Národní úložiště šedé literatury

Řešení problematiky ustálených chodů v elektrizační soustavě s důrazem na vyšetřování poruchových stavů
Veleba, Jan
2013 - English Tato disertační práce se zabývá řešením ustáleného chodu elektrizačních soustav. Tato problematika je dále propojena se speciálními procedurami pro zajištění numerické stability a vysoké výpočtové rychlosti tradičních numerických metod (Gauss, Gauss-Seidel, Newton-Raphson, Fast-Decoupled, DC), s robustními kódy pro modelování transformátorů s přepínači odboček pod zatížením a s vyspělými technikami pro vyhodnocení napěťové stability elektrizačních soustav v ustáleném stavu. S rostoucím zatěžováním soustav, instalací velkého počtu neřiditelných obnovitelných zdrojů a zaváděním deregulovaných tržních principů se dnes stávají tato tři témata disertační práce obzvláště důležitými. V této práci jsou navrženy nové metodiky pro řízení napěťových poměrů a jalových/činných výkonů s použitím regulačních transformátorů a pro přesnější vyhodnocení rezervy napěťové stability v distribučních soustavách. Autorem byl také vytvořen specializovaný softwarový nástroj v prostředí MATLABu, s jehož pomocí byl proveden velký počet praktických případových studií týkajících se představené oblasti zkoumání. Pro ověření správnosti výsledků byl v případových studiích rovněž použit online optimalizační nástroj NEOS Server, volná verze programu PowerWorld Simulator a zdarma software Power System Analysis Toolbox. This thesis deals with steady-state load flow analysis of electric power systems. The problem is further combined with specialized procedures for maintaining numerical stability and high calculation speed of traditional load flow techniques (Gauss, Gauss-Seidel, Newton-Raphson, Fast-Decoupled, DC load flow), with robust codes for modelling on-load tap-changing (OLTC) transformers and with advanced approaches for evaluating steady-state voltage stability of electric power systems. With increasing system loadings, large numbers of uncontrollable renewable power sources being connected and deregulated market policies applied, the three above introduced topics seem to be of the highest priority nowadays. In this thesis, new methodologies are suggested for controlling voltage/reactive-power/active-power conditions using OLTC transformers and for evaluating reasonable voltage stability margins in distribution power systems. A specialized author-developed software tool in MATLAB environment is also designed and used for performing high number of practical studies related to presented areas of interest. For verification purposes, online optimization tool NEOS Server, free version of PowerWorld Simulator and free-to-use Power System Analysis Toolbox are applied to all performed case studies. Keywords: řešení chodu soustavy; admitanční matice; regulační transformátory; rezerva napěťové stability; nejkratší vzdálenost do black-outu; continuation load flow analýza; prediktor-korektor metoda; NEOS server for optimization; power system analysis toolbox; load flow analysis; bus admittance matrix; on-load tap-changing transformers; voltage stability margin; shortest distance to voltage instability; continuation load flow analysis; predictor-corrector method; NEOS server for optimization; power system analysis toolbox Available in digital repository of ZČU. Řešení problematiky ustálených chodů v elektrizační soustavě s důrazem na vyšetřování poruchových stavů

Tato disertační práce se zabývá řešením ustáleného chodu elektrizačních soustav. Tato problematika je dále propojena se speciálními procedurami pro zajištění numerické stability a vysoké výpočtové ...

Veleba, Jan
Západočeská univerzita v Plzni, 2013

Evaluation and Determination of Integration Orders in Component-based Embedded Systems
Steindl, Michael
2013 - English Vestavěné počítačové systémy jsou stále složitější. Jedním ze způsobů, jak tuto složitost zvládnout, je komponentově založený přístup, kdy systémy jsou postaveny z jednotlivých nezávislých SW komponent. Důležitým aspektem stavby systému je jeho softwarová integrace. Klíčovým bodem integrace je pořadí, ve kterém jsou komponenty kombinovány do výsledného celku. Dosavadní vědecké práce v dané oblasti dávají pouze hrubá doporučení a spoléhají se na zkušenost návrháře. V disertační práci jsou identifikovány parametry sofwarového integračního procesu a dále je navržen optimaliyační proces, který vede k nalezení integračního pořadí, které vyžaduje nejmenší čas a náklady. Embedded software systems are getting more and more complex. One answer to handle this complexity is component-based development, in which systems are built of individual independent software components. One important aspect of the component-based development approach is software integration. Individual components have to be put together and their interactions have to be verified. The crucial point of integration is the order in which components are combined. State-of-the-art approaches are only coarse guidelines and rely strongly on integrators expertise. More elaborate methods in which an algorithm is used to derive an integration order are only available for object-oriented software and cannot be directly used in procedural programming languages. To deal with these challenges, parameters are identified the software integration process is subjected to and metrics are developed in order to evaluate a certain integration order. Furthermore, an optimization approach based on simulated annealing is presented which is used to derive an integration order with respect to the proposed parameters in a powerful and reliable manner. Keywords: softwarová integrace; pořadí integrace; vestavěný počítačový systém; simulované žíhání; software integration; integration order; embedded system; simulated annealing Available in digital repository of ZČU. Evaluation and Determination of Integration Orders in Component-based Embedded Systems

Vestavěné počítačové systémy jsou stále složitější. Jedním ze způsobů, jak tuto složitost zvládnout, je komponentově založený přístup, kdy systémy jsou postaveny z jednotlivých nezávislých SW ...

