Máte zájem přidat témata dizertací do této kategorie? Napište, prosím, na info@martinvita.eu.

Přehled institucí:

• Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií VUT
• Fakulta strojní VŠB-TUO

Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií VUT

Modelování a analýza kyber-fyzikálního systému s lidským operátorem

Školitel: doc. Ing. Zdeněk Bradáč, Ph.D.

Obor: Kybernetika, automatizace a měření

Anotace: Výzkum v oblasti eliminace vlivu poruch vnesených do řízení lidským operátorem z důvodu biofyzikálních vlastností člověka. Výzkum bude zaměřen zejména na měření a modelování pohybu horní končetiny v souvislosti s ovládáním kyberfyzikálního systému prostřednictvím elektro-mechanického elementu s cílem nalézt metodu pro oddělení aktivní složky pohybu od poruchy způsobené například svalovým kmitáním a následně navrhnout metodu eliminace poruchy. Součástí výzkumu bude i kvantifikace míry přínosu výcviků, tedy posouzení vlivu neuro-muskulárního subsystému na schopnost operátora realizovat pohyb s minimální poruchovou složkou. Pro ověření modelu a navržených metod bude využito leteckých simulátorů poskytnutých spolupracujícím pracovištěm (UNOB).

Algoritmy NMPC pro řízení střídavých elektrických pohonů

Školitel: prof. Ing. Pavel Václavek, Ph.D.

Obor: Kybernetika, automatizace a měření

Anotace: Téma je zaměřeno na vývoj pokročilých algoritmů řízení střídavých elektrických pohonů. V rámci jeho řešení se doktorand seznámí s algoritmy nelineárního prediktivního řízení. Následně bude výzkum orientován na analýzu chování NMPC algoritmů pro systémy s rychlou dynamikou a jejich výpočetní optimalizaci s cílem praktické implementace algoritmů v řídicích systémech pohonů. Řešení tématu bude probíhat v návaznosti na národní a mezinárodní projekty realizované ve spolupráci s aplikační sférou.

Optimální řízení průmyslových robotických systémů

Školitel: doc. Ing. Zdeněk Bradáč, Ph.D.

Obor: Kybernetika, automatizace a měření

Anotace: Navrhněte novou metodu optimálního řízení průmyslových robotických systémů s ohledem na energetickou náročnost a časovou dosažitelnost obslužnosti robotického průmyslového systému. Novou metodu optimálního řízení navrhněte s ohledem na požadavky komplexních automatizačních systémů koncipovaných jako slučitelné s požadavky Průmysl 4.0. Vytvořte model robotického systému, namodelujte fyzikálně-technický stav a demonstrujte přínosy optimálního řízení nově navržené řídící metody. Orientujte se na výzkum nové metody pro „Energy-optimal movements“ u průmyslových robotů. Téma v kooperací s VUT FSI.

Metody pro vibrodiagnostiku strojů s nerotačním pohybem

Školitel: doc. Ing. Petr Beneš, Ph.D.

Obor: Kybernetika, automatizace a měření

Anotace: Téma je zaměřeno na výzkum metod a algoritmů pro vibrační diagnostiku nerotačních strojů, zejména na metody pro diagnostiku stavu ložisek a převodovek pracujících v nestacionárních podmínkách. Výzkum bude zaměřen na identifikaci praktických omezení dosud používaných metod a možnosti jejich modifikace, případně kombinace těchto metod pro dosažení vyšší přesnosti odhadu stavu částí mechanických systémů. Kromě teoretické práce se předpokládá i praktická implementace těchto algoritmů a jejich ověření na vhodném modelu.

Využití ultrazvukových metod pro diagnostiku

Školitel: doc. Ing. Petr Beneš, Ph.D.

Obor: Kybernetika, automatizace a měření

Anotace: Téma je zaměřeno na výzkum metod a algoritmů pro charakterizaci ultrazvukových senzorů a ultrazvukových zdrojů. Pozornost bude zaměřena na nalezení vztahu mezi elektrickou a mechanickou frekvenční odezvou ze snímačů a zdrojů za různých pracovních podmínek. Cílem práce je implementace nových metod a algoritmů pro kalibraci ultrazvukových senzorů a lokalizaci více ultrazvukových zdrojů nebo reflexních objektů v tuhém, kapalném i plynném prostředí.

Samočinně se nastavující regulátory elektrických pohonů

Školitel: doc. Ing. Petr Blaha, Ph.D.

Obor: Kybernetika, automatizace a měření

Anotace: Téma se soustředí na oblast automatického řízení zabývající se návrhem samočinně se nastavujících regulátorů pro elektromechanické systémy. Cílem je návrh identifikačních experimentů vedoucích k získání modelu, na který se následně automaticky navrhne požadovaný regulátor, případně regulátory. Po analýze existujících řešení bude věnována pozornost vícehmotovým systémům s pružnými vazbami, kde současná řešení někdy selhávají. Výsledkem budou algoritmy identifikace a návrhu regulátoru, odzkoušené v simulacích v prostředí Matlab Simulink / Modelica a jejich následná implementace a ověření na reálných hardwarových prostředcích a na skutečných pohonech.

Modelování speciálních bezpečnostních funkcí s ohledem na průmyslový Ethernet

Školitel: Ing. Radek Štohl, Ph.D.

Obor: Kybernetika, automatizace a měření

Anotace: Téma je zaměřeno výzkum nových modelů speciálních bezpečnostních funkcí pro funkční bezpečnost strojů, ale taky do oblasti procesní bezpečnosti. Cíle práce spočívají v důkladné analýze současných dostupných modelů bezpečnostních funkcí, zkoumání vlivu komunikačních prostředků, především průmyslového Ethernetu. Na základě provedené analýzy student navrhne nové modely a bude vyvíjet nové algoritmy pro verifikaci příslušných bezpečnostních logických funkcí bezpečnostních prvků pro stroje a bezpečnost procesů. Řešení tématu bude probíhat v návaznosti na národní a mezinárodní projekty realizované ve spolupráci s aplikační sférou.

Analýza a modelování přenosu digitální televize ve standardu ATSC 3.0

Školitel: Ing. Ladislav Polák, Ph.D.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Třetí generace standardu Advanced Television Systems Committee (ATSC 3.0) představuje výrazné technické vylepšení (např. LDM multiplexing, komunikační technologií MIMO) a velkou flexibilitu systémových parametrů (např. vyšší M-stavová modulace). Téma doktorské práce je zaměřeno na základní analýzu zpracování přenosu signálů terestrické digitální televize třetí generace ATSC 3.0. Předpokladem úspěšné analýzy je vytvoření vhodného simulačního modelu, který uvažuje i vícecestné šíření signálu a selektivní úniky, a dále nastavitelné parametry jednotlivých bloků vysílacího a přijímacího systému. Předpokládá se i verifikace teoretických (simulačních) výsledků pomocí experimentálního měření v laboratoři pomocí softwarového rádia (SDR-USRP). Cílem práce je stanovení vlivu systémových parametrů na dosaženou chybovost (BER) a kvalitu přenosu.

Elektronicky řiditelné oscilátory vyšších a neceločíselných řádů

Školitel: Ing. Roman Šotner, Ph.D.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Výzkum je zaměřen na modelování, simulace a experimentální ověřování obvodových realizací harmonických oscilátorů vyšších řádů a generátorů neharmonického průběhu pro struktury fyzické vrstvy komunikačních systémů základního a mezifrekvenční pásma. Úkolem je zjistit, jaké vlastnosti a aplikační možnosti nabízí obvody vyšších řádů než 3 či obvody popsané diferenciálními rovnicemi neceločíselných řádů. Pozornost bude soustředěna zejména na kmitočtovou laditelnost, fázové a modulové relace mezi generovanými amplitudami a vhodnou stabilizaci amplitudy. Součástí práce je detailní popis generace signálů pomocí lineárních a nelineárních matematických operací, které jsou umožněny použitím analogových obvodových prvků s konstantním fázovým posuvem mezi budicí veličinou a odezvou.

Analýza stochastických změn parametrů propojovacích struktur

Školitel: prof. Ing. Lubomír Brančík, CSc.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Cílem projektu je rozpracovat metodiku analýzy stochastických změn parametrů propojovacích struktur elektronických soustav na bázi teorie stochastických diferenciálních rovnic (SDR). Předmětem práce bude jednak aplikace obyčejných SDR, vhodných pro popis modelů se soustředěnými parametry, jednak studium využitelnosti parciálních SDR, vhodných pro spojité modely založené na telegrafních rovnicích. Očekává se zobecnění některých navržených postupů pro analýzu hybridních elektronických soustav na základě stochastických algebro-diferenciálních rovnic (SADR). Efektivnost navržených metod bude vyhodnocena srovnáním se standardními statistickými přístupy jako je metoda Monte Carlo. U uchazeče se předpokládá zájem o aplikovanou matematiku a programování v prostředí Matlab.

Moderní mikrovlnné systémy pro kosmickou komunikaci

Školitel: prof. Ing. Miroslav Kasal, CSc.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: V současné době jsou k disposici nové zajímavé MIO na bázi GaN, diskrétní prvky a nové materiály, které umožňují řešení mikrovlnných částí pozemního i kosmického segmentu satelitních systémů na nových principech. Jedná se zejména o anténní ozařovače s integrovanými nízkošumovými zesilovači, výkonové zesilovače, kvadraturní frekvenční konvertory, lokální oscilátory s malým fázovým šumem, frekvenční filtry, frekvenční syntezátory, modulátory a demodulátory. Součástí projektu bude studie možností využití, rozbor parametrů a konkrétní návrhy jednotlivých částí satelitního komunikačního řetězce.

Aktivní prvky v perspektivních třídách pro telekomunikační aplikace

Školitel: Ing. Tomáš Urbanec, Ph.D.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Cílem projektu je řešení zesilovačů v perspektivních třídách E, F, G a dalších na mikrovlnných kmitočtech. Tyto třídy umožňují zlepšovat množství parametrů standardních obvodů, jako jsou účinnost, intermodulační odolnost a další, v závislosti na konkrétní aplikaci. Změny parametrů se dosahuje manipulací s harmonickými kmitočty budícího signálu. Práce se zaměří také na návrh vhodných výstupních obvodů, realizujících manipulaci harmonických kmitočtů. V průběhu práce bude potřeba obvody simulovat, provádět realizace vybraných konstrukcí i zavést vhodnou metodiku měření pro použití u těchto obvodů.

Pokročilé modely EMC filtrů

Školitel: Ing. Jiří Dřínovský, Ph.D.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Cílem projektu je prozkoumat vlastnosti jedno-fázových odrušovacích filtrů EMC s neurčitým impedančním zakončením, analyzovat nejhorší možné případy (nejmenší vložný útlum) při použití těchto druhů filtrů a analyzovat různé měřicí systémy (asymetrický, symetrický apod.) a jejich vliv na hodnoty vložného útlumu. Dosažené výsledky by měly být podpořeny řadou širokopásmových měření vlastností zkoumaných filtrů. Součástí projektu by mělo být i vytvoření vhodných matematických modelů, které budou respektovat parazitní vlastnosti odrušovacích filtrů.

Stanovení limitů pro kvalitativní přenosové parametry optických bezkabelových komunikací

Školitel: Ing. Lucie Hudcová, Ph.D.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Práce je zaměřená na studium atmosférické turbulence, která je významným faktorem ovlivňujícím vlastnosti optického záření v celém jeho spektru. Práce sestává s detailní analýzy turbulentního prostředí, studia horizontálních a vertikálních modelů atmosféry a návrhu vlastní metodiky kvantifikace míry turbulence s ohledem na potřeby optické bezkabelové komunikace.

Pokročilé ultrazvukové senzory pro měření vzdálenosti

Školitel: prof. Dr. Ing. Zdeněk Kolka

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Cílem projektu je hledání nových metod pro zdokonalení ultrazvukových senzorů pro měření vzdálenosti používaných v automobilovém průmyslu. Současným trendem je zvyšování rozsahu měřitelné vzdálenosti (jak minimální tak maximální), možnost využití kódů a měření několika senzory současně (každý senzor je vybaven jiným kódem a rozlišení přijímaného odraženého signálu je provedeno na základě detekce přijatých kódů), adaptivní metody využívající měření parametrů použitých ultrazvukových senzorů a optimalizace systému na základě aktuálních parametrů senzoru a pokročilé metody diagnostiky.
Školitel specialista: doc. Dr. Ing. Pavel Horský, ON Design Czech

Zařízení pro sběr elektrické energie na bázi bezolovnaté piezoelektrické keramiky

Školitel: doc. Ing. Petr Sedlák, Ph.D.

