Η ευαισθησία των συστημάτων είναι ένα σημαντικό θέμα της Θεωρίας Συστημάτων, το οποίο καλύπτεται σε εισαγωγικό επίπεδο με αυτή την εργασία. Η ευαισθησία αφορά τις διαφορές ανάμεσα στο πραγματικό σύστημα και στο μαθηματικό μοντέλο: αν κάποιες παράμετροι διαφέρουν αρκετά ανάμεσα στο πραγματικό σύστημα και στο μαθηματικό μοντέλο και η συμπεριφορά του συστήματος εξαρτάται κατά μεγάλο βαθμό από αυτές τις παραμέτρους, τότε η χρησιμότητα του μαθηματικού μοντέλου θα είναι πολύ μικρή αν δεν γνωρίζουμε ταυτόχρονα την παραμετρική ευαισθησία του συστήματος, δηλαδή την επίδραση των μεταβολών των παραμέτρων πάνω στην δυναμική συμπεριφορά του συστήματος. Βασικό ρόλο παίζει η προσομοίωση των εξισώσεων ευαισθησίας κατάστασης. Καθορίζουμε αρχικά τις εξισώσεις ευαισθησίας κατάστασης για παραμέτρους τύπου α και δείχνουμε ότι οι συναρτήσεις ευαισθησίας κατάστασης ενός συνεχούς συστήματος με χρονικά αμετάβλητες παραμέτρους καθορίζονται πάντα από ένα γραμμικό σύστημα διαφορικών εξισώσεων με μηδενικές αρχικές συνθήκες. Στην συνέχεια θα επεκταθούμε και στην εύρεση των συναρτήσεων ευαισθησίας κατάστασης για την περίπτωση που έχουμε παραμέτρους τύπου β και θα δούμε ότι και εδώ οι εξισώσεις ευαισθησίας κατάστασης είναι πάντα γραμμικές και οι αρχικές συνθήκες είναι ή μηδέν ή μονάδα. Στη συνέχεια προχωράμε στην εύρεση των συναρτήσεων ευαισθησίας κατάστασης για την περίπτωση που έχουμε παραμέτρους τύπου λ, αφού δούμε πρώτα το πότε μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το μειωμένο ονομαστικό μοντέλο. Επί πλέον, εξετάζουμε εν συντομία και τον καθορισμό των εξισώσεων ευαισθησίας εξόδου. Για την περίπτωση που έχουμε να μελετήσουμε και να συγκρίνουμε την παραμετρική ευαισθησία συστημάτων ανοικτού και κλειστού βρόχου καθώς επίσης και στην σύνθεση συστημάτων "αναίσθητων" σε παραμετρικές μεταβολές, είναι αναγκαίο να έχουμε έναν ορισμό ευαισθησίας που να είναι ανεξάρτητος από την μορφή του σήματος εισόδου, αλλά να εξαρτάται μόνο από την δομή του συστήματος. Αυτή η απαίτηση ικανοποιείται με τους ορισμούς ευαισθησίας στο πεδίο συχνότητας, οι οποίοι βασίζονται στην συνάρτηση μεταφοράς ή στον πίνακα μεταφοράς του συστήματος. Εξετάζουμε τη συνάρτηση ευαισθησίας του Bode, τη συνάρτηση ευαισθησίας του Horowitz και τη συγκριτική συνάρτηση ευαισθησίας των Perkins και Cruz. Η τελευταία μπορεί να γενικευθεί και σε μη γραμμικά, χρονικά μεταβαλλόμενα συστήματα. / The sensitivity of systems is an important theme of Systems Theory, which is covered to an introductory level in this work. The sensitivity concerns differences between the real system and the mathematical model: if some parameters are quite different between the real system and the mathematical model and the behavior of the system depends strongly on these parameters, the utility of the mathematical model will be very little if we do not know both the parametric sensitivity of the system, i.e. the effect of changes in parameters on the dynamic behavior of the system. A key role is played by simulating the state sensitivity equations. First we determine the state of sensitivity equations for parameters of type a and show that the state of sensitivity functions of a continuous system with time invariant parameters are always determined by a linear system of differential equations with zero initial conditions. Then we expand and find the state sensitivity functions for the case where we have parameters of type b and we see that here the situation sensitivity equations are always linear and the initial conditions are zero. Then we move on finding state sensitivity functions for the type lambda parameters, after we look when the reduced nominal model can use. Moreover, we look briefly at the output sensitivity equations. In case we have to study and compare the parametric sensitivity of open and closed-loop systems as well as in the synthesis systems "unconscious" to parametric changes, it is necessary to have a definition of sensitivity that is independent of the input signal format, but can depend only on the structure of the system. This requirement is satisfied by the definitions of sensitivity in the frequency domain, which are based on the transfer function or the system operator panel. We examine the sensitivity function of Bode, the sensitivity function of Horowitz and the comparative context sensitivity of Perkins and Cruz. The latter can be generalized to nonlinear, time-varying systems.

