Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Matematyczny model nieustalonego przepływu mieszaniny wodoru i gazu ziemnego w rurociągu

Gburzyńska Marta

Nafta-Gaz

|

2024

|

R. 80, nr 4

230--242

PL

W niniejszym artykule opisany został matematyczny model przepływu gazu w stanie nieustalonym, który następnie został uzupełniony do postaci prezentującej matematyczny model mieszaniny wodoru i gazu ziemnego. Model ten jest wyprowadzany za pomocą równań ruchu, ciągłości oraz stanu i dostarcza precyzyjnego opisu dynamicznych aspektów przepływu gazu. Badania matematyczne obejmują dodanie wodoru do gazu ziemnego, mając na celu umożliwienie zrozumienia wpływu tej modyfikacji na właściwości mieszaniny gazów. Model matematyczny mieszaniny gazów jest linearyzowany w celu zapisu w postaci operatorowej. Postać operatorowa modelu daje możliwość między innymi definicji funkcji przejścia. Funkcje przejścia definiowane są w celu badania reakcji wejście–wyjście. Po przekształceniu do postaci operatorowej funkcje przejścia są wykorzystywane do badania właściwości dynamicznych układu. Kolejnym etapem jest opis funkcji przejścia w postaci widmowej, aby zbadać właściwości dynamiczne rurociągu z wykorzystaniem analizy częstotliwościowej. Charakterystyki częstotliwościowe opisują zachowanie układu w stanie ustalonym przy sygnałach sinusoidalnych. Wyrażają relację między odpowiedzią układu a zadanym wymuszeniem harmonicznym, zmieniającym się w określonym zakresie prędkości kątowej. Charakterystyki częstotliwościowe w skali logarytmicznej przedstawione oddzielnie dla modułu liczby określającej stosunek amplitudy sygnału wyjściowego do amplitudy sygnału wejściowego oraz logarytmicznej charakterystyki fazowej, czyli zależności przesunięcia fazowego od prędkości kątowej przedstawionej w skali logarytmicznej, nazywane są charakterystykami Bodego. Charakterystyki Bodego pozwalają analizować, jak dla określonych wartości prędkości kątowej sygnału wejściowego zmieniają się amplituda oraz przesunięcie fazy między sygnałem wyjściowym a wejściowym. Podstawowym celem przeprowadzonej analizy jest zrozumienie procesów przepływu gazu w warunkach nieustalonych. Jednym z kluczowych parametrów branym pod uwagę jest stosunek masowy wodoru do gazu ziemnego, oznaczany jako θ. Ten współczynnik ma decydujące znaczenie dla zrozumienia właściwości mieszaniny gazów. Daje on cenne informacje na temat dynamiki mieszanki. Wpływ tej mieszaniny na procesy przepływu gazu jest istotny zarówno teoretycznie, jak i praktycznie. Prezentowana analiza stanowi istotny krok w kierunku lepszego zrozumienia tych procesów.

EN

This article describes a mathematical model of unsteady gas flow in an unsteady state, which is then extended to represent a mathematical model of a mixture of hydrogen and natural gas. This model is derived using equations of motion, continuity, and state, providing a precise description of the dynamic aspects of gas flow. The mathematical investigations include the addition of hydrogen to natural gas, aiming to understand the impact of this modification on the properties of the gas mixture. The mathematical model of the gas mixture is linearized for representation in operator form. The operator form of the model allows, among other things, the definition of transfer functions. Transfer functions are defined to examine input-output responses. After transformation into operator form, transfer functions are utilized to investigate the dynamic properties of the system. The next step involves describing the transfer functions spectrally to examine the dynamic properties of the pipeline using frequency analysis. Frequency characteristics describe the system's behavior in a steady state under sinusoidal signals. They elucidate the relationship between the system's response and a specified harmonic excitation, varying within a defined range of angular velocities. Frequency characteristics, presented separately for the magnitude of the number, determining the ratio of output signal amplitude to input signal amplitude, and the logarithmic phase characteristics, depicting the phase shift dependence on angular velocity presented in a logarithmic scale, are known as Bode characteristics. Bode characteristics allow the analysis of how amplitude and phase shift between the output and input signals change for specific angular velocity values of the input signal. The primary goal of the conducted analysis is to understand gas flow processes under unsteady conditions. One of the key parameters taken into account is the mass ratio of hydrogen to natural gas, denoted as θ. This coefficient is crucial for understanding the properties of the gas mixture, providing valuable insights into its dynamics. The impact of this mixture on gas flow processes is significant both theoretically and practically. The presented analysis represents a crucial step towards a better understanding of these processes.

