Planowane sesje specjalne

  1. Sterowanie w zastosowaniach bio-medycznych – organizator prof. Andrzej Świerniak,
  2. Metody geometryczne w sterowaniu nieliniowym – organizator prof. Witold Respondek  

  3. The purpose of the session is to present recent developments in both, theory and applications, of geometric methods in nonlinear control. Methods of differential geometry, starting in the 70’s of last century from pioneering works of Brockett, Sussmann, Krener, Isidori, and many others, have proved to be very useful in studying and solving various problems of nonlinear control, like controllability, observability, realization, stabilization, linearization and many others. The strenght of geometric methods is two-fold. First, they provide solutions for classes of systems rather than for particular models thus giving general results. Second, geometric solutions are presented in terms of structures that are invariantly related to systems and their classes and therefore do not depend on particular coordinates in which the system is represented. That general and invariant character allows geometric methods to be applied in various areas: robotics, mechanical systems, in particular, systems subject to nonholonomic constraints, quantum systems, biological systems etc. Results presented in the session treat various classes of nonlinear systems and provide results that are both theoretical and applied. Among subjects presented in the session are:

    • geometric methods applied to robotics
    • various classes of nonlinear systems (control-affine, control linear, positive, systems on time- scales etc.)
    • mechanical control systems
    • approximation and mappability of nonlinear systems - stability and stabilizability of nonlinear systems

    Professor Witold Respondek was born in Poland. He received his Ph.D. degree from the Institute of Mathematics, Polish Academy of Sciences in 1981. He has had positions at the Technical University of Warsaw and at the Polish Academy of Sciences. Since 1994 he has been a professor of applied mathematics at the INSA de Rouen, Normandie University, France. General areas of his scientific interest are geometric methods in systems and control theory as well as geometric methods in differential equations. His research papers have been devoted to problems of linearization of nonlinear control systems, nonlinear observers, classification of control systems and vector distributions, dynamic feedback, applications of high-gain feedback to nonlinear systems, and systems invariant on cones. Recently he has been working on mechanical control systems and on flatness, with particular emphasis on systems with nonholonomic constraints, and on geometry of optimal control problems. He has been an associated editor of SIAM Journal on Control and Optimization, Applicationes Mathematicae, Central European Journal of Mathematics, and Journal of Geometric Mechanics. He is an editor of six books and author or co-author of more than 100 journal and conference papers.

  4. Identyfikacja i sterowanie adaptacyjne – organizator prof. Jarosław Figwer  

  5. Identyfikacja procesów jest uogólnioną techniką pomiarową oferującą sprzęt, jak i oprogramowanie niezbędne do przetworzenia zbioru danych pomiarowych w model matematyczny stanowiący zwięzłą formę opisu właściwości obiektu lub sygnału. Metody identyfikacji znajdują szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach nauki jak i przemyśle. Z identyfikacją procesów ściśle powiązane jest sterowanie adaptacyjne. Celem niniejszej sesji jest wymiana doświadczeń w zakresie współczesnych metod identyfikacji modeli obiektów (liniowych i nieliniowych) oraz sterowania adaptacyjnego takimi obiektami ze zwróceniem szczególnej uwagi na praktyczne zastosowania.

    Profesor Jarosław Figwer jest pracownikiem Instytutu Automatyki Politechniki Śląskiej w Gliwicach. Jego działalność naukowa jest ukierunkowana na: komputerowo wspomaganą identyfikację modeli sygnałów i obiektów dynamicznych; badanie własności i zastosowania sygnałów wielosinusoidalnych w identyfikacji modeli obiektów dynamicznych, symulacji procesów losowych, generacji liczb losowych i kryptografii; zastosowania identyfikacji i sterowania adaptacyjnego w aktywnym tłumieniu hałasu; modelowanie systemów nieliniowych; chaos deterministyczny w adaptacyjnych układach aktywnego tłumienia hałasu oraz syntezę lokalnych i rozproszonych pól losowych o zadanych własnościach widmowych.

  6. Najnowsze wyzwania i zastosowania wizji komputerowej - organizatorzy dr hab. inż. Krzysztof Okarma i dr hab. inż. Anna Fabijańska  

  7. Metody wizyjne stają się w ostatnich latach jedną z najszybciej rozwijających się specjalności naukowych o interdyscyplinarnym charakterze, łączącym osiągnięcia informatyki z pojawiającymi się nowymi zastosowaniami w zagadnieniach współczesnej automatyki i robotyki, a także mechatroniki, inżynierii biomedycznej, czy rozwiązań ITS i systemów automotive.

    W związku z dynamicznym rozwojem metod sztucznej inteligencji, w szczególności głębokiego uczenia, pojawiają się coraz powszechniej innowacyjne zastosowania metod analizy obrazów umożliwiające pozyskiwanie z nich wiedzy w czasie rzeczywistym. Jednym z wyzwań, szczególnie istotnych w automatyce, robotyce, czy też systemach interakcji człowiek-maszyna bazujących na metodach wizyjnych, jest wciąż opracowanie możliwie najbardziej niezawodnych technik analizy obrazów naturalnych, w szczególności dla obrazów o stosunkowo niskiej jakości, nierównomiernie oświetlonych oraz pozyskanych w trudnych warunkach oświetleniowych. Kolejnym problemem, specyficznym dla zastosowań przemysłowych, zwłaszcza dla algorytmów głębokiego uczenia maszynowego, może być brak dostatecznej ilości danych obrazowych niezbędnych do przeprowadzenia procesu uczenia głębokich sieci neuronowych, co powoduje konieczność poszukiwania rozwiązań bazujących na cechach niewyznaczanych w sposób automatyczny (handcrafted features).

