Diplomové práce obhájené v ak. roce 2012/13

Lokalizace mobilního robotu ve zmapovaném prostředí
Diplomová práce je věnována demonstraci lokalizace robota ve zmapovaném terénu pomocí metody Částicový filtr. Robot je sestaven ze stavebnice LEGO Mindstorms Education. Po umístění do terénu určí svoji polohu na základě znalosti mapy okolí a informací z čidel. V první polovině se práce zabývá teoretickým fungováním lokalizačních technik, které se používají v mobilní robotice. Druhá polovina práce se zabývá sestavením a oživením robota. Na takto oživeném robotovi je poté popsán způsob použití Částicového filtru.
 
Řešení multikriteriálního Cutting Stock problému pomocí metod evolučních algoritmů
Diplomová práce řeší problém multikriteriální optimalizace výtěže pořezu dřevní kulatiny pomocí evolučních výpočetních technik. Zabývá se možnostmi využití genetických algoritmů pro 2D (dvoudimenzionální) non-guillotineable Log Cutting Problem (ngLCP) v dřevařském průmyslu. V práci jsou prezentovány dva nové přístupy k řešení pomocí konstrukční heuristiky pro ngLCP a tyto jsou pak ověřovány. V práci je dále prezentována inovativní fitness funkce pro ohodnocování pořezových plánů, která se využívá v evolučním procesu ke konvergenci k vhodnému řešení ngLCP. Z důvodu nedostatku literatury pojednávající o LCP a nedostupnosti vhodných testovacích scénářů, byly navrhnuty testovací scenáře, které obsahují 15 reálných a syntetických kontajnerů a 5 sad malých objektů. Tyto scenáře jsou následně použity k ověření a k vzájemnému porovnání navrhovaných řešení. Práce se také zabývá multikriteriální optimalizací, kdy je mimo výtěžnosti navíc optimalizována i kvalita řeziva.
 
Stabilizace a řízení inverzního kyvadla
Diplomová práce se zabývá stabilizací inverzního kyvadla, jehož fyzická podoba je realizována jako robot sestavený ze stavebnice LEGO Mindstorms Education, který balancuje na dvou motory poháněných kolech. Pro stabilizaci je použit fuzzy regulátor aplikující principy fuzzy logiky, který na základě vyhodnocování aktuálního stavu generuje akční signál. V úvodu diplomové práce je rozebrán samotný problém inverzního kyvadla, dále pak možné způsoby měření potřebných vstupních hodnot a způsoby stabilizace. Druhá část práce se podrobně věnuje principu stabilizace robota fuzzy regulátorem, od struktur lingvistických proměnných až po samotný řídicí algoritmus. Následuje popis praktické části, od nastavení proměnných prostředí počítače a vývojového prostředí, až po ovládání vytvořených programových částí. V závěru práce jsou zhodnoceny výsledky fuzzy řízení.
 
Mikroprocesorová řídicí jednotka laboratorního dvourotorového systému
Diplomová práce se zabývá návrhem hardware i software mikroprocesorové řídící jednotky laboratorního dvourotorového systému. Řídící jednotka umožňuje kompletní ovládání řízeného systému, zpracování signálů z optických snímačů polohy a tachogenerátorů pro použití v samotné jednotce, ale i pro použití s nadřazeným systémem - PC. Zdrojové kódy pro mikroprocesory jsou napsané v programovacím jazyce C ve vývojovém prostředí AVR Studio 4.
 
Testovací plošina inerciální navigace
Cílem práce byl návrh a konstrukce testovací plošiny inerciální navigace. Zařízení slouží k možnosti testování modulů inerciální navigace. Umožňuje definovaným způsobem a definovanou rychlostí pohybovat s modulem elektronické jednotky inerciální navigace. Pohyb testovací plošiny je realizován servomotory. Ovládání, spolu se záznamem definovaných pohybů, je ovládáno nadřazeným systémem - osobním počítačem. Vlastní pohyby plošiny jsou řízeny autonomně, řídicím mikrokontrolérem testovacího zařízení.
 
Řízení laboratorního modelu prediktivním regulátorem
V diplomové práci je stručně popsána teorie týkající se matematicko-fyzikálního modelování, identifikace dynamických systémů a prediktivního řízení. V experimentální části je vytvořen nelineární model laboratorní soustavy GUNT RT 010, který je následně identifikován. Dále je zde vytvořen linearizovaný model. U nelineárního modelu je provedena verifikace s reálným systémem a také porovnání s linearizovaným modelem. Hlavním úkolem práce je navrhnout prediktivní regulátor (stavový a vstupně-výstupní), odsimulovat regulační pochody s nelineárním modelem a porovnat je s řízením reálné soustavy.
 
Stavové řízení laboratorní soustavy
Diplomová práce je věnována problematice stavového řízení laboratorní soustavy. Byl vytvořen nelineární model řízené soustavy, který byl identifikován a linearizován. Dále byl navržen spojitý a diskrétní stavový regulátor metodou umístění pólů a diskrétní stavový regulátor podle kvadratického kritéria. Pro různá nastavení regulátoru jsou v práci provedeny a porovnány simulace a reálné experimenty.
 
Řízení soustavy motor – generátor multifunkčním průmyslovým regulátorem KS 98-1
Vedoucí: Ing. Libor Kupka, Ph.D.
Diplomová práce je zaměřena na realizaci vybraných algoritmů řízení v prostředí ET/KS 98 a jejich ověření v prostředí SIM/KS 98 a při použití multifunkčního průmyslového regulátoru PMA KS 98-1 připojeného k dynamické soustavě motor - generátor v laboratoři. V teoretické části jsou popsány hlavní funkce a programovací principy průmyslového regulátoru a nejpoužívanější regulační algoritmy. V praktické části je popsán průběh realizace řízení otáček soustavy motor - generátor včetně vyhodnocení naměřených výsledků. Pro znázornění dalších funkcí průmyslového regulátoru a jeho regulačních algoritmů je kromě řízení otáček soustavy motor - generátor navíc provedena realizace řízení výstupní teploty průtokového ohřívače.