Search
Department of Control Engineering
Publications
Filters
total: 104
Catalog Publications
Year 2004
-
Analiza strukturalna systemu zabezpieczeniowego z uwzględnieniem kryteriów bezpieczeństwa funkcjonalnego.
PublicationPrzedstawiono wybrane zagadnienia związane z oceną bezpieczeństwa funkcjonalnego w nawiązaniu do normy międzynarodowej IEC 61508. Zarysowano dobór właściwej struktury systemu zabezpieczeniowego , projektowanego w oparciu o sterowniki PLC dla odpowiedniego poziomu nienaruszalności bwezpieczeństwa SIL, wynikającego z przeprowadzonej wstępnie oceny ryzyka.
-
Computation of the convolution with use of the polynomial residue number system.
PublicationPrzedstawiono użycie wielomianowych systemów resztowych do obliczania splotu w cyfrowych układach dużej skali integracji VLSI.
-
Czynniki ludzkie w analizie bezpieczeństwa funkcjonalnego.
PublicationW normie IEC 61508 podkreśla się w wielu miejscach potrzebę uwzględnienia czynników ludzkich w analizie bezpieczeństwa funkcjonalnego, ale zawarto tylko w minimalnym stopniu wskazówki jak powinno się postępować i jakie metody analizy stosować. W artykule porusza się niektóre kwestie metodyczne dotyczące analizy czynników ludzkich w ocenie systemów związanych z bezpieczeństwem, w tym analizy niezawodności człowieka (HRA). Proponuje...
-
Jakość i bezpieczeństwo oprogramowania systemu E/E/PE .
PublicationPrzedstawiono wymagania dla bezpieczeństwa oprogramowania systemu E/E/PE w cyklu życia według EN 61508 - 3 oraz problemy związane z projektowaniem, budową, weryfikacją i walidacją modułów oprogramowania. Ukazano również problematykę związaną z integrowaniem oprogramowania ze sprzętem i wymaganiami dotyczącymi certyfikacji systemu.
-
Komputerowe badania automatycznych synchronizatorów prądnic.
PublicationPrzedstawiono istotę synchronizacji w systemie elektroenergetycznym, zwróco-no uwagę na konsekwencje nieprawidłowego prowadzenia tego procesu, opisanonowoczesne urządzenia diagnostyczno-badawcze automatycznych synchronizatoróworaz podano przykładowe okna podsystemu wizualizacji wybranych urządzeń zuwzględnieniem przebiegów istotnych parametrów prosecu synchronizacji prą-dnic.
-
Koncepcja automatycznego sterowania procesem neutralizacji ścieków silnie kwaśnych w zakładach farmaceutycznych.
PublicationPrzedstawiono koncepcję sterowania urządzeniami instalacji neutralizacji ścieków w oczyszczalniach farmaceutycznych. Zaprezentowano metodę zobojętniania mleczkiem wapiennym. Zaproponowano kompleksowy algorytm sterowania, całym procesem, o charakterystycznej budowie blokowej. Każdy składnik algorytmu może być dowolnie modyfikowany bez ingerencji w pozostałe.
-
Metody modelowania probabilistycznego systemów związanych z bezpieczeństwem i ich implementacja komputerowa.
PublicationPrzedstawiono metody modelowania systemów związanych z bezpieczeństwem. Podkreślono znaczenie ilościowego modelowania probabilistycznego systemów elektrycznych, elektronicznych i programowalnych elektronicznych (E/E/PE). Przedstawiono również wspomagane komputerowo weryfikowanie poziomów SIL oraz modelowanie probabilistyczne systemów sterowania i automatyki zabezpieczeniowej z weryfikacją wyników względem przedziałów kryterialnych.
-
Nowoczesne układy badawczo-diagnostyczne automatycznych synchronizatorów prądnic.
PublicationW zwartej formie przedstawiono problematykę badań synchronizatorów automatycznych prądnic realizowanych za pomocą nowoczesnych urządzeń bdawczo-diagnostycznycjh. Urządzenia te współpracują z komputerem PC, przez co umożliwiają rejestrację w czasie rzeczuwistym licznych przebiegów i parametrów procesu synchronizacji oraz pozwalają narzucić badanemu synchronizatorowi warunki pracy zbliżone do tych, jakie występuja podczas ich działania...
-
Obliczanie wartości PFD dla funkcji bezpieczeństwa obwodu SIS o różnych konfiguracjach.
PublicationPrzedstawiono sposoby wyznaczania wartości średnich PFD, PFDavg, dla funkcji bezpieczeństwa obwodu SIS o różnych konfiguracjach. Określono podstawowe definicje i cel obliczania wartości prawdopodobieństwa niezadziałania funkcji bezpieczeństwa obwodu SIS. Zaprezentowano podstawy teoretyczne obliczeń wartości PFD, PFDavg dla funkcji bezpieczeństwa o różnych konfiguracjach oraz ich modele probabilistyczne. Przedstawiono także przykłady...
-
Pomiary temperatury w badaniach diagnostycznych.
PublicationTemperatura to wielkośc fizyczna, która w sposób szczególny odróżnia się od innych cech mierzalnych badanego obiektu. Do określenie jej jednostki niezbędne jest ustalenioe skali temperatur na podstawie stałych punktów termometrycznych . Pomiary< prowadzone w ramach diagnostyki weryfikacyjnej, służą do określenia zdolności danego urządzenia do wykonywania założonych zadań. Przedmiotem badań może być zarówno obiekt cieply, jak i...
-
System of Safe Ship Steering In a Collision Situation at Sea.
PublicationPrzedstawiony hybrydowy system sterowania statkiem w sytuacji kolizyjnej na morzu, ma umożliwić nawigatorowi podjęcie decyzji pozwalającej na bezpieczne przejście przez dany akwen z uwzględnieniem warunków pogodowych, i spotkanych ograniczeń nawigacyjnych o charakterze statycznym i dynamicznym. System ten łączy pracę dwóch technik komputerowych, algorytmów ewolucyjnych do wyznaczania optymalnej ścieżki przejścia i sterowania rozmytego...
-
Szybka realizacja splotu z wykorzystaniem resztowej reprezentacji wielomianów.
