Przeglądaj {{ collection }} wg Autor "Ostalczyk, Piotr"

Teraz wyświetlane 1 - 12 z 12

Algorithms, Networking and Sensing for Data Processing, Mobile Computing and Applications
(Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, 2016) Sankowski, Dominik; Romanowski, Andrzej; Sikora, Jan; Wiatr, Kazimierz; Ostalczyk, Piotr
It is an exciting time to be a computer scientist. The multitude of new data sources, sensing methods and the abundance of processing power create new opportunities of which we would never have thought before. This monograph is addressed to the students and researchers who are excited by this perspective. We contribute a carefully selected collection of research activities that aim at using applied computer science to solve some challenges of the modern world and effectively use the potential of information technology. We hope that the chapters included in this book will illustrate how computer science can help us understand the world and achieve our goals more effectively. That is why we have included works that deal with the computational aspects of physical processes. Furthermore, the book also addresses the timely challenges produced by the emergence of mobile computing as the most common interaction paradigm. We also look into future technologies by preparing for the time of pervasive robot assistants. Finally, many chapter of this monograph address data processing. We believe that contributions in this area are particularly relevant as making sure that the abundance of data generated by computational artefacts around us is used effectively is bound to be crucial in deterring how our lives will look in the near future. The topics addressed here are certainly worth a reflection. We hope that this book will inspire the reader to conduct further research with a futuristic outlook.
High-accuracy numerical integration methods for fractional order derivatives and integrals computations
(2014) Brzeziński, Dariusz W.; Ostalczyk, Piotr
In this paper the authors present highly accurate and remarkably efficient computational methods for fractional order derivatives and integrals applying Riemann-Liouville and Caputo formulae: the Gauss-Jacobi Quadrature with adopted weight function, the Double Exponential Formula, applying two arbitrary precision and exact rounding mathematical libraries (GNU GMP and GNU MPFR). Example fractional order derivatives and integrals of some elementary functions are calculated. Resulting accuracy is compared with accuracy achieved by applying widely known methods of numerical integration. Finally, presented methods are applied to solve Abel’s Integral equation (in Appendix).
Materiały konferencyjne z III Konferencji Naukowo-Technicznej "Problemy Cieplne w Elektrotechnice i Elektrotechnologie"
(Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, 2015) Ostalczyk, Piotr; Kacerka, Janusz
Tematyka obliczeń cieplnych zajmuje coraz więcej miejsca w publikacjach z dziedziny elektrotechniki i staje się współcześnie nierozerwalnym elementem problemów elektrotechnicznych. III Konferencja Naukowo-Techniczna pod nazwą PROBLEMY CIEPLNE w ELEKTROTECHNICE i ELEKTROTECHNOLOGIE wpisuje się w cykl konferencji elektrotermicznych organizowanych od kilkudziesięciu już lat, głównie przez ośrodki naukowe Politechniki Łódzkiej, Świętokrzyskiej, Śląskiej czy Warszawskiej. Jest otwarta na prezentację zagadnień dotyczących celowej zamiany energii elektrycznej w cieplną, bardzo trudnych do rozwiązania problemów odprowadzania energii strat związanych z przepływem prądu elektrycznego w urządzeniach, jak również na te aspekty naukowe elektrotechnologii, które nie dotyczą zagadnień cieplnych.
Mobile device path planning basing on the fractional potential
(Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, 2015) Ostalczyk, Piotr; Bąkała, Marcin; Duch, Piotr; Sankowski, Dominik
The aim of the paper is to develop new quick and safe algorithms used for mobile device path planning [1,2,6,7,8,10,13,19]. The path should lead the device to some predefined target without striking the obstacles. In the proposed algorithms, applying fractional-calculus [12,14-18,22] where the frac- . tional-order differences [17,18] are defined one evaluates the generalised fractional potential [3,5,11,20,21] defining the level of an obstacle danger. Autonomous mobile devices equipped with safe paths creation abilities are valuable in different real-life situations. One can mention catastrophe areas with different types of obstacles of different obstacle danger. Applying the fractional calculus with mentioned earlier integrals of any, fractional orders one can create 3D space with better indication of the danger zones. Next one defines an optimal, safe path.[...]
Remarks on five equivalent forms of the fractional – order backward – difference
(2014) Ostalczyk, Piotr
In this paper a fractional-order backward-difference/sum (FOBD/S) equivalent formulae are considered. From the Gr¨unwald- Letnikov (GL - FOBD) definition formula and its Horner equivalent form one derives the Riemann-Liouville FOBD (RL - FOBD). Also the Caputo and polynomial-like forms are defined. All forms may be useful in real-time calculations (in the evaluation of digital control strategies) due to the reduction of fractional orders. The investigations are illustrated by a numerical example.