Steindl, Michael
Západočeská univerzita v Plzni, 2013

Algoritmy pro manipulaci s velkými geometrickými daty
Skála, Jiří
2013 - English Tato disertační práce se zabývá manipulací s velkými geometrickými daty v oblasti počítačové grafiky. Navržený přístup používá data stream techniku. Ta dovoluje zpracovat obrovská data, jejichž objem výrazně překračuje velikost operační paměti. Množství dat je hierarchicky redukováno clusterováním (shlukováním). Každý cluster (shluk) je nahrazen reprezentantem. Vstupní data jsou zorganizována do hierarchické struktury, která je uložena na pevný disk. Jednotlivé clustery z různých úrovní hierarchie pak mohou být nahrávány podle potřeby. Vytvořený model ve více rozlišeních poskytuje efektivní přístup k datům v různých úrovních detailů. Pro zavedení další struktury do dat je možné zkonstruovat Delaunayho triangulaci (ve 2D nebo v 3D). Triangulace nejvyšší úrovně hierarchie (data v nejnižším rozlišení) představuje hrubý model celých dat. Množství detailů může být ve vybraných částech lokálně zvýšeno nahráním dat z nižších úrovní hierarchie. Lze to dělat interaktivně v reálném čase. Tato dynamická triangulace je všestranný nástroj pro vizualizaci a zacházení s velkými geometrickými modely. Další aplikace zahrnují lokální výpočty, jako např. interpolace nadmořské výšky, odhad gradientu nebo vyhlazování trojúhelníkové sítě. Algoritmy mohou využít lokálně velkou úroveň detailů a hrubý kontext v okolí. Metoda byla testována na velkých digitálních modelech terénu (digitální výškové mapy) a na velkých laserových scanech 3D objektů až do velikosti půl miliardy bodů. Datastreamové clusterování zpracuje přibližně 4 miliony bodů za minutu, což je poměrně pomalé, ale je to provedeno jen jednou jako předzpracování. Dynamická triangulace pracuje interaktivně v reálném čase. This thesis deals with manipulating huge geometric data in the field of computer graphics. The proposed approach uses a data stream technique to allow processing gigantic datasets that by far exceed the size of the main memory. The amount of data is hierarchically reduced by clustering and replacing each cluster by a representative. The input data is organised into a hierarchical structure which is stored on the hard disk. Particular clusters from various levels of the hierarchy can be loaded on demand. Such a multiresolution model provides an efficient access to the data in various resolutions. The Delaunay triangulation (either 2D or 3D) can be constructed to introduce additional structure into the data. The triangulation of the top level of the hierarchy (the lowest resolution) constitutes a coarse model of the whole dataset. The level of detail can be locally increased in selected parts by loading data from lower levels of the hierarchy. This can be done interactively in real time. Such a dynamic triangulation is a versatile tool for visualisation and maintenance of large geometric models. Further applications include local computations, such as height field interpolation, gradient estimation, and mesh smoothing. The algorithms can take advantage of a high local detail and a coarse context around. The method was tested on large digital elevation maps (digital terrain models) and on large laser scanned 3D objects, up to half a billion points. The data stream clustering processes roughly 4 million points per minute, which is rather slow, but it is done only once as a preprocessing. The dynamic triangulation works interactively in real time. Keywords: počítačová grafika; velká geometrická data; data stream; clusterování; Delaunayova triangulace; hierarchický model; model ve více rozlišeních; computer graphics; large geometric data; data stream; clustering; Delaunay triangulation; hierarchical model; multiresolution Available in digital repository of ZČU. Algoritmy pro manipulaci s velkými geometrickými daty

Tato disertační práce se zabývá manipulací s velkými geometrickými daty v oblasti počítačové grafiky. Navržený přístup používá data stream techniku. Ta dovoluje zpracovat obrovská data, jejichž objem ...

