Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Wspomnienie o Stanisławie Fuksie

100%

Byrski W.

|

2006

|

tom T. 10, z. 1

99-100

2

Dokładna rekonstrukcja stanu - teoria i przykłady zastosowania

100%

Byrski W.

|

tom T. 7, z. 3

433-453

PL

Prezentowana jest ogólna teoria dokładnej rekonstrukcji skończenie wymiarowego wektora stanu w stacjonarnych układach liniowych, określonych w dowolnych przestrzeniach Hilberta. Dokładna rekonstrukcja stanu realizowana jest poprzez przetwarzanie sygnałów wejścia u i wyjścia y obserwowalnego systemu dynamicznego na zadanym przedziale czasowym T przez obserwator realizujący sumę iloczynu skalarnego pomiaru y i specjalnie dobranej funkcji obserwacji G1 oraz iloczynu skalarnego pomiaru u i specjalnie dobranej funkcji obserwacji G2 w wybranych przestrzeniach Hilberta. Funkcje G tworzące obserwator mają minimalną normę, co gwarantuje dodatkowe własności optymalności obserwatora w zadaniu minimalizacji błędu obserwacji stanu w obecności najbardziej niebezpiecznych znormalizowanych zakłóceń pomiarowych wejścia i wyjścia, przyjmowanych z kul jednostkowych.

EN

The general theory of exact reconstruction of finite dimensional state vector in time invariant linear systems is presented. The systems and signals are defined in Hilbert spaces. The exact reconstruction of the state is realized by processing of input u and output y signals in dynamic observable system on fix finite time interval T. The observer calculates the sum of inner product of y and special chosen observation function G1 and inner product of u and special observation function G2 in given Hilbert spaces. Observation functions G have minimal norm what guarantees the optimality properties of the observer in the task of minimization of observation error under noisy input/output measurement. Namely the most dangerous disturbances with bounded norm normalized to unit balls are assumed.

3

Technologia środowiska → Biopaliwa → Biodiesel

88%

Byrski W.

Przemysł Chemiczny

|

2006

|

tom T. 85, nr 12

1548-1549

4

A double window state observer for detection and isolation of abrupt changes in parameters

63%

Byrski J. , Byrski W.

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2016

|

tom Vol. 26, no. 3

585--602

EN

The paper presents a new method for diagnosis of a process fault which takes the form of an abrupt change in some real parameter of a time-continuous linear system. The abrupt fault in the process real parameter is reflected in step changes in many parameters of the input/output model as well as in step changes in canonical state variables of the system. Detection of these state changes will enable localization of the faulty parameter in the system. For detecting state changes, a special type of exact state observer will be used. The canonical state will be represented by the derivatives of the measured output signal. Hence the exact state observer will play the role of virtual sensors for reconstruction of the derivatives of the output signal. For designing the exact state observer, the model parameters before and after the moment of fault occurrence must be known. To this end, a special identification method with modulating functions will be used. A novel concept presented in this paper concerns the structure of the observer. It will take the form of a double moving window observer which consists of two signal processing windows, each of width T . These windows are coupled to each other with a common edge. The right-hand side edge of the left-side moving window in the interval [t − 2T, t − T ] is connected to the left-hand side edge of the right-side window which operates in the interval [t − T, t]. The double observer uses different measurements of input/output signals in both the windows, and for each current time t simultaneously reconstructs two values of the state—the final value of the state in the left-side window zT (t − T ) and the initial value of the state z0(t − T ) in the right-side window. If the process parameters are constant, the values of both the states on the common joint edge are the same. If an abrupt change (fault) in some parameter at the moment tA = t − T occurs in the system, then step changes in some variables of the canonical state vector will also occur and the difference between the states will be detected. This will enable localization of the faulty parameter in the system.

5

Czteropunktowa metoda identyfikacji transformacji stereowizyjnej

63%

Fuksa S. , Byrski W.

|

2005

|

tom T. 9, z. 3

533-541

PL

Prezentujemy prostą relację geometryczną związaną z transformacjami stereowizyjnymi. Podajemy metodę kalibrowania - identyfikacji. Metoda identyfikacji oparta jest na pomiarze położeń na monitorze kamery pewnej ilości punktów i znajomości ich położeń rzeczywistych w zewnętrznym układzie współrzędnych. Omawiana relacja nazywana będzie transformacją "płaską" i może służyć, jak pokazano, do określenia przestrzennego położenia punktu na podstawie jego obrazów na monitorach dwóch kamer. Istotną cechą sposobu kalibracji, jest liniowość i niski wymiar układów równań określających współczynniki transformacji.