PublicationPrzedstawiono możliwość realizacji splotu dwóch sygnałów dyskratnych z wykorzystaniem resztowej reprezentacji wielomianów oraz omówiono możliwośc budowy cyfrowego układu scalonego do tego celu. Podstawy teoretyczne zilustrowano przykładem obliczeniowym oraz podano schemat budowy układu mnożącego zrealizowanego z powszechnie dostępnych układówe automatycznych.
-
The choice of parameters of induction motor model using a genetic algorithm.
PublicationRozważano problem doboru parametrów modeli matematycznych dużych 3 -fazowych silników indukcyjnych. Modele o prawidłowo dobranych parametrach mogą być pomocne podczas procedur projektowych. Podane silniki mogą być używane jako napędy sterów strumieniowych statków. Symulacje w środowisku Matlab, uwzględniają modele statyczne silników. Parametry silników dobierane są za pomocą przybornika Genetic Algorithm Toolbox. Skuteczność metody...
-
Wspomagane komputerowo tworzenie modeli probabilistycznych w ocenie niezawodności i bezpieczeństwa przykładowych systemów.
PublicationPrzedstawiaono narzędzia komputerowe wykorzystywane do oceny niezawodności i bezpieczeństwa przykładowych systemów technicznych. Możliwości narzędzi zilustrowano przykładami układów zabezpieczeń realizowanych w oparciu o elektryczne, elektroniczne i programowalne elektroniczne systemy (E/E/PE.
-
Wybrane metody przydatne w analizie niezawodności i bezpieczeństwa funkcjonalnego systemów technicznych.
PublicationPrzedstawiono wybrane metody przydatne w analizie niezawodności i bezpieczeństwa funkcjonalnego systemów technicznych takie jak: metoda FMECA (failure mode, effect and criticality analysis, FTA (fault tree analysis, RBD (reliability block diagram) RCM (reliability centered maintenance, LCC (life cycle cost) i PMO (preventive maintenance optimising.
-
Zakres stabilnej pracy silnika indukcyjnego z obserwatorem prędkości kątowej wału wyznaczony za pomocą drugioej metody Lapunowa.
PublicationZamieszczono analizę stabilności układu regulacji silnika indukcyjnego z obserwatorem prędkości kątowej wału w oparciu o drugą metodę Lapunowa. Na podstawie modelu matematycznego układu silnika z obserwatorem wyznaczono funkcję Lapunowa oraz udowodniono warunki jej poprawności. Dokonano analizy lokalnej dla małych prędkości oraz częściowej analizy globalnej rozważanego układu. Wyniki potwierdzono w symulacji komputerowej z zastosowaniem...
Year 2005
-
A method of verification diagnostics for functional safety analysis
PublicationProblemy analizy bezpieczeństwa zostały zapoczątkowane w lotnictwie i energetyce jądrowej, a obecnie wprowadzane są szeroko do różnych gałęzi przemysłu, jak przemysł chemiczny, mechaniczny, etrochemiczny, spożywczy, itp. W analizie bezpieczeństwa funkcjonalnego względem przyjętego poziomu SIL wyznacza się prawdopodobieństwa nie wypełnienia określonej funkcji na żądanie (PDF). Do tego celu stosuje się różne metody analityczne, wykorzystuje...
-
Complex multiplier based on the polynomial residue number system
PublicationPrzedstawiono próbę zaprojektowania mnożnika zespolonego 4x4 opartego na algorytmie Skavantzosa i Stouraitisa. W algorytmie stosuje siękodowanie liczb n-bitowych jako wielomianów stopnia 7 w pierścieniu wielomianów modulo (x^8-1) z n/4-bitowymi współczynnikami. Mnożenie zespolone jest wykonywane jako 8-punktowy splot cykliczny. Podanoopóżnienie i złożoność sprzętową jak również porównanie ze standardowym.rozwiązaniem.
-
Computer aided funcional safety assessment
PublicationReferat porusza wybrane zagadnienia związane z oceną bezpieczeństwa funkcjonalnego w nawiązaniu do normy międzynarodowej IEC 61508. Podkreśla się znaczenie modelowania probabilistycznego systemów elektrycznych, elektronicznych i programowalnych elektronicznych (E/E/PE). Opisuje się wyznaczanie poziomu nienaruszalności bezpieczeństwa (SIL). W następnym kroku analizy weryfikuje się poziom SIL w procesie modelowania probabilistycznego...
-
Designing control and protection systems with regard to functional safety aspects.
PublicationZaproponowano zintegrowane podejście w ocenie bezpieczeństwa funkcjonalnego systemów E/E/PE. Niepewność probabilistycznych miar ryzyka dla elektrycznych, elektronicznych i programowalnych elektronicznych systemów jest reprezentowana za pomocą przedziałów, które są porównywane z przedziałowymi kryteriami probabilistycznymi zdefiniowanymi dla tych systemów przez normę IEC 61508, w postaci czterech poziomów nienaruszalności bezpieczeństwa...
-
Modelowanie obszarów niebezpiecznych i pogodowych w procesie wyznaczania trasy przejścia statku
PublicationMinimalny obszar akwenu wokół poruszającego się statku zawarty w pewnych granicach nazywa się domeną. Obszar ten stanowi strefę bezpieczeństwa dla poruszającego się statku w którym nie powinien się znaleźć żaden inny obiekt nawigacyjny gdyż powoduje to ryzyko kolizji. Obszary przedstawiające złe warunki pogodowe nie są całkowicie zabronione i dlatego też opisywane są rozmytymi funkcjami przynależności. W pracy przedstawiono zależności...
-
Regulator trajektorii w aspekcie sterowania statkiem w sytuacji kolizyjnej
PublicationPrzedstawiono projekt regulatora trajektorii do sterowania statkiem wzdłuż planowanej trasy z uwzględnieniem zmian prędkości. Regulator zrealizowano w oparciu o logikę rozmytą. W algorytmie sterowania wykorzystuje się koncepcję statku wirtualnego, który porusza się dokładnie wzdłuż zadanej trajektorii. Opracowane reguły sterowaniaregulatora rozmytego trajektorii poddane zostały badaniom na modelumatematycznym statku typu kontenerowiec....
-
Stanowisko badawcze do weryfikacji algorytmów sterowania
PublicationOpisano laboratoryjne stanowisko do badania algorytmów sterowania z możliwością oceny metod stosowanych przy ich tworzeniu. Przedstawiono praktyczne zastosowanie środowiska Matlab-Simulink do modelowania elementów układu sterowania, współpracujących z obiektem rzeczywistym.