Skála, Jiří
Západočeská univerzita v Plzni, 2013

DEVELOPMENT OF DEPENDABLE AND EFFICIENT SOFTWARE WITH DYNAMICALLY-TYPED LANGUAGES
Paška, Marek
2013 - English Počítače jsou dnes všudypřítomné, což platí především pro takzvané vestavěné systémy. Tato zařízení obvykle mají omezenou výpočetní kapacitu. Vývoj softwaru pro takové systémy je často konzervativní, používá prostředky jako například jazyk C. V posledních letech je pozorovatelný příklon k jazyku Java. U vestavěných systémů je požadována velká spolehlivost, což vede k využívání formálních metod. V této práci se snažíme přinést sílu dynamicky typovaných jazyků do oblasti vývoje vestavěných systémů. Tyto jazyky mají vyšší míru abstrakce než například Java a díky své flexibilitě jsou schopny absorbovat nová paradigmata jako například aspektově orientované programování. Navrhujeme vývojový proces založený na programovacím jazyku Python a překladači PyPy. Díky Pythonu můžeme rychle vytvářet prototypy, které se potom přeloží do efektivního strojového kódu. Náš vývojový proces obsahuje i pokročilé testování založené na formálních metodách. Z kódu v Pythonu můžeme vygenerovat Java bajtkód, který potom zkoumáme nástrojem Java Pathfinder, což je explicitní model checker. Životaschopnost našeho procesu jsme demonstrovali na několika případových studiích. Computers are ubiquitous; this is especially true in the case of so called embedded devices. These devices usually have constrained computational resources. Software development for such systems tends to be conservative and use tools such as C programming language. More recently, there is a notable inclination towards Java. Embedded systems have also increased dependability requirements that lead to adoption of formal methods. In this work, we try to bring the power of dynamically-typed languages to the embedded system development. These languages have higher level of abstraction than Java and due to their flexibility are able to embrace new paradigms such as Aspect Oriented Programming. We propose a software development process based on the Python programming language and its advanced compiler called PyPy. We enable to create rapid prototypes in Python that are then translated to the efficient machine code. Last but not least, our development process also presents advanced testing based on formal methods. From the Python code, we also generate the Java byte-code that is then investigated by Java Pathfinder which is an explicit model checker. Our development approach proved to be viable on a couple of case studies. Keywords: vestavěná zařízení; model checking; Python; PyPy; generativní programování; vývojový proces; lineární temporální logika; embedded devices; model checking; Python; PyPy; generative programming; software development process; linear temporal logic Available in digital repository of ZČU. DEVELOPMENT OF DEPENDABLE AND EFFICIENT SOFTWARE WITH DYNAMICALLY-TYPED LANGUAGES

Počítače jsou dnes všudypřítomné, což platí především pro takzvané vestavěné systémy. Tato zařízení obvykle mají omezenou výpočetní kapacitu. Vývoj softwaru pro takové systémy je často konzervativní, ...