Obor: Fyzikální elektronika a nanotechnologie

Anotace: Práce se bude zabývat návrhem, výrobou a optimalizací piezoelektrických zařízení pro sběr energie. Hlavní část práce je zaměřena na bezolovnaté piezoelektrické materiály typu BCZT, KNN a BNKT. Sekundárním cílem bude návrh elektronických obvodů ve snaze získat maximální účinnost přenosu mechanické energie na energii elektrickou uloženou v elektrickém či elektrochemickém rezervoáru (kondenzátor, baterie/superkondenzátor). Dále se bude práce zabývat návrhem a vývojem vhodných metod pro testování a vyhodnocování parametrů u těchto energy harvesterů.

Návrh mikrosystémů využitelných v oblasti chytrých měst

Školitel: doc. Ing. Pavel Šteffan, Ph.D.

Obor: Mikroelektronika a technologie

Anotace: Cílem práce je návrh a aplikace nových mikroelektronických obvodů využitelných v systému chytrých měst. Práce bude zaměřena na využití nových obvodových principů umožňujících snížení spotřeby těchto systémů.

Perspektivní technologie pro termoelektrické generátory

Školitel: prof. Ing. Jaroslav Boušek, CSc.

Obor: Mikroelektronika a technologie

Anotace: Termoelektrické generátory mohou využívat teplotních gradientů z přírodních zdrojů nebo teplotních gradientů při zpracování odpadního tepla. Tyto tepelné toky jsou hojné, předvídatelné a v omezeném časovém intervalu stabilní takže mohou posloužit jako spolehlivý zdroj energie v mnoha aplikacích. Malé napětí dosažitelné v jednom termoelementu vyžaduje integraci extrémně velkého počtu termočlánků nebo Peltiérových článků v jednom systému a jejich napojení na měniče pracující s extrémně malým napětím. Masovou produkci těchto systémů umožní využití organických polovodičů a tiskařských technologií.

LDPC kódy

Školitel: Ing. Pavel Šilhavý, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Práce bude věnována analýze stávajících systémů protichybového zabezpečení v drátových i bezdrátových přenosových systémech a návrhu alternativních přístupů protichybového zabezpečení s využitím LDPC (Low Density Parity Check) kódů. Cílem práce bude zejména uplatnění nových kódů a přístupů namísto stávajících, které zpravidla využívají CRC a RS kód s prokládáním. Na základě analýz budou navrženy přístupy řešení realizace těchto systémů.

Detekce a sledování více objektů zachycených několika kamerami

Školitel: doc. Ing. Kamil Říha, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Automatická detekce a sledování objektů ve videosekvencích zachycených několika kamerami je důležitým problémem v zabezpečovacích systémech. Cílem této práce je studium a návrh metod pro detekci a sledování neznámého počtu mobilních objektů v několika videosekvencích zachycených několika kamerami s využitím technik statistického zpracování signálů založených na statistice náhodných konečných množin. Důležitým aspektem této práce je modelování objektů a jejich pohybu. Řešení bude probíhat ve spolupráci s prof. F. Hlawatschem z vídeňské technické univerzity.

Sledování pohybu arteriální stěny pomocí sekvenčního bayesovského odhadu

Školitel: doc. Ing. Kamil Říha, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Téma je zaměřeno na analýzu pohybu arteriální stěny pomocí návrhu nové metodiky pro detekci a sledování význačných bodů umístěných na arteriální stěně v ultrazvukové videosekvenci. Tato nová metodika bude založena na statistických (bayesovských) modelech chování význačných bodů a na odpovídajících technikách pro více-objektové sledování. Metoda umožní modelování s využitím strukturálních vlastností chování význačných bodů a charakteristik těchto vlastností z měřených dat. Řešení bude probíhat ve spolupráci s prof. F. Hlawatschem z vídeňské technické univerzity.

Hledání elektrofyziologických a zobrazovacích markerů pro záchyt prodromálního stádia Parkinsonovy nemoci a demence s Lewyho tělísky

Školitel: Ing. Jiří Mekyska, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Elektroencefalografie hodnotí spontánní elektrickou aktivitu mozku pomocí elektrod nalepených na kůži ve vlasaté části hlavy. Specifické změny na elektroencefalogramu (EEG) odliší pacienty s demencí s Lewyho tělísky (DLB) a s demencí při Parkinsonově nemoci (PN) od zdravých kontrol a od pacientů s Alzheimerovou nemocí. V současnosti lze sledovat i změny EEG signálu v různých frekvenčních pásmech v čase a v prostoru, tj. sledovat např. frekvenci specifických EEG mikrostavů v čase. Tato metoda zatím nebyla použita u pacientů s PN/DLB, ale lze se domnívat, že by mohla časně odhalit pacienty v riziku halucinací a fluktuací kognitivních funkcí. Transkraniální sonografie (TCS) je v medicíně hojně využívanou metodou založenou na Dopplerovském principu, používá se např. k zobrazení toku krve v cévách, zobrazení orgánů v dutině břišní nebo pro zobrazení funkce srdce. Pomocí TCS lze zobrazit (přes tzv. temporální okno) i některé struktury mozku. Hyperechogenita v oblasti šedého jádra mezimozku souvisí s ukládáním železa v této podkorové mozkové struktuře a je časným markerem PN/DLB. Cílem bude využití kombinace těchto neinvazivních technik pro záchyt prodromálním stádia obou nemocí, tj. ještě před rozvojem specifických klinických příznaků, na jejichž základě se stanovuje diagnóza. Výzkum bude probíhat ve spolupráci s neurology z Fakultní nemocnice u sv. Anny v Brně a Středoevropského technologického institutu MU.

Návrh metod detekce dat v xPON systémech

Školitel: doc. Ing. Vladislav Škorpil, CSc.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Cílem je návrh metody, algoritmu k detekci dat v xPON sítích. Dále pak návrh vlastního algoritmu, který je možný implementovat do FPGA. Jedná se o detekci dat mezi jednotkami OLT a ONU. Bude poskytnuta vývojová platforma osazená vývojovou síťovou kartou XILINX a systém GPON G.984.
Nutná znalost VHDL, FPGA, dále je přínosem znalost jazyka C, případně Python. Přehled v xPON sítích je nedílnou součástí.

Nové koncepty analogových funkčních bloků s diferenčními napěťovými vstupy a výstupy

Školitel: doc. Ing. Norbert Herencsár, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Disertační práce je zaměřena na výzkum nových typů nekonvečních analogových funkčních bloků a jejich aplikace v kmitočtových filtrech, emulátorech syntetických induktorů, atd. celistvého a necelistvého řádu. Cílem je navrhnout původní koncepty funkčních bloků s diferenčními napěťovými vstupy a výstupy umožňující elektronické řízení proudových či napěťových přenosů mezi jednotlivými terminály. Funkčnost navržených obvodů bude ověřována počítačovým modelováním a experimentálním měřením.

Výzkum nových metod pro včasnou detekci anomálií a bezpečnostních hrozeb v oblasti SCADA/ICS

Školitel: doc. Ing. Petr Mlýnek, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Práce je zaměřena na výzkum nových metod pro včasnou detekci anomálií a bezpečnostních hrozeb v průmyslových sítích typu SCADA/ICS pomocí pokročilého monitoringu a moderních algoritmů umělé inteligence. Bude zahrnuta analýza používaných komunikačních protokolů, jejich bezpečnostních slabin a i známých útoků. Na základě provedené analýzy bude navrhnuta metoda generování velkoobjemových dat a navrženy učící algoritmy. V neposlední řadě budou vytvořeny vlastní nové metody pro včasné odhalování anomálií a bezpečnostních hrozeb.

Systémy neceločíselného řádu a jejich aproximace

Školitel: doc. Ing. Jaroslav Koton, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Při modelování systémů a struktur z oblasti elektroniky, biomedicíny, chemie a dalších se v současné době stále více prosazuje neceločíselný – fraktální matematický počet. Cílem práce je analýza a vyhodnocení stávajících a popis vlastních způsobů aproximace takových systémů, aby je bylo možné fyzicky a efektivně realizovat v digitální či analogové podobě.

Virtualizace síťových funkčních prvků a služeb

Školitel: doc. Ing. Vít Novotný, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Trendem v moderních datových sítích je přechod od prvků se specializovaným hardwarovým vybavením k prvkům založeným na univerzálním výkonném hardwaru a softwarovém vybavení, které dle dané konfigurace specifikuje konkrétní funkci daného prvku, přičemž za pomoci virtualizačních platforem lze danou funkční entitu v síti implementovat v distribuované formě. Náplní práce je výzkum možností virtualizace síťových entit a služeb, a návrh nových síťových aplikací.

Rychlá rekonstrukce obrazů elektrické impedanční tomografie

Školitel: doc. Ing. Jan Mikulka, Ph.D.

Obor: Teoretická elektrotechnika

Anotace: Cílem disertační práce bude rozvoj metod rekonstrukce obrazů elektrické impedanční tomografie. Důraz bude kladen jak na metody měření signálů s nízkým SNR, tak na zpracování signálů a rekonstrukci impedance uvnitř zkoumaných objektů. Jelikož s rostoucím počtem elektrod a jemnější FEM sítí dochází k rapidnímu zvyšování výpočetní náročnosti, bude navázáno na dosavadní činnost ústavu zaměřenou na řešení inverzních úloh a paralelizaci výpočtů na grafických kartách.

Elektromagnetické vlastnosti grafenu

Školitel: prof. Ing. Pavel Fiala, Ph.D.

Obor: Teoretická elektrotechnika

Anotace: Téma práce je zaměřeno na výzkum, popis, modelování a experimentálních ověření elektromagnetických vlastností grafenových struktur, jak monoatomární vrstvy tak vícevrstvých struktur. Cílem práce je zejména pomocí numerického modelu popsat očekávané vlastnosti vzorku grafenové struktury, popsat a nastavit experiment pro ověření vybraných vlastnsotí takové struktury. Na realizovaném vzorku provést řadu experimentů, které by sledované parametry popsaly a bylo je tak možné srovnat s teoreticky získanými. Téma je součástí grantu CZ.

Návrh a optimalizace asistovaných vysokomomentových reluktančních motorů

Školitel: doc. Ing. Čestmír Ondrůšek, CSc.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Výzkum a vývoj synchronních reluktančních asistovaných motorů zaznamenal za posledních dvacet let pozoruhodný vývoj. Zejména velké zdražení permanentních magnetů ze vzácných zemin vyvolalo velký zájem výrobců o tento typ strojů. Synchronní reluktanční asistované motory se liší od synchronních reluktančních motorů přidáním permanentních magnetů do speciálně vyrobených vzduchových mezer v magnetickém obvodu rotoru, které působí jako bariery magnetického toku. Pro dosažení maximální účinnosti je nutná komplexní optimalizace stroje, zejména optimalizace tvaru barier magnetického toku. Cílem disertace bude návrh a optimalizace vysokomomentového stroje. Bude vyroben funkční vzorek, na kterém budou výsledky optimalizace ověřeny. Disertační téma je součástí řešení projektu TAČR a firmy Baumueller.

Využití moderních spínacích prvků ve výkonové elektronice

Školitel: Ing. Dalibor Červinka, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Jádrem práce bude analýza specifických problémů při konstrukci vysokonapěťových zdrojů pro různé aplikace.
Hlavním výstupem práce je vytvoření několika unikátních vzorků vysokonapěťových zdrojů s velkým impulsním výkonem pro výzkumné účely.

Centralizovaný systém chránění distribuční sítě

Školitel: doc. Ing. Jaroslava Orságová, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Centralizovaný systém chránění je založen na monitoringu proudových a napěťových poměrů v distribuční síti pomocí moderních převodníků s digitalizovaným výstupem v souladu s protokolem Sampled Values (SV) dle standardu IEC 61850-9-2. Práce je zaměřena na výzkum nových ochranných funkcí využívající jednak možnosti zmíněných převodníků (vysoká linearita a přesnost měření, dynamické korekce měřených veličin) a jednak koncentrace měřených veličin v jednom místě (Process Bus). Jejím cílem je naprogramovat funkční aplikaci pro monitoring a chránění konkrétní části distribuční sítě, která bude využívat zdokonalené algoritmy chránění i zcela nové funkcionality pro centralizované systémy chránění, řízení a optimalizaci elektroenergetických systémů.
Téma práce kromě oblasti elektroenergetiky zasahuje významně do oboru informačních technologií. Při řešení se budou aplikovat znalosti z oblasti počítačových sítí, tvorby realtime aplikací a návrhu uživatelského rozhraní pro prezentaci dat. Proto je práce doporučena také zájemcům, kteří absolvovali tento obor.

Malé asynchronní motory s nižší energetickou náročností

Školitel: prof. Ing. Vítězslav Hájek, CSc.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Cílem práce je výzkum a vývoj představitelů řady motorů jednofázových a třífázových. Zvláštní pozornost bude věnována především výzkumu ve smyslu optimalizace magnetického obvodu z hlediska ztrát. Výsledkem řešení projektu se předpokládá moderní malý asynchronní stroj na vysoké technické úrovni, který splňuje v maximální možné míře požadavky výrobců např. obráběcích strojů. Analýza a minimalizace ztrát.

