Systémy a signály. Systémy lineární, časově invariantní, diferenciální a diferenční. Pojem stavu, stavové rovnice. Řešení stavových rovnic, módy systému, impulzní odezva a přenos systému. Spojité, diskrétní a vzorkované systémy. Vnitřní a vnější stabilita lineárního systému. Dosažitelnost a řiditelnost systému. Pozorovatelnost a konstruovatelnost systému. Duální systémy. Standardní tvary systémů, Kalmanova dekompozice. Vnitřní a vnější popis systému. Nuly a póly systému. Realizace systému. Minimální realizace, vyvážená realizace. Stavová zpětná vazba, regulace stavu, změna pólů systému. Injekce výstupu do stavu, odhad stavu. Vazby mezi systémy, zpětnovazební řízení, stabilizující regulátory. Stavová realizace stabilizujících regulátorů, separace regulace a odhadu stavu.labs/seminars:
Pro každé cvičení je zveřejněn seznam neřešených příkladů, jejich řešení student odevzdává prostřednictvím webové aplikace před zahájením cvičení. Náplní cvičení je krátký test znalostí, zodpovězení dotazů studentů a řešení obtížnějších příkladů. Řešení zadaných příkladů v rozsahu 8 hodin týdně, odevzdání prostřednictvím webové aplikace, kontrola a hodnocení asistentem. Předpokladem pro úspěšné absolvování předmětu jsou znalosti základů lineární algebry, diferenciálních rovnic, Laplaceovy transformace a z-transformace. Přednášky a cvičení jsou vedeny v češtině nebo v angličtině, podle potřeby. Studijní literatura a příklady k řešení jsou v angličtině.literature:
ANTSAKLIS, Panos J., MICHEL, Anthony N. A Linear Systems Primer. Birkhäuser, Boston, 2007. ISBN-13: 978-0-8176-4460-4, e-ISBN-13: 978-0-8176-4661-5 V Centrální knihovně ČVUT je k dispozici 60 výtisků. Knihu lze koupit, například Amazon.com nabízí novou za 42 USD a použitou za 34 USD.
1.Opakované školení BOZP je prováděno podle předlohy Osnovy školení BOZP pro zaměstnance a studenty ČVUT v Praze. 2. Odborná způsobilost v elektrotechnice. Rizika a příčiny úrazů. Symboly a označování. Normy. Bezpečnostní parametry a uspořádání elektrických zařízení. Elektromagnetická kompatibilita. 3. Bezpečná obsluha a práce, oprávnění osob. Bezpečnost při práci s elektrickými a elektronickými zařízeními. Bezpečnostní opatření při práci se zdroji vysokých napětí. První pomoc při úrazu elektrickým proudem. Použití defibrilátoru ZOLL AED Plus při resuscitaci.labs/seminars:
Cvičení zajišťuje praktické procvičení přednášené látky z oblasti bezpečnosti elektrického zařízení v souladu s požadavky na elektrotechnickou kvalifikaci studentů ČVUT FEL. 1. Bezpečnost v laboratořích ČVUT FEL. Praktické ukázky bezpečnostních prvků užívaných v laboratořích se zvýšeným nebezpečím úrazu elektrickým proudem. Instruktáž postupu použití defibrilátorů ZOLL AED Plus, umístěných v budovách elektrofakulty. 2. Záznam o opakovaném školení BOZP. Písemné přezkoušení - test z § 6 Vyhl. č. 50/1978 Sb. elektrotechnické kvalifikace. Záznam o získané vyšší elektrotechnické kvalifikaci do indexu. Zápočet.literature:
[1] Cipra, M. - Kůla, V. - Kříž, M.: Elektrotechnická kvalifikace. 1. vyd. Praha: Vydavatelství ČVUT, 2006. 157 s. ISBN 80-01-03531-X. [2] Další literatura bude doporučena na přednášce.
1. Úvod do problematiky videometrie a bezdotykového měření; optické záření, jeho vlastnosti 2. Polovodičové detektory záření, fotodiody, polovodičové zdroje záření, LED, LASER 3. Fotodiodové snímače polohy, triangulační snímače, laserové skenovací snímače, laserové dálkoměry 4. Senzory pro snímání v infračervené oblasti, ultrazvukové senzory pro měření a robotiku 5. MOS kapacitor jako detektor optického záření, CCD posuvný registr, CCD řádkové snímače 6. CCD plošné snímače, uspořádání , princip funkce typů (Full Frame, Frame Transfer, Interline Transfer) 7. CCD snímače - vlastnosti a analýza chyb, CCD kamery a jejich funkce (El. závěrka, AES, AGC, Gama kor.) 8. CMOS obrazový senzor, uspořádání, vlastnosti, způsoby řízení a čtení výstupní informace 9. Mikrovlnné radarové snímače, měření polohy a vlastnosti objektů 10. Základní vlastnosti a výpočet optických soustav používaných ve videometrii, meze rozlišovací schopnosti 11. Videosignál dle televizních norem, jeho digitalizace a přenos do mikropočítače, rozhraní dig. kamer 12. Zdroje záření, osvětlovací zdroje pro měření, zdroje strukturovaného světla, způsoby osvětlení scény 13. Návrh kompaktní CMOS kamery s vnitřním zpracováním obrazu pro řízení polohy mechanismů 14. Návrh automatických videometrických výrobních inspekčních systémůlabs/seminars:
V laboratorních cvičeních se nejdříve řeší úlohy základních optoel. snímačů a určení jejich vlastností. Na základě poznatků a s využitím znalostí z ostatních předmětů každý student samostatně řeší projekt "Návrh a realizace optoel. snímače polohy". V rámci domácí přípravy navrhne koncepci snímače a jeho strukturu, vypočte parametry součástek, případně vytvoří program pro mikrokontrolér. S využitím volně dostupného simulátoru odsimuluje chování obvodů snímače. V laboratoři pak postupně sestavuje snímač (včetně potřebných el. obvodů), oživí jej, stanoví jeho parametry a porovná je s požadavky zadání. K projektu vytvoří dokumentaci - vývojovou zprávu a prospekt ("firemní katalogový list"). Projekt následně prezentuje (powerpoint) a obhájí vlastní řešení projektu, vývojovou zprávu i prospekt. Podle úrovně splnění obdrží bodové hodnocení započítávané ke zkoušce. V následující části semestru se cvičí laboratorní úlohy, které se věnují obrazovým senzorům, kamerám, optické projekční soustavě i dalším senzorům pro bezkontaktní měření.literature: [1] Saleh, B. E. A. / Teich, M. C.: Fundamentals of Photonics, ISBN-10: 0-471-35832-0, Wiley Series in Pure and Applied Optics, 2007
(knihovna ČVUT 2 ks + příp. zakoupit)
[2] Holst, G.: CMOS/CCD sensors and camera systems, JCD Publishing 2007 (knihovna ČVUT 1 ks + příp. zakoupit)
