|
|
Návrh a optimalizace senzorických systémů využívajících malovýkonových napájecích generátorů
Žák, Jaromír ; Husák, Miroslav (oponent) ; Bajer, Arnošt (oponent) ; Hubálek, Jaromír (vedoucí práce)
Disertační práce se zabývá problematikou zpracování energie z alternativních zdrojů pomocí tzv. "Energy harvestingu". Řeší aktuální problém s napájením autonomních senzorických sítí, kdy u těžko dostupných zařízení nelze provádět výměnu primárního napájecího zdroje. V takových případech je třeba získávat energii z vnějších zdrojů, např. tepla, světla, pohybu apod. Navrhované řešení nachází uplatnění především v oblasti medicínských aplikací, zvláště u implantovaných zařízení (kochleární implantáty, kardiostimulátory, inzulinové pumpy atd.), ale také u systémů pro dlouhodobé monitorování zdravotního stavu pacienta. V práci byl zpracován aktuální stav problematiky nízkopříkonových senzorických systémů a přehled aktuálních možností alternativního napájení v souvislosti s těmito systémy. Z rešerše vyplynulo, že současné senzorické systémy jsou téměř připraveny pro implementaci malovýkonových zdrojů čerpajících energii z okolního prostředí ("Energy harvesting" zdrojů). Ty jsou vyvíjeny mnoha zahraničními vědeckými týmy, avšak existuje pouze několik variant zapojení následných obvodů pro efektivní čerpání, uchování a zpracování energie z těchto zdrojů, což nabízí široký prostor pro další možný výzkum. Problematika redistribuce energie z malovýkonových generátorů je v práci řešena na komplexní úrovni. Pro tyto účely byl vypracován a diskutován nový simulační model vybraného rozsáhlého senzorického systému (plně implantovatelné umělé kochley) v prostředí SPICE. S jeho využitím bylo navrženo několik nových přístupů pro řešení napájení (především technika protlačení náboje, tzv. "Charge Push Through"), které jsou aplikovatelné na většinu obecných typů senzorických systémů. Díky tomu bude v budoucnu umožněna praktická realizace senzorických systémů využívajících energii čerpanou z okolního prostředí.
|
|
|
Využití elektrických vlastností kompozitních materiálů s modifikovanou cementovou matricí
Macháň, Ladislav ; Husák, Miroslav (oponent) ; Sýkora, Jiří (oponent) ; Šteffan, Pavel (vedoucí práce)
Dizertační práce se zabývá praktickým využitím kompozitního materiálu s modifikovanou cementovou matricí. V práci je zkoumána zejména oblast využití elektrických vlastností kompozitních materiálů na bázi cementu pro snímání mechanického namáhání. V experimentální části je řešena problematika koroze uhlíku a kovových materiálů v alkalickém prostředí cementové matrice. Je zde popsán návrh fyzického provedení senzoru a jeho výroba s použitím funkčního cementového kompozitního materiálu. Je také diskutováno určení vlivů teploty a vlhkosti prostředí na změnu elektrických vlastností integrovaných senzorů. Důležitou součástí práce je oblast vyhodnocení série měření elektrických parametrů při dynamickém zatěžování. Je zde podrobně rozebrána navržená měřicí metoda vhodná pro stanovení elektrických vlastností cementových kompozitních materiálů včetně konstrukce monitorovacího systému, který umožňuje praktickou aplikaci senzorů do složitých konstrukcí.
|
|
|
Nová struktura modulátoru delta-sigma nízkého řádu s vysokým rozlišením
Kledrowetz, Vilém ; Husák, Miroslav (oponent) ; Michaeli, Linus (oponent) ; Háze, Jiří (vedoucí práce)
Překládaná dizertační práce se zabývá novou strukturou modulátoru delta-sigma (), která potlačuje vlivy vyšších harmonických složek a umožňuje dosáhnout vysokého rozlišení až 16 bitů. Nová navržená struktura kombinuje výhody struktur modulátorů s jednobitovým kvantizátorem s modulátory s vícebitovým kvantizátorem. V práci je představena nová struktura 2. řádu, byla ověřena její správná funkce v programu MATLAB a vyhodnoceny nároky na jednotlivé bloky převodníku . Druhá část práce se zabývá návrhem převodníku s novou strukturou modulátoru v technologii ONSemi I3T25 s využitím techniky SC. Na základě poznatků jsou na závěr vyhodnoceny výhody a nevýhody nové struktury a je porovnána se známými strukturami modulátorů .