    Mając na uwadze powyższe wyzwania, celem sesji jest prezentacja najnowszych osiągnięć z zakresu wizji komputerowej ukierunkowanych na ich zastosowania przemysłowe, w szczególności w systemach automatyki i robotyce, jak również integracja zespołów badawczych z zakresu informatyki oraz automatyki i robotyki.

    Dr hab. inż. Krzysztof Okarma, prof. ZUT uzyskał tytuły magistra inżyniera elektroniki i telekomunikacji (1999) oraz informatyki (2001), stopień doktora nauk technicznych w dyscyplinie elektrotechnika (2003) na Politechnice Szczecińskiej oraz stopień doktora habilitowanego w dyscyplinie automatyka i robotyka (2013) na Wydziale Elektrycznym Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie, na którym od 2016 r. pełni funkcję dziekana (w latach 2010-2016 prodziekana) oraz kierownika Katedry Przetwarzania Sygnałów i Inżynierii Multimedialnej. Jego zainteresowania naukowe obejmują wizję komputerową i analizę obrazu, przetwarzanie obrazów oraz widzenie maszynowe w automatyce i robotyce, w szczególności metody obiektywnej oceny jakości obrazów. Jest autorem lub współautorem ponad 200 publikacji w czasopismach i materiałach konferencyjnych. Aktualnie jest przewodniczącym Komisji Rewizyjnej Towarzystwa Przetwarzania Obrazów oraz wiceprzewodniczącym Komisji Informatyki i Automatyki poznańskiego oddziału PAN, a także członkiem komitetów programowych dwóch czasopism z listy JCR oraz kilkunastu konferencji międzynarodowych.

    Dr hab. inż. Anna Fabijańska, prof. PŁ pracuje na stanowisku profesora uczelni w Instytucie Informatyki Stosowanej na Wydziale Elektrotechniki, Elektroniki, Informatyki i Automatyki (EEIiA) Politechniki Łódzkiej. Jest absolwentką studiów magisterskich na kierunku informatyka na Wydziale Elektrotechniki, Elektroniki, Informatyki i Automatyki Politechniki Łódzkiej, które ukończyła w 2006 r. Stopnie doktora nauk technicznych oraz doktora habilitowanego nauk technicznych w dyscyplinie informatyka uzyskała odpowiednio w latach 2007 oraz 2013, również na Wydziale EEIiA PŁ. Doświadczenia naukowe zdobywała także w renomowanych uniwersytetach zagranicznych, m.in. w University of Kent w Wielkiej Brytanii oraz Université Claude Bernard Lyon 1 we Francji. Zainteresowania naukowe dr hab. inż. Anny Fabijańskiej dotyczą komputerowego przetwarzania i analizy obrazów cyfrowych oraz sieci neuronowych (w tym uczenia głębokiego). W szczególności, koncentrują się na opracowywaniu metod komputerowego wspomagania medycznej diagnostyki obrazowej oraz dedykowanych metod automatycznej analizy obrazów dla potrzeb aplikacji przemysłowych i naukowych. Jest autorką /współautorką ponad 100 prac naukowych (w tym 22 prac uwzględnionych w JCR). Była stypendystką Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego dla wybitnych młodych naukowców w latach 2013-2015, stypendystką Fundacji na rzecz Nauki Polskiej (FNP) START w 2011 r. oraz liderem grantów naukowych obejmujących projekt w ramach programu Iuventus Plus w latach 2013-2015. Od 2016 roku jest członkiem Polskiej Młodej Akademii Polskiej Akademii Nauk oraz członkiem Komitetu Informatyki Polskiej Akademii Nauk.

  8. Rachunek niecałkowitego rzędu w automatyce – organizatorzy prof. Ewa Pawluszewicz i prof. Krzysztof Oprzędkiewicz  

  9. Rachunek różniczkowo-całkowy niecałkowitego rzędu jest uogólnieniem klasycznego rachunku różniczkowego i całkowego. W rachunku tym pojęcie rzędu pochodnej i/lub całki jest rozszerzone na liczby rzeczywiste. Wyniki badań wielu Autorów z zakresu sterowania niecałkowitego rzędu wskazują, że zastosowanie na przykład regulatora niecałkowitego rzędu zapewnia w większości przypadków lepszą jakość regulacji niż analogicznego regulatora rzędu całkowitego.

    Jednocześnie można zauważyć, że nie wszystkie własności systemów całkowitego rzędu przenoszą się na systemy rzędu niecałkowitego. Przykładem są tu kryteria stabilności, które są inaczej sformułowane dla systemów niecałkowitego rzędu niż w przypadku systemów całkowitego rzędu. Brak jest też dokładnego odpowiednika kryterium Nyquista dla systemów niecałkowitego rzędu. Otwartymi problemami w rachunku niecałkowitego rzędu są na przykład: analiza systemów przedziałowych niecałkowitego rzędu, lub efektywne obliczeniowo metody optymalizacji regulatorów ułamkowych.

    Kolejnym problemem w przypadku rachunku niecałkowitego rzędu są zagadnienia praktycznej implementacji przemysłowej systemów sterowania ułamkowego. Problemy te obejmują zarówno efektywne obliczeniowo metody implementacji i optymalizacji algorytmów sterowania ułamkowego, jak też przykłady ich zastosowań praktycznych.

    Celem proponowanej sesji specjalnej jest prezentacja najnowszych osiągnięć z zakresu zastosowania teorii rachunku ułamkowego w sterowaniu oraz praktycznych implementacji sterowania ułamkowego.

    Dr hab. inż. Krzysztof Oprzędkiewicz, prof. AGH jest pracownikiem Katedry Automatyki i Robotyki na Wydziale Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki Akademii Górniczo- Hutniczej w Krakowie. Od wielu lat zajmuje się problematyką zastosowania rachunku różniczkowego niecałkowitego rzędu w sterowaniu i modelowaniu systemów dynamicznych. W latach 2012-2016 pełnił funkcję prodziekana Wydziału EAIiIB AGH, obecnie jest zastępcą Kierownika Katedry Automatyki i Robotyki na Wydziale EAIiIB AGH.

