Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The impact of external conditions on quadruped robot behavior: modeling using fuzzy logic and machine learning

Krzykowska-Piotrowska Karolina, Piotrowski Marek, Rosiński Adam, Paś Jacek, Nistor Sorin, Sibilska-Mroziewicz Anna, Janusz Marcin, Kasprzyk Zbigniew

Journal of KONBiN

|

2025

|

Vol. 55, iss.1

155--167

EN

This article presents research on modeling the behavior of quadruped robots, specifically Spot from Boston Dynamics, under various external conditions using fuzzy logic and machine learning. A two-stage fuzzy inference model was developed to analyze the impact of environmental factors (temperature, precipitation, visibility) and operational factors (route duration, population density) on navigation disruptions and the probability of failure. Advanced machine learning algorithms, such as Gaussian Process Regression (GPR) and neural networks, were used for precise prediction of navigation failures. The proposed model, developed using MATLAB tools, represents a significant advancement in improving navigation precision and operational efficiency of assistive robots in complex environments. These findings hold promise for applications aiding individuals with special needs.

PL

W tym artykule przedstawiono badania nad modelowaniem i przewidywaniem zachowania robotów czworonożnych przy użyciu logiki rozmytej i uczenia maszynowego, w szczególności robota Spot firmy Boston Dynamics, w różnych warunkach zewnętrznych. Opracowano dwuetapowy model wnioskowania rozmytego w celu analizy wpływu czynników środowiskowych (temperatura, opady, widoczność) i czynników operacyjnych (czas trwania trasy, gęstość zaludnienia) na zakłócenia nawigacji i prawdopodobieństwo awarii. Do precyzyjnego przewidywania awarii nawigacji wykorzystano zaawansowane algorytmy uczenia maszynowego, takie jak regresja procesów gaussowskich (GPR) i sieci neuronowe. Proponowany model, opracowany przy użyciu narzędzi MATLAB, stanowi znaczący postęp w zakresie poprawy precyzji nawigacji i wydajności operacyjnej robotów wspomagających w złożonych środowiskach.

2

Design of fuzzy dynamic decoupler for a class of two-inputs two-outputs nonlinear systems

Król Szymon, Dworak Paweł

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2025

|

Vol. 73, nr 1

art. no. e152218

EN

This paper deals with the problem of designing a dynamic decoupler for a class of two-inputs two-outputs nonlinear MIMO systems with experimentally modeled dynamics. The work describes the well-known linear theory of dynamic decoupling of TITO plants and discusses problems related to its application to nonlinear systems. The solution of constructing a fuzzy dynamic decoupler with two possible approaches is proposed. The paper gives a practical example of the synthesis of such a system for the air heater, which is an example of nonlinear thermal plant.

3

Wpływ optymalizacji sterowania pracą silnika indukcyjnego na jakość energii elektrycznej

Nęcka Krzysztof, Lis Stanisław, Łyszczarz Piotr, Karbowniczak-Miśtal Anna

Przegląd Elektrotechniczny

|

2024

|

R. 100, nr 6

152--155

PL

Celem wykonanych badań było opracowanie algorytmu sterowania procesem rozruchu silnika indukcyjnego pozwalającego na ograniczenie wartości prądu w początkowej fazie jego pracy. Opracowano model silnika elektrycznego w programie Matlab-Simulink wraz z autorskim układem wykorzystującym logikę rozmytą do sterowania wartością napięcia zasilającego uzwojenia stojana i dynamiką jego zmiany w funkcji obciążenia na wale silnika. W czasie badania analizowano również wpływ procesu rozruchu silnika na parametry opisujące jakość napięcia.

EN

The aim of the research was to develop a control algorithm for the start-up process of an induction motor, allowing current limitation in the initial phase of its operation. A model of an electric motor was developed in the Matlab-Simulink programme, together with an original system using fuzzy logic to control the value of the voltage supplying the stator winding and the dynamics of its change as a function of the load on the motor shaft. The study also analysed the effect of the motor start-up process on the parameters describing the voltage quality.

4

Recommendation for a structure and fuzzy logic control of a common storage system between autonomous photovoltaic systems

Boukerche Ali, Lekhchine Salima, Bahi Tahar

Przegląd Elektrotechniczny

|

2024

|

R. 100, nr 6

257--263

EN

At present, energy saving and renewable energies represent one of the most important axes of sientific research. One of these renewable energies is solar energy, which has two aspects: solar thermic and solar photovoltaic; this energy is highly coveted due to its availability, but the cost of this energy remains very high, specially for autonomous installations where there are storage batteries. the aim of this work is to minimise the invisible cost of storage and to promote energy saving using a connected network energy management system controlled by fuzzy logic.. There are several types of storage batteries, including batteries that are less expensive in terms of storage capacity and price (Wh/Price), such as OPZS batteries, but they cannot be used for a single consumer because their capacity is very large. In our work, we propose a collective storage structure between multiple variable loads, and each load is equipped with a photovoltaic generator that supplies the same storage bus. Fuzzy logic is used to collect information on the behaviour of loads, in other words the consumers, their compliance with the consumption instructions set in advance, as well as the degree of contribution to recharging the collective storage bus. Using mathlab simulink, we have performed a simulation of the proposed system. The result is that the program classifies the consumers and gives them a quantity of energy from the storage bus according to their class, a quantity that can be estimated using fuzzy logic. This approach can be used in a number of different ways, either by the electricity network distributors by installing collective storage buses in each utility, with multiple benefits such as the use of the storage bus as a back-up source in the event of a network failure to ensure continuity of service, energy savings, because consumers will try to save as much energy as possible in order to have a good rating and benefit from more energy in unfavourable weather conditions. It will also enable the electricity distributor to have a more smart and better-controlled grid, because consumers will respect hourly power consumption thresholds to have a better rating at all times instead of varying consumption rates on an hourly basis, as many suppliers do, to avoid consumption peaks that cause problems on the electricity network, such as voltage drops. Or co-location in a collective storage bus for off-grid installations to minimise the investment cost of the storage bus and be more respectful of the environment.

