Κατά τη διάρκεια των τελευταίων δεκαετιών, το διεθνές ενδιαφέρον για την φωτοβολταϊκή μετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας αυξάνει συνεχώς. Έχει δοθεί ιδιαίτερη σημασία στην ανάπτυξη φωτοβολταϊκών συστημάτων για την σύνδεσή τους με το δίκτυο, έτσι ώστε να αξιοποιείται η ηλιακή ακτινοβολία για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με τον καλύτερο δυνατό τρόπο. Στην παρούσα εργασία γίνεται μελέτη των φωτοβολταϊκών συστημάτων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και σκοπός αυτής είναι η κατασκευή ενός συστήματος μετατροπής συνεχούς τάσης σε εναλλασσόμενη για τη διασύνδεση μιας πηγής συνεχούς τάσης με το μονοφασικό δίκτυο. Το σύστημα αυτό αποτελείται από ένα ηλεκτρονικό μετατροπέα ισχύος διπλής βαθμίδας. Το πρώτο τμήμα είναι ένας μετατροπέας συνεχούς τάσης σε συνεχή τάση υψηλότερης τιμής. Συγκεκριμένα, ο μετατροπέας αυτός ανυψώνει την τάση του φωτοβολταϊκού συστήματος του Εργαστηρίου στα 400V. Στη συνέχεια υπάρχει το δεύτερο τμήμα, αποτελούμενο από το σύστημα μετατροπής συνεχούς τάσης σε εναλλασσόμενη, το οποίο μετατρέπει την εισερχόμενη συνεχή τάση των 400V σε εναλλασσόμενη τάση συχνότητας 50 Hz και ενεργού τιμής 220V. Η διπλωματική αυτή εργασία πραγματοποιήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών, υπό την επίβλεψη του Ομότιμου Καθηγητή Δρ.-Μηχ. Αθανασίου Σαφάκα. Αρχικά, αναλύεται η αρχή λειτουργίας των ηλιακών κυττάρων και περιγράφονται οι υπάρχουσες τεχνολογίες τους. Έπειτα γίνεται αναφορά στα φωτοβολταϊκά συστήματα και τους τρόπους που μπορεί να χρησιμοποιηθούν, δηλαδή συνδεδεμένα με το δίκτυο ή αυτόνομα. Στη συνέχεια, αναφέρονται και αναλύονται διάφορες τεχνικές συγχρονισμού μετατροπέων με το μονοφασικό δίκτυο και τρόποι ρύθμισης της ενεργού και αέργου ισχύoς που παρέχεται από τις πηγές ενέργειας στο δίκτυο. Παρατίθενται στοιχεία του μετατροπέα συνεχούς τάσης σε συνεχή και γίνεται η μελέτη του μονοφασικού αντιστροφέα που πρόκειται να κατασκευαστεί. Επιπρόσθετα γίνεται προσομοίωση του συστήματός στο λογισμικό MATLAB/Simulink. Συγκρίνεται η λειτουργία του αντιστροφέα με τη μέθοδο παλμοδότησης SPWM (Ημιτονοειδής Διαμόρφωση του Εύρους Παλμών) με διπολική και μονοπολική τάση εξόδου και παρουσιάζονται αποτελέσματα της προσομοίωσης για παραλληλισμό του συστήματος με το δίκτυο και προσφορά ισχύος από πηγή συνεχούς τάσης προς το δίκτυο. Αναλύονται τα τεχνικά χαρακτηριστικά του αντιστροφέα που κατασκευάστηκε, καθώς και ο τρόπος κατασκευής των απαραίτητων κυκλωμάτων για την οδήγηση του. Τέλος, παρατίθενται πειραματικά αποτελέσματα από τη λειτουργία του συστήματος. / During the last decades, the international interest in the photovoltaic conversion of solar radiation is increasing. Special attention has been given to the development of photovoltaic systems for their connection to the utility grid, in order to use solar radiation for electricity generation in the best possible way. In this diploma thesis, the photovoltaic power generation is studied and the purpose of this work is to construct a single phase grid connected dc/ac converter system in order to connect a dc voltage source to the grid. This system consists of a dual-stage electronic power converter. The first part is a dc-dc converter, which converts a source of direct current (dc) from one voltage level to another, with an output voltage greater than its input voltage. Specifically, the dc/dc converter increases the voltage of the photovoltaic system, which is installed on the laboratory, to 400V DC. The second part consists of a dc/ac inverter, which converts the incoming voltage of 400V DC to 220V AC at 50Hz. The work presented on this diploma thesis was carried out at the Laboratory of Electromechanical Energy Conversion, Department of Electrical and Computer Engineering, University of Patras, under the supervision of Emeritus Professor Dr.-Ing. Athanasios Safacas. Initially, the working principle of solar cells is analysed and its current technologies are described. Then, reference is given to the photovoltaic systems and their applications, i.e. stand-alone PV systems and grid-connected PV systems. Next, reference and analysis are given to the various grid synchronization techniques for single phase inverter systems and control methods to regulate the active and reactive power supplied from sources of energy into the grid. Data are presented about the dc/dc converter and the study of the single-phase inverter to be constructed. Additionally, the system is simulated with MATLAB/Simulink software and the simulation results of the specific system are presented. A comparison of the operation of the inverter is made using sinusoidal pulse width modulation technique (“SPWM”) with bipolar and unipolar output voltage and simulation results of the grid connected converter system are presented. The technical characteristics of the constructed inverter and the design of its necessary integrated circuits are analysed. Finally, experimental results from the operation of the grid connected dc/ac inverter are presented.