EN

Simple geometric relation corresponding to stereovision transformation is presented. The parameters identification and calibration method is given. Identification is based on knowledge of some number of points positions on monitor as well as their real positions in global coordinate system. The relation we are talking about is called "the plane transform" and can be used for recognition of space position of a given point visible on two cameras monitors. One of important properties of the calibration method is linearity and Iow dimension of equations for transform coefficients.

6

Algorytmy całkowych obserwatorów stanu o przełączanej strukturze

63%

Byrski W. , Pelc M.

|

2004

|

tom T. 8, z. 3

261-271

PL

Przedstawiono omówienie trzech technik zastosowania optymalnych całkowych obserwatorów stanu używanych w systemach sterowania od stanu. Obserwatory te określone na skończonym oknie obserwacji T wykazują się własnością dokładnego odtwarzania stanu, bez względu na stopień nieznajomości warunków początkowych dla stanu rzeczywistego. Jest to podstawowa cecha odróżniająca je od koncepcji różniczkowych obserwatorów stanu typu Luenbergera i Kalmana, które wymagają podania dobrej estymaty stanu początkowego i gwarantują wtedy tylko asymptotyczne nadążanie za stanem rzeczywistym, nie dając przy tym żadnej informacji o jego aktualnej rzeczywistej wielkości. Możliwość dokładnego odtworzenia stanu przez obserwatory całkowe wynika z przyjętej koncepcji ich struktury jako okna pomiarowego, co skutkuje jednak w niemożnością odtwarzania stanu od chwili startu to, przez okres pierwszego okna obserwacyjnego t0+T, dopóki nie zostanie ono zapełnione pomiarami. Po czasie T obserwator może już odtwarzać stan w wersji on-line dla czasów t > t0+T poprzez przesuwanie okna i wykonywanie w nim stosownych obliczeń (Moving Window Observer). W artykule przedstawiono dwie dodatkowe techniki modyfikujące algorytm MWO, umożliwiające likwidację opóźnienia w odtworzeniu stanu lub wydatne jego zmniejszenie.

EN

Discussion of three techniques of application optimal integral state observers to control systems was presented. These observers are defined on finite time observation window T and have property of exact reconstruction of the state, with no regard on assumed real state initial conditions error. It is the basic difference between them and differential observers like Luenberger type and Kalman Filter, which need reasonable estimate of real initial state and even then guarantee only asymptotic convergence to real state, with no information about its real current value. Possibility of exact reconstruction of state by integral observers results from assumed idea of their structure as measuring window. From this however it follows that it is no possibility of state reconstruction starting from to up to the end of first observation window t0+T, until this window will be filled by measurements. After time T the observer may reconstruct the state on-line (for times t > t0+T) by shifting of window and executing appropriate calculations (Moving Window Observer). In the paper two additional modifying techniques for MWO algorithm were presented, for cancellation of the first delay in state reconstruction or its significant decrease.

7

Metody i algorytmy ze skończoną pamięcią dla dokładnego odtwarzania stanu

63%

Byrski W. , Byrski J.

|

2006

|

tom T. 10, z. 3

167-180

PL

Klasyczne obserwatory stanu dane równaniem różniczkowym (filtr Kalmana, obserwator Luenbergera) estymują stan liniowego układu dynamicznego asymptotycznie w oparciu o bieżące pomiary wejścia i wyjścia obiektu. Dla układu obserwowalnego istnieje jednak metodologia konstrukcji dokładnych obserwatorów stanu oparta o równanie całkowe reprezentujące skończone, przesuwane okno pomiarowe. Ze względu na dużą liczbę wymaganych obliczeń w oknie, nie dla wszystkich zastosowań możliwa jest realizacja takiego algorytmu on-line. Przedstawiono nową metodę i algorytm obserwatora dokładnego w postaci równania różniczkowego, równoważnego obserwatorowi całkowemu. Wykorzystanie skończonej pamięci i równania z opóźnieniem pozwala na rozwiązywanie równania różniczkowego on-line, co znacznie zmniejsza wymaganą ilość obliczeń, przy zachowaniu cechy dokładnego odtwarzania stanu.

EN

Classical state observers given by differential equation (Kalman Filter, Luenberger observer) based on current measurements of system input and output, estimate the state of linear system in asymptotic way. For observable system there exists another methodology of designing state observers which gives however exact reconstruction of state and is based on integral equation. Such type of observer represents finite moving measurement window. Because of possible huge amount of computation within the window not for all on-line application this algorithm is suitable. Hence the new method for exact observation algorithm in the form of differential equation is presented. This algorithm is equivalent to integral observer. The use of finite memory and equation with delay enables solution of differential equation on-line, and decreases significantly the need of computation power under fulfillment of exactness of state reconstruction.

