Ferorezonancija se pojavljuje u elektroenergetskim sustavima se kao neželjeno stanje sustava koje može dovesti do oštećenja pojedinih dijelova sustava. Osnovna komponenta ferorezonantnog dijela ...elektroenergetske mreže je nelinearna zavojnica sa željeznom jezgrom koju u stvarnosti predstavljaju energetski i mjerni transformatori i kompenzacijske prigušnice. Opisano je nekoliko karakterističnih primjera ferorezonantnih dijelova elektroenergetske mreže koji se mogu modelirati jednostavnim RLC krugom kojega nazivamo ferorezonantnim krugom.
U ferorezonantnom krugu mogu se pojaviti različite vrste ustaljenih stanja ovisno vrijednosti bifurkacijskog parametra. Kroz slijed bifurkacija udvostručavanja periode pojavljuje se i kaotično ustaljeno stanje. Identifikacija ustaljenih stanja provedena je s pomoću frekvencijske analize varijabli stanja, Poincaréovih slika i bifurkacijskih dijagrama.
Opisana je grafo-analitička metoda analize stabilnosti pretkaotičnih ustaljenih stanja ferorezonantnog kruga temeljena na metodi inkrementalne opisne funkcije. Pomoću ove metode objašnjena je pojava ferorezonantnog skoka kao nestabilnost sustava na frekvenciji poticaja. Slijed pretkaotičnih bifurkacija objašnjen je kao slijed nestabilnih stanja i oscilacija na točno određenim harmonicima osnovne frekvencije poticaja.
Model zavojnice sa željeznom jezgrom ima ključan utjecaj na ponašanje ferorezonantnog kruga. Definirani su bitni parametri modela nelinearne zavojnice (ekvivalentna impedancija, početna ili linearna admitancija, ovojnica prijenosne funkcije) na osnovu kojih se izrađuje portret nelinearne komponente. Portret nelinearne komponente služi kao podloga za analizu stabilnosti ferorezonantnog kruga i predviđanje ferorezonancije. Analiza mogućnosti nastanka ferorezonancije provedena je na dva praktična primjera elektroenergetskih postrojenja.
Modeliranje zavojnice sa željeznom jezgrom svodi se na dvije bitne komponente: modeliranje nelinearne karakteristike induktiviteta i modeliranje otpora koji predstavlja gubitke u jezgri. Parametari modela zavojnice sa željeznom jezgrom određuju se na osnovu mjerenja U-I-P karakteristike. Predložena je mjerna metoda za izravno mjerenje ekvivalentne impedancije te način modeliranja zavojnice sa željeznom jezgrom na osnovu ekvivalentnog induktiviteta i ekvivalentne vodljivosti.
An initiation of ferroresonance in the electrical power networks is an undesirable phenomenon with possible harmful consequences. The main component of a ferroresonant part of the electrical power network is a nonlinear iron-cored coil, which represents a power transformer, a wound potential transformer or a shunt reactor. A few typical examples of ferroresonant parts of the electrical power networks are described which can be modeled with a ferroresonant circuit as a simple RLC circuit.
Varying one of the parameters of the ferroresonant circuit, called bifurcation parameter, several steady-states types can be obtained. Furthermore, a chaotic steady-state can be obtained following a sequence of period doubling bifurcations, known as period doubling route to chaos. Ways of identification and presentation of steady-states are described: harmonic content of a state variable, Poincáre maps and bifurcation diagrams.
A grapho-analytical analysis method of stability of pre-chaotic steady states is described. The method is based on the incremental describing function method. A phenomenon of ferroresonant jump is explained by instability of the system on the fundamental frequency of excitation. The pre-chaotic bifurcation sequence is explained by sequence of unstable states and oscillations on certain frequencies.
The model of iron-cored coil has substantial impact on the behavior of the ferroresonant circuit. A graphical portrait of a nonlinear component is created which is based on substantial parameters of nonlinear coil (equivalent impedance, linear admittance, transmission function envelope). The graphical portrait of nonlinear component is used to analyze ferroresonant circuit and predict an initiation of the ferroresonance. The ferroresonance possibility analysis on two practical examples of real electrical power systems is carried out.
There are two component of iron-cored coil model: nonlinear inductor representing saturation effect and nonlinear resistor representing coil loss. The commonly used method to obtain the model parameters is based on standard U-I-P measurements. The method of measuring of equivalent impedance is proposed. According to such measurements the model of iron-cored coil can be obtained involving equivalent inductance and equivalent conductivity.
