Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analiza dwukryterialnego problemu optymalizacji w zastosowaniu do automatycznego sterowania systemem zamówień w magazynie z dużymi opóźnieniami dostaw z wykorzystaniem regulatora feedback-feedforward z predyktorem Smitha

Orłowski P.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2016

|

R. 92, nr 10

218--221

PL

W pracy dokonano optymalizacji wielokryterialnej dla układu automatycznego sterowania systemem zamówień uzupełniających dla magazynu z dużymi opóźnieniami dostaw i przy zmiennym w czasie zapotrzebowaniu rynku. Na potrzeby analizy przyjęty został dynamiczny dyskretny model magazynu ze zmiennym w czasie opóźnieniem. Jako element sterujący wykorzystana została struktura układu sterowania z predyktorem Smitha oraz pętlami ujemnego sprzężenia zwrotnego i sprzężenia w przód. Do optymalizacji układu wykorzystano algorytm ewolucyjny SPEA2. W pracy zawarto definicję problemu, wyniki obliczeń i symulacji dla przyjętych zmian zapotrzebowania rynku.

EN

The paper presents multi-criteria optimization for the supplementary orders automatic control system for the warehouse with large supplies delays and the time-varying market demand. The system is described by dynamic discrete-time warehouse model with variable time delay. Feedback-feedforward controller structure with Smith predictor is employed to meet the control requirements. Improved Strength Pareto Evolutionary Algorithm (SPEA2) is used to find the optimal two-criteria solution. The work contains problem statement, the results of calculations and computer simulations for the assumed scenario for the market demand.

2

Comparison of a Perpetual and PD Inventory Control System with Smith Predictor and Different Shipping Delays Using Bicriterial Optimization and SPEA2

Chołodowicz E., Orłowski P.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2016

|

R. 20, nr 3

5--12

EN

Inventory optimization is critical in inventory control systems. The complexity of real-world inventory systems results in a challenging optimization problem, too complicated to solve by conventional mathematical programing methods. The aim of this work is to confront: a perpetual inventory system found in the literature and inventory system with PD control and Smith predictor proposed by the authors. To be precise, the two control systems for inventory management are analyzed with different shipping delays and compared. With regard to complexity of the proposed control system, we use a SPEA2 algorithm to solve optimization task for assumed scenario of the market demand. The objective is to minimize the inventory holding cost while avoiding shortages. A discrete-time, dynamic model of inventory system is assumed for the analysis. In order to compare the results of systems, Pareto fronts and signal responses are generated.

PL

W pracy przyjęto dyskretny, stacjonarny, dynamiczny model systemu magazynowego ze stałym w czasie opóźnieniem dostaw. Głównym celem jest przeprowadzenie analizy porównawczej dwóch systemów automatycznego sterowania zamówieniami: ciągłego systemu sterowania magazynem z adaptacyjnym poziomem zamówienia (ang. Perpetual Inventory System with adaptive order level) oraz systemu sterowania magazynem z regulatorem proporcjonalno-różniczkującym oraz predyktorem Smitha z adaptacyjnym poziomem referencyjnym zapasów dla trzech różnych opóźnień dostaw. Optymalne nastawy układów regulacji zostały dobrane za pomocą algorytmu ewolucyjnego dla problemów optymalizacji wielokryterialnej: SPEA2 (ang. Strength Pareto Evolutionary Approach). W symulacji uwzględniono dwa kryteria minimalizacji: koszt utrzymania zapasów (ang. Holding Cost) oraz koszt niedoboru zapasu (ang. Shortage Cost). Wyniki badań symulacyjnych zaprezentowano za pomocą wykresów oraz tabel w środowisku MATLAB/Simulink.

3

Sterowanie przepływem towarów w magazynie z wykorzystaniem predyktora Smitha

Chołodowicz E., Orłowski P.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2015