Η μελέτη των διπλών εκλειπτικών συστημάτων παραμένει ένα από τα πιο ενδιαφέροντα ερευνητικά πεδία της αστροφυσικής γιατί παρέχει την πιο ακριβή μέθοδο υπολογισμού των βασικών αστρικών μεγεθών (μαζών, ακτίνων, θερμοκρασιών) αλλά και κάθε μορφής αστρικής δραστηριότητας που αναπτύσσεται (κηλίδες, δίσκοι προαύξησης ύλης, αναπάλσεις) μέσα από τη μακρόχρονη μεταβολή της περιόδου τους. Επιπλέον επιτρέπει τον έλεγχο των θεωριών αστρικής εξέλιξης μέσα από την αλληλεπίδρασή τους αλλά και την πρόβλεψη παρουσίας τρίτων σωμάτων αστρικής ή μη φύσης. Σε αυτήν τη διατριβή μελετάται μία ιδιαίτερη κατηγορία διπλών εκλειπτικών συστημάτων σε επαφή, τα W UMa τα οποία αποτελούνται από αστέρες κύριας ακολουθίας οι οποίοι βρίσκονται σε υπερεπαφή, και χαρακτηρίζονται από τις μικρότερες περιόδους κι άρα από τη μικρότερη στροφορμή. Σκοπός της είναι τόσο η παρατηρησιακή μελέτη και ανάλυση συστημάτων W UMa που παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον όσο και η ανάγκη ανάπτυξης μεθοδολογίας μοντελοποίησης για την εξαγωγή της μέγιστης πληροφορίας και ελέγχου των εξαγόμενων φυσικών παραμέτρων κάτω από την εφαρμογή σύγχρονων στατιστικών μεθόδων. Το πρώτο μέρος της επικεντρώνεται στη σκιαγράφηση του θεωρητικού επιστημονικού πλαισίου περιγραφής των διπλών εκλειπτικών αστρικών συστημάτων σε επαφή. Το Κεφάλαιο1 αναφέρεται στη γεωμετρία των τροχιών και στη φυσική των αστέρων του συστήματος, στην περιγραφή του μοντέλου Roche και στην αλληλεπίδραση των μελών καθώς και στη δυναμική των συστημάτων όπως αυτή εκδηλώνεται από την παρατηρούμενη μεταβολή της περιόδου του. Το Κεφάλαιο 2 αναφέρεται στις φωτομετρικές παρατηρήσεις που έγιναν κατά την διάρκεια της παρούσας διατριβής καθώς και στις αυτοματοποιημένες μεθόδους επεξεργασίας και ανάλυσης των παρατηρησιακών αστρονομικών δεδομένων οι οποίες αναπτύχθηκαν. Το Κεφάλαιο 3 περιγράφει τις σύγχρονες τεχνικές μοντελοποίησης και τα προγράμματα ανάλυσης για τηλύση του αντίστροφου προβλήματος. Το Κεφάλαιο 4 περιγράφει την αναζήτηση, εξόρυξη και αυτόματη ανάλυση δεδομένων από παρατηρησιακές αστρονομικές επισκοπήσεις και την εφαρμογή του κώδικα τεχνητών νευρωνικών δικτύων EBAI. Το δεύτερο μέρος επικεντρώνεται στην αναλυτική μελέτη επιλεγμένων στενών διπλών συστημάτων W UMa με ιδιαίτερο ενδιαφέρον. Σε όλα τα επιλεγμένα συστήματα παρουσιάζεται η φωτομετρική τους μελέτη κάτω από το φως νέων BV RcIc παρατηρήσεων, η μελέτη της περιόδου, το εξαγόμενο μοντέλο σε συνδυασμό με φασματοσκοπικά δεδομένα, ο προσδιορισμός τροχιακών και φυσικών παραμέτρων και η θέση τους σε εξελικτικά διαγράμματα. Επίσης γίνεται η διερεύνηση του προτεινόμενου μοντέλου για μοναδικότητα στο χώρο των λύσεων μέσα από σάρωση με εισαγωγή διαταραχών ή άλλων στατιστικών μεθόδων και ο στατιστικός προσδιορισμός των σφαλμάτων των παραμέτρων. Συγκεκριμένα στο Κεφάλαιο5 παρουσιάζεται το ενοποιημένο μοντέλο του συστήματος TY Boo δύο κηλίδων που ερμηνεύει τη συμπεριφορά του την περίοδο 1969-2011 και τη μελέτη της περιόδου του. Σύμφωνα με αυτό το σύστημα TY Boo ανήκει στην υποκατηγορία W των W UMa με μικρό βαθμό επαφής f = (7.6 ±0.8)% και η μακρόχρονη μελέτη της περιόδου του δείχνει μακροχρόνια μείωση (dP/dt = −3.65x10^−8 d yr^−1 ) και μία περιοδικότητα (P3 = 58.9yrs, A = 0.0254 days)η οποία, χωρίς να αποκλείεται η παρουσία τρίτου σώματος, ερμηνεύεται με ενεργό μαγνητικό κύκλο που προκαλεί την εμφάνιση κηλίδων.Στο Κεφάλαιο 6 παρουσιάζεται για πρώτη φορά η λεπτομερής ανάλυση του συστήματος WUMa, FI Boo το οποίο ταξινομείται στην υποκατηγορία W, με βαθμό επαφής f = (50.15 ±8.10) %, κάτω από την παρουσία τρίτου σώματος το οποίο μπορεί να παίζει σημαντικό ρόλο στη δημιουργία και την εξέλιξή του. Σύμφωνα με το προτεινόμενο μοντέλο προσδιορίζονται οι μάζες Mh =0.40 ± 0.05 Msun , Mc =1.07 ± 0.05 Msun , και οι θερμοκρασίες Th = 5746±33Κ, Tc = 5420±46 Κ των αστέρων-μελών του καθώς και των προγεννητόρων τους (1.71 ±0.10 Msun και 0.63 ± 0.01 Msun , αντίστοιχα) και διερευνάται το εξελικτικό στάδιο του αστέρα με τη μεγαλύτερη μάζα μέσα από ισόχρονες.Στο Κεφάλαιο 7 διερευνάται σε βάθος το σύστημα σε επαφή V1003 Her, το οποίο χαρακτηρίζεται από μεταβολή μικρού πλάτους, με πολλαπλά μοντέλα για τα οποία ελέγχεται η σταθερότητα των με ανεξάρτητες μεθόδους. Το επικρατέστερο από αυτά δείχνει ότι το σύστημα είναι W UMa με βαθμό επαφής f = (36±10) %, με ασυνήθιστα άνισες θερμοκρασίες μεταξύ των αστέρων του 550 Κ, και λόγο μαζών q = 0.373. Η μικρή του κλίση i = 38^o ±1^ο το καθιστά ένα από τα μεγαλύτερης μάζας στην υποκατηγορίας W.Στο Κεφάλαιο 8 εξετάζεται η φύση του διπλού συστήματος HI Dra, η λεπτομερής ανάλυση του οποίου δείχνει ότι είναι W UMa με μικρό βαθμό επαφής f = (24 ± 4) % και διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των αστέρων του 330 Κ. Προτείνονται και διερευνώνται εξονυχιστικά δύο μοντέλα με κηλίδες από τα οποία επικρατέστερο, με ψυχρή κηλίδα πάνω στον μικρότερης μάζας και ψυχρότερο αστέρα- τον τοποθετεί στην υποκατηγορία Α. Προσδιορίζονται οι φυσικές παράμετροι των μελών του (M = 1.72 ± 0.08Msun , Mc = 0.43 ± 0.02 Msun , Rh =1.98 ± 0.03Rsun , Rc = 1.08 ± 0.02 Rsun , Lh = 9.6 ± 0.1 Lsun , Lc = 2.4 ± 0.1 Lsun ) και των προγεννητόρων τους (1.11 ± 0.03 Msun και 2.25 ± 0.07 Msun, αντίστοιχα) και προσεγγίζεται η ηλικία του συστήματος σε 2.4 Gyr .