|
|
|
Perspektivní obvodové struktury pro modulární neuronové sítě
Bohrn, Marek ; Ďuračková, Daniela (oponent) ; Husák, Miroslav (oponent) ; Fujcik, Lukáš (vedoucí práce)
Předkládaná práce se zabývá návrhem nové obvodové struktury pro implementace dopředných neuronových sítí. Navržená struktura využívá nekonvenční uspořádání sběrnic pro propojení dílčích bloků. Přínos navržené struktury spočívá v optimalizaci vytížení výpočetních bloků a zvýšení efektivity přenosu dat mezi nimi. Navržená struktura je flexibilní a vhodná pro implementace širokého spektra topologií dopředných neuronových sítí.
|
|
|
Termodynamické senzory na principu bilanční rovnováhy
Řezníček, Michal ; Husák, Miroslav (oponent) ; Banský,, Juraj (oponent) ; Szendiuch, Ivan (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá problematikou monitorování výskytu a průběhu minoritních událostí v termodynamických soustavách pomocí termodynamických senzorů založených na principu bilanční rovnováhy. Základem této práce je nalezení nového uspořádání senzorů termodynamického snímače, které umožňuje práci v širokém rozsahu pracovních zatížení sledované soustavy při současném zachování potřebné citlivosti. Nově navržené bilanční zapojení pro snímač v uspořádání se čtyřmi senzory umožňuje aktivní nastavení výchozí bilanční rovnováhy a výkonové přizpůsobení senzoru jeho bezprostřednímu okolí v soustavě. Návrhem a optimalizací bilančního zapojení bylo možné docílit měření výstupní odezvy bilančního zapojení a jejího převodu na číselnou podobu. Tím byla umožněna její číselná analýza, algoritmické zpracování výsledků a generování zpětnovazebního řídicího signálu pro úpravu podmínek rovnováhy.
|
|
|
Výzkum a vývoj moderních emisních senzorů typu MEMS
Pekárek, Jan ; Husák, Miroslav (oponent) ; Vlach, Radek (oponent) ; Vrba, Radimír (vedoucí práce)
Disertační práce je zaměřená na základní výzkum a vývoj moderních emisních senzorů typu MEMS. Moderní emisní senzor na bázi emise z pole nanostrukturovaných materiálů představuje zcela inovativní přístup při snímání tlaku. Nanostruktury v emisním senzoru tlaku představují jednotlivá elektronová děla emitující elektrony v elektrickém poli mezi katodou a anodou. Emisní senzor tlaku je tedy tvořený dvěma elektrodami, přičemž na jednu z nich působí tlak okolí. Tato elektroda je vlastně snímací pružnou membránou senzoru tlaku. Se změnou okolního tlaku dochází k jejímu proměnnému prohnutí a tím pádem dochází i ke změně vzdálenosti elektrod. Pokud je elektrické napětí mezi elektrodami konstantní, dojde vlivem změny vzdálenosti elektrod ke zvýšení intenzity elektrického pole. Tato intenzita je úměrná emisnímu proudu z katody tvořené nanostrukturovaným materiálem směrem k anodě. V současném stavu techniky je provedena rozsáhlá rešerše s cílem nalézt nové nanostrukturované materiály s dobrými emisními vlastnostmi. Vzhledem k dostupným technologiím byly vybrány čtyři materiály, které jsou v práci experimentálně připraveny a charakterizovány na sestaveném vakuovém pracovišti. Toto pracoviště vyniká tím, že je v něm umístěno nanoposuvné zařízení SmarAct, pomocí kterého je možné ve vakuové komoře měnit vzdálenosti elektrod od sebe a simulovat tak vlastní průhyb deformačního členu (membrány). Pro predikci velikosti výchylky deformačního členu je také vytvořen jeho počítačový model v simulačním programu CoventorWare. Díky němu je možné předvídat chování membrán v širokém rozmezí rozměrů membrány, její tloušťky a působícím tlaku. Z naměřených emisních charakteristik nanostrukturovaných materiálů jsou sestaveny závislosti proudové hustoty na intenzitě elektrického pole a díky tomu mohou být tyto charakterizované nanostrukturované materiály porovnávány. Závislosti jsou dále přepočteny podle Fowler-Nordheimovy teorie na křivku (ln(J/E2) vs. 1/E), jejíž výhodou je lineární závislost. Díky tomu mohou být odečteny základní parametry popisující emisní vlastnosti charakterizovaných nanostrukturovaných materiálů. Pro vakuově těsné spojení elektrod senzoru jsou navrženy a otestovány dvě metody, které splňují specifické požadavky na vlastnosti spoje. První z testovaných metod spojení je použití technologie anodického pájení a druhou je použití skelných past. V obou případech jsou spojené vzorky podrobeny tlakovým zkouškám.