H αυξανόμενη ανάγκη για στροφή της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας σε βιώσιμες και ανανεώσιμες πηγές έχει οδηγήσει στη ραγδαία ανάπτυξη της αιολικής ενέργειας και στη διείσδυσή της στην αγορά ενέργειας. Η παρούσα εργασία πραγματεύεται ένα αιολικό σύστημα παραγωγής ενέργειας βασισμένο σε σύγχρονη γεννήτρια μόνιμου μαγνήτη. Η συγκεκριμένη μηχανή αποτελεί τη νέα τάση στην αγορά εξ’ αιτίας των σημαντικών πλεονεκτημάτων που προσφέρει, ιδίως αυτό της δυνατότητας για απουσία κιβωτίου ταχυτήτων που οδηγεί το σύστημα σε αυξημένη απόδοση. Στην εργασία αυτή, θα γίνει μια παρουσίαση των χαρακτηριστικών των σύγχρονων αιολικών συστημάτων, θα γίνει η μοντελοποίηση της σύγχρονης γεννήτριας μόνιμου μαγνήτη και θα αναλυθεί η λογική του ελέγχου που ακολουθείται και στηρίζεται στο διανυσματικό έλεγχο προσανατολισμού σε πεδίο. Τέλος, θα γίνει η παρουσίαση και ο σχολιασμός των αποτελεσμάτων του μοντέλου, που αναπτύχθηκε σε περιβάλλον Matlab/Simulink, με την παράλληλη εξαγωγή συμπερασμάτων για την απόκρισή του. / The ongoing increase in electric power demand and the need for sustainable and renewable energy has led wind energy into high rates of growth and penetration to the energy markets. This thesis deals with a permanent magnet synchronous generator based wind power system. This type of machine has become a trend for the markets, due to its specific benefits and, especially, for the absence of gearbox that leads the whole system to higher efficiency. In this thesis, we will discuss the characteristics of a modern wind power system, then, the permanent magnet synchronous generator will be modelled, and the field oriented vector control strategy will be analyzed. Finally, we will present and discuss the outcome of the model that was built in the Matlab/Simulink programme, and we will come into certain conclusions about its response.

Στην ιατρική, συχνά χρησιμοποιούνται τεχνολογίες πληροφοριών και επικοινωνιών για να βοηθήσουν τους γιατρούς στις διαδικασίες διάγνωσης, ιδιαίτερα σε προβλήματα διαφορικών διαγνώσεων σε ασθένειες. Μέθοδοι Τεχνητής Νοημοσύνης (ΤΝ) μας δίνουν την δυνατότητα αναπαράστασης της ιατρικής γνώσης και των τρόπων χρήσης της (π.χ. για διάγνωση ασθενειών) σε όλους τους τομείς της Ιατρικής. Η ομάδα ΤΝ του Τμήματος Μηχ/κών Η/Υ & Πληροφορικής έχει δημιουργήσει ένα πρωτότυπο (prototype) ενός ιατρικού ευφυούς/έμπειρου συστήματος διαφορικής διάγνωσης παθήσεων οστών (αποκαλούμενο XBONE) που στηρίζεται σε συμβολικούς κανόνες. Το συγκεκριμένο ευφυές (έμπειρο) σύστημα προορίζεται να χρησιμοποιηθεί ως συμβουλευτικό εργαλείο από ορθοπεδικούς. Για την αναπαράσταση γνώσης χρησιμοποιήθηκε μια υβριδική γλώσσα αναπαράστασης κανόνων, που ονομάζεται 'νευροκανόνες' (neurules), η οποία συνδυάζει συμβολικούς κανόνες και νευρωνικές μονάδες. Η ομάδα ΤΝ έχει επίσης αναπτύξει και ένα πρωτότυπο εργαλείου δημιουργίας ευφυών συστημάτων που στηρίζεται στους νευροκανόνες (αποκαλούμενο HYMES). Τέλος, η ίδια ομάδα έχει αναπτύξει ένα εργαλείο δημιουργίας έμπειρων συστημάτων από δεδομένα (αποκαλούμενο ACRES) που βασίζονται σε κανόνες με συντελεστές βεβαιότητας. Τα έμπειρα αυτά συστήματα είναι υλοποιημένα σε κώδικα CLIPS. Στο πλαίσιο της διπλωματικής : 1. Ολοκληρώνεται η ανάπτυξη του XBONE καθιστώντας το πλήρως λειτουργικό ευφυές σύστημα, παρέχοντας παράλληλα αυξημένη αξιοπιστία στην παραγωγή διαγνώσεων που αφορούν ασθένειες των οστών. Επίσης, αναπτύσσεται μια διαδικτυακή έκδοσή του. 2. Δημιουργείται μια δεύτερη έκδοση του XBONE στηριζόμενη σε νευροκανόνες από μετατροπή των συμβολικών κανόνων του αρχικού σε νευροκανόνες μέσω του εργαλείου HYMES. Εν συνεχεία δημιουργείται μια τρίτη έκδοση του συστήματος βασισμένη σε νευροκανόνες που δημιουργούνται μέσω του εργαλείου HYMES από ένα σύνολο εμπειρικών δεδομένων. 3. Δημιουργούνται επιπλέον εκδόσεις του παραπάνω συστήματος με το εργαλείο ACRES από τα ίδια δεδομένα. 4. Δημιουργείται μια τελευταία έκδοση του XBONE στο οποίο έχει επιτευχθεί ασαφοποίηση συγκεκριμένων μεταβλητών. 5. Τέλος, πραγματοποιείται σύγκριση των παραπάνω συστημάτων και αποκρυσταλλώνονται τα τελικά συμπεράσματα. / In medicine is often used ICT in order to help doctors to make diagnosis, especially in problems of differential diagnosis. Settlement methods based on Artificial Intelligence (ΑΙ) provide us the opportunity of standardization of medical knowledge and imaging ways of diagnosis procedures in specific areas of medicine. The A.I. group of CEID (Computer Engineering & Informatics Department) has developed a prototype of a medical intelligent/expert system for differential diagnosis of bone disorders (called XBONE), which is based on symbolic rules. This intelligent (expert) system is intended to be used as an advisory tool from orthopaedists. For knowledge representation used a hybrid language representation of rules, called ‘neurules’, which combines symbolic rules and neural units. The A.I. group has also developed a tool for creating intelligent systems based on the neurules (called HYMES). Finally, the same group has developed a tool for developing expert systems from data (called ACRES) which are based on rules with certainty factors. These expert systems are implemented in CLIPS. The aim of this thesis is : 1. The integration of XBONE, making it fully functional and reliable on bone diseases. We also create a web based version of it. 2. The development of a second version of XBONE based on neurules modifying symbolic rules to neurules via HYMES and the development of a third version with neurules which is created by empirical data. 3. The development of more versions using ACRES tool. 4. Finally, the comparison of above systems.