PL

Obecnie oszczędzanie energii i odnawialne źródła energii stanowią jedną z najważniejszych osi badań naukowych. Jedną z tych odnawialnych energii jest energia słoneczna, która ma dwa aspekty: słoneczną energię cieplną i słoneczną energię fotowoltaiczną; energia ta jest bardzo pożądana ze względu na jej dostępność, ale koszt tej energii pozostaje bardzo wysoki, szczególnie w przypadku autonomicznych instalacji, w których znajdują się akumulatory. Celem tej pracy jest zminimalizowanie niewidocznych kosztów magazynowania i promowanie oszczędzania energii przy użyciu połączonego sieciowego systemu zarządzania energią kontrolowanego przez logikę rozmytą. Istnieje kilka rodzajów akumulatorów, w tym akumulatory, które są tańsze pod względem pojemności i ceny (Wh / Cena), takie jak akumulatory OPZS, ale nie można ich używać dla pojedynczego konsumenta, ponieważ ich pojemność jest bardzo duża. W naszej pracy proponujemy zbiorczą strukturę magazynowania między wieloma zmiennymi obciążeniami, a każde obciążenie jest wyposażone w generator fotowoltaiczny, który zasila tę samą magistralę magazynową. Logika rozmyta jest wykorzystywana do zbierania informacji na temat zachowania obciążeń, innymi słowy konsumentów, ich zgodności z instrukcjami zużycia ustalonymi z wyprzedzeniem, a także stopnia wkładu w ładowanie zbiorczej magistrali magazynowej. Korzystając z programu Mathlab Simulink, przeprowadziliśmy symulację proponowanego systemu. W rezultacie program klasyfikuje konsumentów i daje im ilość energii z magistrali magazynowej zgodnie z ich klasą, ilość, którą można oszacować.

5

Estimation of the flashover voltage of insulator using fuzzy logic (FL)

Becha Habiba, Benguesmia Hani, Bakri Badis, Berrabah Fouad, M’ziou Nassima

Przegląd Elektrotechniczny

|

2024

|

R. 100, nr 7

101--107

EN

The aim of this work is to estimate the flashover voltage of a high-voltage insulator that has been deliberately polluted using fuzzy logic (FL). Initially, experimental experiments on a high-voltage insulator were used to collect a data set that was then used to implement the idea of artificial intelligence. These studies were conducted using varying degrees of fake pollution, namely saline distilled water. Each pollution level indicated the quantity of artificial pollution, measured in millilitres, in each section of the insulator. The collecting database provides flashover voltage measurements associated with varying levels of artificial pollution in each insulator zone and its conductivity. Furthermore, we have used fuzzy logic (FL) to forecast the flashover voltage of the high-voltage insulator and assess the insulating condition of simulated pollution. The suggested prediction model, which is based on Federated Learning (FL), is implemented using MATLAB's graphical user interface. Ultimately, a comparison was conducted between the outcomes achieved by FL and real-world ones. The database used in this comparison differs from that used in concepts based on programming language implementation taken from previous literature. The findings demonstrate the superior effectiveness of the FL approach in predicting the flashover voltage of high-voltage insulators when compared to data acquired from practical testing.

PL

Celem pracy jest oszacowanie napięcia przeskoku izolatora wysokiego napięcia, który został celowo zanieczyszczony przy użyciu logiki rozmytej (FL). Początkowo eksperymenty eksperymentalne na izolatorze wysokiego napięcia służyły zebraniu zbioru danych, który następnie wykorzystano do wdrożenia idei sztucznej inteligencji. Badania te przeprowadzono przy użyciu różnego stopnia fałszywych zanieczyszczeń, a mianowicie destylowanej wody solankowej. Każdy poziom zanieczyszczenia wskazywał ilość sztucznych zanieczyszczeń, mierzoną w mililitrach, w każdej sekcji izolatora. Zbierana baza danych zapewnia pomiary napięcia przeskoku związane z różnymi poziomami sztucznych zanieczyszczeń w każdej strefie izolatora i jego przewodnością. Ponadto wykorzystaliśmy logikę rozmytą (FL) do prognozowania napięcia przeskoku izolatora wysokiego napięcia i oceny stanu izolacji symulowanego zanieczyszczenia. Sugerowany model predykcyjny, oparty na Federated Learning (FL), jest implementowany przy użyciu graficznego interfejsu użytkownika MATLAB-a. Ostatecznie przeprowadzono porównanie wyników uzyskanych na platformie FL z wynikami uzyskanymi w świecie rzeczywistym. Baza danych wykorzystana w tym porównaniu różni się od bazy danych stosowanej w koncepcjach opartych na implementacji języka programowania zaczerpniętych z wcześniejszej literatury. Odkrycia wskazują na wyższą skuteczność metody FL w przewidywaniu napięcia przeskoku izolatorów wysokiego napięcia w porównaniu z danymi uzyskanymi z testów praktycznych.

