|
Simulace regulace systémů s rozloženými parametry v simulinku
Anderle, M. ; Augusta, Petr ; Rehák, Branislav
Řízení systémů s rozloženými parametry je stále živé téma s aplikacemi v mnoha oblastech, mj. v adaptivní optice a lékařství. Pro usnadnění výzkumu nových metod pro řízení systémů s rozloženými parametry byl do prostředí Simulink vytvořen nový blok pro simulaci, který numericky řeší parciální diferenciální rovnici popisující chování simulovaného objektu. Na podobném principu byl vytvořen i blok představující regulátor. Při simulacích uzavřené smyčky lze využívat dalších simulinkových bloků jako jsou vstupní signály, náhodný signál ap.
|
|
Controllingová studie
Herda, Tomáš ; Mikovcová, Hana (vedoucí práce) ; Herda, Zdeněk (oponent)
Cílem této diplomové práce je sestavit pro společnost Vodovody a kanalizace Náchod, a.s. model pro kalkulaci cen vodného a stočného při dodržení jak předem stanovených kritérií ze strany společnosti VaK Náchod, a.s., tak i zákonných požadavků kladených na regulované ceny vodného a stočného. S užitím výkladu z teoretické části pak na model navazuje analýza citlivosti odběratelů na změny cen na základě dat za posledních 20 let. Poznatky z prvních dvou oblastí jsou využívány v další části práce, která se zabývá analýzou rizik, která by mohla firmu potenciálně ovlivnit. Sestavený model pro kalkulaci cen vodného a stočného na základě zdrojových dat firemního účetního systému vypočítá jednotlivé ceny pro vodné, vodu předanou, ČOV a stočné tak, aby byl plněn plán obnovy na daný rok a zároveň byl vytvořen dostatek finančních prostředků na odvod do firemních fondů. Model navíc hlídá podmínku maximálního povoleného nárůstu meziročního kalkulačního zisku a respektuje strukturu kalkulace danou zákonem. V části týkající se analýzy citlivosti odběratelů na výši cen je spočítána cenová elasticita poptávky pro vodné a stočné s využitím dat o cenách a příslušných objemech od roku 1995 do roku 2015. Je zde potvrzen předpoklad, že poptávka vykazuje nepružný charakter. Následující část práce se věnuje potenciálním rizikovým faktorům, které by mohly ovlivnit fungování firmy. Pro nejvýznamnější z nich je kvantifikován případný dopad. Analýza rizik se opírá o sestavený model i zjištěnou cenovou pružnost poptávky. I zde byl potvrzen předpoklad, že určitá rizika existují, ale jejich potenciální dopad není pro společnost VaK Náchod, a.s. fungování ohrožující hrozbou, či v případě pozitivních rizik přelomovou šancí. Sestavený model byl firmou využit již pro určení cen na rok 2017. Analýza citlivosti odběratelů na změny cen a její propojení na potenciální rizika je doplňující informací pro VaK Náchod, a.s., navíc potvrzující, že v současné době firmě nehrozí vážná rizika ovlivňující poptávku a ceny vodného a stočného.
|
|
Modelling, parameter estimation, optimisation and control of transport and reaction processes in bioreactors.