Τέλος στο Κεφάλαιο 8 παρουσιάζονται τα πρώτα αποτελέσματα από τις φωτομετρικές παρατηρήσεις με το τηλεσκόπιο Αρίσταρχος 2.3 m, διπλών εκλειπτικών συστημάτων με ιδιαίτερο ενδιαφέρον που ανακαλύφθηκαν ή παρατηρήθηκαν από την διαστημική αποστολή Kepler με περιόδους περιφοράς < 0.45 d, τα οποία παρουσιάζουν ασυμμετρίες στην καμπύλη φωτός, χρονικές μεταβολές των εκλείψεων των μελών τους ή είναι εν δυνάμει τριπλά συστήματα. Τα πρώτα αποτελέσματα αφορούν τα συστήματα KIC 11246163 και KIC 4563150τα οποία ταξινομούνται ως συστήματα τύπου W UMa, W υποκατηγορίας με πιθανό τριτο συνοδό. / The study of eclipsing binary systems remains one of the most powerful research fields in stellar astrophysics because it provides the primary source of calculating fundamentals properties of stars (masses, radii, temperatures) and every form of stellar activity (spots, accreting discs, pulsations) through photometry and spectroscopy or/and through the study of long-term variability of their period. Additionally it allows testing of stellar structure and evolution theories and the prediction of third body companions of stellar or sub-stellar origin. This thesis is focused on the study of W UMa type eclipsing binaries containing main sequence stars in overcontact configuration with short periods and,therefore the small angular momentum. The aim is both the multiband observational study, analysis and investigation of WUMa systems of particular interest but also the development of modeling methodology in order to extract the maximum information and to determine a detailed assessment of the parameter uncertainties through the application of modern statistical methods. The first part of the Doctoral Thesis outlines the theoretical framework for describing eclipsing binary stars. Chapter 1 refers to the physics and geometry of orbits and components, the description of the Roche model that led to the classification based on equipotential surfaces, the computation of the total radiated flux in the direction of the observer by including all the corrections needed and the description of systems dynamics as manifested by the observed change of their period. Chapter2 presents the photometric observations made during this research and the automated methods of processing and analysis (pipelines) which were developed. Chapter 3 sketches the modern modeling and analysis software techniques for the solution of inverse problem(Differential Corrections, Levenberg-Marquardt, Downhill Simplex, Genetic Algorithms,Heuristic Scanning, Bootstrap resampling, Metropolis –Hasting Markov Chain MonteCarlo), their implementation to programs developed as part of the present thesis and their application to real data. These also represent the methodology of the analyses implemented for the study of the WUMa systems, described in Part 2. Finally, Chapter4 describes the development of a pipeline for the exploration, extraction and automatic analysis of data from astronomical surveys and its application to ASAS database. In the same chapter the first results from the training and validation of the Artificial Neural Network (ANN), EBAI, and the best topology for the ANN are presented.The second part focuses on the detailed study of selected W UMa systems with particular interest. This includes: the new multiband photometric observations, the longterm period variation, the exported model from photometric and spectroscopic data (from the literature), the determination of orbital and physical parameters and their position in evolutionary diagrams, the investigation of the proposed model for uniqueness in the parameter space through heuristic scanning with parameter kicking or other statistical methods- and the statistical determination of the uncertainties of the derived parameters.In Chapter 5, new CCD four-color light curves of TY Boo made on eight nights over2010–2011 were analyzed in comparison with historical light curves obtained from 1969through 2011. The light curves could all be represented by a unique geometry and by wavelength consistent phototometric parameters of a two-spot model on either stellar component. It is confirmed that TY Boo is a shallow W-type contact binary system with a degree of contact factor of f = 7.6 ± 0.8%. A period investigation based on all available data shows a long-term decrease (dP/dt = −3.65 ×10−8 days yr−1 ) and an oscillation (P3 = 58.9 yr, A = 0.0254 days). Without ruling out the presence of a tertiary companion, the