Informace ke kombinované nebo distanční formě Rozsah konzultací (soustředění)

E – Charakteristika studijního předmětu Název studijního předmětu Typ předmětu Rozsah studijního předmětu Jiný způsob vyjádření rozsahu Způsob zakončení Další požadavky na studenta

Matematika 1 povinný 3+2 hod. za týden není zkouška nejsou

5

dopor. ročník / semestr 6 kreditů Forma výuky

1/ZS

Př., cv.

Vyučující Prof. RNDr. Pavel Burda, CSc. Stručná anotace předmětu Obsahem předmětu Matematika 1 je úvodní kurz matematické analýzy reálné funkce jedné reálné proměnné (diferenciální a integrální počet). Témata přednášek: Základní číselné množiny. Věta o suprému. Pojem zobrazení. Pojem funkce (reálná funkce jedné reálné proměnné), vlastnosti funkcí, skládání funkcí. Základní elementární funkce, elementární a neelementární funkce – přehled. Věta o inverzní funkci, speciální dvojice vzájemně inverzních funkcí, zavedení cyklometrických funkcí. Posloupnost reálných čísel, limita, číslo e. Spojitost a limita funkce. Asymptoty. Přehled asymptot racionální funkce. Derivace, její fyzikální a geometrický význam. Pravidla pro výpočet. Derivace složené funkce, inverzní funkce. Derivace vyšších řádů. Diferenciál funkce, aplikace na přibližné výpočty. Derivace funkce zadané parametricky, v polárních souřadnicích, implicitně. Vlastnosti spojitých funkcí na omezeném uzavřeném intervalu, věty o střední hodnotě, l’Hospitalovo pravidlo, úlohy na extrémy. Vyšetřování průběhu funkce. Primitivní funkce, neurčitý integrál. Základní vzorce a integrační metody (per partes, substituce), integrace racionální funkce. Integrace vybraných iracionalit. Určitý (Riemannův) integrál, základní vlastnosti. Věta Newton-Leibnizova. Geometrické a fyzikální aplikace určitého integrálu. Numerický výpočet integrálů. Numerické řešení rovnic o jedné neznámé. Náplň cvičení: Probírá se průběžně vyložená látka na přednášce. Informace ke kombinované nebo distanční formě 28 hodin za semestr Rozsah konzultací (soustředění) Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly V průběhu semestru posluchač absolvuje 14 hodin přednášek a 14 hodin cvičení se zaměřením na aplikovanou matematiku a důrazem na precisní procvičení vzorových úloh. Samostatné studium bude podpořené souborem řešených příkladů publikovaných v e-learningovém prostředí CLIX. Každý student dostane zadánu semestrální práci zaměřenou na ověření techniky derivování a integraci vybraných typů funkcí, a na vyšetřování průběhu funkcí. Studijní literatura a studijní pomůcky Nekvinda, M.: Matematika I. [Skripta TUL.] Liberec 1999, 2000. Nekvinda, M. - Vild, J.: Matematické oříšky I [Skripta TUL.] Liberec 1999. Nekvinda, M. - Vild, J.: Náměty pro samostatné referáty z matematiky. [Skripta TUL.] Liberec 1995. Brabec, J. - Martan, F. - Rozenský, Z.: Matematická analýza I. Praha, SNTL 1985. Mezník, I. - Karásek, J. - Miklíček, J.: Matematika I pro strojní fakulty. Praha, SNTL 1992. Rektorys, K. a další: Přehled užité matematiky. Praha 1995. Vitásek, E.: Numerické metody. SNTL, Praha 1987. Přikryl, P.: Numerické metody matematické analýzy. SNTL, Praha 1985.


Úvod do lineární algebry a diskrétní matematiky povinný 1/ZS dopor. ročník / semestr 3+2 5 6 hod. za týden kreditů není zkouška Př., cv. Forma výuky nejsou

Vyučující Doc. Dr. Ing. Miroslav Rozložník (65%), Doc. RNDr. Miroslav Koucký, CSc. (35%) Stručná anotace předmětu Předmět seznamuje studenty se základy lineární algebry a diskrétní matematiky. Lineární algebra zahrnuje úvod do problematiky vektorových prostorů, základy maticového počtu, analýzy lineárních zobrazení, geometrie, úvod do problému vlastních čísel a jejich aplikace. Diskrétní matematika zahrnuje elementární úvod do teorie množin a relací, klasickou kombinatoriku, booleovské funkce, základy matematické logiky a základy teorie grafů. Témata přednášek: Soustavy lineárních algebraických rovnic, věta o řešitelnosti. Gaussova eliminační metoda. Matice, základní maticové operace. Inverzní matice, její souvislost s řešením soustavy. Determinanty a jejich aplikace při řešení soustav lineárních rovnic a v geometrii. Pojem vektorový prostor, lineární prostor, lineární (ne)závislost vektorů, báze. Skalární součin, vzdálenost. Lineární zobrazení. Matice lineárního zobrazení. Jádro a obraz lineárního zobrazení. Ortogonální transformace a matice. Problém vlastních čísel, vlastní vektory, diagonalizovatelnost, problém vlastních čísel v aplikacích, symetrické matice, kvadriky, kuželosečky. Pojem množiny, množinové operace (sjednocení, průnik, rozdíl, kartézský součin). Binární relace, zejména ekvivalence a uspořádání. Zobrazení. Kombinace, variace, permutace (bez opakování i s opakováním), subfaktoriály a jejich vlastnosti. Základní kombinatorická pravidla, princip inkluze a exkluze. Kombinatorika rozkladů. Kombinatorika na šachovnici. Lineární rekurentní vztahy (homogenní i nehomogenní) a jejich řešení. Vytvořující funkce a jejich aplikace v kombinatorice. Základy výrokové logiky. Booleovy algebry a booleovské funkce. Disjunktivní a konjunktivní normální forma. Minimalizace booleovských funkcí (Karnaughovy mapy, Quine-McCluskeyův algoritmus). Základy predikátové logiky. Reléové sítě. Pojem graf – orientovaný, neorientovaný. Reprezentace grafu a s tím související datové struktury. Sled, tah, cesta, kružnice. Vzdálenosti v grafu, poloměr a průměr grafu. Souvislost grafu, stromy, kostra grafu. Základní pojmy teorie orientovaných grafů. Čínský problém listonoše, toky v sítích, síťová analýza, Borůvkův problém minimální kostry. Rovinné grafy, Kuratowského věta. Náplň cvičení: Procvičuje se látka vyložená na předchozích přednáškách. Důraz je kladen na schopnost samostatné aplikace získaných poznatků při řešení různých typů úloh. Informace ke kombinované nebo distanční formě 28 hodin za semestr Rozsah konzultací (soustředění) Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly V průběhu semestru bude 14 hodin přednášek, na kterých budou přednášena následující témata: Soustavy lineárních algebraických rovnic. Gaussova eliminační metoda. Věta o řešitelnosti lineární soustavy. Matice, základní maticové operace, regulární matice. Inverzní matice, její souvislost s řešením soustavy. Výpočet inverzní matice. Pojem vektorový prostor, příklady vektorových prostorů, lineární kombinace. Lineární nezávislost a závislost vektorů, báze a dimenze vektorového prostoru. Problém vlastních čísel,

diagonalizovatelnost, problém vlastních čísel v aplikacích. Pro ostatní témata jsou k dispozici podrobné učební texty v pdf formátu. http://flow.kmo.vslib.cz/~www/czech/predmet.php?id=28&t=soubory. K diskusi budou vypsány konzultační hodiny na internetu. Studijní literatura a studijní pomůcky Miroslav Rozložník - Lineární algebra – skripta, http://flow.kmo.vslib.cz/~www/czech/predmet.php?id=28&t=soubory Jiří Rohn: Lineární algebra a optimalizace, skriptum MFF UK, Karolinum, 2004. Jiří Pytlíček: Cvičení z lineární algebry a geometrie, skriptum ČVUT, fak. jaderná a fyz. inženýrská, 1971 Belomír Lonek: Lineární algebra a geometrie, skriptum ČVUT, fak. jaderná a fyz. inženýrská, 1982 L. Bican: Lineární algebra a geometrie, Academia Vild J., Šedý J.: Matematika II (Algoritmy a logika). Liberec, VŠST 1978. Kolář J., Štěpánková D., Chytil M.: Logika, algebra a grafy. Praha, SNTL 1959. Kučera L.: Kombinatorické algoritmy. Praha, SNTL, 1989 Nešetřil J., Matoušek J.: Kapitoly z diskrétní matematiky. Praha, Karolinum, 2000.


Číslicové počítače povinný 2+2 hod. za týden není zkouška nejsou

4


1/ZS

Př., cv.

Vyučující Doc. Ing. Petr Tůma, CSc. Stručná anotace předmětu Úvodní předmět do studia informatických předmětů. Seznámení se základními pojmy a standardy počítačové techniky. Základní rozdělení počítačových systémů a informace o jejich architektuře. Komunikace mezi počítači. Témata přednášek: Základní pojmy počítačové techniky Standardní jednoduché a vybrané složené datové typy, datové struktury Operační paměť počítače, způsoby adresování, ukládání dat v paměti Procesor, instrukce pro přesuny dat, pro logické operace, aritmetické operace, instrukce pro větvení programu Program, podprogram, standardní programové konstrukce Vstupní-výstupní operace, standardní počítačová rozhraní Disková zařízení, periferie Struktura programového vybavení Operační systémy Aplikační programy Vývojové prostředky Náplň cvičení: Číselné soustavy Standardní datové typy Binární tvar informace uložené v počítači, převody Grafické adaptéry, práce s video pamětí (textový režim v DOSu), ukázky příslušných programů v Pascalu Výstavba programátorského modelu procesoru, registry, paměť, IO prostor Vytváření sekvencí instrukcí Stavba jednoduchých programových konstrukcí Cykly Časování programu Komunikace se standardními periferiemi Informace ke kombinované nebo distanční formě 20 hodin za semestr Rozsah konzultací (soustředění) Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly Posluchači absolvují 10 hodin přednášek a 10 hodin cvičení. Probíraná témata budou publikovaná v e-learningovém prostředí CLIX v plném rozsahu studijního programu. Samostatné studium bude řízené systémem "self" testů a pro získání zkoušky bude potřebné úspěšně absolvovat 1 průběžný a 1 závěrečný test. Studijní literatura a studijní pomůcky [1] Nashelsky, L.: Introduction to digital technology. John Wiley & Sons, New York 1983 [2] Jinoch, J., Muller, K., Vogel, J.: Programování v jazyku Pascal. SNTL, Praha 1988 [3] Borland: Turbo Pascal, Reference guide. 1989 [4] Šnorek, M., Richta, K.: Připojování periférií k PC. Grada, Praha 1996 [5] Intel: Embedded microcontrollers I. 1990


Základy logického řízení povinný 2+2 hod. za týden není zkouška nejsou

4


1/ZS

Př., cv.

Vyučující Ing. Miloš Hernych Stručná anotace předmětu Předmět je úvodem do problematiky logického řízení. Studenti se seznámí s metodami návrhu systémů pro zpracování logických signálů, přičemž hlavní důraz je kladen na pochopení funkce, programování a obecné zásady nasazení programovatelných logických automatů (PLC) při řízení strojů a technologických procesů. Témata přednášek: Logické řízení - vymezení pojmů (logický systém, signály analogové, číslicové, binární, logické hodnoty, statické a dynamické zobrazení informace, logické proměnné, logické operátory, logické funkce,…). Kombinační logické systémy - pravdivostní tabulka, algebraické úpravy a úspory, minimalizace pomocí Kmapy, kodéry, multiplexory. Sekvenční logické obvody - klopný obvod RS, JK, D. Popis sekvenčních logických obvodů (tabulka, graf, stavový diagram). Realizace logických funkcí - reléová logika - liniové schéma, KOP (kontaktplan), elektronická logika bloková schémata, programové řešení - PLC. PLC a SoftPLC - princip funkce, konstrukční a elektrické provedení, základní přehled trhu. Programování podle IEC/ČSN EN 61131: základní pojmy základní prvky datové typy a proměnné funkce, funkční bloky a programy. Textové jazyky dle IEC/ČSN EN 61131 Instruction List Structured Text Grafické jazyky dle IEC/ČSN EN 61131 Ladder Diagram Function Block Diagram Firemní vývojové prostředky. Praktické tipy a triky. Petriho sítě, víceprocesorové systémy, komunikace v sítích, vizualizace. Náplň cvičení: Programování mikrosystému Siemens LOGO! Seznámení s programovacím prostředím Mosaic pro PLC Tecomat, základní dovednosti. PLC Tecomat - práce se střadačem, logické a aritmetické operace, registry, čítače, časovače. Jednoduché, společně řešené příklady logického řízení s praktickým ověřením v PLC. Samostatně řešené příklady, programování PLC s využitím reálných laboratorních fyzikálních systémů a virtuálních modelů.

Informace ke kombinované nebo distanční formě

24 hodin za semestr Rozsah konzultací (soustředění) Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly K předmětu jsou dostupné elektronické studijní materiály v prostředí CLIX. Dále jsou volně dostupné materiály výrobců řídicích systémů, pro kombinovanou formu studia je vhodná zejména elektronická dokumentace na WWW stránkách firmy Teco, a.s. (viz literatura). Cvičení jsou organizována tak, aby na nich studenti překonali nejobtížnější partie, samostudium probíhá mj. pomocí individuálně zadávaných úkolů. Kromě fyzikálních modelů, instalovaných a dostupných v laboratoři logického řízení jsou k dispozici i virtuální modely vybraných technologických systémů, spustitelné na libovolném PC s OS Windows. Pro jejich řízení a ověření naprogramovaných algoritmů mohou studenti využít buď programovatelné automaty v laboratoři, vyhrazené pro vzdálený přístup po Internetu, nebo SoftPLC, využitelné i na počítačích bez možnosti kvalitního on-line připojení k Internetu. Studijní literatura a studijní pomůcky [1] Bernard, J.M. a kol - Od logických obvodů k mikroprocesorům, SNTL, Praha, 1988. [2] IEC 61131-3. IEC. [3] Martinásková, M., Šmejkal, L. - Řízení programovatelnými automaty. ČVÚT Praha 1998.ISBN 80-0101766-4. [4] Neumann, Grotsch, Lubkoll, Simon : SPS-Standard: IEC61131. Oldenbourg . ISBN 3-486-27005-2 [5] Zezulka, F. - Automatizační prostředky . VUT Brno, 1999.ISBN-80-214-1482-0 [6] Bayer, J. , Hanzálek, Z, Šusta R. - Logické systémy pro řízení. ČVUT 2000. [7] Firemní materiály Siemens. [8] Firemní materiály Teco, zejména: Začínáme v prostředí MOSAIC (http://www.tecomat.cz/docs/cze/Software/Mosaic/TXV00320.pdf) Programování PLC TECOMAT podle IEC 61131-3 (http://www.tecomat.cz/docs/cze/Software/Mosaic/TXV00321.pdf) Příklady programování PLC TECOMAT - model 32 bitů (http://www.tecomat.cz/docs/cze/General/txv00404.pdf) Příručka programátora PLC TECOMAT (http://www.tecomat.cz/docs/cze/tecomat/txv00109.pdf)


Technická dokumentace povinný 2+1 hod. za týden není klasifikovaný zápočet nejsou

3


1/ZS

Př., cv.

Vyučující Doc. Ing. Vítězslav Fliegel, CSc. (50%), Doc. Ing. Zdeněk Plíva, Ph.D. (50%) Stručná anotace předmětu Stručná anotace předmětu: Předmět je zaměřen na získání základních dovedností při čtení technické dokumentace z oblasti stavebnictví, strojírenství a elektrotechniky a na pravidla tvorby základních typů technické dokumentace. Témata přednášek: Základní způsoby zobrazování ve stavebnictví z pohledu požívaných typů projekcí a normových předpisů pro zobrazování konstrukcí. Nejčastější typy výkresů: půdorysy, řezy a pohledy v ortogonální projekci, význam druhů čar, grafické zkratky materiálů a zařizovacích předmětů, způsoby kótování. Součástí přednášky bude rovněž praktická ukázka stavebních výkresů a jejich čtení. Promítání na více průměten, proniky, zobrazování v řezech a průřezech. Předpis přesnosti, jakosti povrchu (drsnost povrchu a povrchové úpravy) na technických výkresech. Pravidla rozměrového a geometrického tolerování. Zobrazování normalizovaných součástí a jejich specifikace. Základní pravidla pro elektrotechnické výkresy, používané značky, symboly. Metodika označování součástek. Knihovní soubory. Postup vývoje v elektrotechnice. Vlastnosti CAD systémů a jejich členění, řízení toku informací, sledování dokumentů. Pravidla vytváření textové dokumentace a prezentace. Náplň cvičení: Procvičení základních dovedností v orientaci ve stavebních výkresech, přehled používaných podpůrných prostředků. Praktická ukázka stavebních výkresů a jejich čtení. Využití konstruktivních metod při tvorbě technické dokumentace. Zobrazení technického předmětu promítáním metodou promítání na více průměten. Skicování technických předmětů. Práce s výrobním výkresem. Práce se zdroji informací, orientace v katalogových listech, základní vlastnosti CAD systémů pro elektrotechniku. Čtení schémat, osazovacích výkresů, kusovníků, generování výrobních dat. Informace ke kombinované nebo distanční formě 10 hodin za semestr Rozsah konzultací (soustředění) Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly V průběhu semestru budou přednášky kombinovány se samostudiem za podpory distančních forem výuky. Předpokládá se využití on-line i off-line konzultací. Cvičení v průběhu semestru jsou nahrazeny samostudiem. Pro praktické dovednosti v oboru bude využito kombinací samostudia a konzultací na soustředěních. Studijní literatura a studijní pomůcky [1] Pustka, Z.: Základy konstruování (tvorba technické dokumentace). Scriptum, TU Liberec, 2004. [2] Řasa, J., Švercl, J.: Strojnické tabulky 1 pro školu i praxi. Praha 2004. [3] Švercl, J.: Technické kreslení a deskriptivní geometrie pro školu i praxi. Praha, 2003. [4] Šťastný, J., Třeštík, B.: Manuál technické dokumentace. České Budějovice, 1998. [5] Drastík, F.: Normativně technická dokumentace. Praha, 1998 [6] Drastík F.: Technické kreslení podle mezinárodních norem I.Montanex 2001,ISBN: 80-7225-013-2 [7] Toman J.: Technické kreslení podle mezinárodních norem II.Montanex 2001,ISBN: 80-85780-27-5 [8] Poláček D.: Technické kreslení podle mezinárodních norem III.Montanex 1999,ISBN: 80-85780-28-3


Úvod do inženýrství povinný 2+0 hod. za týden

Vyučující

Prof. Ing. Vojtěch Konopa, CSc. RNDr. Karel Brodský PhDr. Adam Kretschmer

2

klasifikovaný zápočet


1/Z

cvičení

Stručná anotace předmětu Stručná anotace předmětu Předmět zajišťuje úvodní seznámení se studiem inženýrství, jeho historií, členěním a vzájemnými souvislostmi. Je zdůrazněn průnik přírodních věd, elektrotechnického a strojního inženýrství a je podán přehled moderních technologií, projekčních, konstrukčních, vývojových, plánovacích a rozhodovacích metod. Témata přednášek: 1. Systém terciálního vzdělávání. 2. Dějiny inženýrství. 3. Členění inženýrských oborů se zřetelem na strojírenství, elektrotechniku a informatiku. 4. Informatika a kybernetika. 5. Knihovna a základní informační služby. 6. Úvod do informačních studií. 7. Světový informační průmysl. 8. Databáze, databázová centra a vyhledávače. 9. Úvod, pojmy, životní prostředí – složky. 10. Právní ochrana složek životního prostředí. 11. Ochrana a tvorba životního prostředí v průmyslové praxi. 12. Systémy EMS ( Environmentální managerský systém ), závěr – testy. Studijní literatura a studijní pomůcky Zákon o vysokých školách č.111/98 Sb. a navazující univerzitní předpisy. Kronika techniky. Fortuna Print, 1993. Wiener Norbert: Kybernetika, neboli řízení a sdělování v živých organismech a strojích. SNTL, 1961.