    Dr hab. Ewa Pawłuszewicz, prof. PB była pracownikiem Katedry Automatyki i Robotyki przekształconej od 1.10.2019 w Katerę Robotyki i Mechatroniki na Wydziale Mechanicznym Politechniki Białostockiej. Główne nurty prac naukowych E.Pawłuszewicz koncentrują się na teorii sterowania systemami niecałkowitego rzędu, układach sterowania z czasem dyskretnym oraz układach sterowania na skalach czasowych.

  10. Planowanie ruchu i sterowanie dla robotów mobilnych i pojazdów inteligentnych – organizatorzy prof. Maciej Marcin Michałek, prof. Dariusz Pazderski, prof. Piotr Skrzypczyński  

  11. Celem sesji specjalnej jest dyskusja nowych rozwiązań i zagadnień związanych z problemami teoretycznymi, obliczeniowymi oraz aplikacyjnymi, w szeroko rozumianym obszarze planowania ruchu i sterowania (w tym ze sprzężeniem zwrotnym), formułowanych dla robotów mobilnych oraz pojazdów inteligentnych (RM&PI) pracujących w środowiskach lądowych, podziemnych, powietrznych, wodnych lub podwodnych wykonując różne zadania ruchu w warunkach praktycznych. Tematyka sesji nawiązuje do aktualnych trendów rozwojowych związanych z coraz liczniejszymi zastosowaniami robotów mobilnych i pojazdów inteligentnych w złożonych zadaniach ruchu realizowanych w zatłoczonych i często nieustrukturyzowanych środowiskach rzeczywistych z ograniczonym dostępem do zasobów informacyjnych, obliczeniowych i energetycznych. Przykładowe tematy szczegółowe należące do zakresu sesji specjalnej to:

    • modelowanie, identyfikacja i estymacja w obszarze RM&PI
    • wyznaczanie sygnałów referencyjnych dla RM&PI
    • projektowanie sterowania dla różnych zadań ruchu w obszarze RM&PI
    • strategie ruchu uwzględniające ograniczenia stanu i sterowania RM&PI
    • strategie ruchu i sterowania optymalnego w obszarze RM&PI
    • odporne strategie sterowania dla RM&PI w obecności zaburzeń ruchu i niepewności modelu
    • strategie sterowania ruchem dla RM&PI z ograniczonymi możliwościami pomiarowymi/sensorycznymi
    • zaawansowane systemy wsparcia operatorów/kierowców do celów nawigacji i prowadzenia RM&PI
    • nowe technologie sensoryczne i metody lokalizacji w obszarze RM&PI
    • zastosowania RM&PI w obszarach przemysłu, rolnictwa i transportu.

    dr hab. inż. Maciej Marcin Michałek jest pracownikiem w Instytucie Automatyki i Robotyki Politechniki Poznańskiej; jego zainteresowania badawcze obejmują, m.in., modelowanie oraz projektowanie, analizę i zastosowania algorytmów sterowania w obszarze robotyki mobilnej, pojazdów inteligentnych, oraz w obszarze przegubowych struktur N-przyczepowych.

    dr hab. inż. Dariusz Pazderski jest pracownikiem w Instytucie Automatyki i Robotyki Politechniki Poznańskiej; jego zainteresowania badawcze dotyczą metod nieliniowego sterowania ruchem układów nieholonomicznych i niedosterowanych oraz technik nawigacji i planowania ruchu w robotyce mobilnej.

    dr hab. inż. Piotr Skrzypczyński, prof. PP jest pracownikiem w Instytucie Robotyki i Inteligencji Maszynowej Politechniki Poznańskiej; jego zainteresowania naukowe obejmują nawigację autonomiczną, jednoczesną lokalizację i budowę mapy, planowanie ruchu w zadaniach lokomocyjnych oraz zastosowania inteligencji obliczeniowej i uczenia maszynowego w robotyce.

  12. Metody algebraiczne w teorii sterowania - organizatorzy dr hab. inż. Ewa Pawłuszewicz, dr hab. inż. Krzysztof Oprzędkiewicz  

  13. Jak wiadomo w teorii sterowana istnieje znacząca klasa problemów (między innymi problem realizacji, równoważności układów, redukowalności układów, odwracalności, syntezy stabilizującego sprzężenia zwrotnego, itp.), które można rozwiązać stosując różnorodne metody algebraiczne. Podejście algebraiczne jest zwykle bardzo użyteczną, wręcz niezbędną częścią projektowania układów sterowania. Należy zwrócić uwagę na to, że z inżynierskiego punktu widzenia projektowania układów sterowania nie można sprowadzić tylko do samych operacji algebraicznych, pomijając inne aspekty techniczne (na przykład odporność układu, ograniczenia obliczeniowe, ograniczenia wynikające ze sposobu działania samych sterowników i inne). W przypadku układów liniowych rozwiązanie wielu problemów bazuje na własnościach funkcji transmitancji, opisującej zależność między wejściem a wyjściem rozważanego systemu. W przypadku nieliniowym nie jest to już proste, bowiem nie jest znany oczywisty sposób definiowania tej funkcji, a sama relacja wejście-wyjście układu jest opisywana nieliniowym równaniem różniczkowym/różnicowym. Zastosowanie metod algebraicznych w układach dodatnich zarówno liniowych jak i nieliniowych, powoduje że badanie jednych własności znacznie się upraszcza w stosunku do układów klasycznych, a w innych przypadkach – komplikuje.

    Celem proponowanej sesji jest prezentacja najnowszych osiągnięć z zakresu wykorzystania metod algebraicznych do opisu, badania własności i/lub projektowania zarówno liniowych jak i nieliniowych układów sterowania oraz ich praktycznej implementacji.