weight of evidence points to an active cyclic magnetic activity that causes spot formation rather than an unseen companion. Mass transfer between the components and angular momentum loss are also considered as possible mechanisms.In Chapter 6, a detailed analysis of the interesting W UMa binary FI Boo in view of the spectroscopic signature of a third body through photometry, period variation, and a thorough investigation of solution uniqueness is presented. We obtained new BVRcIc photometric data that, when combined with spectroscopic data, enable us to analyze the system FI Boo and determine its basic orbital and physical properties through PHOEBE,as well as the period variation by studying the times of the minima. This combined approach allows us to study the long-term period changes in the system for the first time in order to investigate the presence of a third body and to check extensively the solution uniqueness and the uncertainties of derived parameters. Our modeling indicates that FIBoo is a W-type moderate (f = 50.15% ± 8.10%) overcontact binary with component masses of Mh = 0.40 ± 0.05 M and Mc =1.07 ± 0.05 M , temperatures of Th = 5746 ±33 K and Tc = 5420 ± 56 K, and a third body, which may play an important role in the formation and evolution. The results were tested by heuristic scanning and parameter kicking to provide the consistent and reliable set of parameters that was used to obtain the initial masses of the progenitors (1.71 ± 0.10 M and 0.63 ± 0.01 M , respectively). We also investigated the evolutionary status of massive components with several sets of widely used isochrones.In Chapter 7, an extensive analysis of the low amplitude, contact binary V1003 Her is presented, based on the new VRc Ic , CCD photometric light curves in combination with published radial velocity (RV) curves. We investigate the stable configurations for the system with two independent methods and modeling tools: PHOEBE, ROCHE, via heuristic scanning and genetic algorithms, although the very low inclination of the system can place limitations. All methods indicate that V1003 Her is most likely in overcontact state with unequal components with temperature difference of 550 K, a mass ratio of q= 0.373 and a contact degree of 36 ± 10 %. As it is viewed at the very low inclination of i ∼ 38^◦ ± 1^◦ , if its configuration is confirmed, it will be among the most massive W-subtype of W UMa systems. This conclusion is also supported by other published models.However, in order to conclude reliable physical properties of the system, the high-precise based-ground photometry (or satellite photometry) and spectroscopic follow-up of V1003Her is required.In Chapter 8, a detailed investigation of the low-amplitude contact binary HI Dra is presented, based on the new VRc Ic CCD photometric light curves (LCs) combined with published radial velocity (RV) curves. Our completely covered LCs were analyzed using PHOEBE and revealed that HI Dra is an overcontact binary with low fill-out factor f = 24 ± 4 (%) and temperature difference between the components of 330 K.Two spotted models are proposed to explain the LC symmetry, between which the A subtype of W UMa type eclipsing systems, with a cool spot on the less massive and cooler component, proves to be more plausible on evolutionary grounds. The results and stability of the solutions were explored by heuristic scan and parameter perturbation to provide a consistent and reliable set of parameters and their errors. Our photometric modeling and RV curve solution give the following absolute parameters of the hot and cool components, respectively: Mh = 1.72 ± 0.08 Msun and Mc = 0.43 ± 0.02 Msun , Rh =1.98 ± 0.03 Rsun and Rc = 1.08 ± 0.02 Rsun , and Lh = 9.6 ± 0.1 Lsun and Lc = 2.4 ± 0.1Lsun . Based on these results the initial masses of the progenitors (1.11 ± 0.03 Msun and2.25 ± 0.07 Msun , respectively) and a rough estimate of the age of the system of 2.4 Gyr are discussed.Finally, in Chapter 9, our first results from ground based follow up photometric observation of interesting eclipsing binary systems (EBs) from Kepler field are presented.The program was launched in 2013 with the 2.3 m Aristarchos telescope at Helmos Observatory, Greece including eclipsing binary systems with periods < 0.45d and Kp (mag)=12.6-16 mag. The included targets in this program show light curve asymmetries,Eclipse Timings Variation or they are third body candidates. Modern analysis techniques such as heuristic scanning with parameter perturbation and genetic algorithm(PIKAIA), enable to reveal and optimize the astrophysical parameters of selected EBs.The results from BVRI photometry for the third body candidates, WUMa eclipsing binary systems of W-subtype, KIC11246163 and KIC4563150, are presented for the first time, as well as conclusions derived so far.