Variable-, fractional-order digital filter - application
(Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, 2014) Duch, Piotr; Bąkała, Marcin; Sankowski, Dominik; Ostalczyk, Piotr
[...] This chapter is organised as follows. First, in Section 2 fundamental definition of the VFOBD is given. Next the VFO-DF fundamental structure is proposed. In Section 3 two equivalent descriptions of the VFO-DF a filter response is presented. Finally in Section 4 the VFO-DF responses is evaluated and compared to the filtering effects of the classical first-order linear filter.[...]
Variable-, fractional-order digital filter - application
(Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, 2015) Duch, Piotr; Bąkała, Marcin; Sankowski, Dominik; Ostalczyk, Piotr
[...] This chapter is organised as follows. First, in Section 2 fundamental definition of the VFOBD is given. Next the VFO-DF fundamental structure is proposed. In Section 3 two equivalent descriptions of the VFO-DF a filter response is presented. finally in Section 4 the VFO-DF responses is evaluated and compared to the filtering effects of the classical first-order linear filter.[...]
Variable-, fractional-order digital filter theoretical background
(Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, 2014) Ostalczyk, Piotr
In this chapter variable-, fractional-order digital filters are considered. Two equivalent filter description methods are presented. Also the filter response to any discrete-time signal is given due to both introduced description methods. Finally some remarks concerning the order functions selection are given basing the frequency characteristics.
Variable-, fractional-order digital filter theoretical background
(Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, 2015) Ostalczyk, Piotr
Digital filtering is a subject of scientific investigations [1-3], [7,9], [11-13] from over than 50 years. Many proposed algorithms for digital filtering has already been recognized as a classic solutions. Here one can mention IIR and FIR filter types [l]. All filters algorithms base on the backward difference notion [5] used to its description. Since the early seventies of the last century a growing focus on the generalisation of the backward difference notion can be seen. The fractional-order backward difference [4] (FOBD) is a discrete counterpart of the fractional-order derivative [6,7]. In this work, a further generalization of the FOBD named variable-, fractional-order backward difference [10] (VFOBD) is applied to the digital filtering performed by the variable-, fractional-order digital filter (VFO-DF). A paper is organised as follows. First, in Section 2 fundamental definitions of the VFOBD is given. Next two equivalent descriptions of the VFODF are introduced. Finally some remarks concerning the order functions are given.[...]
Variable-, fractional-order simple model of the robot arm
(Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, 2015) Bąkała, Marcin; Duch, Piotr; Sankowski, Dominik; Ostalczyk, Piotr
It is well known that to synthesise a satisfactory control algorithm of a dynamical system a ,,good" mathematical model should be evaluated [5]. Also there is a trade off between the model accuracy and its complexity. In robotics the dynamical models of robot arms derived by Euler-Lagrange equations or Euler - Lagrange formalism are known [9]. Their complexity expressed by a large number of relevant parameters, often difficult to estimate forces a search for new solutions. The methodology proposed in the present paper allows one to find a simple model described by a variable-, fractional-order difference equation. The fractional calculus as a new mathematical tool generalising the commonly known calculus is becoming more and more popular in different research areas, ranging from electrical engineering, electromagnetism, electrochemistry, electronics, mechanics, rheology to biophysics and economy [6, 7, 8]. It seems to be very useful in complex unmodelable processes, for instance, in description the transient behaviour of a robot arm. The paper is organized as follows. In Section 2 the definition of the variable-, fractional-order backward difference is introduced. Next some discussion concerning the mathematical models of robot arms are given. Some rules for a choice of the differentiation order functions are given. Finally measured and simulated step responses of the robot arm are presented.[...]