Τα τελευταία χρόνια, η ραγδαία αύξηση των χρηστών ασύρματης επικοινωνίας και η ολοένα και αυξανόμενη ζήτηση πιο αποδοτικών επικοινωνιών μεταξύ των χρηστών, έστρεψαν το ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας στην μελέτη πιο ευέλικτων ασύρματων δικτύων. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον προς αυτή την κατεύθυνση παρουσιάζουν τα Γνωστικά Συστήματα Ραδιοεπικοινωνιών (Cognitive Radios). Τα Γνωστικά Συστήματα είναι ευφυή συστήματα τα οποία έχουν την ικανότητα να αντιλαμβάνονται τα χαρακτηριστικά του περιβάλλοντος στο οποίο βρίσκονται και να προσαρμόζουν κατάλληλα τις παραμέτρους της μετάδοσης τους με στόχο πιο αξιόπιστες και πιο ευέλικτες επικοινωνίες. Ιδιαίτερο χαρακτηριστικό αυτών των συστημάτων είναι το γεγονός ότι μπορούν να συνυπάρξουν ταυτόχρονα δύο είδη χρηστών, οι κύριοι και οι δευτερεύοντες. Κύριοι είναι οι χρήστες οι οποίοι έχουν νόμιμη άδεια χρήσης μιας ζώνης συχνοτήτων από κάποια αρμόδια αρχή, ενώ δευτερεύοντες ονομάζονται οι χρήστες του δικτύου που δεν έχουν άδεια χρήσης κάποιας ζώνης συχνοτήτων αλλά υπό κατάλληλες συνθήκες μπορούν να χρησιμοποιήσουν κάποια ζώνη που ανήκει στους κύριους χρήστες. Η μετάδοση των δευτερευόντων χρηστών γίνεται με τέτοιο τρόπο (συχνότητα και χρόνο μετάδοσης), ώστε να μην δημιουργείται παρεμβολή στους κύριους χρήστες. Πρόσφατα, το ερευνητικό ενδιαφέρον στράφηκε προς την χαρτογράφηση κάποιον φαινομένων σε τέτοιου είδους συστήματα. Πιο συγκεκριμένα, με τον όρο χαρτογράφηση εννοούμε την μελέτη ενός φαινομένου, όπως για παράδειγμα της παρεμβολής ή του κέρδους του καναλιού όχι μόνο ως προς το χρόνο αλλά και ως προς το χώρο. Για παράδειγμα, στα γνωστικά συστήματα η χαρτογράφηση του καναλιού δίνει τη δυνατότητα στους δευτερεύοντες χρήστες ανά πάσα στιγμή να γνωρίζουν το πιθανό κανάλι επικοινωνίας προς όλα τα σημεία του χώρου που μελετούμε. Κάτι τέτοιο, λόγω της ιδιαιτερότητας αυτού του συστήματος, μπορεί να δώσει πολύτιμες πληροφορίες για τον τρόπο με τον οποίο μπορούν να εκπέμψουν οι δευτερεύοντες χρήστες έτσι ώστε να μην παρεμβάλλονται στην μετάδοση των κύριων χρηστών. Οι εργασίες που σχετίζονται με τα γνωστικά συστήματα μέχρι τώρα είχαν ως στόχο την μελέτη είτε της επισκίασης είτε της παρεμβολής που μετριέται σε ένα σημείο του χώρου. Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας, στόχος μας ήταν η μελέτη της μακροπρόθεσμης πρόβλεψης (long range prediction) ενός καναλιού σε ένα δίκτυο κινούμενων γνωστικών χρηστών, κάτι το οποίο δεν έχει μελετηθεί έως τώρα. Με τον όρο μακροπρόθεσμη πρόβλεψη καναλιού αναφερόμαστε στην εκτίμηση του καναλιού σε κάποια επόμενη χρονική στιγμή. Δεδομένου ότι το κανάλι επηρεάζεται τόσο από φαινόμενα μικρής όσο και από ευρείας κλίμακας στρέψαμε το ενδιαφέρον μας σε ένα ενοποιημένο μοντέλο καναλιού που περιλαμβάνει και τα δύο είδη εξασθένησης. Αυτή η μακροπρόθεσμη πρόβλεψη του χρονικά μεταβαλλόμενου καναλιού αποσκοπεί στην χαρτογράφηση των διαθέσιμων καναλιών στο χώρο αλλά και στο χρόνο, πληροφορία που μπορεί να φανεί πολύ χρήσιμη σε διάφορες εφαρμογές όπως αυτή της δρομολόγησης πακέτων πληροφορίας σε ένα δίκτυο, ή της κατανομής ενέργειας στα γνωστικά και σε άλλα ασύρματα συστήματα. Πιο συγκεκριμένα, στο κεφάλαιο 1, θα αναφερθούμε στις νέες τάσεις που ακολουθούνται στις ασύρματες επικοινωνίες. Αρχικά θα αναφερθούμε στις συνεργατικές επικοινωνίες και τις λεγόμενες συντονισμένες μεταδόσεις πολλαπλών σημείων ενώ στην συνέχεια θα επικεντρωθούμε στα γνωστικά δίκτυα και τις λειτουργίες που επιτελούν. Στο κεφάλαιο 2 θα περιγράψουμε με λεπτομέρεια τους μηχανισμούς διάδοσης των ηλεκρομαγνητικών κυμάτων και τα δύο βασικά είδη εξασθένησης που παραμορφώνουν το λαμβανόμενο σήμα στον δέκτη. Στη συνέχεια του κεφαλαίου αυτού θα περιγράψουμε διάφορα μοντέλα που περιγράφουν τα δύο είδη εξασθένησης και τέλος, θα παρουσιάσουμε ένα μοντέλο που τα συνδυάζει. Στο κεφάλαιο 3, θα παρουσιάσουμε ένα ενοποιημένο μοντέλο το οποίο συμπεριλαμβάνει τόσο τα μικρής όσο και τα μεγάλης κλίμακας φαινόμενα το οποίο θα υιοθετήσουμε στην συνέχεια στην πειρματική μας διαδικασία. Επιπλέον, θα παρουσιάσουμε τους λόγους για τους οποίους στρέψαμε την προσοχή μας στο εν λόγω θέμα. Στο κεφάλαιο 4 θα αναφερθούμε στην έννοια της χαρτογράφησης ενός φαινομένου σε ένα γνωστικό σύστημα και στην τρέχουσα βιβλιογραφία. Πιο συγκεκριμένα, θα κάνουμε μία ιστορική αναδρομή της χρήσης της χαρτογράφησης στα γνωστικά συστήματα. Ξεκινώντας από την χαρτογράφηση της παρεμβολής σε ένα δίκτυο και την χαρτογράφηση του φάσματος, θα επικεντρωθούμε στην χαρτογράφηση των φαινομένων ευρείας κλίμακας και ειδικά