2

Hourly identification and simulation of the TGE S.A. Day-Ahead Market system

Marlęga Radosław, Tchórzewski Jerzy R.

Control and Cybernetics

|

2022

|

Vol. 51, No. 4

523--555

EN

The paper presents selected research results concerning the identification and simulation of the TGE S.A. Day-Ahead Market (DAM) system of the day for electricity delivered and sold, listed for the following hours: 5:01-6:00, 11:01-12:00, 17:01-18:00 and 23:01-24:00 in 2019, which were obtained in the MATLAB and Simulink environment using the System Identification Toolbox. As a result of identification, four respective discrete parametric arx models were obtained, which were then subject to quality assessment. Then, a simulation model was built in the Simulink environment, which was used for simulation tests and for assessing the sensitivity of the model created using the data from 2019 as the basis and the data from 2020 for verification. The obtained results confirm the correctness of both the performed discrete parametric identification and the possibility of testing the quality of the model and its sensitivity with the use of the DAM system model in the MATLAB and Simulink environment.

3

Approximate state-space and transfer function models for 2x2 linear hyperbolic systems with collocated boundary inputs

Bartecki Krzysztof

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2020

|

Vol. 30, no. 3

475--491

EN

Two approximate representations are proposed for distributed parameter systems described by two linear hyperbolic PDEs with two time- and space-dependent state variables and two collocated boundary inputs. Using the method of lines with the backward difference scheme, the original PDEs are transformed into a set of ODEs and expressed in the form of a finite number of dynamical subsystems (sections). Each section of the approximation model is described by state-space equations with matrix-valued state, input and output operators, or, equivalently, by a rational transfer function matrix. The cascade interconnection of a number of sections results in the overall approximation model expressed in finite-dimensional state-space or rational transfer function domains, respectively. The discussion is illustrated with a practical example of a parallel-flow double-pipe heat exchanger. Its steady-state, frequency and impulse responses obtained from the original infinite-dimensional representation are compared with those resulting from its approximate models of different orders. The results show better approximation quality for the “crossover” input–output channels where the in-domain effects prevail as compared with the “straightforward” channels, where the time-delay phenomena are dominating.

4

Time-variant model of heat-and-mass exchange for steam humidifier

Golinko Igor, Drevetskiy Volodymyr

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2020

|

T. 10, nr 2

24--27

EN

The dynamical model of heat-mass exchange for a steam humidifier with lumped parameters, which can be used for synthesis of control systems by inflowing-exhaust ventilation installations, or industrial complexes of artificial microclimate, is considered. A mathematical description that represents the dynamical properties of a steam humidifier concerning the main channels of control and perturbation is presented. Numerical simulation of transient processes for the VEZA KCKP-20 humidification chamber to the influence channels was carried out. The achieved dynamical model of a humidification chamber can be the basis for the synthesis of automatic control systems and simulation of transient states. A significant advantage of the obtained mathematical model in the state space is the possibility of synthesis and analysis of a multidimensional control system.

PL

Rozważono model dynamiczny wymiany ciepła i masy nawilżacza parowego o parametrach skupionych, który można zastosować do syntezy układów sterowania przez instalacje wentylacyjne nadmuchowo-wywiewne lub przemysłowe kompleksy sztucznego mikroklimatu. Przedstawiono opis matematyczny przedstawiający właściwości dynamiczne nawilżacza parowego dotyczące głównych kanałów regulacji i zaburzeń. Przeprowadzono symulację numeryczną procesów przejściowych dla komory nawilżającej VEZA KCKP-20 z kanałami wpływowymi. Powstały model dynamiczny komory nawilżania może być podstawą do syntezy automatycznych układów sterowania i symulacji stanów nieustalonych. Istotną zaletą uzyskanego modelu matematycznego w przestrzeni stanu jest możliwość syntezy i analizy wielowymiarowego układu sterowania.

5

An integer optimization model and algorithms to support the cost-revenue study and provisory designing warehouses or other storage objects

Miatselski M., Staruch B., Staruch B.

Technical Sciences / University of Warmia and Mazury in Olsztyn

|

2018

|

nr 21(4)

257--269

EN

An optimization model for the cost–revenue study at the stage of system analysis and preliminary designs of storage objects such as warehouses, containers, packs and similar objects are developed. Our assumptions motivated by warehouses design lead us to a nonlinear integer optimization problem with the only basic constraint. We present algorithmic methods for obtaining the exact solution to the general problem with emphasizing the special case when both the objective and the constraint functions are increasing. The results of the paper may be used in developing software tools intended for supporting designers.