Řídicí algoritmy pro vysokootáčkové stroje

Školitel: Ing. Ivo Pazdera, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Analýza moderních řídicích algoritmů pro vysokootáčkové motory. Návrh nových algoritmů s ohledem na účinnost pohonu a minimalizaci nutného výpočetního výkonu.

Analýza urychlovačem řízeného jaderného reaktoru

Školitel: Ing. Karel Katovský, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Cílem práce studenta bude komplexně studovat využitelnost a vlastnosti urychlovačem řízených jaderných reaktorů, ať už jako specifických neutronových zdrojů či jako soustav na transmutaci thoria, ochuzeného uranu nebo vyhořelého jaderného paliva. Student bude studovat nejen neutronové pole tohoto systému a výtěžky jednotlivých transmutačních reakcí, ale zejména fyzikální chování, vývin tepla, analýzy inventáře, koncepce řešení atp. Jedním z cílů bude analýza proveditelnosti malého modulárního reaktoru s tekutými solemi řízeného urychlovačem.

Detekce alkoholu z hlasu

Školitel: prof. Ing. Milan Sigmund, CSc.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Projekt je zaměřen na detekci alkoholu u mluvčích na základě analýzy telefonního řečového signálu. Cílem je vytvoření speciálních algoritmů na určování okamžité konzumace alkoholu v míře, která ještě není v hlasu slyšitelná, ale již ovlivňuje jednání mluvčích. Vývoj algoritmů bude zaměřen na robustní metody DSP použitelné jak v reálném čase, tak pro analýzu řečových záznamů. Součástí projektu bude tvorba vhodných databází řečového signálu v reálných situacích.

Moderní mikrovlnné systémy pro kosmickou komunikaci

Školitel: prof. Ing. Miroslav Kasal, CSc.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: V současné době jsou k disposici nové zajímavé MIO na bázi GaN, diskrétní prvky a nové materiály, které umožňují řešení mikrovlnných částí pozemního i kosmického segmentu satelitních systémů na nových principech. Jedná se zejména o anténní ozařovače s integrovanými nízkošumovými zesilovači, výkonové zesilovače, kvadraturní frekvenční konvertory, lokální oscilátory s malým fázovým šumem, frekvenční filtry, frekvenční syntezátory, modulátory a demodulátory. Součástí projektu bude studie možností využití, rozbor parametrů a konkrétní návrhy jednotlivých částí satelitního komunikačního řetězce.

Distribuovaný přijímací systém pro družicovou komunikaci

Školitel: Ing. Tomáš Urbanec, Ph.D.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Projekt je zaměřen na studium synchronizovaných distribuovaných SDR přijímačů a jejich aplikaci pro družicovou komunikaci. Systém by měl umožnit příjem více signálů najednou a následné zpracování dat. Cílem je zvýšit úspěšnost nezarušeného příjmu, využít zisk přijímacího systému a redundanci přijímacích stanic. Systém je určen pro příjem dat z experimentálních družic v UHF pásmu.

Ostrovní provoz sítí s distribuovanými zdroji

Školitel: doc. Ing. Jiří Drápela, Ph.D.

Obor: Power Electrical and Electronic Engineering

Anotace: S množstvím zdrojů distribuovaných v distribučních sítích (DS) vzniká nově i možnost přechodu části DS do ostrovního provozu (OP), což může být chápáno mimo jiné i jako cesta ke zvyšování spolehlivosti dodávky ve vymezené části DS. Kromě jistě nesporných benefitů, je to však spojeno s řadou technických výzev, zahrnujících především vymezení oblasti, která bude splňovat podmínky pro úspěšný přechod do OP, správnou a spolehlivou detekci stavu pro přechod do OP a zpět, vymezení strategie řízení zdrojů (spotřebičů) pro zajištění stabilního chodu oblasti s odpovídající kvalitou elektrické energie, atp. Je ale třeba vzít v úvahu i bezprostředně spjatá témata související s bezpečností a legislativním rámcem, který provoz DS upravuje. Práce je zaměřena především na technickou realizovatelnost a tedy vytvoření a ověření komplexního konceptu. Předpokládaná spolupráce s provozovateli DS a mezinárodní vědecká spolupráce. Informace: drapela@feec.vutbr.cz.

Redoxní průtokové články pro uchování elektrické energie

Školitel: prof. RNDr. Petr Vanýsek, CSc.

Obor: Microelectronics and Technology

Anotace: V práci se student seznámí se současnou problematikou uchovávání energie prostřednictvím elektrochemických průtokových redoxních článků. Experimentální práce povede ke zdokonalení článků založených na principu redukce vanadových sloučenin a k návrhu a vývoji článků s novými typy redoxních soustav vedoucích k náhradě článků vanadových.

Studium materiálů majících více oxidačních stupňů pro využití ve zdrojích pro uchování energie.

Školitel: prof. RNDr. Petr Vanýsek, CSc.

Obor: Microelectronics and Technology

Anotace: Práce je zaměřena na studium nabíjení a vybíjení roztoků obsahujících soli redoxních systémů, které se mohou opakovaně nabíjet a vybíjet. Prvotní výzkum se bude věnovat roztokům sloučenin vanadu a bude možné jej rozšířit na další systémy. Cílem měření bude porozumění vazby experimentálních podmínek na účinnost a trvanlivost navržených systémů. Metody měření budou spočívat ve všech moderních přístrojových technikách elektrochemie a materiálových věd.

Závislost reálně měřené elektrické impedance na geometrickém uspořádání měření a vzorku.

Školitel: prof. RNDr. Petr Vanýsek, CSc.

Obor: Microelectronics and Technology

Anotace: V této práci bude student zkoumat metody měření a vyhodnocování elektrické impedance vzorků, které jsou zajímavé v elektrochemické praxi. Student se seznámí s koncepcí artefaktů měření přístrojem ve čtyřelektrodovém zapojení. Student se naučí experimentální metody měření impedance, stejně jako se naučí výpočetní metody (modelování metodou konečných prvků), a bude schopen posuzovat, bok po boku, očekávané a naměřené údaje. Student bude vyvíjet geometricky složité konfigurace pro objasnění řádného vyhodnocení reálných nepříznivě tvarovaných vzorků.

Analýza a využití veřejně dostupných dat na Internetu

Školitel: doc. Ing. Dan Komosný, Ph.D.

Obor: Teleinformatics

Anotace: Téma je zaměřeno na získání a zpracování veřejně dostupných dat na Internetu prostřednictvím webu (web mining). Získaná data budou analyzována a budou hledány souvislosti a vzory. Dostupné informace mohou být například využity pro odhalování kriminálních přestupků.

Detekce a sledování více objektů zachycených několika kamerami

Školitel: doc. Ing. Kamil Říha, Ph.D.

Obor: Teleinformatics

Anotace: Automatická detekce a sledování objektů ve videosekvencích zachycených několika kamerami je důležitým problémem v zabezpečovacích systémech. Cílem této práce je studium a návrh metod pro detekci a sledování neznámého počtu mobilních objektů v několika videosekvencích zachycených několika kamerami s využitím technik statistického zpracování signálů založených na statistice náhodných konečných množin. Důležitým aspektem této práce je modelování objektů a jejich pohybu. Řešení bude probíhat ve spolupráci s prof. F. Hlawatschem z vídeňské technické univerzity.

Metody optimálního skupinové řízení výtahů

Školitel: doc. Ing. Zdeněk Bradáč, Ph.D.

Obor: Kybernetika, automatizace a měření

Anotace: Navrhněte novou metodu optimálního řízení skupiny výtahů s ohledem na systémovou propustnost, dosažitelnost a rychlost obsloužení a energetickou spotřebu. Pro návrh nové řídicí metody proveďte výzkum v oblasti statistického zpracování chování výtahových skupin a chování lidí využívající tyto skupiny za různých podmínek. Dále proveďte výzkum možností detekce a popisu chování lidí využívající výtahové skupiny a zjišťování obsazenosti kabin. Proveďte výzkum využití prostředků umělé inteligence (Fuzzy logika, Genetické algoritmy, Umělé neuronové sítě, atd.) a navrhněte optimální metodu řízení skupinového řízení s ohledem na definované požadavky.

Pokročilé metody analýzy dynamiky variability srdečního rytmu

Školitel: doc. Ing. Jana Kolářová, Ph.D.

Obor: Biomedicínská elektronika a biokybernetika

Anotace: Téma je zaměřeno na vývoj pokročilých metod pro analýzu dynamické složky variability srdečního rytmu. Cílem práce je propojit metody pro analýzu časových řad se současnými, převážně nelineárními, metodami analýzy variability srdečního rytmu, ověřit vlastnosti navrženého přístupu na experimentálních kardiologických datech, a popsat diskriminační schopnost navrženého přístupu v komparačních studiích.

Koexistence bezdrátových sítí a digitálních vysílacích sítí ve sdílených frekvenčních pásmech

Školitel: Ing. Ladislav Polák, Ph.D.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Téma doktorské práce je zaměřeno na definici a analýzu možných koexistenčních scénářů mezi bezdrátovými službami sítí 4G/5G (např. LTE/LTE-A, IEEE 802.22, IEEE 802.11af/ah) a službami terestrické digitální televize (DVB-T/T2/T2-Lite) ve sdíleném UHF pásmu. Tyto scénáře mohou být kritické (dochází k úplnému výpadku rušeného i rušícího signálu) a nekritické (přijatelná kvalita obou poskytovaných koexistujících služeb). Cílem práce je ověření definovaných koexistenčních scénářů a jejich analýza pomocí vhodných simulačních modelů. Předpokládá se i verifikace teoretických (simulovaných) výsledků pomocí měření na reálných signálech bezdrátových služeb nebo v laboratorních podmínkách. Na základě výsledků budou definováni doporučení pro tzv. „coexistence-free“ provoz bezdrátových systémů ve sdílených frekvenčních pásmech.

Snímání elektromagnetických projevů zvířecího mozku

Školitel: prof. Dr. Ing. Zbyněk Raida

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Cílem projektu je prozkoumat možnosti měření elektromagnetických polí na povrchu zvířecí lebky a navrhnout řešič inverzní úlohy, která povede na určení ekvivalentních proudů uvnitř lebky.

Aby bylo možné ověřit správnost řešení inverzí úlohy, musí být navržen fantom zvíření hlavy, který umožní definovaně měnit proudy uvnitř mozku a měřit jeho projevy na povrchu lebky.

Popisovaný výzkum je součástí připravovaného grantového projektu, který bude řešen ve spolupráci s Národním ústavem duševního zdraví v Praze a Nenckého institutem experimentální biologie ve Varšavě.

Analýza signálové integrity pulsních anténních polí

Školitel: Ing. Martin Štumpf, Ph.D.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Disertační práce se zaměřuje na vývoj metodiky v časové oblasti pro charakterizaci pulsních (širokopásmových) anténních polí. Důraz je kladen na zkreslení vyzařovaných EM signatur a jeho popis pomocí vhodně definovaných činitelů věrnosti (fidelity factors) anténních systémů s uvážením schopnosti tvarování a směrování svazku takových systémů.

Práce bude zahrnovat (1) analytické a numerické analýzy generických anténních elementů; (2) obecný popis pulsních EM vyzařovacích charakteristik anténního pole v závislosti na parametrech konfigurace (např. umístění anténních elementů) a buzení (např. tvar pulsu budících elektrických proudů); (3) analytickou studii vzájemné EM vazby anténních elementů v časové oblasti; (4) ilustrativní parametrické studie vybraných anténních polí, které validují navržené koncepty.

Pasivní lokalizace experimentálních satelitů na nízkých drahách

Školitel: Ing. Tomáš Urbanec, Ph.D.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Projekt je zaměřen na studium aktuální situace v oblasti experimentálních satelitů, jejich signálů, modulací a dalších vlastností důležitých pro pasivní lokalizaci. Součástí práce bude analýza zdrojů chyb v měřícím systému, zejména vliv atmosféry a parametrů použitých SDR přijímačů. Následné měření pomocí více SDR přijímačů umožní získat experimentální data pro implementaci metody lokalizace a hledání optimálních řešení pro získání vysoké přesnosti, rozlišení a dalších parametrů systému.

Redukce PAPR pro signály 5G

Školitel: prof. Ing. Roman Maršálek, Ph.D.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Nízká účinnost koncových stupňů je jeden z největších nedostatků současných mobilních komunikačních transceiverů. Významným negativním faktorem je v tomto směru velký poměr mezi špičkovým a sřtedním výkonem vysílaného signálu (PAPR). Dosud používané metody redukce PAPR byly navrženy zejména pro signály OFDM a jejich aplikace pro signály předpokládané v systémech 5G není přímo možná, zejména vzhledem k špatné časové lokalizaci některých post-OFDM signálů, kdy se jednotlivé vysílané symboly mohou záměrně překrývat. Cílem práce je nalézt takové metody zpracování signálů, které umožní redukovat PAPR i pro signály 5G.

