Fakulta elektrotechnická

České vysoké učení technické v Praze

ČVUT v Praze

Tematické okruhy státních zkoušek magisterského studijního programu Kybernetika a robotika

Společné okruhy

  1. Funkce komplexní proměnné. Křivkový integrál, Cauchyova věta. Laurentovy rozvoje. Klasifikace singularit. Reziduová věta. Fourierova transformace. Inverzní Laplaceova transformace (metoda reziduí). (A3M01MKI)
  2. Náhodný proces, jeho popis a základní typy. Stacionární procesy - kovarianční funkce a spektrální hustota. Markovské procesy. (A3M01MKI)
  3. Systémy a signály. Pojem stavu, stavové rovnice. Řešení stavových rovnic, módy systému. Ekvivalence systémů. Spojité, diskrétní a vzorkované systémy. Ljapunovská stabilita, vnitřní a vnější stabilita lineárního systému. (A3M35TDS)
  4. Dosažitelnost a řiditelnost systému. Pozorovatelnost a konstruovatelnost systému. Standardní tvary systémů, Kalmanova dekompozice. Vnitřní a vnější popis systému. Nuly a póly systému. Realizace systému, minimální realizace. (A3M35TDS)
  5. Stavová zpětná vazba, regulace stavu, změna pólů systému. Injekce výstupu do stavu, odhad stavu. Vazby mezi systémy, zpětnovazební řízení, stabilizující regulátory. Stavová realizace stabilizujících regulátorů, separace regulace a odhadu stavu. (A3M35TDS)
  6. Roboty se schopností vnímat prostředí a jejich architektury. Roboty založené na chování. Sensoromotorická koordinace. Kognitivní robot a jeho subsystémy. Zpětné vazby. (A3M33IRO)
  7. Plánování v robotice. Konfigurační prostor (C-prostor). Plánování jako vzorkování v C-prostoru. Plánování za omezení. (A3M33IRO)
  8. Robotická ruka, humanoidní roboty. Moduly zajišťující vnímání okolního světa. Vidění, taktilní informace a její zpracování. Využití zvuku v robotice. Sdružování nejisté informace v robotice. Kognitivní robotika. (A3M33IRO)
  9. Diagnostika, prognostika, přístupy FMEA (Failure Modes and Effects Analysis), FMECA, FMSA. Modely poruch, metody detekce a diagnostiky poruch, odolnost vůči poruchám. Sledování provozního stavu zařízení. (A3M38DIT)
  10. Vyhodnocování vibrací a hluku, kepstrální, obálková, analýza signálů, řádová analýza. Prognostika pro Life-cycle Management. Diagnostika pomocí impulsní a spojité akustické emise (A3M38DIT)
  11. Defektoskopie, detekce a lokalizace, ultrazvuková defektoskopie, bezdotykové metody. Defektoskopie pomocí vířivých proudů, holografické, endoskopické, termovizní a radiografické metody. (A3M38DIT)
  12. Testování metodami in-circuit. Metody "Design for Test", in-circuit metody. Testování číslicových obvodů, maskování, citlivá cesta, komprese testů. Diagnostika metodou "Boundary Scan". Metody a prostředky produkční diagnostiky elektronických zařízení. (A3M38DIT)