6

State-space model and implementation Polish Power Exchange in Matlab and Simulnk environments

Marlęga R.

Information Systems in Management

|

2017

|

Vol. 6, No. 4

294--308

EN

This work contains selected results of research on modelling identification of Polish Power Exchange (TGEE) on the example of the figures quoted on the Day Ahead Market (DAM) on TGEE in Poland. In order to obtain a model of the TGEE system on the beginning it was conducted to identify the figures for the period 01.01.2013-31.12.2015 obtaining discrete parametric model arx in MATLAB and Simulink environments using System Identification Toolbox (SIT). The resultant model was converted to a continuous parametric model, and that one on a continuous model in the state space. On the basis of obtained equations of state and outputs, there was interpreted a state variables and parameters of the selected model, i.e. selected elements of the matrix A and matrix B. Research continues.

7

Method of evolutionary designing of FPGA-based controllers

Przybył A., Szczypta J.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2016

|

R. 92, nr 7

174--179

EN

Controller design is a difficult and time consuming process. Moreover, high implementation accuracy of theoretically developed control algorithm causes high computational complexity and may result in inability of control system to work with selected time step. Short time step is often a necessary condition of correctness of control algorithm and finally of control system. These requirements may be fulfilled by use of the field programmable gate array (FPGA) as a implementation platform. However, in many cases designed controller is sensitive to inaccuracy due to limited resolution of input and output signals as well as of digital word used in implementation. All of these limitations should be taken into consideration in design stage. In this paper is proposed a method based on an evolutionary algorithm which takes into account mentioned limitations. As a result the process of controller design is performed easier and faster.

PL

Projektowanie regulatora jest trudnym i czasochłonnym procesem. Ponadto implementacja opracowanego teoretycznie algorytmu sterowania niejednokrotnie skutkuje wysoką złożonością obliczeniową. Może to skutkować brakiem możliwości pracy systemu sterowania z zadanym krokiem czasowym. Oprócz wspomnianych zjawisk występują problemy związane z rozdzielczością sygnałów wejściowych i wyjściowych jak i słowa cyfrowego użytego w implementacji realizowanej w na przykład układach programowalnych FPGA. Aby powstający system działał prawidłowo wszystkie te ograniczenia powinny być uwzględnione już na etapie projektowania. W artykule przedstawiona została metoda projektowania systemu regulacji bazująca na algorytmie ewolucyjnym. Metoda ta uwzględnia wspomniane ograniczenia oraz czyni trudny i czasochłonny proces projektowania regulatora łatwiejszym i szybszym.

8

Optimal control of dynamic systems using a new adjoining cell mapping method with reinforcement learning

Arribas-Navarro T., Prieto S., Plaza M.

Control and Cybernetics

|

2015

|

Vol. 44, no. 3

369--387

EN

This work aims to improve and simplify the procedure used in the Control Adjoining Cell Mapping with Reinforcement Learning (CACM-RL) technique, for the tuning process of an optimal contro ller during the pre-learning stage (controller design), making easier the transition from a simulation environment to the real world. Common problems, encountered when working with CACM-RL, are the adjustment of the cell size and the long-term evolution error. In this sense, the main goal of the new approach, developed for CACM-RL that is proposed in this work (CACMRL*), is to give a response to both problems for helping engineers in deﬁning of the control solution with accuracy and stability criteria instead of cell sizes. The new approach improves the mathematical analysis techniques and reduces the engineering eﬀort during the design phase. In order to demonstrate the behaviour of CACM-RL*, three examples are described to show its application to real problems. In All the examples, CACM-RL* improves with respect to the considered alternatives. In some cases, CACM- RL* improves the average controllability by up to 100%.