Metody stanovení spolehlivosti pájeného spoje v elektronice

Školitel: doc. Ing. Josef Šandera, Ph.D.

Obor: Mikroelektronika a technologie

Anotace: Teoretické studium jevů, které způsobují poruchovost pájeného spoje v elektronice (při termomechanickém namáhání). Měření a simulace (ANSYS) spolehlivosti konkrétních pájených spojů. Stanovení metodiky vyhodnocení a určení spolehlivosti, určení únavových koeficientů.
Disertabilní jádro: Originální metodika výpočtu spolehlivosti a stanovení únavových koeficientů pro konkrétní aplikaci.

Solární články na bázi perovskitů

Školitel: doc. Ing. Vítězslav Novák, Ph.D.

Obor: Mikroelektronika a technologie

Anotace: Práce je zaměřena na studium vlastností perovskitových solárních článků a sledování vlivu změn jednotlivých funkčních struktur na chování celého systému.

Hererogenní struktury v optických vláknech

Školitel: doc. Ing. František Urban, CSc.

Obor: Mikroelektronika a technologie

Anotace: Cílem práce je prostudovat, popsat chování a nalézt vhodné postupy přípravy vláknových rezonančních a modově konverzních makrostruktur s podélnými skokovými i gradientními změnami fázové konstanty šíření. Práce navrhne a optimalizuje struktury pro jejich využitelnost v senzorice. Práce bude využívat technické možnosti stanice pro heterogenní svařování optických vláken a optických objemových dílů a možnosti stanice pro mikroobrábění vláken. Výsledkem práce budou optimalizované vzorky vláknových makrostruktur pro senzoriku a měření a optimalizované postupy jejich přípravy.
Literatura:
Kayshyap, R.: Fiber Bragg Gratings. AP, San Diego, 1999.ISBN 0-12-400560-8
Othonos, A, Kyriacos, K.: Fiber Bragg Gratings, fundamentaks and applications in telecommunications and sensing. AH, Norwood, 1999. ISBN0-89006-344-3

Studium materiálů majících více oxidačních stupňů pro využití ve zdrojích pro uchování energie.

Školitel: prof. RNDr. Petr Vanýsek, CSc.

Obor: Mikroelektronika a technologie

Anotace: Práce je zaměřena na studium nabíjení a vybíjení roztoků obsahujících soli redoxních systémů, které se mohou opakovaně nabíjet a vybíjet. Prvotní výzkum se bude věnovat roztokům sloučenin vanadu a bude možné jej rozšířit na další systémy. Cílem měření bude porozumění vazby experimentálních podmínek na účinnost a trvanlivost navržených systémů. Metody měření budou spočívat ve všech moderních přístrojových technikách elektrochemie a materiálových věd.

Studium vlivu ultrazvukové energie na mikrostrukturní složení pájených spojů a jejich vlastností.

Školitel: Ing. Michal Řezníček, Ph.D.

Obor: Mikroelektronika a technologie

Anotace: Téma disertační práce se týká studia vlivu přídavné ultrazvukové energie v čase formování pájeného spoje olovnatých a bezolovnatých slitin. Cílem je prozkoumání vlivu na mikrostrukturu spoje a makrostrukturní vlastnosti (mechanické, elektrické, životnostní, spolehlivostní). Při analýze mikrostruktury pájeného spoje se předpokládá využití elektronového mikroskopu, mikrotvrdoměru. Současně se předpokládá prověření metody založené na vzniku termonapětí v jednotlivých krystalografických oblastí pájeného spoje.

Simulační model a metodika pro hodnocení komunikačních technologií pro chytré sítě

Školitel: doc. Ing. Petr Mlýnek, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Návrh komunikační infrastruktury Smart Grids sítí je tak složitý, že role modelů a simulací je pro návrh zásadní. Cílem práce je navrhnout komplexní model zvažovaných komunikačních variant pro chytré sítě v energetice, jehož chování lze ověřit v simulačním prostředí. Pro provozovatele distribučních soustav je při budování komunikační infrastruktury nejtěžší volba a výběr vhodné technologie. Proto je dalším cílem práce navrhnout a experimentálně ověřit metodiku hodnocení komunikačních technologií pro chytré sítě v energetice.

Analýza distribuovaných služeb

Školitel: doc. Ing. Dan Komosný, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Na Internetu jsou poskytovány distribuované služby, jako například datové repositáře (mirrors). Práce se bude zabývat analýzou těchto služeb z podhledu síťové komunikace se zaměřením na kvalitu služeb. Například se může jednat o volbu služby podle její geografické polohy nebo zajištění stálé dostupnosti dat.

Elektronické obvody fraktálního řádu

Školitel: Ing. David Kubánek, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Práce se týká analogových elektronických obvodů fraktálního, tedy neceločíselného řádu. Tyto obvody se vyznačují neceločíselnou mocninou komplexní proměnné v charakteristické rovnici. Cílem je nalezení nových kmitočtových filtrů, oscilátorů, syntetických imitančních prvků, PID kontrolérů a dalších obvodů fraktálního řádu. Tyto obvody budou poskytovat obecnější charakteristiky oproti obvodům celočíselného řádu. Součástí je studium matematického popisu, modelování, realizace a praktického využití těchto obvodů.

Moderní metody restaurace audiosignálů

Školitel: doc. Mgr. Pavel Rajmic, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Práce se bude zabývat moderními metodami restaurace audiosignálu, konkrétně se bude zaměřovat na úlohu doplnit chybějící úsek audiosignálu a na příbuznou úlohu nahrazení saturovaných vzorků. Problémy tohoto typu se v praxi běžně vyskytují (restaurace nahrávek, výpadky v hovorech VoIP apod.). Současné metody zvládají velmi kvalitní interpolaci signálů, které jsou v okolí chybějícího úseku stacionární a mají harmonický charakter. Studium se bude zaměřovat na metody založené na řídkých reprezentacích signálů, které se již v minulosti ukázaly jako nadějné z hlediska zlepšení kvality rekonstrukce. Práce neopomene psychoakustickou stránku problému.

Časově-prostorová analýza zvukových polí

Školitel: doc. Ing. Jiří Schimmel, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Metoda časově-prostorové analýzy ukazuje kumulativní vývoj zvukového pole jako funkci směru intenzity zvuku formou prostorové impulsní odezvy. Aplikacemi této metody je např. analýza akustiky poslechových prostorů, odhad směru přicházejícího zvuku a další. Cílem této práce je modifikovat tuto metodu pro různá mikrofonní pole a nalézt objektivní metriky popisující zvukové pole využívající časově-prostorovou analýzu, např. kódování prostorové informace a objektivní hodnocení kvality poslechových prostorů.

Návrh nových lineárních obvodů s minimální konfigurací na tranzistorové úrovni

Školitel: doc. Ing. Norbert Herencsár, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Disertační práce je zaměřena na výzkum původních zapojení analogových obvodů celistvého a necelistvého řádu. Cílem je s využitím funkčních bloků s minimálním počtem tranzistorů navrhnout nová obvodová řešení kmitočtových filtrů, simulátorů syntetických induktorů, atd. s nízkým napájecím napětím a s malou spotřebou pracující v kmitočtové oblasti až desítek MHz. Funkčnost navržených obvodů bude ověřována počítačovým modelováním a ověřena experimentálním měřením.

Optimalizace zabezpečení nových komunikačních technologií LPWAN v oblasti IoT

Školitel: doc. Ing. Petr Mlýnek, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Práce bude zaměřena na výzkum algoritmů z oblasti „lehké“ kryptografie pro účely optimalizace zabezpečení komunikace u nových progresivních technologií typu LPWAN (Low-Power Wide Area Network) využívaných v celé řade IoT oblastí. Cílem bude tedy vytvořit optimalizovanou a zabezpečenou komunikaci typu end-to-end, tak aby byly zajištěny veškeré potřebné kryptografické funkce a neporušena energetická nenáročnost řešení.

Modelování proměnného akustického prostředí

Školitel: Ing. Miroslav Balík, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Náplní doktorské práce budou koncepty, algoritmy a systémy pro modelování šíření zvuku v proměnném prostředí. Práce bude zaměřena na modelování šíření prvotních odražených zvukových vln a na smyslově založených statistických technikách pro generování pozdních odrazů a mnohonásobných odrazů zvukových vln pro pohybující se zvukový zdroj a/nebo posluchače.

Trendy v návrhu moderních datových sítí

Školitel: doc. Ing. Vít Novotný, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Současné datové sítě se se zvyšujícími nároky na univerzalitu, výkonnost, efektivitu, spolehlivost i bezpečnost stávají stále komplexnějšími a tedy složitými jak pro samotný návrh, tak i správu. Tématem práce je průzkum současných směrů vývoje v oboru, návrh a ověření nových možností řešení datových sítí pro současné i blízké budoucí potřeby elektronické komunikace.

Mapování elektrické vodivosti materiálů pomocí impedační tomografie

Školitel: prof. Ing. Jarmila Dědková, CSc.

Obor: Teoretická elektrotechnika

Anotace: Elektrické vlastnosti materiálů je možné získat pomocí různých variant algoritmů impedanční tomografie. Vstupními daty jsou naměřená data U-I (voltage-current) nebo B-I (magnetic field – current). Práce je zaměřena na zjištění citlivosti algoritmů rekonstrukce na vstupní data stanovená různými měřicími postupy. Cílem práce je nalézt a experimentálně ověřit stabilní a časově nenáročný algoritmus s ohledem na požadovanou přesnost.

Optovláknové senzory pro spektroskopické aplikace

Školitel: doc. Ing. Petr Drexler, Ph.D.

Obor: Teoretická elektrotechnika

Anotace: Aplikace optických vláken v roli senzorů fyzikálních veličin je vysoce aktuální a rozvíjející se problematikou. V souvislosti s rychlým rozvojem ve vědních oborech mikrobiologie a molekulární biologie se problematika stává zajímavou z pohledu detekce a identifikace biologických struktur (DNA, proteinů i samotných buněk). S výhodou je možno využít evanescentní interakce vláknem vedeného světla s okolním prostředím, což umožňuje výhodnou konstrukci senzorů se snadnou aplikovatelností. Velmi zajímavou je možnost využití techniky CRDS (Cavity- Enhanced Ring Down Spectroscopy), která umožňuje dosáhnout vysoké citlivosti při analýze biologických preparátů. Cílem práce je výzkum metod spojení výše uvedených přístupů, což otevře nové možnosti realizace senzorů s novými a unikátními vlastnostmi.

Zvýšení bezpečnosti vnitřního perimetru

Školitel: Ing. Petr Marcoň, Ph.D.

Obor: Teoretická elektrotechnika

Anotace: Prostudujte možnosti zvýšení bezpečnosti vnitřního perimetru prostor s vyšší mírou bezpečnostního Rizika či hranic státu. Navrhněte automatizovaný systém, který pomůže zvýšenou mírou jistoty zabezpečit prostory, Které patří do kategorie s vyšší mírou bezpečnostního rizika.

Využití tarifních měřidel s rozšířenou funkcí pro řízení a automatizaci distribučních soustav

Školitel: doc. Ing. Jiří Drápela, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Hlavní funkcí elektroměrů je měřit elektrickou energii v definovaném místě elektrické sítě. Kromě toho však mohou elektroměry plnit řadu dalších funkcí. Například mohou být využity pro měření dalších elektrických veličin vypovídajících o stavu elektrické sítě a následně použitelných, v rámci konceptu Smart Grids, pro její řízení. Cílem je definovat potřebné funkce měřidel a jejich začlenění do jednotlivých bezpečnostně-technických vrstev řízení distribučních sítí. Dále optimalizovat měřící funkce a koncentraci dat pro jednotlivé úlohy. Téma je součástí řešení výzkumného úkolu. Předpokládaná spolupráce s provozovateli DS a mezinárodní vědecká spolupráce. Informace: drapela@feec.vutbr.cz.