    Dr hab. inż. Krzysztof Oprzędkiewicz, prof. AGH jest pracownikiem Katedry Automatyki i Robotyki na Wydziale Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki Akademii Górniczo- Hutniczej w Krakowie. Od wielu lat zajmuje się problematyką zastosowania rachunku różniczkowego niecałkowitego rzędu w sterowaniu i modelowaniu systemów dynamicznych. W latach 2012-2016 pełnił funkcję prodziekana Wydziału EAIiIB AGH, obecnie jest zastępcą Kierownika Katedry Automatyki i Robotyki na Wydziale EAIiIB AGH.

    Dr hab. Ewa Pawłuszewicz, prof. PB była pracownikiem Katedry Automatyki i Robotyki przekształconej od 1.10.2019 w Katerę Robotyki i Mechatroniki na Wydziale Mechanicznym Politechniki Białostockiej. Obecnie E.Pawluszewicz jest kierownikiem tej Katedry. Główne nurty prac naukowych E.Pawłuszewicz koncentrują się na teorii sterowania systemami niecałkowitego rzędu, układach sterowania z czasem dyskretnym oraz układach sterowania na skalach czasowych.

  14. Aspekty obliczeniowe i zastosowania zaawansowanych algorytmów sterowania - organizator dr hab. inż. Maciej Ławryńczuk  

  15. W ostatnich latach opracowano wiele zaawansowanych algorytmów regulacji. Umożliwiają one efektywną regulację wielu złożonych procesów, w tym nieliniowych, o wielu wejściach i wielu wyjściach, w obecności ograniczeń, o zmiennych właściwościach. Z drugiej jednak strony, zaawansowane algorytmy regulacji są znacznie bardziej złożone obliczeniowo niż metody klasyczne. Dlatego też aspekty obliczeniowe i szczegóły implementacji zaawansowanych algorytmów regulacji są bardzo istotną kwestią. W obszarze tematycznym sesji specjalnej mieszczą się również przykłady zastosowań praktycznych rozważanych algorytmów, zarówno w przemyśle, jak i w systemach wbudowanych.

    Maciej Ławryńczuk urodził się w Warszawie w 1972 roku. Ukończył studia magisterskie w 1998 roku, stopień doktora uzyskał w 2003 roku, stopień doktora habilitowanego w 2013 roku, wszystkie w dyscyplinie automatyka i robotyka, na Wydziale Elektroniki i Technik Informacyjnych Politechniki Warszawskiej. Obecnie jest zatrudniony w Instytucie Automatyki i Informatyki Stosowanej Politechniki Warszawskiej na stanowisku profesora uczelni. Jest autorem lub współautorem sześciu książek i ponad 100 innych publikacji, w tym ponad 30 artykułów w czasopismach. Jego zainteresowania naukowe obejmują: zaawansowane algorytmy regulacji, w szczególności algorytmy regulacji predykcyjnej, algorytmy optymalizacji punktu pracy, metody sztucznej inteligencji, przede wszystkim sieci neuronowe, modelowanie i symulację.

  16. Modelowanie, identyfikacja i sterowanie układów o zmiennych parametrach – organizator prof. Artur Babiarz  

  17. Ciągły wzrost wymagań dotyczący sterowania w układach dynamicznych wymaga często stosowania, na etapie modelowania, równań ze zmiennymi parametrami w czasie. Opis za pomocą równań ze zmiennymi parametrami pojawia się w modelowaniu układów okresowych. Pojawiają się one w naturalny sposób w przetwarzaniu sygnału, na przykład jako filtry, które zawierają modulatory sygnału, a także w sterowaniu. Liniowe układy ze zmiennymi parametrami w czasie można otrzymać, gdy upraszczamy niektóre skomplikowane modele, na przykład, jak ma to miejsce w przypadku linearyzacji nieliniowej dynamiki wzdłuż zadanej trajektorii. Takie modele można również uzyskać, gdy zostanie zastosowane sprzężenie zwrotne zmieniające się w czasie, w celu poprawy jakości sterowania w układzie stacjonarnym. Przykładami zastosowania liniowych modeli zmiennych w czasie są modelowanie sterowania prądem w konwerterze, sterowanie pojazdami drogowymi o zmiennej prędkości oraz modelowanie i sterowanie serwonapędem ze zmiennym punktem pracy.

    Tematyka Sesji Specjalnej obejmuje takie obszary jak:

    • modelowanie i identyfikacja liniowych układów zmiennych w czasie,
    • stabilność i stabilizowalność,
    • sterowalność i obserwowalność,
    • charakterystyki liczbowe,
    • sterowanie H∞/H2,
    • sterowanie optymalne,
    • dobór sprzężenia zwrotnego na podstawie danych referencyjnych,
    • zastosowanie liniowych układów zmiennych w czasie w automatyce, mechatronice, robotyce, systemach biologicznych, lotnictwie, przemyśle samochodowym, odnawialnych systemach energetycznych.

    Artur Babiarz uzyskał tytuł magistra inżyniera automatyki i robotyki w 2002 roku na Wydziale Automatyki, Elektroniki i Informatyki Politechniki Śląskiej. W latach 2002-2006 był uczestnikiem studiów doktoranckich na tym samym wydziale, gdzie w 2006 roku uzyskał stopień doktora nauk technicznych w dyscyplinie automatyka i robotyka. Stopień doktora habilitowanego został mu nadany przez Radę Wydziału Automatyki, Elektroniki i Informatyki Politechniki Śląskiej 16 lipca 2016 roku. Od roku 2006 Artur Babiarz pracował na stanowisku adiunkta, a od 2018 roku pracuje na stanowisku Profesora Uczelni w Instytucie Automatyki Politechniki Śląskiej. Jego zainteresowania naukowe obejmują modelowanie matematyczne, charakterystyki liczbowe, planowanie trajektorii robotów, układy z przełączeniami, stabilność, stabilizowalność, sterowalność, układy ułamkowego rzędu, dyskretne układy dynamiczne.

