|
|
Design of analysis and measurement methodology for evaluation of dynamic physiological changes in plants
Rumlerová, Tereza ; Provazník, Valentine (oponent) ; Kolář, Radim (vedoucí práce)
This master's thesis, entitled "Design of Analysis and Measurement Methodology for Evaluation of Dynamic Physiological Changes in Plants," investigates the development and application of an innovative algorithm for the frequency analysis of oscillatory signals in plant responses, utilizing Fourier transformation. The algorithm, specifically tailored for use within the C# environment and integrated into the FluorCam10 software toolbox by Photon Systems Instruments (PSI), significantly enhances chlorophyll fluorescence imaging capabilities—an essential measure of plant health and photosynthetic efficiency. The research establishes a solid theoretical foundation in plant phenotyping and chlorophyll fluorescence imaging, reviewing existing methodologies and setting the stage for advanced exploration of photosynthetic dynamics. The core of the thesis delves into the technical intricacies of Fourier Transform applications in decomposing oscillatory signals to assess the physiological impacts of environmental changes on plant mechanisms. This involves a thorough evaluation of multiple FFT libraries to identify the most efficient and accurate integration for the algorithm, ensuring optimal performance in processing plant physiological data. Practical applications are demonstrated through the integration of the algorithm with the FluorCam10 software, developed by PSI. This integration facilitates detailed pixel-wise and ROI-wise analysis, enhancing the software’s functionality and allowing for a granular examination of plant responses under dynamic environmental conditions. Furthermore, the incorporation of the FC10 software with the PlantScreen SW toolbox, also developed by PSI, extends the software's functionality to support high-throughput measurements and manage complex, multi-protocol experiments in a fully automated and scalable framework. The thesis also outlines a comprehensive methodology for standardizing experimental setups to study plant responses, detailing the development of measuring and acquisition protocols to ensure robust data collection that accurately reflects physiological changes due to defined environmental variables. Experimental validation is provided through studies on Arabidopsis thaliana and tomato plants, demonstrating the algorithm’s efficacy in detecting significant physiological responses to varied light oscillation frequencies and contributing insights into genetic variability under environmental stress. This work advances the field of dynamic physiological plant studies by seamlessly integrating academic research with practical industrial applications. It lays the groundwork for future research collaborations aimed at further exploring and refining our understanding of dynamic plant responses. These efforts hold the potential to significantly enhance the accuracy and applicability of photosynthesis measurement in real-world conditions. The thesis underscores the emerging field of dynamic high-throughput phenotyping as a promising area of study with substantial implications for both academic research and practical agricultural applications.
|
|
|
Vibrodiagnostika elektrických strojů
Boháček, Daniel ; Vítek, Ondřej (oponent) ; Janda, Marcel (vedoucí práce)
Tato samostatná práce se zabývá metodami analýz vibrací u elektrických točivých strojů. Ze začátku je nutné si vysvětlit základní pojmy a uvést do problematiky vibrací. Následně je práce zaměřena na zdroje vibrací u elektrických strojů. Jsou i popsány závady na elektrických točivých strojích způsobující vibrace. Snímání se provádí pomocí snímačů výchylky, rychlosti a zrychlení. Změřený signál je potřeba upravit a tomu se v další kapitole věnují filtry, aproximace a vzorkování. Hlavním cílem jsou metody analýz, mezi které patří nejznámější ve frekvenční oblasti frekvenční analýza (FFT) a v časové oblasti obálková metoda. Patří sem i další metody jako Kurtosis factor, Crest factor apod. Dále je v práci základní blokové schéma pro měření vibrací. Toto blokové schéma je naprogramováno a je pro něj udělané grafické uživatelské prostředí. V poslední části je vyhodnocení naměřených dat daných motorů.
