ΤΕΙ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΤΕ Λάρισας Θέματα Πτυχιακών Εργασιών

Transcript

1 ΤΕΙ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών ΤΕ Λάρισας Θέματα Πτυχιακών Εργασιών Επίβλεψη : Καλογιάννης Γρηγόριος Πανεπιστημιακός Υπότροφος ΤΕΙ Θεσσαλίας Ηλεκτρολόγος Μηχανικός & Μηχανικός Υπολογιστών ΑΠΘ MSc. Υπ. Διδάκτορας Α.Π.Θ. MIEEE MACM Συνεργαζόμενος Ερευνητής, Ινστιτούτο Πληροφορικής και Τηλεματικής ΕΚΕΤΑ

2 Θέμα 1ό Ανάπτυξη εργαλειοθήκης σε περιβάλλον Matlab για την εκτέλεση εργαστηριακών ασκήσεων στο μάθημα Προγραμματισμός Η.Υ Η γλώσσα προγραμματισμού MATLAB (το όνομα προήλθε από τις λέξεις Matrix Laboratory) λειτουργεί ως διερμηνέας εντολών (command interpreter), οι οποίες δίνονται μέσω του παραθύρου εντολών της (MATLAB command window). Οι εντολές αυτές μπορεί να είναι: ορισμοί μεταβλητών και πράξεις κλήση ενσωματωμένων συναρτήσεων της MATLAB και των εγκατεστημένων εργαλειοθηκών της (toolboxes) κλήση συναρτήσεων (functions) ή αρχείων εντολών MATLAB (scripts) που κατασκευάζονται από τους χρήστες με τη μορφή m-file Η ευρεία χρήση της MATLAB οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στην επεκτασιμότητα της μέσω των διάφορων εργαλειοθηκών, κάθε μια από τις οποίες περιέχει ένα αριθμό συναρτήσεων για ένα συγκεκριμένο αντικείμενο. Σκοπός της παρούσας πτυχιακής είναι ο υποψήφιος σπουδαστής να γνωρίσει σε βάθος τη διαδικασία υλοποίησής προγραμματιστικών τεχνικών μέσα στο το προγραμματιστικό περιβάλλον του Matlab. Στόχος της παρούσας πτυχιακής εργασίας είναι να αναπτυχθούν μέσα στο προγραμματικό περιβάλλον του Matlab μια σειρά παραδειγμάτων εφαρμογών στενευμένα στο εργαστηριακό μάθημα του Προγραμματισμού ΗΥ β εξάμηνο, υπό τη μορφή της εργαλειοθήκης. Η εργαλειοθήκη που θα προκύψει θα ενσωματωθεί στο περιβάλλον λειτουργίας του Matlab ενώ θα προσφέρεται η δυνατότητα επέκτασης αυτής. Επίπεδο δυσκολίας: Κανονικό Χρόνος εκτέλεσης : ~ 8 μήνες (μέγιστο) Απαιτούμενες γνώσεις: Άριστη χρήση υπολογιστών, πολύ καλή γνώση χειρισμού Matlab, καλή γνώση μαθηματικών.

3 Θέμα 2ό Προσομοίωση νευρωνικού δικτύου για τη πρόβλεψη και πρόγνωση υδρολογικών δεδομένων σε περιβάλλον Matlab. Το MATLAB (matrix laboratory) είναι ένα περιβάλλον αριθμητικής υπολογιστικής και μια προγραμματιστική γλώσσα τέταρτης γενιάς. Αποθηκεύει και κάνει τις πράξεις με βάση την άλγεβρα μητρών. Η τρέχουσα έκδοσή του είναι η R2015a η οποία κυκλοφόρησε τον Μάρτιο του Χρησιμοποιείται κατά κύριο λόγο για την επίλυση μαθηματικών προβλημάτων, ωστόσο είναι πολύ "ισχυρό" και μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για προγραμματισμό. Στον τομέα των γραφικών όσον αφορά τον μαθηματικό κλάδο μπορεί να υλοποιήσει συναρτήσεις πραγματικές, μιγαδικές, πεπλεγμένες συναρτήσεις δύο μεταβλητών και άλλες. Όσον αφορά τον στατιστικό κλάδο μπορεί να υλοποιήσει ιστογράμματα, τομεογράμματα, ραβδοδιαγράμματα, εμβαδογράμματα και άλλα. Σκοπός της παρούσας πτυχιακής είναι ο υποψήφιος σπουδαστής να γνωρίσει σε βάθος τη εργαλειοθήκη εκπαίδευσης και προσομοίωσής νεωρωνικών δικτύων με τη χρήση δεδομένων υδρολογικού χαρακτήρα. Στόχος της παρούσας πτυχιακής εργασίας είναι να μοντελοποιηθούν μια σειρά δεδομένων (χρονοσειρές) που σχετίζονται με το ύψος της υδρόπτωσης με τη χρήση του συγκεκριμένου εργαλείου και να δοθεί η δυνατότητα πρόβλεψης / πρόγνωσης, στα μοντέλα αυτά, σε βάθος χρόνου. Επίπεδο δυσκολίας: Υψηλό Χρόνος εκτέλεσης : ~12 μήνες (μέγιστο) Απαιτούμενες γνώσεις: Άριστη χρήση υπολογιστών, Άριστη χρήση Matlab, πολύ καλή γνώση μαθηματικών και στατιστικών μεθόδων.