-
Zastosowanie modeli matematycznych przy projektowaniu steru strumieniowego i napędu elektrycznego statku
PublicationPrzedstawiono koncepcję wykorzystania badań symulacyjnych przy projektowaniu steru strumieniowego jak i napędu elektrycznego statku. Jako przykład modelu matematycznego przedstawiono hybrydowy model silnika klatkowego. Jego parametry są dostrajane przy wykorzystaniu algorytmu genetycznego w Matlab/Simulink. Przedstawiono również przykładowe badania symulacyjne podsystemu elektroenergetycznego zasilającego ster strumieniowy statku....
Year 2006
-
Methodological aspects of functional safety assessment
PublicationW artykule przedstawiono aktualne problemy analizy ryzyka i modelowania probabilistycznego w zarządzaniu bezpieczeństwem funkcjonalnym w cyklu życia systemów związanych z bezpieczeństwem. Zostały wyróżnione dwa podstawowe etapy w cyklu życia tych systemów, a mianowicie etap projektowania i etap eksploatacji. Z powodu złożoności i niepewności może być użyteczna w analizie ryzyka i modelowaniu probabilistycznym informacja zarówno...
Year 2007
-
ADOPTED ISOCHRONE METHOD IMPROVING SHIP SAFETY IN WEATHER ROUTING WITH EVOLUTIONARY APPROACH
PublicationThe paper is focused on adaptation of an isochrone method necessary for application to a weather routing system with evolutionary approach. Authors propose an adaptation of the isochrone method with area partitioning assuring that the route found by the adopted method would not cross land. In result, when applied to a weather routing system with evolutionary approach, this proposal facilitates creation of initial population, resulting...
-
Design of a complex multiplier based on the convolution with the use of the polynomial residue number system
Publicationzaproponowano realizację mnożnika zespolonego opartego na algorytmie dekompozycyjnym skavantzosa i stouraitisa. mnożenie zespolone jest wykonywane jako splot 8-punktowy. przedstawiono przykład obliczeniowy i architekturę mnożnika dla małych liczb.
Year 2008
-
FPGA realization of the high-speed binary-to-residue converter
Publicationprzedstawiono architekturę i realizację w technologii fpga konwertera z systemu binarnego do systemu resztowego. algorytm konwertera oparty jest na podziale słowa wejściowego na segmenty 4-bitowe i następnie obliczeniu reszty liczby reprezentowanej przez dany segment, sumowaniu binarnym przy zastosowaniu csa i redukcji modulo w układzie dwuoperandowego sumatora modulo.
-
High-speed fpga pipelined binary-to-residue converter
Publicationw pracy przedstawiono architekturę przepływowego konwertera z systemu z uzupełnieniem do 2 z systemu binarnego. zastosowano segmentację słowa wejściowego ze wstępną inwersją dla liczb ujemnych. reszty liczb reprezentowanych przez poszczególne segmenty są obliczane poprzez odczyt z pamięci adresowanej binarną reprezentacją segmentu. otrzymane reszty sumowane są w wielooperandowym sumatorze modulo z korekcją reszty dla liczb ujemnych.pracę...
-
Zastosowanie koncepcji bezpieczeństwa funkcjonalnego w ocenie automatycznych synchronizatorów prądnic
PublicationW artykule podjęto próbę powiązania tematyki synchronizacji obiektów elektroenergetycznych z problematyką bezpieczeństwa funkcjonalnego. Synchronizacja automatyczna w systemie elektroenergetycznym jest bowiem od lat prowadzona z udziałem specjalistycznych urządzeń, jakimi są synchronizatory automatyczne o skomplikowanej strukturze sprzętowej i oprogramowaniu, a prawidłowy jej przebieg odgrywa istotną rolę z punktu widzenia bezpieczeństwa...
-
Zastosowanie modeli matematycznych przy projektowaniu podsystemów energetycznych statków
PublicationW artykule przedstawiono koncepcję wykorzystania modeli matematycznych oraz badań symulacyjnych przy projektowaniu podsystemów energetycznych statku. Przedstawione procedury oraz modele matematyczne zostaną włączone do systemu ekspertowego wspomagającego projektowanie statków.
Year 2009
-
Analiza możliwości zastosowania środowiska SCILAB do wspomagania projektowania podsystemów energetycznych statków = Analysis of capability of using SCILAB for adding design of power ship subsystems
PublicationW artykule przedstawiono koncepcję wykorzystania środowiska symulacyjnego Scilab, modeli matematycznych oraz badań symulacyjnych przy projektowaniu podsystemów energetycznych statku. Zredagowano przykładową strukturę zawierającą model wysokoprężnego silnika oraz model śruby okrętowej. Przedstawione procedury oraz modele matematyczne zostaną włączone do systemu ekspertowego wspomagającego projektowanie statków. This paper deals...
-
FPGA realization of fir filter in residue arithmetic
Publicationw pracy zaprezentowano realizację fpga przepływowego filtru fir o stałych współczynnikach w arytmetyce resztowej z użyciem 8 5-bitowych modułów o łącznym zakresie liczbowym 37.07 bita. zastosowano formębezpośrednią fir. mnożenia wykonywane są przy użyciu odczytu z pamięci. sumowania w każdym z kanałów są realizowane przy zastosowaniu wielopoziomowej struktury sumatora opartego o 4-operandowe sumatory csa. w stopniu końcowym wykonywane...
-
FPGA realization of the high-speed residue-to-binary converter based on the Chinese Remainder Theorem
Publication...
Year 2010
-
Discrete convolution based on polynomial residue representation
PublicationThis paper presents the study of fast discrete convolution calculation with use of the Polynomial Residue Number System (PRNS). Convolution can be based the algorithm similar to polynomial multiplication. The residue arithmetic allows for fast realization of multiplication and addition, which are the most important arithmetic operations in the implementation of convolution. The practical aspects of hardware realization of PRNS...
-
FPGA realization of the high-speed residue-to-binary converter based on chinese remainder theorem
PublicationW pracy przedstawiono architekturę, realizację FPGA oraz symulację numeryczną na poziomie bitowym szybkiego konwertera z systemu resztowego do systemu binarnego dla modułów 5-bitowych opartego na chińskim twierdzeniu o resztach. Algorytm konwertera obejmuje obliczanie projekcji ortogonalnych poprzez odczyt pamięci oraz sumowanie modulo M realizowane dwustopniowo, pierwszy stopień oparty o sumatory CSA umożliwia redukcję do zakresu...
