dr inż.
Zofia Kowalska
Zakład Sterowania i Dynamiki
Układów (ZSiDU)
Pracownia Dynamiki Kontaktu
Tocznego
zainteresowania naukowe
drgania mechaniczne: teoria i pomiary,
dynamika maszyn, m.in. napędy cierne, manipulatory,
komputerowe modelowanie i symulacja układów mechanicznych, w
szczególnosci modelowanie manipulatorów o dowolnej strukturze kinematycznej,
identyfikacja parametryczna; analiza błędów, projektowanie
eksperymentu,
sterowanie manipulatorów -
synteza i badania symulacyjne,
dynamika układów mechanicznych z więzami jednostronnymi, tzw.
wibro-uderzenia, mechanika kontaktu, uderzenia sprężyste i sprężysto-plastyczne
dynamika pojazdów szynowych
modelowanie
i symulacja układów mechanicznych w programie ADAMS
__________________________________________________________________________________________________
Wykaz osiągnięć w pracy naukowo-badawczej
A. Główne kierunki działalnosci naukowej
Od momentu zatrudnienia w
IPPT (grudzień 1982) przedmiotem badań – teoretycznych i symulacyjnych – były
różne problemy w obszarze:
Podstawy Dynamiki Maszyn oraz
Sterowanie Układów Mechanicznych (manipulatorów).
1983-1985
Pracownia Dynamiki Maszyn
(Zakład Układów Mechanicznych)
Zagadnienia:
Analiza wrażliwosci charakterystyk dynamicznych
układów mechanicznych.
Analiza wrażliwosci w zagadnieniach odwrotnych.
Modelowanie
napędów ciernych, silników prądu stałego, układów biomechanicznych i in.
Najważniejsze osiągnięcia:
Opracowanie oryginalnej metody
analizy wrażliwosci estymat patrametrów w wypadku identyfikacji metodą
najmniejszych kwadratów na podstawie charakterystyk dynamicznych
(częstotliwosciowych i czasowych).
1986-1998
Pracownia Dynamiki Maszyn,
ZUM, CPBP „Robotyka” (do roku 1990)
Samodzielna Pracownia
Dynamiki i Stabilnosci Robotów (1991-1996)
Samodzielna
Pracownia Dynamiki i Statecznosci Maszyn i Pojazdów (1997-98)
Zagadnienia:
Komputerowa synteza
numerycznych modeli dynamicznych manipulatorów.
Badania
symulacyjne układów sterowania manipulatorów: opartych na modelu,
adaptacyjnych oraz uczących się.
Najwazniejsze osiągnięcia:
Oryginalne oprogramowanie do
symulacji ruchu mechanizmów manipulatorów o dowolnej strukturze kinematycznej.
Wykazano, że jakosć
sterowania optymalnego zależy w bardzo dużym stopniu od arbitralnego na ogół
sformułowania zadania sterowania. Złożono wniosek o Grant KBN w celu
opracowania metody równoległego planowania trajektorii ruchu i syntezy
optymalnego układu sterowania. Projekt grantu uzyskał wysoką ocenę, ale nie
został zakwalifikowany do finansowania.
1999- 2006
Samodzielna
Pracownia Dynamiki i Statecznosci Maszyn i Pojazdów
od 2002 - Pracownia Dynamiki Kontaktu Tocznego (ZSiDU)
Zagadnienia:
Dynamika jednostronnego kontaktu
tocznego w układzie koła i szyny kolejowej; drgania kontaktowe i
wibro-uderzenia w zakresie sprężystym i sprężysto-plastycznym;
Dynamika
pojazdów szynowych;
Najwazniejsze
osiągnięcia:
Metoda
modelowania i symulacji jednostronnego dynamicznego kontaktu dwóch zwartych
ciał o nieregularnych powierzchniach tocznych.
Adaptacja i wykorzystanie
komercyjnego programu Adams/Rail do analizy drgań wywołanych przez krótkie
nierównosci szyny lub koła.
Wirtualny prototyp toru do
diagnostyki defektów zestawów kołowych.
