- / -

- / -

- / -

- / -

Ο Επαγωγικός Λογικός Προγραμματισμός (Inductive Logic Programming ή, σε συντομογραφία ILP) είναι ο ερευνητικός τομέας της Τεχνητής Νοημοσύνης (Artificial Intelligence) που δραστηριοποιείται στη τομή των γνωστικών περιοχών της Μάθησης Μηχανής (Machine Learning) και του Λογικού Προγραμματισμού (Logic Programming).Ο όρος επαγωγικός εκφράζει την ιδέα του συλλογισμού από το επί μέρους στο γενικό. Μέσω της επαγωγικής μάθησης μηχανής ο Επαγωγικός Λογικός Προγραμματισμός επιτυγχάνει το στόχο του που είναι η δημιουργία εργαλείων και η ανάπτυξη τεχνικών για την εξαγωγή υποθέσεων από παρατηρήσεις (παραδείγματα) και η σύνθεση-απόκτηση νέας γνώσης από εμπειρικές παρατηρήσεις. Σε αντίθεση με της περισσότερες άλλες προσεγγίσεις της επαγωγικής μάθησης ο Επαγωγικός Λογικός Προγραμματισμός ενδιαφέρεται για της ιδιότητες του συμπερασμού με κανόνες για την σύγκλιση αλγορίθμων και για την υπολογιστική πολυπλοκότητα των διαδικασιών. Ο Επαγωγικός Λογικός Προγραμματισμός ασχολείται με την ανάπτυξη τεχνικών και εργαλείων για την σχεσιακή ανάλυση δεδομένων. Εφαρμόζεται απευθείας σε δεδομένα πολλαπλών συσχετισμών για την ανακάλυψη προτύπων. Τα πρότυπα που ανακαλύπτονται από τα συστήματα στον Επαγωγικό Λογικό Προγραμματισμό προκύπτουν από κάποιο γνωστό θεωρητικό υπόβαθρο και θετικά και αρνητικά παραδείγματα και εκφράζονται ως λογικά προγράμματα. Ο Επαγωγικός Λογικός Προγραμματισμός έχει χρησιμοποιηθεί εκτεταμένα σε προβλήματα που αφορούν τη μοριακή βιολογία, την βιοχημεία και την χημεία. Ο Επαγωγικός Λογικός Προγραμματισμός διαφοροποιείται από τις άλλες μορφές Μάθησης Μηχανής, αφ’ ενός μεν λόγω της χρήσης μιας εκφραστικής γλώσσας αναπαράστασης και αφ’ ετέρου από τη δυνατότητά του να χρησιμοποιεί τη γνώση υποβάθρου. Έχουν αναπτυχθεί διάφορες μηχανισμούς υλοποίησης του ILP, εκ των οποίων η πιο πρόσφατη είναι η Progol, που βασίζεται σε ένα διερμηνέα της Prolog ο οποίος συνοδεύεται από έναν αλγόριθμο Αντίστροφης Συνεπαγωγής (Inverse Entailment). Η Progol κατασκευάζει νέες προτάσεις με τη γενίκευση των παραδειγμάτων που περιέχονται στη βάση δεδομένων που της δίνεται. Η θεωρία του Επαγωγικού Λογικού Προγραμματισμού εγγυάται ότι η Progol θα διεξάγει μια αποδεκτή αναζήτηση στο διάστημα των γενικεύσεων, βρίσκοντας το ελάχιστο σύνολο προτάσεων, από το οποίο όλα τα παραδείγματα μπορούν να προκύψουν. Σε αυτή την εργασία θα αναπτυχθούν αναλυτικά η θεωρία και οι κανόνες του Επαγωγικού Λογικού Προγραμματισμού, τα είδη των προβλημάτων που επιλύονται μέσω του Επαγωγικού Λογικού Προγραμματισμού, οι μέθοδοι που ακολουθούνται καθώς και ο τρόπος με τον οποίο αναπτύσσονται οι εφαρμογές του Επαγωγικού Λογικού Προγραμματισμού. Θα δοθούν επίσης παραδείγματα κατάλληλα για την κατανόηση των γνώσεων αυτών από ένα ακροατήριο που διαθέτει βασικές γνώσεις Λογικής και Λογικού Προγραμματισμού. / Inductive Logic Programming is a research area of Artificial Intelligence that operates in the intersection of cognitive areas of Machine Learning and Logic Programming. Through inductive machine learning, Inductive Logic Programming‟s objective is creating tools and developing techniques to extract new knowledge composing a background one and empirical observations (examples). Some methods are employed, the best known of which is the reverse implication, the reverse resolution and the inverse implication. Based on Inductive Logic Programming, some systems have been developed for knowledge production. The most widely used system is Progol, which uses an input of examples and background knowledge, whichε is stated in a kind of grammar compatible to that the programming language Prolog, and generates procedures in the same language that illustrate these examples. Other systems are FOIL, MOBAL, GOLEM and LINUS. There is also Cigol which is a programming language based on the theory of Inductive Logic Programming. These systems are used in many applications. The most important is the area of pharmacology, such as predictive toxicology, the provision of rheumatic disease and the design of drugs for Alzheimer's. Applications can also be found in programming, linguistics and games like chess.