ŠTUMBAUER, Václav
With the significant potential of microalgae as a major biofuel source of the future, a considerable scientific attention is attracted towards the field of biotechnology and bioprocess engineering. Nevertheless the current photobioreactor (PBR) design methods are still too empirical. With this work I would like to promote the idea of designing a production system, such as a PBR, completely \emph{in silico}, thus allowing for the in silico optimization and optimal control determination. The thesis deals with the PBR modeling and simulation. It addresses two crucial issues in the current state-of-the-art PBR modeling. The first issue relevant to the deficiency of the currently available models - the incorrect or insufficient treatment of either the transport process modeling, the reaction modeling or the coupling between these two models. A correct treatment of both the transport and the reaction phenomena is proposed in the thesis - in the form of a unified modeling framework consisting of three interconnected parts - (i) the state system, (ii) the fluid-dynamic model and (iii) optimal control determination. The proposed model structure allows prediction of the PBR performance with respect to the modelled PBR size, geometry, operating conditions or a particular microalgae strain. The proposed unified modeling approach is applied to the case of the Couette-Taylor photobioreactor (CTBR) where it is used for the optimal control solution. The PBR represents a complex multiscale problem and especially in the case of the production scale systems, the associated computational costs are paramount. This is the second crucial issue addressed in the thesis. With respect to the computational complexity, the fluid dynamics simulation is the most costly part of the PBR simulation. To model the fluid flow with the classical CFD (Computational Fluid Dynamics) methods inside a production scale PBR leads to an enormous grid size. This usually requires a parallel implementation of the solver but in the parallelization of the classical methods lies another relevant issue - that of the amount of data the individual nodes must interchange with each other. The thesis addresses the performance relevant issues by proposing and evaluation alternative approaches to the fluid flow simulation. These approaches are more suitable to the parallel implementation than the classical methods because of their rather local character in comparison to the classical methods - namely the Lattice Boltzmann Method (LBM) for fluid flow, which is the primary focus of the thesis in this regard and alternatively also the discrete random walk based method (DRW). As the outcome of the thesis I have developed and validated a new Lagrangian general modeling approach to the transport and reaction processes in PBR - a framework based on the Lattice Boltzmann method (LBM) and the model of the Photosynthetic Factory (PSF) that models correctly the transport and reaction processes and their coupling. Further I have implemented a software prototype based on the proposed modeling approach and validated this prototype on the case of the Coutte-Taylor PBR. I have also demonstrated that the modeling approach has a significant potential from the computational costs point of view by implementing and validating the software prototype on the parallel architecture of CUDA (Compute Unified Device Architecture). The current parallel implementation is approximately 20 times faster than the unparallized one and decreases thus significantly the iteration cycle of the PBR design process.
|
|
Řízení projektů ve vybraném podniku
POKORNÝ, Radek