|

R. 19, nr 3

55--60

PL

W pracy przedstawiono wyniki analizy literaturowej zagadnień związanych ze sterowaniem przepływem materiałów w systemach magazynowych. Na podstawie zaproponowanego dyskretnego, niestacjonarnego, dynamicznego modelu systemu magazynowego ze zmiennym w czasie opóźnieniem stworzono układ sterowania. Przedstawiona koncepcja usprawnienia przepływu towarów wykorzystuje predyktor Smitha z regulatorem PID. Do doboru optymalnych nastaw parametrów układu regulacji zastosowany został algorytm genetyczny. Wskaźnik jakości skonstruowano na bazie: kosztów tworzenia i utrzymania zapasów oraz utraconych zysków, tj. różnic między zapotrzebowaniem a sprzedażą produktów. Wskaźnik ten odzwierciedla, jak system sterowania zamówieniami nadąża za zmieniającymi się potrzebami rynku. Problem ten jest istotny w przedsiębiorstwach produkcyjnych i handlowych, które dążą do minimalizacji czasu realizacji operacji magazynowych i maksymalizacji przepustowości magazynu przy zapewnieniu ciągłości procesu produkcyjnego i sprzedaży. Sformułowano opis matematyczny systemu sterowania oraz problemu optymalizacji. Dokonano jego implementacji stosując algorytm genetyczny. Przedstawione zostały wyniki badań symulacyjnych ukazujące jakość zaproponowanego układu regulacji w środowisku MATLAB/Simulink.

EN

There are a number of theorems and techniques that view inventory management from variant perspectives. The recent progress in research has resulted in innovative and more general techniques that can reduce the supply chain costs fundamentally. Modern inventory control is anchored in vastly advanced and complex models, which require considerable computational efforts. In this paper, we use a mathematical model of a warehouse system with time-varying delivery delay and adapt control system in order to apply it to the problem of goods flow in inventory systems. On the basis of the analysis of the inventory system, we propose a control system, then made its initial verification in the way of computer simulation in MATLAB/Simulink. The concept of improving the flow of materials is based on the structure of the Smith predictor and the PID controller. We perform optimization studies using genetic algorithm. Two quality indicators are subjected to minimization: the total costs of creating and maintaining inventories and differences between the demand and sales of products – the value of providing on whether the storage system keep up with the changing needs of the market (avoid stoppages). In this article, we mainly want to show that our idea of control system is able to achieve a high service level with maintaining a given inventory capacity to avoid redundancy.

4

Dostrajanie nastaw regulatora sterującego układem o dużych stałych czasowych opóźnienia

Kula K.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

Vol. 50, nr 2

23-27

PL

W artykule przedstawiono koncepcję zastosowania w układzie z predyktorem Smitha regulatora o automatycznie dostrajanych nastawach. Regulator ten wykorzystuje do identyfikacji parametrów układu przekaźnik sterowany wywołujący w układzie zamkniętym drgania harmoniczne, a następnie wykorzystując utworzony model procesu dobiera również nastawy regulatora.

EN

In this paper an autotuning controller of control system with Smith predictor is presented. Plant model transfer function (FOPDT) and Pl controller settings are estimated using the parameters of ultimate cycle which is generated by relay - feedback test.

5

Adaptacyjny układ regulacji z predyktorem Smitha z możliwością zastosowania w systemach rozproszonych

Tutaj A.

Automatyka / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

|

2008

|

T. 12, z. 2

211-231

PL

Artykuł opisuje adaptacyjny układ regulacji dla liniowego, skończenie wymiarowego, asymptotycznie stabilnego obiektu SISO z wolnozmiennym opóźnieniem transportowym, które może występować na jego wyjściu lub wejściu. W układzie prowadzona jest ciągła identyfikacja opóźnienia, a jego estymatę wykorzystuje się w linii opóźniającej, stanowiącej element predyktora Smitha. Zastosowanie adaptacji poszerza obszar stabilności systemu i polepsza jakość regulacji. Opisywany układ może być zastosowany w rozproszonych układach regulacji, w których źródłem opóźnień jest obecność sieci telekomunikacyjnej przesyłającej dane. Warunkiem uzyskania dobrych wyników sterowania jest odpowiedni charakter opóźnień, mianowicie ich wolnozmienność.

EN

The paper describes an adaptive control system for a linear finite-dimensional and asymptotically stable SISO plant with a slowly changing delay time at the input or output. The estimate of a dead time obtained by a continuous identification is used in a delay line, which is a part of a Smith predictor. Use of the adaptation enlarges the stability region and increases the performance of a system. The described setup can be used for distributed control systems where delays are introduced by the communication network. This approach succeeds if delays in the network vary slowly with time.

6

Dyskretne algorytmy sterowania szybkością nadawania danych w połączeniowych sieciach teleinformatycznych

Molik T., Bartoszewicz A.

Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji

|

2006

|

Vol. 52, z. 4

563-589

PL

W artykule zaprezentowano dwa nowe dyskretne algorytmy sterowania szybkością nadawania danych w połączeniowych sieciach teleinformatycznych. Proponowane rozwiązania wykorzystują predyktor Smitha oraz dyskretny regulator proporcjonalny. Jeden z algorytmów uwzględnia także informację o stanie sieci dostarczaną przez sprzężenie bezpośrednie od dostępnego pasma, co przyczynia się do zmniejszenia wahań czasu opóźnienia związanego z kolejkowaniem danych w węźle wąskiego gardła. Wykazano, że przy spełnieniu odpowiednich warunków przedstawione algorytmy pozwalają całkowicie wyeliminować przeciążenia sieci oraz zapewniają pełne wykorzystanie łącza. Algorytmy zachowują swoje właściwości zarówno w stanie ustalonym sieci, jak i wtedy gdy liczba nadajników oraz dostępne pasmo mogą ulegać zmianie.

EN

The paper presents two new discrete time flow control algorithms for connection oriented communication networks. The algorithms effectively combine the Smith predictor with a discrete time, proportional controller. One of the strategies proposed in the paper uses also the feed-forward compensation of the time varying available bandwidth. This helps reduce transport delay and its variance, consequently ensuring improved quality of service (QoS). It has been proved that the algorithms eliminate the risk of the bottleneck buffer overflow and assure full bandwidth utilisation. The algorithms proposed in the paper maintain these desirable properties not only in the steady state, but also when the number of data sources and the available bandwidth may change during the network operation. The algorithms can support an arbitrary bandwidth allocation, which is their important advantage when compared with other strategies proposed in the past. The favourable properties of the proposed control algorithms are strictly proved and verified by means of a simulation example.

7

Feed-Forward Bandwidth Compensation in Connection-Oriented Networks with Rate-Dependent Sampling

Ignaciuk P., Bartoszewicz A.

Journal of Applied Computer Science

|

2006

|

Vol. 14, nr 1

79-95

EN

In this paper, congestion control in a connection-oriented network supporting multiple data flows is considered. In the examined network the feedback information is received by each source once every M data packets sent by this source round trip time earlier. Since the rate is modified only, when this information becomes available, the transfer speed changes at irregularly spaced time instants. A new, nonlinear controller effectively combining the Smith predictor with the feed-forward compensation is proposed. Conditions for data loss elimination and full bottleneck link bandwidth utilization are formulated and strictly proved with explicit consideration of irregularities in the feedback information availability. Furthermore, due to the employed feed-forward compensation, the variation of the data transfer delay is reduced, which ensures favorable Quality of Service in the network.

8

Realizacja predyktora Smitha na platformie sprzętowo-programowej "soft PLC" bazującej na komputerze klasy PC

Oprzędkiewicz K.

Automatyka / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

|

2006

|

T. 10, z. 2

177-186

PL

W pracy omówiono problemy praktycznej implementacji specjalnego algorytmu regulacyjnego "predyktor Smitha" na platformie "soft PLC" zrealizowanej na komputerze klasy PC pod nadzorem środowiska Windows XP. Do realizacji algorytmu sterowania wykorzystano podstawową (niezawierającą jądra czasu rzeczywistego) wersję systemu "soft PLC" firmy Siemens. W pracy omówiono platformę sprzętowo-programową do realizacji algorytmu oraz podano wyniki badań doświadczalnych spełnienia wymagań czasu rzeczywistego w rozważanym systemie sterowania. Na podstawie wyników badań można stwierdzić, że zastosowana podstawowa wersja systemu "soft PLC" zapewnia spełnienie wymagań czasu rzeczywistego w zakresie utrzymania czasu cyklu sterownika na poziomie kilkudziesięciu milisekund, co jest wielkością w zupełności wystarczającą dla szerokiej klasy praktycznych zadań sterowania realizowanych w przemyśle.

EN

In the paper problems of practical implementation a special control algorithm "Smith's predictor" were presented. The control system was implemented onto PC - based "soft PLC" platform. A basis version of "soft PLC" system (without real-time kernel) was used. In the paper the hardware and software platform to the task realization were shown, results of experimental tests of real-time requirement during considered control algorithm are also presented. The main conclusion from the paper is that the tested "soft PLC" system implemented with basic version of software assures keeping the longest cycle time of a controller fully responsible for a wide class of industrial control tasks.

9

On the robustness of a nonlinear ABR flow controller for multi-source ATM networks

Bartoszewicz A.

Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji

|

2005

|

Vol. 51, z. 3

449--464

EN

In this paper the problem of flow control in fast, connection oriented communication networks supporting traffic generated by multiple sources is considered. The network is modelled as a dynamic system with different delay times. A nonlinear strategy governing the behaviour of the sources is proposed. The strategy combines Smith principle with the conventional relay type (i.e. continuous with respect to time and discontinuous with respect to its output signal) controller. The strategy guarantees full bottleneck link utilisation and no cell loss in the controlled network. These favourable properties are obtained even if the round trip times of the connections contributing to the bottleneck link queue are not known exactly, but can only be estimated with some degree of accuracy.