4 Θέμα 3ό Βιβλιογραφική έρευνα για τη χρήση ενσωματωμένων υπολογιστικών συστημάτων στο αντικείμενο της επιστήμης του Πολιτικού Μηχανικού. Ως ενσωματωμένο υπολογιστικό σύστημα, χαρακτηρίζεται οποιαδήποτε συσκευή η οποία περιλαμβάνει έναν προγραμματιζόμενο υπολογιστή, ο οποίος δεν είναι υπολογιστής γενικού σκοπού. Τα υπολογιστικά συστήματα βρίσκονται παντού. Οι περισσότεροι στο άκουσμα της ορολογίας υπολογιστικά συστήματα σκέφτονται τους επιτραπέζιους υπολογιστές (προσωπικοί υπολογιστές, φορητοί υπολογιστές, υπερ - υπολογιστές, διακομιστές ). Ωστόσο υπάρχει ακόμα ένας τύπος υπολογιστικού συστήματος, πολύ πιο συχνός, αυτός του ενσωματωμένου υπολογιστικού συστήματος. Σκοπός της παρούσας πτυχιακής εργασίας είναι να γίνει μια αναλυτική και εμπεριστατωμένη μελέτη των χρήσεων και εφαρμογών των ενσωματωμένων υπολογιστικών συστημάτων στο ευρύ αντικείμενο της επιστήμης και του επαγγέλματος του Πολιτικού Μηχανικού. Η παρούσα εργασία θα περιλαμβάνει, ιστορική ανασκόπηση των εφαρμογών των ενσωματωμένων συστημάτων, επικεντρωμένη στην επιστήμη του Πολιτικού μηχανικού, σύγχρονές εφαρμογές αυτών στο χώρο αυτό καθώς και πιθανές επεκτάσεις των. Επίπεδο δυσκολίας: Μέτριο Χρόνος εκτέλεσης : ~6 μήνες (μέγιστο) Απαιτούμενες γνώσεις: Άριστη χρήση υπολογιστών, γνώση ερευνητικής μεθοδολογίας

5 Θέμα 4ό Βιβλιογραφική έρευνα για τη χρήση ρομποτικών συστημάτων στο αντικείμενο της επιστήμης του Πολιτικού Μηχανικού. Η Ρομποτική είναι ο κλάδος της επιστήμης που μελετά τις μηχανές εκείνες που μπορούν να αντικαταστήσουν τον άνθρωπο στην εκτέλεση μιας εργασίας, η οποία συνδυάζει τη φυσική δραστηριότητα με τη διαδικασία λήψης αποφάσεων. Ο όρος ρομπότ πρωτοεμφανίζεται σε ένα θεατρικό έργο επιστημονικής φαντασίας του Τσέχου συγγραφέα Κάρελ Τσάπεκ το 1921 και προέρχεται από τη σλαβική λέξη robota που σημαίνει εργασία. Η αυτοματοποίηση της παραγωγικής διαδικασίας στις βιομηχανίες μαζικής παραγωγής αντικαθιστά τους ανθρώπους με εξειδικευμένες μηχανές που εκτελούν μια προκαθορισμένη σειρά κατεργασιών στα προϊόντα που παράγονται. Στόχος της αυτοματοποίησης, η οποία γίνεται εφικτή με την ανάπτυξη της επιστήμης και της τεχνολογίας τον 20ό αιώνα, είναι η αυξημένη παραγωγικότητα, η βελτιωμένη ποιότητα, η αύξηση του κέρδους των επιχειρήσεων αλλά και η ελεγξιμότητα των μέσων παραγωγής. Σκοπός της παρούσας πτυχιακής εργασίας είναι να γίνει μια αναλυτική και εμπεριστατωμένη μελέτη των χρήσεων και εφαρμογών των ρομποτικών συστημάτων στο ευρύ αντικείμενο της επιστήμης και του επαγγέλματος του Πολιτικού Μηχανικού. Η παρούσα εργασία θα περιλαμβάνει, ιστορική ανασκόπηση των εφαρμογών των ρομποτικών συστημάτων, επικεντρωμένη στην επιστήμη του Πολιτικού μηχανικού, σύγχρονές εφαρμογές αυτών στο χώρο αυτό καθώς και πιθανές επεκτάσεις των. Επίπεδο δυσκολίας: Μέτριο Χρόνος εκτέλεσης : ~6 μήνες (μέγιστο) Απαιτούμενες γνώσεις: Άριστη χρήση υπολογιστών, γνώση ερευνητικής μεθοδολογίας