Tato práce se zabývá projektovým řízením ve vybrané společnosti. Má dvě části. První část je teoretická, která je zaměřena na teoretické zpracování tématu. To vysvětluje, co je projekt, řízení projektů, organizace projektů, procesů projektového managementu, jaký je cíl projektu, komunikace, řízení, změny a rizika a další. V praktické části jsem se zaměřil na konkrétní společnost a jejich projektový management a následně jsem analyzoval konkrétní projekt. Název zmíněné společnosti je OHL ŽS, a.s. Je to Španělská, která působí po celém světě. V České republice má ředitelsví v Brně. Tato společnost má několik divizí a každý z nich je zaměřen na jiný typ stavebnictví. Vybral jsem si divizi pozemního stavitelství. Tato divize se zaměřuje na všechny druhy staveb. Mohla by to být výstavba nových budov nebo rekonstrukce. Při analýze vybraného projektu jsem použil různé obchodní dokumenty, smlouvy s investorem, nebo dodavateli, náklady na projekt, časový harmonogram. Také jsem využil své zkušenosti s tímto projektem, protože jsem se podílel na realizaci tohoto projektu po větší části jeho provádění. Název tohoto projektu je rekonstrukce obvodového pláště včetně výměny oken a zateplení. Při analýze projektu jsem našel pár zásadních nedostatků. Pokud by se nám podařilo vyhnout se těmto nedostatkům, mohli bychom zvýšit zisk. Tyto nedostatky jsou zejména chyby při řízení. Na začátku byli jmenováni dva dočasní stavbyvedoucí. Pracovníci na této pozici v podstatě nemají zájem na výsledku projektu, protože jejich vedoucí nemá žádné prostředky na ovlivnění výkonosti tohoto pracovníka. Chybí zde motivační systém. Nezáleží na výkonu, ale pracovník dostane vždy stejnou mzdu. Pro odstranění těchto nedostatků jsem navrhl několik návrhů na zlepšení. První návrh je modifikace a rozšíření motivačního systému. Nový motivační systém obsahuje osobní ohodnocení. Toto hodnocení je závislá na výkonu zaměstnance. Druhá část je odměna z nadzisku. Dalším návrhem je vytvoření nové pracovní pozice. Tato pozice se bude starat o kontrolu a projektové dokumentace. V průběhu stavebního projektu, a to zejména na konci je stavbyvedoucí velmi zaneprázdněn. To záleží na rozhodnutí stavbyvedoucího, jakým činnostem dá přednost. Zda se bude věnovat dokumentaci, nebo prováděným pracím a technologii. Navrhovaná pozice by se starala o faktury, skutečně provedené práce, projektovou dokumentaci a předávání skutečně odvedené práce. Třetím návrhem je nákup malého strojního zařízení, jako jsou bourací kladiva a vrtačky. V této době se pronajímají všechna zařízení. Nájemné je vyšší než kupní cena. Poslední návrh je použít leasing na obnovu vozového parku. V této době mají zastaralý vozový park, protože současný vozový park byl pořízen za hotovost. To není výhodné.
|
|
Vliv pyrethroidových pesticidů na ryby
RICHTEROVÁ, Zuzana
Pyrethroidy patří mezi celosvětově nejčastěji používané pesticidy. Jejich široké použití a poměrně vysoká stabilita dávají předpoklad pro jejich výskyt v životním prostředí. Jako polutanty se následně mohou dostat až do vodního ekosystému. Vyskytují se nejen ve vodách a sedimentech, ale i v tkáních ryb. V prvním testu jsme sledovali vliv přípravku Nexide s účinnou látkou gamma-cyhalothrin v koncentraci 60 g.l-1. Testovaným koncentracím Nexide 5, 25, 50, 100 a 250 µg.l-1 byly vystaveny oplozené jikry a raná vývojová stadia kapra obecného (Cyprinus carpio) po dobu 35 dní. V průběhu testu došlo ve všech koncentracích s výjimkou nejnižší k výraznému úhynu pokusných organismů. Mortalita embryí a larev v nejnižší testované koncentraci byla zvýšená minimálně. Nejnižší testovaná koncentrace 5 µg.l-1 výrazně negativně ovlivnila délkový i hmotnostní růst a vyvolala zpomalení ontogenetického vývoje a ztmavnutí povrchu těla. U přeživších jedinců bylo provedeno histologické vyšetření, při kterém byly v játrech zaznamenány změny dystrofického charakteru. Histologické vyšetření vzorků ledvin, střev a žaber neprokázalo patologické změny. Vyšetřením vybraných parametrů oxidativního stresu byla prokázána statisticky významně vyšší aktivita detoxifikačního enzymu glutathion-S-transferásy (GST) a nižší aktivita obranného enzymu glutathionperoxidásy (GPx) ve srovnání s kontrolní skupinou. Další sledované parametry oxidativního stresu, katalása (CAT), glutathionreduktása (GR) a oxidace lipidů vyjádřená thiobarbiturovým číslem (TBARS), byly beze změn. Změny parametrů oxidativního stresu naznačují, že expozice organismu přípravku Nexide může v dané koncentraci vést k dysbalanci obranných enzymů. V testu s přípravkem Cyperkill 25 EC s účinnou látkou alpha-cypermethrin