-
Implementation of discrete convolution using polynomial residue representation
PublicationConvolution is one of the main algorithms performed in the digital signal processing. The algorithm is similar to polynomial multiplication and very intensive computationally. This paper presents a new convolution algorithm based on the Polynomial Residue Number System (PRNS). The use of the PRNS allows to decompose the computation problem and thereby reduce the number of multiplications. The algorithm has been implemented in Xilinx...
-
Implementation of discrete convolution using polynomial residue representation
Publication -
Radix-4 dft butterfly realization with the use of the modified quadratic residue number system
PublicationW pracy zaprezentowano projektowanie i realizację obliczenia motylkowego dft dla podstawy 4 z użyciem zespolonego systemu resztowego (CRNS) i zmodyfikowanego kwadratowego systemu resztowego (MQRNS). System MQRNS oprócz własności dekompozycyjnych pozwala na realizację mnożenia zespolonego przy zastosowaniu trzech mnożeń rzeczywistych. Przedstawiono konwertery wejściowy CRNS/MQRNS i wyjściowy MQRNS/CRNS, mnożenie zespolone w MQRNS,...
-
Radix-4 dft butterfly realization with the use of the modified quadratic residue number system
PublicationW pracy przedstawiono algorytm realizacji mnożenia zespolonego z użyciem zmodyfikowanego kwadratowego zmodyfikowanego systemu liczbowego (mqrns) oraz jego zastosowanie do wykonania obliczenia motylkowego dft dla podstawy 4. pokazano też wstępne rezultaty implementacji w układzie xilinx fpga.
Year 2011
-
Badania symulacyjne rozruchu silnika indukcyjnego steru strumieniowego statku
PublicationW artykule przedstawiono możliwości zastosowania modeli matematycznych elementów składowych steru strumieniowego statku oraz wykorzystania badań symulacyjnych przy doborze algorytmów sterowania. Przedstawione procedury oraz modele matematyczne zostaną włączone do systemu ekspertowego wspomagającego projektowanie statków.
-
Fpga implementation of the two-stage high-speed fir filter in residue arithmetic
Publicationw pracy przedstawiono implementację szybkiego, dwustopniowego kaskadowego filtru fir w technologii fpga z użyciem arytmetyki resztowej. zastosowanie arytmetyki resztowej pozwala na uzyskanie dużych częstotliwości potokowania w związku z użyciem małych mnożników. zalety arytmetyki resztowej są ograniczane w pewnym stopniu koniecznością wykonywania skalowania po pierwszym stopniu filtru celem uniknięcia nadmiaru arytmetycznego. w...
-
FPGA realization of high-speed multi-stage FIR filter in residue arithmetic
PublicationW pracy przedstawiono implementację szybkiego wielostopniowego, kaskadowego filtru FIR w technologii FPGA. Zastosowanie arytmetyki resztowej pozwala na uzyskanie dużych częstotliwości próbkowania w zwiżaku z użyciem małych mnożników. Zalety wynikające z uzycia arytmetyki resztowej sa w pewnym stopniu ograniczne koniecznością wykonania skalowania przy kaskadowym połaczeniu filtrów FIR, tak aby uniknąć nadmiaru arytmetycznego. W...
-
Residue-to-two's complement converter based on core function
PublicationW artykule przedstawiono układową realizację konwertera z systemu resztowego do systemu binarnego bazującego na funkcji jądra. Zastosowanie funkcji jądra powoduje zmniejszenie wymagań sprzętowych przy realizacji konwertera. W publikacji omówiono problem dektekcji znaku oraz realizacje ukłądową konwertera w środowisku FPGA.
-
The PRNS butterfly in the FPGA technology
PublicationW publikcaji zaprezentowano koncepcję realizacji motylka konwesji wejściowej w Wielomianowym Systemie Resztowym (Polynoamil Residue Number System, PRNS). Omówiono wykorzystanie reprezentacji liczb w systemie diminished-1 w prezentowanym rozwiązaniu oraz przedstawiono wynik syntezy ukłądu w środowisku Xilinx ISE.
-
The prns butterfly synthesis in the FPGA
Publicationw pracy przedstawiono sprzętową implementację elementarnych obliczeń, określanych jako obliczenia motylkowe, dla splotu realizowanego z użyciem wielomianowego systemu resztowego(ang. polynomial residue number system - prns). obliczenia są wykonywane z zastosowaniem reprezentacji systemu diminished-1. opisano syntezę układu realizującego obliczenie motylkowe w środowisku xilinx w układzie virtex 4. podano również wymaganą ilość...
Year 2012
-
Analiza widmowa w czasie rzeczywistym prądów udarowych transformatora z zastosowaniem procesora FFT w technologii FPGA
PublicationW artykule przedstawiono krótkookresową analizę widmową prądu załączeniowego i prądu zwarciowego transformatora w czasie rzeczywistym z zastosowaniem procesora FFT zrealizowanego w FPGA. Określono tez teoretyczne przebiegi prądów dla przyjetego modelu transformatora. Przeprowadzono ponadto analizę wymagań związanych z obliczaniem prądu w czasie rzeczywistym.
-
Analysis of magnetic signals of vehicles aided by matched filtering with FPGA FFT processor
PublicationW artykule przedstawiono system analizy i identyfikacji pojazdów oparty na pomiarze indukcji magnetycznej. Do tego celu jest stosowany zestaw czujników magnatycznych pracujących bezprzewodowo, który pozwala na monitorowanie ruchu pojazdów na lotniskach, w potrach i punktach kontroli granicznej. System taki może być zastosowany do wykrywania i identyfikacji pojadów zawierających elementy ferromagnetyczne, które zaburzają pole magnetyczne...
-
Design and realization of two-operand modular adders in the FPGA
PublicationW pracy zaprezentowano strukturę sumatorów modularnych w środowisku Xilinx z użyciem rodziny układów Virtex-6. Rozważono dwa typy sumatorów, jeden dla modułów 5-bitowych i drugi dla 6-bitowych. Zaprojektowano ich struktury i podano eksperymentalne wyniki implementacji.