6

Bearing fault analysis utilizing fuzzy logic methodology for enhanced diagnostic accuracy

Santoso Santoso, Hartayu Ratna, Ridho'i Ahmad, Andriawan Aris Heri, Pambudi Wahyu Setyo, Anwar Ahmad Nuril, Muharom Syahri

Przegląd Elektrotechniczny

|

2024

|

R. 100, nr 10

73--78

EN

This research aims to design a tool that can be used to detect damage or malfunctions in induction motors, especially in the bearing part which is the main driving component. Using the MPU 6050 accelerometer sensor and sound sensor module with the Arduino Nano microcontroller and the HC 05 Bluetooth module as a medium for sending and acquiring signal data. The signal data obtained in the form of a datalog with the extension .txt is then processed further with Matlab software to find out information on the characteristics of sound signals and vibration signals generated by induction motor bearings. Using a cut-off signal filter low pass filter for voice signal filter processing and fast Fourier transform (FFT) to convert the time domain signal into a signal frequency domain to determine the frequency characteristics arising from the signal. From the sound and vibration signal input data obtained, the Fuzzy logic method is used to determine the bearing condition output. The developed system is capable of detecting bearings in three conditions, namely good, damaged, and alert.

PL

Celem badań jest zaprojektowanie narzędzia, które będzie można wykorzystać do wykrywania uszkodzeń lub usterek w silnikach indukcyjnych, zwłaszcza w części łożyskowej będącej głównym elementem napędowym. Wykorzystanie czujnika akcelerometru i modułu czujnika dźwięku MPU 6050 z mikrokontrolerem Arduino Nano i modułem Bluetooth HC 05 jako medium do przesyłania i pozyskiwania danych sygnałowych. Uzyskane dane sygnałowe w postaci datalogu z rozszerzeniem .txt są następnie przetwarzane w programie Matlab w celu uzyskania informacji o charakterystyce sygnałów dźwiękowych i sygnałów wibracyjnych generowanych przez łożyska silników indukcyjnych. Zastosowanie filtra dolnoprzepustowego filtra sygnału odcinającego do przetwarzania filtra sygnału głosowego i szybkiej transformaty Fouriera (FFT) w celu konwersji sygnału w dziedzinie czasu na dziedzinę częstotliwości sygnału w celu określenia charakterystyk częstotliwości wynikających z sygnału. Na podstawie uzyskanych danych wejściowych sygnałów dźwiękowych i wibracyjnych metoda Fuzzy logic służy do określenia wyjściowego stanu łożyska. Opracowany system jest w stanie wykryć łożyska w trzech stanach: dobre, uszkodzone i czujne.

7

Optimizing infectious disease diagnostics through AI-driven hybrid decision making structures based on image analysis

Ahsan Muhammad, Damaševičius Robertas, Shahzad Sarmad

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2024

|

Vol. 34, no. 4

549--563

EN

Infectious diseases significantly impact global mortality rates, with their complex symptoms complicating the assessment and determination of infection severity. Various countries grapple with different forms of these diseases. This research utilizes three AI-based decision-making techniques to refine diagnostic processes through the analysis of medical imagery. The goal is achieved by developing a mathematical model that identifies potential infectious diseases from medical images, adopting a multi-criteria decision-making approach. The avant-garde, AI-centric methodologies are introduced, harnessing an innovative amalgamation of hypersoft sets in a fuzzy context. Decision-making might include recommendations for isolation, quarantine in domestic or specialized environments, or hospital admission for treatment. Visual representations are used to enhance comprehension and underscore the importance and efficacy of the proposed method. The foundational theory and outcomes associated with this innovative approach indicate its potential for broad application in areas like machine learning, deep learning, and pattern recognition.

8

Medical fuzzy-expert system for prediction of engraftment degree of dental implants in patients with chronic liver disease

Polishchuk Vitaliy, Pavlov Sergii, Polishchuk Sergii, Shuvalov Sergii, Dalishchuk Andriy, Sachaniuk-Kavets’ka Natalia, Mukhsina Kuralay, Nazerke Abilkaiyr

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2024

|

T. 14, nr 1

90--94

EN

The paper presents an information technology for assessing the degree of engraftment of dental implants in the event of a pathology violation through the use of fuzzy sets, which allows using this method for medical diagnostic tasks. Main scientific results: developed algorithms and mathematical models that formalize the process supporting diagnostic decisions based on fuzzy logic; developed mathematical models of membership functions that formalize the presentation of qualitative and qualitative informational features based on the rules of fuzzy logic, which can be used in information expert systems when assessing the degree of engraftment of dental implants in case of disease with pathological diseases.