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή μελετήθηκε η διασύνδεση ενός υπεράκτιου Αιολικού Πάρκου (ΑΠ) επαγωγικών μηχανών ονομαστικής ισχύος 90MW με ένα απομακρυσμένο ασθενές δίκτυο ΕΡ. Η περίπτωση αυτή παρουσιάζει σημαντικές δυσκολίες λόγω του χαμηλού λόγου ισχύων βραχυκύκλωσης ανάμεσα στις δύο πλευρές και των έντονων διακυμάνσεων της ισχύος που απομαστεύεται από τον άνεμο. Με σκοπό να περιορισθούν οι δυσκολίες αυτές και δεδομένου ότι τα διασυνδεδεμένα άκρα είναι απομακρυσμένα (άρα επιβάλλεται η μεταφορά με καλώδιο ΣΡ), επιλέχθηκε η εφαρμογή της διασύνδεσης του ΑΠ στο δίκτυο ΕΡ μέσω της τεχνολογίας Εναλλασσομένου Ρεύματος/ Συνεχούς Ρεύματος/ Εναλλασσομένου Ρεύματος (ΕΡ/ΣΡ/ΕΡ) με Μετατροπείς Πηγής Τάσης (ΜΠΤ). Η τεχνολογία αυτή επιτρέπει τον ανεξάρτητο έλεγχο της πραγματικής από την άεργο ισχύ και έτσι καθιστά δυνατή τη διασύνδεση δικτύων με χαμηλό λόγο ισχύων βραχυκύκλωσης. Ένα επιπλέον πρόβλημα το οποίο επιλύεται μέσω της χρήσης της τεχνολογίας ΕΡ/ΣΡ/ΕΡ με ΜΠΤ είναι αυτό της δυναμικής αντιστάθμισης αέργου ισχύος των επαγωγικών γεννητριών. Ωστόσο, παρόλα τα οφέλη που αποκομίζονται εφαρμόζοντας την τεχνολογία ΕΡ/ΣΡ/ΕΡ με ΜΠΤ, ο έλεγχος της διασύνδεσης παραμένει μια απαιτητική διαδικασία. Ο σχεδιασμός του συστήματος ελέγχου απαιτεί λεπτομερή γνώση της συμπεριφοράς του συστήματος και ακριβή ρύθμιση ώστε να αποκτηθεί η επιθυμητή έξοδος. Η παρουσία έντονα μεταβαλλόμενων και με θόρυβο εισόδων μπορούν να καταστήσουν πολύ δύσκολη την επιλογή των παραμέτρων ελέγχου οι οποίες παρέχουν σωστή συμπεριφορά σε οποιεσδήποτε συνθήκες λειτουργίας. Σύμφωνα με τα παραπάνω κριτήρια ελέγχου, το σύστημα ελέγχου που επιλέχθηκε για την παραπάνω διασύνδεση σχεδιάστηκε σύμφωνα με την υπολογιστική νοημοσύνη, η οποία βασίζεται στην ποιοτική περιγραφή των ελεγχόμενων διαδικασιών και στη μίμηση του συλλογισμού ενός έμπειρου ανθρώπου-χειριστή της διαδικασίας. Οι κλάδοι της υπολογιστικής νοημοσύνης που εφαρμόσθηκαν είναι τα ασαφή συστήματα και τα υβριδικά νευρο-ασαφή συστήματα. Πιο συγκεκριμένα, για τον έλεγχο της διασύνδεσης του ΑΠ με το ασθενές δίκτυο ΕΡ, σχεδιάστηκαν και μελετήθηκαν τρεις διαφορετικές εκδοχές, οι οποίες περιελάμβαναν: 1. ένα ασαφές σύστημα ελέγχου, 2. ένα νευρο-ασαφές σύστημα ελέγχου, 3. ένα προσαρμοζόμενο ασαφές σύστημα ελέγχου, το οποίο ρυθμίζεται σε πραγματικό χρόνο. Προκειμένου να ελεγχθεί η αποτελεσματικότητα του συστήματος ελέγχου, αλλά και να συγκριθούν οι τρεις εκδοχές του ως προς την αποτελεσματικότητά τους σε διαφορετικές διαταραχές, η αξιολόγηση του συστήματος περιέλαβε τρία μέρη. Στο πρώτο μέρος παρουσιάσθηκε η απόκριση του συστήματος σε μια βηματική αύξηση της μέσης τιμής της ταχύτητας του ανέμου. Η μεταβολή που επιλέχθηκε είναι ιδιαίτερα απότομη με σκοπό να ελεγχθεί η απόκριση του συστήματος υπό ακραίες συνθήκες. Στο δεύτερο μέρος παρουσιάσθηκε η απόκριση του συστήματος σε μια βηματική μείωση της μέσης τιμής της ταχύτητας του ανέμου, εξίσου απότομη με την προηγούμενη, ώστε να σχηματισθεί μια ολοκληρωμένη εικόνα για τη δυναμική συμπεριφορά του συστήματος κατά τη μετάβασή του στις διάφορες περιοχές λειτουργίας. Στο τρίτο μέρος έγινε μια αξιολόγηση της αρμονικής παραμόρφωσης, η οποία προκαλείται από τη διακοπτική λειτουργία του αντιστροφέα, στις κυματομορφές του ρεύματος και της τάσης στο ΣΚΣΔ, σύμφωνα με τα προτεινόμενα όρια του κανονισμού ΙΕΕΕ 519. Μέσω εκτενών αποτελεσμάτων εξομοίωσης αποδείχθηκε ότι το προτεινόμενο σύστημα ελέγχου και στις τρεις περιπτώσεις αντιδρά γρήγορα στις μεταβολές ισχύος του ανέμου και η διασύνδεση ΕΡ/ΣΡ/ΕΡ με ΜΠΤ τροφοδοτεί ομαλά το σύστημα ΕΡ με πραγματική ισχύ υπό σχεδόν σταθερή εναλλασσόμενη τάση. Επιπρόσθετα, λόγω του ελέγχου μεταβλητών στροφών, το ΑΠ οδηγείται σε μέγιστη αεροδυναμική απόδοση, χωρίς να απαιτείται μέτρηση