Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Evaluation of the electrical capacitance tomography system for measurement using 3D sensor

Kryszyn Jacek, Wanta Damian, Smolik Waldemar T.

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2019

|

T. 9, nr 4

52--59

EN

Further tests of EVT4 data acquisition system for electrical capacitance tomography are presented. The modular system, which can have up to 32 channels with an individual analogue to digital converter, was designed to ensure small uncertainty of capacitance measurement at high speed of imaging. The system’s performance in the context of 3D imaging was experimentally verified. In particular, we show that the measurement of changes in capacitance due to a small change of an electric permittivity distribution for the most distant electrodes in a suitably designed 3D sensor is possible using our system. Cross-plane measurements together with the measurements for the pairs of most distant electrodes are essential for accurate reconstruction of 3D distributions. Due to sensitivity of capacitance measurements obtained in the hardware, the measurements for all electrode pairs can be used in the inverse problem – the system of equations can be extended. Although the numerical condition number of a matrix of such a system is high, image reconstruction is possible from the data obtained in our system. The results of 3D image reconstruction for simple test objects are shown.

PL

Przedstawiono dalsze testy systemu akwizycji danych EVT4 do elektrycznej tomografii pojemnościowej. Modułowy system, który może mieć do 32 kanałów z indywidualnym przetwornikiem analogowo-cyfrowym, został zaprojektowany w celu zapewnienia małej niepewności pomiaru pojemności przy dużej prędkości obrazowania. Wydajność systemu w kontekście obrazowania 3D została zweryfikowana eksperymentalnie. W szczególności pokazujemy, że możliwy jest pomiar zmian pojemności wywoływanych niewielką zmianą rozkładu przenikalności elektrycznej dla najbardziej odległych elektrod odpowiednio zaprojektowanego czujnika 3D przy pomocy naszego systemu. Pomiary międzypłaszczyznowe wraz z pomiarami par elektrod najbardziej odległych są niezbędne do dokładnej rekonstrukcji rozkładów 3D. Ze względu na wrażliwość pomiarów pojemności uzyskanych w opracowanym urządzeniu, pomiary dla wszystkich par elektrod mogą być wykorzystane w problemie odwrotnym – układ równań może zostać rozszerzony. Chociaż współczynnik uwarunkowania numerycznego macierzy takiego układu jest wysoki, możliwa jest rekonstrukcja obrazu z wykorzystaniem danych uzyskiwanych w naszym systemie. Pokazane są wyniki rekonstrukcji obrazu 3D dla prostych obiektów testowych.

2

FPGA implementation of logarithmic versions of Baum-Welch and Viterbi algorithms for reduced precision hidden Markov models

Pietras M., Klęsk P.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2017

|

Vol. 65, nr 6

935--946

EN

This paper presents a programmable system-on-chip implementation to be used for acceleration of computations within hidden Markov models. The high level synthesis (HLS) and “divide-and-conquer” approaches are presented for parallelization of Baum-Welch and Viterbi algorithms. To avoid arithmetic underflows, all computations are performed within the logarithmic space. Additionally, in order to carry out computations efficiently – i.e. directly in an FPGA system or a processor cache – we postulate to reduce the floating-point representations of HMMs. We state and prove a lemma about the length of numerically unsafe sequences for such reduced precision models. Finally, special attention is devoted to the design of a multiple logarithm and exponent approximation unit (MLEAU). Using associative mapping, this unit allows for simultaneous conversions of multiple values and thereby compensates for computational efforts of logarithmic-space operations. Design evaluation reveals absolute stall delay occurring by multiple hardware conversions to logarithms and to exponents, and furthermore the experiments evaluation reveals HMMs computation boundaries related to their probabilities and floating-point representation. The performance differences at each stage of computation are summarized in performance comparison between hardware acceleration using MLEAU and typical software implementation on an ARM or Intel processor.

3

Stabilność rozwiązania zagadnienia brzegowego niestacjonarnego profilu temperatury w przegrodzie budowlanej

Owczarek M., Radzikowska-Juś W.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2015

|

Vol. 64, nr 2

149-155

PL

Jedną z uniwersalnych, a zarazem prostych metod numerycznego rozwiązywania zadań nieustalonego przewodzenia ciepła w obudowie budynku jest metoda objętości skończonych. Jednak przy sformułowaniu jawnym konieczne jest dobranie kroku czasowego gwarantującego stabilność rozwiązania. W tym artykule wartość takiego kroku czasowego została określona z warunku zerowej różnicy pomiędzy teoretycznym a numerycznym rozwiązaniem dla danej geometrii ściany. Rozpatrzono wpływ współczynnika przewodzenia ciepła ściany na długość kroku. Warunki brzegowe przyjęte w artykule odpowiadały obciążeniom ogniowym ściany schronu.