PL

W artykule zaproponowano nową strategię sterowania prędkością nadawania danych w połączeniowych sieciach teleinformatycznych, w których występuje wiele źródeł i pojedynczy węzeł wąskiego gardła. Zaproponowana strategia wykorzystuje elementy zaczerpnięte z klasycznej teorii sterowania. Opisany w artykule regulator stanowi połączenie predyktora Smitha oraz nieliniowego elementu dwupołożeniowego. Zastosowanie przedstawionego regulatora zapewnia uzyskanie niezerowej długości kolejki danych w buforze wąskiego gardła, a równocześnie gwarantuje, że długość tej kolejki nie przekroczy zadanej wartości. Dzięki temu możliwe jest pełne wykorzystanie łącza przy równoczesnym wyeliminowaniu niebezpieczeństwa gubienia przesyłanych pakietów. Pozwala to zapobiec konieczności retransmisji danych i zagwarantować stuprocentowe wykorzystanie zasobów sieci. Ponieważ układy sterowania wykorzystujące predyktor Smitha często są wrażliwe na niedokładność oszacowania czasu opóźnienia, w artykule dokładnie przeanalizowano wpływ nieprecyzyjnego określenia czasu RTT pełnego obiegu komórki RM na działanie zaproponowanego układu regulacji. Pokazano jakie warunki muszą być spełnione aby zapewnić pełne wykorzystanie dostępnej przepustowości i nie dopuścić do przepełnienia bufora wąskiego gardła nawet wtedy, gdy czasy RTT nie są znane dokładnie, a jedynie mogą być oszacowane z pewnym przybliżeniem. Sformułowane twierdzenia zostały zilustrowane przykładem symulacyjnym.

10

Flow Control In Connection Oriented Communication Networks with Variable Number of Virtual Connections

Molik T., Bartoszewicz A.

Journal of Applied Computer Science

|

2005

|

Vol. 13, nr 2

79-93

EN

The paper presents a new discrete time flow control algorithm for connection oriented communication networks. The algorithm effectively exploits the Smith predictor, the discrete time proportional controller with saturation and the feed-forward compensation. The proposed control strategy helps avoid the bottleneck node buffer overflow and ensures full utilisation of the available bandwidth. The algorithm maintains its favourable properties even if the number of data sources, and virtual connections, changes during the network operation.

11

Zastosowanie zmodyfikowanych wersji predyktora Smitha w rozproszonych układach regulacji

Tutaj A.

Automatyka / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

|

2005

|

T. 9, z. 3

483-497

PL

Artykuł traktuje o użyciu zmodyfikowanych wersji klasycznego predyktora Smitha w rozproszonych układach regulacji. Wprowadzone do predyktora modyfikacje mają na celu dostosowanie go do zmienności występujących w sieciach komunikacyjnych opóźnień i do przypadków gubienia pakietów. W artykule opisano kilka odmian predyktora, wskazując każdorazowo, dla jakich własności sieci dane odmiany mają zastosowanie. Działanie niektórych spośród opisanych układów regulacji zilustrowano wynikami symulacji. Na ich podstawie porównano jakość regulacji dla klasycznego predyktora oraz jego różnych odmian. Poruszono także problem stabilności otrzymanych układów.

EN

This paper deals with modifications of the Smith predictor used in the distributed control systems. Presented modifications make predictor handle the variable time delays or the packet dropout. The paper describes several types of modifications together with the specifications of network properties for which the modifications are suitable. For some of presented systems the results of simulations are included. Based on this results the quality of control for classical and modifying predictors is compared. The issue of stability is also addressed.

12

ABR traffic control over multi-source single-bottleneck ATM networks

Bartoszewicz A., Molik T.

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2004

|

Vol. 14, no 1

43-51

EN

The problem of flow control in fast, connection-oriented communication networks supporting the traffic generated by multiple sources is considered. A novel sampled time strategy governing the behaviour of the sources is proposed. The strategy combines the Smith principle with the conventional sampled time proportional controller. It guarantees an equal resource allocation between various users, full bottleneck link utilisation and no cell loss in the controlled network. Consequently, the need for cell retransmission is eliminated and a high throughput is ensured. Furthermore, transmission rates generated by the algorithm are limited. This property permits a direct implementation of the proposed strategy in the network environment. A simulation example confirms favourable performances of the proposed control scheme.