Principy kritického myšlení povinný 2+0 2 hod. za týden Není zápočet nejsou


1/ZS

Př.

Vyučující PhDr. David Krámský, Ph.D. Stručná anotace předmětu Vývoj myšlení s důrazem na filosofii. Kriticismus a vědecké myšlení Témata přednášek: Vývoj evropské kosmologie a ontologie od starého Řecka do dnešní doby. Mytologické modely světa a filosofický obrat myšlení; vesmír a látka u starých Řeků; konečné, nekonečné, apeiron. Středověké universum. Novověké představy a kritika newtonovského universa. Vesmír a látka po relativistickém obratu ve fyzice. Náplň cvičení: Samostatná práce s textem: úvodový typ textu, práce s textem z dějin filosofie, text filosofický. Esej či úvaha na zadané téma. Diskuse. Referáty na vybraná témata z dějin filosofie: myšlení starověkého Orientu; některé etické systémy Evropy: stoicismus, epikureismus; vývoj názorů teologických. Informace ke kombinované nebo distanční formě 8 hodin za semestr Rozsah konzultací (soustředění) Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly Studenti absolvují v průběhu 8 hodin cvičení resp. seminářů. V těchto hodinách budou probírané základy filozofie a kritického myšlení. Další informace budou určené tématicky a k nim bude upřesněna literatura a rozsah požadovaných znalostí. Většinou se jedná o přehledové a úvodní témata do jednotlivých filozofických směrů, pro která existuje velké množství vhodné literatury. Kritické a vědecké myšlení bude předmětem samostatné práce, kterou student obhájí v závěru semestrálního kurzu.

Studijní literatura a studijní pomůcky [1] H. J. Störig: Malé dějiny filosofie [2] J. Syrovátka: Kosmologické motivy [3] J. Grygar: Vesmír jaký je



5


1/LS

Př., cv.

Vyučující Prof. RNDr. Pavel Burda, CSc. Stručná anotace předmětu Obsahem předmětu jsou obyčejné diferenciální rovnice včetně numerických metod jejich řešení, diferenciální počet funkcí více proměnných a základní poznatky o komplexních číslech a číselných řadách. Témata přednášek: Pojem obyčejné diferenciální rovnice (DR) a jejího analytického řešení. Směrové pole. Numerické metody řešení – Eulerova metoda, metody Runge-Kutta. Separovatelné DR (separace proměnných, DR s homogenní funkcí). Lineární DR 1. Řádu. Variace konstanty. Lineární DR n-tého řádu, metoda neurčitých koeficientů. Laplaceova transformace a její aplikace při řešení lineárních DR Aplikace DR při popisu a řešení geometrických a technických úloh. Funkce více proměnných (n = 2), definiční obor, graf, hladina, vrstevnice. Parciální derivace, totální diferenciál, tečná rovina, gradient. Derivace složené funkce, funkce zadané implicitně, směrová derivace. Kvadratická forma. Lokální extrémy funkce n proměnných. Vázané extrémy, Lagrangeova metoda. Globální extrémy. Komplexní čísla, jejich různé vyjádření, počítání s komplexními čísly. Posloupnosti a řady komplexních čísel. Posloupnost částečných součtů nekonečné řady, pojem součtu řady. Kriteria konvergence (odmocninové, podílové, integrální. Absolutní konvergence. Náplň cvičení: Probírá se průběžně vyložená látka na přednášce. Informace ke kombinované nebo distanční formě 28 hodin za semestr Rozsah konzultací (soustředění) Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly V průběhu semestru posluchač absolvuje 14 hodin přednášek a 14 hodin cvičení se zaměřením na aplikovanou matematiku a důrazem na precisní procvičení vzorových úloh. Samostatné studium bude podpořené souborem řešených příkladů publikovaných v e-learningovém prostředí CLIX. Každý student dostane zadánu semestrální práci zaměřenou jednak na ověření znalostí řešení vybraných typů obyčejných diferenciálních rovnic, s případnými aplikacemi, a jednak na hledání extrémů funkcí více proměnných. Studijní literatura a studijní pomůcky Nekvinda, M.: Matematika II. [Skriptum TU.] Liberec 2000. Brabec, J. - Hrůza, B.: Matematická analýza II. Praha 1986. Budinský, B. - Charvát, J.: Matematika II. Praha 1990. Ivan, J.: Matematika 1; 2. Bratislava/Praha 1983; 1989. Nekvinda, M.- Říhová, H. - Vild, J.: Matematické oříšky II. [Skriptum TU.] Liberec 1999. Jirásek,F.- Čipera,B.- Vacek,M.: Sbírka řešených příkladů z matematiky II. Praha 1989. Kluvánek, I. - Mišík, L. - Švec, M.: Matematika I. Bratislava 1959. Mezník, I. - Karásek, J. - Miklíček, J.: Matematika I pro strojní fakulty. Praha 1992. Nagy, J.: Elementární metody řešení obyčejných diferenciálních rovnic. Praha 1978. Ellis, R. - Gullick, D.: Calculus. New York 1990. Marsden, J. E. a kol.: Basic Multivariable Calculus. Springer, NewYork 1993. Vitásek, E.: Numerické metody. SNTL, Praha 1987.


Fyzika 1 povinný 4+2 hod. za týden není zkouška nejsou

6


1/LS

Př., cv.

Vyučující Doc. RNDr. Miroslav Šulc, Ph.D. Stručná anotace předmětu První část základního kurzu je úvodem do studia fyziky. Zavádí fyzikální veličiny, formuluje základní fyzikální zákony a rozvíjí fyzikální myšlení. Svým obsahem zahrnuje mechaniku hmotného bodu, soustavy hmotných bodů a tuhého tělesa, kmity, vlnění a akustiku, molekulovou fyziku a termodynamiku. Témata přednášek: Význam fyziky pro rozvoj technologie. Fyzikální veličiny, jednotky, systém SI, rozměr, rozměrová analýza, skaláry, vektory. Algebraické operace s vektory: skalární, vektorový součin, přírůstek vektoru, derivace vektoru podle času. Kinematika hmotného bodu. Vztažná soustava, průvodič, trajektorie, vektor rychlosti a zrychlení. Speciální případy pohybu: pohyb přímočarý (rovnoměrný, rovnoměrně zrychlený), pohyb po kružnici, úhlová rychlost, úhlové zrychlení, tečné a dostředivé zrychlení. Kinematika obecného křivočarého pohybu: oskulační kružnice, poloměr křivosti, tečné a normálové zrychlení. Dynamika hmotného bodu, hmotnost, hybnost, síla, výsledná síla. Newtonovy zákony. Základní schéma dynamiky: počáteční podmínky, rozbor sil, sestavení pohybové rovnice, řešení pohybové rovnice (analytické, numerické). Empirické vztahy pro mechanická silová působení: reakce okolních těles, tření, odpor prostředí, vztlaková síla, elastická síla, tuhost elastické vazby, gravitační síla. Newtonův gravitační zákon a jeho aplikace, tíha. Silové působení při pohybu po kružnici, dostředivá a odstředivá síla ve významu pravých sil. Příklady s užitím analytického resp. numerického řešení pohybových rovnic. Inerciální, neinerciální vztažné systémy, setrvačné síly: unášivá, odstředivá, Coriolisova síla, tíha. Práce, výkon, kinetická energie, věta o přírůstku kinetické energie hmotného bodu. Soustava hmotných bodů, vnitřní a vnější síly, věta o přírůstku kinetické energie pro soustavu hmotných bodů. Potenciální energie : tíhová, elastická. Obecná definice potenciální energie systému, konzervativní, nekonzervativní síly. Zákon zachování mechanické energie soustavy, podmínky platnosti. Obecný zákon zachování energie. Impuls síly, věta o přírůstku hybnosti hmotného bodu a soustavy hmotných bodů, první pohybová rovnice soustavy, zákon zachování hybnosti soustavy, podmínky platnosti. Těžiště soustavy, pohybová rovnice těžiště. Druhá pohybová rovnice soustavy: moment síly, moment hybnosti (točivost). Zákon zachování momentu hybnosti, podmínky platnosti. Tuhé těleso, translační, rotační pohyb, podmínky rovnováhy, rotace tuhého tělesa kolem pevné osy, kinetická energie rotačního pohybu, moment setrvačnosti, vztah mezi výkonem a momentem síly. Kmitání. Kinematika a dynamika harmonického pohybu: základní pojmy, fáze, vztah mezi frekvencí, hmotností a tuhostí vazby, energie harmonického pohybu. Fyzické a matematické kyvadlo. Tlumené, nucené kmitání, rezonance. Skládání kmitů téže frekvence, různé frekvence, skládání kolmých kmitů. Vlnění. Kinematika vlnění v dimenzi 1+1, 1+3: Základní pojmy: Fáze, vlnová délka, frekvence, fázová rychlost, vlnoplocha. Vztah pro okamžitou výchylku vlnění, rovinná vlna, sférická vlna. Interference vlnění téže frekvence, různé frekvence, stojaté vlnění. Grupová rychlost, disperze vlnění. Lom, odraz vlnění. Intenzita vlnění. Akustika, zvuk, ultrazvuk, hladina intenzity zvuku, zdroje zvuku, aplikace ultrazvuku, akustická diagnostika. Molekulová fyzika. Atom, molekula, látkové množství, molární hmotnost. Mezimolekulární interakce, stavba skupenství. Mikroskopické vysvětlení přenosových jevů, vedení tepla, difúze. Aplikace v technologii. Ideální plyn, mikroskopické vyjádření tlaku a vnitřní energie, stavová rovnice. Fyzikální principy termodynamiky. Termodynamický systém, rovnovážný, nerovnovážný stav, stavové parametry, teplota, teplo, kalorimetrie. První věta termodynamická, aplikace na ideální plyn. Entropie. Druhá věta termodynamická. Tepelný motor, Carnotův cyklus.

Náplň cvičení: Teoretická cvičení navazují bezprostředně na přednášky a procvičují látku řešením úloh převážně z oblasti technických aplikací fyziky. Obtížnější úlohy jsou řešeny týmově, méně obtížné individuálně. Během semestru absolvují posluchači dva testy. Informace ke kombinované nebo distanční formě 30 hodin za semestr Rozsah konzultací (soustředění) Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly

V průběhu semestru bude 24 hodin přednášek věnovaných kompletní tématice. Po úvodních přednáškách bude první cvičení, kde si studenti osvojí metodiku řešení příkladů. Bude zadána sada příkladů s uvedenými výsledky k domácímu procvičení. V druhém a třetím cvičení se proberou úlohy, jejichž řešení by činilo některým studentům problémy. K získání zápočtu bude nutné vypočítat zadané příklady. Schopnost řešit tyto zadané příklady bude kontrolována v písemné části zkoušky. Studijní literatura a studijní pomůcky KOPAL, A. a j.p. Fyzika 1, Liberec: skripta TUL, 2005 KOPAL, A. a kol. Příklady z fyziky I., Liberec: skripta TUL, 2004, Wagner, J., Kopal. A: Fyzika I. Skripta, TU Liberec 1995. Šanderová, V., Kracík, J.: Fyzika. SNTL, Praha 1989 KVASNICA, J. a kol. Mechanika. Praha: Academia, 2004 Halliday, D., Resnick, R., Walker, J.: Fyzika. VUTIUM Brno, PROMETHEUS Praha, 2001. Feynman, R. P., Leighton R.B., Sands, M.: Feynmannovy přednášky z fyziky. FRAGMENT, Havlíčkův Brod 2000. Díl I.


Základy spojitého řízení povinný 3+2 hod. za týden není zkouška nejsou

5


1/LS

Př., cv.

Vyučující Doc. Ing. Josef Janeček, CSc. Stručná anotace předmětu Výuka předmětu je zaměřena na základy popisu a analýzu lineárních dynamických systémů a regulačních obvodů. Jsou uvedeny základy modelování a simulace dynamických systémů. Analýza je založena na vyjádření dynamiky přenosovou funkcí. Předmět poskytuje informaci o chování zpětnovazebních obvodů, zejména spojitých s PID regulátory včetně základních metod optimalizace nastavení jejich parametrů. Důraz je kladen na experimentální přístupy. Uvedena je i základní informace o PSD regulátorech. Témata přednášek: Dynamický systém, vstupní, výstupní a poruchové veličiny, přenos a zpracování informace, zpětnovazební systémy, typické aplikace v průmyslu. Matematicko-fyzikální analýza, linearizace popisu v pracovním bodu, stavový popis. Modelování a simulace chování dynam.systémů, prostředky a metody modelování (m.snižování řádu derivace, m. postupné integrace), obecné buzení a počáteční podmínky. Praktické simulace v prostředí MATLAB-Simulink. Použití Laplaceovy transformace pro řešení diferenciálních rovnic, rozbor dynamiky systémů 1.a 2. řádu, obrazový přenos, klasifikace (řád, astatismus, časové konstanty, statické zesílení, ... ), fyzikální příklady. Statická a dynamické charakteristiky, frekvenční charakteristika (její fyzikální význam a vyjádření v komplexní rovině a logaritmických souřadnicích). Základy identifikace, vyhodnocení přechodové charakteristiky, metoda aproximace. Přenosy složitějších obvodů, bloková algebra, Masonův vzorec.Stabilita lineárních dynam.systémů, kritéria stability. Regulační obvody s dvou a třípolohovou regulací, spojité regulační obvody s PID regulátorem. Vlastnosti PID regulátoru a jeho realizace. Oblast stability, vliv parametrů regulátoru na statické a dynamické chování obvodu. Úvod do syntézy regulačních obvodů. Empirické a experimentální metody seřízení PID regulátoru (variace parametrů, ZieglerNicholsonova metoda). Číslicová regulace, PSD regulátory. Případová studie. Náplň cvičení: Určení diferenciální rovnice vybraného reálného dynam. systému matematicko-fyzikální analýzou, modelování a simulace jeho chování. Určení reakce matematickými prostředky pomocí Laplaceovy transformace. Měření statických a dynamických charakteristik reálného systému, určení jeho diferenciální rovnice vyhodnocením přechodové charakteristiky s následnou simulací a srovnáním výsledků. Měření několika bodů frekvenční charakteristiky. Regulační obvod dvou a třípolohové regulace (reálné měření a simulace jeho chování). Empirické a experimentální seřízení parametrů PID regulátoru v simulovaném prostředí i na reálném fyzikálním objektu. Informace ke kombinované nebo distanční formě 28 hodin za semestr Rozsah konzultací (soustředění) Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly Výuka v kombinované formě studia je masivně podporována elektronickými studijními materiály dostupnými prostřednictvím Internetu. Jednak v klasické formě, v současné době běžně využívané studenty prezenčního studia, jednak ve formě e-learningových nástrojů v prostředí CLIX, včetně zavedené diskusní skupiny k tomuto předmětu. Velmi významným distančním nástrojem pro vytváření praktických zkušeností posluchačů je fungující R-laboratoř KŘT (remote = vzdálený), umožňující posluchačům prostřednictvím Internetu

ovládat reálné fyzikální úlohy v laboratořích katedry. Prostřednictvím MATLAB Web serveru mohou navíc posluchači (opět prostřednictvím Internetu) pracovat ze vzdáleného pracoviště v simulačním prostředí MATLAB Simulink. Pokud posluchači nemají přístup k Internetu, mohou využít technického vybavení učeben a laboratoří katedry ve vyhrazených termínech. Samozřejmostí jsou všechny elektronické studijní materiály (jejichž charakter to umožňuje) vypálené na CD, které obdrží každý posluchač na začátku semestru. Studijní literatura a studijní pomůcky Nise,N.S.: Control Systems Engineering. NY, John Wiley & Sons, Inc. 2000 . Olehla,M.: Základy aplikované kybernetiky. /Skriptum/. Liberec, TUL 1997. Fenclová,M.-Pech,Z.-Suková,M.: Teorie automatického řízení. /Skriptum/. Praha, ČVUT FEL 1998 . Dušek,F.: Matlab a Simulink, úvod do používání. /Skriptum/. Univerzita Pardubice 2000. Kozák, Š.-Kajan,S.: Matlab-Simulink 1. Bratislava, STU 1999. Studijní materiály http://www.mti.tul.cz/cs/zsr-mater


Elektrické obvody povinný 2+2 hod. za týden není zkouška nejsou

4


1/LS

Př., cv.