  18. Modelowanie układów niecałkowitego rzędu – organizator prof. Rafał Stanisławski  

  19. Specyficzne własności pochodno-całek niecałkowitego rzędu sprawiają, że modele opisane równaniami różniczkowymi/różnicowymi implementującymi ten rachunek (tzw. modele frakcyjne) mogą lepiej opisywać wybrane procesy fizyczne. Do takich procesów można zaliczyć zjawiska dyfuzji, wybrane układy wymiany ciepła, procesy zachodzące niektórych elementach obwodów elektrycznych (jak np. superkondensatory) i wiele innych. Z tego powodu można zauważyć istotny wzrost zainteresowania tą klasą układów w ostatnich latach. Należy jednak pokreślić, że wprowadzenie pochodno-całek niecałkowitego rzędu w równaniach modeli skutkuje zarówno zmianami własności tych modeli, jak również powstaniem całego szeregu problemów implementacyjnych. Specyficzne własności układów frakcyjnych spowodowały konieczność zdefiniowania dla nich nowych kryteriów stabilności, sterowalności i obserwowalności. W tym obszarze wiele problemów wciąż pozostaje otwartych, szczególnie w odniesieniu do tzw. niewspółmiernych/nierównomiernych systemów niecałkowitego rzędu. Zagadnienia implementacyjne są najczęściej związane z wyznaczaniem odpowiedzi w dziedzinie czasu takich układów, gdyż w przypadku ogólnym, dokładne wyliczenie tych odpowiedzi dla równań różniczkowych/różnicowych niecałkowitego rzędu prowadzi do problemu o nieskończonej złożoności obliczeniowej. Dlatego wyznaczenie odpowiedzi czasowych układów frakcyjnych realizowane jest za pośrednictwem aproksymatorów dających możliwość otrzymania rozwiązania w skończonym (często arbitralnie zadanym) czasie. Odrębnym zagadnieniem jest modelowanie procesów fizycznych z zastosowaniem modeli niecałkowitego rzędu. W tym przypadku szczególnie istotnym problemem, który nie występuje w modelach ‘klasycznych’, jest konieczność wyznaczenia rzędów pochodnych/różnic modelu, które dodatkowo są często wartościami zmiennymi w czasie. Np. rząd pochodnej modelu ładowania superkondesatora jest inny niż w przypadku jego rozładowywania.
    Celem proponowanej sesji specjalnej jest prezentacja nowych wyników w zakresie modelowania i analizy systemów opisanych rachunkiem różniczkowym/różnicowym niecałkowitego rzędu.

    Dr hab. inż. Rafał Stanisławski, prof. ucz., jest pracownikiem Katedry Komputerowych Systemów Sterowania w Instytucie Informatyki, na Wydziale Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki Politechniki Opolskiej. Jego zainteresowania naukowe skupiają się modelowaniu i analizie układów dynamicznych oraz syntezie układów regulacji, a w ostatnich latach na modelowaniu i analizie układów opisanych równaniami niecałkowitego rzędu, szczególnie zdefiniowanych w czasie dyskretnym. Od 2016 roku sprawuje funkcję kierownika katedry.

  20. Pojazdy autonomiczne i wbudowana sztuczna inteligencja - organizatorzy dr hab. inż. Paweł Skruch i dr inż. Marek Długosz  

  21. Przewiduje się, że sztuczna inteligencja umożliwi pojazdom osiągnięcie wyższych poziomów automatyzacji jazdy. Metody sztucznej inteligencji pozwalają bowiem na opracowanie technologii, które odpowiadają na aktualne wyzwania związane z pojazdami autonomicznymi. Te wyzwania mają charakter zarówno badawczy jak i implementacyjny i obejmują one: (1) zarządzanie i przetwarzanie ogromnych ilości danych pochodzących z różnych czujników w czasie zbliżonym do rzeczywistego; (2) opracowanie wiarygodnej wirtualnej reprezentacji otoczenia samochodu umożliwiającej określenie aktualnego i przyszłego stanu pojazdu; (3) podejmowanie krytycznych decyzji związanych z bezpieczeństwa w niepewnym środowisku operacyjnym; (4) budowanie symulatorów wirtualnej rzeczywistości do celów testowania, walidacji i uczenia maszynowego; (5) zdefiniowanie platformy do opracowania algorytmów samouczących się.

    Ponieważ sztuczna inteligencja standardowo wymaga dużych mocy obliczeniowych do uczenia i uruchamiania modeli, dlatego też tylko zoptymalizowane rozwiązania z możliwą implementacją na platformach wbudowanych mają realny potencjał, aby przyspieszyć rozwój pojazdów o wysokim stopniu automatyzacji jazdy. Celem sesji specjalnej jest omówienie najnowszych osiągnieć w dziedzinie tak zwanej sztucznej inteligencji wbudowanej, które mogą przyspieszyć industrializację technologii jazdy autonomicznej.

    Dr hab. inż.Paweł Skruch i dr inż. Marek Długosz są pracownikami Katedry Automatyki i Robotyki na Wydziale Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki Akademii Górniczo- Hutniczej w Krakowie. Od wielu lat ich zainteresowania naukowe koncentrują się wokół zagadnień związanych ze sterowaniem dla tak zwanych pojazdów autonomicznych. Badania naukowe są realizowane w laboratorium sztucznej inteligencji i pojazdów autonomicznych oraz laboratorium wirtualnej walidacji, które powstały z ich inicjatywy. Kierują oni także kołem naukowym INTEGRA oraz projektem społeczności AGH „Duckietown”. Dodatkowo dr hab. inż. Paweł Skruch kieruje Działem Badań i Rozwoju w Centrum Technicznym Aptiv w Krakowie, który zajmuje się algorytmami sterowania I sztuczną inteligencją dla systemów aktywnego bezpieczeństwa w samochodach, systemów wspomagania kierowcy oraz pojazdów autonomicznych.