Definice a měření komponent elektrické energie v budoucích distribučních sítích

Školitel: doc. Ing. Jiří Drápela, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Koncept měření elektrické energie se rozvíjel současně se vznikem elektrizační soustavy jako odezva na potřebu měřit její množství pro obchodní účely. Z historických a zřejmých technických důvodů se obchodní měření elektrické energie ustálilo na měření činné a tzv. jalové energie. Oba tyto komponenty jsou ale definovány pro ustálené stavy a určitým způsobem specifické průběhy signálů, které korespondují s provozními podmínkami v elektrických sítích před masovým rozmachem polovodičových měničů a postupnou integrací rozptýlených/obnovitelných zdrojů. Ty výrazně mění průběhy měřených veličin a výsledky měření poskytované standardní metrikou elektroměrů, nebo i analyzátory elektrické energie, tak přestávají za určitých podmínek odpovídat představě, co by mělo být, s ohledem na známé chování pozorovaných souvisejících systému, změřeno. Uvedené měřící prostředky sice splňují požadavky příslušných standardů. Ty však nerespektují změny v přenosu elektrické energie, které postupný vývoj směrem k nelineárním, dynamickým a aktivním distribučním sítím přináší. Práce je zaměřena na kritickou revizi výkonové teorie se zohledněním fyzikální podstaty měřených dějů aplikací stávajících a vývojem nových výkonových teorií aplikovatelných do metriky především elektroměrů pro skutečný smart metering. Předpokládaná spolupráce s provozovateli DS a výrobci měřící techniky a zahraničními universitami. Informace: drapela@feec.vutbr.cz.

Optimalizace energetického managementu budov s obnovitelnými zdroji energie

Školitel: doc. Ing. Petr Toman, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: V současné době je téma řízení toků energií v budově aktuální, zejména z pohledu minimalizace provozních nákladů. Vzájemná interakce obnovitelných zdrojů, akumulace a řídicích systémů přináší nové možnosti úspor a otázka komplexní optimalizace řízení tohoto systému je výzvou pro budoucí standard udržitelného provozu budov.
Cílem práce je analyzovat možnosti současných systémů pro řízení a vizualizaci BEMS (Building and Energy Management), možnosti využití obnovitelných zdrojů energie (OZE) a akumulace energie pro energeticky úsporné budovy a možnosti využití UNS, Fuzzy logiky a GA v oblasti řízení budov. Dále navrhnout algoritmus pro optimální řízení BEMS pro minimalizaci provozních nákladů s uvažováním vnějších vlivů (predikce počasí, pohybu osob, interakce s budovami v okolí) a tento experimentálně ověřit v reálném prostředí.

Ostrovní DC síť pro objekty s obnovitelnými zdroji energie

Školitel: doc. Ing. Petr Mastný, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Koncepční řešení ostrovní DC sítě, kde zdrojovou základnu tvoří hybridní energetický systém (fotovoltaika, větrná turbína, akumulace). Cílem je navrhnout technické řešení energetického systému umožňujícího v případě nedostatku/přebytku energie spolupráci s AC sítí a současně zabezpečení bezpečného napájení objektu. Součástí řešení bude i návrh a testování řídícího a monitorovacího algoritmu. Pro základní modelování bude využito programového prostředí Matlab.

Koexistence bezdrátových komunikačních systémů ve sdílených ISM frekvenčních pásmech

Školitel: Ing. Ladislav Polák, Ph.D.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Bezdrátové mobilní sítě páté generace (5G) jsou dalším krokem ve vývoji pokročilých technologií bezdrátových komunikačních systémů, ve kterých mohou bezdrátová zařízení zpracovávat radiofrekvenční signály i několika bezdrátových služeb ve sdílených frekvenčních pásmech. Téma doktorské práce je zaměřeno na definici a analýzu možných koexistenčních scénářů budoucích mobilních sítí 5G (např. LTE/LTE-A) a bezdrátovými službami (např. IEEE 802.11g/n/ac) ve sdílených ISM frekvenčních pásmech. Tyto scénáře mohou být kritické (dochází k úplnému výpadku rušeného i rušícího signálu) a nekritické (přijatelná kvalita obou poskytovaných koexistujících služeb). Cílem práce je ověření definovaných koexistenčních scénářů a jejich analýza pomocí vhodných simulačních modelů. Předpokládá se i verifikace teoretických (simulovaných) výsledků pomocí měření na reálných signálech bezdrátových služeb nebo v laboratorních podmínkách. Na základě výsledků budou definováni doporučení pro tzv. „coexistence-free“ provoz bezdrátových systémů ve sdílených frekvenčních pásmech.

Elektronicky řiditelné oscilátory vyšších a neceločíselných řádů

Školitel: Ing. Roman Šotner, Ph.D.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Výzkum je zaměřen na modelování, simulace a experimentální ověřování obvodových realizací harmonických oscilátorů vyšších řádů a generátorů neharmonického průběhu pro struktury fyzické vrstvy komunikačních systémů základního a mezifrekvenční pásma. Úkolem je zjistit, jaké vlastnosti a aplikační možnosti nabízí obvody vyšších řádů než 3 či obvody popsané diferenciálními rovnicemi neceločíselných řádů. Pozornost bude soustředěna zejména na kmitočtovou laditelnost, fázové a modulové relace mezi generovanými amplitudami a vhodnou stabilizaci amplitudy. Součástí práce je detailní popis generace signálů pomocí lineárních a nelineárních matematických operací, které jsou umožněny použitím analogových obvodových prvků s konstantním fázovým posuvem mezi budicí veličinou a odezvou.

Analýza nelineárních elektronických soustav pomocí teorie Volterrových řad

Školitel: prof. Ing. Lubomír Brančík, CSc.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Cílem projektu je rozpracovat způsoby popisu nelineárních elektronických soustav pomocí teorie Volterrových řad a nalézt efektivní metody jejich řešení. V teoretické části budou kriticky hodnoceny stávající a hledány výpočetně efektivnější postupy, včetně aplikace vícerozměrné Laplaceovy transformace a souvisejících numerických metod. Pozornost bude zaměřena na využitelnost metod pro analýzu soustav s rozprostřenými parametry s nelinearitami. V experimentální části se předpokládá využití závislostí mezi jádry Volterrovy řady a X-parametry měřenými nelineárním vektorovým obvodovým analyzátorem. U uchazeče se předpokládá zájem o aplikovanou matematiku a programování v prostředí Matlab.

Modelování interakce pulsních vlnových polí s vysoce kontrastními tenkými vrstvami

Školitel: Ing. Martin Štumpf, Ph.D.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Analýza šíření vlnových polí v časové oblasti je klíčové v elektromagnetismu (s aplikacemi na hustě vrstevnaté struktury integrovaných obvodů a jejich signálovou a EMC/EMI analýzu) i v elastodynamice (s aplikacemi v oblasti průzkumu zemního plynu a ropy). Výzkum v rámci disertační práce se proto zaměří na vývoj efektivních výpočetních modelů pro analýzu odezev pulsního vlnového pole s tenkými a vysoce kontrastními konfiguracemi se zahrnutím jejich relaxačních vlastností (např. plazmonové/meta-materiálové tenké vrstvy).

Inteligentní napájecí sítě

Školitel: Ing. Tomáš Urbanec, Ph.D.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Projekt je zaměřen na pasivní i aktivní obvody, které umožňují jakoukoliv změnu přenosu, v rámci napájecí sítě, jako např. fázovací články, laditelné filtrační obvody apod. Navržená struktura je nejprve modelována a následně ověřena realizací cílenou na perspektivní pásma centimetrových a milimetrových vln. Aplikace obvodů je mířena do inteligentních anténních systémů, které umožní rekonfigurovatelnost více parametrů během činnosti. Zaměření projektu je tedy zejména na komplexní rekonfigurovatelnost ve více rozměrech.

Redukce PAPR pro signály 5G

Školitel: prof. Ing. Roman Maršálek, Ph.D.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Nízká účinnost koncových stupňů je jeden z největších nedostatků současných mobilních komunikačních transceiverů. Významným negativním faktorem je v tomto směru velký poměr mezi špičkovým a sřtedním výkonem vysílaného signálu (PAPR). Dosud používané metody redukce PAPR byly navrženy zejména pro signály OFDM a jejich aplikace pro signály předpokládané v systémech 5G není přímo možná, zejména vzhledem k špatné časové lokalizaci některých post-OFDM signálů, kdy se jednotlivé vysílané symboly mohou záměrně překrývat. Cílem práce je nalézt takové metody zpracování signálů, které umožní redukovat PAPR i pro signály 5G.

Pokročilé ultrazvukové senzory pro měření vzdálenosti

Školitel: prof. Dr. Ing. Zdeněk Kolka

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Cílem projektu je hledání nových metod pro zdokonalení ultrazvukových senzorů pro měření vzdálenosti používaných v automobilovém průmyslu. Současným trendem je zvyšování rozsahu měřitelné vzdálenosti (jak minimální tak maximální), možnost využití kódů a měření několika senzory současně (každý senzor je vybaven jiným kódem a rozlišení přijímaného odraženého signálu je provedeno na základě detekce přijatých kódů), adaptivní metody využívající měření parametrů použitých ultrazvukových senzorů a optimalizace systému na základě aktuálních parametrů senzoru a pokročilé metody diagnostiky.
Školitel specialista: doc. Dr. Ing. Pavel Horský, ON Design Czech

Metody mnohonásobného přístupu a tvarování svazku pro budoucí mobilní sítě

Školitel: prof. Ing. Aleš Prokeš, Ph.D.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Stále rostoucí nároky na vysokorychlostní přenosy v mobilních sítích vedou k využívání stále vyšších kmitočtových pásem. V oblasti milimetrových vln je k dispozici dostatečná šířka pásma, avšak extrémně zde narůstají ztráty šířením. Krátká vlnová délka, však umožňuje realizovat velmi malé antény a sdružovat je do řad, které nabízejí velký zisk a mohou ztráty šířením výrazně eliminovat.
Cílem projektu je výzkum a vývoj algoritmů pro adaptivní tvarování svazků v kombinaci s masívním MIMO systémem, které by byly schopny optimálně kombinovat oba přístupy v závislosti na stavu přenosového kanálu a požadavků uživatelů. Součástí projektu je i studie možné hardwarové implementace navržených algoritmů a metody řízení anténních řad.

Modelování vjemu chromatického blikání v měřičích blikání

Školitel: doc. Ing. Jiří Drápela, Ph.D.

Obor: Power Electrical and Electronic Engineering

Anotace: Jedním z největších problémů v oblasti kvality elektrické energie jsou rychlé změny napětí, tedy jeho kolísání, způsobující blikání světelných zdrojů, které může následně vést k nežádoucímu vjemu blikání s nepříznivým vlivem na zrakový vjem. Kolísání napětí je způsobeno řadou známých mechanizmů způsobujících u světelných zdrojů kolísání zářivého výkonu ale i změnu spektra. Vjem těchto změn je u člověka dán mimo jiné fyziologií zraku.
Práce je zaměřena na analýzu procesu přenosu kolísání napětí na kolísání zářivého výkonu a změnu spektra zdrojů, a dále využití výsledků analýzy pro vývoj a realizaci a verifikaci objektivního měřiče blikání respektujícího vedle jasového i chromatický flikr. Práce tedy zahrnuje teoretickou-analytickou, vývojovou i realizační část. Předpokládaná mezinárodní vědecká spolupráce. Informace: drapela@feec.vutbr.cz.

Testovací systém pro hodnocení elektronických proudových a napěťových převodníků

Školitel: Ing. David Topolánek, Ph.D.

Obor: Power Electrical and Electronic Engineering

Anotace: Cílem práce je vytvoření testovacího systému, který umožní detailní analýzu řetězce sestaveného z proudového a napěťového převodníku s digitalizovaným výstupem SampleValue dle IEC 61850-9-2, sestavujícího se z proudového/napěťového převodníku, digitalizační jednotky (A/D převodníku) a slučovací jednotky. Výsledkem testovacího systému bude zhodnocení reálného časového zpoždění primárního signálu, přesnosti amplitudy a fáze, a to nejen celého systému, ale i jeho jednotlivých částí. Navržený systém bude možné využít nejen pro provedení standardních testů, ale i testů pro určení frekvenční charakteristiky, teplotní závislosti apod. tak, aby na základě těchto výsledků mohly být navrženy korekce pro zlepšení přesnosti měření. Vlastní systém bude postaven primárně na platformě LabView.

Analýza distribuovaných služeb

Školitel: doc. Ing. Dan Komosný, Ph.D.

Obor: Teleinformatics

Anotace: Na Internetu jsou poskytovány distribuované služby, jako například datové repositáře (mirrors). Práce se bude zabývat analýzou těchto služeb z podhledu síťové komunikace se zaměřením na kvalitu služeb. Například se může jednat o volbu služby podle její geografické polohy nebo zajištění stálé dostupnosti dat.

Sekvenční stanovení kontur arteriální stěny

Školitel: doc. Ing. Kamil Říha, Ph.D.