9

Robustness of Multimodal Transportation Networks

Bocewicz G.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2014

|

Vol. 16, no. 2

259--269

PL

Dynamiczny rozwój infrastruktury komunikacji miejskiej obejmującej linie autobusowe, trolejbusowe, tramwajowe, linie metra, kolei podmiejskiej, itp. składające się na tzw. Multimodalne Sieci Transportowe (MST) rodzi wiele nowych problemów. Wśród ważniejszych z nich warto wymienić problemy planowania obsługi ruchu pasażerskiego w sytuacjach związanych z awariami elementów infrastruktury, wypadkami losowymi czy też z obsługą imprez masowych. Wiadomo, że istnienie rozwiązań dopuszczalnych gwarantujących zakładaną przepustowość infrastruktury warunkuje tzw. odporność MST na ww. zakłócenia. W tym kontekście, niniejsza praca przedstawia pewien deterministyczny model multimodalnej sieci transportowej złożonej z połączonych stacjami przesiadkowymi, linii komunikacji miejskiej. Składające się na sieć, pracujące w zamkniętych cyklach, linie komunikacji miejskiej pozwalają obsłuchiwać ruch pasażerski na wybranych kierunkach np. północ-południe. Obsługiwane strumienie pasażerów modelowane są jako tzw. multimodalne procesy transportowe. Wprowadzone miary odporności MST, umożliwiające ocenę rozważanych wariantów infrastruktury, pozwalają na wyznaczenie warunków spełnienie, których gwarantuje dopuszczalną jakość obsługi ruchu pasażerskiego. Umożliwiają, zatem zarówno planowanie obsługi pasażerów na wybranych trasach, jak i kształtowanie struktury rozbudowywanej i/lub modernizowanej sieci komunikacji miejskiej.

EN

This paper describes a declarative approach to modeling a multimodal transportation network (MTN) composed of multiple connecting transport modes, such as bus, tram, light rail, subway and commuter rail, where within each mode, service is provided on separate lines or routes. The considered model of a network of multimodal transportation processes (MTPN) provides a framework to address the needs for transportation networks robustness while taking into account their capacity and demand requirements. Therefore the work focuses on evaluation of the network robustness allowing distinguished multimodal processes to continue in order to accomplish trips following an assumed set of multimodal chains connecting transport modes between origins and destinations. Consequently, a solution to the problem of prototyping robust transits on a given multimodal network is implemented and tested. The conditions that guarantee the network robustness, taking into account disruptions of supply and demand as well as operational control, are provided. The aim of investigations is to provide a tool for evaluating the robustness of a network of multimodal transportation processes as well as different travel modes through a transportation network.

10

Decision theory under general uncertainty

Cui Y., Guo R., Dunne T., Guo D.

Journal of Polish Safety and Reliability Association

|

2010

|

Vol. 1, No. 1

51--66

EN

The exposure of Toyota management’s cover-up of its faulty car component problems raises a fundamental question: did Toyota management make an appropriate decision taking all uncertainties into account? Statistical decision theory is a framework with a probabilistic foundation, which admits random uncertainty about the real world and human thinking. In general, the uncertainty of the real world is diversified and therefore the effort of trying to deal with different forms of uncertainty with one special form of uncertainty, namely random uncertainty, may be oversimplified. In this paper, we introduce an axiomatic uncertain measure theoretical framework and explore the essential mechanism in formulating a general uncertainty decision theory. We expect that a new understanding of uncertainty and development of a corresponding new uncertainty decision-making approach may assist intelligence communities to survive and deal with the extremely tough and diverse aspects of an uncertain reality.

11

Two-Temperature Generalized Thermopiezoelasticity for One Dimensional Problems – State Space Approach

Youssef H. M., Bassiouny E.

Computational Methods in Science and Technology

|

2008

|

Vol. 14, nr 1

55-64

EN

The theory of two-temperature generalized thermoelasticity, based on the theory of Youssef is used to solve boundary value problems of one dimensional piezoelectric half-space with heating its boundary with different types of heating. The governing equations are solved in the Laplace transform domain by using state-space approach of the modern control theory. The general solution obtained is applied to a specific problems of a half-space subjected to three types of heating; the thermal shock type, the ramp type and the harmonic type. The inverse Laplace transforms are computed numerically using a method based on Fourier expansion techniques. The conductive temperature, the dynamical temperature, the stress and the strain distributions are shown graphically with some comparisons.

12

O identyfikacji parametrycznej układów o parametrach rozłożonych opisanych równaniami w przestrzeni stanów

Abdenov H. G., Sawicki A., Abdenov A. Z.

Informatyka Teoretyczna i Stosowana

|

2005

|

R. 5, nr 8

65-73

PL

W artykule proponuje się nową metodę inżynierską identyfikacji układów stochastycznych o parametrach rozłożonych opisanych równaniami przestrzeni stanów. To podejście polega na sprowadzeniu układu równań stochastycznych o pochodnych cząstkowych do równań różniczkowych zwyczajnych. Jako przykład ilustrujący metodę rozpatrzono w artykule układy jednowymiarowe opisane w przestrzeni stanu równaniem o pochodnych cząstkowych typu parabolicznego.

EN

Paper proposes new engineer method of identification of stochastic systems with distributed parameters described by equations in the state space. This approach relies on leading of stochastically equations with partial derivatives to ordinary differential equations. As an example showing this method, paper considers one-dimensional systems described in the stałe space with equation with partial derivatives of parabolic type.