1. Typy a vlastnosti operačních zesilovačů, teorie záporné zpětné vazby 2. Zesilovače napětí, proudu, rozdílové, přístrojové, integrační, nábojové, izolační zesilovače 3. Metody zpracování signálů odporových, kapacitních a indukčnostních snímačů, synchronní detekce 4. Zpracování signálů odporových, termočlánkových a polovodičových snímačů teploty 5. Metody nelineárního zpracování signálů, komprese a expanze signálů 6. Metody zpracování neharmonických signálů, převodníky střední, efektivní a maximální hodnoty 7. Kmitočtová filtrace signálů, spojité pasivní a aktivní filtry, spínané filtry 8. Přepínání a vzorkování analogových signálů, referenční zdroje napětí a proudu 9. Digitalizace rychlých signálů, vzorkování, kvantování, korekce chyb digitalizátorů 10. Digitalizace signálů s vysokou rozlišitelností zvýšení rozlišitelnosti digitalizátorů, potlačení sériového rušení 11. Rekonstrukce spojitých signálů, aproximace signálů, přímá číslicová syntéza 12. Spektrální analýza periodických a neperiodických signálů, okénkování 13. Testování digitalizátorů v časové, kmitočtové a amplitudové oblasti 14. Technika obvodového návrhu digitalizátorů, zemnění, stínění, potlačení šumulabs/seminars:
1. Statické, dynamické a šumové vlastnosti zesilovačů napětí a proudu 2. Zpracování signálů z odporových můstků, přístrojové zesilovače 3. Zpracování signálů z kapacitních snímačů, synchronní detekce 4. Zpracování signálů z odporových a polovodičových snímačů teploty 5. Návrh analogových filtrů DP, HP, PP, PZ, univerzálního filtru 6. Přepínání a vzorkování signálů 7. Logaritmické, exponenciální zesilovače, analogové násobičky 8. Převodníky střední, efektivní a maximální hodnoty 9. Digitalizace signálů, vzorkování, kvantování, odstup signál šum 10. Rekonstrukce signálů, přímá číslicová syntéza 11. Projekt - zadání typu a parametrů měřicího řetězce 12. Projekt - řešení analogové části měřicího řetězce 13. Projekt - řešení digitalizace signálu 14. Vyhodnocení dosažených výsledků, zápočet Samostatný projekt v rozsahu 8 hodin.literature:
[1] Vedral, J., Fischer, J.: Elektronické obvody pro měřicí techniku. ČVUT 2004, ISBN 80-01-02966-2. (174 výtisků) [2] Ramón Pallás-Areny, John G. Webster: Sensors and Signal Conditioning, Second Edition, John Wiley & Sons, Limited, 2006, ISBN: 0470054573, 9780470054574.
NAlabs/seminars:
NAliterature:
NA
1. Autonomní robotika, přehled kurzu. Geometrie 3D tělesa. Kinematika 2. Robot s RGB+D senzory. 3. SLAM z RGB+D. 4. Grafy a úlohy na nich. Deterministické plánování. 5. Vidění v robotice I. 6. Vidění v robotice II. 7. Vidění v robotice III. 8. PŘídicí architektury robotů; reprezentace světa robotu. 9. Plánování cesty robotů, náhodné metody. 10. Generování trajektorie robotu. 11. Aplikace: Silově poddajný robot. Hmat v robotice. 12. Aplikace: Manipulační úlohy. Chapadla. 13. Aplikace: Chůze humanoidních robotů. 14. Teoretické a společenské aspekty autonomní robotiky.labs/seminars:
Cvičení: laboratorní cvičení s autonomními roboty (roboty z projektů, stavebnice z robotů iRobot Create). Na robotech studenti pořídí data, v samostatné práci vyřeší tři úlohy a na robotech je předvedou.literature:
1. Siciliano, Bruno and Sciavicco, Lorenzo and Villani, Luigi and Oriolo, Giuseppe: Robotics, Modelling, Planning and Control, Springer 2009 2. Fahimi, F.: Autonomous Robots: Modeling, Path Planning, and Control, Springer 2009
1. Diagnostika, prognostika, životní cyklus 2. Modely poruch, detekce pomocí modelů signálů/objektů 3. Spolehlivost 4. Odolnost vůči poruchám, statická/dynamická/analytická redundance, FMEA/FMECA 5. Hodnocení diagnostických metod (POD) 6. Zdroje a analýza diagnostických signálů, předzpracování 7. Obálková, kepstrální, řádová analýza, analýza nestacionárních signálů 8. Diagnostika mechanických, elektrických a elektromechanických systémů 9. Diagnostika pomocí impulsní a spojité akustické emise 10. Nedestruktivní testování, detekce a lokalizace 11. Nedestruktivní testování ultrazvukem, vířivými proudy, aktivní termografie 12. Testování analogových a číslicových obvodů, produkční diagnostika 13. In-circuit metody, Built-in Self Test, Design for Test 14. Navrhování testů, maskování, komprese testů. Boundary Scan Součástí laboratorních cvičení bude samostatný projekt, zakončený prezentací nebo zprávou. Úspěšná obhajoba bude spolu se dvěma testy podmínkou zápočtu.labs/seminars:
Laboratorní cvičení v první části demonstrují funkce vybraných diagnostických nástrojů, v druhé části je řešena samostatná úloha na vybrané téma z oblasti technické diagnostiky a testování. Součástí laboratorních cvičení bude samostatný projekt, zakončený prezentací nebo zprávou. Úspěšná obhajoba bude spolu se dvěma testy podmínkou zápočtu.literature:
Základní: [1] R. Isermann: Fault-Diagnosis Systems, Springer Verlag, 2006. Doporučené: [2] Ch. Hellier: Handbook of Nondestructive Evaluation, McGraw-Hill 2012. [3] M. L. Bushnell, V.D. Agrawal: Essentials of Electronic Testing for Digital, Memory, and Mixed-Signal VLSI Circuits, Springer, Boston, 2005. (knihy nejsou vyprodány, zajistíme do knihovny)
1. Architektury měřicích přístrojů a systémů pro sběr a zpracování dat. 2. Testování A/D převodníků. Zpracování digitalizovaných signálů v časové a frekvenční oblasti. 3. Digitizéry, multifunkční měřicí moduly, osciloskopy. 4. Vstupní obvody měřicích přístrojů. Rušení a jeho potlačování. 5. Standardy pro programování systémů sběru dat (IEEE488.2, SCPI, VPnP, VISA, IVI, PXI, LXI, AXIe). 6. Vývojové systémy pro programování virtuálních přístrojů (C/C++, LabVIEW, VEE, Matlab/Simulink). Virtuální přístroje pracující pod RTOS (RTX, LV/LW Real Time). 7. Začlenění VI do počítačové sítě. API pro komunikační protokoly v OS Unix resp. Windows. 8. Synchronizace měření. Synchronizace v rozsáhlých a distribuovaných systémech. Protokoly NTP a PTP. 9. Generátory analogových, digitálních a speciálních signálů. 10. Spektrální a vektorový analyzátor, princip, realizace, využití. 11. Koherentní detekce, synchronní detektory. Vektorvoltmetry, měřiče impedance. 12. Měření výkonu a spotřeby elektrické energie. Elektronické zátěže, analyzátory výkonu. 13. Etalony elektrických veličin. Kvantový Hallův jev. 14. Etalonáž času.labs/seminars:
Laboratorní cvičení se v první části věnují vývojovým SW prostředkům, v druhé části je řešena samostatná úloha na vybrané téma z oblasti programování DAQ systémů. Součástí laboratorních cvičení bude samostatný projekt, zakončený prezentací a krátkou zprávou. Podmínkou zápočtu bude úspěšná obhajoba tohoto projektu.literature:
R. B. Northop, Introduction to Instrumentation and Measurements, CRC Press 2014. (Kniha není vyprodána, zajistíme do knihovny, starší vydání jsou volně dostupná na Internetu.)