PL

W artykule przedstawiono technologię informacyjną do oceny stopnia wszczepienia implantów stomatologicznych u pacjentów z przewlekłą chorobą wątroby za pomocą zbiorów rozmytych, co pozwala na zastosowanie tej metody do medycznych zadań diagnostycznych. Główne wyniki naukowe: opracowano algorytmy i modele matematyczne formalizujące proces wspomagania podejmowania decyzji diagnostycznych w oparciu o logikę rozmytą; opracowano matematyczne modele funkcji przynależności formalizujące reprezentację ilościowych i jakościowych cech informacyjnych opartych na regułach logiki rozmytej, które mogą być wykorzystane w informatycznych systemach ekspertowych do oceny stopnia wszczepienia implantów stomatologicznych u pacjentów z przewlekłą chorobą wątroby.

9

Fuzzy logic-based prediction data for the CNC lathe

Kunhirunbawon S., Suwichien N., Jantarasricha T., Jantarasricha T., Butdee S.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2024

|

Vol. 126, nr 2

58--64

EN

Purpose: The research aims to predict the parameters between the cutting speed range correlated to the depth of cut for the CNC lathe. Design/methodology/approach: The model predicts the cutting speed parameters carried out based on the data range between the depth of the cut and the cutting speed. That information has been derived from the machine tool handbook and expert engineer recommendations. The fuzzy logic-based methods were used to predict cutting speed parameters for three different materials: aluminium, machine steel, and stainless steel. The data range in each material was used to condition the membership function. Findings: The result shows that the prediction cutting speed parameters are related to the range of the depth of the cut between 0.15 and 0.4 mm. It is observed that if the depth of the cut is very high, the cutting speed is lower. The information obtained is slightly different from the machine tool handbook. It can be used with the feed rate parameters to perform the machining process of the CNC lathes in the smart factory. Research limitations/implications: Further research should focus on predicting surface roughness and tool wear in the turning. Practical implications: The cutting speed selection has a significant impact on manufacturing. It affects production time, tool wear, cost, etc. Generally, the parameter has been derived from machining handbooks or machine tools textbooks, and some data is vague because it has only maximum and minimum. The data between ranges is unclear for operation. Executing production planning for new engineers was hard, which can affect manufacturing systems. Therefore, proper and precise cutting parameters are required. Originality/value: General machine tool manuals often provide vague information on recommended parameters and only show the maximum and minimum values. In past research, it has only a determined parameters range for the experiment. The data between ranges is unclear for operation. In this research, the parameter prediction was performed between the cutting speed range related to the cutting depth, which is for use in the CNC lathe process.

10

A fuzzy logic modelling of predictive maintenance in rotating machinery

Prommachan W., Surin P., Srinoi P., Pipathattakul M.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2024

|

Vol. 126, nr 1

15--22

EN

Purpose: The study aims to investigate and assess the application of Fuzzy Logic to construct a predictive maintenance model for rotating machinery. Design/methodology/approach: The research uses a mixed approach, with both quantitative and qualitative approaches, and are four main steps: 1) surveying and analysing existing predictive maintenance techniques; 2) determining appropriate expert assessment criteria for predictive maintenance techniques; 3) vibration analysis by the experts; 4) evaluate the performance of rotating machinery with fuzzy logic. Findings: The result of the study will be used to build a rotating machinery predictive maintenance model, which is very similar to the traditional method. The obtained data showed that the efficiency of the rotating machinery and the vibration level were compliant with the standard ISO 10816-3. Thus, such data can be planned for maintenance to maximize benefit. Research limitations/implications: Future research should optimise the model and add additional modules for automatic data collection. The production monitoring system should help collect data by considering downtime, predicting the functional service life of rotating machinery, etc. Practical implications: The proposed model can be used in small water pumps in order to perform predictive maintenance. The conceptual framework was tested, particularly with rotating machinery. Originality/value: The fuzzy logic model is described as the fuzzy of a process with linguistics for greater clarity.

11

Comparative analysis of PID, fuzzy PID, and ANFIS controllers for 2-DOF helicopter trajectory tracking: simulation and hardware implementation

Fellag Ratiba, Belhocine Mahmoud

Archive of Mechanical Engineering

|

2024

|

LXXI, nr 3

323--349

EN

This study investigates advanced control techniques to evaluate the trajectory tracking control of a two-degrees-of-freedom (2-DOF) helicopter system based on simulation and hardware implementation experiments. For this, a Quanser Aero 2 platform and its QUARC software, integrated within MATLAB/Simulink, are used to design and implement multiple controllers, including Proportional Integral Derivative (PID), Fuzzy PID, and Adaptive Neuro Fuzzy Inference System (ANFIS) controllers. A two-phase approach was followed to assess and compare these controllers’ ability to handle parametric uncertainties, unmodeled dynamics, and matched disturbances. Firstly, simulation experiments were conducted using an uncertain system model, considering the controller’s responses in scenarios with and without cross-coupling and matched disturbances. Subsequently, hardware experiments were conducted under the same conditions to validate the simulation results, providing real-time performance comparisons. Finally, a rigorous quantitative assessment based on multiple performance metrics including Root Mean Square Error (RMSE), peak value, Integral Square Error (ISE), Integral of Absolute Error (IAE), and Integral of Time-multiplied Absolute Error (ITAE) demonstrated overperformance achieved using ANFIS for pitch control and Fuzzy PID for yaw control.