v koncentraci 250 g.l-1 bylo postupováno stejným způsobem jako v předešlém testu. Testované koncentrace byly 7,2; 36; 72; 144 a 360 µg.l-1. S výjimkou nejnižší testované koncentrace došlo ke 100 % úhynu embryí a larev ve všech ostatních koncentracích. V nejnižší testované koncentraci 7,2 µg.l-1 dosáhlo přežití v závěru testu 90 %. Nejnižší testovaná koncentrace však výrazně negativně ovlivnila délkový i hmotnostní růst jedinců ve srovnání s kontrolou a vedla ke zpomalení ontogenetického vývoje. Žádný jedinec z této koncentrace nedosáhl v den ukončení studie juvenilního stadia. U 68 % embryí z této koncentrace byla patrná výraznější pigmentace, která byla pozorována i u jedinců z vyšších koncentrací krátce před jejich úhynem. Výsledky histologického vyšetření jater, střeva, ledvin a žaber neprokázalo žádné výrazné změny oproti kontrolním jedincům. Při vyšetření vybraných parametrů oxidativního stresu bylo prokázáno statisticky významné snížení katalytických koncentrací GST, GR a GPx ve srovnání s kontrolou. Aktivita CAT a TBARS byly srovnatelné s kontrolou. Změny parametrů oxidativního stresu naznačují, že expozice organismu přípravku Cyperkill 250 EC může v dané koncentraci indukovat oxidativní stres a zasahovat do aktivit antioxidačních enzymů. Předložená disertační práce shrnuje aktuální údaje o vlivu pyrethroidů na ryby. Zjištěné účinky potvrzují vysokou vnímavost ryb v období raného vývoje k testovaným pesticidům. Při interpretaci výsledků je nutné vzít v úvahu, že pro testování byly použity jednosložkové přípravky, které již samy toto riziko představují. V reálném prostředí jsou však vodní organismy vystaveny celé škále látek a přípravků v potenciálně toxických koncentracích. Tyto spolu mohou reagovat a jejich kombinací se mohou škodlivé účinky ještě zesilovat. Provedené testy také jednoznačně ukazují významné rozdíly v citlivosti embryonálních a embryolarválních testů.
|
|
Řízení mikroklimatu rostlin
Jelínek, Jan ; Neděla, René (vedoucí práce) ; Papežová, Stanislava (oponent)
Tato bakalářská práce pojednává o řízení mikroklimatu v uzavřeném boxu. Cílem bylo
navrhnout a realizovat program pro automatizované řízení mikroklimatu. Řízení bylo
zajištěno pomocí PLC (Programovatelný Logický Automat) v programu Mosaic. Zkušební
rostlina byla vybrána ředkvička k rychlení (Raphanous sativus L.). Po naprogramování řídicího
systému se podařilo dosáhnout optimálního mikroklimatu pro danou rostlinu. Systém se dá
snadno přenastavit, aby bylo možné pěstovat i jiné druhy rostlin. Zdravý růst rostliny značí
správné parametry mikroklimatu.
|
|
Vyhodnocení erozní ohroženosti a návrh protierozních opatření ve vybraném katastrálním území
Janota, Petr ; Janků, Jaroslava (vedoucí práce) ; Karel, Karel (oponent)
Eroze je exogenní geomorfologický proces, který ovlivňuje utváření zemského povrchu už od vzniku pevné zemské kůry. Tato činnost, jež v přirozených podmínkách probíhala zvolna, z hlediska lidské generace nepozorovatelně, se v intenzivně využívané krajině výrazně zrychlila a přinesla řadu nepříznivých důsledků.
Cílem této práce bylo posoudit a vyhodnotit erozní ohroženost ve vybraném katastrálním území a v případě zjištění nadlimitního erozního ohrožení navrhnout odpovídající protierozní opatření, která zvýšenou erozi eliminují.
Zkoumáno bylo 77 erozně uzavřených celků, z nichž na 14 byla pomocí počítačového programu Atlas DMT modul EROZE, který využívá digitální model terénu spolu s údaji z databází BPEJ nebo LPIS, diagnostikována nadlimitní hodnota smyvu půdy. Jako základní protierozní opatření byla uvažována změna uplatňovaných klasických osevních postupů na osevní postupy využívající půdoochranné technologie. Po úpravě osevních postupů, které pozitivně ovlivní faktor ochranného vlivu vegetace, bylo modulem Atlas EROZE zjištěno 6 pozemků s nadlimitní hodnotou smyvu půdy. U těchto pozemků bylo navrženo použití technických protierozních opatření, např. průlehy, zatravnění údolnic ap. Na pozemcích, kde se vzhledem k jejich velikosti, tvaru nebo morfologii ukázala technická opatření jako nedostatečná nebo neefektivní bylo navrženo trvalé zatravnění.
