Lp. Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Metrologii Propozycje tematów prac dyplomowych (studia II stopnia - stacjonarne) Dyplomanci na rok akademicki 2012/13 termin złożenia pracy 30.09.2013 rok (wybór tematów przez studentów 20.12.2012 r.) Proponowany tytuł / opis 1. Opracowanie mieszadła magnetycznego sterowanego komputerem PC Celem pracy jest wykonanie modelu mieszadła magnetycznego sterowanego z poziomu komputera PC. Mieszadło należy wyposażyć w opcję podgrzewania mieszanych próbek oraz zapewnić możliwość płynnej regulacji obrotów. 2. Opracowanie stanowiska laboratoryjnego do badania efektu Halla Celem pracy jest zbudowanie stanowiska laboratoryjnego wyposażonego w czujniki Halla o różnych parametrach technicznych. W pracy należy wykonać źródło pola magnetycznego, które można będzie sterować z komputera PC. Wyniki pomiarów z czujników powinny być przesyłane do komputera poprzez interfejs RS232 lub USB. 3. Numeryczne modelowanie mikrofalowego filtra soczewkowego z przysłonami o właściwościach dyspersyjnych Opracowanie numerycznego modelu filtra pasmowego, w którym przesłony są wykonane z elementów selektywnie pochłaniających i odbijających fale. Porównanie właściwości badanego modelu i układu z przesłonami przewodzącymi metodą komputerowej symulacji. Praca realizowana z użyciem programów do numerycznej analizy pól elektromagnetycznych opartych na metodzie elementów skończonych lub różnic skończonych. 4. Modelowanie numeryczne pola elektromagnetycznego elastycznej anteny mikropaskowej Praca wykonywana z użyciem programów komputerowych bazujących na metodzie elementów skończonych lub metodzie różnic skończonych. Opracowanie modelu anteny, która może być zaszyta w ubraniu. Na podstawie obliczeń określenie wpływu deformacji anteny na rozkład pola. 5. Matematyczne modelowanie termicznych warunków pracy styków elektrycznych Numeryczne wyznaczenie temperatury w stykach w stanie pracy normalnej oraz w stanie awaryjnym (przy prądzie zwarciowym). Wykonanie analizy komputerowej prowadzącej do określenia warunków redukcji temperatury styków przy zmianie ich geometrii. Praca wykonywana z użyciem programów do komputerowej analizy zagadnień termicznych. Rodzaj pracy/sugerowany kierunek ( ( ( Białystok, 31-10-2012 Osoba zgłaszająca temat, promotor pracy dr inż. A. Białostocka dr inż. A. Białostocka 1
6. Ocena skuteczności pasywnej metody maskowania obiektów poddanych działaniu fal elektromagnetycznych Wykonanie modelu numerycznego umożliwiającego ocenę skuteczności ekranów elektromagnetycznych rozpylanych w powietrzu. Analiza zmian skuteczności maskowania w czasie, przy zmianie gęstości ekranu. Praca wykonywana z użyciem programów komputerowych do analizy zjawisk elektromagnetycznych. 7. Analizator mocy w stanie nieustalonym Zastosowanie procesorów sygnałowych do analizy właściwości przebiegów w stanie nieustalonym (max. 100 MHz). Opracowanie w języku Visual DSP procedur analizy dynamiki zmian sygnałów i analizatora harmonicznych. Dostępna karta DSP Sharc firmy Analog Devices. Karta DSP została zakupiona wcześniej i jest dostępna w katedrze. 8. Przetwarzanie danych pomiarowych z wykorzystaniem systemu agentowego Opracowanie modułu agenta gromadzącego dane z mierników sieci energetycznej (napięcie, prąd, moc) i kontaktującego się z innymi modułami agentów. System agentowy tworzony z wykorzystaniem biblioteki dostępnej w języku Java. W ramach agenta konieczne opracowanie komunikacji z urządzeniem przez łącze RS485, z zastosowaniem protokołu Modbus. 9. Określenie geometrii głowicy nagrzewającej elementy z tworzyw sztucznych za pomocą pola elektromagnetycznego wielkiej częstotliwości. Analiza rozkładu mocy pola elektromagnetycznego w elemencie wykonanym ze stratnego dielektryka. Głowica nagrzewająca emituje pole wielkiej częstotliwości. Ocena różnych wariantów geometrii głowicy. Wyznaczenie rozkładu temperatury w nagrzewanym elemencie. Praca wykonywana z użyciem programów komputerowych wspomagających prace inżynierskie. 10. Wizualizacja symulacji stanów nieustalonych w linii długiej Celem pracy jest przygotowanie programu komputerowego do wizualizacji rozkładu prądu i napięcia w linii długiej w stanie nieustalonym. 11. Wykorzystanie procesora karty graficznej do analizy stanów nieustalonych układów elektrycznych Celem pracy jest przygotowanie algorytmu oraz programu komputerowego działającego na procesorze karty graficznej, a przeznaczonego do analizy stanów nieustalonych układów elektrycznych. Praktyczne zastosowanie opracowanego oprogramowania zostanie pokazane na przykładzie obliczania rozkładu prądu i napięcia w linii długiej w stanie nieustalonym. 2