NAlabs/seminars:
NAliterature:
NA
1. Fyzikální principy senzorů, základní parametry. MEMS. 2. Materiály pro senzory a jejich měření. Modelování a návrh senzorů. 3. Přesné magnetické senzory. 4. Kapacitní senzory. 5. Metody snižování nejistot. Šum a jeho měření. 6. Kalibrace a testování senzorů. Inteligentní senzory. 7. Zpracování informace ze senzorů: korelační metody, PSD, filtrace a fúze dat, tomografické metody. 8. Senzory elektrického proudu 9. Zobrazovací metody v medicíně. Senzory pro lékařskou diagnostiku. 10. Aplikace senzorů v automobilové, letecké a kosmické technice. Navigace. 11. Bezpečnostní aplikace senzorů. Senzory pro virtuální realitu. 12. Senzory pro inteligentní budovy a průmysl. 13. Měření v geofyzice a archeologii 14. Opakování, rezerva Na přednáškách se řeší vzorové příklady.labs/seminars:
Cvičení mají výhradně laboratorní charakter. Během nich si studenti vyzkouší sestavit pokročilé měřicí obvody pro významné typy senzorů, změřit jejich charakteristiky a spočítat nejistoty měření. Naučí se také ovládat komplikované měřicí přístroje. Měří se následující úlohy: 1. Tlakoměry. Měření průtoku plynů. 2. Měření průtoku kapalin 3. Akcelerometr 4. Korelační měření rychlosti. 5. Magnetické snímače pro automobilní otáčkoměry 6. Senzory pro měření vlhkosti. 7. Polovodičové senzory teploty. 8. Bezkontaktní měření teploty - pyrometrie 9. Chemické senzory 10. AMR senzor magnetického pole. 11. FEM modelování senzoru 12. Měření polohy. Kalibrace ultrazvukového senzoru číslicovým osciloskopem. 13. Modulace a synchronní detekce (měření mech. napětí).literature:
[1] Ripka, P., Tipek, A.(ed.): Modern Sensors Handbook , ISTE 2007 (brožovaná verze ve 20 ks v knihovně ČVUT: Master book on sensors editors P. Ripka and A. Tipek,ČVUT/BEN,2003). [2] Ripka, P., Ďaďo, S., Kreidl, M., Novák, J.: Senzory (opr. dotisk). Skripta ČVUT FEL, Praha 2007 (ke koupi i v knihovně) [3] Fraden J.: Handbook of Modern Sensors. 5th ed. Springer 2016, ISBN 978-3-319-19302-1 available online (from ČVUT IP address space) on http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&scope=site&db=nlebk&AN=1081958
1. Introduction, motivation, goals 2. Ad hoc & sensor networks, commonalities and differences, limitations 3. Communication channel, data transfers, physical media, wireless signal transmission 4. Modulation techniques in wireless systems, network topologies, medium access control 5. Spread Spectrum, Internet of Things, UNB 6. LoRa, IQRF, BLE 7. LoRaWAN 8. Routing protocols, localization in WSN 9. NB-IoT 10. Energy harvesting - piezoelectric, electromagnetic 11. Energy harvesting - TEG, Electrostatic, Solar, RF Soubor 12. Specialized power supplies, converters 13. Low power techniques 14. reservedlabs/seminars:
V průběhu laboratorních cvičení bude řešen projekt zaměřený na technickou a programovou implementaci zařízení pro sběr dat ze snezorů příp. uzlu bezdrátové sítě a jejich integraci do nadřazeného systému. Pro individuální práci na projektu jsou k dispozici vývojové kity, které si studenti mohou zapůjčit domů. V laboratoři by se pak měli soustředit zejména na řešení problémů s využitím v ní dostupné speciální měřicí techniky. Průběh prací a jeho dokumentace budou v průběhu semestru kontrolovány a hodnoceny.literature:
[1] Hu, F., Cao, X.: Wireless Sensor Networks, Auerbach Publications 2010 [2] Priya, S., Inman, D.J.: Energy Harvesting Technologies, Springer 2010
1. Taxonomie problému lokalizace. Metody kontinuální lokalizace. 2. Pravděpodobnostní metody lokalizace 1 - Bayesův filtr 3. Pravděpodobnostní metody lokalizace 2 - KF, EKF, částicový filtr 4. Současná lokalizace a mapování (SLAM): EKF, PF, Rao-Blackwell 5. Graph SLAM 6. Senzory pro mobilní robotiku, kinematika mobilního robotu 7. Modely prostředí pro mobilní robotiku(základní přístupy, dekompozice prostoru, grafové a hierarchické reprezentace, mřížky obsazenosti) 8. Modely prostředí a plánovací postupy pro mobilní robotiku (přehled, volba modelu a plánovací metody, hierarchické plánování, konfigurační prostor) 9. Pravděpodobnostní a speciální metody plánování (RRT, potenciálové pole) 10. Plánovani za neurčitosti (MDP, POMDP) 11. Systémy více robotů, aspekty jejich návrhu, kooperace, koordinace, komunikace. 12. Lokalizace v týmech robotů. 13. Zpracování 3D senzorické informace. 14. Aktuální problémy a výzvy v mobilní robotice.labs/seminars:
1. Organizace cvičení, transformace 2. Iterative Closest Point (ICP) 3. Samostatná práce (ICP) a konzultace 4. Samostatná práce (ICP) a konzultace 5. Zadání Kalmanův filtr (KF+EKF) 6. Samostatná práce (KF+EKF) a konzultace 7. Zadání Částicový filtr (ČF) 8. Samostatná práce (ČF) a konzultace 9. Samostatná práce (ČF) a konzultace 10.Samostatná práce (ČF) a konzultace 11. Zadání RRT 12. Samostatná práce (RRT) a konzultace 13. Samostatná práce (RRT) a konzultace 14. Samostatná práce (RRT), udělování zápočtů.literature:
R. Siegwart, I.R.Nourbakhsh, D.scaramuzza: Introduction to Autonomous Mobile Robots, MIT press, 2011. S. Thrun, W.Burgard, D. Fox: Probabilistic Robotics. MIT press, 2005. S.M.LaValle: Planning Algorithms. Cambridge University Press, 2006. A. Kelly: Mobile Robotics: Mathematics, Models, and Methods. Cambridge University Press, 2013. H. Choset, K. M. Lynch, S. Hutchinson, G. A. Kantor, W. Burgard, L. E. Kavraki, S. Thrun: Principles of Robot Motion: Theory, Algorithms, and Implementations (Intelligent Robotics and Autonomous Agents series), MIT Press, 2005.
