Search
Department of Decision Systems and Robotics
Publications
Filters
total: 75
Catalog Publications
Year 2015
-
A New Expression for the 3-D Dyadic FDTD-Compatible Green's Function Based on Multidimensional Z-Transform
PublicationIn this letter, a new analytic expression for the time-domain discrete Green's function (DGF) is derived for the 3-D finite-difference time-domain (FDTD) grid. The derivation employs the multidimensional Z-transform and the impulse response of the discretized scalar wave equation (i.e., scalar DGF). The derived DGF expression involves elementary functions only and requires the implementation of a single function in the multiple-precision...
-
Acceleration of the DGF-FDTD method on GPU using the CUDA technology
PublicationWe present a parallel implementation of the discrete Green's function formulation of the finite-difference time-domain (DGF-FDTD) method on a graphics processing unit (GPU). The compute unified device architecture (CUDA) parallel computing platform is applied in the developed implementation. For the sake of example, arrays of Yagi-Uda antennas were simulated with the use of DGF-FDTD on GPU. The efficiency of parallel computations...
-
Analysis of radiation and scattering problems with the use of hybrid techniques based on the discrete Green's function formulation of the FDTD method
PublicationIn this contribution, simulation scenarios are presented which take advantage of the hybrid techniques based on the discrete Green's function formulation of the finite-difference time-domain (DGF-FDTD) method. DGF-FDTD solutions are compatible with the finite-difference grid and can be applied for perfect hybridization of the FDTD method. The following techniques are considered: (i) DGF-FDTD for antenna simulations, (ii) DGF-based...
-
FDTD-Compatible Green's function based on scalar discrete Green's function and multidimensional Z-transform
PublicationIn this contribution, a new formulation of the discrete Green's function (DGF) is presented for the finitedifference time-domain (FDTD) grid. Recently, dyadic DGF has been derived from the impulse response of the discretized scalar wave equation (i.e., scalar DGF) with the use of the multidimensional Z-transform. Its software implementation is straightforward because only elementary functions are involved and a single function...
Year 2002
-
A non-quasi-static small-signal model of the four-terminal MOSFET for radio and microwave frequencies.
PublicationW pracy zaprezentowano nowy małosygnałowy model tranzystora MOS, w którymuwzględnia się efekt nasycenia prędkości nośników. Model jest spójny fizycznie i może być stosowany w analizie dowolnej konfiguracji włączenia tranzystora.
Year 2003
-
A non-quasi-static-signal MOSFET model for radio and microware frequencies including spreading gate resistances and capacitaces.
PublicationZaprezentowano nowy, spójny fizycznie nie-quasi-statyczny model małosygnałowy tranzystora MOS słuszny od 0 Hz aż do częstotliwości mikrofalowych. Scharakteryzowano właściwości nowego czterokońcówkowego modelu. Model został zweryfikowany eksperymentalnie aż do częstotliwości 27 GHz.
-
Automatyczne konstruowanie ekstraktora cech sygnałów wibroakustycznych na podstawie podobnych zadań diagnostycznych.
PublicationW pracy przedstawiono koncepcję automatycznego tworzenia uniwersalnego ekstraktora cech istotnych dla grupy podobnych zadań klasyfikacji w dziedzinie sygnałów wibroakustycznych.
Year 2021
-
A Self-Adaptive Complex Root Tracing Algorithm for the Analysis of Propagation and Radiation Problem
PublicationAn improved complex root tracing algorithm for radiation and propagation issues is proposed. The approach is based on a self-adaptive discretization of Cauchy’s argument principle for a C × R space and requires a reduced number of function calls in comparison to other procedures presented in the literature. A few different examples concerning propagation and radiation problems have been considered to verify the validity and efficiency...
Year 2012
-
Acceleration of the discrete Green's function computations
PublicationResults of the acceleration of the 3-D discrete Green's function (DGF) computations on the multicore processor are presented. The code was developed in the multiple precision arithmetic with use of the OpenMP parallel programming interface. As a result, the speedup factor of three orders of magnitude compared to the previous implementation was obtained thus applicability of the DGF in FDTD simulations was significantly improved.
