Search
dr inż. Jarosław Tarnawski
Employment
- Assistant professor at Katedra Inteligentnych Systemów Sterowania i Wspomagania Decyzji
Publications
Filters
total: 35
Catalog Publications
Year 2024
-
Minimization of a ship's magnetic signature under external field conditions using a multi-dipole model
PublicationThe paper addresses the innovative issue of minimizing the ship's magnetic signature under any external field conditions, i.e., for arbitrary values of ambient field modulus and magnetic inclination. Varying values of the external field, depending on the current geographical location, affect only the induced part of ship's magnetization. A practical problem in minimizing the ship signature is separating permanent magnetization...
-
Neural network model of ship magnetic signature for different measurement depths
PublicationThis paper presents the development of a model of a corvette-type ship’s magnetic signature using an artificial neural network (ANN). The capabilities of ANNs to learn complex relationships between the vessel’s characteristics and the magnetic field at different depths are proposed as an alternative to a multi-dipole model. A training dataset, consisting of signatures prepared in finite element method (FEM) environment Simulia...
-
PLC-based Implementation of Stochastic Optimization Method in the Form of Evolutionary Strategies for PID, LQR, and MPC Control
PublicationProgrammable logic controllers (PLCs) are usually equipped with only basic direct control algorithms like proportional-integral-derivative (PID). Modules included in engineering software running on a personal computer (PC) are usually used to tune controllers. In this article, an alternative approach is considered, i.e. the development of a stochastic optimizer based on the (μ,λ) evolution strategy (ES) in a PLC. For this purpose,...
-
The influence of the geographic positioning system error on the quality of ship magnetic signature reproduction based on measurements in sea conditions
PublicationIn previous studies, the authors performed the magnetic signature reconstruction of the marine ship Zodiak as part of the measurement campaign focused on recording magnetic data and the relative position of a ship during its passage over a magnetometer immersed on the testing ground. A high degree of representation of the magnetic signature was obtained. However, the recorded measurement data revealed new patterns of the multidipole model...
Year 2023
-
Decomposition of the induced magnetism degaussing problem for fast determination of currents in demagnetization coils wrapped outside an object under arbitrary external field conditions
PublicationSafe passage of ships in the presence of sea mines can be ensured by limiting or reducing the ship’s magnetic footprint. For vessels with plastic hulls, the main component that requires magnetic damping is the engine. Demagnetization of such an object can be achieved by wrapping it with coils and setting the direct current appropriately. For each specific geographic location, the currents in the coils can be determined iteratively...
-
Magnetic signature reproduction of ferromagnetic ships at arbitrary geographical position, direction and depth using a multi-dipole model
PublicationThe reproduction of magnetic signatures is an important issue concerning the safety of ship traffic, as well as the identification and classification of vessels. Moreover, military applications of magnetic signatures and their reproduction refer to the activation or protection against activation of magnetic naval mines. Previous works on this subject focused on recording and replicating the signatures under the same conditions...
Year 2022
-
Advanced Control With PLC—Code Generator for aMPC Controller Implementation and Cooperation With External Computational Server for Dealing With Multidimensionality, Constraints and LMI Based Robustness
PublicationThe manufacturers of Programmable Logic Controllers (PLC) usually equip their products with extremely simple control algorithms, such as PID and on-off regulators. However, modern PLCs have much more efficient processors and extensive memory, which enables implementing more sophisticated controllers. The paper discusses issues related to the implementation of matrix operations, time limitations for code execution within one PLC...
-
An analytical four-layer horizontal electric current dipole model for analysing underwater electric potential in shallow seawater
PublicationThe paper presents a new analytical four‑layer (air–water–bottom–non‑conductive layer) horizontal electric dipole model which allows an accurate approximation of ship’s Underwater Electric Potential (UEP) from a sufficient depth in shallow coastal marine waters. The numerical methods, usually Finite Element Method (FEM) or Boundary Elements Method (BEM), are typically used to estimate the electric field and the distribution of...
-
Magnetic Signature Description of Ellipsoid-Shape Vessel Using 3D Multi-Dipole Model Fitted on Cardinal Directions
PublicationThe article presents a continuation of the research on the 3D multi-dipole model applied to the reproduction of magnetic signatures of ferromagnetic objects. The model structure has been modified to improve its flexibility - model parameters determined by optimization can now be located in the cuboid contour representing the object's hull. To stiffen the model, the training dataset was expanded to data collected from all four cardinal...