12

Management model for the construction’s waste use in walls manufacturing

Biks Yuriy, Lialiuk Olena, Zerong Wan, Lialiuk Andrii

Architecture Civil Engineering Environment

|

2024

|

Vol. 17, no. 2

87--99

EN

The mathematical model, which could be represented as a fuzzy inference tree for project man-agement aimed at waste usage in wall manufacturing, is proposed in the article. The factors classification that affect production's environmental and economic efficiency is presented. The proposed ecological and economic efficiency criterion and influence factors are linguistic variables consisting of fuzzy terms on the corresponding universal sets. The proposed hierarchical system of mathematical models allows the intelligent choice of proper building material, depending on the influence of environmental parameters, socio-economic parameters, and engineering and technological parameters of a building object, based on fuzzy logical expressions “IF-THEN”. The proposed model could be used as a support system model in the decision-making process at the early feasibility stage. Estimating pros and cons based on the results of a virtual experiment in terms of proposed criterion value for specific construction waste allows proper planning of construction waste usage in the construction sector. The proposed model can be used as a design and engineering tool in the decision-making process for forecasting the ecological and economic efficiency of the use of waste in the manufacture of walls.

13

Analysis and evaluation of the technical equipment maintenance system in the Polish Army

Pszczółkowski Józef, Goliasz Tomasz

Systemy Logistyczne Wojsk

|

2023

|

Vol. 59, no. 2

73--103

EN

Maintaining the high level of operational readiness of the army requires ensuring constant high technical readiness of its technical equipment. The reliability of a technical device results from its design and operational features, and in the operation phase it depends solely on the efficiency of the logistics supply system, service, and diagnosis. The principles of implementing these processes and the functioning of the systems are determined by the adopted equipment exploitation strategy. The study presents the results of the assessment of the technical equipment maintenance system in the Polish Army. Methods, procedures and tools for obtaining data to achieve the set goal, methods of data processing, and analysis of the obtained information were characterized. Information and data characterizing the functioning of the maintenance system were obtained as a result of the use of interview techniques with experts with theoretical and practical knowledge about the functioning of the system in the armed forces, using observation techniques, analysis of operational documentation in paper form as well as collected in IT systems. The method of surveying of two groups of experts, participants of the logistics course involved in the implementation and managing the operation of the equipment was of fundamental importance in the research process. IT tools such as MS Excel, MatLab and Statistica were used to develop the obtained numerical and linguistic results. The study determined the parameters of descriptive statistics, histograms and probability distributions and used fuzzy logic. As a result of the study, the reasons for the currently not fully satisfactory level of operation of the equipment maintenance system were revealed and possible solutions were identified to increase the efficiency and effectiveness of the system, and thus the technical readiness of the equipment.

PL

Utrzymanie wysokiego poziomu gotowości operacyjnej wojska wymaga zapewnienia stałej wysokiej gotowości technicznej sprzętu stanowiącego jego wyposażenie. Niezawodność urządzenia technicznego wynika z jego cech konstrukcyjnych i eksploatacyjnych, a w fazie eksploatacji jest zależna wyłącznie od sprawności działania systemu zaopatrzenia logistycznego, obsługiwania, w tym diagnozowania. Zasady realizacji tych procesów i funkcjonowania systemów determinuje przyjęta strategia eksploatacji sprzętu. W opracowaniu przedstawiono wyniki oceny funkcjonowania systemu obsługiwania sprzętu technicznego w wojsku polskim. Scharakteryzowano metody, procedury i narzędzia pozyskiwania danych dla realizacji postawionego celu, metody przetwarzania i opracowania danych oraz analizy uzyskanej informacji. Informacje i dane charakteryzujące funkcjonowanie systemu obsługiwania uzyskano w wyniku zastosowania techniki wywiadu z ekspertami dysponującymi wiedzą teoretyczną jak i praktyczną o funkcjonowaniu systemu w siłach zbrojnych, za pomocą techniki obserwacji, analizy dokumentacji eksploatacyjnej w formie papierowej, jak również zgromadzonej w systemach informatycznych. Podstawowe znaczenie w procesie badawczym miała metoda ankietowania dwóch grup ekspertów, uczestników kursu logistycznego związanych z realizacją i zarządzających eksploatacją sprzętu. Do opracowania uzyskanych wyników liczbowych i lingwistycznych wykorzystano narzędzia informatyczne w postaci MS Excel, MatLab i Statistica. W opracowaniu wyznaczono parametry statystyki opisowej, histogramy i rozkłady prawdopodobieństwa oraz wykorzystano logikę rozmytą. W wyniku przeprowadzonego badania ujawniono przyczyny aktualnie nie w pełni zadowalającego poziomu funkcjonowania systemu utrzymania stanu technicznego sprzętu oraz wskazano możliwe do zastosowania rozwiązania pozwalające na podniesienie sprawności i efektywności systemu, a tym samym gotowości technicznej sprzętu.