Vyučující Ing. Martin Černík, Ph.D. Stručná anotace předmětu Cílem předmětu je seznámení se základními charakteristikami harmonických veličin, definicemi prvků elektrických obvodů a vlastnostmi lineárních obvodů v ustáleném stavu. Předmět zahrnuje též významné obvody, jako jsou jednofázové a vícefázové soustavy, vlastnosti takových soustav, výkony a jejich měření. Zabývá se metodami analýzy lineárních elektrických obvodů. Charakterizovány jsou elektrické obvody typu 2-branů. V části lineárních obvodů jsou též informace o přechodných stavech jednoduchých obvodů. V závěru jsou uvedeny základní pojmy z nelineárních obvodů. Témata přednášek: Úvod - Oblasti uplatnění elektrotechniky a elektroniky ve výrobě I. Střídavé proudy a napětí. Základní charakteristiky harmonického napětí a proudu. Skládání jednoduchých harmonických funkcí. II. Elektrické obvody a jejich prvky. Rozdělení elektrických obvodů, idealizované aktivní a pasivní dvojpóly. Obvody napájené harmonickými proudy a napětími. Sériový a paralelní rezonanční obvod. Výkon jednofázového harmonického proudu a jeho měření. Kompenzace účiníku. Trojfázová soustava. Spojení do hvězdy a trojúhelníka. Výkon obecné trojfázové soustavy a jeho měření. III. Metody analýzy lineárních elektrických obvodů. Metoda Kirchhoffových zákonů. Metoda smyčkových proudů. Metoda uzlových napětí. IV. Elektrické obvody typu dvojbranů. Dvojbran jako zvláštní případ 4-pólu. Impedanční a admitanční charakteristiky dvojbranů. V. Přechodové jevy. Přechodové jevy v jednoduchých obvodech. VI. Nelineární obvody. Charakteristiky nelineárních obvodových prvků. Analýza nelineárních obvodů. VII. Periodický ustálený stav v neautonomních obvodech. Rozklad neharmonických periodických funkcí . Náplň cvičení: Symbolicko - komplexní počet. Výpočet impedance, resp. admitance lineárních obvodů, fázorové diagramy. Měření základních vlastností lineárních obvodů. Analýza lineárních obvodů s využitím počítače. Charakteristiky rezonančního obvodu. Výkon jednofázového a trojfázového harmonického proudu a jeho měření. Kompenzace účiníku. Kompenzace definované zátěže. Frekvenční závislost impedance jednoduchého dvojbranu. Přizpůsobení dvojbranů a zátěže. Přechodové jevy v jednoduchých lineárních obvodech. Řešení vybraných nelineárních obvodů. Návrh a realizace jednoduchých obvodů s nelineárními prvky (neřízený usměrňovač). Měření vlastností takových obvodů. Informace ke kombinované nebo distanční formě 20 hodin za semestr Rozsah konzultací (soustředění) Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly V průběhu semestru proběhne 12 přednášek a 8 cvičení. Veškerý obsah přednášek pokrývají elektronické prezentace ve formátu MS Power Point, které jsou zveřejněny na webových stránkách předmětu (odkaz níže). V rámci cvičení budou prováděny především výpočetní úlohy podle náplně cvičení – 6 hodin a ve dvouch hodinách se ustkuteční některá základní elektrická měření. (Měření stejnosměrného a střídavého napětí a proudu, měření odporu). Každému studentovi kombinovaného studia bude na začátku semestru zadána

individuální práce (výpočet obvodových veličin a parametrů obvodu) v rozsahu 6 příkladů, kterou bude samostatně řešit v rámci domácí přípravy a případné nedostatky konzultovat. Studijní literatura a studijní pomůcky

Mikulec,M.,Havlíček,V.: Základy teorie elektrických obvodů. Skriptum ČVUT Praha, 1997 Čmejla,R.,Havlíček,V.,Zemánek,I.: Základy teorie obvodů 1. Skriptum ČVUT Praha, 2000 Studijní materiály na webové stránce http://www.mti.tul.cz/cs/elo-mater


Programování povinný 2+2 hod. za týden není zkouškou nejsou

4


1/LS

Př., cv.

Vyučující Ing. Jiřina Královcová, Ph.D. Stručná anotace předmětu Předmět je úvodem do problematiky programování v programovacím jazyce vyšší úrovně. Studenti se seznámí se základními postupy při algoritmizaci úloh a s realizací algoritmů pomocí výrazových prostředků programovacího jazyka vyšší úrovně. Témata přednášek: 1. Struktura programu. Základní lexikální elementy. Příkazy a jejich použití pro zápis jednoduchých algoritmů. 2. Jednoduché datové typy (logické hodnoty, čísla, znaky, intervaly a výčty). Konstantní hodnoty a proměnné jednoduchých datových typů. Operace a standardní funkce definované pro manipulaci s jednoduchými typy. Ordinalita typu. Konstrukce výrazů a kompatibilita typů. 3. Použití procedur a funkcí pro strukturovaný zápis programu. Parametry procedur a funkcí. Bloková struktura programu. Rozsah platnosti identifikátorů. 4. Strukturované datové typy. Pole, záznam, množina - deklarace a přístup k položkám. Vícerozměrná pole. Algoritmy pro základní operace s polem čísel. 5. Soubory. Realizace vstupně-výstupních operací. Textové a binární soubory. Základní rutiny pro správu binárního souboru - vytvoření, výpis, aktualizace. 6. Rekurze a její použití při implementaci algoritmů. Algoritmy třídění - implementace a porovnání. 7. Organizace paměti programu. Ukazatele a jejich použití. Dynamické přidělování paměti. Implementace dynamických datových struktur a manipulace s nimi. 8. Základy objektového programování. Základní vlastnosti OOP - datové položky a metody, dědičnost, polymorfismus. Použití objektů při implementaci algoritmu. Náplň cvičení: Obsahem cvičení je realizace algoritmů v programovacím jazyce vyšší úrovně ve vybraném vývojovém prostředí. Algoritmy realizované v průběhu semestru sledují průběžně témata, která jsou obsahem přednášek. Každý student navíc v průběhu semestru vypracovává samostatnou semestrální práci. Informace ke kombinované nebo distanční formě 20 hodin za semestr Rozsah konzultací (soustředění) Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly V průběhu semestru posluchač absolvuje 12 hodin přednášek, v rámci kterých budou uvedena témata 1-6. Doplnění témat 1-6 a studium problematiky 7 a 8 bude předmětem samostudia. K tomuto účelu budou studentům zapsaným ke studiu k dispozici, mimo doporučené knižní literatury, i učební texty doplněné sadou testů průběžně zveřejňované v e-learningovém systému CLIX. Studenti budou mít možnost bezprostředně konzultovat problematiku v rámci diskusní skupiny vedené pro účely tohoto předmětu. Každé z témat bude pro účely samostatného procvičování dané problematiky doplněno o sadu řešených i neřešených úloh zveřejněných opět prostřednictvím systému CLIX. V průběhu semestru obdrží každý posluchač zadání tří úloh, jejichž vypracování a odevzdání bude nutnou podmínkou pro udělení zápočtu. Studijní literatura a studijní pomůcky

[1] Satrapa, P.: Programování v Pascalu. TUL Liberec, 1996. [2] Jinoch, J., Müller, K., Vogel, J.: Programování v jazyku Pascal. SNTL, Praha 1988. [3] Mikula, P.: Borland Pascal 7.0, kompendium. Grada, Praha 1996. [4] Wirth, N.: Algoritmy a štruktúry údajov. Alfa, Bratislava 1987. [5] Cantú, M.:Mistrovství v Delphi. [6] Studijní materiály pro předmět Programování (http://www.fm.vslib.cz/~ksi/cz/mater/ksi_mat.html#PRG)

[7] Systém učebních textů, testů, řešených i neřešených úloh a diskusní skupina k předmětu publikovaných registrovaným studentům prostřednictvím e-learningového systému CLIX.


Fyzikální laboratoře povinný 0+2 hod. za týden Není zápočet nejsou

2


1/LS

Cv.

Vyučující Mgr. Lubor Machonský, CSc. Stručná anotace předmětu Základní fyzikální měření, metody měření. Příprava experimentu, zpracování jeho výsledků a vyhodnocení. Měření v mechanice, termodynamice, elektřině a optice. Náplň cvičení: Měření a metrologie, laboratorní řád, bezpečnostní předpisy, praktické pokyny pro měření a jeho zpracování, vedení pracovních sešitů, zásady vypracování referátů. Měření fyzikálních veličin, základní metody měření, chyby měření, opakovaná měření, systematické chyby, hromadění chyb, relativní chyby. Zpracování naměřených hodnot, numerické metody (interval spolehlivosti, činitel spolehlivosti, regresní analýza), grafické metody (interpolace, grafická derivace, zásady zpracování grafů). Měření hmotnosti a jeho vyhodnocení včetně chyby měření. Měření úloh frontálních a pro dvojice: Studium harmonického pohybu na pružině. Měření plošného obsahu. Stanovení měrné tepelné kapacity pevných látek. Měření ohniskových vzdáleností tenkých čoček. Rychlostní rozdělení elektronů a charakteristika vakuové diody. Měření rychlosti zvuku a ultrazvuku. Měření rezistance. Závislost rezistance kovů a polovodičů na teplotě. Měření modulu pružnosti v tahu z průhybu. Studium optických spekter ohybovou mřížkou. Vlastnosti feromagnetické látky. Měření momentu setrvačnosti. Hustota pevných látek. Charakteristika solárního článku. Měření rezistivity. Informace ke kombinované nebo distanční formě 30 hodin za semestr Rozsah konzultací (soustředění) Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly

Studenti se v rámci samostudia připraví na laboratorní cvičení, která budou probíhat v několika soustředěních. Hlavní důraz bude kladen na samostatné vypracování laboratorní zpráv z měření. Studijní literatura a studijní pomůcky [1] Čmelík,M., .Machonský,L., Burianová, L. Úvod do fyzikálních měření. Liberec: TUL, 1999. ISBN 807083-364-5 (2. vydání 2001 – v tisku). [2] Čmelík,M, Machonský,L., Šíma,Z. Fyzikální tabulky. Liberec: TUL, 2001. ISBN 80-7083-511-X. Čmelík,M., Machonský,L. Fyzikální laboratoře. Liberec: VŠST, 1985. Wagner, J., Kopal, A. Fyzika I. 2. vydání. Liberec: TUL, 1994. ISBN 80-7083-116-2. Wagner, J., Kopal, A. Fyzika II. 2. vydání. Liberec: TUL, 1995. ISBN 80-7083-118-9. Kazda,V., Soška,F. Laboratorní cvičení z fyziky. Liberec: VŠST, 1976. Brož,J. a kol. Základy fyzikálních měření I. Praha: SPN, 1983. Brož,J. a kol. Základy fyzikálních měření II. Praha: SPN, 1974. Mádr,V., Knejzlík,J., Kopečný,J. Fyzikální měření. Praha: SNTL, 1991. ISBN 80-03-00266-4.


Matematika 3 povinný 3+2 hod. za týden Není zkouškou nejsou

5


2/ZS

Př., cv.

Vyučující Prof. RNDr. Karel Segeth, CSc. Stručná anotace předmětu Fourierova a Laplaceova transformace. Dvojné a trojné integrály, křivkové a plošné integrály. Funkční řady, speciálně mocninné a Fourierovy. Úvod do funkcí komplexní proměnné. Témata přednášek: Fourierova transformace, Laplaceova transformace. Definice dvojného, trojného integrálu. Výpočet postupnou integrací. Substituce. Polární, cylindrické, sférické souřadnice. Aplikace. Pojem orientované křivky. Křivkový integrál 1. a 2. druhu, definice, výpočet. Aplikace. Potenciál vektorového pole. Greenova věta. Pojem orientované plochy. Plošný integrál 1. a 2. druhu, definice, výpočet. Aplikace. Gradient, divergence, rotace. Gaussova věta, Stokesova věta. Funkční řady, obor konvergence, stejnoměrná konvergence. Derivování a integrování funkčních řad. Mocninné řady. Derivování a integrování mocninných řad. Taylorova řada. Periodické funkce. Fourierovy trigonometrické řady. Rozvoj některých funkcí. Ortogonální soustavy, ortogonální polynomy. Fourierovy řady vzhledem k dané ortogonální soustavě. Funkce komplexní proměnné, Cauchyovy-Riemannovy podmínky, Cauchyova věta. Náplň cvičení: Probírá se průběžně vyložená látka na přednášce.

Informace ke kombinované nebo distanční formě 28 hodin za semestr Rozsah konzultací (soustředění) Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly Studenti budou mít možnost pravidelných elektronických konzultací. K dispozici budou ukázky zkušebních testů včetně jejich řešení. Během semestru budou postupně zadávány úlohy k samostatnému řešení s možností osobních konzultací. K získání zápočtu bude nutné během semestru vypracovat tři úlohy a jeden závěrečný kontrolní test. Studijní literatura a studijní pomůcky Brabec, J. – Hrůza, B.: Matematická analýza 2. Praha, SNTL 1986. Brabec, J. – Martan, F. – Rozenský Z.: Matematická analýza 1. Praha, SNTL 1985. Brožíková, E. – Kittlerová, M.: Sbírka příkladů z matematiky 2. Praha, Vydavatelství ČVUT 2002. Černý, I.: Úvod do inteligentního kalkulu. Praha, Academia 2002. Jirásek, F. – Čipera, S. – Vacek, M.: Sbírka řešených příkladů z matematiky 2. Praha, SNTL 1989. Mezník, I. – Karásek, J. – Miklíček, J.: Matematika 1 pro strojní fakulty. Praha, SNTL 1992. Nekvinda, M. – Říhová, H. – Vild, J.: Matematické oříšky 2 (cvičení). Liberec, TUL 1999. Rektorys, K. a další.: Přehled užité matematiky. Praha, Prometheus 2000. Strang, G.: Calculus. Cambridge, MA, Welesley-Cambridge Press, 1990.


Fyzika 2 povinný 3+2 hod. za týden není zkouška nejsou

5


2/ZS

Př., cv.

Vyučující Doc. RNDr. Miroslav Šulc, Ph.D. Stručná anotace předmětu Druhá část základního kurzu obsahuje v první řadě mechaniku tekutin, ve které se současně vzkládá vektorová analýza. Matematický aparát, pochopený na mechanice tekutin umožňuje dále konsidentně popsat veškeré elektromagnetické jevy včetně vzniku a vlastností elektromagnetického vlnění. Na elektromagnetismus pak logicky navazuje výklad vlnové a geometrické optiky. Témata přednášek: Mechanika tekutin a vektorová analýza: obecné vlastnosti tekutin, stavové veličiny, stavová rovnice. Povrchové jevy, adheze, koheze. Statika tekutin: tlak, tlaková síla na element objemu, tekutina v tíhovém poli, rovnice rovnováhy, Archimedův zákon, tlaková energie. Kinetika tekutin: pole rychlosti, laminární, turbulentní, stacionární, nestacionární proudění, objemový hmotnostní tok plochou, divergence, Gaussova věta, rovnice kontinuity, rotace vektorového pole, Stokesova věta, cirkulace, vířivé, nevířivé proudění. Dynamika ideální tekutiny: Bernouliho rovnice, dynamická síla proudící tekutiny na potrubí, reaktivní motory, Eulerova rovnice. Dynamika neideální tekutiny: viskozita, ztráty, obtékání, odporová síla, podobnost, Reynoldsovo číslo, Machovo číslo. Elektromagnetická (dále elmg.) interakce – úvodní informace: elektrický náboj a jeho mikrostruktura, elmg. pole, aktivní a pasivní úloha elektrického náboje. Elektromagnetické potenciály, souvislost potenciálů a zdrojů pole, retardace. Elektrostatika: intenzita elektrického pole, potenciál, elektrické pole systému nábojů, Gausova věta, kapacita, kondenzátory, energie a hustota energie elektrického pole, elektrické pole v látkách, polarizace dielektrika. Elektrokinetika: elektrický proud, elektrický proud v kovech, elektrický odpor, Ohmův zákon, supravodiče, práce a výkon elektrického proudu. Obvody stejnosměrného proudu: jednoduchý obvod, charakteristiky zdroje, měření v obvodu, Kirchhoffovy zákony. Vedení proudu v elektrolytech a plynech, ionizace plynu, výboje, plazma, plazmové technologie. Magnetizmus: magnetické pole, Lorentzova síla, Biotův-Savartův zákon, magnetické pole vodičů, vzájemné působení vodičů. Elektromagnetická indukce: indukční tok, Faradayův zákon elektromagnetické indukce, principy alternátoru, dynama, dynamické přenosky, magnetofonového záznamu, indukční brzdy, transformátor. Přechodové jevy, energie a hustota energie magnetického pole. Magnetické pole v látkách: para-, dia- fero-, ferimagnetizmus. Maxwellovy rovnice, vznik a obecné vlastnosti elmg. vlnění, elmg. spektrum, infračervené záření, světlo, ultrafialové záření, rentgenové a gama záření (vznik a specifické vlastnosti), intenzita elmg. vlnění. Optika: Vlnová optika: koherence, interference, difrakce, optická mřížka, tenké vrstvy, interferometry, mikroskopické vysvětlení interakce, elmg. vlnění s látkou, rozptyl, absorbce, disperze, odraz, lom, polarizace, optická aktivita, dvojlom, fotoelasticimetrie. Geometrická optika: Fermatův princip, zobrazení, jednoduché zobrazovací soustavy, optické přístroje, rozlišovací schopnost oka, barevné vidění. Náplň cvičení: Teoretická cvičení navazují bezprostředně na přednášky a procvičují látku řešením úloh převážně z oblasti technických aplikací fyziky. Obtížnější úlohy jsou řešeny týmově, méně obtížné individuálně. Během

semestru absolvují posluchači dva testy. Informace ke kombinované nebo distanční formě 28 hodin za semestr Rozsah konzultací (soustředění) Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly V průběhu semestru budou 22 hodiny přednášek věnovaných kompletní tématice. V přednáškách se řeší modelové příklady. Po přednáškách z mechaniky tekutin bude první cvičení, kde si studenti osvojí metodiku řešení příkladů. Bude zadána sada příkladů s uvedenými výsledky k domácímu procvičení. V druhém a třetím cvičení se proberou úlohy, jejichž řešení by činilo některým studentům problémy. K získání zápočtu bude nutné vypočítat zadané příklady. Schopnost řešit tyto zadané příklady bude kontrolována v písemné části zkoušky. Studijní literatura a studijní pomůcky KOPAL, A. a j.p. Fyzika 2, Liberec: skripta TUL, 2007 Halliday D., Resnick R., Walker J., Fyzika, část 3, Elektřina a magnetismus, VUTIUM Brno, 2001 Wagner, J. a kol.: Příklady z fyziky. Skriptum VŠST Liberec 1988 Wagner, J., Kopal. A: Fyzika II. Skripta, TU Liberec 1995. Kopal,A., Machonský,L., Šimek,L.: Příklady z fyziky I., Skripta TU Liberec, 1996,1999 Bahník A., Burianová L., Kopal A., Machonský L., Šimek L., Vokurka K., Příklady z fyziky II., Skripta TU Liberec, 2003 Šanderová, V., Kracík, J.: Fyzika. SNTL, Praha 1989 Feynman, R. P., Leighton R.B., Sands, M.: Feynmannovy přednášky z fyziky. FRAGMENT, Havlíčkův Brod 2000. Díl II. http://www.aldebaran.cz/


Mechanika povinný 2+2 hod. za týden není zkouška nejsou

4


2/ZS

Př., cv.