-
Recurrent Neural Network Based Adaptive Variable-Order Fractional PID Controller for Small Modular Reactor Thermal Power Control
PublicationThis paper presents the synthesis of an adaptive PID type controller in which the variable-order fractional operators are used. Due to the implementation difficulties of fractional order operators, both with a fixed and variable order, on digital control platforms caused by the requirement of infinite memory resources, the fractional operators that are part of the discussed controller were approximated by recurrent neural networks...
Year 2021
-
Measurement Campaign and Mathematical Model Construction for the Ship Zodiak Magnetic Signature Reproduction
PublicationThe paper presents the partial work done within the framework of the EDA Siramis II project focused on magnetic signature reproduction of ships. Reproduction is understood here as the ability to determine the magnetic anomaly of the local Earth magnetic field in any direction and at any measurement depth due to the presence of the analysed object. The B-91 type hydrographic ship Zodiak was selected as the real case study. The work...
Year 2020
-
Improving the Quality of Magnetic Signature Reproduction by Increasing Flexibility of Multi-Dipole Model Structure and Enriching Measurement Information
PublicationThe paper presents the construction of a multi-dipole model that allows reproducing magneticsignatures of ferromagnetic objects. The virtual object used in the paper is an ellipsoid, which is the sourceof synthetic data. To make the situation more realistic, noise is added to the synthetic data. Two significantimprovements compared to previous work are presented. Three-axial magnetometers are introduced insteadof uniaxial magnetometers....
Year 2019
-
Soft Real-Time Communication with WebSocket and WebRTC Protocols Performance Analysis for Web-based Control Loops
PublicationThe web browser has become an access window for content and services. The browser is available on almost any device connected to the network, regardless of its intended use: desktop, mobile device, computing server, e-book reader etc. Browsers are used by people to read news, contact the world, to check a bank account, register a visit at the doctor, watching video content, electronic purchases, using web versions of the office...
Year 2018
-
Decentralized Microgrid Energy Management System with Market-Based Energy Trade System
PublicationThis paper presents a decentralized energy management system for a power microgrid, which integrates individual users, who own renewable energy sources and energy storages. The purpose of the system is to make optimal use of available resources to cover the electricity needs of the whole microgrid. Thanks to the energy exchange system, in addition to exchanges with the distribution network, the system also allows trades within...
-
Web-based real-time simulation system
PublicationThe paper presents the development of a simulation system composed of a real-time plant simulator with real-time controller included in the software-in-the-loop structure using web-based communication. The client-server architecture build in a TCP/IP network environment was introduced, where the server is a computing unit for real-time high temporal resolution plant simulation (and optionally also as controllers' platform) and...
Year 2017
-
Implementation of Hierarchical Control of Drinking Water Supply System
PublicationThe paper presents the outline of the didactical project of a complex computer controlled system realized by the first degree students of the Automatics and Robotics on the Faculty of Electrical and Control Engineering (FoEaCE) in Gdansk University of Technology (GUT). The synthesis, implementation and analysis of a multilayer hierarchical control system for drinking water supply system (DWSS) are main topics of that project. The...
-
Real-Time Basic Principles Nuclear Reactor Simulator Based on Client-Server Network Architecture with WebBrowser as User Interface
PublicationThe real-time simulator of nuclear reactor basic processes (neutron kinetics, heat generation and its exchange, poisoning and burn- ing up fuel) build in a network environment is presented in this paper. The client-server architecture was introduced, where the server is a pow- erful computing unit and the web browser application is a client for user interface purposes. The challenge was to develop an application running under the...
Year 2016
-
Hardware-Software Implementation of Basic Principles Simulator of Nuclear Reactor Processes
PublicationThe paper presents implementation process of basic principle simulators of a nuclear reactor processes. Simulators are based on point-models of processes: kinetics of neutrons, heat generation and exchange, poisoning and burning-up nuclear fuel. Reference simulator was developed in MATLAB/Simulink without taking into account real-time operation. Second simulator was built using the toolbox xPC with hard real-time requirements....
-
Microgrid Energy Management System
PublicationIn the era of rapid development of "green energy” and storage devices, microgrids implemented in line with the concept of distributed generation can be an effective form of power management. There is a need for an efficient, optimal and reliable control of the combined infrastructure. The article presents a flexible, configurable microgrid's resources control system, which executes the task of meeting the electricity demand of...
-
Real-time simulation in non real-time environment
PublicationSimulation in real-time is a very useful tool because of didactical and practical benefits. Very important benefit of real-time simulation is a fact that operator’s decision can be taken into account in the same time scale as the real system would work. This enables construction of simulators, and opportunity to test control algorithms in Hardware in The Loop scheme using target industrial equipment. Professional real-time environments...
