Senzorika a prvky umělé inteligence (FSI-GSE-A)

Akademický rok 2018/2019
Garant: Ing. Pavel Houška, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚAI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: angličtina
Cíle předmětu:
Základní teoretické a praktické znalosti z oblasti aplikované senzoriky. Aplikační oblastí bude převážně automatizační technika a mechatronické soustavy. Získané znalosti umožní absolventům snadnější zařazení do řešitelských týmů, zabývajících se realizacemi inteligentních systémů v rámci interdisciplinárních oborů v inženýrské praxi.
Výstupy studia a kompetence:
Získání obecných zásad měření, zpracování signálů (DAQ) a přehledu používaných typů snímačů, pracujících na různých fyzikálních principech, a jejich aplikačních možností v technické praxi. Seznámení se s moderními trendy senzoriky, fúze dat s využitím prvků a metod umělé inteligence.
Prerekvizity:
Teoretické znalosti základů řízení , návrhu regulačních obvodů a základy elektrotechniky.
Obsah předmětu (anotace):
Základy měření elektrických veličin, zpracování dat. Základy senzoriky, volba, použití a charakteristiky snímačů: teploty, přítomnosti, polohy, rychlosti a zrychlení, síly, kroutícího momentu a hmotnosti, tlak, průtok . Volba řídicích systémů, DAQ, přizpůsobení signálů a komunikační sběrnice, chytré snímače a komplexní senzorické systémy.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.
Způsob a kritéria hodnocení:
Pro získání zápočtu je nutná aktivní účast v laboratořích (povolené jsou maximálně dvě absence), vypracování a odevzdání protokolů o řešených laboratorních úlohách. Zkouška probíhá písemnou a ústní formou, studenti jsou klasifikováni dle stupnic ECTS.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na přednáškách je doporučená, účast v laboratořích je kontrolovaná. Maximálně dvě absence v laboratořích lze nahradit samostatným vypracováním chybějících protokolů.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Laboratoře a ateliéry  13 × 1 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Úvod, základní terminologie, obecné vlastnosti snímačů
2. Modelování a identifikace snímačů
3. Způsoby připojování snímačů - analogové připojení
4. Způsoby připojování snímačů - digitální rozhraní
5. Principy „chytrých“ snímačů
6. Integrované a MEMS snímače
7. Snímače pro měření elektrických veličin
8. Snímače pro měření teploty
9. Snímače pro měření polohy, rychlosti a zrychlení
10. Snímače pro měření tlaku, napětí, síly a kroutícího momentu
11. Snímače pro měření průtoku, množství a hmotnosti
12. Snímače pro měření výšky hladiny, hustoty a viskozity
13. Speciální snímače
    Laboratoře a ateliéry 1-2. Základy práce s LabVIEW a DAQ
3-4. Úvod do měření analogových veličin
5-6. Statická charakteristika Aripotu
7-8. Snímání teploty
9-10. Snímání natočení
11-12. Snímání síly a hmotnosti
13. Kompletace protokolů, zápočet
Literatura - základní:
1. Fraden, Jacob: Handbook of Modern Sensors - Physics, Designs and Applications (3rd Edition), Springer - Verlag, 2004
2. Isermann, Rolf: Mechatronic systems—fundamentals, Springer Netherlands, 2008
3. Mitchell, H.B: Multi-Sensor Data Fusion - An Introduction, Springer - Verlag, 2007
4. LabVIEW Measurements Manual, National Instruments, April 2003 Edition, Part Number 322661B-01, dostupné z www.ni.com
Literatura - doporučená:
1. Getting Started with NI LabVIEW Student Training, National Instruments, dostupné z http://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/7466
2. Daďo S., Kreidel M.: Senzory a měřicí obvody. Praha. ČVUT 1996
3. Husák M.: Senzorové systémy. Praha, ČVUT 1993
4. Zehnula, K.: Čidla robotů. Praha, SNTL 1990
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2I-Z příjezd na krátkodobý studijní pobyt M-STI Strojní inženýrství -- zá,zk 6 Doporučený kurs 2 1 Z