Στόχος της εργασίας αυτής είναι η υλοποίηση ενός συστήματος WiMAX στο Matlab Simulink, σύμφωνα με το πρότυπο της IEEE 802.16-2004.Το σύστημα ενσωματώνει όλα τα υποχρεωτικά χαρακτηριστικά γνωρίσματα του φυσικού στρώματος OFDM 256-σημείων FFT. Η εργασία αυτή οργανώνεται σε πέντε κεφάλαια στα οποία γίνεται μια αναλυτική περιγραφή κάθε στοιχείου του συστήματος λαμβάνοντας κάθε φορά υπόψη τις προδιαγραφές του προτύπου αλλά και τις αντίστοιχες θεωρητικές πτυχές οι οποίες είναι απαραίτητες για να γίνουν αντιληπτές κάθε φορά όλες οι μέθοδοι και οι διαδικασίες που χρησιμοποιήθηκαν. Στο Κεφάλαιο 1 γίνεται μια αναδρομή στο πώς και για ποιό λόγο ξεκίνησε η ανάπτυξη του προτύπου IEEE 802.16 και περιγράφονται τα βασικά χαρακτηριστικά του. Ακόμη γίνεται μια σύγκριση μεταξύ του WiMAX και άλλων ασύρματων συστημάτων ευρείας πρόσβασης. Στο Κεφάλαιο 2 παρουσιάζονται οι βασικές παράμετροι που διέπουν την απόδοση του ασύρματου καναλιού ώστε να γίνουν αντιληπτοί οι περιορισμοί που αυτό εισάγει κατά τη διαδικασία της μετάδοσης. Επιπλέον αναλύεται η τεχνική διαμόρφωσης OFDM στην οποία βασίζεται το WiMAX και η οποία είναι κατάλληλη για περιπτώσεις ασύρματης μετάδοσης. Στο Κεφάλαιο 3 γίνεται μια εισαγωγή στις τεχνικές πολλαπλών κεραιών και κυρίως στην τεχνολογία ΜΙΜΟ. Η χρήση πολλαπλών κεραιών στον πομπό ή/και στον δέκτη σε μια επικοινωνιακή ζεύξη δημιουργεί μια καινούρια διάσταση στις ασύρματες επικοινωνίες βελτιώνοντας σημαντικά την απόδοση των συστημάτων. Ιδιαίτερο βάρος δίνεται στην περιγραφή της τεχνικής Alamouti η ο οποία και εφαρμόστηκε στην υλοποίηση του συστήματος. Στο Κεφάλαιο 4 παρουσιάζονται οι προδιαγραφές και τα τεχνικά χαρακτηριστικά του φυσικού στρώματος του προτύπου IEEE 802.16. Στο Κεφάλαιο 5 αναλύεται η υλοποίηση του συστήματος WiMAX(πομπός και δέκτης)η οποία πραγματοποιήθηκε στο Matlab Simulink. Παρουσιάζεται λεπτομερώς η σχεδίαση του κάθε μέρους του συστήματος και παρατίθενται τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων τα οποία επιβεβαιώνουν την ορθότητα λειτουργίας του συστήματος που υλοποιήθηκε. / The purpose of this thesis is the implementation of a WiMAX system in Matlab Simulink, in compliance with the IEEE 802.16 standard. The system incorporates all the necessary features of the physical OFDM 256-FFT layer. The present topic is organized in five chapters, in which a detailed overview of every element of the system is given taking into account both the standard specifications and the corresponding theoretical aspects, which are necessary to understand all the different methods and processes that have been used. In Chapter 1 an overview is given explaining how and why IEEE 802.16 standard emerged and its main features are outlined. Moreover, a comparison is being made between WiMAX and other wireless broadband systems. Chapter 2 presents the main parameters that affect the performance of a wireless channel, so as to become clear the limitations that the channel itself inserts during the transmission process. Also, the OFDM modulation technique, in which WiMAX is based and it is appropriate for wireless transmission, is being analyzed. Chapter 3 introduces MIMO systems. The use of multiple antennas at the transmitter and/or at the receiver in a communication link opens a new dimension in reliable wireless communications, improving the performance of the system substantially. We are focusing on the Alamouti technique which was implemented in the system. Chapter 4 presents the specifications and the technical features of the IEEE 802.16 physical layer. Chapter 5 explores the implementation of the system (transmitter and receiver) that was made in Matlab Simulink. The design of each part of the system is being discussed in detail and the simulations results are given in order to provide proof for the right function of the implemented system.

Η στηθοσκόπηση για την παρακολούθηση της λειτουργίας της καρδιάς αποτελεί ένα από τα κύρια εργαλεία για την παρακολούθηση της υγείας τους τελευταίους δύο αιώνες περίπου. Δυστυχώς όμως παρά τη ραγδαία ανάπτυξη στον τομέα των ενσωματωμένων συστημάτων, καθώς και στην επεξεργασία σημάτων που προέρχονται από τη λειτουργία του καρδιοαναπνευστικού συστήματος, ο έλεγχος της λειτουργίας του τελευταίου παραμένει μια αρκετά χρονοβόρα και υποκειμενική διαδικασία, αφού σε καθημερινή εφαρμογή γίνεται με μη αυτοματοποιημένο τρόπο. Στα πλαίσια αυτής της εργασίας μελετήθηκε η φωνοκαρδιογραφία, της οποίας αντικείμενο αποτελεί η καταγραφή και επεξεργασία των καρδιακών ήχων και αναπτύχθηκε ένα σύστημα παρακολούθησης των ζωτικών ενδείξεων της καρδιάς και των πνευμόνων, όπως αυτές προκύπτουν μέσω του φωνοκαρδιογραφικού σήματος. Η εργασία ξεκίνησε ως μελέτη της λειτουργίας της καρδιάς, της μορφής των καρδιακών σημάτων και μεθόδων παρακολούθησής τους, καθώς και μέθοδοι υλοποίησης τέτοιων συστημάτων. Ακόλουθα μελετήθηκαν η χρήση και οι δυνατότητες των σύγχρονων ενσωματωμένων συστημάτων και μικροελεγκτών και ιδιαίτερα ο μικροελεγκτής ADuC7026 της Analog Devices, που ήταν και ο μικροελεγκτής που χρησιμοποιήθηκε κατά την