1. Modely systémů diskrétních událostí 2. Petriho sítě 3. Analýza Petriho sítí 4. Časované Petriho sítě 5. Výkonnostní modely 6. Softwarové nástroje pro modelování diskrétní výroby 7. Datová analýza výrobních systémů 8. Dolování procesů (Process mining) 9. Úvod do sémantiky 10. Ontologie 11. Jazyky OWL a SPARQL 12. Sémantické vyvozování 13. Deskripční logika 14. Rezervalabs/seminars:
1. Simulace výrobního procesu 2. Úloha #1 3. Sémantické webové technologie 4. Úloha #2 - semestrální projekt SWT 5. Systémy pro ontologickou shodu 6. Domácí úloha #1 7. Závěrečný testliterature:
Cassandras, C.,G.; Lafortune, S. (2008): Introduction to Discrete Event Systems F. Baader, The description logic handbook: theory, implementation, and applications, 2nd ed. Cambridge: Cambridge University Press, 2007 R. Brachman and H. J. Levesque, Knowledge Representation and Reasoning, Morgan Kaufmann, 2004
1. Úvod, algebraické rovnice a vlastní čísla matice 2. Pohyb jako transformace souřadnic 3. Denavit-Hartenberg konvence sériového manipulátoru 4. Algebraické rovnice a metoda jejich řešení 5. Rotační matice a osa pohybu 6. Inverzní kinematická úloha pro obecný 6R sériový manipulátor I 7. Inverzní kinematická úloha pro obecný 6R sériový manipulátor II 8. Reprezentace a parametrizace rotace 9. Parametrizace osa-úhel 10. Kvaterniony 11. Kalibrace manipulátoru 12. Shrnutí.labs/seminars:
1. Seznámení s laboratorními úlohami, Maple, a-test 2. Oprava a-testu, Maple,. 3. Rotace v prostoru a její reprezentace, osa pohybu. 4. Modifikovaný Denavitův-Hartenbergův popis kinematiky manipulátoru. 5. Popis manipulátoru s redundantní kinematikou 6. Soustavy algebraických rovnic a její řešení. 7. Nalezení singulárních polohy manipulátoru. 8. Úloha 1: Řešení inverzní kinematiky 6DOF sériového manipulátoru 1. 9. Úloha 1: Řešení inverzní kinematiky 6DOF sériového manipulátoru 2. 10. Úloha 1: Řešení inverzní kinematiky 6DOF sériového manipulátoru 3. 11. Úloha 2: Identifikace kinematických parametrů 6DOF sériového manipulátoru 1. 12. Úloha 2: Identifikace kinematických parametrů 6DOF sériového manipulátoru 2 13. Úloha 2: Identifikace kinematických parametrů 6DOF sériového manipulátoru 3. 14. Prezentace úloh.literature:
Reza N. Jazar: Theory of Applied Robotics: Kinematics, Dynamics, and Control. Springer, druhé vydání, 2010. Učednice pokrývající geometrii a kinamematiku manipulátorů. Dostupná v knihovně ČVUT. M. Meloun, T. Pajdla. Inverse Kinematics for a General 6R Manipulator. CTU-CMP?2013-29. 2013. Algebraicko-numerické řešení inversní kinematické úlohy 6R manipulátoru. ftp://cmp.felk.cvut.cz/pub/cmp/articles/meloun/Meloun-TR-2013-29.pdf T. Pajdla. Elements of Geometry for Robotics. 2014. Geometry and representation of motion. Dostupné v PDF: cmp.felk.cvut.cz/cmp/courses/PRO/2014/Lecture/PRO-2014-Lecture.pdf
1. Vztah UI, rozpoznávání, učení a robotiky. Úloha rozhodování. Empirické učení. 2. Lineární modely pro regresi a klasifikaci. 3. Nelineární modely. Vyrovnání příznakového prostoru. Přeučení. 4. Metoda nejbližších sousedů. Jádrové funkce. SVM. Rozhodovací stromy. 5. Bagging. Adaboost. Náhodné lesy. 6. Grafické modely. Bayesovské sítě. 7. Markovské statistické modely. Markovské řetězy. 8. Algoritmus Expectation-Maximization. 9. Plánování. Reprezentace plánovacího problému. Metody. 10. Rozvrhování. Lokální prohledávání. 11. Neuronové sítě, základní metody, zpětné šíření chyby. 12. Další neuronové sítě. Deep learning. 13. Úloha splňování omezení (CSP). 14. Evoluční algoritmy.labs/seminars:
Ve cvičeních studenti budou řešit praktické úkoly. Získají praxi ve využití vybraných balíků pro strojové učení, grafické modely, neuronové sítě, atd. a budou sami implementovat části algoritmů.literature:
S. Russel, P. Norvig: Artificial Intelligence - A Modern Approach, 3rd ed., 2010 C.M. Bishop: Pattern Recognition and Machine Learning, 2006
1. Základní koncepty a příklady sítí technologických, informačních, společenských a biologických. 2. Algebraická a spektrální teorie grafů: laplacián grafu, matice sousednosti, vlastní čísla, vlastní vektory, neredukovatelný a vyvážený graf, rigidní grafy. 3. Algoritmy pro analýzu rozsáhlých sítí - PageRank, centralita, blízkost, clustery. 4. Typy grafů a sítí: náhodný graf, small-world síť, regulární graf, bezškálová sít. 5. Sociální a biologické sítě, vliv lídrů. Komplexnost. 6. Odolnost sítě a epidemie v sítích. 7. Dynamika v sítích - stabilita. 8. Konsensus (souhlas) v síti, synchronizace (např. ve smart gridech), princip vnitřního modelu. 9. Řízení formací: řiditelnost a pozorovatelnost v grafu, stabilita. 10. Distribuované řízení distribuovaných systémů: stabilita, kvalita řízení, vliv pasivity. 11. Distribuované odhadování (např. v bezdrátových senzorických sítích). 12. Škálování v distribuovaném řízení distribuovaných systémů: řetězcová (angl. string) nestabilita pro kolony vozidel, harmonická nestabilita, koherence. 13. Vlnové a rozptylové (angl. scattering) metody pro modelování, analýzu i syntézu sítí fyzikálních systémů. 14. Distribuovaná optimalizace: Alternating directions method of multipliers (ADMM), subgradientní metody.labs/seminars:
Cvičení budou realizována jako výpočetní, kdy studenti budou samostatně pracovat na zadaných větších projektech s možností konzultací s přítomným vyučujícím.literature:
Knihy, na nichž je předmět postaven. Studenti budou s touto literaturou během studia pracovat: 1. Mark Newman. Networks: An introduction. Oxford University Press, 2010, ISBN: 9780199206650. [Odkaz na stránky nakladatele]. 2. Mehran Mesbahi and Magnus Egerstedt. Graph Theoretic Methods in Multiagent Networks, Princeton University Press, 2010, ISBN: 9780691140612 [Odkaz na stránky nakladatele]. První část předmětu je založena na první knize, druhá část předmětu bude využívat druhou knihu. Obě knihy jsou komerčně dostupné v tištěné i elektronické formě a budou v počtu 20 ks zakoupeny do fakultní knihovny.
