnostics only if is properly defined, nonlinear and correctly identified.

18

Adaptacyjny układ stabilizacji kursu statku

Zwierzewicz Z., Borkowski P.

Zeszyty Naukowe / Akademia Morska w Szczecinie

|

2004

|

nr 2 (74)

431-442

PL

Zaprojektowano adaptacyjny układ stabilizacji kursu statku, opierając się na mode-lu Nomoto. Jako algorytm sterowania przyjęto regulator optymalny LQR, natomiast identyfikacji modelu dokonano na podstawie "ciągłą wersję" metody najmniejszych kwadratów. Jakość działania systemu sprawdzono symulacyjnie, używając jako modelu rzeczywistego statku nieliniowego modelu de Witt-Oppe'go.

EN

The paper presents a design of an adaptive system of ship course stabilization based on Nomoto's model. As a control algorithm the LQR control was adopted,whereas the model identification is performed on the basis of 'continuous version' of the least-squares algorithm. The performance of the system operation was simulated using a de Witt-Oppe nonlinear model as a real ship model.

19

A new methody of on-line model identification and update for multichannel active nose control systems

Figwer J.

Archives of Control Sciences

|

2003

|

Vol. 13, no. 2

141-155

EN

In the paper a new methody of on-line electro-acoustic plant model identification and update for adaptive multichannel feedforward ANC systems is presented. The proposed method uses external multivariate orthogonal multisine excitation added to the control signal. Properties of this excitation allow to decompose the overall multichannel identification problem into independent single-iput single-output identification problems. Additionally, special time-domain averaging of signals efficiently reduces an influence of disturbances on identification results even for low signal-to-noise ratio.

20

On discrete coefficient inverse problem

Kojdecki M. A., Kędzierski J., Raszewski Z.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

1999

|

Vol. 48, nr 4

107-112

PL

Przedstawiono metodę określania zbioru dyskretnych parametrów charakteryzujących model matematyczny ośrodka fizycznego (ciągłego) - na przykład stałych materiałowych lub współczynników w równaniu różniczkowym. Zaproponowano wariacyjne sformułowanie dyskretnego współczynnikowego zagadnienia odwrotnego, umożliwiające rozwiązanie go za pomocą standardowych algorytmów. Jako przykład podana jest metoda wyznaczania stałych materiałowych nematycznego ciekłego kryształu.

EN

A method for determination of a set of discrete parameters characterising a mathemal model of a physical (continuous) medium, e.g. material constants or coefficients in differential equation, is presented. A variational formulation of a discrete coefficient inverse problem, which enables finding its solution by standard algorithms, is proposed. A method for determining material constants of nematic liquid crystal is demonstrated as an example.