Obor: Teleinformatics

Anotace: Vyšetření krční tepny nasnímané v ultrazvukových videosekvencích je efektivní metodou pro detekci kardiovaskulárních onemocnění. Prostorové změny krční tepny jsou vztaženy k diagnosticky relevantním parametrům popisujícím např. elasticitu tepenné stěny. Proto je hlavním cílem této práce nalezení časově proměnné kontury krční tepny v ultrazvukové videosekvenci pomocí rozšíření metody strojového učení nazývané Gaussian proces regression, ve které je hledaná funkce reprezentována náhodným procesem, který neumožňuje explicitní parametrickou reprezentaci. Cílené sekvenční rozšíření dané metody umožní spojité sledování detailního tvaru tepenné stěny po libovolně dlouhou dobu. Řešení bude probíhat ve spolupráci s prof. F. Hlawatschem z vídeňské technické univerzity.

Hledání elektrofyziologických a zobrazovacích markerů pro záchyt prodromálního stádia Parkinsonovy nemoci a demence s Lewyho tělísky

Školitel: Ing. Jiří Mekyska, Ph.D.

Obor: Teleinformatics

Anotace: Elektroencefalografie hodnotí spontánní elektrickou aktivitu mozku pomocí elektrod nalepených na kůži ve vlasaté části hlavy. Specifické změny na elektroencefalogramu (EEG) odliší pacienty s demencí s Lewyho tělísky (DLB) a s demencí při Parkinsonově nemoci (PN) od zdravých kontrol a od pacientů s Alzheimerovou nemocí. V současnosti lze sledovat i změny EEG signálu v různých frekvenčních pásmech v čase a v prostoru, tj. sledovat např. frekvenci specifických EEG mikrostavů v čase. Tato metoda zatím nebyla použita u pacientů s PN/DLB, ale lze se domnívat, že by mohla časně odhalit pacienty v riziku halucinací a fluktuací kognitivních funkcí. Transkraniální sonografie (TCS) je v medicíně hojně využívanou metodou založenou na Dopplerovském principu, používá se např. k zobrazení toku krve v cévách, zobrazení orgánů v dutině břišní nebo pro zobrazení funkce srdce. Pomocí TCS lze zobrazit (přes tzv. temporální okno) i některé struktury mozku. Hyperechogenita v oblasti šedého jádra mezimozku souvisí s ukládáním železa v této podkorové mozkové struktuře a je časným markerem PN/DLB. Cílem bude využití kombinace těchto neinvazivních technik pro záchyt prodromálním stádia obou nemocí, tj. ještě před rozvojem specifických klinických příznaků, na jejichž základě se stanovuje diagnóza. Výzkum bude probíhat ve spolupráci s neurology z Fakultní nemocnice u sv. Anny v Brně a Středoevropského technologického institutu MU.

Bezpečnost v konvergovaných sítích

Školitel: doc. Ing. Vladislav Škorpil, CSc.

Obor: Teleinformatics

Anotace: Cílem je analyzovat nejnovější vývoj a trendy v oblasti konvergovaných sítí, zejména problémy ochrany proti kybernetickým útokům. Jako perspektivní se jeví vývoj v oblasti 5G mobile, SDN a navazující přenosové technologie. Na podkladě získaných poznatků se předpokládá návrh inovovaných metod obrany a ochrany, nebo metody nové. Výzkum vyžaduje přehled v oblasti sítí, zkušenosti s prací s programy MATLAB nebo SCILAB, využívat se bude pravděpodobně alespoň jeden z jazyků VHDL, C, Java, evoluční algoritmy, v případě zájmu vývojový systém FPGA.

Analýza vlastností elektrických filtrů v proudovém módu

Školitel: doc. Ing. Ivo Lattenberg, Ph.D.

Obor: Teleinformatics

Anotace: Práce je zaměřena na analýzu vlastností elektrických filtrů pracujících v proudovém módu. Cílem bude vytvořit algoritmizovatelné postupy, které vedou ke zjištění vlastností filtrů obecně zadaných pomocí schématu. Bude třeba vyhodnotit intervaly dosažitelných parametrů, jako jsou jakost, proudový přenos v propustném pásmu, dynamický rozsah při definovaném napájecím napětí, citlivosti apod. V případě hledání intervalu jakosti půjde o hledání extrémů nelineární funkce více proměnných. K tomuto budou nejprve využity matematické nástroje jako Maple nebo MathCAD, později bude navržen vlastní algoritmus. Požadavky na uchazeče: algoritmické myšlení, znalost počítačového programování, znalost teorie obvodů.

Metody hlubokého učení pro zpracování obrazových dat

Školitel: doc. Ing. Radim Kolář, Ph.D.

Obor: Biomedicínské technologie a bioinformatika

Anotace: Toto téma se zabývá využitím moderních variant umělých neuronových sítí v oblastech zpracování a analýzy statických obrazů a videosekvencí. Během řešení se předpokládá hlubší studium pokročilých metod strojového učení především v oblasti konvolučních neuronových sítí, možnosti využití již naučených sítí na jiné aplikace, využití metod tzv. progresivního učení pro řešení nových a komplexních problémů, studium a modifikace rekurentních neuronových sítí pro segmentaci a sledování objektů v obrazových datech. Konkrétní aplikace budou zaměřeny především na segmentaci a sledování osob a objektů v obecných scénách, včetně detekce obličeje s využitím v oblasti biometrie a biomedicíny.

Optické měření rychlosti toku krve

Školitel: Ing. Vratislav Harabiš, Ph.D.

Obor: Biomedicínské technologie a bioinformatika

Anotace: Téma je zaměřeno na optické měření rychlosti průtoku pomocí obrazové analýzy tzv. speklí, tedy typického šumu, který vzniká při zobrazení pomocí koherentního zdroje světla. Půjde především o studium a rozšíření této metody pro případ neideálního optického prostředí a zvýšení robustnosti odhadu průtoku. Aplikačně se bude jednat zejména o oftalmologii. Téma bude zahrnovat také návrh a tvorbu vhodných modelů pro simulaci průtoku krve hlavními cévami na sítnici. Pro řešení budou použity pokročilé metody analýzy obrazů, včetně segmentace, texturní analýzy a modelování procesu zobrazení. Celkově by měl projekt, díky navrženým metodám zpracování a analýzy, rozšířit možnosti využití video-oftalmoskopů v diagnostice očních či neurologických onemocnění. Toto téma zapadá do dlouhodobé spolupráce s klinickým pracovištěm v Erlangenu (Německo).

Resilientní systémy

Školitel: doc. Ing. Petr Fiedler, Ph.D.

Obor: Kybernetika, automatizace a měření

Anotace: Výzkum v oblasti metod zajištění resilience (odolnosti/robustnosti) technických systémů s ohledem na aplikaci relevantních metod pro tvorbu vestavných a komunikačních systémů. Výzkum bude zaměřen jednak na syntézu metod z oblastí funkční bezpečnost a kybernetická bezpečnosti a také na tvorbu metrik pro hodnocení resilience (odolnosti/robustnosti).

Pokročilé metody reprezentace, zpracování a analýzy dat

Školitel: doc. Ing. Petr Fiedler, Ph.D.

Obor: Kybernetika, automatizace a měření

Anotace: Výzkum v oblasti metod kontextově nezávislé reprezentace dat, sémantického mapování a analýzy procesních dat. Předpokládá se výzkum v oblasti možností využití dat uložených s využitím Semantic Sensor Network Ontology pro účely monitorování procesních dat, vyhodnocení dosažitelných temporálních omezení systémů ukládajících data do úložišť typu tripplestore pro účely zpracování dotazů v reálném čase. Součástí výzkumu je i výzkum v oblasti metod analýzy dat pro účely detekce nestandardních událostí, změn trendů a dalších anomálií v rozsáhlých datech se zohledněním kontextu pro minimalizaci falešně positivních detekcí.

Analýza 3D CT monoenergetických a spektrálních dat zaměřená na stanovení prostorové minerální hustoty kostí u norm. i okol. pacientů, včetně analýzy trendu časového vývoje

Školitel: prof. Ing. Jiří Jan, CSc.

Obor: Biomedicínská elektronika a biokybernetika

Anotace: Návrh a vývoj nových metod analýzy CT obrazových dat pro automatické stanovení prostorové distribuce minerální hustoty kostí v CT obrazových datech a trendu jejího časového vývoje, se zaměřením na zlepšení diagnostiky v onkologických i jiných klinických aplikacích. Získání dat i medicínské hodnocení výsledků bude výsledkem spolupráce se zahraničními i tuzemskými lékařskými pracovišti. Téma je součástí dlouhodobého projektu řešeného v rámci smlouvy s firmou PHILIPS NEDERLAND; v rámci této smlouvy je možné poskytovat úspěšným studentům zajímavé pravidelné navýšení stipendia. Od uchazeče se kromě zájmu o výzkumnou práci v renomovaném týmu očekává schopnost tvůrčího myšlení a osvojování si publikovaných metod, formulace strukturovaných algoritmů, programování v prostředí MATLAB a předběžná znalost základní metodologie zpracování a analýzy obrazových dat.

Pokročilé algoritmy pro monitoring aktivity mobilními senzory

Školitel: Ing. Martin Vítek, Ph.D.

Obor: Biomedicínská elektronika a biokybernetika

Anotace: Téma dizertační práce je zaměřeno na sledování a hodnocení aktivity jedinců s využitím senzorů běžně dostupných v mobilních zařízeních (akcelerometr, GPS, mikrofon, senzor srdečního tepu) a lze jej rozdělit na dvě části. Cílem první části je analyzovat možnosti mobilních zařízení, seznámit se s typy snímaných dat a posoudit jejich potenciál. Cílem druhé části je návrh pokročilých algoritmů pro zpracování nasnímaných dat za účelem identifikace jednotlivých druhů vykonávaných aktivit (odpočinek, chůze, běh). Od uchazeče se očekává znalost programování v prostředí Matlab a přehled v oblasti zpracování a analýzy 1D signálů.

Detekce a klasifikace metastatických lézí v páteři a dalších kostech na základě monoenergetických a spektrálních 3D CT obrazových dat, včetně analýzy trendu časového vývoje

Školitel: prof. Ing. Jiří Jan, CSc.

Obor: Biomedicínská elektronika a biokybernetika

Anotace: Návrh a vývoj nových metod analýzy CT obrazových dat pro automatickou detekci a klasifikaci lézí v páteři a dalších kostech, včetně sledování jejich časového vývoje v seriích CT vyšetření, se zaměřením na zlepšení diagnostiky v onkologických klinických aplikacích. Získání dat i medicínské hodnocení výsledků bude výsledkem spolupráce se zahraničními i tuzemskými lékařskými pracovišti. Téma je součástí dlouhodobého projektu řešeného v rámci smlouvy s firmou PHILIPS NEDERLAND; v rámci této smlouvy je možné poskytovat úspěšným studentům zajímavé pravidelné navýšení stipendia. Od uchazeče se kromě zájmu o výzkumnou práci v renomovaném týmu očekává schopnost tvůrčího myšlení a osvojování si publikovaných metod, formulace strukturovaných algoritmů, programování v prostředí MATLAB a předběžná znalost základní metodologie zpracování a analýzy obrazových dat.

Aplikace elektronicky řiditelných bilineárních dvojbranů pro aproximaci funkčních bloků neceločíselného řádu

Školitel: Ing. Roman Šotner, Ph.D.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Práce se zabývá syntézou/aproximací obvodových bloků (integrátor, derivátor, atd.) neceločíselného řádu obvodu za pomoci řetězců dílčích fázovacích a bilineárních přenosových sekcí celočíselného řádu, kde je možno elektronicky a nezávisle na sobě nastavovat polohu nuly a pólu přenosové funkce. Tato aproximace (platná v určitém kmitočtovém rozsahu) umožňuje do jisté míry docílit neceločíselného exponentu Laplaceova operátoru s a tím dovoluje konstrukci např. tzv. polovičního integrátoru (1/s^0.5). Práce je zaměřena více do teorie obvodů, ale dílčí výsledky budou ověřovány experimentálně a hledány vhodné praktické aplikace a aplikace v inteligentních komponentách fyzické vrstvy komunikačních systémů.

Analýza nelineárních elektronických soustav pomocí teorie Volterrových řad

Školitel: prof. Ing. Lubomír Brančík, CSc.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Cílem projektu je rozpracovat způsoby popisu nelineárních elektronických soustav pomocí teorie Volterrových řad a nalézt efektivní metody jejich řešení. V teoretické části budou kriticky hodnoceny stávající a hledány výpočetně efektivnější postupy, včetně aplikace vícerozměrné Laplaceovy transformace a souvisejících numerických metod. Pozornost bude zaměřena na využitelnost metod pro analýzu soustav s rozprostřenými parametry s nelinearitami. V experimentální části se předpokládá využití závislostí mezi jádry Volterrovy řady a X-parametry měřenými nelineárním vektorovým obvodovým analyzátorem. U uchazeče se předpokládá zájem o aplikovanou matematiku a programování v prostředí Matlab.