|
|
|
Měření a analýza elektroencefalogramu
Klus, Michal ; Chmelař, Milan (oponent) ; Kubicová, Vladimíra (vedoucí práce)
První teoretická část studuje vznik a historii elektroencefalografie. Popisuje základní stavební část mozku, neouron, z anatomického a funkčního hlediska. Rozebírá princip vzniku elektrických potenciálů. Dále je uveden přehled s popisem alternativních diagnostických metod používaných pro vyšetření mozku a samotné vyšetření elektrické aktivity mozku. Jsou popsány typy používaných elektrod a jejich rozmístění. Závěr teoretické části se zabývá celkovým popisem EEG záznamu a charakteristikou jednotlivých typů vlnění. Praktická část popisuje samostatný pokus měření. Postup správného měření a získání potřebných dat. Převedení dat do požadovaného formátu. Vykreslení záznamu EEG, spektrální analýzu a brain mapping. To vše je zahrnuto ve vytvořeném programu analyza_EEG. Konec praktické části popisuje výstupy z vytvořeného programu při zkoumání vlastních naměřených dat.
|
|
|
Field Programmable Gate Arrays Usage in Industrial Automation Systems
Nouman, Ziad ; Kadaník,, Petr (oponent) ; Kobrle,, Pavel (oponent) ; Klíma, Bohumil (vedoucí práce)
This doctoral thesis deals with the usage of Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) in a diagnosis of power inverters which use the IGBTs transistors as switching devices. It is focused on the IGBT gate drives and their structures. As long as the transient phenomena and other quantities such as IG, VGE, VCE shows the IGBT degradation during the switching process (turn-on, turn-off), a new IGBT gate driver architecture is proposed for measuring and monitoring these quantities. Quick measurements and monitoring during the IGBT switching process require high sampling frequencies. Therefore, high speed parallel ADC converters (> 50MSPS) are proposed. The thesis is focused on the FPGA design (hardware, software). A new FPGA board is designed for desired functions implementation such as IGBT driving using multiple stages, IGBT monitoring and diagnosis, and interfacing to inverter controller.
|
|
|
Elektroencefalografie a audiovizuální stimulace
Hrozek, Jan ; Hlaváček, Antonín (oponent) ; Kolářová, Jana (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá problematikou snímání elektrické aktivity mozku, takzvanou elektroencefalografii (dále jen EEG), metodami audiovizuální stimulace (dále jen AVS) a zpracováním naměřených dat. Teoretická část diplomové práce se zabývá teorií vzniku EEG signálu, historií i současnými metodami pořizování a zpracování EEG záznamu, teorií AVS a teorií biologické zpětné vazby (biofeedback). Pro měření EEG signálů bez aplikace AVS metod, a s aplikací AVS metod, je použit EEG diagnostický přístroj firmy Alien, jehož vlastnosti jsou v práci popsány. Pro zpracování a analýzu signálu je navržena programová aplikace EEG_xhroze00, která realizuje frekvenční spektrální analýzu pomocí algoritmu rychlé Fourierovy transformace FFT, a programová aplikace brain_mapping pro mapování mozkové aktivity (brain mapping) pomocí navrženého algoritmu.
|
|
|
Boundary effects in signal processing: From classical problems to new opportunities
Popoola, Seyi James ; Druckmüllerová, Hana (oponent) ; Cicone, Antonio (vedoucí práce)
This thesis focuses on boundary issues in the decomposition of signals. Classical methods boundary issues have been studied extensively, but a new generation of methods has been introduced in the last couple of decades. The implementation of these novel methods has the potential to produce in an efficient way more accurate, flexible, and interpretable results, which can help advance research in real-life applications in various fields. Boundary issues for these techniques have been studied only recently. The results published so far shows that these methods have limitations and assumptions that need to be carefully considered to avoid potential misuse. In this study, we pinpoint and tackle the major obstacles associated with the use these new methods, and the recommendations on how to utilize them most effectively is also provided. To further illustrate the potential consequences of improper usage, we undertake a comprehensive examination of their application to actual data and carry out numerical simulations. Lastly, we propose a set of best practices for optimizing the performance of these techniques in the context of signal decomposition. A crucial suggestion is to employ, before applying any decomposition method, a signal extension technique as a means of mitigating boundary effects.