8

State estimators and observers for continuous and discrete linear systems. Part 1. Differential asymptotic state estimators

63%

Byrski J. , Byrski W.

Science, Technology and Innovation

|

2018

|

tom Vol. 3, no. 2

62--68

EN

In the paper an overview of state estimators and state observers used in linear systems, will be presented. The state estimators and observers can be used in many applications like the state reconstruction for the control purposes or for the diagnosis and fault detection in technical processes or for the virtual measurements of inaccessible variables of the system as well as for the best filtration of the differential equation solution. As the standard most commonly the Kalman filter and Luenberger type observers are used. Although the Kalman filter guarantees optimal filtering quality of the state, reconstructed from the noisy measurements, both Kalman filter and the Luenberger observer guarantee only asymptotic quality of the real state changes and tracking, basing on the current measurements of the system output and input signals. Unfortunately, the value of the estimation error at any moment of time cannot be calculated. The discussion on differences between continuous and two types of discrete Kalman Filter will be presented. This paper is planned to be the introduction to presentation of another type of the state observers which have the structure given by the integral operators. Based on measurements of the system output and input signals on some predefined finite time interval, they can reconstruct, after this interval, the observed state exactly.

9

Osiągnięcia Katedry Automatyki AGH w zakresie monitoringu i automatyzacji w petrochemii i przemyśle chemicznym

63%

Tadeusiewicz R. , Byrski W.

Napędy i Sterowanie

|

2007

|

tom R. 9, nr 2

82-88

PL

Katedra Automatyki AGH jest jedną z największych placówek naukowych zajmujących się w Polsce badaniami naukowymi oraz pracami aplikacyjnymi związanymi z automatyką. W Katedrze zatrudnionych jest obecnie ponad stu pracowników, w tym 21 badaczy legitymujących się tytułem naukowym profesora lub stopniem naukowym doktora habilitowanego, więc jest to jednostka mająca spory potencjał naukowy i proporcjonalne do tego osiągnięcia.

10

Projekt i testy wizyjnego czujnika poziomu cieczy

63%

Byrski W. , Rotter P.

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

|

1998

|

tom T. 2, z. 1

65--77

PL

W artykule przedstawiono algorytmy i oprogramowanie wykorzystane w wizyjnym zestawie pomiarowym, identyfikującym poziom cieczy wyczerpanej w laboratoryjnej wyparce wchodzącej w skład instalacji destylacji. Stosowane dotychczas czujniki ciśnieniowe ulegały częstym awariom ze względu na trudne warunki pracy. Rozwiązanie konstrukcji czujnika poziomu przy pomocy kamery ma wiele zalet, m.in.: łatwość instalacji (kamerajest instalowana na zewnątrz naczynia), niewrażliwość na temperaturę, gęstość cieczy i środowisko pracy (np. żrące opary) oraz możliwość zastosowania do naczynia o dowolnej wielkości i kształcie. Zaproponowano kilka alternatywnych metod, różniących się zarówno wymaganiami sprzętowymi jak i niezawodnością. Przeprowadzono testy odporności metod na szumy pomiarowe wynikające z jakości obrazu na zakłócenia w postaci refleksów światła.

EN

In the paper the algorithms and software for vision measurement system used for identification of bottom product level in laboratory evaporator were presented. Pressure sensors which have been used before failed very often because of hard working environment. By using a camera many advantages were found: easiness of installation (camera is set outside the vessel), insensitivity to temperature, pressure, liquid density and the environment (for example caustic vapors). The system can be applied to vessel of any size and shape. The camera tracks the level of liquid in a glass pipe connected to the vessel. We proposed several alternative methods which differ both hardware requirements and reliability, such as numerical taxonomy (eluster analysis) and frequency analysis. Some quality tests of the four measurement methods with respect to measurement noises coming from vision processing and light reflections were performed.

11

Kalibracja systemów stereowizyjnych przy użyciu odpornej metody podwójnej płaszczyzny

51%

Rotter P. , Byrski W. , Dajda M.

|

tom R. 15, nr 12

121-126

PL

W metodzie podwójnej płaszczyzny (ang. double plane) zależność między współrzędnymi obrazowymi a współrzędnymi w przestrzeni trójwymiarowej jest obliczana na podstawie czterech przekształceń płaszczyzny na płaszczyznę (dwie kamery i dwie płaszczyzny kalibracyjne). Metoda jest intuicyjna i łatwa w implementacji, lecz ma poważną wadę w postaci złego uwarunkowania zadania dla pewnych obszarów przestrzeni. W artykule proponujemy odporną metodę kalibracji, która wykorzystuje dodatkowo trzecią płaszczyznę kalibracyjną. Jest to płaszczyzna wirtualna, która nie jest fizycznie elementem wzorca, ale jest zdefiniowana przez odpowiednio rozmieszczone punkty kalibracyjne na dwóch płaszczyznach podstawowych. Proponowany algorytm wykorzystuje liniową kombinację trzech par płaszczyzn: dla par płaszczyzn, które mogą generować błędy numeryczne przypisywana jest niska waga, minimalizująca ich wpływ na wynik końcowy. Eksperymenty wykazały dużą dokładność i wiarygodność proponowanej metody w stosunku do podstawowej wersji algorytmu: błąd średniokwadratowy i błąd maksymalny zostały zredukowane odpowiednio 4- i 20-krotnie.