-
Accuracy of the discrete Green's function computations
PublicationThis paper discusses the accuracy of the discrete Green's function (DGF) computations. Recently closed-form expression of the DGF and its efficient numerical implementation were presented which facilitate the DGF applications in FDTD simulations of radiation and scattering problems. By carefully comparing the DGF results to those of the FDTD simulation, one can make conclusions about the range of the applicability of the DGF for...
-
Fast implementation of FDTD-compatible green's function on multicore processor
PublicationIn this letter, numerically efficient implementation of the finite-difference time domain (FDTD)-compatible Green's function on a multicore processor is presented. Recently, closed-form expression of this discrete Green's function (DGF) was derived, which simplifies its application in the FDTD simulations of radiation and scattering problems. Unfortunately, the new DGF expression involves binomial coefficients, whose computations...
-
Implementation of FDTD-Compatible Green's Function on Graphics Processing Unit
PublicationIn this letter, implementation of the finite-difference time domain (FDTD)-compatible Green's function on a graphics processing unit (GPU) is presented. Recently, closed-form expression for this discrete Green's function (DGF) was derived, which facilitates its applications in the FDTD simulations of radiation and scattering problems. Unfortunately, implementation of the new DGF formula in software requires a multiple precision...
Year 2013
-
Accuracy of the Discrete Green's Function Formulation of the FDTD Method
PublicationThis paper reports an evaluation of the accuracy of the discrete Greens function (DGF) formulation of the finite-difference time-domain (FDTD) method. Recently, the closed-form expression for the DGF and its efficient numerical implementation were presented, which facilitates applications of the DGF in FDTD simulations of radiation and scattering problems. So far, the accuracy of the DGF formulation of the FDTD method has been...
-
Applications of the discrete green's function in the finite-difference time-domain method
PublicationIn this paper, applications of the discrete Green's function (DGF) in the three-dimensional (3-D) finite-difference time-domain (FDTD) method are presented. The FDTD method on disjoint domains was developed employing DGF to couple the subdomains as well as to compute the electromagnetic field outside these subdomains. Hence, source and scatterer are simulated in separate subdomains and updating of vacuum cells, being of little...
-
Discrete Green's function approach to disjoint domain simulations in 3D FDTD method
PublicationA discrete Green’s function (DGF) approach to couple 3D FDTD subdomains is developed. The total-field/scattered-field subdomains are simulated using the explicit FDTD method whilst interaction between them is computed as a convolution of the DGF with equivalent current sources measured over Huygens surfaces. In the developed method, the DGF waveforms are truncated using the Hann’s window. The error varies in the range -65 to -40...
-
Electromagnetic Problems Requiring High-Precision Computations
PublicationAn overview of the applications of multiple-precision arithmetic in CEM was presented in this paper for the first time. Although double-precision floating-point arithmetic is sufficient for most scientific computations, there is an expanding body of electromagnetic problems requiring multiple-precision arithmetic. Software libraries facilitating these computations were described, and investigations requiring multiple-precision...
-
Hybrid Technique Combining the FDTD Method and Its Convolution Formulation Based on the Discrete Green's Function
PublicationIn this letter, a technique combining the finite-difference time-domain (FDTD) method and its formulation based on the discrete Green's function (DGF) is presented. The hybrid method is applicable to inhomogeneous dielectric structures that are mutually coupled with wire antennas. The method employs the surface equivalence theorem in the discrete domain to separate the problem into a dielectric domain simulated using the FDTD method...
-
Implementation of FDTD-compatible Green's function on heterogeneous CPU-GPU parallel processing system
PublicationThis paper presents an implementation of the FDTD-compatible Green's function on a heterogeneous parallel processing system. The developed implementation simultaneously utilizes computational power of the central processing unit (CPU) and the graphics processing unit (GPU) to the computational tasks best suited to each architecture. Recently, closed-form expression for this discrete Green's function (DGF) was derived, which facilitates...
Year 2005
-
Adaptacyjna identyfikacja ciagłoczasowych modeli procesów niestacjonarnych z uwzględnieniem przekłamań pomiarowych.