Paška, Marek
Západočeská univerzita v Plzni, 2013

Pulzní reaktivní magnetronové naprašování tenkých vrstev obsahujících měď a stanovení jejich fyzikálních a mechanických vlastností
Blažek, Jakub
2013 - English Přidávání dalšího prvku do materiálů na bázi binárních sloučenin představuje v současnosti jeden z možných způsobů, jakými lze docílit zlepšení fyzikálních, mechanických a funkčních vlastností tenkovrstevných materiálů v různých aplikacích. Tato disertační práce se zabývá vyšetřováním vlivu různých procesních parametrů zejména pak přidáváním mědi na strukturu, fyzikální, mechanické a antibakteriální vlastnosti tenkých vrstev připravených metodou pulzního reaktivního magnetronového naprašování s využitím duálního magnetronu. V práci jsou zkoumány tři různé ternární systémy obsahující měď: (1) Al-Cu-O, (2) Cr-Cu-O a (3) Al-Cu-N. Vrstvy Al-Cu-O byly systematicky studovány s cílem zlepšit mechanické vlastnosti a odolnost proti vzniku trhlin nanokompozitních Al2O3 vrstev obsahujících nanokrystalickou fázi gamma-Al2O3. Bylo zjištěno, že s rostoucím obsahem Cu ve vrstvách (z 0 at.% až do 16 at.%) se struktura nanokrystalů mění z gamma-Al2O3 přes tuhý roztok (Al8-2x,Cu3x)O12 až na CuAl2O4. Zmíněné změny struktury jsou doprovázeny nárůstem tvrdosti, elastické vratnosti, poměru H/E* a kompresivního makropnutí, přičemž maximální dosažené hodnoty odpovídají H=20 GPa, We=77 %, H/E=0.133 a makropnutí -2 GPa. Nanokompoztní vrstvy Al-Cu-O s >2 at.% mědi také vykazují zvýšenou odolnost proti vzniku trhlin při indentačním testu. Ve srovnání s vrstvami čistého Al2O3 bylo u nanokompozitních vrstev Al-Cu-O dosaženo vyšších hodnot mechanických vlastností a zároveň i vyšší odolnosti proti vzniku trhlin. Druhá část práce se zabývá vlivem obsahu mědi a fázového složení vrstev na bázi Cr-Cu-O na jejich antibakteriální a mechanické vlastnosti. Bylo zjištěno, že efektivita zabíjení bakterií E. coli se u nadeponovaných vrstev Cr-Cu-O zvyšuje s rostoucím obsahem mědi ve vrstvě. Výrazného antibakteriálního efektu bylo dosaženo v případě, že obsah mědi ve vrstvě byl >15 at.%. Antibakteriální efekt také silně závisí na fázovém složení. Nejvyšší antibakteriální efektivitu vykazovaly nadeponované vrstvy s amorfní strukturou a krystalické vrstvy se strukturou delafositu CuCrO2 připravené rychlým teplotním ohřevem na 700 °C v dusíkové atmosféře. Pro zabíjení bakterií E. coli není nutné ozařovat vrstvu ani UV ani viditelným zářením, a vrstvy tedy vykazují antibakteriální efekt jak za denního světla tak ve tmě. Antibakteriálního efektu je dosaženo i v případě velmi tenkých (70 nm) semitransparentních vrstev. Amorfní antibakteriální vrstvy Cr-Cu-O mají tvrdost 4 GPa a jejich mechanické vlastnosti jsou stabilní do 500 °C. Poslední studie je věnována vývoji multifunkční tvrdé antibakteriální vrstvy na bázi Al-Cu-N se zvýšenou odolností proti vzniku trhlin. Byl zkoumán vliv různých depozičních parametrů s cílem nalézt optimální podmínky pro přípravu takové multifunkční vrstvy. Bylo zjištěno, že optimalizovaná vrstva se vyznačuje obsahem mědi v rozsahu 7.5 at.% až 11 at.% a nanokompozitní strukturou složenou z hexagonálního h-AlN a kovové mědi, přičemž obě tyto fáze se vyskytují ve formě drobných nanokrystalů. Pro dosažení vysoké tvrdosti (až 23 GPa) je nutné do rostoucí vrstvy dodat dostatečné množství energie, čehož je možné docílit např. přivedením předpětí na substrát, zvýšením výbojového proudu nebo snížením celkového tlaku. Tvrdé nanokompozitní vrstvy na bázi Al-Cu-N jsou schopné efektivně zabíjet bakterie E. coli jak za denního světla tak ve tmě, přičemž antibakteriální efektivita se zvyšuje s rostoucím obsahem mědi ve vrstvě. Tyto tvrdé nanokompozitní vrstvy zároveň vykazují zvýšenou odolnost proti vzniku trhlin při indentačním testu. Odolnost proti vzniku trhlin v ohybovém testu roste s rostocím kompresivním makropnutím ve vrstvě, jehož hodnota může být regulována velikostí celkového tlaku při depozici. Takovéto multifunkční nanokompozitní vrstvy na bázi Al-Cu-N mohou být připraveny vysokou depoziční rychlosti (aD=63.5 nm/min). At present the incorporation of additional element into a binary material system represents an efficient way to enhance physical and functional properties of thin films in various applications. This Ph.D. thesis investigates the effect of Cu content and other process parameters on structure, physical, mechanical and antibacterial properties of thin films prepared by pulsed reactive magnetron sputtering using a dual magnetron. Thin films of three different ternary systems containing Cu were investigated: (1) Al-Cu-O, (2) Cr-Cu-O and (3) Al-Cu-N. The Al-Cu-O thin films were systematically studied in order to improve the mechanical properties and resistance to cracking of pure nanocomposite Al2O3 films containing nanocrystalline gamma-Al2O3 phase. As the Cu content in the film increases from 0 at.% up to 16 at.% the strucure of the nanocrystals changes from gamma-Al2O3 phase via (Al8-2x,Cu3x)O12 solid solution to CuAl2O4 phase. These sructural changes are accompanied by increase of hardness, elastic recovery, H/E ratio and compressive macrostress reaching maximum values of H=20 GPa, We=77 %, H/E*=0.133 and ?=-2 GPa, respectively. The nanocomposite Al-Cu-O films with >2 at.% of Cu also show enhanced resistance to cracking in the indentation test. Compared to pure Al2O3 films the nanocomposite Al-Cu-O films exhibt significantly higher mechanical properties as well as resistance to cracking. The second part is focused on the effect of Cu content and phase composition on antibacterial and mechanical properties of Cr-Cu-O films. It was found that the antibacterial efficiency of the as-deposited Cr?Cu?O films increases with increasing Cu content. Effective inactivation of E. coli bacteria was achieved for amorphous films with Cu content >15 at.%. The antibacterial effect is strongly dependent on the phase composition of the film. The highest antibacterial efficiency is observed for amorphous as-deposited Cr-Cu-O films and for crystalline films with delafossite CuCrO2 structure obtained by rapid thermal annealing to 700°C in N2 atmosphere. The killing of E. coli bacteria by the Cr-Cu-O film requires no excitation by UV or visible light, operates both in the daylight as well as in the dark and can be accomplished by a very thin (=70 nm) semitransparent film. The amorphous antibacterial Cr-Cu-O films exhibit hardness of 4 GPa and their mechanical properties are stable up to 500 °C. The last study deals with designing a multifunctional hard antibacterial Al-Cu-N film resistant to cracking. The effect of various deposition parameters was investigated in order to find optimum deposition conditions enabling production of a multifunctional Al-Cu-N film. The obtained results indicate that the optimized film is characterized by Cu content ranging from 7.5 at.% to 11 at.% and by a very fine-grained nanocomposite structure composed of a mixture of nanocrystalline h-AlN and Cu phases. To achieve high hardness (up to 23 GPa) a sufficient energy needs to be delivered to the growing film e.g. in the form of subtrate bias, increased discharged current or reduced total pressure. The hard nanocomposite Al-Cu-N film is able to efficiently inactivate E. coli bacteria in the daylight as well as in the dark and the antibacterial efficiency generally increases with increasing Cu content. The hard nanocomposite Al-Cu-N films exhibit enhanced resistance to cracking in the indentation test. The resistance to cracking in bending increases with increasing magnitude of the compressive macrostress in the Al-Cu-N film, which can be controlled by the total pressure of the gas mixture. The multifunctional Al-Cu-N film can be prepared at a high deposition rate of aD=63.5 nm/min. Keywords: duální magnetron; reaktivní magnetronové naprašování; mechanické vlastnosti; antibakteriální vlastnosti; měď; odolnost proti vzniku trhlin; dual magnetron; reactive magnetron sputtering; mechanical properties; antibacterial properties; copper; resistance to cracking Available in digital repository of ZČU. Pulzní reaktivní magnetronové naprašování tenkých vrstev obsahujících měď a stanovení jejich fyzikálních a mechanických vlastností