14

Rozmyty regulator stanu układu dwumasowego

Żychlewicz Mateusz, Stanisławski Radosław, Szrek Jarosław, Malarczyk Mateusz, Kamiński Marcin

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 3

53--58

PL

Sterowanie napędem elektrycznym oparte o wektor zmiennych stanu umożliwia precyzyjne odtwarzanie sygnału zadanego. Jednak zakłócenia parametryczne lub pomiarowe zdecydowanie utrudniają zachowanie poprawności działania struktury sterowania. W związku z tym, w niniejszej publikacji, zaproponowano rozszerzenie regulatora o część bazującą na logice rozmytej. Zastosowany element wpływa, w zależności od uchybu prędkości, na wartości wzmocnień w sprzężeniach zwrotnych, w efekcie odpowiednio kształtowane są zmienne stanu oraz dynamika napędu. W procesie projektowania zastosowany został optymalizacyjny algorytm metaheurystyczny - Symbiotic Organisms Search (SOS). Obiektem sterowanym jest układ napędowy z elastycznym sprzęgłem, które zostało wprowadzone do części mechanicznej. Wyniki badań symulacyjnych potwierdzają poprawność analizowanej koncepcji. Przeprowadzone zostały również testy eksperymentalne (algorytm został zaimplementowany w karcie dSPACE1103, napęd zawierał dwa silniki prądu stałego o mocy 0,5kW).

EN

Application of control methods based on state vector leads to precise tracking of reference signal. However, the parametric or measurement disturbance definitely make it difficult to maintain the correct operation of the system. Therefore, in this paper, implementation of an additional fuzzy element is proposed. It can recalculate, using information about the speed error, the coefficients in the feedback paths. Then, shape of the state variables and the dynamics of the system are forced properly. In the design process, the metaheuristic algorithm - Symbiotic Organisms Search (SOS) - was used. The electrical drive contains elastic shaft. The results of the simulations confirm the correctness of the analyzed method. Moreover, the experimental tests were performed (with the dSPACE 1103 card, the system contains two DC motor with 0.5kW).

15

Real time implementation of fuzzy logic based direct torque control of three phase induction motor

Aoufi Ahmed, Bourek Amor, Ghadbane Ismail

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 2

100--103

EN

Torque by means the space vector modulation (DTC-SVM) technique using a fuzzy logic controller and applied to the induction drive powered by a two-level inverter. Direct torque control (DTC) is used to achieve torque decoupling fuzzy regulation and space vector modulation in order to keep torque ripple and flux to a minimum. This paper uses a DTC-SVM method based on fuzzy logic controllers to overcome the limitation of DTC-SVM based PI controllers, such as sensitivity to machine parameter variation and external disturbance. In the end, the feasibility and effectiveness of the suggested methods are experimentally confirmed Validation with a real-time Matlab / Simulink program DSpace-based interface1104.

PL

Moment obrotowy za pomocą techniki modulacji wektora przestrzennego (DTC-SVM) z wykorzystaniem sterownika logiki rozmytej i zastosowany do napędu indukcyjnego zasilanego przez dwupoziomowy falownik. Bezpośrednie sterowanie momentem obrotowym (DTC) służy do uzyskania rozmytej regulacji z odsprzęganiem momentu obrotowego i modulacji wektora przestrzennego w celu ograniczenia tętnienia i strumienia momentu obrotowego do minimum. W artykule wykorzystano metodę DTC-SVM opartą na sterownikach z logiką rozmytą w celu przezwyciężenia ograniczeń sterowników PI opartych na DTC-SVM, takich jak wrażliwość na zmiany parametrów maszyny i zakłócenia zewnętrzne. Ostatecznie wykonalność i skuteczność proponowanych metod jest potwierdzona eksperymentalnie Walidacja z programem czasu rzeczywistego Matlab / Simulink opartym na interfejsie DSpace1104.

16

Modified Fuzzy Logic PI speed controller with scheduling boundaries of integral time constant for PMSM drive

Vo Hau Huu, Brandstetter Pavel

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 11

175--179

EN

In order to obtain high performance speed response in pulse-width-modulation direct torque controlled drive of permanent magnet synchronous motor, fuzzy logic is utilized to update parameters of proportional-integral speed controller. However, overshoot and undershoot of speed response are still high, especially at times of load torque change. For reduction of the overshoot and undershoot, boundaries of integral time constant in fuzzy logic are tuned according to speed error during overshoot and undershoot. Theoretical assumptions are validated via simulations.

PL

Aby uzyskać wysoką wydajność odpowiedzi prędkości w sterowanym bezpośrednio momentem napędowym silnika synchronicznego z magnesami trwałymi z modulacją szerokości impulsu, do aktualizacji parametrów proporcjonalno-całkującego regulatora prędkości wykorzystywana jest logika rozmyta. Jednak przeregulowanie i niedoregulowanie odpowiedzi prędkości są nadal wysokie, zwłaszcza w okresach zmiany momentu obciążenia. W celu zmniejszenia przeregulowania i niedoregulowania, granice stałej czasowej całkowania w logice rozmytej są dostrajane zgodnie z błędem prędkości podczas przeregulowania i niedoregulowania. Założenia teoretyczne są weryfikowane za pomocą symulacji.