|
|
|
Methods for testing of analog circuits
Kincl, Zdeněk ; Vlček, Čestmír (oponent) ; Husák, Miroslav (oponent) ; Kolka, Zdeněk (vedoucí práce)
The thesis deals with methods for testing of linear analog circuits in the frequency domain. The goal is to develop new efficient methods for automatic test plan generation. To reduce test costs a minimum number of measurements as well as less computational demands are the fundamental aims. The thesis is focused on the multi-frequency parametric fault diagnosis which was fully implemented in the Matlab program. The fundamental problem consists in selection of test frequencies which can reduce the influences of measurement errors and errors caused by tolerances of well-working components. The proposed methods for test frequency selection were statistically verified by the MonteCarlo method. To improve the accuracy and reduce the computational complexity of fault diagnosis, the methods based on least-square techniques and approximate symbolic analysis were presented.
|
|
|
NOVÉ PRINCIPY CHARAKTERIZACE HRADLOVÝCH KAPACIT PRO SIGMA-DELTA MODULÁTORY
Sutorý, Tomáš ; Ďuračková, Daniela (oponent) ; Husák, Miroslav (oponent) ; Kolka, Zdeněk (vedoucí práce)
V předkládané disertační práci se autor zabývá využitím nových způsobů charakterizace hradlových kapacit použitelných pro realizaci sigma-delta modulátorů, jež jsou nedílnou součástí sigma-delta analogově digitálních převodníků. Navržená nová metoda charakterizace se vyznačuje vysokým rozlišením a nenáročností na vybavení měřicího pracoviště. Umožňuje rovněž charakterizaci v rozsahu kapacit používaných v sigma-delta modulátorech. Práce obsahuje jak popis vlastní metody, tak rozbor přesnosti měření a rovněž výsledky experimentů.
|
|
|
Vliv velikosti náboje na hltnost a účinnost vírové turbiny
Husák, Martin ; Koutný, Luděk (oponent) ; Haluza, Miloslav (vedoucí práce)
Cílem práce je numerickým modelováním určit vliv velikosti náboje na hltnost a účinnost vírové turbíny. V první části práce jsou shrnuty teoretické poznatky o vodních turbínách. V hlavní části práce je nejdříve proveden hydraulický návrh turbín, jejich modelování v Inventoru, export geometrie do Gambitu a vytvoření výpočetní sítě. Dále je popsána metodika řešení ve Fluentu, vyhodnocení spočítaných dat a jejich prezentace ve formě tabulek a grafů.
|
|
|
Využití šumové diagnostiky k analýze vlastností solárních článků
Husák, Marek ; Sládek, Petr (oponent) ; Vaněk, Jiří (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá šumovou diagnostikou fotovoltaických článků. Popisuje hlavní druhy šumů, které vznikající v solárních článcích. Zkoumané vzorky byly roztřízeny na kvalitní a spolehlivé pomocí šumových spolehlivostních indikátorů. Vzorky byly zkoumány pomocí měření VA charakteristik, spektrální výkonové hustoty šumového napětí v závislosti na napětí a frekvenci. Dopočítána byla spektrální výkonová hustota šumového proudu v závislosti na proudu.
|
host ::
RSS.