PublicationW pracy wykorzystano metody identyfikacji parametrycznej do pozyskiwania użytecznej dla diagnostyki informacji o zmianach dynamiki nadzorowanych procesów. W proponowanym podejściu ciągłym analizie poddano procesy przemysłowe modelowane za pomocą fizycznie interpretowalnych liniowych i nie liniowych równań różniczkowych zwyczajnych. Zachowanie sensu fizycznego estymowanych parametrów ułatwiło weryfikację wyników identyfikacji, wpływając...
-
An interactive system for mobile robot navigation
PublicationW pracy przedstawiono interaktywny system do zdalnego sterowania robotem mobilnym zbudowany przy użyciu języka VRML. System jest wspomagany przez algorytm wyznaczania optymalnej trajektorii ruchu robota mobilnego poruszającego się w obecności przeszkód statycznych. Otoczenie reprezentowane jest przez graf nieskierowany. W metodzie wykorzystano algorytm Dijkstry.
-
Analiza propagacji sygnałów cyfrowych w koplanarnych liniach transmisyjnych.
PublicationW pracy przedstawiono wyniki modelowania numerycznego zjawiska przesłuchu bliskiego i dalekiego końca w strukturze sprzężonych linii koplanarnych z uwzględnieniem wielorodzajowej propagacji fali elektromagnetycznej. Algorytm oparto na wykorzystaniu metody przestrzeni widmowej oraz transformacji Fouriera pomiędzy dzienią czasu i częstotliwości. Poprawność modelowania potwierdzono eksperymentalnie poprzez pomiar napięć przesłuchu...
-
Analysis of coupled coplanar waveguide with ideal bonding wires between ground conductors
PublicationPrzedstawiono zmodyfikowaną analizę sprzężonych linii koplanarnych prowadzącą do uproszczenia procesu modelowania struktur wieloprzewodowych zawierających poprzecznie ułożone względem kierunku propagacji fali mostki dla wyrównania potencjałów na odseparowanych przestrzennie przewodach. Wyniki analizy teoretycznej zweryfikowano doświadczalnie uzyskując potwierdzenie poprawności zastosowanego podejścia.
-
Asynchroniczna fuzja danych z wielu estymatorów stanu.
PublicationW przypadku obiektów, które można opisać dyskretno-czasowym modelem Gaussa-Markowa, oraz gdy dyskretny pomiar dotyczący obiektu pochodzi z pojedynczego czujnika, istnieje nieobciążony estymator minimalnowariancyjny stanu obiektu, czyli filtr Kalmana. W pewnych okolicznościach, np. z powodu dyskretnego charakteru źródła pomiaru, dokładność i odporność estymacji polegającej na pojedynczym źródle danych jest niewystarczająca. Jedną...
-
Compatible DC and small-signal MOSFET models for radio and microwave frequency simulation
PublicationZaprezentowano nowy model stałoprądowy tranzystora MOS i kompatybilny z nim uogólniony nie-quasi-statyczny model małosygnałowy. Model stałoprądowy został eksperymentalnie zweryfikowany dla tranzystorów MOS o długości kanału od 75 nm do kilkunastu mikrometrów, a model małosygnałowy od zera herców do 30 GHz.
-
Drawing Functions and NLP Algorithm Steps for Optimization Problems by using O&G Software.
PublicationPraca opisuje program służący do wizualizacji problemów programowania nieliniowego (funkcja celu, ograniczenia) oraz pracy rozwiązującego je algorytmu. Wizualizacja może być realizowana w przestrzeni dwu- lub trójwymiarowej.
-
Estymacia stanu nieliniowych obiektów dynamicznych.
PublicationW wielu zagadnieniach z obszaru teorii i praktyki sterowania, w tym identyfikacji lub regulacji, oraz diagnostyki procesów, wykorzystywana jest ocena (estymacja) stanu obiektu dynamicznego. Dla obserwowanego procesu, który można opisać dyskretno-czasowym modelem Gaussa-Markowa, istnieje nieobciążony estymator minimalnowariancyjny stanu, znany jako filtr Kalmana.W pewnych praktycznych sytuacjach model Gaussa-Markowa może być jednak...