Oborově zaměřené tematické okruhy

Obor Robotika

  1. Systémy reálného času, požadavky, vlastnosti. Kódovací standardy, verzovací systémy, certifikace software. Časování přístupu k paměti; správa dynamické paměti. (A3M35PSR)
  2. Rozvrhování v systémech reálného času: hodinami řízené, se statickými a s dynamickými prioritami; časová analýza těchto systémů; inverze priorit; protokoly pro správu sdílených zdrojů. Kombinování real-time úloh s běžnými úlohami. (A3M35PSR)
  3. Metody klasifikace, bayesovské a nebayesovské úlohy, Adaboost, SVM klasifikátory. Teorie učení: konzistence, kapacita, PAC. Sekvenční rozpoznávání, extrakce a syntéza příznaků. Plánování lineární a nelineární. (A3M33UI)
  4. Multiagentní systémy: typy agentů, základní architektury. Kolektivní chování agentů, distribuované rozhodování. Sociální chování agentů. Meta-uvažování, týmová spolupráce agentů. Multiagentní plánování a rozvrhování. Umělý život - základní principy a algoritmy. (A3M33UI)
  5. Reprezentace a parametrizace rotace a pohybu v prostoru. Osa pohybu. Modifikovaný Denavitův-Hartenbergův popis kinematiky. Popis kinematiky redundantního a paralelního manipulátoru. Řešení soustav algebraických rovnic, rezultant, Groebnerova báze. (A3M33PRO)
  6. Algebraická formulace inverzní kinematické úlohy a její řešení pro 6R manipulátor. Algebraická formulace úlohy identifikace kinematických parametrů manipulátoru a jejich řešení pro 6R manipulátor. Singulární polohy manipulátoru, jejich popis a nalezení. (A3M33PRO)
  7. Reprezentace prostředí v mobilní robotice a související typické úlohy - druhy modelů světa, jejich vytváření (senzorová fúze), lokalizace a plánování činnosti jednotlivých robotů. (A3M33MKR)
  8. Skupinová robotika, kooperace a koordinace v multirobotických systémech. Plánování pro skupinu robotů. Lokalizace ve skupině robotů. Realizace skupinových chování. Multiagentní systémy v kolektivní robotice (A3M33MKR)
  9. Analýza a modelování informačních toků v podniku, metodologie SSADM. Informační systémy v podniku, plánování podnikových zdrojů (ERP), řízení vztahu k zákazníkům (CRM), řízení podnikového obsahu/dokumentace (ECM). (A0M3PIS)
  10. Spolehlivost, stabilita a robustnost informačního systému. Redundance, vlastnosti redundantních systému, vliv softwarových chyb, cena výpadků a chyb. Systém řízení informační bezpečnosti, řešení bezpečnosti podnikových informačních systémů. Řízení kvality. (A0M3PIS)

Obor Senzory a přístrojová technika

  1. Typy měřicích zesilovačů, metody potlačení souhlasného signálu, galvanické oddělení signálů, filtrace signálu,synchronní detektory a lock-in zesilovače, měřicí filtry, vzorkování a kvantování signálu, typy a vlastnosti A/Č převodníků, korekce jejich chyb a zvýšení rozlišitelnosti, potlačení sériového rušení. (A3M38ZDS)
  2. Rekonstrukce signálu, aproximace průběhů, generace periodických a náhodných signálů, přímá digitální syntéza, typy a vlastnosti Č/A převodníků, referenční zdroje napětí a proudu. (A3M38ZDS)
  3. Základní principy bezkontaktního měření; pole, vlnění a záření zprostředkující informaci o objektu, optické záření, jeho chování a vlastnosti. (A3M38VBM)
  4. Fotodiodové, CCD a CMOS senzory; kamery a jejich obvody, objektivy; metody zpracování signálu optoelektronických senzorů pro určení rozměru, tvaru a polohy objektů. (A3M38VBM)
  5. Virtuální přístroje (VI) - základní charakteristika, vlastnosti. Funkční a konstrukční typy bloků pro VI a jejich parametry. (A3M38VIP)
  6. OS pro virtuální přístroje včetně RTOS. Programování virtuálních přístrojů, standardy VXIplug&play, VISA, IVI. Programování měřicích modulů na úrovni registrů a pomocí ovladačů. Začlenění VI do hybridních DAQ systémů. (A3M38VIP)
  7. Implementace inteligentních senzorů s rozhraními CANopen, Profibus, HART a Ethernet. Bezdrátové systémy pro sběr dat (WiFi, ZigBee). Implementace modulů pro systémy PCI/PXI, jejich ovladače pro operační systémy Windows a Linux. (A3M38SPD)
  8. Využití obvodů FPGA pro implementaci komunikačních rozhraní. Využití protokolů TCP/IP v průmyslových aplikacích. (A3M38SPD)
  9. Principy senzorů, základní parametry. MEMS a další technologie výroby senzorů. Materiály pro senzory a jejich měření. Modelování a návrh senzorů. Nejistoty a jejich šíření, metody snižování nejistot. Šum a jeho měření. Identifikace, kalibrace a testování senzorů, etalony. Korekce statických a dynamických chyb, inteligentní senzory. Zpracování informace ze senzorů: korelační metody, PSD, filtrace a fúze dat, tomografické metody. Senzorové sítě a senzorová pole. Napájení a buzení senzorů. (A3M38MSZ)
  10. Elektromagnetická kompatibilita, stínění. Senzory pro lékařskou diagnostiku. Aplikace senzorů v automobilové, letecké a kosmické technice. Bezpečnostní aplikace senzorů. Senzory pro virtuální realitu. Senzory pro inteligentní budovy a průmysl. Použití senzorů v geofyzice a archeologii. (A3M38MSZ)