της ταχύτητας του ανέμου ή του ρότορα των μηχανών. / In this thesis is studied the connection of an offshore Wind Farm (WF) with induction generators to a weak ac grid. This case presents several difficulties, as a result of the low short circuit ratio between the two interconnected ends and the fluctuating and unstable nature of the wind power. In order to constrain these difficulties and taking into account the long distance between the two interconnected ends (which necessitates the use of a dc cable), it was chosen to use the technology of the High Voltage Direct Current (HVDC) link based on Voltage Sourced Converters(VSCs) for the connection of the WF to the weak ac grid. This technology presents the advantages of dc transmission and due to the high switching capability of the VSCs’ valves, it can instantly regulate the reactive power and consequently the ac voltage, independently of the real power flow. So, the short circuit ratio between the two ends of the link does not have to be high. Furthermore, through this link, the dynamic reactive power compensation of the induction generations can be achieved. However, despite the benefits which are obtained through the technology of the HVDC link based on VSCs, the control of the link is still a demanding procedure. The design of the control system demands a comprehensive knowledge of the system behavior and accurate tuning in order to achieve the desirable output. The presence of highly fluctuating and noisy input signals can make the selection of the control parameters which ensure proper behavior in any operating conditions very difficult. Taking into account the above requirements, the control theory that was implemented to the control system of the above mentioned link is that of computational intelligence. Computational intelligence-based controllers do not require precise mathematical modeling of the system nor complex computations. They rely on the human ability to understand the system behavior and are based on qualitative control rules. In addition, they have inherent abilities to deal with imprecise or noisy data. The categories of computational intelligence that were used in the control system design are fuzzy systems and hybrid neuro-fuzzy systems. More precisely, three alternative versions of the control system of the link between the WF and the weak ac grid were designed: 1. a simple, manually tuned fuzzy control system , 2. a hybrid neuro-fuzzy control System 3. an adaptive, on-line tuned fuzzy control system. In order to test the performance of the control system and compare its three versions, the test of the system includes three parts. In the fist part was studied the performance of the system under a step increase of the wind speed. The step increase was chosen to be very steep, in order to test the system under extreme conditions. In the second part was studied the response of the system under a respective step decrease of the wind speed, in order to test the system performance under any operating condition. In the third part was examined the harmonic content of waveforms of the current and voltage at the point of common coupling, according to the limits of the international standard IEEE 519. Through extended simulation results it was shown that the proposed control system quickly reacts to the step changes of the wind power and the HVDC link based on VSCs manages to feed the weak ac grid with the power from the wind under almost stable ac voltage. In addition, due to the ability of the control system to adjust the stator frequency of the induction generators in relation to the wind velocity, maximum power absorption of the WF is achieved, without monitoring the wind speed or the rotor speed.