Přidávání dalšího prvku do materiálů na bázi binárních sloučenin představuje v současnosti jeden z možných způsobů, jakými lze docílit zlepšení fyzikálních, mechanických a funkčních vlastností ...

Blažek, Jakub
Západočeská univerzita v Plzni, 2013

Extrakce příznaků pro automatickou analýzu gest znakového jazyka
Hrúz, Marek
2013 - English Automatické rozpoznávání znakového jazyka je problém se širokým záběrem. Byl řešen výzkumníky z různých oblastí. Závisle na úhlu pohledu může být tento problém rozdělen do několika výzkumných odvětví: zpracování signálu, počítačové vidění, interakce mezi člověkem a počítačem, teorie systémů, strojové učení, zpracování jazyka a další. Existuje mnoho publikací, které pojednávají o individuálních aspektech znakového jazyka, ale výzkum v této oblasti stále zaostává za příbuzným a starším problémem rozpoznávání řeči. Je velice těžké určit, které existující metody jsou pro rozpoznávání znakového jazyka nejlepší. V jednotlivých pohledech lze identifikovat nejlepší přístupy, ale porovnat výsledky je těžké. Souvisí to i s faktem, že neexistuje unifikovaný korpus, který by se používal pro srovnání výsledků. Na druhou stranu již samotná možnost existence takového korpusu je sporná, protože data, které popisují znakový jazyk, můžou mít velice rozdílný charakter (kamera, datové rukavice, snímaní hloubky). V této práci představuji několik korpusů, které byly zaznamenány pomocí systému využívajícího kamery, se záměrem rozpoznávat izolované znaky. Navrhl jsem systém schopný sledovat ruce a hlavu v kontrolovaném prostředí, využívající metody počítačového vidění a strojového učení. Systém je navržen jako pravděpodobnostní, což umožňuje klasifikaci z více zdrojů, a zároveň je připravený na aplikaci standardních adaptačních metod jako MAP nebo MLLR. Ze sledovaných objektů jsou extrahovány příznaky, které jsou použity pro rozpoznávání za použití skrytých Markovových modelů. The automatic sign language recognition is a broad problem. It has been addressed by researchers with different backgrounds. Depending on the point of view the problem can be decomposed into several areas of research: signal processing, computer vision, human computer interaction, system theory, machine learning, language processing and more. There are many publications that discuss the individual aspects of the sign language recognition but the research is still behind a related and older problem of speech recognition. It is very hard to determine the state-of-the-art in sign language recognition. We can make use of the state-of-the-art methods of the individual approaches but the results cannot be compared directly. The main reason for that is that there is no unified corpus that could be used as a benchmark for the different approaches. On the other hand the existence of such a corpus is highly questionable since the raw data describing the sign language can be very distinct (camera, data-glove, depth imaging, ... ). In this work I present several corpora that were recorded using a visual camera system for the purpose of isolated sign recognition. I have designed a system capable of tracking the hands and head in a controlled environment utilizing methods of computer vision and machine learning. The system is designed in a probability framework which enables classification from multiple sources (multi-modal approach) or to allow the application of standard adaptation techniques such as MAP (maximum a posteriori) or MLLR (maximum likelihood linear regression). Features are extracted from the tracked body parts and used for recognition using a hidden Markov model. Keywords: rozpoznávání znakového jazyka; vizuální sledování objektů; strojové učení; sign language recognition; visual tracking; machine learning Available in digital repository of ZČU. Extrakce příznaků pro automatickou analýzu gest znakového jazyka

Automatické rozpoznávání znakového jazyka je problém se širokým záběrem. Byl řešen výzkumníky z různých oblastí. Závisle na úhlu pohledu může být tento problém rozdělen do několika výzkumných odvětví: ...