U ovoj disertaciji objašnjena je problematika vizualne detekcije neispravnosti na sirovim keramičkim pločicama. Predstavljen je prototip sustava za detekciju neispravnosti na sirovim pločicama ...temeljen na digitalnoj kameri i paralelnoj procesnoj jedinici. Neispravnosti na sirovim pločicama detaljno su analizirane i kategorizirane. Obrada sive slike dobivena s prototipom predloženog sustava podijeljena je u nekoliko faza: predobrada slike, izdvajanje sirove keramičke pločice od pozadine (binarizacija), detekcija neispravnosti na uglovima i rubovima sirove keramičke pločice, ujednačavanje slike površine sirove keramičke pločice i detekcija neispravnosti na površini sirovih keramičkih pločica. U ovom radu predložena je nova metoda za binarizaciju slike sirove keramičke pločice, unaprijeđena metoda za detekciju neispravnosti na rubovima i uglovima sirove pločice i nova metoda za ujednačavanje slike površine sirove keramičke pločice. Predložene metode su testirane u laboratorijskim i industrijskim uvjetima. Za sve metode razvijeni su i implementirani sekvencijalni i paralelni algoritmi. Rezultati testiranja u laboratorijskim i industrijskim uvjetima pokazali su da predložene metode zadovoljavaju postavljene kriterije za detekciju neispravnosti na sirovim keramičkim pločica. Također, rezultati vremena izvođenja paralelnih algoritama pokazali su da metode zadovoljavaju sve postavljene vremenske uvjete tj. pogodne su za rad u stvarnom vremenu.
In this PhD thesis problem of visual defects detection on biscuit tiles is presented. Prototype visual inspection system for defects detection on biscuit tiles is developed. Proposed prototype is based on area – scan digital camera and a parallel processing unit. Detailed analysis and categorization of defects that appear on biscuit tiles is given. Processing of the gray – scale image captured by the prototype is divided in several phases: preprocessing, binarization, edge and corner defect detection, biscuit tile surface image extraction and detection of surface defects. In this thesis new methods are proposed for image binarization and biscuit tile surface image extraction. Also improved edge and corner defect detection method is developed. Proposed methods were tested in laboratory and factory conditions. For all methods sequential and parallel algorithms were developed and implemented. Results of testing in laboratory and industrial conditions showed that the proposed methods meet the set criteria for defects detection on biscuit tiles. Also, time measurement results of the proposed methods showed that developed parallel algorithms fulfill all set time conditions, i.e. developed methods are suitable for real – time application.
U ovoj disertaciji razmatran je problem raspoznavanja razina boli na osnovu slike lica. Rijec
je o složenom problemu iz domene raspoznavanja uzoraka, a za cije se rješavanje uobicajeno
rabe postupci ...strojnog ucenja namijenjeni nadziranoj klasifikaciji. S obzirom da se klasifikacijska
procedura provodi u nekoliko koraka, u sklopu ove disertacije predložene su ideje koje je
moguce ugraditi u pojedine korake te tako pospješiti razinu raspoznavanja boli. Predstavljeni
su tako postupak izdvajanja znacajki zasnovan na shearlet transformaciji, metoda odabira
znacajki pracenjem njihova pojedinacnog doprinosa te unaprijeeni algoritam za oblikovanje
klasifikacijskog modela radijalne neuronske mreže, zasnovan na algoritmu umjetne kolonije
pcela. Svaki od prijedloga eksperimentalno je vrednovan na podacima dostupnim iz klinickog
okruženja, a njegovo ponašanje je usporeeno s drugim pristupima dostupnima u literaturi.
Rezultati analize sugeriraju da postupak izdvajanja znacajki dovodi do boljeg raspoznavanja
razina boli prilikom uporabe razlicitih klasifikatora, a cini to uz relativno nizak broj znacajki.
Nadalje, metoda odabira znacajki omogucuje pronalazak podskupova znacajki niže
dimenzionalnosti uz održavanje kvalitete raspoznavanja ili njenog uvecavanja. Konacno,
unaprijeeni algoritam za oblikovanje radijalnih neuronskih mreža uspijeva pronaci mreže
koje prema svojim performansama nadilaze one oblikovane konkurentskim algoritmima iz
literature.