-
Dobór parametrów silnika indukcyjnego dużej mocy
PublicationW artykule przedstawiono trzy typy statycznych modeli matematycznych silników klatkowych oraz metodę estymacji parametrów, przy wykorzystaniu algorytmów genetycznych. Korzystając z kryteriów: suma kwadratów, suma wartości bez-względnych oraz całkowego, oceniono przydatność badanych modeli. Opracowane modele matematyczne zostały wykorzystane przy doborze algorytmów sterownia sterów strumieniowych. Po-kazano metodykę doboru parametrów...
-
FPGA implementation of reverse residue conversion based on the new Chinese Remainder Theorem II- Part I
PublicationW pracy opisano implementację algorytmu konwersji z systemu resztowego do systemu binarnego opartą na nowej formie chińskiego twierdzenia o resztach określanego jako CRT II.Nowa forma CRT nie wymaga operacji modulo M , gdzie M jest zakresem liczbowym systemu resztowego, jednak wymagana jest pewna liczba mnożników. W środowisku FPGA jest zwykle dostępne są mnożniki, stąd mogą być one wykorzystane do realizacji konwertera. Głównym...
-
FPGA implementation of reverse residue conversion based on the new Chinese Remainder Theorem II- Part II,- Experimantal results
PublicationW pracy opisano realizację sprzętową konwertera z systemu resztowego do systemu binarnego. Konwerter jest oparty na nowej formie chińskiego twierdzenia o resztach CRT II. Teoretyczne aspekty takiej konwersji przedstawiono w części I. Implementację konwertera wykonano w środowisku Xilinx FPGA. Zaprezentowano ogólną architekturę konwertera, a także opisano realizację wybranych bloków. Podano ilość koniecznych zasobów sprzętowych...
-
Inrush and short circuit current identification based on real-time spectral analysis with the use of the FPGA FFT processor
PublicationW artykule przedstawiono krótkookresową analize widmową prądu załączeniowego i prądu zwarciowego transformatora w czasie rzeczywistym z zastosowaniem procesora FFT zrealizowanego w FPGA. Otrzymane widmo ułatwia rozróżnienie rodzaju prądu, co może być zastosowanei do lepszego sterowania zabezpieczneiem różnicowo-prądowym. Określono tez teoretyczne przebiegi prądów dla przyjetego modelu transformatora. Przeprowadzono ponadto analizę...
-
Measurement of magnetic signals of vehicles with denoising by matched filtering with FPGA FFT processor
PublicationW artykule przedstawiono realizację systemu do analizy i identyfikacji pojazdów oparty na pomiarze indukcji magnetycznej. Proponowany system może być zastosowany do wykrywania i identyfikacji pojadów zawierających elementy ferromagnetyczne, które zaburzają pole magnetyczne ziemi. Zaburzenie to można zmierzyć przy zastosowaniu trójosiowych magnetometrów transduktorowych, pracującyh w układzie różnicowycm. Zastosowano w systemie...
-
Quality Model for Integrated Security Monitoring and Control in Water Distribution Systems
PublicationThis article addresses the problem of drinking water distribution system (DWDS) security in the terms of water quality which in the era of terrorist threat is of high importance to the public. The contribution of this paper is the development of the so called security module to extend a multi-species water quality model. This gives an insight to the situation in DWDS not only under normal operational conditions but also in case...
-
Realization of multi-operand modular adders in the FPGA technology
PublicationW pracy opisano projektowanie i realizację struktur wielooperandowych sumatorów modularnych (MOMA) w środowisku Xilinx FPGA z użyciem technologii Virtex-6. Projekt oparty jest na pamięciach LUT (26x1), które symulują małe pamięci RAM służące jako podstawowy komponent do realizacji sumatorów. W pracy pokazano MOMA dla dodawania modularnego operandów 5-bitowych. Najpierw rozważono ogólne struktury MOMA i następnie dwa podstawowe...
Year 2013
-
A biochemical multi-species quality model of a drinking water distribution system for simulation and design
PublicationDrinking Water Distribution Systems (DWDSs) play a key role in sustainable development of modern society. They are classified as critical infrastructure systems. This imposes a large set of highly demanding requirements on the DWDS operation and requires dedicated algorithms for on-line monitoring and control to tackle related problems. Requirements on DWDS availability restrict the usability of the real plant in the design phase....
-
Design and implementation principles of FIReWORK ONLINE - the VHDL autogenerator for hardware structures
PublicationThe paper presents an aspects of remote autogeneration of hardware structures. The solution is an online application, that is running on the server side and allows to design a particular filters and other selected hardware and generate its structure in the form of VHDL, dedicated to FPGA design environments. The paper also addresses the problem of parameterization of algorithms used to generate the hardware structures and current...
-
FIReWORK: FIR Filters Hardware Structures Auto-Generator
PublicationThe paper presents application called FIReWORK, that allows for automatic creation of the VHDL hardware structures of FIR filters. Automat- ically generated specialized hardware solutions dedicated to the FPGA and ASIC are commonly known as Intellectual Property Cores. The essential fu- ture of the application is easy initialization of FIR filter parameters in GUI, and then automatically design, calculate and generate the IP Core...
-
Pipelined division of signed numbers with the use of residue arithmetic for small number range with the programmable gate array
PublicationIn this work an architecture of the pipelined signed residue divider for the small number range is presented. Its operation is based on reciprocal calculation and multiplication by the dividend. The divisor in the signed binary form is used to compute the approximated reciprocal in the residue form by the table look-up. In order to limit the look-up table address an algorithm based on segmentation of the divisor into two segments...
-
Pipelined division of signed numbers with the use of residue arithmetic in FPGA
PublicationAn architecture of a pipelined signed residue divider for small number ranges is presented. The divider makes use of the multiplicative division algorithm where initially the reciprocal of the divisor is calculated and subsequently multiplied by the dividend. The divisor represented in the signed binary form is used to compute the approximated reciprocal in the residue form by the table look-up. In order to reduce the needed length...
-
Pipelined sceling of signed residue numbers with the mixed-radix conversion in the programmable gate array
PublicationIn this work a scaling technique of signed residue numbers is proposed. The method is based on conversion to the Mixed-Radix System (MRS) adapted for the FPGA implementation. The scaling factor is assumed to be a moduli product from the Residue Number System (RNS) base. Scaling is performed by scaling of terms of the mixed-radix expansion, generation of residue reprezentation of scaled terms, binary addition of these representations...