Vyučující Ing. Otto Severýn, Ph.D. Stručná anotace předmětu Cílem předmětu je vyložit a osvojit základní poznatky z oblasti mechaniky tuhého tělesa se zřetelem na technické aplikace. Po jeho absolvování by student měl být schopen provést analýzu běžných mechanických systémů a sestavit pohybové rovnice těchto systémů. Výklad je rozdělen do tří celků, statiky, kinematiky a dynamiky. V každém z těchto celků je nejprve zkoumán případ hmotného bodu, následuje výklad téže problematiky pro tuhé těleso a celek je uzavřen obecným případem soustavy těles. Témata přednášek: Úvod. Členění mechaniky, specifikace jednotlivých disciplín. Základní pojmy, veličiny a jednotky. Newtonovy pohybové zákony. Statika. Určení počtu stupňů volnosti soustavy, kinematické vazby, statická určitost a neurčitost. Silové soustavy v rovině a v prostoru, ekvivalentní nahrada silových soustav. Statika hmotného bodu. Uvolňovací metoda pro řešení úloh statiky. Statika tělesa, určení reakcí ve vazbách. Spojité zatížení tělesa. Vnitřní statické účinky v zatíženém tělese, metody jejich výpočtu, Schwedlerova věta. Statika soustavy těles bez pasivních odporů. Pasivní odpory, statika soustav s pasivními odpory. Kinematika. Přímá a inverzní úloha kinematiky. Přímočarý a křivočarý pohyb hmotného bodu. Kinematika posuvného a rotačního pohybu tělesa v rovině. Obecný rovinný pohyb a jeho základní rozklad. Kinematická geometrie, pól, polodie, kružnice obratu a úvratu, Euler-Savaryho věta. Kinematika současných pohybů, Corriolisův rozklad. Kinematika rovinných mechanismů – nástin základních metod. Sférický pohyb tělesa , prostorový pohyb tělesa. Dynamika. Základní principy. První a druhá úloha dynamiky. Dynamika hmotného bodu, d’Alambertův princip a jeho použití pro sestavení pohybových rovnic. Zákon zachování energie, zákon zachování hybnosti a možnosti jejich použití pro řešení úloh dynamiky. Dynamika posuvného pohybu tělesa. Dynamika rotačního pohybu tělesa, momenty setrvačnosti a deviační momenty, Steinerova věta, základy vyvažování rotorů. Dynamika obecného rovinného pohybu tělesa. Dynamika soustav těles bez pasivních odporů a s pasivními odpory. Informace ke kombinované nebo distanční formě 20 hodin za semestr Rozsah konzultací (soustředění) Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly V průběhu semestru budou posluchačům na přednáškách vyloženy základy uvedených témat mechaniky, navazující partie budou zadány jako samostudium. Na cvičeních bude ukázáno řešení vzorových příkladů, řešení dalších příkladů k probírané látce bude zadáno jako samostudium. K diskusi budou vypsány konzultační hodiny online na Internetu v prostředí CLIX. Studijní literatura a studijní pomůcky

Jáč, V. – Polcar, M.: Mechanika I Statika, VŠST 1985 Bradský, Z. – Jáč, V.: Kinematika, skripta VŠST 1983 Bradský, Z. – Vrzala, R.: Mechanika III Dynamika, VŠST 1986 Riley W.F. – Strges L.D.: Engineering mechanics Statics, John Wiley & sons, 1993 Riley W.F. – Strges L.D.: Engineering mechanics Dynamics, John Wiley & sons, 1995 Online podpora předmětu Mechanika: http://flow.kmo.vslib.cz/~www/czech/predmet.php?id=1&t=soubory Použití Matlabu pro řešení problémů technické mechaniky: http://fsinet.fsid.cvut.cz/en/U2052/mechmat1.html Pratap R. – Ruina A.: Introduction to statics and dynamics, dostupné online na: http://ruina.tam.cornell.edu/Book/


Signály a informace povinný 2+2 hod. za týden není zkouška nejsou

4


2/ZS

Př., cv.

Vyučující Prof. Ing. Jan Nouza, CSc. Stručná anotace předmětu Stručná anotace předmětu Předmět seznamuje studenty se základy metod pro zpracování signálů. V úvodu a v průběhu výuky jsou zmiňovány též analogové signály, hlavní pozornost je však věnována diskrétním signálům a číslicovým systémům pro jejich zpracování. Metody časové a frekvenční analýzy, algoritmy pro výpočet konvoluce, korelace, FFT, filtrace a modulace jsou představovány na konkrétních praktických úlohách z oblasti sdělovací a záznamové techniky, multimédií, zpracování obrazů a řeči, apod. Ve cvičeních jsou úlohy tohoto typu názorně řešeny v prostředí MATLAB. Témata přednášek Signál jako zdroj informace, příklady signálů: akustické (řečové, hudební), obrazové (statické a dynamické), přírodní signály, ekonomické časové řady. Signály na počítačích, multimédia. Harmonické signály a jejich popis pomocí goniometrických a exponenciálních funkcí. Obecné periodické signály a jejich konkrétní příklady. Fourierovy řady. Pojem spektrum a jeho význam. Analýza a syntéza periodických signálů. Analogové a číslicové signály. AD převod - vzorkování, kvantování, kódování. Vzorkovací teorém a jeho důsledky. Aliasing, vznik přeloženého signálu. DA převod a jeho vlastnosti. LTI systém. Konvoluce, vysvětlení na číslicovém systému, konvoluční suma a konvoluční integrál. Metody výpočtu konvoluce. Číslicová filtrace. Filtr typu FIR, vlastnosti, chování v časové a frekvenční oblasti. Amplitudová a fázová charakteristika. Zpoždění. Průměrovací filtr. Dolní a horní propust. Řazení filtrů. Filtr typu IIR. Využití z-transformace pro popis chování filtru a obecného LTI systému. Diferenční rovnice. Impulzní odezva a systémová funkce. Nuly a póly, vliv na chování systému. Diskrétní Fourierova transformace. Podmínky jejího použití, vlastnosti, interpretace výsledků. Spektrum periodického číslicového signálu. FFT algoritmus, odvození, vlastnosti, praktické použití. Aplikace FFT na neperiodické signály. Spektrogram. Zobecnění předchozích poznatků na analogové signály periodické a obecné. Modulace amplitudová, frekvenční a fázová. Popis v časové a frekvenční oblasti. Číslicové modulace. Multiplexní přenos signálů. Deterministické a náhodné signály. Množství přenášené informace. Šum a jeho vliv na ztrátu informace. Vznik šumu a měření jeho výkonu. Korelace, autokorelace. 2D signály. Příklady a ukázky praktických aplikací: Analýza a syntéza řeči. Syntéza hudebních signálů. Analýza a predikce přírodních a ekonomických řad. Analýza a zpracování obrazů. Multimediální standardy. Náplň cvičení MATLAB: seznámení s prostředím a se základními funkcemi. Grafické zobrazení dat. Záznam, čtení, ukládání a manipulace se signálovými daty. Formáty dat pro ukládání zvuku a obrazu. Generování a zobrazování periodických, obecných a náhodných signálů. Harmonická syntéza periodických signálů, aplikace v hudební oblasti - tvorba melodie, napodobení zvuků různých nástrojů. Ověření vzorkovacího teorému. Vznik přeložených frekvencí. Ukázky na akustických a obrazových datech. Návrh jednoduchých filtrů FIR a IIR. Návrh a aplikace DP, HP, PP a PZ. Aplikace na akustická a obrazová data. DFT a FFT. Vlastní naprogramování DFT a FFT. Porovnání výpočetní náročnosti. Aplikace FFT na praktické

signály. Interpretace dat získaných FFT. Výpočet a znázornění spektrogramu. AM a FM modulace. Generování modulovaných signálů a analýza ve spektrální oblasti. Tvorba spec. hudebních efektů. Generování různých typů šumu. Možnosti filtrace šumu pomocí filtru. Identifikace periodického signálu v šumu pomocí autokorelační funkce. Projevy šumu v obrazovém a akustickém signálu. Časová a frekvenční analýza signálu řeči. Lokální, frekvenční a histogramová analýza obrazu. Informace ke kombinované nebo distanční formě 20 hodin za semestr Rozsah konzultací (soustředění) Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly V průběhu semestru bude 12 hodin přednášek, na kterých budou přednášena jednotlivá témata. Pro tato témata budou k dispozici podrobné učební texty v pdf formátu včetně kontrolních otázek a testů. K diskusi budou vypsány konzultační hodiny On line na internetu v prostředí CLIX. Cvičení budou rozdělena do 4 dvouhodinových bloků a budou na nich probírány základní úlohy, zadávány úlohy pro samostudium s možností on-line nebo off-line konzultací podle dohody s posluchači. Tyto bloky budou probíhat v laboratořích a budou navazovat na přednášky. Na závěr bude procvičená látka shrnuta. Studijní literatura a studijní pomůcky [1] Uhlíř J., Sovka P., Čmejla R.: Úvod do číslicového zpracování signálů. Skriptum FEL ČVUT. Praha 2003. [2] Vích R., Smékal Z.: Číslicové filtry. Academia Praha 2000. [3] Odkaz na internetovou stránku, na které jsou materiály k e-learningové formě studia. http://www.fm.vslib.cz/~kes/ ... Předměty [4] McClellan J.H., Schafer R., Yoder M.A.: DSP First - A Multimedia Approach. Prentice Hall, 1998


Prostředky pro programování povinný 2+2 4 hod. za týden není zkouška nejsou


2/ZS

Př. , cv.

Vyučující RNDr. Klára Císařová, Ph.D. Stručná anotace předmětu Předmět se soustřeďuje zejména na problematiku návrhu a tvorby uživatelských rozhraní počítačových aplikací. S důrazem na objektově orientované principy seznamuje studenty s vizuální podporou při vývoji aplikací, s událostním programováním, s možnostmi techniky více vláken, s využitím systémových prostředků a tvorbou komponent. Témata přednášek: Objektově-orientovaný programovací styl - principy analýzy, návrhu a programování aplikací v prostředí Windows. Zavedení a smysl objektového typu, jeho atributy a metody, realizace vlastností, zapouzdření, dědičnosti a překrytí atributů a metod. Statické, virtuální, dynamické a abstraktní metody, polymorfizmus a kompatibilita přiřazení. Událostní a vizuální programování, porovnání Delphi, C++ Builder, Java Builder. Tvorba aplikací a práce s integrovaným prostředím. Struktura aplikace, návrh rozhraní pomocí komponent VCL. Základní objektové třídy - TObject, TPersistent, TComponent, TControl, TWinControl, TGraphicControl s důrazem na smysl a logiku jejich hierarchie ve VCL. Vizuální a nevizuální komponenty, související vlastnosti, události a metody. Problémy návrhu a tvorby bezpečných aplikací, obsluha výjimek, základní třída Exception, tvorba vlastní třídy výjimek. Práce s grafikou, práce s GDI, reprezentace grafiky pomocí TImage, TForm a TPaintBox. Kreslení a prvky animace u dalších komponent. Význam a použití kontejnerových tříd, specielně ve spojení s TPicture. Práce s dynamickými knihovnami, jejich role v prostředí Win32, tvorba, konvence volání, zavádění a odstraňování DLL z aplikace. Práce s vlákny - třída TThread, spouštění a zastavení vláken, priority a bezpečnost, kritické sekce, synchronizační mechanizmy. Psaní vlastních komponent odvozením z třídy předka, vlastnosti, události a metody nových komponent, struktura a zpracování událostí. Přidávání nových komponent na paletu, registrace komponent, balíčky. Náplň cvičení: Cvičení probíhá v počítačové učebně, podporuje přednášenou látku. Seznámí studenty s vybraným vývojovým prostředím. Jednotlivé úlohy jsou orientovány na zdokonalení objektového přístupu v oblasti návrhu i tvorby aplikací, dále je důraz kladen na modulární programování, tvorbu DLL a tvorbu vlastních komponent. Informace ke kombinované nebo distanční formě 20 hodin za semestr Rozsah konzultací (soustředění) Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly V průběhu semestru posluchač absolvuje 8 hodin přednášek, na kterých budou přednášena témata 1.- 4. Zbývající témata budou k dispozici v podrobných učebních textech v e-learningovém systému CLIX a na stránkách katedry KSI a to včetně kontrolních otázek a testů. K diskusi bude založená odborná diskusní skupina na internetu v prostředí CLIX. Řízení diskusní skupiny bude přizpůsobené možnostem posluchačů, předpokládá se diskuse off-line. Cvičení budou rozdělena do 3 částí. První část bude věnována tématům 1.- 8., budou probíraná a procvičená

na cvičeních v průběhu semestru v počítačových učebnách. Obsahem druhé části bude téma 8.,9. a 10. a bude předmětem soustředění, které proběhne také v počítačové učebně. Třetí část bude věnovaná samostatné práci. Posluchač samostatně vypracuje individuální zadání a řešení obhájí na závěr soustředění. Hodnocení samostatné práce a absolvování dvou testů - jeden v závěru semestru, druhý na závěr soustředění bude pak podstatnou části závěrečného hodnocení

Studijní literatura a studijní pomůcky [1] Teixeira, S., Pacheco, X.: Borland Delphi průvodce vývojáře I.-V., UNIS, Brno 1999 [2] Cantu, M.: Myslíme v jazyku Delphi 6 1.díl, Grada, Praha 2002 [3] Petzold, Ch.: Programování ve Windows, Computer Press, Praha 1999 [4] Lischner R.: Delphi v kostce, Computer Press, Praha 2000 k danému vývojovému nástroji je na českém knižním trhu dostupných mnoho dalších titulů [5] Studijní materiály pro předmět Prostředky programování (http://www.fm.vslib.cz/~ksi/cz/mater/ksi_mat.html#PPR) [6] CLIX - vstup na e-learningový portál A další materiály na http://www.mti.tul.cz/cs/ppr-mater

E – Charakteristika studijního předmětu Název studijního předmětu Typ předmětu

Projekt Povinný

Rozsah studijního předmětu

0+5 ZS hod. za týden 0+5 LS není Zápočet ZS Klasifikovaný zápočet LS nejsou

Jiný způsob vyjádření rozsahu Způsob zakončení Další požadavky na studenta

2/ZS 2/LS

dopor. ročník / semestr 5 ZS 5 LS

kreditů

5 ZS 5 LS

Forma výuky

Konzultace

Vyučující Dle volby studenta Stručná anotace předmětu

Projekt představuje dvousemestrální samostatnou práci na konkrétním problému vědecké, výzkumné nebo vývojové povahy. Může být řešen individuálně nebo v malém týmu. Výsledkem je řádně zdokumentované původní řešení zadaného problému zakončené přednáškou a obhajobou před komisí jmenovanou vedením fakulty. Součástí závěrečné prezentace je i stručná anotace ve světovém jazyce. Cíl: Naučit se samostatné práci, ať už individuální či týmové, a zvládnout základní formy prezentace výsledků v jejích nejčastějších podobách: technická dokumentace, ústní přednáška, tištěná a grafická prezentace formou posteru. Závěrečná zpráva: Dokumentuje dvousemestrální práci řešitele nebo řešitelského týmu a zejména dosažené výsledky. Měla by mít následující členění: 0. Zadání 1. Úvod - stručné vysvětlení řešené problematiky, souvislost s praxí, stanovení cílů 2. Popis použitých metod (prostředků, obvodů, algoritmů, apod. - s odkazy na literaturu) 3. Vlastní řešení konkrétního problému - popis vlastních prací, výsledků, apod. 4. Shrnutí výsledků projektu a závěr (naznačení dalšího možného pokračování). 5. Použitá literatura 6. Jednostránková anotace práce ve světovém jazyce (preferuje se angličtina). Informace ke kombinované nebo distanční formě 8 ZS + 8 LS hodin za týden Rozsah konzultací (soustředění) Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly Každý projekt bude veden individuálně jedním pedagogem, který k danému tématu poskytne osobní a elektronické konsultace. Důraz bude kladen na samostatnou práci a originální způsob řešení. Studijní literatura a studijní pomůcky Dle pokynů vedoucího projektu


Cizí jazyk Povinný


0+2 ZS hod. za týden 0+2 LS není zápočet ZS zkouška LS nejsou



2/ZS 2/LS

kreditů

2 ZS 2 LS

Forma výuky

Cvičení

Vyučující Mgr. Hana Stárová Stručná anotace předmětu Student bakalářského studijního programu skládá zkoušku na jazykové úrovni C1 v oblasti receptivních řečových dovedností (poslech a čtení s porozuměním), na úrovni B2 v oblasti produktivních dovedností (ústní a písemný projev) dle Evropského referenčního rámce pro cizí jazyky (2002): Student dokáže sledovat delší promluvy na abstraktní a složitější témata, dokáže postřehnout stylistické posuny, rozumí podrobnostem v dlouhých a složitých textech svého oboru, ale i oborech jiných. Má rozsáhlou funkční slovní zásobu, dokáže efektivně pracovat s výkladovým jednojazyčným slovníkem. V produktivních dovednostech dokáže student podat jasný a systematický popis a prezentaci, vyjadřuje se srozumitelně a podrobně o široké škále témat, která se vztahují k oblastem jeho zájmů. Dokáže shrnout a zhodnotit informace a argumenty z velkého počtu zdrojů. Cílem semináře je pojmout široké spektrum témat, studenti si osvojí komunikativní strategie produktivních i receptivních řečových činností tak, aby mohli adekvátně komunikovat v praxi. Těžiště práce bude spočívat v práci s odbornou literaturou a časopisy. Studenti by měli být schopni studovat z psané literatury a kriticky ji hodnotit, dále by měli zvládat mluvenou i písemnou prezentaci

Informace ke kombinované nebo distanční formě 4 ZS + 8 LS Rozsah konzultací (soustředění) hodin za týden Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly V kontaktních hodinách budou posluchači informováni o rozsahu požadovaných znalostí, o technologiích samostudia s použitím elektronických médií. Důraz bude kladen na samostudium. V letním semestru bude student obhajovat technické téma ústně před učitelem a svými kolegy. Studijní literatura a studijní pomůcky Např.: AZAR, B.S.: Understanding and Using English Grammar. Prentice-Hall Interantional Ltd. 1989, ISBN 0-13943614-6 DREYER-SCHMITT: Lehr- und Übungsbuch der deutschen Grammatik. München 1991, ISBN 3-88532608-6 GRAVER, B.D.: Advanced English Practise. OUP 1990, ISBN 0-19-432181-9 HALL, K., SCHEINER, B.: Übungsgrammatik für Fortgeschrittene, Verlag für Deutsch. Ismaning 1995, ISBN 3-88532-642-6 MURPHY, R.: English Grammar in Use. CUP 1994, ISBN 0-521-43680-X



5


2/LS

Př., cv.