-
Ewolucyjne metody wielokryterialnej optymalizacji układów detekcji.
PublicationW pracy omawiane są możliwości wykorzystania mechanizmów niszowania oraz rodzajnika genetycznego w ewolucyjnym poszukiwaniu rozwiązań wielokryterialnych zadań optymalizacyjnych. W omawianych typach algorytmów ewolucyjnych zastosowano metody rankingowe, które cechują się znaczną uniwersalnością i użytecznością w porównaniu do metod klasycznych. Jako przykład ilustrujący rozważane podejścia przedstawia się metodologię konstruowania...
-
Ewolucyjny dobór funkcji jądra SVM wspólnego dla zbioru podobnychzadań klasyfikacyjnych
PublicationPraca przedstawia ewolucyjną metodę kształtowania funkcji jądra wmetodzie SVM wspólnego dla zbioru podobnych zadań klasyfikacyjnych(z tej samej dziedziny) z wykorzystaniem aproksymatora neuronowego.Pokazano możliwość wbudowania funkcji ekstrakcji cech do funkcji jądraSVM za pomocą prostego łączenia aproksymatorów standardowej funkcjijądra i ekstraktora. Opisane zostały również teoretyczne podstawy metodywektorów wspierających (SVM).
Year 2004
-
Admitancja wejściowa i transadmitacyjna MOSFET'a w zakresie b. w. cz.
PublicationBazując na nowym nie quasi-statycznym modelu małosygnałowym tranzystora MOS, przeanalizowano i zweryfikowano eksperymentalnie aż do 30 GHz małosygnałową admitancję wejściową i transadmitancję tego elementu - dwa ważne i budzące najwięcej wątpliwości parametry macierzy admitancyjnej tranzystora.
-
Design of knowledge-based systems in environmental engineering.
PublicationW pracy omawia się konstrukcję iteracyjnie dostrajającego się modelu rozmytego zarządzania przedsięwzięciami informatycznymi, stosowanego do wspomagania wytwarzania systemów opartych na wiedzy. Proponowany model służy w szczególności do zarządzania zmianami finansowania i czasu realizacji projektów dotyczących m.in. systemów wykorzystywanych w (inżynierii) ochronie środowiska. Struktura tego modelu zasadza się na teorii systemów...
-
Dynamic stability and spatial heterogeneity in the indyvidual-based modelling of a Lotka-Volterra gas.
PublicationPrzedstawiono wyniki symulacji systemu drapieżnik-ofiara. Dynamika populacji jest opisana oddziaływaniami typu Lotki Volterry ala uzyskane efekty przestrzenne różnia się od rozwiązań równań Lotki Voltery. Do analizy wyników symulacji uzyto miary entropii i korelacji. Entropia oscyluje w rytmie zgodnym z całą populacją, zaś średnie wartości korelacji skrosnej są zależne od rozmiarów okna obserwacji.
Year 2018
-
An Analysis of Cylindrical Posts of Arbitrary Convex Cross Sections Located in Waveguide Junctions with the Use of Field Matching Method
PublicationA problem of electromagnetic wave scattering from cylindrical posts of arbitrary cross section located in waveguide junction is presented. The method of analysis is based on the direct field matching technique. Multimode scattering matrices of every section of waveguide junction are calculated and cascading procedure is utilized to investigate the whole structure. The results are verified by comparing them with those obtained from...
-
Interactive Application for Visualization of the Basic Phenomena in RF and Microwave Devices
PublicationAn interactive computer application visualizing the basic phenomena in RF and microwave devices is presented. Such kind of educational package can be a very helpful tool for the students as well as for the teachers (of electronics and related fields). This paper is focused on three exemplary problems only and involves: movement of electric charge, filtering of electromagnetic waves and interference phenomena in antenna arrays. The...