- / -

Στην παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζεται τμήμα ενός αυτοματισμού μιας βιομηχανικής διεργασίας. Πιο συγκεκριμένα, αφορά το γέμισμα φιαλών και την εποπτεία τους. Για τον έλεγχο του αυτοματισμού χρησιμοποιείται ένας προγραμματιζόμενος λογικός ελεγκτής (PLC) της σειράς SIMATIC S7 300 της Siemens, ενώ η εποπτεία θα γίνεται μέσω Ηλεκτρονικού Υπολογιστή και της εφαρμογής LABVIEW 2009 με την χρήση του NI OPC Servers της National Instruments. Για να ξεκινήσει η κάθε παρτίδα παραγωγής, ο χειριστής οφείλει να εκτελέσει τις εξής ενέργειες : 1) Να ελέγξει αν έχει στάθμη το tank. 2) Να τοποθετήσει φιάλες στο αστέρι. 3) Πιέζει το reset (μπλε μπουτόν), το μηχάνημα είναι έτοιμο και βρίσκεται σε κατάσταση standby. 4) Πιέζει το start (πράσινο μπουτόν), το μηχάνημα είναι ενεργοποιημένο και αρχίζει το γέμισμα. Στο πρώτο μέρος της γραπτής εργασίας, κεφάλαιο 1, κεφάλαιο 2, γίνεται μία εισαγωγή στα PLCs όσον αφορά την εγκατάσταση, διαμόρφωση, δομή, τον προγραμματισμό και τη λειτουργία τους. Οι βασικές αρχές που αναφέρονται ισχύουν σε γενικές γραμμές για όλα τα PLCs, αλλά οι αναφορές είναι στοχευμένες στη σειρά S7-300 της Siemens μια και αυτός είναι ο τύπος του PLC με το οποίο έχει υλοποιηθεί το πρακτικό μέρος της ειδικής επιστημονικής εργασίας. Στο δεύτερο μέρος, κεφάλαιο 3, κεφάλαιο 4, κεφάλαιο 5 γίνεται αναφορά στον προγραμματισμό και τη διαμόρφωση του PLC, μέσω του λογισμικού πακέτου STEP-7 – Simatic Manager. Στο τρίτο μέρος, κεφάλαιο 6, κεφάλαιο 7, κεφάλαιο 8 γίνεται αναφορά στον προγραμματισμό και τη διαμόρφωση του HMI, μέσω του λογισμικού πακέτου LABVIEW 2009 και την χρήση του NI OPC Servers της National Instruments. / In this thesis it is presented a part of an automatism of industrial process. More specifically it has to do with the filling of bottles and their supervision. For the test of the automatism it is used a programming logic control (PLC) of the series SIMATIC S7-300 of Siemens while the check will be done via both a PC and the application of Labview 2009 by the use of NI OPC servers of National Instrument. In order to begin every part of production , the operator has to carry out the following actions: 1) To check if the tank has the right level. 2) To put the bottles to the star. 3) To press the reset (the blue button) the machine is ready and is placed in the standby situation. 4) To press the start (green button), the machine is in function and the filling is starting. In the first part of this thesis, in unit 1, unit 2, is made an introduction for PLC as far as the installation is concerned, the formation, the structure the programming and their functions. The basic principles which are being referred are in force generally for the all PLC, but the references are aimed in the series S7-300 of Siemens, as this is the main type of PLC by which the practical part of this thesis has been created. In the second part, in unit 3, unit 4, unit 5, is made a mention the programming and the formation of PLC, through the software Step 7 Simatic Manager. In the third part, unit 6, unit 7, unit 8 is made a mention on the programming and the formation of HMI, through the software Labview 2009 and the use of NI OPC Servers of National Instruments.