Hrúz, Marek
Západočeská univerzita v Plzni, 2013

Monitorování kompozitních konstrukcí za použití piezoelektrických senzorů a aktuátorů
Sadílek, Petr
2013 - English Cílem této práce je navrhnout metodiku, s jejíž pomocí je možné identifikovat poškození na kompozitní struktuře v závislosti na změně spektrální charakteristiky. Použití takové metodologie může odhalit poškození konstrukce bez nutnosti vizuální kontroly. Odstranění kontroly snižuje náklady a navíc umožňuje nepřetržité monitorování dané konstrukce. Uvedený přístup využívá piezoelektrické materiály a jejich okamžitou odezvu. Pro detailnější porozumění chování piezoelektrických materiálů je nejprve vytvořen jednorozměrný konečněprvkový model s piezoelektrickým jevem. Numerický model je implementován do prostředí Matlabu a porovnán na odpovídajících problémech s analytickým řešením. Následně jsou provedeny experimenty na nepoškozených konstrukcích za pomoci piezoelektrického senzoru a aktuátoru. Nejprve jsou zjištěny vlastní frekvence hliníkové sítě. Následně je vytvořen odpovídající konečněprvkový model. Hodnoty získané z experimentů a MKP modelu se liší maximálně o 10% u sledovaných hodnot. Následující experimenty jsou provedeny na stejné hliníkové konstrukci, s předdefinovanými místy poškození. Změna vlastních frekvencí je nezávislá na budícím signálu, ale místo poškození není možné bez hlubšího výzkumu identifikovat. Po experimentech s isotropní konstrukcí je zkoumáno chování kompozitních struktur během rázových zkoušek. Za použití chirp signálu je nejprve změřeno spektrum vlastních frekvencí na nepoškozené jednosměrové kompozitové desce a následně po každém rázu. Měření z jednotlivých poškození jsou porovnána. Změna spektra vlastních frekvencí odpovídá růstu trhliny. Následující experimenty probíhají na sendvičových vzorcích, kde jsou možné různé druhy poškození. Sada sendvičových nosníků (vyříznutých z jedné desky) je podrobena stejné sekvenci rázů, pro dosažení porovnatelných výsledků. Všechny sledované vzorky vykazují do určité frekvence srovnatelnou změnu frekvenčního spektra. Testovaná metodika dokáže odhalit poškození bez dalších přidaných výpočtů, ale pro identifikaci druhu poškození kompozitní konstrukce je nutný hlubší výzkum, který přesahuje rámec této práce. The aim of this thesis is to propose a methodology that is able to identify a damage on a composite structure using change of spectral characteristics. Use of such methodology may reveal damage of the structure without a need of visual inspection. Removal of inspection reduces costs and, moreover, the structure may be monitored continually. Use of piezoelectric materials is chosen for this approach, as they respond in real time. In the first step, for deeper understanding of behaviour of piezoelectric materials, one dimensional finite element with piezoelectric effect is developed. The mathematical model is implemented in MATLAB environment and compared on adequate problems to analytical solution. Afterwards, experiments on undamaged and damaged structures are performed using two piezoelectric patches (one sensor and one actuator). Firstly, an aluminium grid structure is investigated for eigenfrequencies. An adequate finite element model is created to evaluate eigenfrequencies of the structure. Values from the experiments and FEM analysis differ in maximum 10% in the tracked values. Following experiments are performed on the same aluminium structure with predefined damages. Change of eigenfrequencies is clearly independent of the excitation signal, but localization of the damage is not possible without a deeper research. After the experiments with isotropic structure, the behaviour of composite structures is tested during series of impact using chirp signal. Firstly, spectrum of eigenfrequencies is measured on undamaged unidirectional composite plate and then after each impact. Measurements of the plate with different level of damage are compared. Change of eigenfrequency spectrum corresponds with the growth of the crack. Following experiments are performed on sandwich materials where more different types of failures may occur. Set of sandwich beams (cut out from one plate made of two outer composite layers and a foam core) is investigated. Several samples are impacted in the same manner to get comparable results. All monitored samples show similar change of frequency spectrum up to certain frequency. Tested methodology is able to reveal the damage without a need of additional computations, but for identification of type of damage or its localization more extensive research beyond the scope of this work is necessary. Keywords: SHM; chirp; structural health monitoring; chirp Available in digital repository of ZČU. Monitorování kompozitních konstrukcí za použití piezoelektrických senzorů a aktuátorů

Cílem této práce je navrhnout metodiku, s jejíž pomocí je možné identifikovat poškození na kompozitní struktuře v závislosti na změně spektrální charakteristiky. Použití takové metodologie může ...