In this doctoral dissertation the problem of pain level recognition based on facial images
is considered. As it represents a complex problem from the domain of pattern recognition,
various machine learning approaches are commonly utilised in an attempt to solve it. Considering
the fact that the classification procedure involves several steps, as a part of this
dissertation several ideas are proposed that can be implemented in individual steps, thusly
improving the pain level recognition. A feature extraction procedure which is based on the
shearlet transform, a method for feature selection through individual contribution tracking
and an algorithm for radial basis network classification model design that is based on the
artificial bee colony algorithm are presented and implemented. Each of these proposals has
been experimentally evaluated on data coming from a clinical environment, and its behaviour
compared with alternative approaches employed in the literature for the same tasks. The
results of the conducted analysis suggest that the feature extraction procedure leads to better
pain level recognition using several classifiers, while achieving the aforementioned using
a comparingly lower number of features. Further more, the method for feature selection
provides feature subsets that are comparingly of lower dimensionality while maintaining or
improving the classification quality. Finally, the enhanced algorithm proposed for the radial
basis network design outputs networks that give favourable results regarding classification
performance when compared with the networks designed by other algorithms utilised in the
experimental analysis.
U ovoj disertaciji opisan je unaprijeđeni simulacijski model pouzdanosti i predviđanja proizvodnje električne energije vjetrolelektrane. Unaprijeđeni simulacijski model vjetroelektrane uzima u obzir ...zastoje pojedinih komponenti vjetroelektrane kao i trajanje zastoja pojedinih komponenti. Brzina vjetra modelirana je vremenskim nizom, odnosno ARMA modelom. Unaprijđeni model vjetroelektrane razvijen je primjenom sekvencijalne Monte Carlo simulacije. Unaprijđeni model daje utjecaj zastoja pojedinih komponenti vjetroelektrane na očekivanu proizvedenu energiju, očekivanu neisporučenu energiju, razdiobu očekivane neisporučene energije kao i razdiobu očekivane neisporučene energije zbog zastoja pojedinih komponenti.
Unaprijeđeni model vjetroelektrane primjenjen je na vjetroelektrane različitih konfiguracijskih koncepta. Primjenom modela dobiveni su pokazatelji pouzdanosti za vjetroelektrane pojedinih konfiguracijskih koncepta. Na kraju je napravljena verifikacija unaprijeđenog modela vjetroelektrane usporedbom s analitičkim modelom s dvama stanjima.
U ovoj disertaciji opisan je unaprijeđeni simulacijski model pouzdanosti i predviđanja proizvodnje električne energije vjetrolelektrane. Unaprijeđeni simulacijski model vjetroelektrane uzima u obzir zastoje pojedinih komponenti vjetroelektrane kao i trajanje zastoja pojedinih komponenti. Brzina vjetra modelirana je vremenskim nizom, odnosno ARMA modelom. Unaprijđeni model vjetroelektrane razvijen je primjenom sekvencijalne Monte Carlo simulacije. Unaprijđeni model daje utjecaj zastoja pojedinih komponenti vjetroelektrane na očekivanu proizvedenu energiju, očekivanu neisporučenu energiju, razdiobu očekivane neisporučene energije kao i razdiobu očekivane neisporučene energije zbog zastoja pojedinih komponenti.
Unaprijeđeni model vjetroelektrane primjenjen je na vjetroelektrane različitih konfiguracijskih koncepta. Primjenom modela dobiveni su pokazatelji pouzdanosti za vjetroelektrane pojedinih konfiguracijskih koncepta. Na kraju je napravljena verifikacija unaprijeđenog modela vjetroelektrane usporedbom s analitičkim modelom s dvama stanjima.
This dissertation describes an enhanced simulation prediction and reliability model for wind power plant power generation. The enhanced wind power plant simulation model takes into account failures ad downtimes of partcular wind power plant components. Wind speed is modelled with time series analysis (ARMA). The enhanced wind power plant simulation model use sequential Monte Carlo simualtion. The enhanced model provides impact of particular wind turbine component failures on expected power generation, loss of energy expectation, distributon of loss of energy exepectation due to faillures and downtimes of particular compoets.
The enhanced wind power plant simulation model is applied on different wind power plant configuration concepts. The model is applied for the purpose of obtaining reliability indices for different wind power plant configuration concepts reliability,
Finaly, the enhanced wind power plant simulation model is verified by way of comparison with analytical model with two states.