13

Ocena bezpieczeństwa obiektu geotechnicznego z niejednorodną probabilistycznie przestrzenią stanów

Hauryłkiewicz J.

Zeszyty Naukowe. Budownictwo / Politechnika Śląska

|

2003

|

z. 97

75-82

PL

Przedstawiono przykłady porównania ocen bezpieczeństwa rozmaitych obiektów geotechnicznych: ocen uwzględniających niejednorodność probabilistyczną przestrzeni stanów i ocen jej nieuwzględniających. Przeprowadzono analizę teoretyczną oceny bezpieczeństwa w niejednorodnej przestrzeni stanów otrzymując wyrażenie uwzględniające niejednorodność. Podano przykład liczbowy.

EN

Examples of geotechnical objects safety evaluation have been presented: evaluations taking unhomogeneity into account compared with ones do not doing that. Theoretical analysis of safety evaluation in unhomogeneous state space has been performed and algebraic expression taking unhomogeneity into account has been worked out. Numerical example has been done.

14

Distributed Verification with LoLA

Schmidt K.

Fundamenta Informaticae

|

2003

|

Vol. 54, nr 2,3

253-262

EN

We report work in progress on a distributed version of explicit state space generation in the Petri net verification tool LoLA. We propose a data structure where all available memory of all involved workstations can be fully exploited, and load balancing actions are possible at any time while the verification is running. It is even possible to extend the set of involved workstations while a verification is running.

15

Thermal-diffusion effect on rotating hydromagnetic flow in porous media

Kamel M. H.

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2000

|

Vol. 4, nr 2

149--164

EN

Effects of thermal-diffusion on the rotating hydromagnetic two dimensional flow of an electrically conducting incompressible viscous fluid through porous medium are analyzed. The flow considered is past an infinite non-conducting moving plate. A complete analytical solution is obtained for the temperature, the concentration and the velocity field using Laplace transformation and the method of direct integration by means of the matrix exponential (state space approach) in the case when the plate oscillates in its plane. The influence of various parameters involved is discussed with the help of illustrative graphs.

16

Minimal circuit and state space realization for generalized Kelly-Lochbaum discrete 2-D filters

Antoniou G. E.

Foundations of Computing and Decision Sciences

|

2000

|

Vol. 25, No. 2

89-95

EN

A circuit realization, for generalized Kelly - Lochbaum discrete two - dimensional (2-D) filters, with minimum number of delay elements is proposed. Using the proposed circuit implementation the corresponding state space realization is derived from its block diagram representation. The dimension of the 2-D state space vector is minimal and the corresponding 2-D transfer function is characterized by the all-pass property. Indexing terms: Realization, Two-Dimensions, System Theory, State Space

17

2-D quadratic continued fraction expandable systems: minimal state space realization

Antoniou G. E., Paraskevopoulos P. N., Varoufakis S. J.

Foundations of Computing and Decision Sciences

|

2000

|

Vol. 25, No. 3

149-159

EN

In this paper two new two-dimensional (2-D) continued fraction expansions, having quadratic structure, are presented. Using their circuit realizations, which in fact are characterized by the minimum number of delay elements, minimal state space representations are derived. The matrices A, b, c' of the 2-D state space model are presented in generalized closed form. Two examples are given to illustrate the new realizations.

18

Stability boundaries of autonomous non-linear dynamic systems

Peszyński K., Tesar V.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Akademia Techniczno-Rolnicza w Bydgoszczy

|

1999

|

Z. 44 (221)

49-59

EN

The paper discusses general behaviour of nonlinear dynamic systems without external excitation. Their vector of state quatities gradually evolves in time, reaching either a stable equilibrium state or, in an unstable case, exceeds physical limits. In higher-order nonlinear systems, there may be many equilibrium states and it is important to determine the extent of stability region for the stable ones. The approach to this problem is explained using the hypervector notation and basing the system classification on the analogy with potential in fluid mechanics.

PL

W artykule omawiane jest ogólne zachowanie nieliniowych systemów dynamicznych bez zewnętrznego wzbudzenia. Wektor ich wielkości stanu stopniowo rozwija się w czasie, osiągając albo stan równowagi stabilnej, lub w przypadku niestabilnym przekracza fizyczne granice. W systemach nieliniowych wyższego rzędu może istnieć wiele stanów niestabilnych wobec czego istotne jest określenie zakresu ich obszarów stabilności. Problematyka jest wyjaśniona na bazie zapisu przy pomocy hiperwektorów, przy czym punktem wyjscia jest analogia do pojęcia potencjału w mechanice płynów.