  22. Roboty przemysłowe, manipulatory mobilne, algorytmy sterowania – organizator prof. Krzysztof Kozłowski  

  23. Proponowana sesja dotyczy nowych algorytmów sterowania robotów przemysłowych oraz robotów manipulacyjnych posadowionych na platformie jezdnej z ograniczeniami nieholonomicznymi lub ich brakiem. Te ostatnie są nazywane manipulatorami mobilnymi i ich zastosowanie w zadaniach manipulacji jest coraz szersze z uwagi na większą uniwersalność niż manipulatorów przemysłowych uzyskaną przez możliwość przemieszczania się platformy jezdnej. Sterowanie tymi obiektami jest jednak trudniejsze z uwagi na możliwość poślizgu platformy jezdnej (o ile taką dopuszczamy) oraz ograniczenia nieholonomiczne przy braku poślizgu. Interesujące są rozwiązania dotyczące sterownia do punktu i odtwarzania trajektorii dla wyżej wymienionych obiektów. W przypadku manipulatorów mobilnych interesujące są też rozwiązania dotyczące złożonej kinematyki. Przykłady zastosowań w konkretnych aplikacjach przemysłowych są mile widziane.

    Prof. Krzysztof KOZŁOWSKI jest Dyrektorem Instytutu Automatyki i Robotyki na Politechnice Poznańskiej. Jest członkiem Centralnej Komisji do Spraw Tytułów i Stopni (od grudnia 2015 do grudnia 2020), oraz członkiem Rady Naukowej (z wyboru) Centrum Badań Kosmicznych PAN (kadencja 2019-2022). Odbył staże naukowe w University of California, Los Angeles oraz Jet Propulsion Laboratory, USA. Był stypendystą DAAD oraz Fundacji Fulbrighta. Twórca SkyLab unikatowego w skali kraju profesjonalnego obserwatorium astronomicznego jedynego w uczelni technicznej w Polsce, w którym obecnie realizowana jest budowa jednometrowego teleskopu z rekonfigurowaną optyką. Kierownik wielu grantów naukowych w tym 10 promotorskich oraz 30 własnych. Do ważnych wyników badań należą nowe algorytmy sterowania dla robotów takich jak: robot inspekcyjny dla potrzeb budownictwa wielkopłytowego, robot mobilny, robot do eksploracji przewodów ciepłowniczych, robot mobilny do zastosowań w szpitalnictwie otwartym, robot do zastosowań w laparoskopii oraz robot do rehabilitacji stawu kolanowego. Redaktor w kilku czasopismach międzynarodowych z listy JCR. Autor i współautor ponad 300 publikacji, w tym ponad 110 artykułów w czasopismach WoS, ORCID: 0000-0002-6111-3215.

  24. Sterowanie odporne - projektowanie, analiza, zastosowania - organizator prof. Zhiqiang Gao, dr inż. Wojciech Giernacki i dr inż. Rafał Madoński   

  25. Celem sesji specjalnej jest dyskusja nowych rozwiązań i zagadnień związanych z problemami projektowymi, teoretycznymi, obliczeniowymi oraz aplikacyjnymi, w szeroko rozumianym obszarze sterowania odpornego. Tematyka sesji nawiązuje do aktualnych trendów rozwojowych związanych z coraz liczniejszymi zastosowaniami technik odpornych do sterowania rzeczywistymi układami, które charakteryzuje m.in. niepewność modelowania matematycznego, istotne zakłócenia zewnętrzne, zmienność dynamiki (w sensie parametrów i/lub struktury), czy też obecność szumów pomiarowych. Przykładowe tematy szczegółowe należące do zakresu sesji specjalnej to:

    • modelowanie, identyfikacja, estymacja zakłóceń/niepewności w układach sterowania odpornego
    • projektowanie obserwatorów zakłóceń oraz technik aktywnej kompensacji zakłóceń (z ang. active disturbance rejection control, ADRC)
    • metody uodparniania pętli sterowania z klasycznymi sterownikami (np. PID)
    • zastosowanie technik odpornych do systemów ze specjalnymi własnościami (np. nieminimalnofazowych, z przesunięciem transportowym, z ograniczeniami na wejście/stan)
    • strategie sterowania odpornego w przypadku ograniczonej informacji pomiarowej
    • metody odpornego sterowania adaptacyjnego oraz adaptacyjnego sterowania odpornego i ich optymalizacja
    • metody łączenia technik odpornych z technikami sztucznej inteligencji
    • zastosowanie technik odpornych w praktyce przemysłowej
    • aspekty obliczeniowe oraz teoretyczne technik sterowania odpornego
    • sterowanie odporne w świetle tzw. „Czwartej Rewoulcji Przmysłowej” – w tym Internet Rzeczy (z ang. Internet-of-Things, IoT), inteligentne urządzenia pomiarowe, Big Data, obliczenia w chmurze (z ang. cloud computing), itp.
    • teoretyczne i praktyczne aspekty sterowania tolerującego uszkodzenia (z ang. fault-tolerant control, FTC) oraz metody estymacji uszkodzeń

    Profesor Zhiqiang Gao (z.gao@csuohio.edu) jest dyrektorem Center for Advanced Control Technologies (https://academic.csuohio.edu/cact), działającym przy Cleveland State University w Stanach Zjednoczonych. Jego zainteresowania naukowe dotyczą cybernetyki stosowanej, w szczególności ich manifestacji w technikach sterowania z aktywną kompensacją zakłóceń (z ang. active disturbance rejection control, ADRC).