-
Robust Monitoring of Water Quality in Drinking Water Distribution System
PublicationThe paper develops a novel open loop set bounded observer for robust estimation of water quality in DWDS based on the advanced nonlinear quality dynamics model including disinfections by-products (DBPs). The observer utilises a cooperativeness of the quality dynamics model and is computationally efficient, hence applicable to on-line quality monitoring. The simulation results illustrate its good and sustainable performance.
-
Robust Parameter Estimation and Output Prediction for Reactive Carrier-Load Nonlinear Dynamic Networks
PublicationIn this paper an extension of on-line model simplification technique for a class of networked systems, namely reactive carrier-load nonlinear dynamic networked system (RCLNDNS), kept within point-parametric model (PPM) framework is addressed. The PPM is utilised to acquire a piece wise constant time-varying parameter linear structure for the RCLNDNS suitable for the on-line one step ahead prediction that may be applied to monitoring...
-
Scaling of numbers in residue arithmetic with the flexible selection of scaling factor
PublicationA scaling technique of numbers in resudue arithmetic with the flexible selection of the scaling factor is presented. The required scaling factor can be selected from the set of moduli products of the Residue Number System (RNS) base. By permutation of moduli of the number system base it is possible to create many auxilliary Mixed-Radix Systems associated with the given RNS with respect to the base, but they have different sets...
Year 2014
-
FPGA realization of an improved alpha max plus beta min algorithm
PublicationThe generalized improved version of the alpha max plus beta min square-rooting algorithm and its realization in the Field Programmable Gate Array (FPGA) are presented. The algorithm computes the square root to calculate the approximate magnitude of a complex sample. It is especially useful for pipelined calculations in the DSP. In case of four approximation regions it is possible to reduce the peak error form 3.95% to 0.33%. This...
-
On configuration of residue scaling process in pipelined radix-4 MQRNS FFT processor
PublicationResidue scaling is needed in pipelined FFT radix-4 processors based on the Modified Quadratic Residue Number System (MQRNS) at the output of each butterfly. Such processor uses serial connection of radix-4 butterflies. Each butterfly comprises n subunits, one for each modulus of the RNS base and outputs four complex residue numbers. In order to prevent the arithmetic overflow in the succesive stage, every number has to be scaled,...
-
On simplification of residue scaling process in pipelined Radix-4 MQRNS FFT processor
PublicationResidue scaling is needed in pipelined FFT radix-4 processors based on the Modified Quadratic Residue Number System (MQRNS) at the output of each butterfly. Such processor uses serial connection of radix-4 butterflies. Each butterfly comprises n subunits, one for each modulus of the RNS base and generates four complex residue numbers. In order to prevent arithmetic overflow intermediate results after each butterfly have to be...
Year 2015
-
FPGA computation of magnitude of complex numbers using modified CORDIC algorithm
PublicationIn this work we present computation of the magnitude of complex numbers using a modified version of the CORDIC algorithm that uses only five iterations. The relationship between the computation error and the number of CORDIC iterations are presented for floating-point and integer arithmetics. The proposed modification of CORDIC for integer arithmetic relies upon the introduction of correction once basic computations are performed...
-
OBLICZANIE MODUŁU LICZBY ZESPOLONEJ W FPGA Z UŻYCIEM ALGORYTMU CORDIC
PublicationW pracy przedstawiono obliczanie modułu liczb zespolonych z użyciem zmodyfikowanejwersji algorytmu CORDIC przy zastosowaniu pięciu stopni iteracyjnych. Zaprezentowanozależność wielkości błędu od liczby stopni algorytmu CORDIC dla arytmetykizmiennoprzecinkowej jak również zbadano wpływ użycia arytmetyki całkowitej.Zaproponowana modyfikacja algorytmu CORDIC dla arytmetyki całkowitej polega nawprowadzeniu korekcji po zakończeniu podstawowych...
-
Pipelined Two-Operand Modular Adders
PublicationPipelined two-operand modular adder (TOMA) is one of basic components used in digital signal processing (DSP) systems that use the residue number system (RNS). Such modular adders are used in binary/residue and residue/binary converters, residue multipliers and scalers as well as within residue processing channels. The structure of pipelined TOMAs is usually obtained by inserting an appropriate number of pipeline register layers within...
-
Remote current measurement with FPGA digital processing
PublicationThe work presents an implementation of a modular measurement and control systemthat controls variants of mains supply of 230V electrical equipment. The system allowsto supervise power consumption in the office electronic equipment. The system detectsthe instant of the reduced power consumption by a device and makes possible itsswitch-off in order to reduce energy cost. The current is measured with integratedcurrent/voltage converters....
-
WYBRANE KIERUNKI BADAŃ W ZAKRESIE PODWÓJNEGO ZASTOSOWANIA ZAAWANSOWANYCH TECHNOLOGII ZARZĄDZANIA PRZEPŁYWEM CIEPŁA W CENTRACH DANYCH
PublicationW pracy przedstawiono wybrane kierunki badań związane z szeroko pojętą problematy-ką zarządzenia przepływem ciepła w nowoczesnych centrach danych. Autorzy pracy omówili trendy rozwojowe w zakresie rozwoju i ewolucji systemów zarządzania przepływem ciepła w centrach danych, z uwzględnieniem funkcji podwójnego zastosowania. W artykule wskazano także wybrane sposoby oraz zaprezentowano koncepcję i podstawowe założenia aktywnego systemu...
-
Zdalny pomiar pradu z możliwością obróbki w FPGA
PublicationW artykule przedstawiono realizację modułowego systemu pomiarowo-kontrolnegosterującego wariantami zasilania odbiorników 230 V. System umożliwia kontrolępoboru prądu przez urządzenia infrastruktury informatycznej w biurze. Wykrywamoment pojawienia się obniżonego poboru prądu przez urządzenia. Umożliwia toodłączenie ich od zasilania celem obniżenia kosztów zużycia energii. Do pomiaru prąduwykorzystano moduły przetworników scalonych...
Year 2016
-
DEDYKOWANY SYSTEM MONITORINGU WARUNKÓW KLIMATYCZNYCH W CENTRUM DANYCH
PublicationKoszty utrzymania centrum danych istotnie zależą od kosztów zużycia energii elektrycznej. Zapotrzebowanie na energię elektryczną w tego typu obiektach można optymalizować poprzez monitoring warunków klimatycznych oraz odpowiednie sterowanie czasem pracy urządzeń je utrzymujących. W pracy przedstawiono analizę czynników wpływających na zużycie energii elektrycznej w centrach danych oraz ich wpływ na koszty zużycia energii. Przedstawiono...