B. Prace wykonane przed uzyskaniem stopnia naukowego
doktora
1. Oryginalne opublikowane prace twórcze
1.1. Opracowania monograficzne
Kowalska
Z., Wicher J., Zastosowanie analizy wrażliwosci do przygotowania eksperymentu
identyfikacji układu biomechanicznego dłoń-ramię, Prace IPPT, 37/1984, s.40.
Kowalska
Z., Analiza błędów identyfikacji parametrów na podstawie amplitudowych
charakterystyk częstotliwosciowych obiektu, Prace IPPT, 5/1986, s.36.
Kowalska
Z., Komputerowa metoda formułowania równań ruchu przestrzennych mechanizmów
aktywnych, Prace IPPT, 11/1988, s.31.
Kowalska
Z., Komputerowe sterowanie manipulatorów ze sprzężeniem zwrotnym, Prace IPPT,
39/1990, s.23.
1.2. Publikacje w krajowych czasopismach
(recenzowane)
Kowalska
Z., Majewski T., Dynamika układu napędowego magnetofonu kasetowego, Prace
Naukowe Politechniki Warszawskiej, ser. Mechanika, z. 65, 1980, 57-68.
Kowalska
Z., Identyfikacja parametrów przekładni paskowej w układzie napędowym
magnetofonu kasetowego, Mat. VII Sympozjum Dynamiki Konstrukcji, Rzeszów 1989,
Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej, ser. Mechanika, z.18 (1989),
233-236.
Kowalska
Z., Badania symulacyjne stabilnosci cyfrowego układu sterowania manipulatora,
Mat. III Krajowej Konferencji Robotyki, Wrocław 1990, Prace Naukowe Instytutu
Cybernetyki Politechniki Wrocławskiej, ser. Konferencje, nr 37, 84-89,1990.
1.4. Publikacje w materiałach krajowych
konferencji naukowych
Kowalska
Z., Accuracy of Parameter Identification by the Least-Square Method, Mat. XIII
Symp. Drgania w Układach Fizycznych, Poznań-Błażejewko, maj 1988.
2. Nie opublikowane prace badawcze
Kowalska
Z., Metoda modelowania układów dynamicznych na podstawie pomiarów
charakterystyk częstotliwosciowych zastosowana do układu napędowego magnetofonu
kasetowego, Rozprawa doktorska, IPPT, s.245, 1993.
raporty z realizacji rocznych zadań badawczych z
lat 1987-1992
C. Prace wykonane po uzyskaniu stopnia
naukowego doktora
1. Oryginalne opublikowane prace twórcze
1.1.
Opracowania monograficzne
1.2. Publikacje w krajowych czasopismach
(recenzowane)
Kowalska Z., The synthesis of
model based, computer control systems of manipulators with direct drives,
Engineering Transactions, vol.43, No 1-2, 1-18, 1994.
Kowalska
Z., Zastosowanie symulacji w badaniach i projektowaniu manipulatorów., W:
Bogacz R., Bobrowski L., (red.), Symulacja w Badaniach
i Rozwoju, PTSK, Warszawa, 177-184, 1997.
Kowalska
Z., Badania symulacyjne układów sterowania manipulatorów o napędach
bezposrednich, W: Bogacz R., Bobrowski L., (red.),
Symulacja w Badaniach i Rozwoju, PTSK, Warszawa, 211-221, 1998.
Kowalska Z., Sensitivity
Analysis of the Least-Squares Estimates of Physical Parameters to the
Measurement Errors in Amplitude-Frequency Characteristics, Machine Dynamics
Problems, 22 (1998), 1-15.
Kowalska Z., Well- or
ill-posed problem of parameter identification - the method of analysis applied
in a cassette recorder drive modeling, Engineering Transactions, 46, No 2,
189-204, 1998.
Kowalska
Z., Symulacja komputerowa w projektowaniu eksperymentu identyfikacji, W: Bogacz
R, Tylikowski A.(red.), Symulacja w badaniach i
rozwoju, PTSK, Warszawa, 191-202, 1999.
Bogacz
R., Kowalska Z., Badania symulacyjne dynamiki układu koło-szyna z
uwzględnieniem nierównosci szyny, W: Bogacz R., Bobrowski L., (red.), Symulacja w Badaniach i Rozwoju, PTSK, Warszawa,
2000, 238-248.