Μέχρι σήμερα οι διάφοροι αλγόριθμοι εκπαίδευσης συστημάτων ταξινόμησης καθώς και τα έμπειρα συστήματα λήψης αποφάσεων έχουν χρησιμοποιηθεί αρκετές φορές σε διάφορα προβλήματα ταξινόμησης και κατηγοριοποίησης σε διάφορους τομείς. Αυτό που θα μας απασχολήσει είναι η χρήση αυτών των συστημάτων στον ιατρικό τομέα και συγκεκριμένα στην πρόβλεψη της ασθένειας του στίγματος μεσογειακής αναιμίας (θαλασσαιμίας). Θα εξετάσουμε κυρίως τα νευρωνικά δίκτυα και τα ασαφή συστήματα λήψης αποφάσεων και θα τα μελετήσουμε την αποτελεσματικότητά τους στην πρόβλεψη του στίγματος μεσογειακής αναιμίας. Επίσης θα γίνει μια περιγραφή της αρχιτεκτονικής των νευρωνικών δικτύων και των συστημάτων ασαφούς λογικής καθώς και του τρόπου εξαγωγής αποτελεσμάτων. Όπως γνωρίζουμε μια προφανής δυσκολία που αντιμετωπίζουν τα νευρωνικά δίκτυα και έτσι δεν πολύ έμπιστα σε πρακτικά θέματα, είναι ότι δεν μας δίνουν μια αμερόληπτη εκτίμηση για την αξιοπιστία μιας απλής ταξινόμησης. Ακόμη, μια άλλη δυσκολία όσο αφορά τα συστήματα ασαφούς λογικής είναι η επιλογή των παραμέτρων και των τιμών. Για τον υπολογισμό της αξιοπιστίας του συστήματος, θα γίνει σύγκριση με τα πραγματικά αποτελέσματα και θα υπολογιστεί η απόκλιση των αποτελεσμάτων από την πραγματικότητα. Επιπλέον, θα παρουσιαστεί και μια διαδικτυακή έκδοση των παραπάνω εργαλείων - συστημάτων ώστε να μπορούμε να εξάγουμε μια πρόβλεψη – απόφαση για έναν ασθενή μέσω του διαδικτύου και μιας απλής διεπαφής. / Until today, the various algorithms for training systems of classification and the fuzzy logic systems have solved various problems successfully. In this project, we will investigate the behavior of the above systems for solving the prediction of the disease thalassemia. We will investigate the neural networks and fuzzy logic systems and the reliability of the classification of various patterns for the thalassemia. Also, we will present a web version of a system that implements neural network and fuzzy logic, and it can be used from a single web-user.

Η παρούσα διπλωµατική εργασία ασχολείται με το θέμα των Αλγορίθμων Επίλυσης Προβληµάτων SAT. Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στα πλαίσια του Εργαστηρίου Ενσύρµατης Επικοινωνίας του Τµήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστηµίου Πατρών. Σκοπός της είναι η δημιουργία ενός Προσομοιωτή των αλγορίθμων αυτών, ο οποίος να μπορεί να προσπελαστεί από οποιονδήποτε μέσω του διαδικτύου. Αρχικά έγινε µία εισαγωγή στο αντικείμενο της Τεχνητής Νοημοσύνης και πιο συγκεκριµένα στην Προτασιακή Λογική, ενώ δόθηκε και το απαραίτητο υπόβαθρο για να κατανοηθεί το πρόβληµμα και οι τεχνικές λύσης του. Τέλος, επιλέχθηκε να γίνει η υλοποίηση του Προσωμοιωτή σε Java. / This diploma dissertation deals with SAT solvers, algorithms for the Boolean satisfiability problem. It was produced in the Wire Communications Laboratory of the Electrical and Computer Engineering Department of the University of Patras. Its aim is to create a simulator for these algorithms, accessible to anyone via the Internet. An introduction to the field of Artificial Intelligence and more specifically to Propositional Calculus was given as well as the necessary groundwork to understand the problem and its solution approaches. The simulation implementation was developed in Java