    dr inż. Wojciech Giernacki (wojciech.giernacki@put.poznan.pl) jest adiunktem w Instytucie Automatyki, Robotyki i Inżynierii Informatycznej Politechniki Poznańskiej. Założył i kieruje pracami laboratorium PUT AeroLab oraz grupy badawczej Unmanned Aerial Vehicles Research Group (http://uav.put.poznan.pl). Jego zainteresowania badawcze są skoncentrowane wokół tematyki bezzałogowych statków powietrznych, szczególnie ich odpornych i adaptacyjnych metod sterowania, technik optymalizacji, jak i fuzji danych sensorycznych.

    dr inż. Rafał Madoński (rafal.madonski@gmail.com) jest pracownikiem International Energy College oraz Energy Electricity Research Center działających przy Jinan University (Chiny); jego zainteresowania badawcze obejmują, m.in., projektowanie, analizę i zastosowania odpornych algorytmów sterowania w obszarach automatyki procesowej oraz sterowania ruchem. Jest szczególnie zainteresowany technikami sterowania z aktywną kompensacją zakłóceń (z ang. active disturbance rejection control, ADRC) i ich zastowaniem w wymagających aplikacjach przemysłowych.

  26. Układy tolerujące uszkodzenia – projektowanie i sterowanie - organizator prof. Marcin Witczak i prof. Ralf Stetter   

  27. The purpose of the special session is to discuss new aspects, algorithms and systems related to fault-tolerant control and fault-tolerant design. Modern technological and safety‐critical systems rely on sophisticated design characteristics and control solutions to meet increased performance demands in faulty conditions and in terms of reliability and safety requirements. A conventional feedback control design for a complex system may give unsatisfactory performance or even instability, in the event of malfunctions in actuators, sensors, or other system components. To overcome this limitation, new approaches to general and control system design have been developed in order to tolerate component malfunctions while maintaining desirable stability and performance properties. This feature is particularly important for safety‐critical systems, such as aircraft and spacecraft. In such plants, the consequences of a minor (abrupt or incipient) fault in a system component can be catastrophic. Therefore, the demand on reliability, safety, availability, and fault tolerance is generally high. It is necessary to realize technical systems that are capable of tolerating potential faults in order to improve reliability, safety, and availability while providing desirable performances. The types of control systems are which may achieve this are known as fault‐tolerant control systems and the respective system synthesis as fault-tolerant design. Both approaches intend to increase the ability to accommodate component faults automatically. They are also capable of maintaining overall system stability and acceptable performance in the event of such faults. Sample detailed topics belonging to the scope of the special session are:

    • Fault-tolerant control of continuous systems
    • Fault-tolerant control of discrete time and discrete event systems
    • Virtual sensors for fault-tolerant control
    • Application of max-plus algebra for fault-tolerant control
    • Fault-tolerant control based on model predictive control and linear parameter varying systems
    • Fault-tolerant control of distributed systems and control reconfiguration
    • Fault-tolerant design on the functional, physical and geometrical level
    • Fault-tolerant design employing the concepts over-actuation, sensor overlap and virtual redundancy
    • Machinery health monitoring

    Prof. Marcin Witczak, received the M.Sc. degree in electrical engineering from the University of Zielona Góra (Poland), the Ph.D. degree in automatic control and robotics from the Wrocław University of Technology (Poland), and the D.Sc. degree in electrical engineering from the University of Zielona Góra, in 1998, 2002 and 2007, respectively. In 2015 he received a full professorial title. Since then, Marcin Witczak has been a professor of automatic control and robotics at the Institute of Control and Computation Engineering, University of Zielona Góra. His current research interests include computational intelligence, fault detection and isolation (FDI), fault-tolerant control (FTC), as well as experimental design and machinery health monitoring. Marcin Witczak has published more than 200 papers in international journals and conference proceedings. He is an author of 4 monographs and 30 book chapters. Since 2015, he has been a member of the Committee on Automatic Control and Robotics Committee of the Polish Academy of Sciences. As of 2018, he is also an associated editor of ISA Transactions.

    Prof. Dr.-Ing Ralf Stetter received the M.Sc. degree in mechanical engineering and the Ph.D. degree in product development from the University of Technology Munich (Germany). He was working at a team coordinator in the development department automotive interiors at Audi AG, Ingolstadt, Germany. He is an employee at the Ravensburg-Weingarten University (RWU) in Weingarten, Germany; his research interests include, among others, the digital product development of transportation systems and the design, analysis and application of control algorithms in the field of autonomous guided vehicles. He is also project leader in the Steinbeis-Transfer-Center “Automotive Systems”.

  28. Autonomia nawodnych i podwodnych jednostek pływających - organizator prof. Witold Gierusz, kmdr prof. Piotr Szymak, prof. Roman Śmierzchalski i prof. Mirosław Tomera   

  29. Tematyka zgłaszana na sesję specjalną dotyczy zagadnień związanych z procesem zwiększenia autonomii morskich jednostek pływających. Rozwijane systemy kierowania, nawigacji i sterowania ruchem jednostek autonomicznych mają coraz większe znaczenie w operacjach morskich z uwagi na stałą tendencję do ograniczania liczebności załóg. Również w przypadku pojazdów podwodnych wykorzystywanych do inspekcji rurociągów, niewielkich prac interwencyjnych, badań podwodnych i gromadzenia danych oceanograficznych oraz biologicznych, wzrost poziomu autonomii stanowi obiekt zainteresowań wielu wiodących ośrodków badawczych. Aby w nawodnym ruchu morskim mogły poruszać się jednostki bezzałogowe (albo o znacznie ograniczonej załodze) o wysokim poziomie autonomii to wymaga to rozwoju zaawansowanych metod planowania bezpiecznych trajektorii zadanych oraz niezawodnych systemów sterowania wyposażonych w odpowiednie sensory i układy przetwarzania danych, układy pomiarowe, wykonawcze oraz algorytmy komputerowe.