Year 2015
-
ADAPTACYJNY DOBÓR KROKU OBLICZEŃ DLA SYMULATORA CZASU RZECZYWISTEGO O MIĘKKICH WYMAGANIACH CZASOWYCH
PublicationSymulacje czasu rzeczywistego mają duże walory praktyczne i dydaktyczne w zastosowaniach automatyki. Praca z symulatorem czasu rzeczywistego pozwala na poznaniei doświadczenie dynamiki symulowanego obiektu, wprowadzanie sterowań oraz decyzji operatorskich w warunkach czasowych odpowiadających rzeczywistemu obiektowi. Realizacja symulatorów czasu rzeczywistego wymaga zakończenia obliczeń numerycznych jednego kroku symulatora w czasie...
-
Comparison of tuning procedures based on evolutionary algorithm for multi-region fuzzy-logic PID controller for non-linear plant
PublicationThe paper presents a comparison of tuning procedures for a multi-region fuzzy-logic controller used for nonlinear process control. This controller is composed of local PID controllers and fuzzy-logic mechanism that aggregates local control signals. Three off-line tuning procedures are presented. The first one focuses on separate tuning of local PID controllers gains in the case when the parameters of membership functions of fuzzy-logic...
-
Cross-Platform Real-Time Nuclear Reactor Basic Principle Simulator
PublicationAbstract—In the paper several approaches to building the real-time basic principle simulators of nuclear reactor processes are presented and their characteristics are analyzed. The characteristics of developed simulators for MATLAB/Simulink including their limitations, and the idea of a cross-platform simulator independent of specific hardware or software are presented. Mathematical models of selected nuclear reactor’s processes...
-
Hierarchiczny system sterowania siecią wodociągową z zastosowaniem radiowej infrastruktury komunikacyjnej
PublicationW artykule przedstawiono proces budowy hierarchicznego systemu sterowania ilością i jakością wody w sieci dystrybucji wody pitnej miasta Chojnice. Do badań wykorzystano model szkieletowy opracowany w środowisku Epanet. Dokonano dekompozycji, zaproponowano strukturę systemu regulacji, w warstwie bezpośredniej sprawdzono różne rodzaje regulacji: zdarzeniowo-regułowe, PID oraz MPC. Zaproponowano bezprzewodowe metody komunikacji pomiędzy...
-
REALIZACJE SPRZĘTOWO-PROGRAMOWE SYMULATORÓW PODSTAWOWYCH ZASAD PRZEBIEGU PROCESÓW REAKTORA JĄDROWEGO
PublicationW artykule przedstawiono możliwości i proces budowy symulatorów podstawowych zasad działania procesów reaktora jądrowego. Proces budowy i badania oparte są na modelach punktowych: kinetyki neutronów, procesów generacji i wymiany ciepła oraz procesów zatruwania i wypalania paliwa. Badano możliwości realizacji symulatorów, wykorzystując różne środowiska programowe i platformy sprzętowe. Referencyjny symulator został opracowany w...
-
REALIZACJE SPRZĘTOWO-PROGRAMOWE SYMULATORÓW PODSTAWOWYCH ZASAD PRZEBIEGU PROCESÓW REAKTORA JĄDROWEGO
PublicationPrzedstawiono możliwości i proces budowy symulatorów podstawowych zasad działania procesów reaktora jądrowego w oparciu o modele punktowe: kinetyki neutronów, procesów generacji i wymiany ciepła oraz procesów zatruwania i wypalania paliwa. Referencyjny symulator został opracowany w środowisku MATLAB/Simulink. Na jego podstawie zbudowano w środowisku xPC drugi symulator pracujący w czasie rzeczywistym. Po dekompozycji funkcjonalnej...
-
STEROWNIK MIKROSIECI ELEKTROENERGETYCZNEJ
PublicationW artykule rozpatruje się konstrukcję sterownika mikrosieci elektroenergetycznej. Sterownik zarządza zasobamienergii elektrycznej w celu pokrycia zapotrzebowania lokalnych gospodarstw domowych z uwzględnieniem kwestii ekonomicznych. Przedstawiono strukturę sterowania, zdefiniowano zadanie optymalizacji, dokonano badań symulacyjnych dla przykładowej mikrosieci o zróżnicowanych sposobach generowania i magazynowania. Zaproponowano...