Obor Systémy a řízení

  1. Řídicí systémy, hierarchický model, vertikální a horizontální integrace. Programovatelné automaty a průmyslové počítače, jejich programování, programovací techniky, mezinárodní standardy. Distribuované řídicí systémy a průmyslové sítě, synchronizace času, požadavky na řízení v reálném čase. (A3M35RIS)
  2. Automatizace výroby a procesní automatizace, specifické požadavky na komunikaci v těchto aplikačních oblastech. Operátorská rozhraní a jejich ergonomie. Sběr dat z technologie, otevřená softwarová rozhraní. Metody a možnosti zajištění funkční bezpečnosti řídicích aplikací. (A3M35RIS)
  3. Kritéria optimality pro řídicí systémy. Návrhové metody pro optimální regulátory (teoretické odvození i použití existujících výpočetních nástrojů). Popisy neurčitosti v modelech dynamických systémů. Kritéria robustní stability i kvality řízení při různých typech neurčitostí. (A3M35ORR)
  4. Návrhové metody pro zpětnovazební regulátory zajišťující robustní stabilitu a robustní kvalitu řízení (odvození teorie i použití nástrojů). Lineární maticové nerovnosti a semidefinitní programování a jejich použití v návrhu řízení. Snížení řádu modelu či regulátoru. (A3M35ORR)
  5. Bayesovský přístup k popisu neurčitosti. Model dynamického systému, ARX, ARMAX a OE model, lineární a pseudolineární regrese, sledování časově proměnných parametrů. Stochastický systém, pravděpodobnostní definice stavu, Kalmanův filtr. Adaptivní řízení, princip ekvivalence určitosti, opatrné a důvěřivé strategie řízeni, duální řízení. (A3M35OFD)
  6. Pravděpodobnostní metody detekce a izolace poruch, využití vícenásobných modelů. Lokální a globální aproximace nelineárních/negaussovských filtrů, metoda Monte Carlo. (A3M35OFD)
  7. Architektura distribuovaných síťových aplikací. Struktura sítě, aplikační vrstvy, její hlavní části. Nejběžnější databázové servery v průmyslových aplikacích a jejich management. (A0M35PII)
  8. Webové aplikace v distribuovaných řídicích systémech. Webové komponenty pro vývoj průmyslových internetových aplikací. Zabezpečení, přístupová práva, veřejné klíče, hashovací kódy, digitální podpisy. Spolehlivost sítí a řešení vhodná pro kritické aplikace. (A0M35PII)
  9. Stavový popis nelineárního řízeného systému. Existence a jednoznačnost řešení obyčejné diferenciální rovnice. Metody určování stability nelineárního systému. Metody stabilizace pomocí zpětné vazby. (A3M35NES)
  10. Přesná zpětnovazební linearizace nelineárního systému, její varianty (typu vstup-výstup, úplná, atd.), nulová dynamika a minimalita ve fázi, vše pro systémy SISO i MIMO. (A3M35NES)