στην χαρτογράφηση της επισκίασης. Στο κεφάλαιο 5 θα μελετήσουμε την έννοια της εκτίμησης και παρακολούθησης καναλιού και θα επικεντρωθούμε σε παραμετρικά κανάλια. Στο τέλος του κεφαλαίου, θα διευρύνουμε την παρακολούθηση ενός καναλιού με την διαδικασία της μακροπρόθεσμης πρόβλεψης του κέρδους του καναλιού. Αυτή η επιπλέον γνώση της μακροπρόθεσμης πρόβλεψης σε συνδυασμό με διαδικασίες χωρικής παρεμβολής σε ένα γνωστικό σύστημα μπορεί να βελτιώσει πολύ τις συνθήκες μετάδοσης. Λόγω της ιδιαιτερότητας που παρουσιάζουν τα εν λόγω συστήματα κάθε επιπλέον μακροπρόθεσμη πληροφορία της κατάστασης του δικτύου μπορεί να βοηθήσει σε σημαντικές αποφάσεις κατανομής ισχύος ή μετάδοσης ώστε να ελαχιστοποιηθεί η παρεμβολή προς τους κύριους χρήστες. Στο κεφάλαιο 6 θα περιγράψουμε με λεπτομέρεια το πρόβλημα μακροπρόθεσμης πρόβλεψης με το οποίο ασχοληθήκαμε και θα παρουσιάσουμε μία σειρά από πειραματικά αποτελέσματα που σχετίζονται με την ποιότητα της πρόβλεψης του καναλιού κάτω από διαφορετικές συνθήκες. Τέλος, στο κεφάλαιο 7 θα αναφερθούμε στα συμπεράσματα που προέκυψαν από την συγκεκριμένη διπλωματική εργασία καθώς και σε κάποιες μελλοντικές κατευθύνσεις που παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον. Οι κατευθύνσεις αυτές σχετίζονται τόσο για το συγκεκριμένο αλγόριθμο που χρησιμοποιήσαμε όσο και με πιθανές εφαρμογές του. / In recent years, the use of wireless communication systems has rapidly increased along with the demand for more resource hungry applications. To support such demands, the research community has been focusing into new more efficient and more flexible communications techniques and systems. To this end, the so-called cognitive radio systems are of particular interest. In a cognitive system, the participating communication nodes are able of understanding the special characteristics of the surrounding environment and adjust, accordingly, their transmission parameters in order to achieve a reliable level of communication. An identifying element of such systems is the co-existence of two kinds of users, i.e. the primary and the secondary ones. The first are licensed users of a specific transmission band as opposed to the second, who are not licensed to use such a band, however under certain constraints and conditions they are allowed to. Their transmission is performed in an appropriate manner so as not to interfere with the primary users. Currently, there is an active research interest in the so-called cartography of certain phenomena that occur in the wireless medium used by systems like the cognitive ones. Specifically, the term cartography is used for the study of a phenomenon such as the gain of channel through time and space for any pair of points in a given region. This information could, for example, support the decision making procedure of a secondary user related to the selection of a transmission band to use for transmission, reducing in this way the produced interference level. The research efforts, so far, has been focusing on the cartography of either the shadowing phenomenon or the interference that is present at a particular point at space. In this master thesis, the main target is the study of long-range channel prediction algorithms in a cognitive network of mobile users that take into account both small and large scale fading. The phrase “long-range channel prediction” refers to the process of predict the value of the channel at a future time instant. In order to capture the twofold nature to fading, i.e. small and large scale one, a unifying channel model is adopted. This operation and the predicted information aim at providing the necessary tools in order to map the available channels into space as well as time. This information can be valuable in numerous applications such as routing of data packets and resource allocation. In more detail, chapter 1 is an introduction to wireless communications focusing on their history and the new directions that look to the future. Specifically, a description will be provided for the evolution of cellular and ad hoc wireless networks along with three new tendencies, i.e. cooperative communications, coordinated multipoint or transmissions and cognitive networks. In chapter 2, an introduction of the wireless medium for transmitting communications signals is presented. Specifically, at first, the propagation mechanisms of electromagnetic waves along with their two main sources of fading that distort signals will be provided. Then, appropriate models for the fading sources will