Unatoč brojnim koristima koje proizlaze iz primjene širokopojasnih pristupnih tehnologija i
usluga, danas postoji mnoštvo ruralnih područja u Svijetu u kojima širokopojasni pristup
Internetu nije ...dostupan. Ova se disertacija bavi problematikom vezanom uz uvođenje
širokopojasnog pristupa Internetu u ruralnim područjima. U disertaciji je provedena analiza
stanja te su utvrđene razlike u stopama usvajanja i primjeni širokopojasnih tehnologija i usluga u
odabranim ruralnim i urbanim područjima. Nadalje, prikazana je metodologija za rješavanje
problematike nedovoljne dostupnosti širokopojasnog pristupa Internetu u ruralnim područjima,
odnosno problematike tzv. digitalnog jaza - određivanje najrelevantnijih čimbenika za uvođenje
širokopojasnog pristupa Internetu uz primjenu regresijske analize i uključivanje tih čimbenika u
postupak tehno-ekonomskog modeliranja. Isto tako, u radu su razmotreni i načini na koje se
tehno-ekonomske metode modeliranja mogu koristiti pri povezivanju analiziranih tehnoekonomski
orijentiranih zahtjeva korisnika (za kvalitetom usluga, količinom prometa,
pristupnom brzinom, cijenom usluga) te zahtjeva operatora za isplativim tehničkim rješenjima za
ruralna područja. Zato je definiran novi okvir za analizu i modeliranje eksplicitno definiranih
zahtjeva. Predloženi okvir služi kao nadogradnja tehno-ekonomskih modela i omogućuje
detaljniju analizu specifičnosti različitih ruralnih područja temeljenu na dostupnim podacima. Na
posljetku, prikazana je korisnost predloženog modela pri izboru najboljih strategija za operatore
u konkurentskom okruženju.
Despite the numerous benefits arising from the application of broadband access technologies and
services, in the majority of rural areas in the world broadband Internet access is not yet available.
Therefore, the thesis deals with the issues related to the introduction of broadband Internet access
in rural areas. In the thesis, the differences in the adoption rates of broadband technology and
services in rural and urban areas for several studied cases are examined. The given results
indicated a lower level of broadband adoption in rural compared to urban areas, i.e. the presence
of the digital divide. Therefore, the selected methodology for addressing the digital divide
problem is introduced – the determination of the most relevant factors for broadband adoption
using regression analysis, and the inclusion of these factors in the techno-economic modeling
process. Furthermore, the techno-economic modeling methods used for connecting analyzed
techno-economically oriented user requirements (for the quality of broadband services, the
broadband traffic amount, the broadband access speed, and the broadband service price) with the
operators’ requirements on the cost effective business models in rural areas are considered.
Therefore, a new framework for analyzing and modeling the explicitly defined users and
operators’ requirements is proposed. The proposed framework serves as an upgrade for the
existing techno-economic models and allows a detailed analysis of the specificities of different
rural areas, based on the available data. Finally, the efficiency of the proposed model application
in choosing the best business strategies for operators in a competitive environment is shown.
U radu je analiziran potencijal srednjotemperaturnih izvora otpadne topline za
proizvodnju električne energije primjenom ORC procesa. Analiziraju se plinske
turbine i stacionarni dizelski motori ...snaga 5-30 MW. Primjenom razvijene metode za
predizbor fluida vrši se eliminacija fluida koji ne zadovoljavaju postavljene kriterije
prihvatljivosti. Primjenom predizabranih fluida provodi se modeliranje ORC procesa u
svrhu proračuna performansi ORC procesa na širokom rasponu radnih tlakova i
temperatura pregrijanja te u svrhu definicije rubnih uvjeta za optimizaciju. Provodi se
termodinamička, eksergetska i eksergo-ekonomska optimizacija radi određivanja
optimalne konfiguracije s obzirom na radni fluid, tlak, temperaturu pregrijanja i iznos
pinch točke za svaki agregat. Razvijena metoda primijenjena je na primjeru
rekuperacije otpadne topline u procesu proizvodnje cementa. Dobiveni rezultati
ispituju se analizom osjetljivosti ključnih parametara.
This thesis analyzes the potential of middle-temperature waste heat sources for
electricity generation by means of organic Rankine process. It analyzes the gas
turbines and stationary diesel engines in the power range of 5-30 MW. Working fluid
preselection is conducted by application of developed method in order to eliminate
the fluids not meeting the acceptance criteria. Preselected fluids are used for process
modelling in order to calculate the process performance on a wide range of
pressures and superheating temperatures and in order to define the boundary
conditions for optimization. Thermodynamic, exergetic and exergo-economic
optimization is conducted in order to determine the optimal configuration with regard
to the working fluid, pressure, superheating temperature and pinch point for each
aggregate. The developed method is applied on the case of waste heat recovery in
cement production process. Obtained results are verified by means of sensitivity
analysis of key parameters.