Obor Letecké a kosmické systémy

  1. Definice navigace. Vybavení letadla pro lety IFR, VFR, provozní kategorie ICAO. Vyjádření polohy na Zemi, referenční těleso. Automatický rádiový kompas a majáky NDB, indikace a využití pro pilotáž, budoucnost systému. Maják a přijímač systému VOR, způsoby indikace. Dálkoměrný systém DME. Systém majáků pro přiblížení na přistání ILS. Loran C, jeho perspektiva jako záložního systému družicové navigace, eLoran. Protisrážkové systémy TCAS. Rádiový výškoměr. Radarové systémy a jejich využití pro řízení letového provozu, palubní radar. (A3M37NAV)
  2. Družicové navigační systémy a principy jejich činnosti. Systémy GPS, Glonass a Galileo, srovnání jejich parametrů, kompatibilita. Podpora systémů a diferenční měření - systémy WAAS, EGNOS a MSAS. Letecké komunikační systémy. (A3M37NAV)
  3. Kvalifikace elektronických systémů, standardy DO160 a DO178, redundance systémů, zajištění bezpečnosti, řídicí smyčky. Softwarové vybavení, knihovny, zajištění bezpečnosti, interakce mezi SW a HW. (A3M38PRS)
  4. Systémy řízení leteckých motorů. Monitorovací systémy. Prostředky provozní a havarijní diagnostiky. Letecké senzorové sítě. Systémy bezpilotních systémů. Letové simulátory, jejich kategorie a výhody a nevýhody. (A3M38PRS)
  5. Základní zákony mechaniky tekutin a termodynamiky. Potenciální obtékání, vztlak. Laminární a turbulentní proudění. Mezní vrstva. Profil a jeho integrální charakteristiky vliv vazkosti. Vliv rozpětí křídla na integrální charakteristiky, kroucení křídla. Prostředky pro zvýšení vztlaku. Subsonické proudění, vliv stlačitelnosti a její korekce. Dynamika plynů, kompresní a expanzní vlna. Supersonické obtékání profilu a křídla. (A3M14AML)
  6. Vrtulová propulze a její účinnost, geometrie a charakteristiky vrtule. Trysková propulze a její účinnost, lopatkový, bezlopatkový a raketový motor. Atmosférická mechanika letu, rovnovážný diagram, ustálený let vodorovný, stoupavý a klouzavý, v-n diagram, ustálená zatáčka, vzlet a přistání. Základní principy stabilita a řiditelnosti. Pohyb tělesa v kosmickém prostoru, orbitální a návratová trajektorie. Hypersonické proudění, aerodynamický ohřev. (A3M14AML)
  7. Systémy automatické stabilizace dynamiky letu letadla - autopiloty. Dynamické vlastnosti letadla v podélném a stranovém řízení. Model letadla, pohybové rovnice, soustavy souřadnic. Stabilizace podélného pohybu, stabilizace stranového pohybu. (A3M35SRL)
  8. Automatické vedení letadla po trati - systémy automatického řízení. Struktura, úkoly. Vedení letadla ve vertikální a v horizontální rovině, konečné přiblížení před přistáním. (A3M35SRL)
  9. Základní přístrojové vybavení a zdroje elektrické energie letadel a kosmických objektů. Měření otáček, teploty výstupních plynů, okamžité a celkové spotřeby, tlaku paliva a oleje, vibrací a krouticího momentu. Signalizace požáru a námrazy. Měření množství paliva. Systém pro komplexní zpracování motorových veličin. Konstrukce kosmické přístrojové techniky. (A3M38PSL)
  10. Měření aerometrických veličin. Měření výšky a rychlosti letu, barometrická rovnice, měření vertikální rychlosti, Machova čísla, teploty vnějšího vzduchu a úhlu náběhu. Systémy pro měření aerometrických veličin letadel a kosmických objektů. Mechanické gyroskopy a jejich použití na letadlech a kosmických objektech. Zemské magnetické pole a jeho využití v letectví a kosmonautice. (A3M38PSL)
Za obsah odpovídá: doc. Ing. Jiří Jakovenko, Ph.D.