Vyučující Prof. RNDr. Karel Segeth, CSc. Stručná anotace předmětu Přehled metod pro numerické řešení úloh lineární algebry. Základní numerické metody pro řešení obyčejných, eliptických, parabolických a hyperbolických diferenciálních rovnic. Úvod do pravděpodobnosti a statistiky. Témata přednášek: Numerické řešení soustav lineárních algebraických rovnic. Numerický výpočet vlastních čísel a vlastních vektorů matic. Řešení soustav se singulárními maticemi. Singulární rozklad matice. Numerické řešení soustav obyčejných diferenciálních rovnic. Počáteční úlohy. Metody Rungovy-Kuttovy a mnohokrokové. Problematika silného tlumení. Okrajové úlohy. Metoda střelby, metoda sítí, metoda konečných prvků. Numerické řešení eliptických parciálních diferenciálních rovnic ve 2D. Metoda sítí, metoda konečných prvků, metoda více sítí, metoda konečných objemů. Numerické řešení parabolických a hyperbolických parciálních diferenciálních rovnic. Úvod do popisné statistiky. Základní charakteristiky jednorozměrného a dvojrozměrného statistického souboru. Grafická analýza. Definice pravděpodobnosti, výpočty pravděpodobnosti. Podmíněné pravděpodobnosti, Bayesova věta. Náhodná veličina, střední hodnota, rozptyl. Příklady diskrétních a spojitých distribucí. Úvod do matematické statistiky: bodové a intervalové odhady pro parametry distribucí. Maximálně věrohodný odhad. Metoda nejmenších čtverců, podstata analýzy regrese (lineární, polynomiální, nelineární). Náplň cvičení: Probírá se průběžně vyložená látka na přednášce. Informace ke kombinované nebo distanční formě 28 hodin za semestr Rozsah konzultací (soustředění) Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly Studenti budou mít možnost pravidelných elektronických konzultací. K dispozici budou ukázky zkušebních testů včetně jejich řešení. Během semestru budou postupně zadávány numerické úlohy k samostatnému řešení pomocí vhodného softwaru a úlohy z pravděpodobnosti a statistiky (možnost osobních konzultací). K získání zápočtu bude nutné během semestru vyřešit dvě numerické úlohy a vypracovat jednu úlohu z pravděpodobnosti a statistiky a jeden závěrečný kontrolní test. Studijní literatura a studijní pomůcky Hebák, J. - Kahounová, J.: Počet pravděpodobnosti v příkladech. Praha, SNTL 1979. Kadeřábek, J. - Picek, J.: Sbírka příkladů z pravděpodobnosti a statistiky. Liberec, TUL 2001. Likeš, J. - Machek, J.: Počet pravděpodobnosti. Praha, SNTL 1981. Ralston, A. - Rabinowitz, P.: A First Course in Numerical Analysis. Mineola, NY, Dover Publications 2001. Rektorys, K. a další: Přehled užité matematiky. Praha, Prometheus 2000. Vitásek, E.: Numerické metody. Praha, SNTL 1987.


Fyzika 3 povinný 3+2 hod. za týden Není zkouškou nejsou

5


2/LS

Př., cv.

Vyučující Doc. Mgr. Jiří Erhart, Ph.D. Stručná anotace předmětu Kurs podává ucelený výklad optických jevů jako projevu interakce elektrických nábojů s elektromagnetickým polem. Vychází z vlnové optiky a geometrická optika je pojata jako vhodná aproximace. Výklad kvantové optiky je založen na vysvětlení kvantové absorpce a emise elektromagnetického vlnění. Výklad atomistiky vychází z elementárních principů kvantové fyziky. Jsou vyloženy základní pojmy a jevy jaderné fyziky. Obsah přednášek: Vznik a vlastnosti elektromagnetického vlnění, Maxwellovy rovnice v látce, materiálové vztahy. Příčný charakter rovinné elmag. vlny, hustota energie. Intenzita a tlak elmg. vlnění. Polarizace elmag. vlnění, odraz a lom rovinné vlny. Princip superpozice, interference, koherentní zdroje, Babinetův princip, Youngův experiment, optická mřížka, Michelsonův interferometr. Interference na tenké vrstvě, difrakce na štěrbině, na kruhovém otvoru, na překážce, holografie, rozptyl elmag. vlnění. Šíření světla v pevných látkách, dvojlom, optická aktivita, elektro-optické, magneto-optické jevy, nelineární jevy, fotoelasticimetrie. Aproximace geometrické optiky, Fermatův princip a princip nejmenší akce v současné fyzice, odraz a lom na sférickém rozhraní, paraxiální aproximace, znaménková konvence, tenká čočka, vady čoček. Lupa, mikroskop, dalekohled, fotografický přístroj, projektor, rozlišovací schopnost, fyziologie oka, mechanismus vidění, barevné vidění. Fotometrie - zářivý tok, spektrální hustota, světelná účinnost, světelný tok, světlení, osvětlení, svítivost, jas. Relativistické jevy v optice - Dopplerův jev, synchrotronové záření, brzdné záření. Základy kvantové optiky - teplotní záření, záření v dutině, Wienův a Stefan-Boltzmannův zákon, Planckův zákon. Einsteinova hypotéza o kvantování elmag. pole, fotoelektrický jev, Comptonův jev. Základy kvantové mechaniky – de Broglieova hypotéza, elektronová a iontová optika. Stav fyzikálního systému, pravděpodobnostní interpretace, Heisenbergovy relace neurčitosti, pozorovatelná veličina, operátor, vlastni stav operátoru, střední hodnota pozorovatelné veličiny. Operátor hybnosti a kinetické energie, hamiltonián. Schrödingerova rovnice, stacionární a nestacionární stavy. Elektronový obal atomu, moment hybnosti v kvantové mechanice, spin, stacionární stavy elektronu v atomu vodíku, kvantování energie, kvantová čísla. Víceelektronové atomy, slupky, Pauliho princip, Mendělejevův periodický systém, nestacionární stavy, emise a absorbce fotonu, optická spektra atomů, molekul, laser, vazby mezi atomy. Jaderná fyzika - hmotnostní schodek, jaderné reakce, radioaktivní rozpad, štěpení, fúze, jaderná a vodíková bomba, radiace a živý organismus, aplikace jaderného záření, jaderný reaktor, elementární částice, fyzika vysokých energií. Náplň cvičení: Teoretická cvičení navazují bezprostředně na přednášky a procvičují látku řešením úloh převážně z oblasti technických aplikací fyziky. Obtížnější úlohy jsou řešeny týmově, méně obtížné individuálně. Během semestru absolvují posluchači dva testy. Informace ke kombinované nebo distanční formě Rozsah konzultací (soustředění)

28 hodin za semestr

Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly V průběhu semestru budou hodiny přednášek věnovány uvedené tématice. V přednáškách se řeší modelové příklady. Po přednáškách bezprostředně navazují cvičení, kde si studenti osvojí metodiku řešení příkladů. Bude zadána sada příkladů s uvedenými výsledky k domácímu procvičení. K získání zápočtu bude nutné vypočítat zadané příklady. Schopnost řešit tyto zadané příklady bude kontrolována v písemné části zkoušky. Studijní literatura a studijní pomůcky J. Wagner, A. Kopal: Fyzika II. Vydání 2. TU Liberec 1995 D. Halliday, R. Resnick, J. Walker: Fyzika, Prometheus/VUTIUM 2001, díl 1-Mechanika, 2-Mechanikatermodynamika, 3-Elektřina a magnetismus, 4-Elektromagnetické vlny-optika-relativita, 5-Moderní fyzika B.Sedlák, I.Štoll: Elektřina a magnetismus, Academia Praha 2002 L.Skála: Úvod do kvantové mechaniky, Academia Praha 2005 T. Bahník, L. Burianová, A. Kopal, L. Machonský, L. Šimek, K. Vokurka: Příklady z fyziky II.(Elektromagnetizmus. Optika. Jaderná fyzika. Fyzika pevných látek.) TU Liberec 2000 M. Born, E.Wolf: Principles of Optics. Pergamon Press, 1965. R.P. Feynman, R.B. Leighton, M. Sands: Feynmanovy přednášky z fyziky 1;2;3. Havlíčkův Brod, Fragment, 2000; 2001; 2002 H.C. Ohanian: Physics. New York, Norton, 1989 Ch. Kittel: Úvod do fyziky pevných látek. Praha, Academia, 1985 A. Beiser: Úvod do moderní fyziky, Academia Praha 1978


Analogová elektronika povinný 3+2 hod. za týden není zkouška nejsou

5


2/LS

Př., cv.

Vyučující Ing. Milan Kolář, CSc. Stručná anotace předmětu Předmět se zabývá pasivními a aktivními prvky a obvody analogové elektroniky. Výklad je zaměřen na základní principy a funkce vybraných elektronických součástek a funkčních bloků. Cvičení jsou laboratorní, podporují přednášenou problematiku zapojováním vybraných prvků a obvodů s odměřením charakteristik a parametrů. Důraz je kladen na samostatné zapojování obvodů z reálných součástek na univerzálních přípravcích. Témata přednášek: Pasívní prvky: provedení, značení, sekundární parametry, vliv teploty a kmitočtu. Diody: Druhy, modely, V-A charakteristiky, vliv teploty, dynamické vlastnosti, fotodiody, optrony, usměrňovače, tyristor. Bipolární tranzistor: Náhradní obvod. Sdružené charakteristiky, linearizace, h/y-parametry. Dynamické vlastnosti. Zesilovač SE a SC, stabilizace pracovního bodu. Zdroj proudu, proudové zrcadlo. Kaskádní zapojení. Diferenční stupeň. Vícestupňové zesilovače, druhy vazeb. Výkonové spínače a zesilovače, třídy pracovního bodu, push-pull, Darlingtonovo zapojení. Unipolární tranzistor: Druhy, charakteristiky, model, dynamické a spínací vlastnosti. Operační zesilovač: Ideální a reálný OZ (parametry), ofset, drift, dynamické vlastnosti. Klasifikace OZ, speciální OZ, komparátory. Kmitočtová a ofsetová kompenzace. Operační síť. Princip virtuální nuly. Základní lineární, nelineární a klopné obvody s OZ. Oscilátory: LC, RC a krystalové. Podmínky oscilací, rozsah kmitočtu a stabilita, přeladitelnost. Klopné obvody (BKO, MKO, AKO). Stejnosměrné napájecí zdroje, stabilizátory a měniče. Speciální obvody: Generátory funkcí a napětím řízené oscilátory. Omezovače, usměrňovače, tvarovače. Analogové spínače a multiplexer. Vzorkovací obvody. Zobecněná metoda uzlových napětí, analýza obvodů využitím admitanční matice. Náplň cvičení: Seznámení s měřicími přístroji. Seznámení se zapojováním obvodů v přípravku a měření parametrů diod. Orientace v datasheetech součástek. Kmitočtová charakteristika a časová odezva RLC obvodu, stabilizátor se Zenerovou diodou. Měření charakteristik NPN tranzistoru. Výpočty nastavení stejnosměrných pracovních bodů tranzistorových obvodů. Zapojení a měření jednostupňového zesilovače s bipolárním tranzistorem. Měření charakteristik unipolárního tranzistoru, výkonový zesilovač a spínač. Operační zesilovače I.: základní lineární obvody. Operační zesilovače II.: měření vybraných parametrů. Operační zesilovače III.: zapojení a měření horní propusti a Schmittova klopného obvodu. Výpočty elektronických obvodů s přechodovými ději. Zapojení a měření AKO s OZ a s časovačem. Měření integrovaných sériových a paralelních stabilizátorů napětí. Informace ke kombinované nebo distanční formě 28 hodin za semestr Rozsah konzultací (soustředění) Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly

V kombinované formě studia bude cca 10 hodin věnováno přednáškám a konzultacím, zbývající látku bude nutné zvládnout samostudiem, příp. elektronickými konzultacemi. Seminárním výpočtovým cvičením bude věnováno 8 hodin. Zbývajících 10 hodin bude zaměřeno na laboratorní měření parametrů elektronických prvků a jednoduchých obvodů. K získání zápočtu bude nutné odměřit laboratorní úlohy a přiměřeně je zpracovat. Dále bude nutné během semestru zvládnout dva elektronické testy v systému CLIX. Studijní literatura a studijní pomůcky Elektronické studijní materiály a návody na cvičení v e-learnigovém systému CLIX (http://clix.tul.cz) Neumann, P. – Uhlíř, J.: Elektronické obvody. ČVUT, Praha 1996. Vobecký, J. – Záhlava, V.: Elektronika – součástky a obvody, principy a příklady. Grada, Praha 2000. Novák, O. – Nouza, J. – Doležal, I. – Kolář, M.: Elektronika. TUL, Liberec 2001. Láníček, R.: Elektronika, obvody – součástky – děje. BEN, Praha 1998, ISBN 80-86056-25-2.


Měřicí technika 1 povinný 2+2 hod. za týden není zkouška nejsou

4


2/LS

Př., cv.

Vyučující Ing. Jiří Jelínek, Ph.D. Stručná anotace předmětu Kurz je úvodem do problematiky technického měření. Studenti jsou seznamováni se základními měřicími metodami, získají vědomosti o konstrukci elektrických a elektronických měřicích přístrojů a naučí se pomocí těchto přístrojů měřit elektrické veličiny a stanovit nejistoty měření. Témata přednášek 1. Úvod do měření, základní pojmy. Úkoly a definice měření, měřené veličiny, podmínky měření. Metrologické základy měření, měrový systém, jednotky fyzikálních veličin. 2. Způsoby měření, měření přímá a nepřímá. Chyby měření, chyby aditivní, multiplikativní, kvantovací. Neurčitost výsledku měření, nejistota měření. 3. Metody měření, metody výchylkové, nulové, rezonanční, komparační, substituční, diferenční. Vyvážený a nevyvážený impedanční můstek, podmínky rovnováhy, citlivost můstku. 4. Elektromechanické měřicí přístroje, statické a dynamické vlastnosti. Přístroje magnetoelektrické, magnetoelektrické s usměrňovačem a elektromagnetické, analogové měření elektrického napětí a proudu. 5. Přístroje elektrodynamické, ferodynamické a indukční, měření elektrického výkonu a práce. Poměrové a vibrační přístroje. Význam značení u elektromechanických přístrojů. 6. Prvky a obvody elektronických měřicích přístrojů. Operační zesilovače, vlastnosti. Měřicí zesilovače, invertující a neinvertující zesilovač, impedanční převodník, diferenční a přístrojový zesilovač, integrační a derivační zesilovač. Analogový komparátor. 7. Filtry v měřicích přístrojích. Analogové spínače a přepínače.Vzorkovací obvody. Měřicí převodníky elektrických veličin, A-Č a Č-A převodníky. 8. Osciloskopická měření, základní vlastnosti a zapojení analogových osciloskopů a osciloskopů s číslicovou pamětí. 9. Stabilizované zdroje napětí a proudu pro účely měření, význam a základní zapojení. Činitel stabilizace. 10. Číslicové měření základních elektrických veličin, číslicové měření napětí, proudu a odporu. Princip a vlastnosti číslicových multimetrů. Typy rušení a jeho potlačení u číslicových voltmetrů. 11. Měření impedance a admitance. Přímoukazující fázorové, můstkové a rezonanční měřiče impedancí a admitancí. 12. Generátory měřicích signálů. Zkladní typy oscilátorů. Generátory harmonických signálů, impulsní generátory, generátory s přesně definovaným kmitočtem. Funkční generátory, generátory programovatelných průběhů. Kmitočtové syntezátory. 13. Číslicové měření kmitočtu a časových intervalů. Princip, zapojení a vlastnosti univerzálních čítačů. 14. Spektrální analýza periodických signálů. Princip a vlastnosti spektrálních analyzátorů. Příklady frekvenčních spekter nejčastěji se vyskytujících signálů.