Brodski elektroenergetski sustav je znatno jednostavnije analizirati na nekom od simulatora ili odgovarajućim simulacijskim modelima pratiti promjene stanja jer se ne ugrožava pogonsko stanje, nema ...oštećenja na značajnim dijelovima postrojenja (generator), može se ići do krajnjih granica ispitivanja (kratki spoj , a da se pri tom ne ugrožavaju životi
posade i sama postrojenja. Simulacijom je omogućena kvantitativna analiza procesa koji podrazumijeva da se taj proces odvija u vremenu, uključuje slučajne veličine , koristi resurse sustava, veliki broj međusobno povezanih elemenata. Simulirajući određene procese, pokušava se odgovoriti na pitanje što ako je stroj u pogonu pokvaren, što ako poraste potreba za većom potrošnjom goriva i slično. Za pojedine sustave korišteno je više metoda, ali teško ih je uspoređivati. U stvaranju
modela bili su uključeni samo oni parametri koji su doprinosili ostvarivanju ciljeva istraživanja, dok su neki bili zanemareni ili svedeni na najmanji utjecaj kako bi model postigao lakše rješenje. Vrednovanje simulacijskih modela zahtijevalo je stvaranje niza modela. Svaki od njih nastajao je u posebnim uvjetima, a neki su preuzeti kao gotovi i poslužili su samo kao dio
stvaranja većeg broja simulacijskih modela. Veći broj uzoraka dovodi do boljih rješenja. U radu su obavljena određena simuliranja kao i mjerenja na simulatoru. Kreiranjem novijih modela dolazi se do optimiziranja brodskog elektroenergetskog sustava, predlažu se učinkovitija rješenja, pokušava se stvoriti okruženje u kojem posada može udovoljiti zahtjevima novih tehnologija, izraditi smjernice za dijagnostiku, kreirati suvremeni simulator kojim se osigurava redudandnost.
It is considerably easier to analyze a maline power system on one of the simulators and to follow the state changes by the appropriate simulation model. The simulation model does not endanger operating conditions, the parts of the plant (generator) do not suffer significant damage, the test limits can be reached (short circuit), and there is no danger for the
lives of the crew and the plant itself. Simulation ensures quantitative analysis of the process, which implies that this process takes place over a period of time, that it includes random variables, and uses system resources
and a large number of intenelated elements. Simulation of ce1tain processes will provide us with answers to the questions such as: What if the machine in operation fails? What if the need for greater fuel efficiency increases? ...
For certain systems, several methods were used, but they are difficult to compare. When creating the model, only those parameters that contributed to achieving the research objectives were included. Some other parameters were either ignored or their impact reduced to minimum, so that the model could achieve easier solution. The evaluation of simulation models required creation of a series of models. Each of them was created in special conditions. Some of them were even taken as finished and served only as one part in creation of a larger number of simulation models. Larger number of samples leads to better solutions. This paper deals with simulations as well as measurements in the simulator. Creating new models results in optimizing the marine power system and proposing more efficient solutions, with intention to create an environment in which crew can meet the demands of new technologies, to develop guidelines for diagnosis and to create a modem simulator which provides redundancy.
Brodski elektroenergetski sustav je znatno jednostavnije analizirati na nekom od simulatora ili odgovarajućim simulacijskim modelima pratiti promjene stanja jer se ne ugrožava pogonsko stanje, nema oštećenja na značajnim dijelovima postrojenja (generator), može se ići do krajnjih granica ispitivanja (kratki spoj , a da se pri tom ne ugrožavaju životi
posade i sama postrojenja. Simulacijom je omogućena kvantitativna analiza procesa koji podrazumijeva da se taj proces odvija u vremenu, uključuje slučajne veličine , koristi resurse sustava, veliki broj međusobno povezanih elemenata. Simulirajući određene procese, pokušava se odgovoriti na pitanje što ako je stroj u pogonu pokvaren, što ako poraste potreba za većom potrošnjom goriva i slično. Za pojedine sustave korišteno je više metoda, ali teško ih je uspoređivati. U stvaranju
modela bili su uključeni samo oni parametri koji su doprinosili ostvarivanju ciljeva istraživanja, dok su neki bili zanemareni ili svedeni na najmanji utjecaj kako bi model postigao lakše rješenje. Vrednovanje simulacijskih modela zahtijevalo je stvaranje niza modela. Svaki od njih nastajao je u posebnim uvjetima, a neki su preuzeti kao gotovi i poslužili su samo kao dio
stvaranja većeg broja simulacijskih modela. Veći broj uzoraka dovodi do boljih rješenja. U radu su obavljena određena simuliranja kao i mjerenja na simulatoru. Kreiranjem novijih modela dolazi se do optimiziranja brodskog elektroenergetskog sustava, predlažu se učinkovitija rješenja, pokušava se stvoriti okruženje u kojem posada može udovoljiti zahtjevima novih tehnologija, izraditi smjernice za dijagnostiku, kreirati suvremeni simulator kojim se osigurava redudandnost.
