|
|
Parallel Computing and Neural Networks in Behavioral Modeling
Vágnerová, Jitka ; Škvor,, Zbyněk (oponent) ; Dědková, Jarmila (oponent) ; Lukeš, Zbyněk (vedoucí práce)
This thesis is focused on methods for the aircraft equipment modeling. The first part provides a brief overview of classical system modeling approaches used for system description, identification, and modeling. Then adaptive, fuzzy and hybrid methods used mainly for black-box system modeling are introduced. Aim of the thesis is to develop an algorithm for identification and modeling of a general system, which can be nonlinear, dynamic and complex. Multiple inputs and multiple outputs of model are assumed. The main part of the thesis introduces a new method which falls into the hybrid systems. It combines fuzzy approach with parametrically defined rules and general regression neural network. Firstly, the fundamentals of simple general regression neural network and its smoothness parameter determination are presented. Secondly, the general regression neural network with the fuzzy rules is introduced. Third part of the thesis is focused on the parallel computing, one of the main objectives. The final algorithm is designed for the parallel machine, because the computational time can be significantly high and for the larger datasets, the model is not achievable when evaluated in single thread. Block diagram for parallel computing in Matlab and CUDA is provided, as well as the basic structure of CUDA source code. Finally, the method is verified on data obtained from the measurement of a miniaturized aircraft model using the antenna outside the aircraft and the probe inside the fuselage of the aircraft model. The validation of the method is done using mean squared error and compared to mean squared error of corresponding model performed using the multilayer neural network with backpropagation learning and Levenberg-Marquardt algorithm.
|
|
|
Numerical solutions of EMC problems of small airplanes
Šeděnka, Vladimír ; Dědková, Jarmila (oponent) ; Mazánek, Miloš (oponent) ; Raida, Zbyněk (vedoucí práce)
The dissertation describes actual problems in certifying small airplanes, which are to be solved by numerical modeling of the airplanes. The work is closely linked to the European project HIRF-SE, which deals with this problem. The essential part of the work is devoted to describing design of two modules within the HIRF SE framework: time-domain finite-element solver BUTFE and its excitation module BUTFE_EXC. The thesis describes solution of absorbing boundary conditions, dispersive media, anisotropy and thin wire approximation. Special attention is devoted to a proper approximation of thin wires with sharp bends. Current implementation of the approximation leads to overlaps of wire segments.
|
|
|
Design and Optimization of Electromagnetic Band Gap Structures
Kovács, Peter ; Škvor,, Zbyněk (oponent) ; Dědková, Jarmila (oponent) ; Lukeš, Zbyněk (vedoucí práce)
The thesis deals with the design and optimization of periodic structures for surface waves suppression on electrically dense dielectric substrates. The design of such structures is rather complicated due to the large factor of uncertainty how the electromagnetic band gap (EBG) properties change depending on the unit cell geometry. Without a proper approach, the design of EBGs is based on trial-and-error. In this thesis, the basic theory of electromagnetic wave propagation in metamaterials is presented first. Second, the correct dispersion diagram computation in the selected full-wave software tools is discussed. The main attention is turned then to the automated design and optimization of EBG structures using different global evolutionary algorithms. The practical exploitation of the developed technique is demonstrated on design examples of reduced-size and dual-band EBGs, periodic structures with simultaneous electromagnetic band gap and artificial magnetic conductor (AMC) properties and periodic structures acting as superstrates. The last chapter of the thesis is devoted to the experimental verification of computer models.
|
|
|
Traction axial flux motor-generator for hybrid electric bus application
Odvářka, Erik ; Dědková, Jarmila (oponent) ; Pivoňka, Pavel (oponent) ; Ondrůšek, Čestmír (vedoucí práce)
This thesis deals with a design of a novel Axial-Flux Permanent Magnet Motor-Generator for a hybrid electric bus application. Thus, the design specification represents a set of requirements, which leads toward a concept of a unique topology meeting performance, efficiency and dimensional targets. The particular topology of the Axial-Flux Permanent Magnet Motor-Generator discussed in this work is an outcome of deep literature survey, followed by the concept selection stage with the layout of the machine as an outcome of this processes. The design approach behind this so-called Spoke Axial-Flux Machine follows an idea of multiphysics iterations, including electromagnetic, thermal, mechanical and controls design. Such a process behind the eventually proposed design ensured a right balance in between all of these engineering disciplines. A set of bespoke design and analysis tools was developed for that reason, and was backed up by extensive use of Finite-Element Analysis and Computational Fluid Dynamics. Therefore, the actual machine design gained higher level of confidence and fidelity. Modelling of the machine and its drive provided understanding of performance and efficiency of the whole subsystem at various operational conditions. Moreover, it has illustrated an optimization potential for the controls design, so that efficiency of the machine and power electronics might be maximized. Several prototypes of this machine have been built and passed through extensive testing both on the subsystem and system level. Actual test results are discussed, and compared to analytical predictions in terms of the machine's parameters. As a lesson learned from the first prototype of this machine, a set of redesign proposals aiming for simplification of manufacturing and assembly processes, are introduced. This work records steps behind all phases of development of the Axial Flux Machine from a basic idea as an outcome of concept selection stage, up to testing and wrap-up of experience gained from the first generation of the machine.