be described which are useful for developing and evaluating communications algorithms. A unified model that incorporates both small and large-scale fading is presented in chapter 3. This model will be used later in this thesis during the experimental analysis. Moreover, a motivation of looking into this direction will be provided. In chapter 4, a bibliographic presentation of cartography will be presented. The chapter will start with a historical review of chartography. First, the focus will be on the mapping of interference and spectrum usage. Then, the focus will shift towards the mapping of large scale phenonena, especially, the mapping of shadowing. The estimation/tracking and prediction of wireless channels will be the main focus of chapter 5. Parametric channels and associated algorithms will be presented. Moreover, a long rage prediction algorithm, that is studied in this thesis, will be described in detail. This additional information combined with spatial interpolation techniques can, in general, be used to improve the transmission conditions in a cognitive system. This information, in such systems, can assist in decision making procedures related to power allocations and transmissions, so as to mitigate the interference among the users. The aforementioned synthesized channel model along with the long rage prediction problem that is studied in this thesis will be evaluated in chapter 6. In this chapter, exhaustive simulations have been conducted targeting the prediction performance under different propagation conditions. Finally, in chapter 7, the main conclusions drawn in this thesis along with some future research directions will be provided. The directions are related both with the specific algorithm that was studied and some possible applications.

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη και την κατασκευή ενός μονοφασικού αντιστροφέα Η5, ο οποίος χρησιμοποιείται ευρέως σε τοπολογίες αντιστροφέων χωρίς μετασχηματιστή για τη διασύνδεση φωτοβολταϊκών πλαισίων με το δίκτυο χαμηλής τάσης. Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Σκοπός της διπλωματικής αυτής εργασίας είναι να καταστεί σαφής η λειτουργία του αντιστροφέα Η5 μέσω της θεωρητικής ανάλυσής του. Ακόμη, σκοπός της εργασίας αυτής είναι να γίνει κατανοητός ο λόγος για τον οποίο ο αντιστροφέας Η5 βρίσκει μεγάλη εφαρμογή και προτιμάται έναντι άλλων τοπολογιών αντιστροφέων στα φωτοβολταϊκά συστήματα ισχύος της τάξης των 5-20 kW. Αρχικά, παρουσιάζεται η ανάγκη εκμετάλλευσης της ηλιακής ενέργειας και περιγράφονται εν συντομία τα φωτοβολταϊκά στοιχεία που αποτελούν καθοριστικό ρόλο στον τομέα αυτό. Στη συνέχεια, περιγράφονται τα φωτοβολταϊκά συστήματα, οι τρόποι διασύνδεσής τους με το δίκτυο χαμηλής τάσης καθώς και οι τοπολογίες αντιστροφέων χωρίς μετασχηματιστή. Ακολούθως, παρατίθεται η θεωρητική ανάλυση και η προσομοίωση του αντιστροφέα Η5 καθώς και η σύγκρισή του με την τοπολογία πλήρους γέφυρας. Τέλος, αναλύεται η διαδικασία υλοποίησης κάθε σταδίου του μονοφασικού αντιστροφέα τύπου Η5 και παρατίθενται παλμογραφήματα και μετρήσεις που προέκυψαν από τα πειράματα που διενεργήθηκαν μετά την ολοκλήρωση της κατασκευής σε εργαστηριακό περιβάλλον. / This thesis deals with the design and construction of a single-phase H5 inverter, which is widely used in transformerless inverter topologies to interconnect PV modules to the low voltage grid. The study was prepared in the Laboratory of Electromechanical Energy Conversion, Department of Electrical and Computer Engineering, University of Patras. The aim of this thesis is to clarify the operation of the H5 inverter through theoretical analysis. Moreover, the aim of this work is to illustrate the reason why the H5 inverter finds wide application and is preferred over other transformerless inverter topologies in photovoltaic power systems in the range of 5-20 kW. Initially, is presented the need to exploit solar energy and are described shortly PV modules which form a key role in this area. Then, takes place a description of photovoltaic systems, the interconnection ways to the low voltage grid as well different transformerless topologies. Thereafter,is presented the theoretical analysis and simulation of H5 inverter and its comparison with the full-bridge topology. Finally, is analyzed the implementation process of every step of the single-phase H5 inverter,while some graphs and measurements obtained from the experiments carried out after the copletion of H5 inverter's construction in a lab environment are cited.