-
Energetyczne wykorzystanie biogazu
PublicationArtykuł przedstawia przegląd sposobów wykorzystania biogazu będącego jednym z odnawialnych źródeł energii. Pokazano uproszczony schemat pozyskiwania tego surowca. Przeanalizowany został skład biogazu oraz porównano typy odpadów, z jakich może zostać on uzyskany. Zaprezentowano również możliwości wykorzystania energii zawartej w biogazie.
-
Implementation of magnitude calculation of complex numbers using improved alpha max plus beta min algorithm
PublicationThe paper presents the hardware implementation of the improved alpha max plus beta min algorithm for calculating the magnitude of complex numbers. This version of the algorithm requires the general division which is performed using a noniterative multiplicative division algorithm. We analyze in detail the division algorithm, its error and the impact of finite word-length signal representations on the assumed total computation error....
-
Improved magnitude estimation of complex numbers using alpha max and beta min algorithm
PublicationThe paper presents an improved algorithm for calculating the magnitude of complex numbers. This problem, which is a special case of square rooting, occurs for example, in FFT processors and complex FIR filters. The proposed method of magnitude calculation makes use of the modified alpha max and beta min algorithm. The improved version of the algorithm allows to control the maximum magnitude approximation error by using an adequate...
-
Internet system for supply and temperature control in server rooms
Publication.
-
Przegląd metod pomiaru temperatury przewodów linii napowietrznych wysokiego napięcia
PublicationW artykule przedstawiono przegląd metod pomiaru temperatury napowietrznych linii wysokiego napięcia stosowanych w celu poprawy niezawodności eksploatacji i w celu wyznaczania dopuszczalnej obciążalności linii. Omówiono system DOL dynamicznej obciążalności linii oraz bezdotykowe metody pomiaru temperatury: pomiar z użyciem pasywnych czujników SAW (ang. Surface acoustic wave sensor), DTS (distributed temperature sensing) z wykorzystaniem...
-
REALIZACJA NA POZIOMIE RTL OBLICZANIA PIERWIASTKA KWADRATOWEGO Z UŻYCIEM METODY NIEODTWARZAJĄCEJ
PublicationObliczanie pierwiastka kwadratowego jest jedną z kluczowych operacji cyfrowego przetwarzania sygnałów szczególnie przy obliczaniu modułu sygnałów zespolonych. W pracy przedstawiono algorytm obliczania pierwiastka kwadratowego metodą nieodtwarzającą oraz jego układową realizację. Metoda umożliwia oszczędną realizację układową bazującą na sumatorach i rejestrach. Przeanalizowano wymagania sprzętowe obliczania pierwiastka kwadratowego...
-
Sektor małych i średnich przedsiębiorstw a rozwój województwa warmińsko-mazurskiego
PublicationArtykuł przedstawia definicje pojęcia małych i średnich przedsiębiorstw stosowane przez Organizację Współpracy Gospodarczej i Rozwoju oraz tę rekomendowaną przez Komisję Europejską. Scharakteryzowano sektor małych i średnich przedsiębiorstw Warmii i Mazur oraz zaprezentowano teorie rozwoju regionalnego w odniesieniu do tego województwa. Przedstawiony również został wpływ regionalnych instrumentów wsparcia MŚP na poziom bezrobocia...
-
Serial control of CNC machines
PublicationIn this paper a new method of the serial control of CNC machines is proposed. Actuators are controlled locally and the role of the central computer is limited to sending commands to the controller instead of sending it directly to actuators. It has been achieved with the use of the serial protocol with the use of the USB port. The taken approach leads to more reliable operation because commands are buffered and no synchronization...
-
Szeregowe sterowanie maszyną CNC
PublicationW artykule przedstawiono projekt urządzenia klasy CNC. Opracowano nowy sposób sterowania elementami wykonawczymi odciążający komputer centralny poprzez ograniczenie jego roli do wysyłania poleceń do mikrokontrolera sterującego, zamiast bezpośrednio do elementów wykonawczych. Uzyskano to poprzez wykorzystanie protokołu szeregowego z użyciem portu USB do sterowania maszyną CNC.
-
Użytkowy model matematyczny quadrocoptera do celów sterowania
PublicationCelem pracy jest budowa użytkowego modelu matematycznego quadrocoptera (QC) z uwzględnieniem urządzeń wykonawczych (UW) oraz identyfikacja jego parametrów. Zadanie identyfikacji sprowadzono do rozwiązania trzech zadań optymalizacji. Wynikiem prac jest model QC uwzględniający wpływ zmian napięcia zasilania na działanie UW.
-
WYBRANE PROBLEMY BADAWCZE Z ZAKRESU MODELOWANIA PRZEPŁYWÓW POWIETRZA, ROZKŁADU TEMPERATUR ORAZ PRZESTRZENNEGO PLANOWANIA CENTRÓW DANYCH
PublicationW pracy opisano wybrane problemy z zakresu modelowania przepływów powietrza, rozkładu temperatur oraz przestrzennego planowania serwerowni centrów danych. Dodatkowo, omówiono szczegółowo wybrane kierunki badań związane z szeroko pojętą problematyką obniżania kosztów zużycia energii w nowoczesnych serwerowniach poprzez odpowiednie zarządzenie przepływem ciepła w tego typu obiektach. Przedstawiono także trendy rozwojowe w zakresie...
Year 2017
-
BEZDOTYKOWY POMIAR TEMPERATURY Z WYKORZYSTANIEM MATRYCY IR Z KOMPENSACJĄ BŁĘDU BAZUJĄC NA WYZNACZANIU ODLEGŁOŚCI OD OBIEKTU
PublicationArtykuł przedstawia metody doboru parametrów algorytmu kompensacji błędu pomiaru temperatury przy użyciu czujnika termowizyjnego. W pracy przedstawiono analizę parametrów fizycznych obiektu oraz ich wpływ na dobór sensora do bezdotykowego pomiaru temperatury. Zaprezentowano również koncepcję urządzenia wyposażonego w termowizyjny czujnik matrycowy do autonomicznego pomiaru temperatury obiektu z automatyczną kompensacją błędu na...
