ZEMANOVÁ, H. Prediktivní řízení založené na modelu pro aplikaci plynulého odlévání oceli [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2014.

Posudek vedoucího

Štětina, Josef

Obsahem práce je řízení tuhnutí a ochlazování při plynulém odlévání oceli založené na prediktivním řízení založeném na modelu. Text má 48 stran textu a přílohu ve formě kódu modelu včetně regulátoru v MATLAB/Simulink, přičemž je třeba zdůraznit, že hlavním výsledkem práce je vytvořený model v Simulinku. Grafická úprava splňuje požadavky na technický text. Práce obsahuje všechny povinné části. Studentka k práci využila zdroje o programovacím jazyku MATLAB/Simulink a zejména doporučenou literaturu vedoucího práce. Zdroje správně citovala. Studentka pracovala samostatně a práci pravidelně konzultovala. Je třeba ocenit, že si studentka vybral náročné téma, které zahrnovalo jak vytvoření modelu řešící nestacionární přenos tepla a hmoty ve 2D a zejména to, že ho implementoval v rozšíření MATLABu pro simulaci tj. pro řešení dynamických soustav Simulink. Je třeba zdůraznit, že rozvoj prediktivních regulátorů pro nelineární systémy je teprve na začátku a proto tato práce díky tomu, že byl použit vhodný simulátor, umožní rozvoj dalších modifikací prediktivního řízení v rámci navazujících diplomových pracích. Studentka prokázala schopnost samostatné práce, splnila všechny body zadání, práce obsahuje všechny náležitosti, a proto ji doporučuji k obhajobě.

Posudek oponenta

Mauder, Tomáš

Cílem posudku je diplomová práce s názvem: Prediktivní řízení založené na modelu pro aplikaci plynulého odlévání oceli, zpracovaná Bc. Hanou Zemanovou. Cíle práce je možné rozdělit do dvou skupin a to zaprvé zpracování současného stavu matematických modelů plynulého odlévání oceli a jednotlivých regulátorů pro řízení procesu. Zadruhé tvorba vlastního regulátoru a sledování jeho regulačních charakteristik v programu Matlab-Simulink. Práce je členěna do osmi menších kapitol, kde se čtenář v úvodu seznámí s problematikou plynulého lití, s rovnicemi popisujícími přenos tepla a současným stavem poznání. Dále následuje kapitola Optimalizace a ukázky výsledků regulace bez modelu predictive control (MPC). Navazuje představení modelu v programu Simulink a výčet používaných regulátorů. Poslední kapitola ukazuje výsledky s použitím modelu prediktivního řízení a následující závěr shrnuje dosažené výsledky včetně krátké diskuze. Samotné členění textu je poněkud nelogické a čtenáři může připadat, že se skáče z jedné problematiky do druhé, např. výsledky které se porovnávají jsou tři kapitoly od sebe. Pokud by se některé kapitoly, které mají např. pouze 2 strany sjednotily, působila by práce kompaktněji. Rovněž by bylo dobré na začátku každé kapitoly čtenáře seznámit o co se v této části jedná, např. v kapitole 5 jsou výsledky bez MPC, ale není zde zřejmé jak byla regulace zprostředkována. V kapitole 6 je představení numerického modelu v programu Simulink zase příliš zevrubné a bylo by vhodné kapitolu rozšířit. Co se týká gramatické práce textu, je práce v pořádku bez zbytečných překlepů. Literární vlohy autorka pak představuje ve stylu textu, který je poněkud svéráznější než u těchto prací bývá zvykem. V některých případech by se dalo dokonce říci že až úsměvně. Např. str. 12: pojem "trocha fyziky", str. 20: "Matlab ... obsahuje spoustu řešičů", str. 25:"Na první pohled šokující je,..", str. 38: "Abyste nemuseli listovat, .. " atd. Na druhou stranu může čtenář brát tyto termíny jako odlehčení v textu nebo dokonce sledovat nadšení autorky nad dosažením znalostí v dané problematice. Po matematické stránce žádný závažnější problém nevidím, kromě slabšího používání literárních citací. Např. u empirického vztahu 2.27 by měl být napsán citační zdroj. Pouhé konstatování že se tento vztah používá podle mého názoru nestačí. Rovněž napsat tvrzení str. 19: že je úloha lití oceli nelineární problém protože je nutný přepočet mezi teplotou a entalpií je opět rozporuplné. Úloha je totiž nelineární spíše kvůli tomu že je nelineární vztah mezi teplotou a entalpií viz. obr. 3.1. Když autorka uvádí na str. 12 rovnici vedení tepla, píše že se "pro přenos tepla prouděním používá rovnice jiná". Asi by mohla být použita nějaká vhodnější formulace, když už tedy autorka zmiňuje existenci rovnice přenosu tepla prouděním, mohla by napsat o jakou rovnice se jedná nebo alespoň vložit na tuto rovnici citaci. Práce s citacemi jsou na průměrné úrovni. Bylo by vhodnější citovat v textu více, především co se týká rovnic z kterých vychází další odvození. Na straně 16 autorka uvádí, že se pro modelování teplotního pole plynule odlévané oceli nejvíce osvědčilo modelování metodou entalpie. Když opomenu autorčin svéráznější komentář pak rozhodně nemohu opomenout citaci [9] na kterou se v tomto kontextu autorka odkazuje. V této literatuře totiž není žádný přehled jednotlivých metod modelování změny fáze či dokonce jakési vyhodnocení že jde o metodu nejlepší. Souhlasím, že jde o metodu rozšířenou v problematice plynulého lití, nicméně jsou i jiné metody a vždy závisí na více parametrech kdy je lepší či kdy je horší používat metodu entalpie. Co se týká práce s citacemi oceňuji, že autorka používala i mezinárodní zdroje, snad by vzhledem k rozsahu práce však mohla citovat více zdrojů než je pouhých patnáct. Zpracování výsledků je na slušné grafické úrovni a tvořeno přehlednou formou. Jediné co bych vytknul je, že autorka ukazuje pouze situaci v případě chladících okruhu 3 a 7, přestože má chladících okruhů 12. Pokud měla autorka pocit, že by ukázkou zbylých výsledků nadměrně nabyl počet stránek práce, mohla tyto výsledky dát do příloh. Na celkové práci však hodnotím nanejvýš pozitivně 2D numerický model teplotní pole, který autorka dokázala kompletně zpracovat v programu Simulink, což nebývá v této problematice zvykem a v tomto ohledu vidím největší přínos práce. Co se týká problému využití MPC pro nelineární úlohy bych doporučil se pokusit úlohu po částech zlinearizovat a potom použít MPC pro lineární úlohy. Nicméně autorce se podařilo využít a implementovat MPC s vlastním nastavením který není přímo v programu Simulink, což opět hodnotím pozitivně. Diplomová práce je po formální stránce v pořádku, splňuje požadavky na grafickou formu a cíle v ní zadané pokládám za splněné a i přes pár zmíněných drobností jí doporučuji k obhajobě.

eVSKP id 72134