V návrzích protierozních opatření je nutné skloubit maximální efektivitu opatření s podmínkou nenáročnosti a minimálního omezení uživatele pozemků. Při jejich tvorbě je třeba vycházet uživateli vstříc, jelikož záleží jen na něm, zda navržená organizační a agrotechnická opatření realizuje či nikoli. Zásadním problémem těchto opatření je skutečnost, že jejich realizace není zaštítěna legislativně. Vycházím z předpokladu, že čím přijatelnější, tedy méně omezující a nenáročná budou navržená opatření, tím pravděpodobněji budou uskutečněna. Jedním z důvodů, proč jsou i jednoduchá protierozní opatření zaváděna do praxe pomalu a obtížně je i fakt, že v ČR na většině zemědělské půdy hospodaří subjekty, které nejsou jejími vlastníky. Tato skutečnost výraznou měrou přispívá k tomu, že půda je chápána jen jako výrobní prostředek, který musí přinášet pouze maximální zisk. Ke zlepšení tohoto stavu může přispět také zavedení a důsledná kontrola standardů DZES.
|
|
Analýza vlivu odrůd a ošetření osiva na vybrané parametry semen máku setého (Papaver somniferum L.)
Míča, Luděk ; Kuchtová, Perla (vedoucí práce) ; Miroslava, Miroslava (oponent)
Česká republika patří k předním světovým pěstitelům legálních ploch máku setého. Velikost osetých polních celků nemá ve světě konkurenci (Vašák, 2010; Cihlář, 2012). Tato plodina je však velmi citlivá v průběhu svého růstu na mnoho vnitřních a vnějších vlivů a to zejména v počátku klíčení a vzcházení. V České republice není v současné dobře dostupné registrované mořidlo pro potřeby moření osiva máku (Prokinová, 2006). Poslední roky zaznamenáváme mnoho pokusů na bázi zkoušení přírodních látek (například v podobě humátů a rostlinných výluhů), využití mikroorganismů a hlavně aplikaci půdních hub v oblasti moření osiva.
Cílem práce je zhodnotit vliv vybraných krajových odrůd máku setého a ošetření osiv na výnosové parametry máku setého, samostatně i v kombinaci. Zásadní pro práci je sepsání vhodnosti využití krajových odrůd v ekologickém a integrovaném zemědělství ve vztahu k efektivitě produkce. V polních a laboratorních podmínkách byly provedeny hodnocení kvality osiv jednotlivých krajových odrůd. Před výsevem bylo osivo namořeno v první variantě přípravkem TS Osivo, druhá varianta byla ošetřena mořením přípravkem Gliorex a třetí byla klasicky ponechána jako kontrola bez ošetření.
V polních podmínkách během růstu rostlin probíhala bonitace porostů, sledování míry napadení rostlin, likvidace plevelů a aplikace postřiků na bázi přírodních látek. Při postřiku, byl použit Neem - Azal, tato látka výrazně omezuje populace škůdců v porostech. Další varianta byla ošetřena na list zlepšujícím prostředkem z rodiny TS Květa. Zbývající varianta byla použita jako kontrola.