Year 2019
-
An Improvement of Global Complex Roots and Poles Finding Algorithm for Propagation and Radiation Problems
PublicationAn improvement of the recently developed global roots finding algorithm has been proposed. The modification allows to shorten the computational time by reducing the number of function calls. Moreover, both versions of the algorithms (standard and modified) have been tested for numerically defined functions obtained from spectral domain approach and field matching method. The tests have been performed for three simple microwave...
Year 2006
-
Analysis of coplanar-type printed lines including parasitic effects of bonding wires between ground conductors
PublicationW pracy przedstwiono wyniki analizy propagacji sygnałów prostokątnych w strukturach sprzężonych falowodów koplanarnych z uwzględnieniem nieidealności połączeń pomiędzy przewodnikami masy. Wyniki analiz numerycznych dla wybranych struktur linii sprzężonych zweryfikowano pozytywnie w oparciu o rezultaty badań eksperymentalnych prowadzonych technikami czasowymi (TDR/TDT).
-
Analysis of single-ground-plane coplanar waveguide
PublicationW pracy przedstawion metodę analizy rodziny koplanarnych linii transmisyjnych z pojedynczym przewodem masy. Oryginalne, nie znane wcześniej wyniki modelowania numerycznego potwierdzone zostały dużą zgodnością z wynikami pomiarów wykonanych dla struktury falowodu koplanarnego z pojedynczym przewodem masy (SGP-CPW.
-
Architektura i programowanie inteligentnych sterowników opartych na układach mikroprocesorowych.
PublicationZaprezentowano zasoby i architekturę mikrokontrolerów. Przedstawiono ideę sterowania z wykorzystaniem systemu komputerowego oraz kryteria doboru komputera do realizacji programów sterujących obiektami w czasie rzeczywistym. Scharakteryzowano metody wymiany informacji systemu komputerowego z otoczeniem. Wskazano na możliwości rozbudowy zasobów mikrokontrolera. Opisano przykładową aplikację.
-
Experimental and numerical investigation of crosstalk effect in coupled coplanar waveguides - part i: bi-mode coupled line representation
PublicationW pracy przedstawiono analizę zjawiska przesłuchu w strukturze sprzężonych falowodów koplanarnych. Analiza wykorzystując metodę przestrzeni widmowej i bazując na dwurodzajowym modelu pary linii sprzężonych uwzględnia efekty dyspersji obserwowane w zakresie wysokich częstotliwośći. Przedyskutowano zagadnienie sposobu definicji impedancji charakterystycznych dla prowadzonych rodzajów pola. Wyniki modelowania numerycznego potwierdzono...
-
Experimental and numerical investigation of crosstalk effect in coupled coplanar waveguides - part II: Multimode coupled line representation
PublicationW pracy przedstawiono metodę analizy nieidealności połączenia poszczegółnych fragmentów rozłożonego ekranu na zjawisko przesłuchu w strukturze sprzężonych falowodów koplanarnych z uziemionym centralnym paskiem. Analiza bierze pod uwagę efekty dyspersji oraz wielorodzajową naturę rozchodzenia się fali elektromagnetycznej w strukturze wieloprzewodowej. Teorię zweryfikowano praktycznie uzyskując bardzo dobrą zgodność pomiędzy wynikami...
-
Experimental frequency-domain characterization of fundamental guided mode parameters in coupled coplanar waveguide
PublicationW pracy przedstawiono metodę wyznaczania współczynnika propagacji oraz impedancji charakterystycznej rodzajów podstawowych w strukturze sprzężonych linii koplanarnych. Metoda, oparta o wykorzystanie specjalnych struktur pobudzających oraz klasyczne pomiary w dziedzinie częstotliwości przy pomocy wektorowego analizatora sieci wykazała przydatność do wyznaczania zależnych od częstotliwości parametrów struktury.
Year 2020
-
Analysis of Corrugated Coaxial Line with the Use of Body of Revolution and Finite Element Method
PublicationA combination of the body-of-revolution and finite element methods is utilized to the analysis of coaxial lines with corrugated rod and wall. Both periodic and non-periodic structures can be investigated. As the structure is axially symmetrical the two dimensional scalar-vector finite element method can be used, which allows for the investigation of complex geometries and is computationally efficient. A generalized impedance matrix...