Στην παρούσα εργασία ασχοληθήκαμε με την παρατηρησιμότητα σε μη-γραμμικά συστήματα, αφού πρώτα εξετάσαμε τα γραμμικά συστήματα μέσω μίας γεωμετρικής προσέγγισης. Αρχικώς, ασχοληθήκαμε με την παρατηρησιμότητα affine συστημάτων υπό τμηματικά σταθερές εισόδους. Στη συνέχεια μελετήσαμε τα ίδια συστήματα υπό διαφορίσιμες εισόδους. Κατόπιν, αποδείξαμε ένα θεώρημα που θέτει ένα άνω φράγμα στο πλήθος των Lie παραγωγίσεων της συνάρτησης εξόδου. Τέλος, εξετάσαμε τη μη-γραμμική μη-παρατηρησιμότητα σε γενικότερες κατηγορίες μη-γραμμικών συστημάτων με χρήση γραμμικών μεθόδων και logic dynamic approach. / This thesis is focused on the problem of observability in non-linear systems. A brief examination of linear systems via a geometric approach is initially given. First, observability of affine systems under piecewise constant controls is examined. Second, the same examination is repeated for the same systems under differentiable inputs. Moreover, a theorem that sets an upper bound on the number of Lie derivatives of the output functions is proved and explained. Finally, the non-linear unobservability of non-linear systems in general is presented under the scope of linear methods and logic dynamic approach.

Τα σύγχρονα πληροφοριακά συστήματα μάθησης τα οποία υποστηρίζουν εξ’ αποστάσεως εκπαίδευση, επιτρέπουν τη συστηματική διαχείριση του εκπαιδευτικού υλικού και υποστηρίζουν τις εκπαιδευτικές διαδικασίες των μαθημάτων. Τα συστήματα αυτά έχουν λειτουργικότητες όπως: η ανάρτηση ψηφιακού υλικού, η διεξαγωγή συζητήσεων, η ανάρτηση ασκήσεων-εργασιών, η πραγματοποίηση εξετάσεων και πολλές άλλες. Στόχος της συγκεκριμένης εργασίας είναι η διερεύνηση του χώρου των συστημάτων μάθησης τα οποία υποστηρίζουν εξ’ αποστάσεως εκπαίδευση καθώς επίσης και η παρουσίαση και η εφαρμογή μεθόδου αξιολόγησης τους, αξιολογώντας τα συστήματα σύμφωνα με μια λίστα λειτουργικών απαιτήσεων. Στο 1ο κεφάλαιο της διπλωματικής εργασίας γίνεται μια περιγραφή των βασικών εννοιών της εξ’αποστάσεως εκπαίδευσης καθώς επίσης και έννοιες που αφορούν τα συστήματα υποστήριξης μάθησης όπως:CBT, VLE, LMS, LCMS, CMS, Mobile Learning. Στο 2ο κεφάλαιο γίνεται μια επισκόπηση του χώρου των Συστημάτων Μάθησης Learning Course Management Systems (LCMS). Συγκεκριμένα γίνεται μία καταγραφή των χαρακτηριστικών των πιο δημοφιλών συστημάτων τόσο των εμπορικών όσο και των συστημάτων ανοικτού κώδικα με τη χρήση ενός κοινού template όπου καταγράφονται τα εξής στοιχεία: Κατασκευαστής, Σύντομη περιγραφή Λογισμικού, Πλεονεκτήματα (Δυνατά Σημεία ), Μειονεκτήματα (Αδυναμίες, Ελλείψεις), Πελατολόγιο, Τρέχουσα Έκδοση έτσι ώστε να μπορεί κάποιος εύκολα να τα συγκρίνει και να τα αξιολογήσει. Στο 3ο κεφάλαιο πραγματοποιείται ανάλυση απαιτήσεων ενός σύγχρονου συστήματος μάθησης έτσι ώστε να μπορεί να εφαρμοστεί η μεθοδολογία αξιολόγησης σε μια λίστα από χαρακτηριστικά-απαιτήσεις για τα συστήματα που παρουσιάζονται στο κεφάλαιο 2. Στο 4ο κεφάλαιο παρουσιάζεται η μεθοδολογία Αξιολόγησης των συστημάτων μάθησης η οποία στηρίζεται στη θεωρία της ασαφούς λογικής. Η συγκεκριμένη μεθοδολογία εφαρμόστηκε σαν μελέτη περίπτωσης για την αξιολόγηση συστημάτων εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων προκειμένου να βρεθεί το πλέον κατάλληλο σύστημα για τις ανάγκες του Ελληνικού Ανοικτού Πανεπιστημίου. Τέλος στο κεφάλαιο 5 πραγματοποιείται η εφαρμογή της μεθοδολογίας αξιολόγησης μεταξύ των συστημάτων μάθησης και παρουσιάζονται τα αποτελέσματα- συμπεράσματα που εξάγονται από την εφαρμογή της μεθόδου ενώ στο τελευταίο κεφάλαιο (6ο ) παρουσιάζονται τα συμπεράσματα της εργασίας. / Modern learning information systems are designed to support distance education and have many features to support learning sequence such as: management of educational material, tools for uploading projects in several kinds (documents, multimedia files), many kinds of quizzes, grades management, forums, reports wiz and many others. The aim of this master thesis is the investigation of available learning course management systems(LCMS), requirements analysis for LCMS and presentation and implementation of an evaluation methodology for LCMS based on a requirements list. In the first chapter of this thesis, we describe the basic concepts and definitions of e-Learning, as well as concepts relating to learning support systems such as: CBT(Computer Based Training), VLE(Virtual Learning Environment), LMS(Learning Management Systems), LCMS(Learning Course Management Systems), CMS (Course Management Systems), Mobile Learning etc. The second chapter contains an investigation in the area of Learning Course Management Systems (LCMS). We used a common template in order to describe the features of the most popular LCMS (either Open Source or Commercial). The template contains features like: Small Description of any LCMS (Software Manufacturer and History, Active Users and Installations, Database Requirements, Web Server, Manufacturer Clients, Current Stable Version), Strengths of the Software, Weaknesses of the Software, Available Mobile Version. This features have been chosen in order to become easy the comparison and after that the evaluation of the systems. The third chapter contains requirements analysis of a modern learning course management system so that the evaluation methodology can be applied to a specified list of features-requirements for the systems presented in chapter 2. In the fourth chapter there is the presentation of the evaluation methodology which uses a multicriteria technical analysis which belongs to the field of methods of Multi-Criteria Group-based Decision Making Techniques, while uses methods of (intuitionistic) fuzzy logic. This method exports the results using a technique TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution). In this chapter there is the theoretical description of the methodology which has been implemented as a case study for evaluating learning management systems in order to find the most suitable system for the needs of the Hellenic Open University(HOU). In Chapter 5 we will find the implementation steps of the methodology in order to exclude the most suitable LCMS for HOU and the final results(list of Systems). We will also find the conclusions of the implementation of this method. Finally the last chapter (6th) presents the final conclusions of the whole thesis and the added value this thesis offers in this field of research .