Year 2014
-
Programowo-sprzętowa platforma symulacyjna - Hardware In the Loop - zaawansowanego układu sterowania poziomem wody w pionowej wytwornicy pary elektrowni jądrowej
PublicationW artykule przedstawiono koncepcję programowo-sprzętowej platformy symulacyjnej wykorzystującej technikę symulacji w pętli sprzętowej HIL (ang. Hardware In The Loop simulation), wykorzystanej dla potrzeb projektowania i weryfikacji w czasie rzeczywistym (ang. Real Time) zaawansowanych algorytmów sterowania poziomem wody w pionowej wytwornicy pary elektrowni jądrowej. Jej głównymi elementami sa: środowisko czasu rzeczywistego Matlab/Simulink...
-
Programowo-sprzętowa platforma symulacyjna - Hardware In the Loop - zaawansowanego układu sterowania poziomem wody w pionowej wytwornicy pary elektrowni jądrowej
PublicationW artykule przedstawiono koncepcję programowo-sprzętowej platformy symulacyjnej wykorzystującej technikę symulacji w pętli sprzętowej HIL (ang. Hardware In The Loop simulation), wykorzystanej dla potrzeb projektowania i weryfikacji w czasie rzeczywistym (ang. Real Time) zaawansowanych algorytmów sterowania poziomem wody w pionowej wytwornicy pary elektrowni jądrowej. Jej głównymi elementami są: środowisko czasu rzeczywistego Matlab/Simulink...
-
Symulator czasu rzeczywistego procesów reaktora jądrowego
PublicationSymulacja procesów zachodzących w reaktorze jądrowym (RJ) może być wykorzystywana do różnych użytecznych celów: edukacyjnych, popularyzatorskich, badawczych, weryfikacji układów sterowania. W artykule przedstawiono proces budowy symulatora czasu rzeczywistego wybranych procesów RJ z uwzględnieniem różnych skali czasu tych procesów. Zaprezentowano podejście scentralizowane (jednoagentowe) i wieloagentowe wraz z analizą czasu wykonania...
Year 2013
-
Implementacja algorytmu regulacji predykcyjnej MPC w sterownikach programowalnych
PublicationSterowniki programowalne PLC (ang. Programmable Logic Controllers) są główną przemysłową platformą implementacji algorytmów sterowania bezpośredniego. Standardowo producenci PLC udostępniają programistom jedynie podstawowe algorytmy sterowania. W niniejszym artykule rozważana jest implementacja w PLC zaawansowanej metody sterowania – algorytmu MAC/MPC (ang. Model Algorithmic Control/Model Predictive Control) ze względu na jego...
-
Realizacja programowa algorytmów filtracji, estymacji i sterowania w PLC/PAC
PublicationSterowniki programowalne PLC (ang. Programmable Logic Controller) są główną przemysłową platformą implementacji algorytmów sterowania bezpośredniego. Standardowo producenci PLC dostarczają programistom jedynie podstawowe, najprostsze metody sterowania. Wraz z rozwojem sterowników PLC oraz ich następców PAC (ang. Programmable Automation Controller) pojawiły się zwiększone możliwości obliczeniowe i pamięciowe tych urządzeń oraz...
Year 2011
-
Adaptacyjne metody sterowania układami ze zmiennymi opóźnieniami z zastosowaniem do sterowania jakością w sieciach dystrybucji wody. - J. Tarnawski.
PublicationZaprezentowano zintegrowaną hierarchiczną metodę sterowania ilością i jakością w sieciach dystrybucji wody pitnej. W obrębie tej struktury można wydzielić dwie warstwy sterowania - optymalizującą i korekcyjną. Warstwa optymalizująca pracuje repetycyjnie wyznaczając sterowania pompami i zaworami, realizując w ten sposób sterowanie hydrauliką (sterowanie ilością) oraz propozycje sterowania dozowaniem dezynfektanta (sterowanie jakością)...
Year 2005
-
Struktura informacyjna systemu automatyki
PublicationW złożonym obiekcie sterowania takim jak oczyszczalnia ścieków, znajduje się wiele rozmaitych informacji: dane dotyczące wielkości procesowych pochodzące z pomiarów, dane technologiczne określające wymogi stawiane systemowi automatyki, dane sterujące urządzeniami realizującymi algorytmy sterowania, stany poszczególnych urządzeń w systemie, informacje o pogodzie, o zakłóceniach pracy ekonomiczne itp.
Year 2003
-
Supervised Model Reference Adaptive Control of Chlorine Residuals in Water Distribution Systems
PublicationControl of integrated quality and quantity in Drinking Water Distribution Systems within recently proposed hierarchical framework is considered in the paper. A supervised nonlinear Indirect Model Reference Adaptive Controller is derived for the lower control level of the control structure to operate as the fast feedback controller of chlorine residuals in the monitored nodes. The major supervisor role is to manage switching between...
seen 3050 times