Potrebu ili težnju za stalnim poboljšavanjem razlicitih sustava ili modela moguce je susresti
u mnogim vidovima inženjerstva i znanosti. U tu svrhu cesto je nužno suociti se s razlicitim
problemima ...optimizacije. Oni uobicajeno posjeduju mnoga svojstva koja ih cine vrlo zahtjevnima
za rješavanje. Uz to, nerijetko su nalik crnim kutijama iz kojih je moguce dobiti samo
odziv na danu pobudu, odnosno ulaz. Ukoliko se radi o problemima numericke optimizacije,
može se istaknuti diferencijalna evolucija (DE) kao predstavnik evolucijskih algoritama
(EAs) koja je u središtu ove disertacije. Iako relativno jednostavna, dokazane je ucinkovitosti,
a u disertaciji su predložena tri njena unaprjeenja. S obzirom na osjetljivost i problem
odreivanja prikladnih vrijednosti parametara algoritma, predložen je postupak samopodešavanja
faktora skaliranja i stope križanja kao podskupa istih. On se istice održavanjem
zadanog broja prethodno uspješnih vrijednosti parametara za svakog clana populacije, a na
temelju kojih se generiraju nove vrijednosti. Takoer, pocetna populacije može biti bitan
cimbenik u ucinkovitosti DE te je shodno tome predložena metoda za njenu inicijalizaciju, a
zasnovana je na grupiranju podataka i Cauchyjevim slucajnim varijablama. Kljucan element
i glavna razlika DE u odnosu na druge uobicajene EAs je njena mutacija. U disertaciji je
predložena mutacija koja obavlja odabir baznog vektora pomocu prilagodljive k-turnirske
selekcije. Predložena unaprjeenja opsežno su testirana na skupu odabranih standardnih
testnih funkcija i na funkcijama pripremljenim za CEC 2014 natjecanje u numerickoj optimizaciji.
Analiza ostvarenih rezultata dovela je zakljucka da predložena unaprjeenja znacajno
pospješuju ucinkovitost algoritma u koji su ugraena te da su vrlo konkurentna u odnosu na
neka srodna unaprjeenja dostupna u literaturi. Na koncu, ispitani su ponašanje i ucinkovitost
standardnog algoritma DE pri izgradnji radijalnih mreža kao klasifikacijskih modela.
Izgradnja tih mreža predstavlja složeni problem globalne optimizacije u prvom redu s gledišta
broja parametara koje je nužno podesiti te zahtijevnog vrednovanja. Iako standardni
algoritam predstavlja valjan izbor za rješavanje navedenog problema, testiranjem i analizom
pokazano je da predložena unaprjeenja i u ovom slucaju pospješuju njegovu ucinkovitost
The need or tendency to improve different systems or models can be encountered in numerous
forms of engineering and science. For that purpose, frequently optimization problems
must be tackled. Such problems usually posses different properties that make them hard to
solve. Besides, it is not uncommon that they are like black boxes which only provide responses
to given inputs. Dealing with numerical optimization problems, differential evolution
(DE) as an representative evolutionary algorithm (EA) may be pointed out, which is also
in the center of the thesis. Although relatively simple, its performance is acclaimed. Three
enhancements of DE are proposed in the thesis. Due to sensitivity to parameter values and
the problem of determining appropriate ones, a self-adaptive scheme for controlling the scale
factor and crossover-rate is proposed. It features, for each population member, the maintenance
of a number of previously successful parameter values that are used for generating
new ones. Also, the initial population may play an important factor in the performance
of DE, and an initialization method is proposed which is based on data clustering and Cauchy
deviates. The key element and difference between DE and other common EAs is its
mutation. A mutation that employs an adaptive k-tournament selection for determining
the base vector is proposed. All proposed enhancements were extensively tested on a set of
selected standard functions and benchmark functions prepared for the CEC 2014 competition
on numerical optimization. The analysis of the obtained results led to the conclusion
that the enhancements considerably improve the performance of the algorithm incorporating
them, but also that they compare favorably against similar enhancements from the literature.