13

Dyskretny algorytm sterowania ruchem w wirtualnym obwodzie sieci ATM

Molik T., Bartoszewicz A.

Studia Informatica

|

2003

|

Vol. 24, nr 2A

171-178

PL

W opracowaniu przedstawiono nowy dyskretny algorytm sterowania prędkością nadawania źródła w sieciach ATM. Zaproponowany algorytm oparty jest na dyskretnym regulatorze proporcjonalnym wykorzystującym predyktor Smitha. Algorytm ten zapewnia pełne wykorzystanie dostępnego pasma, a jednocześnie zapobiega gubieniu pakietów, które występują w przypadku przepełniania bufora węzła.

EN

This paper presents a new sampled time flow algorithm for wide area, connection oriented communication networks. The algorithm assures no buffer overflow and full bandwidth utilisation in a single virtual circuit. It has been proved that the flow rate generated by the algorithm is always bounded and nonnegative

14

Problemy realizacji cyfrowej predyktora Smitha w środowisku sterownika PLC

Oprzędkiewicz K.

Automatyka / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

|

2002

|

T. 6, z. 2

139-150

PL

W pracy omówiono problemy praktycznej realizacji cyfrowej, w środowisku sterownika PLC, algorytmu regulacyjnego typu predyktor Smitha, stosowanego do regulacji układów z dużym opóźnieniem. Omówiono struktury rozważanego algorytmu sterowania w aspekcie ich realizacji praktycznej z wykorzystaniem standardowych narzędzi programowych PLC: języka drabinkowego i listy instrukcji. Stwierdzono, że predyktor Smitha, w dokładnej postaci omówionej w literaturze, jest trudny w realizacji w środowisku PLC, natomiast dobra jakość regulacji przy zachowaniu poprawności numerycznej oraz prostoty realizacji jest zapewniona przy zastosowaniu realizacji przybliżonej.

EN

In the paper the problems of the PLC realisation of the special control algorithm so called Smith predictor were discussed. The algorithm block structures were analysed in the aspect of the practical implementation in the PLC with the standard programming tools (LD and IL languages) use. The main conclusions of the work can be formulated as follows: firstly, the exact theoretical structure of the Smith predictor is difficult to realisation at PLC and is badly numerical conditioned. Secondly, the correct control with the meeting of the numerical correctness and simplicity is provided by the approximate realisation.

15

Praktyczna realizacja predyktora Smitha z wykorzystaniem sterownika PLC

Oprzędkiewicz K.

Automatyka / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

|

2001

|

T. 5, z. 1/2

457-464

PL

Predyktor Smitha jest przykładem algorytmu specjalnego, przeznaczonego do sterowania procesów przemysłowych z dużym opóźnieniem. Realizacja tego algorytmu w technice analogowej napotykała na duże trudności ze względu na konieczność realizacji czystego bloku opóźniającego. W technice cyfrowej realizacja tego algorytmu jest znacznie prostsza, przy czym najbardziej celowe wydaje się zastosowanie do tego celu typowych urządzeń przemysłowych. W pracy omówiono praktyczną realizację predyktora Smitha z wykorzystaniem sterownika PLC w typowej konfiguracji. Jako eksperymentalny obiekt regulacji wykorzystano obiekt typu cieplnego, którego dynamika może być dobrze opisana transmitancją z opóźnieniem. Omawiany algorytm sterowania został zaimplementowany na sterowniku SIEMENS SIMATIC S7-300 w konfiguracji umożliwiającej sterowanie procesów ciągłych. Podczas budowy oprogramowania sterownika zastosowano standardowe narzędzia dopuszczone przez normę IEC 1131-3: język drabinkowy, język wysokiego rzędu oraz standardowe elementy organizacyjne oprogramowania: bloki organizacyjne, bloki funkcyjne i funkcje.

EN

The Smith - predictor is a special control algorithm, which is used for control of the time - delay systems. The practical realisation of this control algorithm requires us to build the pure delay element. The realisation of this element without digital technology use is very difficult, but with the digital technology use is simple and the most suitable is to apply this control algorithm at the typical industrial controller. In the paper a method of practical realisation of this control algorithm at the typical PLC is shown. As the experimental control plant was the heat object used. The dynamics of this object can be well described by the transfer function with time delay. The Smith predictor was implemented at the PLC SIEMENS SIMATIC S7 - 300 with the analog input/output channels. During implementation of Smith predictor the standard tools for PLC-s programming were used: the functions, the function blocks, the ladder diagram language and the structured text language.