17

Drip irrigation control system based on mamdani fuzzy logic and internet of things (IoT)

Sujono Hari Agus, Nainggolan Wijaya Pardamean

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 12

35--39

EN

Irrigation System is an alternative way of irrigating rainfed land in the dry season. Selecting Irrigation methods depends on factors such as water availability, type of soil and its topography, and plant type. On the other hand, there are a lot of remote controls nowadays developing using the concept of IoT (Internet Of Things). IoT tries to expand human interdependence, for example, interaction, contribution, and collaboration on something. Based on the description, an automatic drip irrigation system based on Arduino is proposed using the concepts of fuzzy logic and IoT. The application of remote control for automatic drip irrigation systems on chili plants is to use an android application where there is frame monitoring and control. The application can monitor sensor parameters and can control the solenoid valve anywhere and anytime. Testing data transmission throughout the system where the data transmission has an average time is 3.9 seconds and the success rate in sending the data was appropriate in 10 trials.

PL

System nawadniania to alternatywny sposób nawadniania gruntów zasilanych deszczem w porze suchej. Wybór metody nawadniania zależy od takich czynników, jak dostępność wody, rodzaj gleby i jej topografia oraz rodzaj roślin. Z drugiej strony, obecnie istnieje wiele pilotów rozwijających się w oparciu o koncepcję IoT (Internet Of Things). Internet rzeczy próbuje rozszerzyć współzależność między ludźmi, na przykład interakcję, wkład i współpracę nad czymś. Na podstawie opisu zaproponowano automatyczny system nawadniania kropelkowego oparty na Arduino wykorzystujący koncepcje logiki rozmytej i IoT. Zastosowanie zdalnego sterowania do automatycznych systemów nawadniania kropelkowego roślin chili polega na wykorzystaniu aplikacji na Androida, która umożliwia monitorowanie i sterowanie ramą. Aplikacja może monitorować parametry czujnika i sterować elektrozaworem w dowolnym miejscu i czasie. Testowanie transmisji danych w całym systemie, gdzie średni czas transmisji danych wynosi 3,9 sekundy, a skuteczność przesyłania danych była odpowiednia w 10 próbach.

18

Comparative study of optimizations for control problem using fuzzy type-2

Cavalcante Mário Sérgio F. F., Soares Livia M. C. M., Araújo Ícaro B. Q., Araújo Fábio M. U.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 2

37--50

EN

In general, fuzzy logic are able to handle several problems that classic logic is not cabaple, mainly due its capacity to represent the imprecision and uncertanty of human logic and reasoning. But, even classic fuzzy logic or type-1 fuzzy logic are not adquate to fully represent the human knowledge, so type-2 fuzzy logic is more suitable to solve this problem. Controllers based on those logic are known as type-1 and type-2 fuzzy controllers, these controllers are hard to tune due its large number of parameters. In literature, there are a lot of strategy to solve this problem for both controllers based on meta-heuristics. To investigate and validate the controllers obtained it was used a Servo motor from Quanser, a control problem which requires precision and velocity in error correction. We tested several controlers and optimization techniques based on classic PI controllers and particle swarm optimization, genetic algorithms and ant colony optimization based on three diferents avaliation index IEA, ITEA e Goodhard index. By analyzing the results obtained, the type-2 fuzzy controller showed significant gain for the control of this plant, when optimized with the PSO method. From the results, it can also be inferred that the ant algorithm was not suitable for this problem, with the proposed evaluation function.

PL

W przemyśle kilka strategii i algorytmów sterowania jest już używanych i opisanych w literaturze. Wśród istniejących technik, regulatory rozmyte wyróżniają się zdolnością do radzenia sobie z poważnymi nieliniowościami występującymi w rzeczywistych instalacjach oraz zdolnością do reprezentowania wiedzy eksperckiej, która jest nieprecyzyjna i matematycznie niedokładna. W tej pracy zbadano dwa typy istniejących regulatorów rozmytych opartych na modelu Sugeno, są to rozmyte typu 1, tutaj sklasyfikowane jako konwencjonalne rozmyte i rozmyte typu 2. Analizując otrzymane wyniki, regulator rozmyty typu 2 wykazał znaczny zysk w sterowaniu t ˛a instalacją, gdy został zoptymalizowany metod ˛a PSO. Z wyników można równie ˙ z wywnioskować, że algorytm mrówkowy nie był odpowiedni dla tego problemu z zaproponowaną funkcją ewaluacyjną.

19

ANFIS based inverse controller design for liquid level control of a spherical tank

Akca Talha Burak, Ulu Cenk, Obut Salih

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 2

32--36

EN

In this study, an adaptive neuro fuzzy inference system (ANFIS) based inverse controller design is presented for liquid level control application of a spherical tank. First, an excitation signal is applied to the system and the corresponding output signal is obtained. ANFIS-based fuzzy model of the nonlinear spherical tank system is constructed by using this input-output data set. While constructing the fuzzy model, a fuzzy model structure with two inputs and one output is preferred considering design simplicity. The input-output data used for constructing the fuzzy model of the system are exchanged, and by using this new data set, an ANFIS based inverse controller is designed. To improve the control performance against disturbances and model mismatches, the inverse controller is used in an internal model control structure. The performance of the proposed controller is compared to that of classical PI and fuzzy PI controllers under set point variation and disturbance conditions. The results of comparisons reveal that the proposed inverse controller outperforms both the classical and fuzzy PI controllers.