    Tematy szczegółowe należące do zakresu sesji specjalnej to:

    • metody planowania trajektorii zadanych z uwzględnieniem bezpieczeństwa ruchu statku;
    • modelowanie, identyfikacja i estymacja dla nawodnych i podwodnych jednostek pływających;
    • projektowanie sterowania dla różnych zadań ruchu jednostek pływających;
    • metody alokacji mocy na pędniki montowane w kadłubach statków;
    • sterowanie nowoczesnymi systemami napędowymi jednostek pływających;
    • algorytmy sterowania skoordynowanego obejmującego dwie i więcej jednostek pływających;
    • systemy detekcji przeszkód i/lub rozpoznawania obrazowego, w tym systemy wizyjne i sensorowe.

    dr hab. inż. Witold Gierusz, prof. UMG jest pracownikiem w Katedrze Automatyki Okrętowej Uniwersytetu Morskiego w Gdyni; jego zainteresowania badawcze obejmują, m.in. modelowanie matematyczne dynamiki jednostek pływających, układy alokacji mocy na pędniki, opracowywanie algorytmów wielowymiarowego sterowania ruchem statku.

    kmdr dr hab. inż. Piotr Szymak, prof. AMW jest pracownikiem w Instytucie Elektrotechniki i Automatyki Okrętowej Akademii Marynarki Wojennej w Gdyni; ponadto pełni funkcję krajowego koordynatora w Europejskiej Agencji obrony w obszarze technologii morskich; jego zainteresowania badawcze są ściśle związane z modelowaniem i sterowaniem jednostkami morskimi, zwłaszcza bezzałogowymi jednostkami nawodnymi i podwodnymi, w tym ostatnio biomimetycznymi jednostkami podwodnymi.

    prof. dr hab. inż. Roman Śmierzchalski jest pracownikiem w Katedrze Automatyki na Wydziale Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej; jego zainteresowania naukowe obejmują: sterowanie i automatykę, sztuczną inteligencję, optymalizację dynamiczną i wielokryterialną, systemy wspomagania decyzji, bezpieczeństwo na morzu.

    dr hab. inż. Mirosław Tomera, prof. UMG jest pracownikiem w Katedrze Automatyki Okrętowej Uniwersytetu Morskiego w Gdyni; jego zainteresowania badawcze dotyczą zagadnień związanych z modelowaniem, analizą i zastosowaniem algorytmów sterowania ruchem jednostek pływających, w szczególności przeznaczonych dla bezzałogowych jednostek pływających oraz estymacją parametrów modeli matematycznych dynamiki statku.

  30. Design of Security Benchmarks for Cyber-Physical Systems - organizator prof. Andrzej Ordys i dr Jakub Mozaryn   

  31. Cyber-Physical Systems (CPS) integrate physical processes, computational resources, and communication capabilities. This interaction through the different modalities allows developing innovative technologies. Examples of such systems include transportation networks, power generation and distribution networks, water and gas distribution networks, and advanced communication systems. It is worth mentioning that the integration of cyber and physical components increases the systems’ efficiency but at the same time makes them susceptible to hazards e.g. generating in this way concerns about possible cyber-attacks targeting them. Therefore, it leads to new research challenges. There is an on-going trend in industrial control systems to control installations remotely, using sensors and actuators connected with the controller via a wireless network. Added to this, more emphasis is currently placed on the control algorithm itself being located on the computing cloud (control as a service). Such solution, whilst providing undoubtful benefits in terms of cost, flexibility, ease of modifications and maintenance; also poses certain problems which need to be addressed, for instance: resilience of control actions, and security of information flow and information processing. It is important that those problems are fully defined and appropriate benchmarks/ tests scenarios are established for reliable comparison of different proposed solutions of secure and resilient cloud-based control. Whilst there are many cases described in the literature, concerning cloud-based programmable logic controllers for industrial process control, relatively less progress has been made in other areas e.g. remotely controlled robotic devices. In this special session we invite Authors to share their experience with design of such benchmark cases and/or performing tests of the developed algorithms.

    Andrew Ordys is currently Professor of Warsaw University of Technology, Faculty of Mechatronics. Previously he worked as Director of Applied Research, acting Vice Dean Academic Affairs at Military Technological College in Sultanate of Oman. He worked in Kingston University (2006-2014), as Professor of Automotive Engineering and Director of Industrial Control Research Group, and, from 2010 Head of School of Mechanical and Automotive Engineering. Before coming to Kingston, Dr Ordys was with the Industrial Control Research Centre in the Department of Electronic and Electrical Engineering at the University of Strathclyde, on the Senior Lecturer post funded by the British Energy. Over the whole period of his professional career in Higher Education Dr. Ordys has been actively contributing to the management, research, teaching, and to professional and enterprise related activities. Prof. Ordys’s current research interests include real-time implementation of control algorithms, modelling and verification for automotive systems, non-linear predictive control, control of fast and high-accuracy mechanical systems, and optimal control. He develops theory and algorithms for benchmarking performance of controllers and for the assessment of system's condition.

    Jakub Mozaryn received M.Sc. degree in robotics in 2001 and Ph.D. degree in automatic control in 2011 from Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland. He works as an Assistant Professor at the Institute of Automation and Robotics at Warsaw University of Technology. Since 2019 he is a member of IEEE. Currently he is research fellow at University of Warwick, UK. His main area of research concerns control systems for nonlinear processes, with particular interests in robotics and cognitive science, robust control design and applications of the artificial neural networks in the areas of the process identification and control.