-
Hybrid Technique for the EM Scattering Analysis with the Use of Ring Domain Decomposition
PublicationA hybrid technique combining finite-element and mode-matching methods for the analysis of scattering problems in open space is presented here. The main idea is based on impedance matrix descriptions of the boundary surrounding the discrete computational domain and combine it with external field described analytically. The discrete analysis, which is the most time- and memory-consuming, is limited here only to the close proximity...
Year 2014
-
Analytical Expression for the Time-Domain Discrete Green's Function of a Plane Wave Propagating in the 2-D FDTD Grid
PublicationIn this letter, a new closed-form expression for the time-domain discrete Green's function (DGF) of a plane wave propagating in the 2-D finite-difference time-domain (FDTD) grid is derived. For the sake of its verification, the time-domain implementation of the analytic field propagator (AFP) technique was developed for the plane wave injection in 2-D total-field/scattered-field (TFSF) FDTD simulations. Such an implementation of...
-
Application of the discrete Green's function-based antenna simulations for excitation of the total-field/scattered-field interface in the FDTD method
PublicationIn this article, the discrete Green's function formulation of the finite-difference time-domain (DGF-FDTD) method is proposed for simulation of wire antennas irradiating inhomogeneous dielectric scatterers. Surface equivalence theorem in the discrete domain is used to separate the problem into an inhomogeneous domain and a wire antenna that are simulated with the use of FDTD and DGF-FDTD, respectively. Then, the excitation of the...
-
Exact modal absorbing boundary condition for waveguide simulations - discrete Green's function approach
PublicationA modal absorbing boundary condition (ABC) based on the discrete Green's function (DGF) is introduced and applied for termination of waveguides simulated by means of the finite-difference time-domain (FDTD) method. The differences between the developed approach and implementations already demonstrated in the literature are presented. By applying DGF, a consistent theoretical approach to modal ABC in the FDTD method is obtained....
-
Hybridization of the FDTD method with use of the discrete Green's function
PublicationIn this contribution, a hybrid technique is presented which combines the finite-difference time-domain (FDTD) method and the discrete Green's function (DGF) formulation of this method. FDTD is a powerful technique for the analysis of complex penetrable objects but its application is not efficient when the computational domain includes many free-space cells. Therefore, the hybrid method was developed which is applicable to complex...
Year 2007
-
Artificjal environment for simulation of emergent behaviour
PublicationPrzedstawiono opracowane środowisko dla modelowania zjawisk, w których współdziałanie wielu prostych jednostek prowadzi do powstawania złozonych struktur. Sposób oddziaływania jednostki zawarty jest w jej strukturze, która interpretowana jest poprzez specjalnie zdefiniowany język podobny do Prologu.
-
Inteligencja zespołowa
PublicationPrzedstawiono przegląd zespołowego przetwarzania informacji, uczenia się i podejmowania decyzji. Omówiono algorytmy ewolucyjne, roju, mrówkowe, immunologiczne, sieci neuronowe, współpracę agentów, modelowanie indywiduowe oraz przykładowe środowisko modelowania zespołowego.
Year 2022
-
Efficient Fabry-Perot Open Resonator Analysis by the use of a Scattering Matrix Method
PublicationIn this paper a comparative study of the computational efficiency of two modeling methods applied to the analysis of the plano- and double-concave Fabry-Perot open resonators is presented. In both numerical approaches, a scattering matrix method was applied, which allows splitting the analysis of the resonator into several sections, including the one with a spherical mirror, which requires the largest computing resources. Two modeling...
Year 2023
-
Global Complex Roots and Poles Finding Algorithm in C × R Domain
PublicationAn algorithm to find the roots and poles of a complex function depending on two arguments (one complex and one real) is proposed. Such problems are common in many fields of science for instance in electromagnetism, acoustics, stability analyses, spectroscopy, optics, and elementary particle physics. The proposed technique belongs to the class of global algorithms, gives a full picture of solutions in a fixed region ⊂ C × R and...