Kowalska Z., Bogacz R., Simulation
of vibrations and impacts in the system of wheel and rail with geometrical
irregularities, whithin a range of Hertzian contact stresses, W: Bogacz R. Kołodziński
E. (red.), Symulacja w Badaniach i Rozwoju, PTSK, Warszawa 2000, 148-158.
Kowalska Z., Bogacz R., Simulation
of contact vibrations and impacts of compact hard bodies, Machine Dynamics
Problems, Vol. 25, No. 3/4, 2001, 97-106.
Kowalska
Z., Modelowanie i symulacja jednostronnego kontaktu ciał sztywnych w zakresie
sprężystym i spężysto-plastycznym, J. Rybicki, A. Tylikowski (red.), Symulacja
w Badaniach i Rozwoju, PTSK, Warszawa 2002, 209-218
Kowalska Z., Modelling and
simulation of dynamic unilateral elasto-plastic contact of compact hard bodie,
TASK Quarterly 6 No 3 (2002), 335-341
Kowalska Z., Vibro-impact
motion of heavily loaded compact hard bodies, Engineering Transactions, 52,
1-2, 37-55, 2004.
Kowalska Z., Analiza parametryczna przejsciowych
wibro-uderzeń w układzie koło/szyna, Symulacja w Badaniach i Rozwoju,
Vol. 10, PTSK, 141-148, Kraków 2004.
Kowalska Z., Wpływ
defektów zestawów kołowych na siły kontaktowe i drgania toru pomiarowego,
Symulacja w Badaniach i Rozwoju, Vol. 12, 8 str. 2006, przyjęte do druku;.
Kowalska Z., Vibro-impacts
induced by irregular rolling surfaces of railway rails and wheels, Journal of
Theoretical and Applied Mechanics, 18 str. (złożony do druku), 2006.
1.3. Publikacje w zagranicznych czasopismach
(recenzowane)
Bogacz R., Kowalska Z., Computer
simulation of interaction between a wheel and corrugated rail, European Journal
of Mechanics A/Solids 20(2001), 673-684.
1.4.
Publikacje w materiałach krajowych konferencji naukowych
Kowalska
Z., Zastosowanie symulacji w badaniach i projektowaniu manipulatorów,
W: Symulacja w Badaniach i Rozwoju. Streszczenia ref. III Warsztatów
Naukowych PTSK, Wigry, 26-28 wrzesnia 1996.
Kowalska
Z., Badania symulacyjne układów sterowania manipulatorów o napędach
bezposrednich, Streszczenia ref. IV Warsztatów Naukowych PTSK, Jelenia Góra
25-27 wrzesnia 1997.
Kowalska
Z., Symulacja komputerowa w projektowaniu eksperymentu identyfikacji,
Streszczenia ref. V Warsztatów Naukowych PTSK, Jelenia Góra, październik 1998.
Bogacz
R., Kowalska Z., Badania symulacyjne dynamiki układu koło-szyna z
uwzględnieniem nierównosci szyny, Streszczenia ref. VI Warsztatów Naukowych
PTSK, Białystok-Białowieża, sierpień 1999.
Bogacz
R., Kowalska Z., Dynamic model of a wheel rolling
along a rail with geometrical irregularities, Abstracts of 33rd Solid Mechanics
Conference, Zakopane, Sept 5-6, 2000, 119-120
Kowalska
Z., Modelowanie i symulacja jednostronnego kontaktu ciał sztywnych w zakresie
sprężystym i spężysto-plastycznym, Streszczenia ref. VIII Warsztatów Naukowych PTSK,
Gdańsk-Sobieszewo, 30 sierpnia-1 wrzesnia, 2001.
Kowalska Z., Vibro-impact
motion of heavily loaded compact hard bodies, Abstracts of 34rd Solid Mechanics
Conference, Zakopane, Sept. 2002, 159-160.
Kowalska Z., Dynamics
of unilateral rolling contact of deformable bodies with surface irregularities,
Abstracts of XX Symposium - Vibrations in physical systems – Poznań-Błażejewko
May 21–25, 2002, 196–197.