υλοποίηση. Για την υλοποίηση χρησιμοποιήθηκε προσεγγιστικό σήμα, για τη μοντελοποίηση αυτού που προσλαμβάνεται από έναν αισθητήρα κατά τη λειτουργία του καρδιοαναπνευστικού συστήματος. Για την επεξεργασία του σήματος μελετήθηκαν και χρησιμοποιήθηκαν ψηφιακά φίλτρα πεπερασμένης κρουστικής απόκρισης (FIR). Η υλοποίηση του συστήματος έγινε σε πέντε στάδια. Αρχικά υλοποιήθηκε εφαρμογή για τον έλεγχο της ορθής λειτουργίας του αναπτυξιακού κυκλώματος της Olimex ADuC-P7026. Στη συνέχεια αναπτύχθηκε η τελική εφαρμογή σε τέσσερα διακριτά στάδια. Στο πρώτο οι υπολογισμοί έγιναν με βάση τη μέση τιμή του σήματος εισόδου, για την απομάκρυνση των σταθερών (dc) συνιστωσών του. Στο δεύτερο στάδιο χρησιμοποιήθηκε υψιπερατό FIR φίλτρο για την αποκοπή της σταθερής συνιστώσας. Στο τρίτο στάδιο χρησιμοποιήθηκε ζωνοδιαβατό FIR φίλτρο για την αποκοπή του θορύβου που οφείλεται στις συχνότητες που είναι μεγαλύτερες αυτής του πληροφοριακού σήματος και για την απαλλαγή του σήματος από σταθερές συνιστώσες. Στο τέταρτο στάδιο της εφαρμογής έγινε πλέον δυνατός ο εντοπισμός καρδιακών ήχων. Κατά την ανάπτυξη της εφαρμογής χρησιμοποιήθηκε το περιβάλλον ανάπτυξης εφαρμογών της Keil, μVision 3. Ο προγραμματισμός του μικροελεγκτή έγινε σε γλώσσα προγραμματισμού C. / -

Το Πανεπιστημιακό Γενικό Νοσοκομείο Πατρών ( Π.Γ.Ν.Π.) είναι το μεγαλύτερο νοσοκομείο της Δυτικής Ελλάδος. Υπάρχουν πάνω από 2.500 ιατρικές συσκευές στο Π.Γ.Ν.Π. οι οποίες χρησιμοποιούνται για διάγνωση, παρακολούθηση και θεραπεία ασθενειών. Η χρήση αυτού του μεγάλου αριθμού από τις πολύπλοκες αυτές συσκευές συνεπάγεται αυξημένη εμπλοκή του Τμήματος Κλινικής Μηχανικής ( ΤΚΜ ) στις επισκευαστικές ενέργειες και στις ενέργειες προληπτικής συντήρησης. Υπάρχει ανάγκη για παρακολούθηση και καταγραφή ενός μεγάλου αριθμού διαδικασιών όπως επισκευές ιατρικού εξοπλισμού, προληπτικές συντηρήσεις, έλεγχοι ηλεκτρικής ασφάλειας, αιτήσεις αγοράς εξοπλισμού, εποπτεία συμβολαίων συντήρησης και εκπαίδευση τεχνικών και χρηστών. Οπωσδήποτε, οι παραπάνω ανάγκες οδηγούν στη χρήση εγκατάστασης υπολογιστικών συστημάτων διαχείρισης ιατρικού εξοπλισμού (MEMS). Το MEMS που χρησιμοποιείται από το ΤΚΜ του Π.Γ.Ν.Π. είναι το σύστημα PRAXIS που αναπτύχθηκε από το Ινστιτούτο Βιοιατρικής Τεχνολογίας ( ΙΝΒΙΤ) και έχει εγκατασταθεί σε πάνω από 12 Ελληνικά νοσοκομεία. Η χρήση του συστήματος PRAXIS βελτιώνει την αποτελεσματική διαχείριση του ιατρικού εξοπλισμού και βοηθάει το ΤΚΜ του Π.Γ.Ν.Π. στην καλύτερη οργάνωση των υπηρεσιών του. Επίσης το σύστημα PRAXIS παρέχει την δυνατότητα για παρακολούθηση και ανάλυση ενός τυποποιημένου set δεικτών ποιότητας. Σ’ αυτήν την εργασία παρουσιάζονται αποτελέσματα από την δουλειά του ΤΚΜ στο Π.Γ.Ν.Π. με τη χρήση του PRAXIS. Πρώτα παρουσιάζονται αποτελέσματα που αφορούν επισκευαστικούς ελέγχους και ελέγχους προληπτικής συντήρησης στα πιο σημαντικά μηχανήματα των εταιρειών PHILIPS και SIEMENS. Κατόπιν υπάρχει μια αναφορά στην παραγωγή και χρήση των δεικτών ποιότητας του PRAXIS που θα μπορούσαν να αποτιμήσουν την απόδοση του ΤΚΜ και δίνουν στατιστική πληροφορία για τις ιατρικές συσκευές στο Π.Γ.Ν.Π. Τέλος, υπάρχει μια πιο εκτεταμένη πληροφορία για την χρήση του συστήματος PRAXIS στην παρακολούθηση του συστήματος Μαγνητικής Τομογραφίας Philips Gyroscan Intera στο Π.Γ.Ν.Π. / The University Hospital of Patras ( P.G.N.P. ) is the largest Hospital in Western Greece. There are over 2500 medical devices in P.G.N.P that are used for diagnosis, monitoring of patient condition and therapy. The use of this large number complex devices causes an increased involvement of the Clinical Engineering Dep ( CED ) in repair and maintenance actions accomplishment . There is a necessity for monitoring and recording a large number of procedures such as medical equipment repair and maintenance functions, electrical safety, equipment acquisition, supervision of service contracts and user training. Therefore, the need arises for establishing a computerized medical equipment management system (MEMS). The MEMS that is used in CED of P.G.N.P. hospital is the PRAXIS system that is developed by the Institution of Biomedical Technology (INBIT) and has been installed in > 12 Greek hospitals. The use of PRAXIS system improves the effective management of medical equipment and assists the CED of P.G.N.P. in organizing their services in better way. Also the PRAXIS system offers the ability of monitoring and analyzing a standardized set of quality indicators. In this work results of CED work with the PRAXIS system use in P.G.N.P. are presented. At first the results that are presented concerned the medical equipment repair and maintenance functions of the most important PHILIPS and SIEMENS medical devices. Secondly, there is a reference in production of quality indicators by the PRAXIS system that could evaluate the performance of CED and they give statistical information about the medical devices in P.G.N.P. Finally, there is a more extended information about the use of PRAXIS system in monitoring of Philips Gyroscan Intera MRI system in P.G.N.P hospital.