1. Stavový popis nelineárního dynamického systému. Zvláštnosti nelineárních systémů a typické nelineární jevy. Nástin nelineárních postupů při návrhu řízení. 2. Stabilita rovnovážných bodů. Metoda přibližne linearizace a metoda Ljapunovské funkce. 3. Invariantní množiny a princip LaSalle. Exponenciální stabilita. Analýza vlivu aditivních poruch na asymptoticky, resp. exponenciálně stabilní nelineární systém. 4. Stabilizace nelineárních systémů zpětnou vazbou pomocí řízené Ljapunovské funkce. "Backstepping". 5. Návrh řízení pomocí strukturálních metod. Transformace systémů pomocí záměny stavových a vstupních proměnných. 6. Návrh řízení pomocí strukturálních metod. Přesná zpětnovazební linearizace. Nulová dynamika a minimalita ve fázi. 7. Struktura systémů s jedním vstupem a jedním výstupem. Přesná zpětnovazební linearizace, relativní stupeň, částečná linearizace a linearizace typu vstup-výstup, zjišťování nulové dynamiky a minimality ve fázi. Příklady. 8. Struktura systémů s více vstupy a výstupy. Vektorový relativní stupeň, linearizace vstup-výstup a decoupling (odstranění vzájemných interakcí mezi vstupy), zjišťování nulové dynamiky a minimality ve fázi. 9. Struktura systémů s více vstupy a výstupy. Příklady, dynamická zpětná vazba, příklad jejího využití pro rovinný model letadla s kolmým startem a přistáním. 10. Další příklady praktického využití exaktní linearizace.labs/seminars:
1. Příklady přírodních a technických systémů modelovaných nelineárními systémy. Řízení nelineárních dynamických systémů pomocí přibližné a přesné linearizace. 2. Analýza stability nelineárních dynamických systémů. Ljapunovova funkce a princip La Salle. 3. Řízení s využitím Ljapunovovy funkce a backstepping. 4. Lieova derivace a její výpočet. 5. Přesná linearizace dynamických systémů s jedním vstupem a výstupem. 6. Přesná linearizace dynamických systémů s více vstupy a výstupy.literature:
H.K. Khalil, Nonlinear Control, Global Edition, PEARSON, 2015. Available in library
1. Opakování statistiky 2. MS, LMS a ML odhad 3. Bayesovský přistup, model dynamického systému 4. Identifikace parametrů ARX modelu 5. Sledování časově proměnných parametrů, metody zapomínání 6. Numercky robustní algoritmy odhadování 7. Regrese s využitím Gausovských procesů 8. Stochastický systém, pravděpodobnostní definice stavu, Kalmanův filtr 9. Kalmanův filtr pro barevné šumy, rozšířený Kalmanův filtr 10. Stochastick=é dynamické programování, LQ a LQG řízení, separační princip 11. Metody detekce a izolace poruch 12. Věrohodnostní poměr - teorie a aplikace 13. Nelineární odhadování - lokální a globální aproximace 14. Metody Monte Carlolabs/seminars:
Náplní seminářů je práce na zadaných projektech (implementace vybraných algoritmů v Matlabu, řešení konkrétních technických problémů), Předmětem kontroly jsou funkční algoritmy a závěrečná zpráva. Náplní domácích úkolů je řešení vybraných teoretické problému, předmětem kontroly je písemná zpráva. .literature:
Lewis, F. L., L. Xie, D. Popa: Optimal and Robust Estimation: With an Introduction to Stochastic Control Theory, CRC Press, 2005. ISBN 978-1-4200-0829-6 Simon, D.: Optimal State Estimation: Kalman, H Infinity, and Nonlinear Approaches. Wiley, 2006, ISBN: 978-0-471-70858-2 Slidy přednášek (WEB/Moodle) Zadání samostatných prací a domácích úkolů (WEB/Moodle)
1. Motivace pro optimální a robustní řízení; úvod do obecné optimalizace: optimalizační úloha bez omezení i s omezeními typu rovnost i nerovnost, to vše s možností rozšíření na nekonečně-rozměrné prostory. 2. Optimální řízení pro obecný diskrétní LTI systém; diskrétně-časové LQ-optimální řízení na konečném časovém horizontu. 3. Diskrétně-časové LQ-optimální řízení - rozšíření z konečného na nekonečný inverval (horizont) řízení; diskrétně-časová algebraická Riccatiho rovnice 4. Úvod do variačního počtu a jeho využití pro formulaci a řešení úlohy optimálního řízení ve spojitém čase. 5. Aplikace variačního počtu pro odvození spojitě-časového LQ-optimálního řízení; spojitě-časová algebraická Riccatiho rovnice. 6. Optimální řízení s volným konečným časem a s omezením na amplitudu akčních zásahů; Pontryaginův princip. 7. Dynamické programování a jeho aplikace pro odvození LQ-optimálního řízení. 8. LQG řízení (rozšíření LQ-optimálního regulátoru o Kalmanův filtr); zrobustnění LQG regulátoru metodou LTR; H_2 optimální řízení coby zobecnění LQR/LQG-optimálního řízení. 9. Neurčitost a robustnost, analýza robustní stability a kvality řízení. 10. Analýza dosažitelné kvality řízení. 11. Návrh robustního regulátoru H_nekonečno optimalizací: minimalizace smíšené citlivostní funkce, obecný H_nekonečno problém, tvarování frekvenční charakteristiky H_nekonečno optimalizací, mí-syntéza 12. Redukce řádu modelu a regulátoru 13. Lineární maticové nerovnosti a použití pro návrh optimálních a robustních regulátorů 14. Prediktivní řízení založené na modelu (angl. model predictive control, MPC)labs/seminars:
Část cvičení (zejména na začátku předmětu) bude realizována jako výpočetní, kdy studenti budou samostatně pracovat na zadaných větších projektech s možností konzultací s přítomným vyučujícím. Větší část cvičení ale bude věnována samostatné práci studentů na laboratorních úlohách.literature:
Předmět je z větší části postaven na dvou kvalitních monografiích používaných v obdobných vysokoškolských předmětech po celém světě: 1. Daniel Liberzon. Calculus of Variations and Optimal Control Theory: A Concise Introduction. Princeton University Press, 2012. 2. Sigurd Skogestad a Ian Postlethwaite. Multivariable Feedback Control - Analysis and Design. 2.vydání, Wiley, 2005. První je k dispozici zdarma a legálně na stránkách autora (web: http://liberzon.csl.illinois.edu/teaching/cvoc/cvoc.html), druhá je dnes v počtu cca 15 kusů dostupná ve fakultní knihovně a rezervována pro studenty předmětu.