-
HIGH LEVEL SYNTHESIS IN FPGA OF TCS/RNS CONVERTER
PublicationThe work presents the design process of the TCS/RNS (two's complement–to– residue) converter in Xilinx FPGA with the use of HLS approach. This new approach allows for the design of dedicated FPGA circuits using high level languages such as C++ language. Such approach replaces, to some extent, much more tedious design with VHDL or Verilog and facilitates the design process. The algorithm realized by the given hardware circuit is...
-
RNS/TCS CONVERTER DESIGN USING HIGH-LEVEL SYNTHESIS IN FPGA
PublicationAn experimental high-level synthesis (HLS) of the residue number system (RNS) to two’s-complement system (TCS) converter in the Vivado Xilinx FPGA environment is shown. The assumed approach makes use of the Chinese Remainder Theorem I (CRT I). The HLS simplifies and accelerates the design and implementation process, moreover the HLS synthesized architecture requires less hardware by about 20% but the operational frequency is smaller...
-
Stereoskopowy pomiar odległości
PublicationPomiar odległości jest jedną z podstawowych operacji spotykanych w systemach przemysłowych i militarnych. W pracy przedstawiono urządzenie do precyzyjnego pomiaru małych odległości nieprzekraczających 15 m. Urządzenie będzie zainstalowane na platformie mobilnej przewidzianej do pomiaru temperatury linii wysokiego napięcia z użyciem kamery termowizyjnej. Pomiar tą metodą wymaga określenia odległości od obiektu. Wartość odległości...
Year 2018
-
Algorytmy wykrywania krawędzi w obrazie
PublicationWykrywanie krawędzi jest pierwszym etapem w cyfrowym przetwarzaniu obrazów. Operacja ta polega na usunięciu informacji takich jak kolor czy też jasność, a pozostawieniu jedynie krawędzi. Efektem tej operacji jest znaczna redukcja ilości danych do dalszej analizy. Pozwala to na zastosowanie w następnych etapach bardziej złożonych algorytmów rozpoznawania obiektów na podstawie kształtu. W artykule zaprezentowano zastosowanie algorytmów...
-
Comparison of edge detection algorithms for electric wire recognition
PublicationEdge detection is the preliminary step in image processing for object detection and recognition procedure. It allows to remove useless information and reduce amount of data before further analysis. The paper contains the comparison of edge detection algorithms optimized for detection of horizontal edges. For comparison purposes the algorithms were implemented in the developed application dedicated to detection of electric line...
-
Implementacja w FPGA algorytmu detekcji krawędzi obrazu w czasie rzeczywistym
PublicationW artykule przedstawiono projekt architektury oraz implementację układową toru przetwarzania wstępnego obrazu z modułem detekcji krawędzi. Układ został zaimplementowany w FPGA Intel Cyclone. Zrealizowany moduł wykorzystuje pięć wybranych algorytmów wykrywania krawędzi, w tym Robertsa, Sobela i Prewitt.
-
Implementation of multi-operand addition in FPGA using high-level synthesis
PublicationThe paper presents the results of high-level synthesis (HLS) of multi-operand adders in FPGA using the Vivado Xilinx environment. The aim was to estimate the hardware amount and latency of adders described in C-code. The main task of the presented experiments was to compare the implementations of the carry-save adder (CSA) type multi-operand adders obtained as the effect of the HLS synthesis and those based on the basic component...
-
Review and comparison of smoothing algorithms for one-dimensional data noise reduction
PublicationThe paper considers the choice of parameters of smoothing algorithms for data denoising. The impact of the window size on smoothing accuracy was analyzed. The parameters of denoising filters were selected with respect to the meansquare error between the computed linear regression and the noisy signal. Finally, we have compared mean, median, SavitzkyGolay, Kalman and Gaussian filter algorithms for the data from the digital sensor....
-
Rozpoznawanie oraz lokalizacja w obrazie przewodów linii wysokiego napięcia
PublicationW pracy przedstawiono opracowany algorytm rozpoznawania oraz lokalizacji przewodów linii wysokiego napięcia na podstawie obrazu horyzontalnego. Procedura detekcji przewodu została podzielona na trzy etapy. Pierwszy etap zawiera algorytm wykrywania krawędzi wykazujący największą czułość na krawędzie poziome, a jednocześnie brak czułości na krawędzie pionowe. Efektem jest znaczna redukcja liczby wykrytych krawędzi w porównaniu do...
-
Wykrywanie prostych w obrazie cyfrowym z wykorzystaniem transformacji Hougha
PublicationArtykuł prezentuje eksperymentalną analizę wpływu szumu o założonym poziomie na skuteczność wykrywania prostych w obrazie przy użyciu algorytmu Hougha. Analizę przeprowadzono przy użyciu opracowanej aplikacji obejmującej realizację procedury generacji szumu oraz algorytmu automatycznie wyznaczającego liczbę pikseli w funkcji jasności w przestrzeni Hougha. Zbadano wpływ poziomu szumu na różnicę w liczbach pikseli tworzących prostą...
Year 2019
-
Overhead wires detection by FPGA real-time image processing
PublicationThe paper presents design and hardware implementation of real-time image filtering for overhead wires detection divided on image processing and results presentation blocks. The image processing block was separated from the whole implementation, and its delay and hardware complexity was analysed. Also the maximum frequency of image processing of the proposed implementation was estimated.
Year 2021
-
EFFICIENT LINE DETECTION METHOD BASED ON 2D CONVOLUTION FILTER
PublicationThe article proposes an efficient line detection method using a 2D convolution filter. The proposed method was compared with the Hough transform, the most popular method of straight lines detection. The developed method is suitable for local detection of straight lines with a slope from -45˚ to 45˚. Also, it can be used for curve detection which shape is approximated with the short straight sections. The new method is characterized...
-
Przegląd metod szybkiego prototypowania algorytmów uczenia maszynowego w FPGA
PublicationW artykule opisano możliwe do wykorzystania otwarte narzędzia wspomagające szybkie prototypowanie algorytmów uczenia maszynowego (ML) i sztucznej inteligencji (AI) przy użyciu współczesnych platform FPGA. Przedstawiono przykład szybkiej ścieżki przy realizacji toru wideo wraz z implementacją przykładowego algorytmu prze-twarzania w trybie na żywo.