|
|
|
Vibrodiagnostika elektrických strojů
Boháček, Daniel ; Vítek, Ondřej (oponent) ; Janda, Marcel (vedoucí práce)
Tato samostatná práce se zabývá metodami analýz vibrací u elektrických točivých strojů. Ze začátku je nutné si vysvětlit základní pojmy a uvést do problematiky vibrací. Následně je práce zaměřena na zdroje vibrací u elektrických strojů. Jsou i popsány závady na elektrických točivých strojích způsobující vibrace. Snímání se provádí pomocí snímačů výchylky, rychlosti a zrychlení. Změřený signál je potřeba upravit a tomu se v další kapitole věnují filtry, aproximace a vzorkování. Hlavním cílem jsou metody analýz, mezi které patří nejznámější ve frekvenční oblasti frekvenční analýza (FFT) a v časové oblasti obálková metoda. Patří sem i další metody jako Kurtosis factor, Crest factor apod. Dále je v práci základní blokové schéma pro měření vibrací. Toto blokové schéma je naprogramováno a je pro něj udělané grafické uživatelské prostředí. V poslední části je vyhodnocení naměřených dat daných motorů.
|
|
|
Měření a analýza elektroencefalogramu
Klus, Michal ; Chmelař, Milan (oponent) ; Kubicová, Vladimíra (vedoucí práce)
První teoretická část studuje vznik a historii elektroencefalografie. Popisuje základní stavební část mozku, neouron, z anatomického a funkčního hlediska. Rozebírá princip vzniku elektrických potenciálů. Dále je uveden přehled s popisem alternativních diagnostických metod používaných pro vyšetření mozku a samotné vyšetření elektrické aktivity mozku. Jsou popsány typy používaných elektrod a jejich rozmístění. Závěr teoretické části se zabývá celkovým popisem EEG záznamu a charakteristikou jednotlivých typů vlnění. Praktická část popisuje samostatný pokus měření. Postup správného měření a získání potřebných dat. Převedení dat do požadovaného formátu. Vykreslení záznamu EEG, spektrální analýzu a brain mapping. To vše je zahrnuto ve vytvořeném programu analyza_EEG. Konec praktické části popisuje výstupy z vytvořeného programu při zkoumání vlastních naměřených dat.
|
|
|
Field Programmable Gate Arrays Usage in Industrial Automation Systems
Nouman, Ziad ; Kadaník,, Petr (oponent) ; Kobrle,, Pavel (oponent) ; Klíma, Bohumil (vedoucí práce)
This doctoral thesis deals with the usage of Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) in a diagnosis of power inverters which use the IGBTs transistors as switching devices. It is focused on the IGBT gate drives and their structures. As long as the transient phenomena and other quantities such as IG, VGE, VCE shows the IGBT degradation during the switching process (turn-on, turn-off), a new IGBT gate driver architecture is proposed for measuring and monitoring these quantities. Quick measurements and monitoring during the IGBT switching process require high sampling frequencies. Therefore, high speed parallel ADC converters (> 50MSPS) are proposed. The thesis is focused on the FPGA design (hardware, software). A new FPGA board is designed for desired functions implementation such as IGBT driving using multiple stages, IGBT monitoring and diagnosis, and interfacing to inverter controller.
|
|
|
Elektroencefalografie a audiovizuální stimulace
Hrozek, Jan ; Hlaváček, Antonín (oponent) ; Kolářová, Jana (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá problematikou snímání elektrické aktivity mozku, takzvanou elektroencefalografii (dále jen EEG), metodami audiovizuální stimulace (dále jen AVS) a zpracováním naměřených dat. Teoretická část diplomové práce se zabývá teorií vzniku EEG signálu, historií i současnými metodami pořizování a zpracování EEG záznamu, teorií AVS a teorií biologické zpětné vazby (biofeedback). Pro měření EEG signálů bez aplikace AVS metod, a s aplikací AVS metod, je použit EEG diagnostický přístroj firmy Alien, jehož vlastnosti jsou v práci popsány. Pro zpracování a analýzu signálu je navržena programová aplikace EEG_xhroze00, která realizuje frekvenční spektrální analýzu pomocí algoritmu rychlé Fourierovy transformace FFT, a programová aplikace brain_mapping pro mapování mozkové aktivity (brain mapping) pomocí navrženého algoritmu.
|
host ::
RSS.