Ke kurzu přísluší propracované laboratorní cvičení. Studenti v malých kolektivech řeší konkrétní příklady měření elektrických veličin a zpracovaní výsledků měření. Program laboratorních cvičení - měření 1. Zápis do skupin, bezpečnost práce, chyba metody, systematická chyba 2. (a) Stanovení nejistoty měření, (b) Metoda nejmenších čtverců 3. (a) Nejistoty měření analogových a číslicových přístrojů, (b) Odporový dělič, (c) Odporový můstek 4. (a) Elektromagnetický a magnetoelektrický voltmetr s usměrňovačem (b) Frekvenční charakteristiky střídavých voltmetrů 5. (a) Analogový osciloskop, (b) Číslicový osciloskop (osciloskop s číslicovou pamětí) 6. (a) Příkon komutátorového motorku, (b) Příkon topného tělesa 7. (a) Přístrojový měřicí zesilovač, (b) Aktivní filtr s operačním zesilovačem 8. (a) Napěťový komparátor s operačním zesilovačem, (b) Generátor funkcí 9. (a) Stabilizovaný zdroj napětí s proudovou ochranou, (b) Stabilizovaný zdroj proudu 10. (a) Vnitřní odpor a činitel stabilizace, (b) Měření frekvence, periody a doby reakce čítačem 11. (a) Identifikace parametrů piezoelektrického rezonátoru, (b) LC a krystalový oscilátor 12. (a) Analogově-číslicový převodník, (b) Číslicově-analogový převodník 13. Početní cvičení, opakování 14. Početní cvičení, opakování, udělení zápočtů Informace ke kombinované nebo distanční formě 20 hodin za semestr Rozsah konzultací (soustředění) Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly V průběhu semestru bude 14 hodin přednášek, na kterých budou přednášena témata, která budou doplňována odkazy na uvedené publikace. S laboratorními pracemi souvisí samostatná činnost malých kolektivů studentů. Studenti budou provádět měření dle konkrétního zadání jednotlivých úloh. Zápočet bude udělen na základě zpracovaných protokolů z měření a výsledků testů při opakovacích lekcích.

Studijní literatura a studijní pomůcky Haasz, V., Sedláček,M.: Elektrická měření (Přístroje a metody). ČVUT, Praha 2003 Vedral, J., Fischer, J.: Elektronické obvody pro měřicí techniku. ČVUT, Praha 1999 Vedral, J.: Elektronické obvody měřicích přístrojů. Skriptum ČVUT FEL, Praha 1995 Šindelář, V., Tůma, Z.: Metrologie, její vývoj a současnost. ČMS, Praha 2002 Fajt, V. a kol.: Elektrická měření. SNTL, Praha 1987 Fajt,V., Haasz, V., Sedláček, M.: Elektrická měření. Skriptum ČVUT FEL, Praha 1994 Hejtmanová, D., Draxler, K., Kašpar, P., Šimůnek, M.: Elektrická měření - laboratorní cvičení. Skriptum ČVUT FEL, Praha 1996 Ďaďo, S., Vedral, J.: Analogové a číslicové měřicí přístroje I, II. Skriptum ČVUT FEL, Praha 1990


Grafické a databázové aplikace povinný 1+3 4 hod. za týden není Klasifikovaný zápočet nejsou


2/LS

Př. , cv.

Vyučující RNDr. Klára Císařová, Ph.D. Stručná anotace předmětu Předmět se zabývá vybranými teoretickými partiemi zejména ze dvou aplikačních oblastí, počítačové grafiky a zpracování dat. Diskutuje také zásadní obecné přístupy k tvorbě počítačových aplikací. Výrazný je prostor pro samostatnou práci studentů. Témata přednášek: Vymezení oblasti počítačové grafiky, vizualizace dat, hardwarové prostředky počítačové grafiky Algoritmy PG a jejich složitost, návrh a řešení některých vybraných geometrických algoritmů, matematický aparát pro počítačovou grafiku, homogénní souřadnice, geometrické transformace obrazu E2 a E3, grafické knihovny Křivky v PG, základní vlastnosti, použití a smysl parametrického vyjádření, interpolační a aproximační metody používané v PG pro modelování křivek a ploch Barvy v počítačové grafice, barevné modely, některé kompresní metody používané pro zpracování rastrového obrazu, vektorové a rastrové grafické formáty. Základní datové struktury a funkce knihovny OpenGL. Použití OpenGL pro grafické modelování a jednoduché animace. Zpracování hromadných dat. Tvorba databázových aplikací, datová a funkční analýza. Návrh datových struktur a uživatelského rozhraní pomocí databázových ovládacích prvků Realizace základních operací nad hromadními daty, použití dotazů a jazyka SQL. Složitější datové struktury a zajištění referenční integrity, kaskádní operace. Význam a definice datového slovníku, zpracování chybových stavů v databázové aplikaci, transakce a zotavení dat po havárii systému Náplň cvičení: Cvičení na konkrétních příkladech z oblasti počítačové grafiky a databází podporují přednášenou látku. Probíhají v počítačové učebně s důrazem na samostatnou práci studentů. Aplikace se vytváří ve Win32. Informace ke kombinované nebo distanční formě 6 hodin za semestr Rozsah konzultací (soustředění) Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly V průběhu semestru posluchač absolvuje 6 hodin soustředění, na kterých budou stručně uvedena jednotlivé témata K dispozici jsou podrobné učební texty v e-learningovém systému CLIX a to včetně kontrolních otázek a testů. K diskusi bude založená odborná diskusní skupina na internetu v prostředí CLIX. Řízení diskusní skupiny bude přizpůsobené možnostem posluchačů, předpokládá se diskuse off-line. Studijní literatura a studijní pomůcky Žára J., Beneš B., Felkel P.: Moderní počítačová grafika, Computer Press, 1998 Rychlík J.: Databázové systémy I., učební text, ZČU 1992 Pokorný J.: Databázová abeceda, Science, 1998 Forrest Houlette.: SQL - příručka programátora, SoftPress, 2000 Šešera L. a kol.: Datové modelování v příkladech, Grada Lacko l.: SQL Hotová řešení, Computer Press, 2003 Skála V.: Algoritmy počítačové grafiky I. - III., ZČU Plzeň Další studijní materiály: http://www.mti.tul.cz/cs/gda-mater , http://www.objekt.cz


Bakalářská práce Povinný


0+5 ZS hod. za týden 0+7 LS není Zápočet nejsou



3/ZS 3/LS

kreditů

5 ZS 7 LS

Forma výuky

Konzultace

Vyučující Dle volby studenta Stručná anotace předmětu Předmět vytváří institucionální rámec pro konzultace studenta s vedoucím, případně konzultantem bakalářské práce v průběhu jejího řešení. V průběhu řešení diplomové práce student průběžně předkládá své výsledky vedoucímu diplomové práce a na základě jeho připomínek a v diskusi s ním a s případným konzultantem je upravuje.

Informace ke kombinované nebo distanční formě 16 ZS + 20 LS hodin za týden Rozsah konzultací (soustředění) Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly Každá práce bude vedena individuálně vedoucím pedagogem, který k danému tématu poskytne osobní a elektronické konsultace. Důraz bude kladen na samostatnou práci a originální způsob řešení. Studijní literatura a studijní pomůcky Dle pokynů vedoucího práce


Prostředky automatického řízení povinný 3+2 5 hod. za týden není zkouška nejsou


3/ZS

Př., cv.

Vyučující Doc. Dr. Mgr. Ing. Jaroslav Hlava. Stručná anotace předmětu Předmět navazuje na teoretické znalosti získané v předmětu Základy spojitého řízení a dále je rozšiřuje s důrazem na realizační a aplikační aspekty návrhu regulačních obvodů. Probíraná témata zahrnují průmyslové analogové a číslicové PID regulátory a jejich konstrukční uspořádání, varianty a modifikace PID algoritmu (prakticky použitelný regulátor versus učebnicová rovnice), experimentální metody nastavování PID regulátorů, principy a implementace samonastavujících se a adaptivních PID regulátorů, dvou a třípolohové regulátory jejich realizace a regulační vlastnosti. Dále jsou pojednány složitější regulační struktury (kaskádní řízení, kompenzace dopravního zpoždění apod.) a je probrána otázka volby struktury regulátoru pro běžné regulační úlohy (regulace teploty, tlaku, průtoku apod.). Pozornost je věnována akčním členům (zejména ventilům a elektrickým pohonům a jejich regulačním vlastnostem). Dále jsou probrány vizualizační HMI/SCADA systémy a jejich programování a v základním nástinu je zmíněna problematika komunikace v řídicích systémech. Témata přednášek: • Analogové PID regulátory, jejich realizace a varianty, regulátory s interakcí a bez interakce, beznárazové přepínání mezi ručním a automatickým provozem. Nespojité dvou- a třípolohové regulátory, polohové PD, PI, PID a DPID regulátory. Analogová a číslicová realizace těchto regulátorů, příklady průmyslových provedení. • Struktura a konstrukční uspořádání průmyslových číslicových PID regulátorů, způsob ovládání a konfigurace regulátoru, rozdíl mezi PID regulátorem jako přístrojem a učebnicovým PID algoritmem. • Varianty užívaných PID algoritmů (paralelní a sériový tvar), specifické problémy číslicové regulace (aliasing, wind-up), vliv konečné délky slova. Běžné strukturní modifikace PID regulátorů, vážení žádané hodnoty, PID regulátory se dvěma stupni volnosti. Možnosti poskytované průmyslovými PID regulátory pro řízení nelineárních soustav a pro rozšíření regulačního rozsahu akčních členů (programované zesílení a řízení s rozděleným rozsahem). • Praktické metody nastavování parametrů PID regulátorů nevyžadující znalost přesného matematického modelu řízené soustavy. Přehled metod (ZN pravidla a jejich modifikace; Cohen-Coon; Chien, Hrones a Reswick; pravidlo souhrnné časové konstanty, Latzelova metoda; IMC; lambda tuning atd.) jejich vlastností a aplikačních oblastí. • Samočinně se nastavující a adaptivní PID regulátory. Nejběžnější algoritmy používané v komerčně dostupných průmyslových PID regulátorech a PLC blocích (reléová zpětná vazba a její různé komerční implementace v regulátorech firem ABB Automation, Fisher Rosemount a Honeywell; Foxboro EXACT; Honeywell Accutune; blok PID Self-Tuner pro Simatic S7 atd.), jejich principy, možnosti a omezení. • Volba parametrů a struktury regulátoru pro nejběžnější typy regulačních obvodů (průtok, hladina, tlak, teplota). • Použití složitějších regulačních struktur při řízení technologických procesů: kaskádní regulace, dopředné řízení, poměrové řízení, kompenzace dopravního zpoždění (Smithův regulátor). • Pohony a akční členy. Regulační ventily, jejich vlastnosti a charakteristiky, elektrické a pneumatické ovládání ventilů, výpočty základních obvodů s ventily, solenoidové ventily. Regulační vlastnosti elektrických pohonů a jejich vliv na celkové chování regulačního obvodu. • Vizualizace technologických procesů, systémy HMI/SCADA. Základní úvod do problematiky komunikace v řídicích systémech, průmyslová komunikační rozhraní a systémy. • Konstrukční provedení automatizačních přístrojů, přístroje pro práci v prostředím s nebezpečím výbuchu, jiskrová bezpečnost. Náplň cvičení: • Implementační aspekty číslicových PID regulátorů, nastavení regulátoru optimální z hlediska potlačení poruch a sledování změn žádané hodnoty, srovnání kvality regulace dosažené s různými typy dynamiky regulovaných

• •

soustav při použití jednotlivých popsaných přístupů k nastavování PID regulátorů, řízení nelineárních soustav pomocí PID regulátor, jednoduché přístupy k samočinnému nastavování parametrů PID regulátorů (zejména metoda reléové zpětné vazby a její modifikace). Uvedené pokusy s PID regulátory jsou prováděny částečně na laboratorních modelech a částečně s využitím simulace a případových studií typických regulačních systémů některých v praxi významných typů regulovaných soustav. Zde je výchozím bodem především soubor studií publikovaný v (Levine, 2000). Práce s průmyslovými regulátory, konfigurace regulátoru z čelního panelu a pomocí konfiguračního prostředí běžícího na osobním počítači. Programovatelné regulátory a nastavení jimi realizované regulační struktury pomocí grafických programovacích prostředků. Návrh a výpočty základních obvodů s regulačními ventily. Základy práce s vizualizačním software Control Web, předpokládá se nejprve základní seznámení formou naprogramování několika jednodušších úloh vysloveně školní povahy a v návaznosti na to vytvoření o něco komplexnějšího programu umožňujícího vizualizaci a řízení laboratorního modelu reálné soustavy, případně též naprogramování komunikace mezi software Control Web a regulátory KS 90 pomocí rozhraní MODBUS.

Informace ke kombinované nebo distanční formě 28 hodin za semestr Rozsah konzultací (soustředění) Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly V průběhu semestru posluchač absolvuje 16 hodin přednášek, které v základním přehledu pokrývají výše uvedená témata. Pro další detailnější studium jsou k dispozici skripta, která jsou ke stažení v elektronické podobě, a řada dalších volně přístupných učebních textů uvedených níže v seznamu literatury. Cvičení budou probíhat v laboratoři a bude v nich kladen důraz na seznámení se s průmyslovými regulačními a HMI/SCADA systémy. Přitom bude využíváno toho, že k používaným regulátorům lze volně stáhnout simulátory a demonstrační verze obslužného a nastavovacího software. Velmi dobře funkční demonstrační verze existuje i k používanému SCADA systému Control Web. Studenti se tedy budou moci doma připravit a v laboratoři tak pouze odzkoušet a doladit předem připravené úlohy. Cvičení, která jsou věnována základním vlastnostem PID regulátorů a jejich modifikací a která u studentů prezenční formy studia využívají simulace v komerčním systému Matlab/Simulink budou nahrazena domácími úlohami využívajícími volně šiřitelného prostředí Scilab/Scicos. Studijní literatura a studijní pomůcky [1.] Hlava, J. (2000), Prostředky automatického řízení II: Analogové a číslicové regulátory, elektrické pohony, průmyslové komunikační systémy, Praha: Vydavatelství ČVUT, skriptum je v elektronické podobě dostupné na http://www.mti.tul.cz/files/par/Skripta_PAR.pdf [2.] Hlava J., prezentace používané při přednáškách dostupné na http://www.mti.tul.cz/cs/par-mater [3.] Leva A. , Ch. Cox, A. Ruano (2003), Hands-on PID autotuning: A guide to better utilisation, monografie vydaná v řadě IFAC Professional Briefs, volně dostupné elektronicky na http://www.ifac-control.org/publications/list-of-professional-briefs [4.] Bílý, R., Cagaš, P., Cagaš, R., Hladůvka, D., Kolařík, M., Sobotík, J., Zálešák, M., & Zgarba (1999), Control Web 2000, Praha: Computer Press, podrobný popis aktuální verze systému Control Web lze stáhnout spolu s demonstrační verzí Control Webu na http://www.mii.cz/ [5.] Corripio A. B. (2001), Tuning of Industrial Control Systems (2nd edition), ISA Press [6.] Kissell E. T. (1999), Industrial Electronics: Applications for Programmable Controllers, Instrumentation & Process Control, and Electrical Machines & Motor Controls, Prentice Hall [7.] Levine, W., S. (Ed.), (2000), Control System Applications, CRC Press LLC [8.] Techmation Applications Manual, obsahuje velmi podrobný popis průmyslových PID regulátorů a jejich modifikací, volně ke stažení z http://www.protuner.com/manuals.htm [9.] Manuály, obslužné programy a simulátory regulátorů PMA http://www.pma-online.de/ [10.] Sborník přednášek Regulační armatury 2006, ačkoliv se jedná o firemní materiál je koncipován velmi obecně a dobře pokrývá řadu témat týkajících se návrhu regulačních ventilů, sborník je volně ke stažení na http://www.ldm.cz [11.] Fisher Control Valve Handbook, velmi rozsáhlý a podrobný text týkající se problematiky regulačních ventilů, volně ke stažení z http://www.documentation.frco.com/groups/public/documents/book/cvh99.pd [12.] Výpočetnmí a simulační prostředí Scilab/Scicos, volně dostupné na http://www.scilab.org/


Simulace dynamických systémů povinný 2+2 4 hod. za týden není zkouška nejsou


3/ZS

Př., cv.