Wybrane zagadnienia rachunku wektorowego i macierzowego dla robotyków
(Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, 2008) Ostalczyk, Piotr; Red. nauk. Wydz. : Ostalczyk, Piotr; Jezierski, Edward; Kącki, Edward
Książka przeznaczona jest dla czytelników zajmujących się robotyką, gdzie do opisu matematycznego zagadnień wykorzystuje się między innymi aparat matematyczny algebry liniowej. Ma on jednak swoją specyfikę. Stanowią ją przede wszystkim przekształcenia opisane macierzami o wymiarach 3 x 3, 4 x 4 oraz 6 x n. Dlatego szczególny nacisk został położony na macierze reprezentujące obrót w realnej przestrzeni trójwymiarowej - macierze ortonormalne o wymiarach 3 x 3 (rozdział 3), macierze opisujące obrót i przesunięcie w przestrzeni trójwymiarowej, czyli macierze przekształceń jednorodnych o wymiarach 4 x 4 (rozdział 4 ). Zadanie kinematyki odwrotnej wymaga znajomości metod odwracania macierzy prostokątnych o wymiarach 6 x n. Szczególnie w przypadku tzw. konfiguracji osobliwych, kiedy macierz jakobianowa ( o wymiarach 6 x n) traci rząd (rozdział 4 ). Okazuje się, że bardzo przydatny jest opis rozważanych macierzy za pomocą macierzy blokowych jakimi są między innymi macierze przekształceń jednorodnych (rozdział 1 ). Zakłada się podstawową znajomość algebry liniowej, w szczególności: działań na macierzach i wektorach: transpozycji, obliczania odwrotności macierzy, obliczania wartości własnych i wektorów własnych, przekształcenia przez podobieństwo. Wieloletnia praktyka dydaktyczna wskazuje, że osoby zajmujące się elektrotechniką czy automatyką, a więc osoby z konieczności znające algebrę liniową, niekoniecznie posiadają dogłębną znajomość macierzy stosowanych w robotyce. Stanowi to jeden z argumentów uzasadniających powstanie książki. Inspiracją do powstania niniejszej pracy jest również świetna monografia profesora Tadeusza Kaczorka „Wektory i macierze w automatyce i elektrotechnice". W tym miejscu pragnę wyrazić podziękowania profesorowi Edwardowi Jezierskiemu za zainteresowanie mnie robotyką i wieloletnią pomoc w moich przedsięwzięciach naukowych. Autor dziękuje również dyrektorowi Instytutu Automatyki profesorowi Krzysztofowi Kuźmińskiemu, za wieloletnią życzliwość i opiekę naukową. Należy też wspomnieć nieżyjącego już profesora Władysława Pełczewskiego (1917 - 2006 }, który znał i gorąco popierał pomysł powstania niniejszej pracy. Pragnę również podziękować pierwszym czytelnikom i recenzentom: studentowi Wydziału Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej Politechniki Łódzkiej Andrzejowi Grędzie za przejrzenie fragmentów wczesnych wersji książki oraz licznym, a niewymienionym z nazwisk, studentom kierunku Automatyka i Robotyka na Wydziale Elektrotechniki, Elektroniki, Informatyki i Automatyki PŁ z lat 1994 - 2007, przerabiającym wybrane części omawianych zagadnień.Na zakończenie chcę podziękować recenzentom książki Panom profesorom Edwardowi Kąckiemu oraz Edwardowi Jezierskiemu, za bardzo wnikliwe i inspirujące recenzje.
Zarys rachunku różniczkowo-całkowego ułamkowych rzędów : teoria i zastosowania w automatyce
(Wydawnictwo Politechnika Łódzka, 2008) Ostalczyk, Piotr; Kaczorek, Tadeusz; Klamka, Jerzy
This book is inspired by almost forty years' development in the Fractional Calculus and its applications in diff erent areas of science. The main task of this book is to acquaint Polish readers with a variety of applications of this mathematical tool including commonly known notions like derivatives and integrals. The book gives a comprehensive introduction to the Fractional Calculus. Chapter 1 contains Griinwald-Letnikov, Riemann-Liouville, Caputo and Nishimoto definitions of a non-integer order differ-integral. Some fundamental properties are presented. In Chapter 3, a one-sided Laplace transform of a fractional-order derivative and integral is discussed. Special attention is paid to an inverse Laplace transform. Series expansion -, Fourier series -, and Valsa methods of inverse Laplace transform of a strictly proper rational function of non-integer orders are presented. In Chapters 6 and 7 some applications of the Fractional Calculus in automatics are given. Fractional order dynamical system descriptions by a transfer function and state-space equations are introduced. Fundamental properties of a fractional-order integrator are discussed. Its transient and frequency characteristics are plotted. Oustaloup, series expansion, Roy, Charef and least square approximation methods of fractional-order integrator are compared. A relation between a state-space and a transfer function description is given. One state-space realisation of a fractional-order transfer function is also given. Michailov and Nyquist stability tests are applied to fractional-order dynamical systems. In Section 5 a closed-loop system with CRONE controller is introduced. One method of CRONE controller synthesis is given. Section 6 presents the properties of PID controller with fractional differentiation and integration orders. Transient and frequency characteristics of such a controller are presented. As one possible application of a fractional-order backward difference, a closed-loop system synthesis with an electromagnetic servo and a