EN

In double-plane method for stereovision system calibration the correspondence between screen coordinates and location in 3D space is calculated based on four plane-to-plane transformations: there are two planes of the calibration pattern and two cameras. The method is intuitive and easy to implement but the main disadvantage is ill-conditioning for some spatial locations. In this paper we proposed a robust method which exploits the third plane which physically does not belong to the calibration pattern but can be calculated from the set of reference points. Our algorithm uses combination of three calibration planes with weights which depend on screen coordinates of the point of interest: a pair of planes which could cause numerical errors receives small weight and has practically no inl uence on the i nal results. We analysed errors and their distribution in 3D space for basic and improved algorithm. Experiments demonstrate high accuracy and reliability of our method comparing to the basic version: mean square error and maximum error are reduced 4 times and 20 times respectively.

12

Zaawansowane algorytmy przetwarzania sygnałów, cyfrowego sterowania i optymalizacji w systemach dynamicznych

51%

Byrski W. , Grega W. , Turnau A.

|

tom R. 53, nr 3

9-25

PL

Artykuł przedstawia prace badawcze prowadzone w ostatnich latach w zespole Laboratorium Sterowania, Katedry Automatyki. Prace dotyczą nowych zagadnień i algorytmów przetwarzania sygnałów pomiarowych dla celów dokładnej obserwacji stanu oraz nowych metod sterowania rozproszonego i sterowania optymalnego w układach nieliniowych, takich jak kompleksowe procesy wymiany masy i energii (proces destylacji, proces dystrybucji energii cieplnej, układ zbiorników, nagrzewnica powietrza), lewitacja magnetyczna, wahadło zawieszone na wózku, ciężki łańcuch obciążony masą, trójwymiarowa suwnica i manipulator-robot.

EN

The paper presents research works conducted during last years by the team of Control Laboratory in the Department of Automatics. Researches are concerned with new algorithms of measurement signal processing for exact state observation as well as new distributed control methods and optimal control of nonlinear systems such as: mass and energy exchange systems (distillation process, heat energy distribution process, tank system, air blow heater), magnetic levitation, pendulum on a cart system, heavy chain with payload, 3D crane and robot - manipulator.

13

Modelowanie procesu krystalizacji wybranych stopów metali nieżelaznych za pomocą programu FLUENT

51%

Połcik H. , Byrski W. , Zawada B. , Murawski M.

|

tom T. 13, z. 1

55-64

PL

W artykule przedstawiono metodykę modelowania matematycznego i badania symulacyjne procesu krystalizacji stopu aluminium AK9, jak również eksperymenty fizyczne na rzeczywistych wytopach. Do symulacji numerycznej wykorzystano komercyjny program FLUENT, dostępny na komputerach Centrum CYFRONET. W czasie eksperymentów fizycznych wytopów, sterowano chłodzeniem dla zmian czasu krystalizacji i badano wielkość DAS charakteryzującą jakość struktury otrzymywanego materiału. Analizowano wpływ chłodzenia przy stosowaniu wody i oleju. Przyjęto, że różnica między czasem osiągnięcia temperatury solidus, a czasem osiągnięcia temperatury likwidus jest czasem krystalizacji. Dla zmian czasu krystalizacji zmieniano również przewodność cieplną masy formierskiej. Uzyskano dużą zbieżność wyników numerycznych z rzeczywistymi.

EN

In the paper methodology of mathematical modeling and simulation methods of solidification process in AK9 aluminum alloy were presented as well as physical experiments based on real casting process. For numerical simulations commercial software package FLUENT available on CYFRONET Center supercomputers was used. During physical casting experiments for changing of solidification time the control of cooling process was performed and DAS value - which characterizes the structure of material was examined. The influence of water and oil for cooling process was analyzed. It has been assumed that the difference between the time required by the system to reach its solidus temperature and the time required to reach its liquidus temperature is the time of solidification. For changing of solidification time it was decided to increase the value of the molding sand thermal conductivity, as well. Strong similarities in the process dynamics were obtained between physical system and the model.