Η πληροφοριακή υπερφόρτωση των χρηστών αποτελεί βασικό πρόβλημα ενός οργανισμού. Η συσσώρευση μεγάλου όγκου πληροφορίας στα πληροφοριακά συστήματα, προκαλεί στους χρήστες άγχος και υπερένταση, με αποτέλεσμα να δυσχεραίνει την ικανότητά τους για λήψη αποφάσεων. Λόγω αυτού, η επίδραση της πληροφοριακής υπερφόρτωσης στους οργανισμούς είναι καταστροφική και απαιτείται η αντιμετώπισή της. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι αντιμετώπισης της πληροφοριακής υπερφόρτωσης όπως τα συστήματα υποστήριξης λήψης αποφάσεων, τα συστήματα φιλτραρίσματος πληροφορίας, οι αποθήκες δεδομένων και άλλες τεχνικές της εξόρυξης δεδομένων και της τεχνητής νοημοσύνης, όπως είναι οι ευφυείς πράκτορες. Οι ευφυείς πράκτορες αποτελούν εφαρμογές που εφάπτονται της τεχνικής νοημοσύνης, οι οποίες έχουν την ικανότητα να δρουν αυτόνομα, συλλέγοντας πληροφορίες, εκπαιδεύοντας τον εαυτό τους και επικοινωνώντας με τον χρήστη και μεταξύ τους. Συχνά, υλοποιούνται πολυπρακτορικά συστήματα προκει-μένου να επιλυθεί ένα πρόβλημα του οργανισμού. Στόχος τους είναι να διευκολύνουν τη λήψη αποφάσεων των χρηστών, προτείνοντας πληροφορίες βάσει των προτιμήσεών τους. Ο σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι να αναλύσει σε βάθος τους ευφυείς πράκτορες, σαν μία αποτελεσματική μέθοδο αντιμετώπισης της πληροφοριακής υπερφόρτωσης, να προτείνει πειραματικούς πράκτορες προτά-σεων και να εξετάσει επιτυχημένες υλοποιήσεις. Συγκεκριμένα, παρουσιάζεται ένα ευφυές σύστημα διδασκαλίας για την ενίσχυση του e-Learning/e-Teaching, προτείνεται ένα σύστημα πρακτόρων για τον οργανισμό Flickr, ενώ εξετάζεται το σύστημα προτάσεων του Last.fm και ο αλγόριθμος προτάσεων του Amazon. Τέλος, αναλύεται μια πειραματική έρευνα ενός ευφυούς πράκτορα προτάσεων, ο οποίος αντιμετώπισε με επιτυχία την αντιληπτή πληροφοριακή υπερφόρτωση των χρηστών ενός θεωρητικού ηλεκτρονικού καταστήματος. Τα αποτελέσματα του πειράματος παρουσίασαν την επίδραση της αντιληπτής πληροφοριακής υπερφόρτωσης και του φορτίου πληροφορίας στην ποιότητα επιλογής, στην εμπιστοσύνη επιλογής και στην αντιληπτή αλληλεπίδραση μεταξύ ηλεκτρονικού καταστήματος και χρήστη, ενώ παρατηρήθηκε η καθοριστική συμβολή της χρήσης των ευφυών πρακτόρων στην αντιμετώπιση της πληροφοριακής υπερφόρτωσης. / -

Στην παρούσα διπλωματική εργασία γίνεται μια προσπάθεια αντικειμενοποίησης και μοντελοποίησης του μετεγχειρητικού πόνου συνεπεία προγραμματισμένων ορθοπαιδικών επεμβάσεων στην άρθρωση του γόνατος με την βοήθεια εργαλείων μηχανικής μάθησης. Σκοπός της εν λόγω μοντελοποίησης είναι η δημιουργία ενός ευφυούς συστήματος αξιολόγησης και εκτίμησης του μετεγχειρητικού πόνου και η εξέταση της υπόθεσης του κατά πόσο η χρήση ως παραμέτρου μιας αντικειμενικής τιμής όπως αυτή που προέρχεται από την καταγραφή των σωματοαισθητικών προκλητών δυναμικών μπορεί να επηρεάσει την ακρίβεια του συστήματος μας. Συγκεκριμένα χρησιμοποιήθηκαν παράμετροι από το ιστορικό του ασθενούς, τα σωματομετρικά του χαρακτηριστικά, τα δεδομένα του χειρουργείου και της αναλγησίας που δόθηκε σε αυτό, η αυτοαξιολόγηση του ίδιου του ασθενούς μέσω της κλίμακας αυτοαξιολόγησης του πόνου NRS και τέλος αυτό που διαφοροποιεί την παρούσα διπλωματική είναι η προσπάθεια συσχέτισης μιας αντικειμενικής παραμέτρου που τα τελευταία χρόνια έχει συσχετιστεί με τον πόνο, αυτή των σωματοαισθητικών προκλητών δυναμικών. / In this paper we made an attempt of objectification and modeling of postoperative pain as a result of planned orthopedic surgery in the knee joint with the help of machine learning tools. The purpose of this modeling is to create an intelligent system evaluation and assessment of postoperative pain and the case is whether the use as an objective parameter value as derived from the recording of somatosensory evoked potentials may affect the accuracy of the system our. Specific parameters used by the patient's history, the anthropometric characteristics, data of surgery and analgesia given to this, self-evaluation of the patient using the scale of self-assessment of pain NRS and finally what differentiates this thesis is the attempt correlation of an objective parameter in recent years has been associated with pain, that of somatosensory evoked potentials.