|
|
|
Planární antény na substrátech s elektromagnetickými zádržnými pásmy
Horák, Jiří ; Dědková, Jarmila (oponent) ; Škvor,, Zbyněk (oponent) ; Raida, Zbyněk (vedoucí práce)
Planární antény se využívají v mnoha oblastech techniky. Do skupiny planárních antén se řadí hlavně mikropáskové antény, které jsou velmi oblíbené pro jejich přednosti, jako je nízká hmotnost, nízký profil, snadná výroba a možnost je vyrábět ve velkých sériích. Nevýhodou je u nich pak povětšinou nižší zisk a vznik povrchových vln v dielektrickém materiálu. Šíření povrchových vln je možno potlačit použitím dielektrického materiálu s elektromagnetickými zádržnými pásmy (EBG) namísto konvenčního substrátu. Mikropáskové antény na EBG substrátech jsou již několik let prezentovány v literatuře. Co však ještě publikováno nebylo a na co se zaměřuje tato disertační práce, je návrh takového materiálu pro potlačení povrchových vln na více kmitočtech, které by byly od sebe více vzdáleny, a tudíž by nebylo možné je pokrýt jedním širokým zádržným pásmem. Pro získání co nejlepších parametrů antén bude v práci využito také optimalizace některou globální metodou (genetické algoritmy, optimalizace rojem částic, optimalizace pomocí kolonie mravenců).
|
|
|
Thermal Calculation of Rotational Electrical Machines Using Thermal Network
Špérová, Alice ; Dědková, Jarmila (oponent) ; Kremser, Andreas (oponent) ; Kotrba,, Vít (oponent) ; Ondrůšek, Čestmír (vedoucí práce)
The work deals with construction and usage of thermal networks to simulate the temperature rise in electrical motors of high power. After the introduction into heat transfer and flow theory, the construction of three different thermal networks is explained. Further the work handles different optimization methods and their usage for thermal optimization of electrical motors. The Levenberg-Marquard method is chosen and on the example is explained the procedure and an advantage against other methods for optimizing electrical motors. In the conclusion the thesis points out the most important input parameters of the thermal networks and their general sensitivity. It compares the results of the simulation with the results of tests obtained in test field. Another point of concern is the thermal dependence of various elements in the network.
|
|
|
Minimalizace měřených dat při mapování statického magnetického pole
Csonka, Gábor ; Bartušek, Karel (oponent) ; Dědková, Jarmila (vedoucí práce)
Balalářská práce se zabývá problematikou mapování statického magnetického pole a metod analýzy měřených dat. Práce je zaměřená na vyhodnocení mapy magnetického pole v pracovním prostoru MR tomografu z dat změřených na povrchu zvoleného objemu. Pro uvedenú problematiku je zde uvedeno řešení a vyhodnocení výsledků.Výsledkem bakalářskej práce je navrhnutí vhodné matematické metody pro mapování statického magnetického pole, a v programu MATLAB sestavit algoritmus pro vyhodnocení mapy magnetického pole. V práci je dále zahrnutý výpočet výsledné hodnoty koeficientů pro výpočet indukce magnetického pole v libovolném bode zvoleného objemu. Měřením byly experimentálne ověřeni hodnoty, tj. zadané hodnoty, ze kterýho práce vychází, pomocí MR tomografu. Výslednou navrženou metodu je možné využít na výpočet koeficientů pro magnetické indukce v jakémkoli bode zvoleného objemu, ze zadaných hodnot indukce zvolého objemu
|
|
|
Filtr s akustickou povrchovou vlnou
Tichý, Jakub ; Dědková, Jarmila (oponent) ; Raida, Zbyněk (vedoucí práce)
Teoretická část této práce se zabývá principy a vlastnostmi filtru s akustickou povrchovou vlnou. Je zde vysvětlen princip magnetostrikce a piezoelektrického jevu, který filtr využívá. V praktické části jsou v programu Comsol Multiphysics vytvořeny tři jednoduché modely SAW filtru. Jsou nalezeny některé vidy a vše je srovnáno s předem známými výsledky. V další fázi práce jsou modely důkladněji zkoumány pomocí parametrických analýz. V poslední fázi práce je aplikována globální optimalizační rutina PSO na admitanční charakteristiku jednoduché 2D struktury. Výsledky jsou porovnány s komerčně vyráběnými součástkami.
|
|
|
Syntéza mikrovlnných rezonátorů
Šeděnka, Vladimír ; Dědková, Jarmila (oponent) ; Raida, Zbyněk (vedoucí práce)
Práce se zabývá syntézou mikrovlnných rezonátorů v prostředí programu Matlab. S využitím multikriteriální optimalizace je postupně upravován tvar rezonátoru tak, aby se jeho frekvenční vlastnosti (rozsah pásma jednovidovosti) co nejvíce blížily požadovaným. Pro optimalizaci byla zvolena metoda roje částic. K zjištění hodnot kritických kmitočtů slouží modální analýza metodou konečných prvků. Byl pozorován vliv počtu konečných prvků na přesnost analýzy. Dále je věnována pozornost hledání vhodných hodnot koeficientů metody roje částic pro co nejefektivnější optimalizaci.
|
|
|
Vliv vodivých vzorků na vznik deformací vf magnetického pole
Vondra, Petr ; Steinbauer, Miloslav (oponent) ; Dědková, Jarmila (vedoucí práce)
Práce analyzuje vznik deformací vysokofrekvenčního magnetického pole v okolí elektricky a magneticky vodivých vzorků. Je vytvořeno analytické řešení daného problému a řešena problematika numerického modelování. Práce rovněž teoreticky seznamuje s měřící metodou spinového echa magnetické rezonance, jejími vlastnostmi a možností využití v aplikaci zaměření projektu. Tato metoda je využita k provedení experimentálního měření elektricky vodivých vzorků zadaných tvarů v laboratoři NMR UPT AV ČR, Brno. Výsledky experimentálního měření jsou porovnány s numerickým řešením.
|
host ::
RSS.