|
| |
|
|
Fundamental numerical schemes for fractional differential equations
Strouhal, Jiří ; Nechvátal, Luděk (referee) ; Tomášek, Petr (advisor)
This bachelor's thesis focuses on fractional calculus, fractional differential equations with the Caputo derivative, and primarily on numerical methods for solving these equations. Numerical methods play a crucial role for this type of equations, as only a small fraction have known analytical solutions, requiring dependence on numerical solutions. This thesis will cover the following numerical methods: explicit and implicit Euler methods, and the predictor-corrector method. The objective is to implement selected methods in MATLAB and test them on several initial problems.
|
|
|
Effective Usage of Circuits with Fractional Order in Integrated Circuits
Kadlčík, Libor ; Štork, Milan (referee) ; Husák, Miroslav (referee) ; Horský, Pavel (advisor)
Integrace a derivace jsou obvykle známy pro celočíselný řád (tj. první, druhý, atd.). Existuje ale zobecnění pro zlomkové (neceločíselné) řády, které lze implementovat pomocí elektronických obvodů zlomkového řádu (případně provést jejich aproximaci) a které poskytuje nový stupeň volnosti pro návrh elektronických obvodů. Obvody zlomkového řádu jsou obvykle aproximovány diskrétními součástkami pomocí RC struktur s velkými rozsahy odporů a kapacit, a tím se jeví nepraktické pro použití v integrovaných obvodech. Tato práce prezentuje implementaci obvodů zlomkového řádu v integerovaných obvodech a jejich praktické využití v této oblasti. Jsou použity prvky se soustředěnými parametry (např. RC žebřík) i prvky s rozprostřenými parametery (např. R-PMOScap, skládající se z nesalicidovaného proužku polykrystalického křemíku nad hradlovým oxidem); je použita pouze technologie typu analogvý CMOS bez dodatečných procesních kroků. Užití obvodů zlomkového řádu bylo demonstrováno realizací několika integrovaných napěťových regulátorů, v nichž obvody zlomkového řádu realizují řízení zlomkového řádu za účelem dosažení silné stejnosměrné regulace a dobré stability regulační smyčky - i bez použití kompenzační nuly nebo příliš vysoké externí kapacity (některé napěťové regulátory dovolují i zatěžovací kapacitou v rozsahu nula až nekonečno).
|
|
|
Analysis of fractional-order two-dimensional models
Šustková, Apolena ; Opluštil, Zdeněk (referee) ; Nechvátal, Luděk (advisor)
This bachelor's thesis deals with the analysis of fractional-order two-dimensional models. The analysis itself is preceded by the introduction to the basic issues concerning the integer-order and fractional-order theory. Investigations are carried out for two specific models, Lotka-Volterra model and the Brusselator, the focus is put primarily on stability of the equilibrium points. The results are supported by appropriate phase portraits that were, for the non-integer case, created using the code for numerical solution of fractional differential equations.
|
|
|
Autonomous systems of differential equations - classical vs fractional ones
Glozigová, Anna ; Zatočilová, Jitka (referee) ; Nechvátal, Luděk (advisor)
Hlavním zaměřením této práce je hlubší studium a porovnání dvou oblastí diferenciálních rovnic, kde důraz je kladen na neceločíselné řády, neboť během posledních desítek let se tato oblast nejenže stala populární, ale dokonce bylo zjištěno, že standardní přístupy řešení nenaplňují očekávání, tudíž jsou vyžadovány speciální postupy. Práce také obsahuje příklady, experimenty a simulaci pro ověření, případné vyvrácení teoretických výsledků.
|
|
|
Autonomous systems of differential equations - classical vs fractional ones
Glozigová, Anna ; Zatočilová, Jitka (referee) ; Nechvátal, Luděk (advisor)
Hlavním zaměřením této práce je hlubší studium a porovnání dvou oblastí diferenciálních rovnic, kde důraz je kladen na neceločíselné řády, neboť během posledních desítek let se tato oblast nejenže stala populární, ale dokonce bylo zjištěno, že standardní přístupy řešení nenaplňují očekávání, tudíž jsou vyžadovány speciální postupy. Práce také obsahuje příklady, experimenty a simulaci pro ověření, případné vyvrácení teoretických výsledků.
|
|
|
Effective Usage of Circuits with Fractional Order in Integrated Circuits
Kadlčík, Libor ; Štork, Milan (referee) ; Husák, Miroslav (referee) ; Horský, Pavel (advisor)
Integrace a derivace jsou obvykle známy pro celočíselný řád (tj. první, druhý, atd.). Existuje ale zobecnění pro zlomkové (neceločíselné) řády, které lze implementovat pomocí elektronických obvodů zlomkového řádu (případně provést jejich aproximaci) a které poskytuje nový stupeň volnosti pro návrh elektronických obvodů. Obvody zlomkového řádu jsou obvykle aproximovány diskrétními součástkami pomocí RC struktur s velkými rozsahy odporů a kapacit, a tím se jeví nepraktické pro použití v integrovaných obvodech. Tato práce prezentuje implementaci obvodů zlomkového řádu v integerovaných obvodech a jejich praktické využití v této oblasti. Jsou použity prvky se soustředěnými parametry (např. RC žebřík) i prvky s rozprostřenými parametery (např. R-PMOScap, skládající se z nesalicidovaného proužku polykrystalického křemíku nad hradlovým oxidem); je použita pouze technologie typu analogvý CMOS bez dodatečných procesních kroků. Užití obvodů zlomkového řádu bylo demonstrováno realizací několika integrovaných napěťových regulátorů, v nichž obvody zlomkového řádu realizují řízení zlomkového řádu za účelem dosažení silné stejnosměrné regulace a dobré stability regulační smyčky - i bez použití kompenzační nuly nebo příliš vysoké externí kapacity (některé napěťové regulátory dovolují i zatěžovací kapacitou v rozsahu nula až nekonečno).
|
|
|
Analysis of fractional-order two-dimensional models
Šustková, Apolena ; Opluštil, Zdeněk (referee) ; Nechvátal, Luděk (advisor)
This bachelor's thesis deals with the analysis of fractional-order two-dimensional models. The analysis itself is preceded by the introduction to the basic issues concerning the integer-order and fractional-order theory. Investigations are carried out for two specific models, Lotka-Volterra model and the Brusselator, the focus is put primarily on stability of the equilibrium points. The results are supported by appropriate phase portraits that were, for the non-integer case, created using the code for numerical solution of fractional differential equations.
|
|
|
Fractional derivatives, theory and applications
Pelech, Petr ; Kučera, Václav (advisor) ; Dolejší, Vít (referee)
This work represents an overview of the given topic. After a short historical intro- duction, we present all necessary results from the classical theory of differentiation and integration. The core of the thesis is concerned with the Riemann-Liouville (R-L) integral and derivative of real functions defined on compact intervals. We prove basic properties for integrable as well as continuous functions. Along with the R-L definition, we also give the Caputo and Grünwald-Letnikov definitions and their mutual relations. Furthermore, we calculate the R-L derivatives of some elementary functions as well as basis functions from the finite element method. The last part is concerned with the numerical approximation of R-L derivatives. We describe and implement two algorithms, which we test on several functions. 1
|
guest ::