Kowalska
Z., Analiza parametryczna przejsciowych wibro-uderzeń w układzie koło/szyna,
Streszczenia ref. X Warsztatów Naukowych PTSK, Zakopane, 10–12 wrzesnia 2003,
43–44.
Kowalska Z., Bogacz R., Diagnostyka zestawów kołowych
pociągu na torze pomiarowym – symulacja komputerow,. 293-300 VII Konferencja
Metrologia Wspomagana Komputerowo maj 2005 Waplewo k. Olsztynka
Kowalska Z., Wpływ
defektów zestawów kołowych na siły kontaktowe i drgania toru pomiarowego, 61-63,
XII Warsztaty Naukowe Polskiego Towarzystwa Symulacji Komputerowej,
Sarbinowo Morskie, 15-17 wrzesnia 2005.
Kowalska Z., Vibro-impacts
induced by surface irregularities of rolling bodies, Proceedings of
8th Conference on Dynamical Systems – Theory and Applications; 695-702;
J. Awrejcewicz, D. Sendkowski, J. Mrozowski, eds; Łódź,
December 12-15, 2005.
Kowalska Z., Dynamic
response to periodic excitation with short-pitch irregularities of railway
wheels and rails, XXII Symposium Vibrations in Physical Systems Poznań-Będlewo,
kwiecień 2006, 185-190
1.5.
Publikacje w materiałach zagranicznych konferencji naukowych
Kowalska Z., Sensitivity
analysis in experiment design for identification of the electromechanical drive,
Modelling and Simulation: A Tool for the next millenium, Proc. of 13th European
Simulation Multiconference 1999 (ESM'99), June 1-4, 1999, Vol.1, H. Szerbicka,
ed.,
Bogacz R., Kowalska Z., Computer
simulation of interaction between a wheel and corrugated rail, EUROMECH
Colloquium 409 Abstracts, Dynamics and Long-Term Behaviour of Railway Vehicles,
Track and Subgrade, Hannover, March 2000
Kowalska Z., Simulation
based experiment design to diagnose faults of railroad wheelsets, Proc. Int.
Industrial Simulation Conf. (ISC’2003) (Valencia, Spain, June 2003),
EUROSIS (European Simulation Society), 397-401, 2003
Kowalska Z., Parameter Analysis of Contact Vibrations in the System
of Rolling Bodies, Abstracts of 75th Annual GAMM Conference, 2004, 62-63.
1.6. Inne publikacje (tłumaczenie z j.
ang.)
Morrison F., Sztuka modelowania układów dynamicznych:
deterministycznych, chaotycznych i stochastycznych,: Kowalska Z. Tł.
(60%), Ossowski A., WNT, s. 430, 1996.
2. Nie opublikowane prace
badawcze
raporty z realizacji rocznych zadań badawczych z
lat 1993-1997
D. Inne:
1. Uczestnictwo w pracach badawczych
(nazwy projektów, pełnione funkcje)
1986-1990; Centralny Program Badań Podstawowych:
Układy ze sztuczną inteligencją do maszyn roboczych i pojazdów, kierownik
programu: prof. Henryk Frąckiewicz, IPPT.
6. Granty
kierownik
Grantu KBN-u:
31/03/2003-30/03/2006;
Diagnostyka kolejowych zestawów kołowych na torze pomiarowym; IPPT.
wykonawca
Grantów KBN-u:
02/01/1998
- 31/12/2000, Dynamiczne zagadnienia
kontaktowe w transporcie, kierownik: prof. Roman Bogacz, IPPT.
01/08/2001
- 31/07/2004, Zjawiska towarzyszące
dynamicznemu oddziaływaniu pojazdu z drogą (torem), kierownik: doc.
Czesław Bajer, IPPT.
2005-2008; Dynamika układu
pojazd-droga (pojazd szynowy-tor, samolot-nawierzchnia płytowa) z
uwzględnieniem naprężeń własnych w kołach kolejowych, szynach i płytac,
4 T12C 025 30, kierownik: prof. Roman Bogacz, IPPT.