Finally, the behavior and performance of the standard DE algorithm were investigated
in designing radial basis function networks for classification. The design of such networks represents
a complex global optimization problem primarily from the viewpoint of the number
of parameters that need to be adjusted and expansive evaluations. Although the standard
algorithm is a viable choice for tackling this problem, the performed testing and analysis
showed that the proposed enhancements yield improved performance in this case as wel
Prikazan je postupak kojim se u potpuno automatiziranom i robotiziranom proizvodnom
procesu određuju mjesta potencijalnog pada kvalitete izlaznog proizvoda u vremenu koje je i do
reda veličine kraće ...od klasičnih statističkih postupaka kontrole kvalitete. Postupak je zasnovan
na usporedbenoj analizi entropija procesnih signala kontrole kvalitete i signala škarta izlazne
kvalitete obročnog proizvodnog procesa u keramičkoj industriji. Ovime se predlaže
metodologija primjene razvijenog postupka za poboljšanje ekonomičnosti automatizirane
proizvodnje u keramičkoj industriji uz smjensko praćenje procesnih signala kontrole kvalitete.
Postupak određivanje entropije povezan je s jednodimenzijskom Carnapovom entropijom
kojom se procesni signali očitavaju u posmačnim četvorkama mjernog obrasca. Ovi se obrasci
međutim moraju ekspandirati na sve moguće pozitivno vremenski usmjerene mjerne razlike
svih četiriju procesnih mjerenja, kako bi se dobila jedinstvena procesna kodna i entropijska
mjera obrasca, te tako omogućila detekcija mjesta greške u proizvodnom procesu s ciljem
njegove korekcije.
A procedure is described that determines positions of potential quality decrease of the
output product in automatized and robotized production process with time delay that is at up
to an order of magnitude shorter than classical statistical quality control procedures. The
procedure is based on comparative analysis of entropies of process quality control signals and
fallout signal of the quality control in batch process of the ceramic tile production. Thus a
proposed application is obtained that is usable for the production economy increase while
using quality control process signals based on shift data follow up. The procedure for
determining entropy is connected to one-dimensional Carnap entropy concept based on
process dana sampling in shifted four sample frame. The collected patterns have to be
expanded using all possible positive time directed measurement differences of all four process
measurements in order to obtain a unique process coding and entropy of the patterns, thus
enabling the detection of production process error with the aim of its correction.
Razmjena podataka između brodova i kopnenih objekata od iznimne je važnosti za
potrebe sigurnosti navigacije, kao i za potrebe komercijalnih usluga. Iz tog razloga, u
ovome radu su detaljno ...analizirani postojeći pomorski komunikacijski sustavi za
prijenos podataka, u svrhu određivanja smjernica za njihovu nadogradnju, odnosno
zamjenu novim komunikacijskim sustavima. Kako u pomorskim VHF komunikacijama
nema razvijenog sustava za potrebe prijenosa velikih količina podataka, nužno je
primjenom novih tehnologija razviti nove sustave, koji bi modernizirali GMDSS
sustav, značajno rasteretili komunikacijske kanale AIS sustava, te postavili smjernice
za razvoj komunikacijske infrastrukture strategije IMO-a pod nazivom E-navigacija.
Jednu od novih tehnologija predstavlja i digitalna OFDM modulacija, pomoću koje je
moguće, korištenjem više valova nosilaca, postići velike brzine prijenosa podataka te
visoku spektralnu učinkovitost. U ovome radu sustavno je analizirana navedena
tehnologija te su određene prednosti i nedostaci komunikacijskih sustava s OFDM
modulacijom u odnosu na sustave s jednim valom nosiocem. Nadalje, izrađeni su
analitički i simulacijski modeli pomorskog VHF OFDM komunikacijskog sustava za
prijenos podataka unutar pomorskih VHF komunikacijskih kanala. Navedeni
komunikacijski kanali, odnosno pojave i fenomeni koji ih karakteriziraju modelirane
su Rayleighevom i Riceovom razdiobom vjerojatnosti uz pojavu aditivnog bijelog
Gaussovog šuma. Postignuta brzina prijenosa podataka, spektralna učinkovitost
sustava te vjerojatnost ili učestalost pojave pogrešnih bitova predstavljaju kriterije na
temelju kojih su vrednovani rezultati analitičkog i simulacijskog modela.