Inteligentní napájecí sítě

Školitel: Ing. Tomáš Urbanec, Ph.D.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Projekt je zaměřen na pasivní i aktivní obvody, které umožňují jakoukoliv změnu přenosu, v rámci napájecí sítě, jako např. fázovací články, laditelné filtrační obvody apod. Navržená struktura je nejprve modelována a následně ověřena realizací cílenou na perspektivní pásma centimetrových a milimetrových vln. Aplikace obvodů je mířena do inteligentních anténních systémů, které umožní rekonfigurovatelnost více parametrů během činnosti. Zaměření projektu je tedy zejména na komplexní rekonfigurovatelnost ve více rozměrech.

Metody mnohonásobného přístupu a tvarování svazku pro budoucí mobilní sítě

Školitel: prof. Ing. Aleš Prokeš, Ph.D.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Stále rostoucí nároky na vysokorychlostní přenosy v mobilních sítích vedou k využívání stále vyšších kmitočtových pásem. V oblasti milimetrových vln je k dispozici dostatečná šířka pásma, avšak extrémně zde narůstají ztráty šířením. Krátká vlnová délka, však umožňuje realizovat velmi malé antény a sdružovat je do řad, které nabízejí velký zisk a mohou ztráty šířením výrazně eliminovat.
Cílem projektu je výzkum a vývoj algoritmů pro adaptivní tvarování svazků v kombinaci s masívním MIMO systémem, které by byly schopny optimálně kombinovat oba přístupy v závislosti na stavu přenosového kanálu a požadavků uživatelů. Součástí projektu je i studie možné hardwarové implementace navržených algoritmů a metody řízení anténních řad.

Hluboké neuronové sítě a jejich využití v rozpoznávání vad na povrchu elektronické struktury

Školitel: doc. Ing. Petr Sedlák, Ph.D.

Obor: Fyzikální elektronika a nanotechnologie

Anotace: Práce se zabývá využití neuronových sítí s hlubokým učením pro diagnostiku povrchu elektronických mikro a nano struktury, které jsou snímány pomocí skenovacích mikroskopů s různým stupněm rozlišení. Hledání vad vyskytujících se na povrchu je velmi časově náročné. Motivací práce je tyto vady rozpoznat ze získaných dat.

Nové obvodové principy pro návrh analogových obvodů s nízkým příkonem a napájecím napětím

Školitel: doc. Ing. et Ing. Fabian Khateb, Ph.D. et Ph.D.

Obor: Mikroelektronika a technologie

Anotace: Využití nových obvodových principů pro návrh analogových obvodů s nízkým příkonem a napájecím napětím. Obvody budou sloužit především v oblasti biomedicíny. Teoretický návrh a experimentální ověření analogových obvodů s nízkým napájecím napětím a nízkým příkonem za použití programu Cadence a technologie TSMC 0.18 um.

Efektivní způsoby chlazení výkonových polovodičových součástek

Školitel: doc. Ing. Josef Šandera, Ph.D.

Obor: Mikroelektronika a technologie

Anotace: Studium způsobu chlazení výkonových polovodičových součástek, hlavně LED diod. Studium svítivosti LED diod v závislosti na teplotě. Simulace tepelných poměrů ve struktuře. Budou se řešit vrstvené struktury, spojení plošného spoje s kovovým jádrem a keramickým materiálem (keramika LTCC). Možnost chlazení proudící kapalinou ve vytvořených kanálcích. Je předběžně dohodnuto, že práce bude řešena v rámci výzkumného úkolu s průmyslovou firmou. Případná možnost vyplácení odměny doktorandovi.
Disertabilní jádro: Návrh chladícího systému pro výkonové LED diody v kombinaci LTCC keramiky a Aluminy s chladícími kanálky pro kapalinu. Měření na systému.

Materiály pro laditelné optické filtry

Školitel: doc. Ing. Jiří Vaněk, Ph.D.

Obor: Mikroelektronika a technologie

Anotace: Výzkum zabývající se materiály a strukturou přeladitelných optických filtrů na základě pizoelektrického jevu v tenkovrstvých materiálech.

Distribuované sítě

Školitel: doc. Ing. Dan Komosný, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Distribuované (peer-to-peer) sítě jsou častým prostředkem pro sdílení dat v Internetu mezi velkým počtem uživatelů. Práce se bude zabývat způsoby komunikace v těchto sítích, například z pohledu zneužití dat, jejich ztráty nebo distribuce nelegálního obsahu.

Moderní systémy pro zálohování dat

Školitel: doc. Ing. Karel Burda, CSc.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Zálohování dat je pro každý informační systém kritickým procesem. Tvorba těchto záloh by měla být časově i nákladově nenáročná a obnova dat by měla být rychlá a spolehlivá. K zálohování dat v současné době existuje řada programů, avšak jejich popis fungování je neveřejný. Navíc k návrhu tvorby záloh a obnovy dat neexistují ani dostatečně obecné matematické modely. Projektanti a správci systémů pro zálohování dat tak musí vycházet z empirických zkušeností a z hrubých odhadů.

Cílem disertační práce je navrhnout otevřenou metodu pro zálohování dat a ověřit její vlastnosti. Dalším cílem je pro navrženou metodu vytvořit matematický model použitelný ke kvantitativnímu porovnání různých strategií zálohování a různých typů rotace paměťových úložišť.

Elektronicky konfigurovatelné analogové obvody

Školitel: doc. Ing. Jan Jeřábek, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Téma je zaměřeno na návrh dvojbranů, zejména pak filtračních obvodů či např. oscilátorů s možností externí elektronické změny významných parametrů obvodu či v případě filtru i typu kmitočtové odezvy. Předpokládá se i návrh struktur s prvky neceločíselného řádu. Pro tyto účely budou využity především již existující aktivní prvky, popř. budou navrženy jejich modifikované varianty. Předkládají se simulace nejen s jednoduchými modely, ale i s modely na tranzistorové úrovni. Při experimentálním ověřování budou práce zaměřeny především na behaviorální modelování.

Efektivní využití IP sítí v krizových situacích

Školitel: doc. Ing. Vladislav Škorpil, CSc.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Cílem je vytvořit efektivní strategii použití veřejných a neveřejných IP síti pro krizové řízení. Dále pak navrhnout takovou síť, která by dokázala kapacitně, ale také z hlediska odolnosti, zajistit krizovou komunikaci. Jednalo by se zejména o přenosy hlasu, dat, TVvysílání. Další částí by bylo navrhnout nové metody řízení komunikace po internetu – řídit toky informací atp. Výzkum by obsahoval také vliv topologie sítě na její stabilitu a bezpečnost, rychlost šíření virů, schopnost odolávat útokům atp. Jedním z cílů je navrhnout softwarového robota, který bude schopný monitorovat topologii sítě popřípadě internetu, dalším cílem je navrhnout systém pro výměnu souborů po internetu, ale bez jakéhokoli centrálního prvku. Systém by přitom měl být intuitivně použitelný. Řešení by mělo být bezpečné a umožnit anonymizovat odesilatele a příjemce dat. Finálním cílem je navrhnout vysoce odolnou síť vhodnou pro krizové situace a tento návrh podložit teorií.

Analýza vlastností elektrických filtrů v proudovém módu

Školitel: doc. Ing. Ivo Lattenberg, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Práce je zaměřena na analýzu vlastností elektrických filtrů pracujících v proudovém módu. Cílem bude vytvořit algoritmizovatelné postupy, které vedou ke zjištění vlastností filtrů obecně zadaných pomocí schématu. Bude třeba vyhodnotit intervaly dosažitelných parametrů, jako jsou jakost, proudový přenos v propustném pásmu, dynamický rozsah při definovaném napájecím napětí, citlivosti apod. V případě hledání intervalu jakosti půjde o hledání extrémů nelineární funkce více proměnných. K tomuto budou nejprve využity matematické nástroje jako Maple nebo MathCAD, později bude navržen vlastní algoritmus. Požadavky na uchazeče: algoritmické myšlení, znalost počítačového programování, znalost teorie obvodů.

Návrh a ověření nových algoritmů pro efektivní využívání heterogenních rádiových zdrojů v bezdrátových sítích 5. generace

Školitel: doc. Ing. Jiří Hošek, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: S rostoucím množstvím mobilního datového provozu a počtu připojených zařízení je potřeba vysoce efektivních algoritmů pro řízení heterogenních rádiových zdrojů v bezdrátových sítích 5. generace, jejichž komerční nasazování je očekáváno v horizontu 5 let. Mimo to, schopnost automatizované správy síťových parametrů je důležitým prvkem budoucích mobilních sítí, zejména kvůli jejich rostoucí složitosti a vysokým nárokům některých aplikací. Komplexní heterogenní struktura a vysoká hustota buněk 5G mobilních sítí (obsahující např. femto buňky či komunikaci využívající současně více rádiových přístupových technologií), definuje nové výzvy v oblasti správy takových sítí. S rostoucí velikostí sítě a její složitostí se zvyšuje i množství zdrojů, které jsou potřebné ke správě sítě. V návaznosti na to bude hlavním úkolem disertační práce zmapovat současný stav 5G technologií a následně navrhnout nové algoritmy pro řízení heterogenních rádiových zdrojů v mobilních 5G sítích. Navržené algoritmy budou ověřeny a zhodnoceny pomocí vybraných simulačních nástrojů a také přímo v experimentální LTE-A síti.

Metody pro návrh fraktálních prvků a obvodů

Školitel: doc. Ing. Jaroslav Koton, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Popis a realizace fraktálních systémů se stává středem pozornosti v řadě inženýrských oblastí, např. pro možnost in vivo neinvazivní měření a následnou analýzu. Cílem práce je popis a návrh metod a nástrojů vhodných pro syntézu fraktálních prvků a obvodů s těmito prvky.

Adaptivní optimalizace rehabilitačních procesů pro poruchy rovnováhy

Školitel: Univ. Prof. Dr. Peter Brezany

Obor: Teleinformatika

Anotace: K poruchám mozku dochází, když je mozek člověka poškozen nebo negativně ovlivněn zraněním, nemocí nebo zdravotním stavem. Poruchy rovnováhy tvoří významnou kategorii poškození mozku. Základní hypotéza uvažovaného nového výzkumného přístupu je datově orientovaný přístup, podrobný monitoring a průběžné analýzy údajů vznikajících při rehabilitačním cvičení pacienta na moderních platformách měření sil rovnováhy, doplněných o pacientovy fyziologická data společně s daty zachycenými z jiných zdrojů, které mohou přispět k optimalizaci terapie w.r.t., aktuálních potřeb pacienta. Cílem je zlepšit účinnost léčebného procesu, aby se zabránilo přetížení pacienta v průběhu léčby. Cílem této disertační práce je vyvinout adaptivní optimalizace (optimální výběr a nastavení parametrů terapie z velkého objemu dat) zapojených léčebných postupů, včetně přesné sledování, hodnocení, učení a cyklech odezvy. Tento výzkum bude probíhat ve spolupráci s výzkumníky z ČVUT a Univerzitou Karlovy Praha (UK), kteří vykonávají přípravy vah (a sběr příslušných dat) v rehabilitačních centrech postavených na svých dvou vlastních systémech: Homebalance – systém umožňující přípravy vah a oblast působnosti – systém shromažďování fyziologických dat, který s pomocí senzorů zachycuje a ukládá velké objemy dat. V první fázi se budou vyhodnocovat údaje poskytnuté UK, které poslouží jako zdroj pozitivních a / nebo negativních příkladů intervencí očekávaných od adaptivní optimalizace.
Školitelé (konzultanti):
• Prof. Peter Brezany, BUT Brno and University of Vienna
• Prof. Olga Stepankova, CVUT Praha
• MUDr. Marketa Janatova, 1. LF Univerzity Karlovy and CVUT Praha

Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. Peter Brezany:
Research Group for Scientific Computing, Faculty of Computer Science, University of Vienna, Vienna, Austria
and SIX Research Centre, Institute for Telecommunication, Faculty of Electrical Engineering, BUT Brno

Optické vláknové senzory

Školitel: Ing. Petr Münster, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Práce je zaměřena na problematiku návrhu, simulace a realizace optických vláknových systémů pro senzorické aplikace. Jedná se o systémy, ve kterých jsou běžná jednovidová telekomunikační vlákna, mnohovidová vlákna, plastická POF (Plastic Optical Fiber) vlákna, mikrostrukturální vlákna, případně další specální vlákna využívána jako senzor, případně vlákno slouží jako přenosové medium informací od senzoru. Pomocí rozptylových jevů (Ramanův rozptyl, Brillouinův rozptyl, Rayleighův rozptyl), případně změn parametrů optického signálu (změny intenzity, fáze, polarizace, spektra, atd.), lze získat informace o různých fyzikálních veličinách podél optického vlákna.

Nízkoúrovňová magnetická měření

Školitel: prof. Ing. Pavel Fiala, Ph.D.