1. Úvod do systémů reálného času, požadavky, vlastnosti, aplikace 2. Operační systém VxWorks 3. POSIX 1003.1b - přenositelné rozhraní operačních systémů reálného času 4. Referenční model systému reálného času 5. Off-line (hodinkami řízené) rozvrhování 6. Rozvrhování se statickou prioritou 7. Rozvrhování s dynamickou prioritou 8. Správa sdílených zdrojů v systémech reálného času 9. Kombinování real-time a běžných úloh 10. Vývoj bezpečnostně-kritického (safety-critical) aplikací, standardy pro funkční bezpečnost, úroveň bezpečnosti (SIL) 11. Techniky pro zvýšení spolehlivosti bezpečnostně kritického softwaru (redundance, kódování, dekompozice) 12. Studie HAZOP, software HAZOP, ukázka aplikace 13. Vícejádrové systémy a reálný čas, přehled RTOSlabs/seminars:
1. Základy VxWorks IDE: tvorba aplikaci, simulátor VxWorks, přístup k dokumentaci, ladění 2. VxWorks API: Mutexy, semafory 3. VxWorks API: Real-Time procesy a sdílená paměť 4. Blokování na mutexu, dědění priorit 5. Cyklická exekutiva, měření doby běhu (WCET) 6. Měření latence rozvrhovače 7. Měření latence při komunikaci po Ethernetu 8. Semestrální práce - distribuované řízení motoru v reálném čase (steer-by-wire) + vizualizace pomocí vestavěného web serveruliterature:
Buttazzo, Giorgio C, Hard Real-Time Computing Systems, Predictable Scheduling Algorithms and Applications, Springer, 2011 Burns A. and Wellings A.: Real-Time Systems and Programming Languages (Fourth Edition), Ada 2005, Real-Time Java and C/Real-Time POSIX, Addison Wesley Longmain, 2009 Redmill F., Morris Ch. et al, System Safety: HAZOP and Software HAZOP, Wiley, April 1999
1. Systémy diskrétních událostí, jejich modely a základní vlastnosti. 2. Paralelní kompozice automatů, pozorovatel stavů. 3. Supervizorové řízení diskrétních systémů. 4. Realizace a návrh supervizorového řízení. 5. Řiditelnost, pozorovatelnost, blokování stavů. 6. Petriho sítě jako další způsob popisu systémů diskrétních událostí. 7. Časované a stochastické automaty a Petriho sítě. 8. (max,plus) algebra. 9. Komunikační systémy jako systémy diskrétních událostí. 10. Modelování, analýza vlastností komunikačních systémů. 11. Výrobní systémy jako systémy diskrétních událostí. 12. Modelování a analýza vlastností výrobních systémů. 13. Ověřování vlastností systémů diskrétních událostí. 14. Hybridní systémy.labs/seminars:
Na cvičeních se bude používat prostředí pro modelování systémů diskrétních událostí, ve kterém bude možné ověřovat jejich vlastnosti. Na sadě menších úloh si studenti vyzkouší základní principy návrhu systémů diskrétních událostí a způsoby zavedení času i náhodných proměnných. V další části kurzu dostanou zadaný složitější systém (např. komunikační protokol, robotickou výrobní linku, apod.) a jejich úkolem bude systém namodelovat vybraným způsobem (stavový automat, Petriho síť, (max,plus) algebra). Na takto vytvořeném modelu budou studenti ověřovat jeho funkci pomocí verifikace, což představuje definici pravidel danou funkci popisujících a hledání případů, kdy nejsou pravidla splněna. Součástí cvičení bude porovnávání jednotlivých modelovacích přístupů a hledání alternativních možností, jak určitý případ modelovat.literature:
Cassandras, Ch., Lafortune, S. Introduction to Discrete Event Systems, 2nd edition. 2008. Hrúz, B., Zhou, M. Ch. Modeling and Control of Discrete-event Dynamic Systems: with Petri Nets and Other Tools. 2007.
1. Systémy řízení letu, jejich struktura a členění. Přehled senzorů pro určení polohy a orientace. Servomechanismy. 2. Dynamické vlastnosti letadla, působící síly a momenty předpoklady pro odvození modelu. Nelineární modely, rovnice silové, momentové a kinematické. 3. Linearizace modelů, možnosti separace rovnic. 4. Stabilizace polohových úhlů letadla, koordinovaná zatáčka, autopiloty, jejich struktura, požadavky, vlastnosti. 5. Obvody pro zvýšení stability a řiditelnosti (SAS, CAS), požadavky, obvody pro různé režimy letu. 6. Vedení letadla po trati s využitím dat ze systémů VOR a GPS. 7. Konečné přiblížení letadla před přistáním, jeho etapy a zvláštnosti jejich řízení. 8. Aplikace LQ a LQG regulace pro vybrané úlohy řízení letadla. 9. Robustní H-infinity autopiloty. 10. Aktivní potlačení vibrací, modální model, spillover. 11. Plánování letu - optimální trajektorie, bezletové zóny. 12. Plánování letu - modifikace trajektorie v průběhu letu, interakce s řízením letového provozu. 13. Systémy a metody pro řešení kolizních situací mezi letouny. 14. Modelování a simulace letecké dopravy.labs/seminars:
Cvičení předmětu jsou věnována návrhovým a simulačním příkladům a případovým studiím a práci na semestrálních úlohách. V rámci kurzu jsou zadány dvě rozsáhlejší semestrální práce - návrh a validace systému řízení pro střední dopravní letoun a návrh a simulace nelineárnímu systému pro stabilizaci satelitu kolem jedné osy.
literature: Nelson, Flight stability and automatic control, Springer, 2003, ISBN: 978-0070462731. Stevens, Lewis, Aircraft simulation and control. Wiley, 2003, ISBN: 978-0471371458.