Rezultati istraživanja pokazali su da se primjenom digitalne OFDM modulacije u
pomorskim VHF komunikacijskim sustavima može unaprijediti dosadašnji GMDSS
sustav, postizanjem većih brzina prijenosa, a samim time i prenošenjem veće količine
podataka.
Razmjena podataka između brodova i kopnenih objekata od iznimne je važnosti za
potrebe sigurnosti navigacije, kao i za potrebe komercijalnih usluga. Iz tog razloga, u
ovome radu su detaljno analizirani postojeći pomorski komunikacijski sustavi za
prijenos podataka, u svrhu određivanja smjernica za njihovu nadogradnju, odnosno
zamjenu novim komunikacijskim sustavima. Kako u pomorskim VHF komunikacijama
nema razvijenog sustava za potrebe prijenosa velikih količina podataka, nužno je
primjenom novih tehnologija razviti nove sustave, koji bi modernizirali GMDSS
sustav, značajno rasteretili komunikacijske kanale AIS sustava, te postavili smjernice
za razvoj komunikacijske infrastrukture strategije IMO-a pod nazivom E-navigacija.
Jednu od novih tehnologija predstavlja i digitalna OFDM modulacija, pomoću koje je
moguće, korištenjem više valova nosilaca, postići velike brzine prijenosa podataka te
visoku spektralnu učinkovitost. U ovome radu sustavno je analizirana navedena
tehnologija te su određene prednosti i nedostaci komunikacijskih sustava s OFDM
modulacijom u odnosu na sustave s jednim valom nosiocem. Nadalje, izrađeni su
analitički i simulacijski modeli pomorskog VHF OFDM komunikacijskog sustava za
prijenos podataka unutar pomorskih VHF komunikacijskih kanala. Navedeni
komunikacijski kanali, odnosno pojave i fenomeni koji ih karakteriziraju modelirane
su Rayleighevom i Riceovom razdiobom vjerojatnosti uz pojavu aditivnog bijelog
Gaussovog šuma. Postignuta brzina prijenosa podataka, spektralna učinkovitost
sustava te vjerojatnost ili učestalost pojave pogrešnih bitova predstavljaju kriterije na
temelju kojih su vrednovani rezultati analitičkog i simulacijskog modela.
Rezultati istraživanja pokazali su da se primjenom digitalne OFDM modulacije u
pomorskim VHF komunikacijskim sustavima može unaprijediti dosadašnji GMDSS
sustav, postizanjem većih brzina prijenosa, a samim time i prenošenjem veće količine
podataka.
Data exchange between ships and land facilities is of great importance for the safety
of navigation and for commercial services. For this reason, a detailed analysis of
existing maritime communications systems for data transmission is conducted within
this paper in order to determine the guidelines for their upgrade or replacement by
new communication systems. Since there is no system in maritime VHF
communications for transmitting large amounts of data, it is necessary to employ new
technologies and to develop new systems that would modernize the GMDSS system,
significantly relieve the AIS communication channels, and set guidelines for
development of the communication infrastructure of the IMO strategy called e-
Navigation.
The digital OFDM modulation is a new technology, by which it is possible, using
multiple carrier waves, to achieve high data transmission rates and spectral
efficiency. This technology is systematically analyzed, and the advantages and
disadvantages of communication systems using OFDM modulation in comparison to
single carrier systems are determined in this paper. Furthermore, analytical and
simulation models of the maritime VHF OFDM communication system for data
transmission within the maritime VHF communication channels are developed. These
communication channels, i.e. appearances and phenomena within, are modeled by
Rayleigh and Rice probability distributions with the the additive white Gaussian
noise. The achieved data rate, the spectral efficiency of the system, and the bit error
probability or rate represent the criteria on which the results of the analytical and
simulation models are evaluated.
The research results showed that the application of the digital OFDM modulation in
maritime VHF communications systems can improve current communications within
the GMDSS system, achieving higher data transmission rates, and thus enabling
transmission of large amounts of data.