V laboratorních podmínkách probíhaly testy klíčivosti jednotlivých variant ošetření a porovnání klíčivosti mezi jednotlivými odrůdami. Z testů se také zjistilo jak je osivo napadené chorobami a jaké procento semen je životaschopných. Poslední hodnocení probíhalo na bázi vážení hmotnosti tisíce semen (HTS), které nám umožňuje sledovat tvorbu výnosu jednotlivých odrůd vzhledem k zvolenému ošetření osiva.
|
|
Optimalizace nastavení řídicí jednotky z hlediska kvality práce zážehových motorů na palivo E85
Kotek, Tomáš ; Pexa, Martin (vedoucí práce) ; Malaťák, Jan (oponent)
Práce se zabývá optimalizací provozu zážehového spalovacího motoru na palivo E85. V rešeršní části je práce věnována problematice biopaliv z hlediska jejich výroby, distribuce a použití ve spalovacích motorech.
Experimentální část práce je věnována návrhu a ověření funkčnosti přídavné řídící jednotky (PŘJ), která řeší optimalizaci provozu jinak neupraveného motoru na palivo E85.
První část experimentu je věnována návrhu a konstrukci PŘJ s cílem bezchybného provozu motoru na palivo E85.
Druhá část experimentu měla za cíl optimalizaci provozu z hlediska spotřeby paliva pomocí dynamické změny doby otevření vstřikovacích ventilů. Součástí experimentů bylo také hodnocení produkce emisí a vliv na výkonové parametry motoru.
Závěrečná část experimentu hodnotí dosažené výsledky při různé strategii nastavení PŘJ a porovnává je s výsledky při provozu motoru na předepsané palivo N95.
Dynamickou změnou doby otevření vstřikovacích ventilů bylo dosaženo snížení spotřeby cca o 5 %, snížení produkce CO řádově o 70 %, zhruba čtyřnásobné zvýšení produkce emisí NOx a zhruba 50% pokles produkce pevných částic
|
|
Problematika tvorby povrchového odtoku a epizodní řešení jeho erozních projevů
Kalibová, Jana ; Kovář, Pavel (vedoucí práce) ; Štibinger, Jakub (oponent)
Předkládaná disertační práce shrnuje výzkum využití modelových simulací hydrologických dat pro vodohospodářské studie a dále testování efektivity vybraných protierozních geotextilií formou laboratorních a terénních simulací deště. Poznatky získané v rámci tohoto výzkumu byly aplikovány při návrhu optimalizace vodního režimu krajiny (zmírnění projevů eroze a urychlení procesu obnovy krajiny) na území bývalého lomu Medard-Libík, kde jsou i přes provedené rekultivační operace stále patrné známky rýhové eroze.
Disertační práce je členěna do tří částí. První část rešeršní formou pokrývá téma tvorby povrchového odtoku a definuje stav, za kterého se odtékající voda v krajině stává z hlediska erozních projevů nebezpečnou. Druhá část se zabývá typy rámcových biotechnických opatření proti vodní erozi na svahu. Třetí část je zaměřena na konkrétní situaci modelového svahu v povodí zatápěného bývalého lomu Medard-Libík na Sokolovsku. Hlavním cílem disertace bylo otestovat možnost využití modelu KINFIL pro simulaci protierozního účinku přírodních geotextilií a následný návrh optimalizace vodního režimu za účelem snížení erozního působení povrchového odtoku na rekultivovaných svazích.
Z výsledků práce vyplývá, že model KINFIL může sloužit jako užitečný nástroj pro hodnocení vlivu různých protierozních opatření na povrchový odtok a erozi a pro následnou volbu technicky i ekonomicky optimálního řešení protierozní ochrany. Výsledné simulace efektivnosti přírodních geotextilií odpovídaly výsledkům získaným během laboratorních a terénních měření s využitím simulátorů deště.
Při vyváženém srážko-odtokovém procesu dojde ke zvýšení stability krajiny v okolí jezera, urychlení opětovné hospodářské využitelnosti rekultivovaného území, snížení nákladů na odstranění škod způsobených erozí na cestní a odvodňovací síti a zvýšení kvality vody v jezeře, která nebude znečišťována smytým materiálem. Výsledky této disertační práce lze nabídnout veřejné správě i soukromé sféře pro potřebu kontroly eroze v rámci rekultivací ploch zasažených těžební činností.
|
host ::