Vyučující Doc. Ing. Libor Tůma, CSc. Stručná anotace předmětu V úvodní části předmětu se studenti seznámí se základy metodologie modelování a simulace systémů. Podstatná část předmětu je pak věnována číslicové simulaci lineárních i nelineárních spojitých deterministických systémů. Pro tvorbu počítačového modelu je použit jak matematický model vnějšího popisu systému, tak i stavový popis systému. Je ukázána systematická metoda modelování dynamických systémů různé fyzikální podstaty pomocí vazebního grafu toku výkonu. Praktické příklady pak mají ukázat možnosti aplikace MATLAB-Simulinku pro různé typy nelinearit a specifických omezení dynamiky simulovaného systému. Témata přednášek: Popis systému. Deduktivní a induktivní přístup k formulaci modelu. Matematicko-fyzikální analýza. Simulační experiment. Vnitřní a vnější popis dynamického systému. Dynamická podobnost systémů. Pohyb dynamického systému, rovnovážný stav, stabilita. Stavový popis systému, stavová trajektorie. Metody volby stavového vektoru. Technická funkce. Systémy s dopravním zpožděním. Stavový popis lineárního systému. Číslicová simulace, simulační model. Simultánní integrace. Dynamická a statická část modelu, algebraická smyčka. Ověření výsledků simulačního experimentu, chyby výpočtu. Počítačový model. Numerické řešení obyčejných diferenciálních rovnic. Metody Runge-Kutta, metody prediktor-korektor. Volba časového kroku simulačního výpočtu. Graf přenosu výkonu jako model dynamického systému. Konstrukce výkonového vazebního grafu. Modely mechanických a elektrických systémů. Modely snímačů, zesilovačů a měničů výkonu. Kolize ve vazebních grafech výkonu. C-pole, I-pole, R-pole. Simulační stavová schémata. Stavové rovnice. Příklady komplexně řešených úloh. Náplň cvičení: MATLAB – Simulink, seznámení s prostředím a se základními funkcemi (rozšíření k Základům spojitého řízení). Grafické zobrazení dat, záznam, čtení, ukládání a další manipulace s daty. Simulace nelineárních dynamických systémů, repetiční a iterační výpočty. Úlohy s dopravním zpožděním. Odstranění algebraické smyčky. Programování experimentu v reálném čase, Real Time Toolbox. Verifikace počítačového modelu pomocí paralelně řízeného simulačního a reálného experimentu. Volba numerické metody, systémy typu „stiff“. Vlastní naprogramování 4-bodové metody Runge-Kutta s pevným časovým krokem řešení. Příklady sestavení vazebního grafu toku výkonu jednoduchých mechatronických systémů. Sestavení jejich simulačních schémat, stavových rovnic a počítačových modelů. Součástí cvičení je vypracování semestrální práce, jejímž obsahem je matematicko-fyzikální analýza zadaného příkladu, sestavení matematického modelu vnějšího a vnitřního popisu a jejich počítačových modelů v MATLAB – Simulinku. Informace ke kombinované nebo distanční formě 18 hodin za semestr Rozsah konzultací (soustředění) Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly

Výuka v kombinované formě studia je podporována elektronickými studijními materiály dostupnými prostřednictvím Internetu. Jednak v klasické formě, v současné době běžně využívané studenty prezenčního studia, jednak ve formě e-learningových nástrojů v prostředí CLIX, včetně zavedené diskusní skupiny k tomuto předmětu. Studijní literatura a studijní pomůcky Zítek P.: Simulace dynamických systémů. SNTL Praha 1990. ISBN 80-03-00330-X Zítek P., Petrová R.: Matematické a simulační modely. Skripta fakulty strojní, vydavatelství ČVUT 1996. ISBN 80-010-01524-6 Horáček P.: Systémy a modely. Skripta fakulty elektrotechnické, vydavatelství ČVUT 2000. ISBN 80-0101923-3 další studijní matriály: http://www.fm.tul.cz/~krt/czframe.htm


Měřicí technika 2 povinný 2+2 hod. za týden není zkouška nejsou

4


3/ZS

Př., cv.

Vyučující Ing. Jiří Jelínek, Ph.D. Stručná anotace předmětu Kurz navazuje na Měřicí technika 1. Studenti získají vědomosti zejména s metodami měření neelektrických veličin, s převodníky těchto veličin a získají základní informaci o skladbě měřicích systémů a principech dálkového měření. Témata přednášek 1. Úvod do měření neelektrických veličin Měřicí převodníky fyzikálních veličin. Měřicí řetězec. Statické a dynamické vlastnosti měřícího řetězce. Chyby měřícího řetězce. Metody zmenšení chyb snímačů. 2. Měření teplot a tepla. Základní principy měření teploty. Teploměry založené na mechanickém principu. Elektrické teploměry odporové, termoelektrické, polovodičové, krystalové. 3. Časová konstanta dotykových teploměrů. Měření nízkých teplot. Bezdotykové měření teploty, pyrometry. Termovize. Měřiče odběru tepla. 4. Měření tlaků. Piezoelektrické snímače, elektrometrické a nábojové zesilovače. Měření vakua. 5. Měření veličin v mechanice tuhých a poddajných těles. Měření deformací, tenzometry. Měření sil a točivého momentu, dynamometry. 6. Měření přímé a úhlové polohy, rychlosti, zrychlení. 7. Odporové, indukčnostní a kapacitní snímače. Měření otáček, stroboskopy, indukční a optoelektrické snímače. 8. Měření mechanického kmitání, absolutní a relativní snímače kmitání. 9. Měření veličin v mechanice tekutin. Měření rychlosti a průtoku. 10. Anemometrické snímače mechanické a elektrické. Základy laserové anemometrie. 11. Měření výšky hladiny. Měření vlhkosti. Analýza plynů, měření emisí. 12. Měření vodivosti kapalin. Měření pH. 13. Měření světelného záření, měření jaderného záření. Měření magnetických veličin. Měření hluku. 14. Dálková měření. Základní pojmy, rozdělení systémů dálkového měření. Přenosové cesty.

Ke kurzu přísluší propracované laboratorní cvičení. Studenti v malých kolektivech řeší konkrétní příklady měření neelektrických veličin a zpracovaní výsledků měření. Program laboratorních cvičení - měření 1. Převodní charakteristiky teplotních čidel 2. (a) Přechodová charakteristika Pt100, (b) Linearizace teplotní charakteristiky termistoru 3. (a) Odporový rotační snímač, (b) Odporový indukčnostní snímač polohy 4. (a) Inkrementální rotační snímač, (b) Optoelektronický rotační absolutní snímač 5. (a) Tachodynamo a inkrementální rotační snímač, (b) Tenzometrický snímač 6. (a) Stroboskop a otáčky motoru, (b) Průtokoměry 7. (a) Kompresor se vzdušníkem a senzory tlaku, (b) Senzory rychlosti proudění vzduchu 8. (a) Ultrazvukový snímač výšky hladiny, (b) Vlhkoměry 9. (a) Hydrostatický tlak a výška hladiny, (b) Koncentrace roztoku a pH 10. (a) Kapacitní snímač výšky hladiny, (b) Koncentrace roztoku a vodivost 11. Exkurze do laboratoře Laserové interferometrie 12. Opakování, rekapitulace dosažených výsledků během semestru, ukázky způsobu měření dalších neelektrických veličin 13. Opakování, cvičení prohlubující přednášenou problematiku 14. Opakování, udělení zápočtů Informace ke kombinované nebo distanční formě 20 hodin za semestr Rozsah konzultací (soustředění) Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly V průběhu semestru bude 14 hodin přednášek, na kterých budou přednášena témata, která budou doplňována odkazy na uvedené publikace. S laboratorními pracemi souvisí samostatná činnost malých kolektivů studentů. Studenti budou provádět měření dle konkrétního zadání jednotlivých úloh. Zápočet bude udělen na základě zpracovaných protokolů z měření a výsledků testů při opakovacích lekcích. Studijní literatura a studijní pomůcky Ďaďo, S., Kreidl, M.: Senzory a měřicí obvody. ČVUT, Praha 1999 Jenčík, J., Volf, J. a kol.: Technická měření. Skriptum ČVUT FS, Praha 2000 Ďaďo, S., Kreidl, M.: Měřicí převodníky fyzikálních veličin. Skriptum ČVUT FEL, Praha 1990 Ripka, P.: Senzory. Skriptum ČVUT FEL, Praha 1996 Zehnula, K.: Snímače neelektrických veličin. SNTL, Praha 1983 Kocourek, P.: Číslicové měřicí systémy. ČVUT, Praha 1994


Číslicová elektronika povinný 2+2 hod. za týden není zkouška nejsou

4


3/ZS

Př., cv.

Vyučující Prof. Ing. Ondřej Novák, CSc. Stručná anotace předmětu Předmět je úvodem do problematiky základních logických obvodů a číslicové elektroniky. Studenti se seznámí s vlastnostmi základních integrovaných obvodů, s návrhem a implementací logických systémů a získají znalosti o moderních programovatelných obvodech tvořících základ počítačových a řídících systémů. Témata přednášek: Logické operátory, booleova algebra, logické funkce a metody jejich minimalizace, analýza logických úloh. Návrhové systémy pro návrh IO,desek s plošnými spoji a elektronických systémů. Problematika simulací, verifikace správnosti návrhu. Logické obvody. Technologie číslicových integrovaných obvodů, základní řady a jejich parametry. Kombinační logické obvody. Logická hradla, multiplexory, dekodéry, aritmetické obvody, komparátory. Metody implementace logických úloh pomocí kombinačních obvodů. Zakázkové integrované obvody. Implementace logických úloh na zákaznických obvodech. Sekvenční obvody. Obvody typu latch, synchronizované klopné obvody, registry, čítače, paměti. Metody implementace sekvenčních úloh. Mikroprocesory. Základní části a funkce mikroprocesoru. Přehled nejvýznamějších mikroprocesorových rodin. Obvody pro výstavbu mikropočítačových systémů. Programové ovládání mikroprocesorů. Instrukční kódy a programování v jazyce symbolických adres. Interfacing Propojování analogových a číslicových systémů. A/D a D/A převodníky. Základní principy, rozbor použitelnosti pro různé aplikace. Poruchy IO a jejich modely. Diagnostika poruch v číslicových systémech. Metody zvyšování spolehlivosti číslicových systémů. Náplň cvičení: Měření základních vlastností číslicových obvodů (vstupní, převodní, zatěžovací, odběrová charakteristika)

Měření základních vlastností číslicových obvodů (zpoždění hradel, šumová imunita, hazardy) Kombinační obvody - optimalizace návrhu Kombinační obvody - realizace funkcí pomocí multiplexoru, dekodéru, ... Realizace kombinačních obvodů pomocí ASIC RS, JK, D klopné obvody Použití čítačů Obecný návrh sekvenčních obvodů. Realizace sekvenčních úloh pomocí ASIC D/A převodníky (konstrukce, měření vlastností) a A/D převodníky (konstrukce, měření vlastností) Informace ke kombinované nebo distanční formě 20 hodin za semestr Rozsah konzultací (soustředění) Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly V průběhu semestru bude 8 hod. přednášek, které budou kombinovány se samostudiem za podpory distančních forem podpory výuky. Předpokládá se využití on-line i off-line konzultací. Cvičení v průběhu semestru bude 8. V průběhu semestru budou studenti distančně řešit samostatné úkoly. Doba distanční práce 4 hodiny. V průběhu soustředění bude 8 hodin věnováno realizaci zapojení vlastních obvodů, řešících předem oznámené zadání. V průběhu semestru bude možno doplnit znalosti studentů formou konzultací.

Studijní literatura a studijní pomůcky Horowitz-Hill: The art of electronics. Cambridge University Press, 1125 stran, 1991 Storey:Electronics a systém approach. Addison-Eesley publishing comp., 1992 Novák, Doležal, Nouza, Kolář: Elektronika, Skriptum TU Liberec, 178 stran, 2001 Pluháček, A.: Projektování logiky počítačů. Skripta ČVUT. Praha 2000, ISBN 80-01-02145-9

http://bwrc.eecs.berkeley.edu/IcBook/ Jan M. Rabaey, Anantha Chandrakasan, and Borivoje Nikolic: Digital Integrated Circuits. Second Edition,Prentice-Hall , citováno 26.9.2007


Počítačové sítě povinný 2+2 hod. za týden není zkouška nejsou

4


3/ZS

Př., cv.

Vyučující Doc. RNDr. Pavel Satrapa, Ph.D.. Stručná anotace předmětu Předmět se věnuje problematice lokálních i rozlehlých počítačových sítí. Kromě základních teoretických poznatků (vymezení pojmů, referenční model OSI) je značná pozornost věnována konkrétním používaným přenosovým technologiím a protokolům. Největší prostor je věnován technologiím lokálních sítí (různé varianty Ethernetu, bezdrátové sítě apod.) a protokolům používaným v síti Internet. Témata přednášek: Vymezení základních pojmů, typy a topologie počítačových sítí. Architektura, sedmivrstevný referenční model OSI – charakteristika a funkce jednotlivých vrstev. Přenosová média, digitální a analogový přenos dat, ISDN. Ethernet – média, algoritmy, novější varianty. Bezdrátové technologie LAN. Internet Protokocol (IP), ARP, BOOTP. Směrování a směrovací algoritmy. User Datagram Protocol (UDP), Transmission Control Protocol (TCP). Domain Name System (DNS). Protokoly aplikační vrstvy – Telnet, FTP, elektronická pošta, WWW. Budoucnost Internetu – IP verze 6. Náplň cvičení: Cvičení probíhá v počítačové učebně, převažuje individuální práce studentů. Jeho obsahem je praktické procvičování témat z přednášek, především sestavení a konfigurace lokální počítačové sítě využívající rodinu protokolů TCP/IP. Informace ke kombinované nebo distanční formě 18 hodin za semestr Rozsah konzultací (soustředění) Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly Výuka v kombinované formě studia je podporována elektronickými studijními materiály dostupnými prostřednictvím Internetu. Jednak v klasické formě, v současné době běžně využívané studenty prezenčního studia, jednak ve formě e-learningových nástrojů v prostředí CLIX, včetně zavedené diskusní skupiny k tomuto předmětu. Studijní literatura a studijní pomůcky [1] Stevens W. R.: TCP/IP Illustrated, Addison-Wesley, 1994. [2] Tanenbaum A. S.: Computer Networks, Prentice-Hall, 2002. [3] Charles E. Spurgeon: Ethernet, O’Reilly, 2000. [4] Peterka J.: archiv článků, www.earchiv.cz. [5] Gast M.: 802.11 Wireless Networks, O'Reilly, 2005


Číslicové měřící systémy povinný 2+2 hod. za týden Není zkouškou nejsou

4


3/LS

Př., cv.

Vyučující Ing. Lukáš Matela, Ph.D. Stručná anotace předmětu Po absolvování tohoto předmětu by měl být student schopen optimálně navrhnout automatizovaný měřicí systém. Návrh systému spočívá ve výběru snímačů, měřících komponent, úpravy signálů, analýzy a zpracování dat, vývoji software a začlenění měřicího systému do provozních celků. Před samotnou analýzou je třeba zvolit optimální způsob úpravy a předzpracování vstupních signálů a zajistit jeho největší odstup od rušivých složek, digitalizaci a vhodnou matematickou metodu zpracování. Obsah přednášek: Přehled chyb číslicových měřicích systémů. Centralizované a distribuované měřící a řídící systémy. Sériové linky v měřicích systémech, sběrnice GPIB Přístrojové ovladače, VME, VXI. Převodníky. Multifunkční desky, jejich vlastnosti a možnosti. Základy frekvenční analýzy Přístrojová technika Obsah cvičení: Úvod – základní výpočty, chyby měřicích systémů Vývojové prostředí LabVIEW – seznámení s prostředím, vizualizace dat, vytvoření a obsluha uživatelského rozhraní. Sériová komunikace – ovládání běhu přístroje, načítání a zápis dat po RS232, komunikace SCPI instrukcemi s měřicími přístroji užitím RS232 a GPIB. NIDAQ multifunkční karty – seznámení, základní testy funkčnosti. Programování sběru dat – analogové vstupy, digitální vstupy, sběr z jednoho a více kanálů, dvojitý buffering. Měření úrovně signálu – okamžitá, efektivní, střední hodnota, měření teploty pomocí termočlánků. Filtrace signálů – návrh FIR číslicového filtru, aplikace filtru na vzorkovaný signál, vizualizace. Samostatná práce – realizace virtuálního přístroje, frekvenční analyzátor, osciloskop. Informace ke kombinované nebo distanční formě 14 hodin za semestr Rozsah konzultací (soustředění) Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly V průběhu 14 hodin soustředění budou prezentována jak výše uvedená témata, tak i bude probíhat praktická výuka, kdy budou mít studenti možnost dostupnou přístrojovou techniku pospojovat ve funkční celky a vytvořit tak automatizovaná měřicí pracoviště. V závěru semestru předvedou své dovednosti v rámci samostatných úkolů, tak aby byli schopni řešit obdobné problémy v praxi. Studijní literatura a studijní pomůcky Haasz, V., Roztočil, J., Novák, J.: Číslicové měřicí systémy, ČVUT, 2000. Kocourek, P. - a kol.:Číslicové měřicí systémy. ČVUT 1994. Hlaváč, V., Sedláček, M.: Zpracování signálů a obrazů, ČVUT, 2002. Jaksch, I.: Elektronická verze přednášek, Dostupné na v sekci Studium Elektronické materiály firem National Instruments (www.ni.com), Advantech (www.advantech.com), Tedia Plzeň (www.tedia.cz), Papouch (www.papouch.com), Agilent (www.agilent.cz)


Počítače a mikropočítače povinný 2+2 hod. za týden není zkouška nejsou

4


3/LS

Př., cv.

Vyučující Doc. Ing. Petr Tůma, CSc. Stručná anotace předmětu Předmět seznamuje studenty se základními principy technického vybavení počítačů s důrazem na monolitické mikropočítače. Přímý vztah programového a technického vybavení je zdůrazněn principy programování ve strojově orientovaném jazyku monolitického mikropočítače. Témata přednášek: Vývoj výpočetní techniky, architektury počítačů a monolitických mikropočítačů, terminologie. Aritmetická jednotka, realizace operací v pevné řádové čárce, logických operací a posuvů (ALU), pohyblivá řádová čárka (FPU), aritmetické zřetězení. Instrukční jednotka, mikroprogramování, principy a charakteristické znaky architektury RISC. Strojově orientované jazyky, charakteristika asembleru monolitického mikropočítače, hlavní skupiny instrukcí a adresace, výrazy, direktivy, makra. Přerušovací systém počítačů, význam přerušení, filozofie přerušovacích systémů, typy a realizace. Systém hodin reálného času, význam a realizace, čítače a časovače, hlídací časový obvod (WDT). Paměťové systémy počítačů, struktura a organizace hlavní paměti, princip vyrovnávací paměti (cache) a její atributy, vnější paměti, jednotka správy paměti (MMU). Principy a realizace paralelního a sériového přenosu, paralelní porty a sériové kanály monolitických mikropočítačů. Periferní jednotky, základní periferie a způsoby jejich připojení k počítači, připojení nestandardních periferií. Principy paralelního zpracování, zřetězení procesů, vektorové procesory, víceprocesorové systémy, superpočítače. Náplň cvičení: Seznámení s vývojovým prostředím uScope a procesory x51. Ovládání periferních obvodů (LED, LCD, klávesnice apod.) na přípravku s procesorem. Programování procesoru x51 v asembleru, ladění zápočtových příkladů. Programování procesoru x51 v asembleru s přerušením, ladění zápočtových příkladů. Informace ke kombinované nebo distanční formě 14 hodin za semestr Rozsah konzultací (soustředění) Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly V průběhu semestru bude 14 hodin výuky, které budou tématicky pokrývat obsah předmětu a na které naváže distanční část s možností pravidelných elektronických konzultací. Cvičení budou probíhat v laboratoři na přípravcích s mikroprocesory a budou rozděleny do dvou částí. V první polovině semestru bude vysvětlována práce s mikroprocesory na jednoduchých příkladech a ve druhé polovině semestru bude následovat samostatné řešení dvou zadaných úloh. K získání zápočtu bude nutné odevzdat obě zadané úlohy. Studijní literatura a studijní pomůcky Skalický P. Mikroprocesory řady 8051. BEN - technická literatura, Praha 1998,ISBN 80-86056-39-2 T89C51RD2. [online] Atmel, 2003. Dostupné na www: http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc4243.pdf


Elektrické výkonové členy povinný 2+2 4 hod. za týden není zkouška nejsou


3/LS

Př., cv.