12. Opracowanie programu komputerowego do analizy stanów nieustalonych układów elektrycznych opisanych równaniem stanu Celem pracy jest przygotowanie algorytmów i programu komputerowego przeznaczonego do numerycznego rozwiązania równania stanu opisującego procesy przejściowe w wybranym układzie elektrycznym. Działanie programu ma polegać na wyprowadzeniu równania stanu w postaci symbolicznej, jego rozwiązaniu wybraną metodą numeryczną i przedstawienia wyników obliczeń w postaci tabelarycznej i graficznej. 13. Analiza pola elektromagnetycznego wielkiej częstotliwości z zastosowaniem biblioteki OpenCL Celem pracy jest przygotowanie odpowiednich algorytmów i programu komputerowego przeznaczonych do analizy pola elektromagnetycznego wielkiej częstotliwości przy zastosowaniu procesora karty graficznej oraz biblioteki OpenCL (Open Computing Language). 14. Wyznaczenie trójwymiarowego rozkładu temperatury w podgrzewanym rurociągu Celem pracy jest wyznaczenie rozkładu temperatury w podgrzewanym rurociągu transportującym materiały asfaltopochodne. Wyznaczenie stanu pracy normalnej i awaryjnej rurociągu. Określenie mocy grzewczej zainstalowanej w rurociągu. 15. Zastosowanie wielokanałowego systemu pomiarowego w sieci Ethernet Projekt polega na zaznajomieniu się z możliwościami (zaletami i wadami) wykorzystania sieci Ethernet do pomiarów na przykładzie wybranego urządzenia. Zastosowanie Visual Basic powinno umożliwić pracę z różnymi typami czujników. Opisanie przykładowych aplikacji będzie stanowiło bazę do stworzenia stanowiska laboratoryjnego w nauczaniu techniki eksperymentu. Moduł pomiarowy, dokumentacja będą udostępnione - wymagana wyobraźnia, wiedza o wykonywaniu i błędach pomiarów oraz umiejętności programowania w Visual Basic. 16. Akwizycja sygnałów w układach mostkowych w środowisku LabView Celem pracy jest opracowanie aplikacji pomiarowej w środowisku LabView z wykorzystaniem karty NI9239. Przydatna znajomość LabView oraz podstawowych zagadnień z metrologii. 17. Wirtualny mostek pojemnościowy AC do pomiarów parametrów immitancyjnych Celem pracy jest projekt, wykonanie i badanie układu mostka zmiennoprądowego pojemnościowego. Część układu powinna być wykonana w środowisku LabView. Ważnym elementem pracy jest określenie zakresu badań parametrów metrologicznych wykonanego układu oraz wnioski z otrzymanych rezultatów. 18. Quasi - wirtualny mostek indukcyjny AC do pomiarów wartości impedancji wybranych układów Zakres pracy obejmuje zaprojektowanie i wykonanie układu mostka zmiennoprądowego indukcyjnego do pomiarów założonych parametrów. Konieczne wykorzystanie środowiska LabView. dr inż. S.Kwiećkowski 3
19. Opracowanie iteracyjnego wariantu linearyzacji przez rozwinięcie w szereg Taylora Opracowanie iteracyjnego wariantu linearyzacji nieliniowego równania stanu poprzez rozwinięcie w szereg Taylora. Implementacja opracowanego algorytmu w wybranym języku programowania, np. C++. 20. Automatyzacja linearyzacji nieliniowych równań stanu za pomocą operacji symbolicznych Opracowanie aplikacji wspomagającej automatyczną linearyzację nieliniowego równania stanu za pomocą operacji symbolicznych. Wymagana co najmniej średnia umiejętność programowania w języku C++. 21. Komputerowa metoda obliczania impedancji żłobkowej części uzwojeń maszyn elektrycznych Praca polegałaby na wykorzystaniu metody elementów skończonych i metody Galerkina do obliczania impedancji żłobkowej części uzwojeń silników klatkowych. Jako przykład rozpatrzony zostanie pręt o przekroju kroplowym. Zadaniem dyplomanta byłoby napisanie programu numerycznego, przetestowanie go, wykonanie przykładowych obliczeń i zilustrowanie ich w postaci graficznej. Niezbędna jest dobra znajomość programowania w języku C++ i podstaw teorii pola elektromagnetycznego. 22. Komputerowa metoda obliczania prądów wirowych w pręcie o przekroju kołowym, indukowanych przez poprzeczne pole magnetyczne Zostanie wykorzystana metoda elementów skończonych w połączeniu z metodą rozdzielenia zmiennych do obliczania otwartych zagadnień brzegowych. Jako przykład rozpatrzone zostaną straty wiroprądowe indukowane w pręcie o przekroju kołowym. Zadaniem dyplomanta byłoby napisanie programu numerycznego, przetestowanie go, wykonanie przykładowych obliczeń i zilustrowanie ich w postaci graficznej. Niezbędna jest dobra znajomość programowania (C++) i podstaw teorii pola elektromagnetycznego. 23. Komputerowa metoda obliczania strat mocy w szynoprzewodach Metoda elementów skończonych w połączeniu z metodą rozdzielenia zmiennych zostaną zastosowane do obliczania zjawiska prądów wirowych w szynoprzewodach o przekroju prostokątnym. Zadaniem dyplomanta byłoby napisanie programu komputerowego, przetestowanie go, wykonanie przykładowych obliczeń i zilustrowanie ich w postaci graficznej. Niezbędna jest dobra znajomość programowania (C++) i podstaw teorii pola elektromagnetycznego. dr inż. P. Myszkowski dr inż. P. Myszkowski 4