1. Kosmická fyzika. Podmínky kosmického prostředí a jeho specifika. Vakuum. Kosmické záření a částice a jejich variace s časem a místem. Van Allenovy radiační pásy, magnetosféra, ionosféra, impakty mikrometeroroidů a debris. Základy astronomie a kosmologie. 2. Vznik a vývoj vesmíru, teorie relativity. Galaxie, aktivní galaxie, supernovy, pulzary, kvazary, gama záblesky, rudý posuv, stáří vesmíru. Kosmické pozaďové záření. Sluneční soustava a planetární a kometární mise. 3. Kosmické materiály a technologie. Jejich chování ve specifickém prostoru (vakuu), charging a outgasing a optimalizace. Radiační interakce s materiálem, radiační efekty. 4. Družice a kosmické sondy. Základní kategorie, aplikace a jejich design. Zdroje elektrické energie. Termální ochrana. Návrh kosmických misí. Landery a orbitery. 5. Palubní zařízení družic a kosmických sond a jejich design. Pozemní segment. Data handling a transmise, telemetrie. Piko a nanosatelity. 6. Dynamika letu satelitu. Linearizace, lineární analýza, póly, módy. 7. Stabilizace a řízení orientace pomocí trysek, reakčních kol, rotací. 8. Problém desaturace reakčního kola. Kooperativní řízení založené na kombinaci trysek a reakčních kol. 9. Stabilizace orientace během translačních manévrů. 10. Kosmická elektronika a její specifika. Software a programy pro kosmické lety a projekty. Jejich specifika a aplikace. Testy kosmických systémů a přístrojů. Testovací podmínky a kritéria. TRL palubních systémů a přístrojů. 11. Kosmické transportní prostředky, nosné rakety, raketoplány a alternativní transportní kosmické systémy. Princip raket na kapalná a pevná paliva, hybridní rakety. Vhodné orbity a trajektorie kosmických těles s ohledem na specifické aplikace, Lagrangeovy body. Flyby. 12. Kosmické lety s lidskou posádkou a jejich specifika zejména s ohledem na technické zabezpečení a požadavky na palubní systémy. Kosmické lodě a orbitální stanice. Dlouhodobé pilotované lety, pilotované měsíční a planetární mise. 13. Kosmická optika. Optoelektronické systémy pro vesmír. Optické, rentgenové, infračervené, rádiové, a gama teleskopy, kamery a systémy. Jejich ochrana před vlivy kosmického prostoru, shielding. 14. Kosmické navigace a telekomunikace. Dálkový průzkum, jeho druhy a využití. Multispektrální snímky a jejich aplikace.labs/seminars:
Laboratorní cvičení v rámci první poloviny semestru budou zaměřena na praktická ověření základních principů kosmické přístrojové techniky, dílčích systémů a subsystémů a metod návrhu kosmických misí. V rámci druhé poloviny budou vytvořeny skupiny studentů po 2-3, které následně budou řešit úlohy z oblasti vyučované látky. Na úloze budou pracovat společně s cvičícím tak, aby na konci semestru mohli prezentovat řešení formou krátké prezentace (cca 10 min.). V rámci cvičení budou rovněž organizovány exkurze.literature:
[1] Maimi A. K., Agrawal V.: Satellite technology-principles and applications, Wiley 2007, ISBN: 978-0-470-03335-7 [2] Fortescue P.,Stark J., Swinerd G.: Spacecraft systems engineering, 3rd edition, Wiley 2003, ISBN: 978-0-470-85102-9 [3] Tribble, Alan C.: Space Environment Implications for Spacecraft Design. Princeton University Press 2003, ISBN: 978-0-69-110299-3
1. Kmitočtové spektrum, šíření rádiových vln, antény, radiokomunikační a radarová rovnice, letecká civilní radiokomunikační služba. 2. Shannonovo schéma komunikačního systému, digitální a analogové modulace, zdrojové a kanálové kódování, metody přístupu do kanálu. 3. Letecké rádiové přijímače a vysílače, požadavky, architektura, rádiové funkční bloky 4. Letecké analogové a digitální komunikační systémy, rádiové datové linky HFDL, VDL, SATCOM. 5. Základy radiové navigace, metody AoA, ToA, TDoA, SS, triangulace, multilaterace. 6. Letecké terestriální navigační systémy DME, ILS, VOR, radiový výškoměr. 7. Výpočet polohy navigační družice, rovnice dráhy družice a její řešení, keplerovské parametry. 8. Výpočet polohy uživatele, Časová základna, relativistické jevy, jednorázové metody výpočtu polohy, chyby měření. 9. Družicové navigační signály, modulace BPSK, BOC, dálkoměrné posloupnosti, spektrum a korelační funkce, ionosférická refrakce, dvoufrekvenční měření. 10. Zpracování navigačních signálů, sledování signálu, korelátor, chyby měření, počáteční synchronizace, sériové a paralelní metody. 11. Požadavky na přesnost, integritu, kontinuitu a dostupnost leteckých navigačních systémů, diferenční měření, vysoká citlivost, RTK 12. Přehled družicových navigačních systémů, GPS, GLONASS, Galileo, Compass, podpůrné systémy WAAS, EGNOS, MSAS, GAGAN. 13. Typy radarů (primární, sekundární pasivní), zpracování signálu v radaru, dopplerovská filtrace. 14. Sekundární radar, módy A, C a S, squitter, extended squitter, ADS-B, TCAS, pasivní radiolokace, směrové zaměřovače.labs/seminars:
Laboratorní cvičení budou zaměřeny na měření funkčních bloků a celých leteckých radiostanic, měření navigačních signálů a přijímačů, zejména družicových. Další část semestru bude věnována algoritmům výpočtu polohy v družicových navigačních systémech a integraci s inerciálními senzory. Studenti budou v malých skupinách řešit samostatnou úlohy a presentovat dosažené výsledky. 1. Seznámení se s laboratoří, bezpečnost práce 2. Radiokomunikační a radarová rovnice, příklady 3. Měžení vysokofrekvenčního zesilovače 4. Měření směšovače 5. Měření přijímače letecké radiostanice 6. Měření spektra družicových navigačních signálů 7. Měření rychlosti startu, citlivosti a chyby polohy družicového navigačního přijímače 8. Zadání samostatné úlohy 9. Generování VOR a ILS signálů v GNU radiu 10. Konzultace samostatné úlohy 11. Zprcování VOR a ILS signálů v GNU radiu 12. Zpracování odpovědí sekundárního radaru v GNU radiu 13. Doplňkové měření, presentace výsledků 14. Rezervaliterature:
Misra, P.; Enge, P.: Global Positioning System. Ganga Jamuna Press, Lincoln, Massachusetts, 2006, ISBN: 978-0-97095-442-8, ČVUT 6 výtisků z toho dva v knihovně a 4 deponované. Forssell, B.: Radionavigation systems. Artech, 2008, ISBN: 978-1-59693-354-5 Kovář, P.: Družicová navigace, Od teorie k aplikacím v softwarovém přijímači, ČVUT 2016, ISBN 978-80-01-05989-0
1. Integrovaná modulární avionika - její vývoj, standardizace, architektura a použití (A380, B787) 2. Koncept Performance Based Navigation (PBN), související požadavky na senzorové vybavení a přesnost měřených veličin. 3. Statistické zpracování dat z redundantních systémů. Použití paralelních/sériových architektur a jejich meze. Použití v datech snímaných v leteckých aplikacích. 4. Koncept Failure Detection Isolation and Recovery (FDIR) v paralelně redundantních systémech. Příklad použití v elektronice systému řízení a kontroly leteckých motorů FADEC. 5. Integrované senzorové systémy, způsoby integrace a sdílení dat. Modelování senzorových systémů. Využití modelů pro kontrolu stavu a detekci chyb (FDIR). 6. Software a jeho architektura, návrh avionických systémů - požadavky, analýza výkonnosti, spolehlivosti a bezpečnosti. Prokazování způsobilosti a životní cyklus. 7. Architektura letadlových sběrnic. Letadlové sběrnice ARINC 429, 629, 659. CSDB, ASCB. 8. Letadlové sběrnice AFDX, MIL-1553, STANAG 3910. 9. Průmyslové sběrnice v letectví - CAN, CANaerospace. Vysokorychlostní a bezpečné sběrnice - SpaceWire, TTP, FlexRay, IEEE-1394. 10. Metody analýzy a testování EMI a EMS letadlových systémů. Pravidla návrhu letadlových systémů z hlediska EMC. 11. Certifikační proces při návrhu avionických systémů - požadavky, analýza výkonnosti, spolehlivosti a bezpečnosti. ICAO, EASA, letecký zákon, netransferované výrobky. 12. Standard TSO, požadavky a očekávané výstupy při certifikaci SW podle DO-178 a HW podle DO-160. Příklady. 13. Simulační systémy a jejich kategorie. Systém varování před nebezpečným přiblížením k zemi GPWS. 14. Kybernetická bezpečnost, přístup k datům a zabezpečení v palubních systémech a při sdílení dat s řízením letového provozu.labs/seminars:
Cvičení jsou zaměřena na procvičení algoritmů používaných pro přenos dat ze senzorů, zpracování senzorových informací, algoritmů detekce chyb (FDIR) a algoritmů pro fúzi dat z různých zdrojů. Cílem je přenést senzorovou informaci na výpočetní stanici, kde implementujeme zobrazení pomocí certifikovaných nástrojů DisTi. Cvičení budou probíhat pravidelně a předpokládá se postupný vývoj vzorového senzorového systému, na který se naváže algoritmus zpracování dat a kontroly chyb, s přenosem do zobrazovače vygenerovaného profesionálním nástrojem. Cvičení je koncipované jako postupné rozšiřování základní úlohy sběru dat. Pro individuální práci na projektu jsou k dispozici senzorové jednotky s bezdrátovým rozhraním, které si studenti mohou zapůjčit domů. V laboratoři by se pak měli soustředit zejména na problematiku sběru dat z měřicích zařízení a v domácí přípravě pak na řešení algoritmů zpracování dat. Průběh prací bude podložen reporty popisujícími řešení představených problémů. Tato dokumentace bude v průběhu semestru kontrolována a hodnocena.literature:
[1] Cary R. Spitzer: The Avionics Handbook (Electrical Engineering Handbook), CRC Press, 2007, ISBN: 978-0-84938-348-9.
[2] Jitendra R. Raol: Multi-Sensor Data Fusion, CRC Press, 2009, ISBN 9781439800034.
[3] Erik Blasch, DRDC Valcartier, Eloi Bosse, DRDC Valcartier, Dale Lambert: High-Level Information Fusion Management and Systems Design, Artech House, 2012,
ISBN: 978-1-60807-151-7.
Všechny publikace jsou po jednom kuse dostupné u Pavla Pačese. Jinak jsou knihy dostupné přes Amazon.
1. Přístrojové vybavení letadel, palubní desky. Odolnost proti vnějším vlivům. EMC, přehled typů elektromagnetického rušení a jejich zdrojů v letectví. 2. Letadlové energetické sítě. Zdroje elektrické energie na letadle. 3. Definice motorových parametrů vrtulového a proudového. Měření otáček, teplot a tlaků na letadlových motorech, měření krouticího momentu, vibrací. Signalizace požáru a námrazy. 4. Komplexní systém pro vyhodnocení motorových parametrů. Palivové systémy letadel, měření spotřeby paliva, celkového a kritického množství paliva. 5. Měření výšky barometrickou metodou, konstrukce výškoměrů. Mezinárodní standardní atmosféra. Měření úhlu náběhu. 6. Měření vzdušné a vertikální rychlosti, Machova čísla a teploty vnějšího vzduchu. Systémy pro měření aerometrických veličin - postupy výpočtu, používané snímače. 7. Metody a prostředky provozní a havarijní diagnostiky, palubní zapisovače a jejich záznamová média. 8. Zemské magnetické pole a jeho využití v letectví, snímače zemského magnetického pole. 9. Úvod do navigačních systémů letadel. Mechanické gyroskopické navigační prostředky. 10. Senzory inerciálních navigačních systémů - senzory úhlové rychlosti/gyroskopy, akcelerometry. 11. Navigační rovnice - odvození a postupy výpočtů. Modelování navigačních systémů. 12. Avionika bezpilotních prostředků. 13. UAV - zdroje elektrické energie, výkonová bilance.labs/seminars:
Laboratorní cvičení jsou zaměřena na praktická ověření základních principů letecké přístrojové techniky, dílčích subsystémů, senzoriky a metod vyhodnocení systémových dat. Je připraveno 12 úloh, ze kterých je požadováno vypracování zpráv shrnujících zadání/postup řešení/výsledky. V rámci cvičení budou rovněž organizovány exkurze, např. letecká základna Policie ČR (Ruzyň), trenažer B737 na ČSA.literature:
[1] Pallet, E.H.J.: Aircraft instruments and integrated systems. Longman 1992 [2] Davies M.: The standard handbook for aeronautical and astronautical engineers. McGRAW-HILL 2002 [3] Fortescu P., Stark J., Swinerd G.: Spacecraft Systems Engineering. John Wiley&Sons, Ltd. 2003 [4] Helfrick A: Principles of Avionics. Avionics Communications Inc. 2004 [5] Moir I., Seabridge A.: Aircraft systems. John Wiley&Sons, Ltd. 2008 [6] Spitzer C. R.: Avionics development and implementation. CRC Press 2007
NAlabs/seminars:
NAliterature:
NA