Sadílek, Petr
Západočeská univerzita v Plzni, 2013

Optimalizace nákladů výroby elektrické energie ve vztahu k bezpečnosti spolehlivosti a kvalitě
Královcová, Veronika
2013 - English Předkládaná práce se zabývá analýzou a optimalizací obnovitelných zdrojů, zejména solární energií. V první části, která navazuje na mou SDZ práci, se zabývám spíše teoretickým základem problematiky. Hlavním přínosem práce je však analýza fotovoltaické elektrárny nacházející se ve Španělsku v provincii Murcia. Pro potřeby analýzy jsem sestrojila sérii excelovských tabulek, které po zadaní zakladních údajů dopočítávají data potřebné pro kvalitní návrh fotovoltaického pole a které dále slouží jako základ pro zakreslení fotovoltaické elektrárny v AutoCAD. Součásti excelu je i výpočet úspory CO2 a SOX stejně jako nástroj pro výpocet ekonomické analýzy pole. This thesis is focused on the analysis and optimization of renewable sources of energy, namely the photovoltaic energy. In the first part there is a theoretical base of the issue of photovoltaic energy. Nevertheless the most important part of this work is the analysis of photovoltaic field situated in Spain in the Murcia province. To evaluate and analyze this power plant I created several excel sheets and tables which provide the calculation of data needed for the analysis of this field. Inputing few basic data the excel calculates the rest of it. It is suitable for the comparison of various scenarios of power plant design as well as for the economical study calculation. Keywords: obnovitelné zdroje energie; solární energie; fotovoltaický panel; renewable sources of energy; solar energy; photovoltaic panel Available in digital repository of ZČU. Optimalizace nákladů výroby elektrické energie ve vztahu k bezpečnosti spolehlivosti a kvalitě

Předkládaná práce se zabývá analýzou a optimalizací obnovitelných zdrojů, zejména solární energií. V první části, která navazuje na mou SDZ práci, se zabývám spíše teoretickým základem problematiky. ...

Královcová, Veronika
Západočeská univerzita v Plzni, 2013

Modelování vysokovýkonových pulzních magnetronových výbojů pro depozici vrstev
Kozák, Tomáš
2013 - English Vysokovýkonové pulzní magnetronové naprašování (HiPIMS) je novým technologickým procesem, který v několika směrech překonává konvenční magnetronové naprašování. Hlavním cílem této práce je vývoj nestacionárního modelu tohoto depozičního procesu a jeho detailní objasnění. Uvedený model vychází z existujících globálních modelů plazmatu. Umožňuje konzistentní a rychlý výpočet výbojových a depozičních charakteristik při různých procesních podmínkách. Oproti dřívějším globálním modelům přináší několik inovací: (1) rozdělení simulovaného objemu do dvou zón, (2) zahrnutí rychlých (sekundárních) elektronů a rychlých atomů rozprášených z terče, (3) zavedení a výpočet potenciálu plazmatu v magnetickém poli před terčem magnetronu a (4) nezávislý výpočet výbojového proudu. Porovnání výsledků modelu s experimenty dává dobrou shodu, vezmeme-li v úvahu prostorová zjednodušení zahrnutá v modelu. Ukazuje se, že vývoj vysokovýkonového magnetronového výboje během pulzu je obzvláště citlivý na parametry určující sekundární emisi elektronů z terče. Model je použit k výpočtu složení plazmatu v pulzním výboji s měděným terčem při rostoucí hustotě výkonu na terči. Bylo určeno, že dochází k postupnému přechodu k plazmatu dominovanému rozprášeným materiálem. Pro nejvyšší hustotu výkonu 3 kWcm-2 v pulzu představují ionty Cu+ 93% iontů v celkovém toku iontů na terč a 80% v celkovém toku částic mědi na substrát. Analýza vlivu délky pulzu ukazuje, že k dosažení vysoké výkonové hustoty na terči a následně i vysokého stupně ionizace atomů rozprášeného materiálu ve výboji je potřeba použít dostatečně dlouhé pulzy (alespoň 100 mikrosekund). Modelové výpočty ukazují na korelaci mezi stupněm ionizace atomů rozprášeného materiálu a depoziční rychlostí vztaženou ke střednímu výkonu dodanému v širokém rozsahu vstupních podmínek. Je evidentní, že pokles depoziční rychlosti vztažené ke střednímu výkonu závisí na středním výkonu dodaném do výboje během pulzu. Tento pokles je způsoben zejména návratem iontů rozprášeného materiálu zpět na terč, jejich vyššími ztrátami ke stěnám komory (v porovnání s neutrálními atomy) a pomalejší než lineární závislostí rozprašovacího výtěžku materiálu terče na kinetické energii iontů bombardujících terč. High-power impulse magnetron sputtering (HiPIMS) is a recent development of the well-established magnetron sputtering technique. The main aim of this thesis is to develop a non-stationary model of this process and to explain their details. The presented model is based on a global description of plasma which allows for self-consistent and very fast calculations of the discharge and deposition characteristics under various process conditions. The new features of this model with respect to previous global plasma models are (1) the division of the simulated volume into two zones, (2) an incorporation of fast (secondary) electrons and fast sputtered target material atoms, (3) an introduction of a calculated potential drop (magnetic presheath) near the target and (4) a self-consistent calculation of the target current. The comparison of the model results with experiments shows a good agreement, taking into account the spatial approximations of the model. It was found that the evolution of a HiPIMS discharge during a pulse is sensitive particularly to the parameters determining the secondary electron emission from the target. The model is used to calculate the composition of the discharge plasma for HiPIMS of copper with an increasing target power density, showing a gradual transition to a metal dominated discharge with an increasing degree of ionization of the sputtered material atoms. For the highest target power density of 3 kWcm-2, we obtained in average 93% of copper ions in the total ion flux onto the target and 80% of copper ions in the total flux of copper particles onto the substrate. The analysis of the effect of the voltage pulse length shows that sufficiently long pulses (at least 100 microseconds) are needed to obtain high target power densities in a pulse and, consequently, high degree of ionization of the sputtered target material atoms. Furthermore, we show a correlation between the degrees of ionization of the target material atoms and the deposition rate per average target power density in a period for a wide range of process conditions. From the model results it is evident that the decrease of the deposition rate per average target power density in a pulse depends fundamentally on the target power density delivered into the pulse. This is mainly due to a backward flux of ionized sputtered atoms combined with higher losses of ions to chamber walls (compared to neutrals) and a less-than-linear increase of the sputtering yields of the target material with ion energy. Keywords: modelování plazmatu; matematický model; globální model; magnetronové naprašování; depozice vrstev; pulzní výboje; HiPIMS; plasma modelling; mathematical model; global model; magnetron sputtering; thin film deposition; pulsed discharges; HiPIMS Available in digital repository of ZČU. Modelování vysokovýkonových pulzních magnetronových výbojů pro depozici vrstev