PL

W niniejszym opracowaniu przedstawiono projekt regulatora odwrotnego opartego na adaptacyjnym neurorozmytym systemie wnioskowania (ANFIS) do zastosowania w kontroli poziomu cieczy w zbiorniku kulistym. Najpierw do systemu doprowadzany jest sygnał wzbudzenia i uzyskiwany jest odpowiedni sygnał wyjściowy. Oparty na ANFIS model rozmyty nieliniowego systemu zbiorników sferycznych jest tworzony przy użyciu tego zestawu danych wejściowych i wyjściowych. Podczas konstruowania modelu rozmytego preferowana jest struktura modelu rozmytego z dwoma danymi wejściowymi i jednym wynikiem, biorąc pod uwagę prostotę projektowania. Dane wejściowe-wyjściowe wykorzystywane do budowy modelu rozmytego systemu są wymieniane, a przy użyciu tego nowego zestawu danych projektowany jest sterownik odwrotny oparty na ANFIS. W celu poprawy wydajności sterowania w przypadku zakłóceń i niezgodności modelu, w wewnętrznej strukturze sterowania modelu zastosowano regulator odwrotny. Wydajność proponowanego regulatora jest porównywana z klasycznymi regulatorami PI i rozmytymi regulatorami PI w warunkach zmienności wartości zadanej i zakłóceń. Wyniki porównań pokazują, że proponowany regulator odwrotny przewyższa zarówno klasyczne, jak i rozmyte regulatory PI.

20

Adaptive neuro-fuzzy sliding mode controller (ANF-SMC) to control speed, electromagnetic torque (EMT), stator current, and back EMF using PMBLDCmotor (PMBLDCM) in electric propulsion of electric vehicles

Begam Shaik Ruksana, Burthi Loveswara Rao, Depuru Shobha Rani

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 8

49--62

EN

In present days conventional vehicles were replaced by electric vehicles due to their low maintenance and eco-friendly nature with PMBLDCM motor due to its simple design, long-term usage, low noise, speed response, stability, and high efficiency. In electric vehicles, the speed control method is still difficult with PMBLDC motor to produce the desired high torque and to deal with uncertainty problems due to dynamic loads which cannot apply in conventional vehicles. To overcome these problems, we proposed the usage of Adaptive Neuro-Fuzzy Sliding Mode Control (ANF-SMC) which also handles electromagnetic torque (EMT), back EMF and stator current, nonlinear and uncertainties in the electric propulsion subsystem of electric vehicles by applying adaptive neuro-fuzzy sliding mode control for effective speed regulation and parameter tuning of the fuzzy system based on performance index of PMBLDC motor in the absence, presence and variable speed conditions. The simulation was done using the designed approach with MATLAB/Simulink R2020b with a Fuzzy tool kit and the performance of the proposed controller was compared with existing PID, SMC, FSMC, and AFSMC controllers to validate its success in improving the system characteristics. Simulation results infer that the proposed ANF-SMC controller with no overshoot and less rise, peak, and settling time than that of existing systems under different loads and variable speed conditions.

PL

W dzisiejszych czasach pojazdy konwencjonalne zostały zastąpione pojazdami elektrycznymi ze względu na ich niskie koszty utrzymania i przyjazny dla środowiska charakter z silnikiem PMBLDCM ze względu na jego prostą konstrukcję, długotrwałe użytkowanie, niski poziom hałasu, szybkość reakcji, stabilność i wysoką wydajność. W pojazdach elektrycznych metoda sterowania prędkością jest nadal trudna w przypadku silnika PMBLDC do wytworzenia pożądanego wysokiego momentu obrotowego i radzenia sobie z problemami niepewności wynikającymi z obciążeń dynamicznych, których nie można zastosować w konwencjonalnych pojazdach. Aby przezwyciężyć te problemy, zaproponowaliśmy wykorzystanie Adaptacyjnego Neuro-Fuzzy Sliding Mode Control (ANF-SMC), który obsługuje również moment elektromagnetyczny (EMT), wsteczną siłę elektromotoryczną i prąd stojana, nieliniowość i niepewności w podukładzie napędu elektrycznego pojazdów elektrycznych poprzez zastosowanie adaptacyjne sterowanie trybem ślizgowym neuro-fuzzy w celu efektywnej regulacji prędkości i strojenia parametrów systemu rozmytego na podstawie wskaźnika wydajności silnika PMBLDC w warunkach nieobecności, obecności i zmiennej prędkości. Symulacja została przeprowadzona przy użyciu zaprojektowanego podejścia z MATLAB/Simulink R2020b z zestawem narzędzi Fuzzy, a wydajność proponowanego kontrolera została porównana z istniejącymi kontrolerami PID, SMC, FSMC i AFSMC, aby potwierdzić jego sukces w poprawie charakterystyki systemu. Wyniki symulacji wskazują, że proponowany sterownik ANF-SMC nie ma przeregulowania i ma krótszy czas narastania, wartości szczytowej i ustalania niż w istniejących systemach przy różnych obciążeniach i warunkach zmiennej prędkości.