Το θέμα της παρούσας διατριβής αφορά στην μοντελοποίηση ενός εξελιγμένου ιατρι- κού συστήματος κατάλληλου για τη διαχείριση ζωτικών σημάτων με κύριο άξονα εφαρμογής τις διάφορες κατηγορίες ηλεκτροεγκεφαλογραφημάτων (EEG). Με τον όρο εξελιγμένο ιατρικό σύστημα αναφερόμαστε στη συγκεκριμένη διατριβή σε ένα ανεξάρτητο ανοικτό πληροφοριακό σύστημα που καλύπτει έναν πολύ συγκεκριμένο ιατρικό τομέα. Ως ζωτικά σήματα ή βιοσήματα για τη διατριβή νοούνται ψηφιακές καταγρα- φές ιατρικών οργάνων που μπορούν να αποθηκευτούν σε ψηφιακά αρχεία προτυποποιημένου μορφότυπου (format). Η διαχείριση περιλαμβάνει ανοικτές αρχιτεκτονικές λογισμικού με τις οποίες αρχειο- θετούνται και γίνονται αντικείμενο διαδραστικής επεξεργασίας ετερογενείς καταγραφές ια- τρικής πληροφορίας. Ο συγκεκριμένος ιατρικός τομέας ανάπτυξης του θέματος της διατριβής οριοθετείται στον ευρύτερο τομέα της επιληψίας και εστιάζεται στη χειρουργική της επιληψίας. Η βασική πρωτοτυπία της διατριβής έγκειται στη μοντελοποίηση και υλοποίηση ενός εξελιγμένου ιατρικού συστήματος για τη διαχείριση ηλεκτροεγκεφαλογραφημάτων (EEG), άλλων ζωτικών σημάτων καθώς και όλο το σύνολο των απεικονιστικών ιατρικών εξετάσεων που απαιτούνται και την υποστήριξη λήψης απόφασης στη χειρουργική της επιληψίας. Η αρχιτεκτονική πάνω στην οποία αναπτύχθηκε η πλατφόρμα αυτή αναφέρεται ως DESSA και αποτελεί έναν ολοκληρωμένο ηλεκτρονικό χώρο εργασίας κατάλληλο για όλες τις ειδικότητες ιατρών που ασχολούνται με το συγκεκριμένο θέμα. Η DESSA είναι προϊόν στενής συνεργασίας μεταξύ ιατρών, μηχανικών και αναλυτών αγοράς. / -

Τα σύγχρονα συστήματα παραγωγής πρέπει να λειτουργούν αποδοτικά σε ένα δυναμικά μεταβαλλόμενο περιβάλλον. Ένα βασικό χαρακτηριστικό που πρέπει να λάβουν υπόψη τους οι μηχανικοί στη βιομηχανία είναι η ευελιξία των συστημάτων παραγωγής. Η ευελιξία αναφέρεται στην ικανότητα ενός συστήματος παραγωγής να ανταποκρίνεται και να προσαρμόζεται στις αλλαγές του περιβάλλοντος στο οποίο λειτουργεί. Αλλά η ευελιξία είναι δύσκολο να συμπεριληφθεί στη διαδικασία λήψης αποφάσεων κατά τον σχεδιασμό ή τη λειτουργία ενός συστήματος, αν δεν έχει περιγραφεί ποσοτικά. Ο σκοπός αυτής της διατριβής είναι να αναπτύξει και να επιδείξει μια μέθοδο για την εκτίμηση και ποσοτικοποίηση της ευελιξίας. Η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πραγματικά προβλήματα στη βιομηχανία και να βοηθήση στη λήψη αποφάσεων σχετικά με τον απαραίτητο βαθμό της ευελιξίας που πρέπει να έχει ένα σύστημα παραγωγής ειδικά στην περίπτωση που υπάρχει αβεβαιότητα και είναι δύσκολο να γίνουν αξιόπιστες προβλέψεις σχετικά με τις απαιτήσεις της αγοράς. Στην διεθνή επιστημονική βιβλιογραφία έχουν καταγραφεί αρκετές εργασίες που προσεγγίζουν το πρόβλημα της εκτίμησης της ευελιξίας ενός συστήματος παραγωγής. Οι περισσότερες όμως από τις εργασίες αντιμετωπίζουν μεμονωμένα προβλήματα, κάτω από ειδικές συνθήκες, που τις περισσότερες φορές αναφέρονται και σε συγκεκριμένους τύπους συστημάτων παραγωγής. Η προτεινόμενη μέθοδος στηρίζεται στη θεώρηση ότι η ευελιξία ενός συστήματος παραγωγής καθορίζεται από την ευαισθησία του στις αλλαγές. Όσο λιγότερο ευαίσθητο ένα σύστημα είναι στις αλλαγές του περιβάλλοντος στο οποίο λειτουργεί τόσο περισσότερο ευέλικτο είναι. Η βασική αυτή θεώρηση εφαρμόζεται μέσω της μέτρησης του εύρους των διαφόρων τιμών του συνολικού κόστους ενός συστήματος παραγωγής. Οι τιμές του συνολικού κόστους υπολογίζεται για καθένα σενάριο από ένα μεγάλο αριθμό πιθανών σεναρίων αγοράς. Στη συνέχεια με στατιστική ανάλυση στις τιμές του συνολικού κόστους οδηγούμαστε σε συμπεράσματα για την ευαισθησία ενός συστήματος παραγωγής σε ένα αβέβαιο περιβάλλον λειτουργίας. Ο υπολογισμός του συνολικού κόστους λαμβάνει υπόψη του διάφορες φάσεις του συστήματος παραγωγής στον κύκλο ζωής του όπως την αρχική επένδυση και το κόστος των αλλαγών. Επιπλέον, για να μπορούν οι διαφορετικές τιμές του κόστους να είναι συγκρίσιμες θα πρέπει να υπολογιστούν με βάση κάποιον κανόνα. Η εργασία αυτή προτείνει έναν τρόπο για την εύρεση του ελάχιστου κόστους στον κύκλο ζωής ενός συστήματος παραγωγής. Η προτεινόμενη μέθοδος εφαρμόζεται σε μια περίπτωση μελέτης στην