Vyučující Prof. Ing. Jaroslav Nosek, CSc. Stručná anotace předmětu Elektrické výkonové členy jako převodníky mechatronických soustav. Elektromechanické převodníky, jejich vlastnosti a uplatnění. Převodníky využívající vlastností materiálů pevné fáze. Základní vlastnosti silových převodníků – elektromagnetických převodníků, elektrických motorů, prvků a obvodů výkonové elektroniky a měničů. Témata přednášek: Akční členy mechatronických soustav. Elektrické výkonové členy využívající vlastností magnetického pole, elektrického pole a vlastností materiálů pevné fáze. Použití. Akční členy s magnetickým polem. Principy. Vyvození posuvného a rotačního pohybu. Magnetické obvody převodníků. Ztráty v magnetickém obvodu.Elektromagnet. Základní statické a dynamické vlastnosti. Transformátory. Princip a konstrukční uspořádání. Náhradní obvod. Provozní stavy trojfázových transformátorů, zvláštní transformátory. Elektrické motory jako akční členy. Asynchronní motor. Princip a konstrukční uspořádání. Točivé magnetické pole. Motor s kotvou kroužkovou. Elektrický náhradní obvod. Moment a momentová charakteristika. Rozběh AM. Řízení AM frekvenčním měničem. Jednofázový AM. Lineární indukční motor se spojitým pohybem. Stejnosměrný motor. Princip a konstrukční uspořádání. Moment a otáčky stejnosměrného motoru. Cize buzený, derivační a sériový stejnosměrný motor. Servomotor. Střídavý komutátorový jednofázový motor. Princip a konstrukční uspořádání. Momentová charakteristika. Krokové motory. Princip KM s proměnnou reluktancí. Synchronní stroje. Princip a konstrukční uspořádání. Synchronní alternátor, fázování alternátoru. Alternátor v tvrdé síti. Synchronní motor s permanentními magnety. Spouštění a řízení otáček synchronního motoru. Elektromechanické převodníky vyžívající vlastností materiálů pevné fáze. Princip. Používané materiály. Piezoelektrické aktuátory a jejich aplikace. Ultrazvukové piezoelektrické motory. Prvky a obvody výkonové elektroniky. Polovodičové neřízené usměrňovače napájené jednofázovým, resp. trojfázovým proudem. Tyristor a jeho uplatnění v řízených usměrňovačích. Triak jako regulátor střídavého proudu. Náplň cvičení: Bezpečnost práce na elektrických strojích. Základy el. bezpečnostní normy pro konstrukci strojů. Základní parametry elektrických signálů. Třífázová síťová soustava. Výpočty středních a efektivních hodnot, energetická bilance el. strojů a výpočty magnetických obvodů el. strojů. Jistící prostředky, stykačová automatika, liniové schéma, návrh reléového obvodu. Měření 1f a 3f příkonů symetrické a nesymetrické zátěže. Měření účiníku, principy kompenzace. 1. test (20 min.). Trojfázový transformátor, pracovní charakteristiky, měření parametrů náhradního obvodu transformátoru, měření hodinového úhlu. Stejnosměrný stroj – motor, dynamo, měření charakteristik stroje. Asynchronní motor, kružnicový diagram, momentová charakteristika, momentové charakteristiky AM s frekvenčním měničem. Jednofázový asynchronní motor, jednofázový střídavý komutátorový motor, měření pracovních charakteristik. Synchronní generátor, měření charakteristik, přifázování, generátor v tvrdé síti. Zápočtový test (20min.). Krokové motory, programování řídící jednoty. Zápočet.

Informace ke kombinované nebo distanční formě 14 hodin za semestr Rozsah konzultací (soustředění) Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly V průběhu semestru bude 14 hodin výuky, které budou tématicky pokrývat obsah předmětu a na které naváže distanční část s možností pravidelných elektronických konzultací. Cvičení budou probíhat v laboratoři elektrotechniky. K získání zápočtu bude nutné odevzdat vypracování semestrální práce. Studijní literatura a studijní pomůcky Maixner,L. a kol.: Mechatronika (Nosek,J., kap.4 - Akční členy mechatronických soustav). Computer Press Brno, 2006. ISBN 80-251-1299-3. Uhlíř, I. a kol.: Elektrotechnika. Skriptum ČVUT Praha, 1999 Pavelka,J.,Čeřovský,Z.,Javůrek,J.: Elektrické pohony. Skriptum ČVUT v Praze, 1999 Vladař, J., Zelenka,J.: Elektrotechnika a výkonová elektronika. SNTL Praha 1988 Nosek, J.: Elektrotechnika a průmyslová elektronika. Příklady. Skriptum TU Liberec 1991 Uchino, K.: Ferroelectric Devices. Marcel Dekker, Inc., New York, Basel 2000,ISBN 0-8247-8133-3. studijní materiály: http://www.mti.tul.cz/cs/evc-mater


Základy robotiky povinný 2+2 hod. za týden není zkouška nejsou

4


3/LS

Př., cv.

Vyučující Doc. Ing. Václav Záda, CSc. Stručná anotace předmětu Cílem předmětu je získání základních teoretických a praktických informací o robotice jako vědeckotechnickém oboru. Výklad je veden z hlediska definice robota jako kybernetického systému. Následuje úvod do kinematiky a dynamiky robotů, jsou studovány pohybová ústrojí, servopohony, výstupní hlavice a dále výrobní linky a pružné výrobní systémy. Následuje programování robotů s využitím vizualizace RobotStudio, tvorba a ladění programů. Obecné koncepce řídících systémů. Provoz a údržba manipulátorů. Úvod do biorobotiky, robotika v lékařské praxi ap. Témata přednášek: Úvod do robotiky, teoretická a technická robotika, využití robotů v praxi (průmysl, podmořský výzkum, lékařství, biorobotika, kosmický prostor). Střední doba bezporuchového provozu, ekonomická efektivnost využitelnosti robotů v praxi. Ukázky činností robotů – manipulace a montáž, svařování, stříkání. Vztahy robotiky a teorie řízení, členění úrovní řízení robotů. Motorický, senzorický a kognitivní subsystém robota. Generace robotů. Stavební prvky robotů, kinematické dvojice, základní kinematické struktury a jejich využitelnost v aplikacích (cylindrické, sférické, angulární a scara systémy souřadnic). Koncové efektory a chapadla. Mobilní roboty. Maticové metody popisu kinematiky robotů, přímá a inverzní úloha kinematiky. Analytické a numerické metody řešení inverzní úlohy. Maticové metody generování dynamických modelů PRaM. Analýza pracovního prostoru a plánování trajektorií (PTP, CP a CCP), interpolační metody pohybu. Pneumatické, hydraulické a elektrické pohony robotů. Servopohony pro PRaM, dělení a možnosti technické využitelnosti. Bloková schémata. Regulace servopohonů, stabilita a stabilizace nelineárních systémů, návrh maticových lineárních PD a PID regulátorů, možnosti optimálního nastavování parametrů regulátorů. Průmyslové řídící systémy robotů a manipulátorů, využitelnost z hlediska technických aplikací (PTP, CP, CCP). Projektování a provoz robotizovaných systémů: analýza objektů výroby, výrobní prostředky pro robotizované systémy, interface a speciální vybavení, robotické moduly, buňky a seskupení. Řízení robotických systémů. Náplň cvičení: Bezpečnostní školení v Laboratoři inteligentních robotů S15. Seznámení studentů s technickým vybavením laboratoře. Ukázky činnosti robotů. Základy programování řídících systémů robotů v laboratoři, volba trajektorie a rychlosti mezi programovanými body, čekání, přesnost polohování, návaznost činností mezi jednotlivými roboty apod. Využití softwarového prostředí RobotStudio. Vytváření matematických modelů kinematiky robotů. Cylindrické, sférické, angulární a scara systémy souřadnic. Metody řešení inverzní úlohy kinematiky, analytické řešení na příkladě. Aplikace numerických metod v inverzní úloze. Modelování mechatronických uzlů pomocí Lego stavebnice, mobilní roboty. Stabilizace nelineárních mechanických systémů pomocí kvazi PID maticových regulátorů.. Servopohony, seřizování regulátorů podle volitelných kriterií, polohová a rychlostní zpětná vazba. Informace ke kombinované nebo distanční formě 14 hodin za semestr Rozsah konzultací (soustředění) Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly

V průběhu semestru bude 14 hodin výuky, které budou tématicky pokrývat obsah předmětu a na které naváže distanční část s možností pravidelných elektronických konzultací. Cvičení budou probíhat v laboratoři robotiky. K získání zápočtu bude nutné odevzdat vypracování semestrální práce. Studijní literatura a studijní pomůcky Schilling R. J.: Fundamentals of Robotics. Analysis and Control. Prentice Hall, Englewood Cliffts, New Jersey,1990. Kárník L. - Novák Marcinčin J.: Biorobotická zařízení. Nakl. MÁRFY SLEZKO, 1999. Angeles J.: Fundamentals of Robotics Mechanical Systems. Springer-Verlag, New York, 2003,second edition. Zehnula K.: Čidla robotů. SNTL, Praha, 1990. Chvála B. - Matička R. - Talácko J.: Průmyslové roboty a manipulátory. SNTL, Praha, 1990. Chvála B. a kol.: Automatizace. SNTL, Praha, 1985. Vukobratovič M. - Kirčanski M.: Scientific Fundamentals of Robotics 3. Springer-Verlag, Berlin, 1986.


Elektronická zařízení povinný 2+2 hod. za týden není klasifikovaný zápočet nejsou

4


3/LS

Př., cv.

Vyučující Doc. Ing. Zdeněk Plíva, Ph.D. Stručná anotace předmětu Stručná anotace předmětu: Předmět je zaměřen na problematiku návrhu elektronických zařízení, na návrh a technologii výroby desek plošných spojů (DPS) a na elektrické vlastnosti DPS. Dále seznamuje studenty s technologií osazování součástek na desky plošných spojů. Témata přednášek: CADy pro EZ, Trendy vývoje elektronických zařízení, Obecný postup návrhu Elektronických zařízení, Terminologie EAGLE (Control Panel, Modul Librar, Schematics a Layout),Obecné vlastnosti eCADů (Návrhová pravidla, vrstvy, placement, finální úpravy motivu, ERC, DRC, routery, termo-analýzy, 3Dkontroly, postprocesy), Vlastnosti DPS (Zatížitelnost, konstrukce pájecích plošek, kapacita, odpor, indukčnost, impedance , EMC), Výroba DPS (Materiály pro DPS, postup výroby, finish, obrysové opracování, kontrola, chyby), Assembly (THT/SMT, metody osazování, pájení a odsávání, chyby osazování, testování a kontrola kvality , rework, Kompletace zařízení, Ukázka návrhu EZ, Ekologie procesů, Fyzikální principy el. Zařízení, Související normy Náplň cvičení: Tvorba knihovních symbolů, Router, nastavení, optimalizace motivu, ERC, DRC, nastavení, typy chyb, Návrh obvodů pro zápočet, Exkurze v PCBlabu, Osazování součástek, Výpočtová cvičení Informace ke kombinované nebo distanční formě 14 hodin za semestr Rozsah konzultací (soustředění) Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly Kontaktní hodiny výuky budou kombinovány se samostudiem za podpory využití on-line i off-line konzultací. Část přednášek a cvičení v průběhu semestru je nahrazena samostudiem. Praktické dovednosti v oboru budou doplněny kombinací samostudia a konzultací. Studijní literatura a studijní pomůcky [1] COOMBS C. F. Printed Circuit Handbook, McGraw-Hill publishing 2001. McGraw-Hill, 2001. [2] NOVÁK, DOLEŽAL, NOUZA, KOLÁŘ Elektronika, skriptum TUL. Liberec, 2001. [3] STARÝ, ŠANDERA, KAHLE Plošné spoje a povrchová montáž. Skriptum VUT. VUT Brno, 1999. [4] SZENDIUCH Technologie elektronických obvodů a systémů, VUT. Brno, 2002. [5] SZENDIUCH Základy technologie mikroelektronických obvodů a systémů, VUTium Brno, 2006. [6] VALENTOVÁ P., VALENTA E. A KOL. Elektromagnetická kompatibilita. Grada, 1998. [7] ZÁHLAVA Metodika návrhu plošných spojů. Skriptum ČVUT. Praha, 2000.


Marketing Povinně volitelný 2+0 hod. za týden není zkouška nejsou

2


3/LS

Př.

Vyučující Ph.Dr.Ing. Jaroslava Dědková, Ph.D. Stručná anotace předmětu Přednášky: 1. Úvod do marketingu, význam marketingu, hlavní zásady a základní pojmy marketingu. 2. Marketingový vývoj, úloha marketingu ve firmě. 3. Nástroje marketingového mixu, složky a jejich popis, výrobek. 4. Výrobek – životní cyklus výrobku, proces vývoje nového výrobku. 5. Cena - význam ceny v marketingu, cenové cíle, proces stanovení ceny, cenové metody. 6. Podstata distribuce, distribuční kanály pro spotřební a průmyslové výrobky, charakteristika VO, MO 7. Marketingová komunikace – její formy. 8. Strategické plánování, typy plánování, obsah marketingového plánu. 9. Získávání informací pro marketingová rozhodnutí, MIS. 10.Pojem trh a jeho členění, segmentace trhu, výhody segmentace, podmínky segmentace, kritéria segmentace. 11.Chování zákazníka, faktory ovlivňující zákazníka, rozhodovací proces zákazníka. 12. Marketingové prostředí a jeho vliv na činnost firmy, vlivy mikroprostředí, makroprostředí, SWOT analýza. 13.Plánování marketingové strategie pro mezinárodní trhy. 14.Marketing služeb.

Informace ke kombinované nebo distanční formě 4 hodin za semestr Rozsah konzultací (soustředění) Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly Individuální práce studentů zaměřené na praktické řešení situací v podniku. Odevzdání semestrální práce. Písemný test. Studijní literatura a studijní pomůcky Povinná lit: DĚDKOVÁ, J., HONZÁKOVÁ, I.: Základy marketingu pro kombinované studium,1.vydání Liberec: Technická univerzita v Liberci, 2005. ISBN 80-7083-908-2 Doporučená lit: Kotler, P: Marketing management, Grada, Praha 1998, ISBN 80-7169-600-5 Horáková, I.: Marketing v současné světové praxi, Grada Praha 1992, ISBN 80-85424-83-5 McCarthy,E.J., Perreault,W.D.: Basic Marketing, Richard D.Irwin, Inc., 1990, ISBN 0-256-08398-3 Časopisy: Marketing magazín, Trend marketing, http://www.marketingovenoviny.cz/


Ekonomika a řízení podniku povinně volitelný 2+0 2 hod. za týden není zkouška nejsou


3/LS

Př.

Vyučující Doc. Ing. Ivan Jáč, CSc. Stručná anotace předmětu Předmět seznamuje se základy ekonomiky a řízení podniků, hlavními organizačními, právními i finančními principy, na kterých je založena podnikatelská sféra v ČR. Témata přednášek: Podnik - součást nár. hosp., podstata a úloha podniku, cíle, členění podniku, úloha státu. Založení podniku, činnosti související se založením, právní formy podnikání. Organizace podniku, org. principy, faktory působící na organizaci, některé moderní org. prvky. Majetková a kapitálová výstavba podniku, majetková struktura, oceňování majetku, odpisování. Kapitál. struktura podniku. Rozvaha. Výnosy, náklady, hosp. výsledky, tržby, nákladové funkce, nástroje řízení nákladů, klasifikace nákladů, variabilní a fixní náklady, kalkulace, zisk. Fin. řízení podniku, úkoly fin. managementu, druhy a způsoby financování podniku. Cash flow. Fin. analýza. Ceny, výchozí pojmy, cíle, cenová politika podniku. Marketing, jeho podstata a úloha v podniku. Marketing. mix. Teorie inovací. Zásobování. Prodej, distribuční cesty. Investiční činnost podniku, financování a plánování investic, hodnocení investic, investiční rizika, portfólio. Strategie podniku, zákl. pojmy, metodika zpracování strategie. Vrcholné, taktické a operativní řízení podniku. Prognóza. Personální práce v podniku, obsah a cíle. Motivace a odměňování. Sdružování podniků, koncentrace, fúze. Krizový vývoj v podniku a sanační programy. Likvidace podniku, úpadek, konkurz. Analýza činnosti podniku, výběr ukazatelů a tvorba ukazatelových soustav, mezipodnikové srovnávání. Informace ke kombinované nebo distanční formě 4 hodin za týden Rozsah konzultací (soustředění) Rozsah a obsahové zaměření individuálních prací studentů a způsob kontroly Individuální práce studentů zaměřené na praktické řešení situací v podniku. Odevzdání semestrální práce. Písemný test. Studijní literatura a studijní pomůcky [1]SYNEK, M. a kol.: Manažerská ekonomika. C. H. Beck, Praha 1996 [2]SYNEK, M. a kol.: Manažerská ekonomika. Grada Publishing, Praha 1996 [3]FOTR, J.: Podnikatelský plán a investiční rozhodování. Grada Publishing, Praha 1995 [4]DĚDINA, J. : Podnikové organizační struktury. Victoria Publishing, Praha 1996 [5]JIRÁNEK, J.: Transformační řízení. Grada Publishing, Praha 1993

Informace ke kombinované nebo distanční formě Rozsah konzultací (soustředění)

Recommend Documents