EN

One of the most simplest and versatile methods for numeric solving of the problems of transient heat conduction in the building envelope is the finite volume method. In explicit scheme, however, there is a problem of assuming correct time step for solution stability. In this article, stable step value was determined from the condition of zero difference between the theoretical and numerical solution for the particular geometry of the wall. The influence of the thermal conductivity on the step length has been evaluated. Condition for the correctness of solutions obtained from the analysis in this article is sharper than the condition of equations stability according to the literature. For the boundary conditions, the adopted solution can be applied to the study of resistance of buildings shelters to long fire.

4

The correlation between the eigenvalues of global FEM matrix and the size of time step in the numerical solutions of solidification equation

Zych M.

Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics

|

2014

|

Vol. 13, nr 3

201--206

EN

In the paper the influence of the eigenvalues of the matrix on the stability of the numerical simulations of binary alloy solidification process was analyzed. One step Θ scheme time integration for the modeling was used. The occurrence of the equation clotting full, diagonal and lumped capacitance matrix was considered. In the explicit schema (conditionally stable) the major influence on the proper selection of the size of the critical time step was proved. The physically incorrect results are given when the maximum allowable time step is exceeded.

5

Supernodal algorithm versus object oriented technique in sparse linear equations solver

Stabrowski M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2005

|

R. 81, nr 2

44-47

EN

Supernodal technique, used in the field of sparse linear equation solvers, introduces dense kernel for speeding-up the computations. SuperLU solver is the most sophisticated and efficient example of this technique. The research reported here shows that supernodal solver is really fast, but this spectacular speed is obtained through abandoning of numerical stability. It has been shown that SuperLU solver fails in whole class of practical real-world problems. An attempt to characterize and diagnose this problems in terms of matrix parameters has been madę. Pointer solver, being stable numerically and fairly fast alternative for supernodal solver is presented quite comprehensively.

PL

Metoda superwęzłów stosowana przy rozwiązywaniu rzadkich układów równań algebraicznych polega na specjalnym traktowaniu przydiagonalnych fragmentów macierzy rzadkich. Fragmenty te traktowane są jako submacierze pełne, przez co uzyskuje się przyspieszenie obliczeń kosztem, jak podają niektórzy badacze, utraty stabilności numerycznej. Praca jest próbą analizy tego problemu w kategoriach parametrów macierzy rozwiązywanego układu równań. Przedstawia stabilną numerycznie i dość szybką alternatywę - solver ,,wskaźnikowy" (pointer solver).

6

Elaboration of FFT-based 2D-NILT methods in terms of accuracy and numerical stability

Brancik L.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2005

|

R. 81, nr 2

84-89

EN

Laplace transforms in two variables can very be useful for solving certain partial differential equations, namely those describing transient behaviour of linear dynamical systems. In practice, it is often either too difficult or even impossible to obtain corresponding originals by analytic methods. In such cases methods that enable getting original numerically have to be applied. The 2D-NIL T method based on FFT, recently published and verified in Matlab language, seems be well usable. Its main advantage lies in high speed of calculation, however, it is necessary to connect it always with proper technigue of acceleration of the convergence to achieve required accuracy. It was shown either the epsilon or the quotient-difference algorithms are very suitable for this purpose. In the paper an error analysis, comparison and estimation of the optimal 2D-NILT parameters are newly presented.

PL

Dwuwymiarowa transformata Laplace'a (2D-NILT) jest niezwykle użyteczna przy rozwiązywaniu pewnych równań różniczkowych, w szczególności opisujących stany nieustalone systemów liniowych. W wielu praktycznych wypadkach otrzymanie odpowiadających rozwiązań metodami analitycznymi jest zbyt trudne lub nawet niemożliwe. W takich wypadkach niezbędna jest metoda numeryczna. Metoda 2D-NILT wykorzystująca FFT, ostatnio opublikowana i zaimplementowana w Matlabie wydaje się tu być bardzo użyteczna. Jej główną zaletą jest szybkość, uzyskiwana pod warunkiem zastosowania odpowiedniej metody przyspieszającej zbieżność. Jak pokazano, doskonale nadają się do tego: algorytm epsilon lub algorytm różnicy współczynnika. W pracy przedstawiono analizę dokładności i estymację optymalnych parametrów metody 2D-NILT.

7

Dependence of the Brillouin precursor form on the initial signal rise-time

Ciarkowski A.

Journal of Technical Physics

|

2003

|

Vol. 44, no 2

181-192

EN

Propagation of a Brillouin precursor in a Lorentz dispersive medium is considered. The precursor is excited by a sine-modulated initial signal, with its envelope described by a hyperbolic tangent function. The purpose of the paper is to show how the rate of growth of the signal affects the form of the Brillouin precursor. Uniform asymptotic approach, pertinent to coalescing saddle points, is applied in the analysis. The results are illustrated with numerical examples.