αυτοκινητοβιομηχανία και τέλος περιγράφεται ένα λογισμικό που υλοποιεί την προτεινόμενη μέθοδο καθώς και η UML (Unified Modelling Language) περιγραφή των βασικών οντοτήτων. / Modern manufacturing firms must learn to operate effectively in very dynamic environments. One key aspect that firms must consider is manufacturing flexibility. Manufacturing flexibility refers to the ability of a manufacturing system to accommodate uncertainty in the production environment. But flexibility cannot be considered in the decision making process if it is not assessed in quantifiable terms. The goal of this dissertation is to develop and demonstrate a practical method to assist manufacturers in managing environmental uncertainty and in determining the appropriate level of flexibility in their production systems. A number of research efforts have been published in the litterature that deal with the scientific issue of flexibility assessment. However, most of the published research work deals with case specific engineering problems, under certain circumstances, and in most of the cases they are applicable to specific types of production system. The approach suggested by the this dissertation considers that manufacturing flexibility is determined by its sensitivity to changes. The less flexible a manufacturing system is the more flexible it should be considered. We consider flexibility during the lifecycle of a system, from initial investment to major reconfiguration. A large number of market scenarios are being considered and the lifecycle cost of the system for all scenarios is calculated. Following, statistical analysis on the lifecycle cost results provides results on the sensitivity of the system to the uncertainty of the market environment. Furthermore, in order to make the lifecycle cost values comparable amongst the different production systems, their minimum value is calculated at a minimum level with the help of a specially developed optimization algorithm. The proposed method is applied in a case study in the automotive industry. Finally, a web-based software package that implements the proposed method along with the UML (Unified Modelling Language) description of the main entities is also being described.

- / -

Στόχος αυτής της εργασίας είναι η περιγραφή ενός συστήματος αντικεραυνικής προστασίας και η αναφορά στις καταπονήσεις που αυτό υφίσταται. Περιλαμβάνει επίσης τον υπολογισμό της αύξησης της θερμοκρασίας σε ηλεκτρικούς συνδέσμους υπό κρουστικό ρεύμα καταπόνησης / The aim of this diploma is the research in a lightning protection installation. Moreover a mathematical model and approximate equations are proposed, concerning the temprature rise estimation at electric couplings, during lightning discharges.

Στο πρώτο κεφάλαιο αναπτύσσονται οι έννοιες Γεωδαισία, Γεωδαιτικό ή τοπογραφικό δίκτυο, τα είδη των δικτύων, τα προβολικά συστήματα, τα διεθνή και τα ελληνικά γεωδαιτικά συστήματα αναφοράς καθώς και η μεταξύ τους μαθηματική σχέση. Στο δεύτερο κεφάλαιο αναφέρονται ο ορισμός και τα είδη του Γεωγραφικού Συστήματος Πληροφοριών, τα δομικά του στοιχεία, η οργάνωσή του, οι εφαρμογές και δυνατότητές του. Επίσης ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στη διασύνδεση του Γ.Σ.Π με την ευρυζωνικότητα, γεγονός το οποίο αναδεικνύει την σημαντικότητα ύπαρξης των GIS(Γ.Σ.Π). Στο τρίτο κεφάλαιο αναλύεται το πρόγραμμα που χρησιμοποιήθηκε στην υλοποίηση, δηλαδή το Quantum GIS, ενώ ακολουθούν οι ψηφιακοί χάρτες καθώς και οι αναλυτικές αναφορές σχεδιασμού τους, οι οποίοι κατασκευάστηκαν με χρήση του QGIS. Η παραπάνω ανάλυση αναφέρεται στους δήμους Πύργου, Αμαλιάδος, Πάτρας, Ρίου, Αιγίου, Αγρινίου, Ναυπλίου και Μεσολογγίου. Στο τέταρτο κεφάλαιο αναπτύσσονται δύο αλγόριθμοι εφαρμογής: ένας για την ανίχνευση του περικλειόμενου τριγώνου(με κορυφές ασύρματα κέντρα) δοθέντος συγκεκριμένου σημείου και ένας για την εύρεση της διαδρομής από δοθέν σημείο έως τον πλησιέστερο κόμβο ενός δικτύου οπτικών ινών. Στο πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα συμπεράσματα της διπλωματικής εργασίας και ακολουθεί η βιβλιογραφία που χρησιμοποιήθηκε. / -