Vysokovýkonové pulzní magnetronové naprašování (HiPIMS) je novým technologickým procesem, který v několika směrech překonává konvenční magnetronové naprašování. Hlavním cílem této práce je vývoj ...

Kozák, Tomáš
Západočeská univerzita v Plzni, 2013

Cena řetězení v syntéze řeči výběrem jednotek
Legát, Milan
2013 - English Tato práce se zabývá jednou z klíčových součástí metody syntézy řeči výběrem jednotek - návrhem ceny řetězení. Cena řetězení měří kvalitu spojení jednotek, které jsou během syntézy vybírány z databáze jednotek. Rozsah této práce omezen na pět krátkých českých samohlásek a dva řečníky - jednoho ženského a jednoho mužského. V první části této práce je navržen postup, jehož použitím lze získat velké množství dat se spolehlivým označením kvality bodů řetězení od mnoha posluchačů. Práce ukazuje, že pro kvalitu řetězení v samohláskách je nejdůležitější F0. Nespojitosti v F0 musí však být měřeny na konturách, které zachycují průběh F0 v oblastech řetězení, a ne jako místní rozdíl hodnot F0 v bodě řeťězení, což je tradiční přístup. Je ukázáno, že různé souhláskové kontexty, které mohou měnit spektrální obsah samohlásek, mají pouze omezený vliv na kvalitu jejich řetězení. Je navržen analytický postup, který umožňuje měřit percepční důležitost různých cen metody výběru jednotek, stejně tak jejich komponent a vah. This thesis deals with one of the key aspects of the unit selection speech synthesis method - design of a concatenation cost function. The concatenation cost function measures quality of concatenations of units that are taken from a unit database at synthesis runtime. The scope of the work is narrowed to five short Czech vowels and two speakers ? one female and one male. In the first part of the work, a method for collecting reliably annotated data is proposed. It is shown that the method allows for obtaining well correlated annotations of the quality of concatenation points. This work mainly investigates the role of F0, which is found to be crucial for the quality of mid-vowel concatenations, and the role of consonantal contexts that can change the spectral content of concatenated vowel instances as a result of coarticulation. It is shown that the consonantal contexts have only a limited impact on the quality of the concatenations, in contrast to F0. The F0 discontinuities however have to be measured by using F0 contours capturing the dynamics of F0 in concatenation areas rather than by calculating static F0 differences at concatenation points, which is the traditional approach. An analytic method that allows for measuring the perceptual relevance of different costs, cost sub-components and their weights is also proposed as a part of this thesis. Keywords: syntéza řeči; výběr jednotek; cena řetězení; koartikulace; ladění výběru jednotek; speech synthesis; unit selection; concatenation cost; coarticulation; unit selection tuning Available in digital repository of ZČU. Cena řetězení v syntéze řeči výběrem jednotek

Tato práce se zabývá jednou z klíčových součástí metody syntézy řeči výběrem jednotek - návrhem ceny řetězení. Cena řetězení měří kvalitu spojení jednotek, které jsou během syntézy vybírány z databáze ...

Legát, Milan
Západočeská univerzita v Plzni, 2013