24. Komputerowa metoda obliczania prądów wirowych w pręcie poruszającym się jednostajnie w poprzecznym polu magnetycznym Metoda elementów skończonych w połączeniu z metodą rozdzielenia zmiennych zostaną zastosowane do obliczania prądów wirowych w pręcie o przekroju kołowym poruszającym się w poprzecznym polu magnetycznym. Zadaniem dyplomanta byłoby napisanie programu komputerowego, przetestowanie go, wykonanie przykładowych obliczeń i zilustrowanie ich w postaci graficznej. Niezbędna jest dobra znajomość programowania (C++) i podstaw teorii pola elektromagnetycznego. 25. Opracowanie mikroprocesorowego układu pomiarowego przetwornika wagowego CL 17 Celem pracy jest wykonanie mikroprocesorowego układu pomiarowego mostka tensometrycznego, opartego na przetworniku wagowym. W układzie takim należy zastosować przetwornik A/C np. 24- bitowy, sprzęgnięty z mikroprocesorem 8-bitowym AVR. Wykonanie pracy wiąże się z opracowaniem i wykonaniem układu pomiarowego, stworzeniem oprogramowania w języku C dla mikrokontrolera oraz komputera PC oraz oszacowaniem niepewności pomiaru. 26. Opracowanie układu mikroprocesorowego do badania amplitudy, prędkości i przyspieszenia drgań mechanicznych Celem pracy jest wykonanie układu mikroprocesorowego opartego na mikrokontrolerze z rodziny AVR, służącego do pomiarów parametrów drgań. Wykonanie pracy wiąże się z opracowaniem i wykonaniem układu elektronicznego, stworzeniem odpowiedniego oprogramowania oraz opracowaniem układu kondycjonującego sygnał z wybranego czujnika drgań mechanicznych. Ostatecznie po zakończeniu prac należy wykonać serie pomiarów porównawczych z innym komercyjnym miernikiem np. ROBOTRON oraz oszacować niepewność pomiaru. 27. Badanie charakterystyk przetworników temperatury w zakresie niskich temperatur Celem pracy jest zbadanie charakterystyk przetworników temperatury w zakresie od 77K do 300K. Badaniem powinny zostać objęte przetworniki rezystancyjne (metalowe i półprzewodnikowe) oraz termopary. Pomiary zostaną przeprowadzone przy użyciu stanowiska badawczego opartego na azotowym kriostacie optycznym. 28. Badanie właściwości bolorymetrycznych nadprzewodników wysokotemperaturowych Celem pracy jest doświadczalne wyznaczenie charakterystyk bolometrycznych mikromostków opartych na nadprzewodnikach wysokotemperaturowych w zakresie temperatur od 77 do 300K. (koszt 500 zł; źródło finansowania: fundusz dydaktyczny WE) 29. Aproksymacja rezystywności nadprzewodnika YBa 2 Cu 3 O 7-x w rejonie przemiany fazowej Celem pracy jest wyznaczenie metodami numerycznymi optymalnej funkcji analitycznej opisującej zależność temperaturową rezystywności nadprzewodników wysokotemperaturowych w rejonie przemiany fazowej. dr inż. W. Walendziuk dr inż. W. Walendziuk 5
30. Modelowanie numeryczne charakterystyk metrologicznych światłowodowych czujników przesunięć typu odbiciowego Celem pracy jest budowa modelu matematycznego oraz opracowanie programu komputerowego służącego do modelowania charakterystyk metrologicznych światłowodowych czujników przesunięć typu odbiciowego. 31. Badanie drgań konstrukcji mechanicznych za pomocą światłowodowego czujnika przesunięć Celem pracy jest zbadanie drgań wybranej konstrukcji mechanicznej za pomocą światłowodowego czujnika przesunięć typu odbiciowego. Na podstawie wyników uzyskanych z pomiarów należy następnie opracować model elektryczny badanego obiektu oraz dokonać symulacji drgań konstrukcji. 32. Numeryczna analiza rozkładu temperatury w stanie ustalonym w kablach koncentrycznych odkształconych mechanicznie Obliczenia za pomocą metody elementów skończonych przy wykorzystaniu komercyjnego oprogramowania: NISA, MATHEMATICA. 33. Numeryczna analiza rozkładu temperatury w stanie ustalonym i nieustalonym w kablach wysokiego napięcia przy różnych współczynnikach wymiany ciepła Obliczenia za pomocą metody elementów skończonych przy wykorzystaniu komercyjnego oprogramowania: NISA, MATHEMATICA. ( dr inż. M. Zaręba dr inż. M. Zaręba 6