Κεντρικό σημείο αναφοράς της διατριβής είναι η σύγχρονη πόλη, στο υπέδαφος της οποίας σώζονται αρχαιολογικά στρώματα. Η ανακάλυψή τους κάτω από τον ενεργό οικιστικό ιστό καθώς και η αρχαιολογική έρευνα που ακολουθεί θεωρούνται από πολλούς αιτία ανάσχεσης της κατασκευαστικής και αναπτυξιακής διαδικασίας. Ωστόσο, εδώ υποστηρίζεται ότι η ύπαρξη αρχαιολογικού υποστρώματος στην πόλη αποτελεί ένα από τα συγκριτικά πλεονεκτήματα της αναπτυξιακής της προοπτικής. Προς τούτο η ερευνητική μεθοδολογία χρησιμοποιεί ποιοτικά και ποσοτικά δεδομένα, ενώ ως μελέτη περίπτωσης επιλέγεται το Σχέδιο Πόλεως των Πατρών. Αρχικά η έρευνα βασίζεται στην αρχειακή και βιβλιογραφική επισκόπηση και στη διεξαγωγή δομημένων συνεντεύξεων με ειδικούς επιστήμονες. Στη συνέχεια, γίνεται χρήση της τεχνολογίας των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών και της Στατιστικής για τη δημιουργία βάσης δεδομένων, την ψηφιακή επεξεργασία της, την παραγωγή και δημιουργία προγνωστικών μοντέλων και την ανάδειξη της στατιστικής σχέσης της πολεοδομικής με την αρχαιολογική πληροφορία. Από τα αποτελέσματα, αποδεικνύεται ότι είναι δυνατή η κατασκευή μοντέλου πρόβλεψης της πιθανολογούμενης ύπαρξης αρχαίων σε μια πόλη, αλλά και του πιθανολογούμενου βάθους εντοπισμού τους, βασισμένη στην καταγραφή και επεξεργασία της πολεοδομικής και αρχαιολογικής πληροφορίας, που προέρχεται από τις εκσκαφές 5 συνεχόμενων ετών, ακόμα κι αν δεν γνωρίζει κανείς ή δεν λαμβάνει υπόψη τίποτε άλλο από την ιστορία της πόλης αυτής. Χρησιμοποιώντας αρχαιολογικές παραμέτρους σε συνδυασμό με πολεοδομικά δεδομένα είναι δυνατόν να κατασκευαστούν εξειδικευμένα μοντέλα, που μπορούν να αποτυπώσουν τις επιπτώσεις του αρχαιολογικού υποβάθρου μιας πόλης στις τρέχουσες λειτουργίες της και το αντίθετο. Τα αποτελέσματα αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν τόσο σε επιχειρησιακό επίπεδο, στην άσκηση της αρχαιολογικής έρευνας και της παρακολούθησης της οικοδομικής δραστηριότητας στην πόλη, όσο και ως συμβολή σε μια ευρύτερη διερεύνηση για τη θέση της πολιτιστικής κληρονομιάς στη διαμόρφωση και προβολή της σύγχρονης πόλης. / The dissertation focuses on the contemporary city located on top of archaeological strata. Archaeological remains underneath, as well as their investigation, are considered by many as an obstacle towards the construction and development process. However, it is assumed here that the archaeological remains (below modern cities) consist a comparative advantage towards development. To justify this, qualitative and quantitative research methodology has been employed while the Town Plan of Patras, Greece is used as a case-study. Initially, an archive and literature survey takes place and structured interviews with field experts are conducted. Next, Geographical Information Systems and Statistics are applied for data processing and predictive modeling. Eventually, predictive models of the potential existence of archaeological sites and their expected depth are constructed, based on data from the excavations and the ground disturbance actions of 5 consecutive years. It becomes apparent that the results differ within the built and the unbuilt zones of a town. Using archaeological and urban parameters the impact of the archaeological background, over modern urban functions can be modeled and assessed. Moreover, the outcomes may be used by those involved in making and evaluating policies for the management of cultural heritage within planning.