Obor: Teoretická elektrotechnika

Anotace: Téma se zabývá dvěma klíčovými oblastmi. První je zaměřena na pokračování výzkumu uceleného systému měřicích metod a metrologie pro nízkoúrovňová magnetická měření s respektem silně rušeného okolního prostředí v úzkém frekvenčním pásmu f= 0.1-30Hz. Je vhodné se zaměřit na metody dosahujících výsledky S/Š <0.05 a rekonstrukci signálu. S navrženými metodami se provádí vyhodnocení malých změn magnetických polí. Druhá oblast navazuje na výzkum změn chování člověka a celkově odezvy lidského organismu, jeho vlastnostmi a reakcí na změny magnetického pole. Jako nástroje se používají postupy jak deterministické, tak stochastické, s nejnovějším matematickým aparátem a nedestruktivními měřicími metodami.

Numerické modely stochastických úloh

Školitel: prof. Ing. Pavel Fiala, Ph.D.

Obor: Teoretická elektrotechnika

Anotace: V procesu modelování se vyskytují neřešené problémy v oblasti rozsáhlých mnohaparametrických úloh s explicitním popisem minima parametrů. V numerickém modelování existují přístupy řešení takovým modelů. Při vhodném formulování a sestavení metody se stávají výkonnými nástroji při vědeckém přístupu k řešení základního i aplikovaného výzkumu. Cílem doktorského studia je popsat a formulovat přístupy řešení rozsáhlých periodických systémů s mírou neperiodicity, na experimentech ověřit vlastnosti modelů. Cíleně provést testování na modelech nanomateriálových modelů, například na strukturách grafenu, povrchových atomárních vrstev s aplikací plazmatu.

Metody detekce a identifikace signálu částečného výboje v pásmu UKV

Školitel: doc. Ing. Petr Drexler, Ph.D.

Obor: Teoretická elektrotechnika

Anotace: Jedním z klíčových problémů spolehlivosti výkonových vysokonapěťových transformátorů je existence částečných výbojů v jejich olejové náplni. Radiofrekvenční metody mohou poskytnout účinný nástroj pro sledování aktivity částečných výbojů. Pro jejich úspěšné nasazení je stěžejní možnost detekce elektromagnetického signálu v pásmu UKV vyzařovaného výbojem. Tento signál má relativně nízkou úroveň a jeho výskyt je doprovázen silným impulzním rušením z jiných výbojových dějů. Na druhou stranu signál disponuje specifickými časovými a kmitočtovými relacemi, které mohou umožnit jeho spolehlivou detekci a vyhodnocení. Téma je zaměřeno na výzkum nového přístupu k detekci elektromagnetických signálů vyzařovaných částečnými výboji, který bude využívat jejich časových a kmitočtových specifik. Cílem práce je prohloubit stav poznání v problematice spolehlivé detekce a identifikace aktivity částečného výboje a zvýšení spolehlivosti provozu výkonových vysokonapěťových transformátorů.

Využití částečných výbojů pro identifikaci poruchových jevů v distribučních sítích

Školitel: doc. Ing. Petr Toman, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Spolehlivost dodávky elektrické energie patří k dlouhodobým prioritám vyspělé společnosti. S tím souvisí potřeba rychlé a spolehlivé lokalizace poruch vznikajících na prvcích elektrizační soustavy. V řadě případů je možné poruchu identifikovat v začátečním stadiu a předejít tak jejímu rozšíření a následným výpadkům. Cílem práce je analýza současných metod využívajících analýzu částečných výbojů pro hodnocení stavu jednotlivých zařízení a následně využití získaných poznatků pro detekci vznikajících poruch v distribuční soustavě. Příkladem může být zhoršený izolační stav transformátorů, průchodek, jednopólová porucha na vedení s izolovanými vodiči, atd.

Testovací systém pro hodnocení elektronických proudových a napěťových převodníků

Školitel: Ing. David Topolánek, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Cílem práce je vytvoření testovacího systému, který umožní detailní analýzu řetězce sestaveného z proudového a napěťového převodníku s digitalizovaným výstupem SampleValue dle IEC 61850-9-2, sestavujícího se z proudového/napěťového převodníku, digitalizační jednotky (A/D převodníku) a slučovací jednotky. Výsledkem testovacího systému bude zhodnocení reálného časového zpoždění primárního signálu, přesnosti amplitudy a fáze, a to nejen celého systému, ale i jeho jednotlivých částí. Navržený systém bude možné využít nejen pro provedení standardních testů, ale i testů pro určení frekvenční charakteristiky, teplotní závislosti apod. tak, aby na základě těchto výsledků mohly být navrženy korekce pro zlepšení přesnosti měření. Vlastní systém bude postaven primárně na platformě LabView.

Moderní způsoby estimace parametrů elektrických strojů

Školitel: Ing. Radoslav Cipín, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Téma dizertační práce je zaměřeno na analýzu možností estimace parametrů elektrických strojů při různých provozních stavech se zaměřením na asynchronní motory. Výsledky budou sloužit pro konstrukci přesnějších matematických modelů, které dále poslouží při návrhu moderních řídicích struktur, např. prediktivní řízení.

Asynchronní motor s plným rotorem

Školitel: prof. Ing. Vítězslav Hájek, CSc.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Asynchronní motor malého výkonu jako zvláštní provedení elektrického stroje. Parametry, charakteristiky, možnosti použití.
Teoetická a experimentální analýza motoru. Návrh a ověření parametrů na funkčním vzorku.

Malé a speciální elektromotory

Školitel: prof. Ing. Vítězslav Hájek, CSc.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Výzkum a vývoj nové generace malých a speciálních elektromotorů s vyššími technickými parametry. Výsledkem práce budou návrhy funkčních vzorků a jejich ověření.

Elektromobilita v konceptu smart technologií v energetice

Školitel: doc. Ing. Petr Baxant, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Téma je zaměřeno na výzkum potenciálu elektromobilů resp. obecně elektrických vozidel všeho druhu v rámci implementací chytrých technologií, tzv. smart. Elektromobilita zahajuje celosvětově novou éru vývoje a to nejen v oblasti mobility, ale také v oblasti informačních technologií a energetických systémů. Elektromobil dnes integruje celou řadu výkonných technologií a je zřejmé, že jeho konektivita na okolí bude stále narůstat. Běžné je dnes již plné připojení k internetu a začíná být standard autonomní řízení vozů. Jelikož ale tyto vozidla budou vyžadovat ke svému provozu energii, bude nutné řešit kompletní infrastrukturu nabíjecích stanic. V rámci disertace by se však řešily možnosti, jak elektrická vozidla dále zdokonalovat ve smyslu např. obousměrného toku energie, sdílení potenciálu energie a výkonu, souběžný provoz více vozidel, integrace do inteligentních měst, využití obnovitelných zdrojů – akumulace a monitorování, vytváření sítí dopravních prostředků, efektivní sdílení zdrojů apod. Student by v první části studia implementoval podrobný měřicí a monitorovací systém, který by umožnil sledování vybraného vozidla v reálném čase a vyhodnocení nejdůležitějších parametrů. V druhé části by pracoval na využití měřených dat a sdílení prostředků v rámci smart technologií, např. dostupnost zdrojů elektrické energie a potenciál OZE v daný okamžik. Předpokládaným výstupem práce by měl být funkční koncept menšího rozsahu s návazností na globální platformy, které se nyní celosvětově budují.

Modelování jevů v elektrickém oblouku

Školitel: doc. Ing. Ilona Lázničková, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Nízkoteplotní plazma nachází mnohostranné technologické využití. Jedním z jeho možných zdrojů je generátor plazmatu (plazmatron), který k produkci plazmatu využívá elektrický oblouk.
Cílem práce je vytvořit matematicko-fyzikální model oblouku a provést srovnání se zjednodušeným modelem. K ověření modelu budou využity hodnoty naměřené na plazmatronu.

Podmínky pro integraci a provoz stochastických zdrojů s výkonem do 10 kW v podmínkách ČR – opatření pro omezení vlivu na kvalitu elektrické energie

Školitel: doc. Ing. Petr Mastný, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Současné podmínky pro připojování mikrozdrojů s výkonem do 10 kW umožňují připojit takový typ zdroje jen na ohlášení (není potřeba klasické řízení o připojení do elektrizační soustavy). Nárůst těchto instalací s sebou přináší několik provozních problémů, jako je např. ovlivnění kvality elektrické energie v místě připojení nebo přetoky energie do elektrizační soustavy. Cílem výzkumu je definovat podmínky pro korektní připojování a provozování těchto zdrojů s důrazem na zachování kvality elektrické energie. V kontextu definice uvedených pravidel je dále potřebné provést revizi současných legislativních pravidel a v návaznosti na nová zjištění provést úpravu těchto pravidel. Součástí práce budou mimo základní matematické modelování také ověřování teoretických zjištění na reálných aplikacích a také s využitím experimentální hybridního systému, který je v provozu v laboratořích UEEN.

Pokročilá jaderná paliva

Školitel: Ing. Karel Katovský, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Cílem práce studenta bude teoretický a experimentální výzkum tzv. havarijně odolného inovovaného jaderného paliva (Accident Tolerant Fuel). Student bude výpočetně studovat vlivy různých aditiv na tepelnou vodivost keramické uranové matrice, počítat vliv těchto příměsí na neutronově-fyzikální charakteristiky jaderného paliva a na základě teoretických analýz navrhne experimentální ověření těchto predikcí. Student vytvoří inovované pelety požadovaných vlastností a bude experimentálně studovat jejich vlastnosti, hodnotit jejich potenciální přínos pro praxi s ohledem na efektivní využití paliva, ekonomiku palivového cyklu a zejména jadernou bezpečnost. Student bude provozovat a využívat unikátní experimentální zařízení budované na Ústavu elektroenergetiky FEKT VUT pro studium krize přestupu tepla v lehké vodě při středně nízkých tlacích. Cílem výzkumu je dát zásadní informace o vlivu inovovaných nebo jinak modifikovaných povrchů palivových proutků na rozvoj krize varu, což je důležité zejména pro bezpečnostní a havarijní analýzy tlakovodních a varných jaderných reaktorů. Téma bude řešeno v úzké spolupráci s Fakultou strojního inženýrství VUT.

Metody rozšiřování ladících rozsahů elektronicky řiditelných obvodů

Školitel: Ing. Roman Šotner, Ph.D.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Se stále se snižujícím napájecím napětím se zhoršuje schopnost ovládat např. ladící rozsah filtru a docílit stejného pásma přeladění jako ve stávajících systémech s běžným napájecím napětím. Hlavním úkolem práce bude hledání řešení (obvodových struktur) a metod elektronického řízení aplikací (např. filtry a oscilátory) pracujících jako komponenty moderních komunikačních systémů, které umožní vhodně kombinovat řídící schopnosti řiditelných aktivních součástek nebo docílit změnu charakteru závislosti ladící charakteristiky na řídícím parametru (parametrech) aplikace či aktivního prvku tak, aby se při stále stejném rozsahu řídící veličiny podstatně vylepšil rozsah přeladění aplikace. Verifikace zamýšlených metod bude probíhat simulacemi v PSpice a Cadence IC6 (CMOS technologie AMIS 0.35 um nebo TSMC 0.18 um) i experimentálně.

Nové aktivní prvky kombinující více způsobů elektronického řízení a jejich aplikace

Školitel: Ing. Roman Šotner, Ph.D.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Téma je zaměřeno na studium nových principů elektronického řízení v rámci interní architektury aktivního obvodového prvku. Jedná se zejména o rozšíření možností stávajících prvků, jako jsou proudové konvejory, transkonduktory, proudové a napěťové zesilovače, apod. Tyto prvky většinou disponují pouze jedním externě nastavitelným parametrem. Cílem studenta by bylo najít dosud nepublikované možnosti řízení vhodných parametrů v rámci jednoho či jednodušší kombinace několika základních prvků. Tento prvek bude nejprve modelován na nejjednodušší úrovni ideálních řízených zdrojů, poté vznikne jeho behaviorální reprezentace (emulátor) na bázi komerčně dostupných součástek a nakonec bude vytvořena realizace ve vhodné CMOS technologii. Dále budou zkoumány možnosti využití navržených prvků ve vhodných aplikacích a inteligentních obvodových strukturách.

Aplikace elektronicky řiditelných bilineárních dvojbranů pro aproximaci funkčních bloků neceločíselného řádu

Školitel: Ing. Roman Šotner, Ph.D.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Práce se zabývá syntézou/aproximací obvodových bloků (integrátor, derivátor, atd.) neceločíselného řádu obvodu za pomoci řetězců dílčích fázovacích a bilineárních přenosových sekcí celočíselného řádu, kde je možno elektronicky a nezávisle na sobě nastavovat polohu nuly a pólu přenosové funkce. Tato aproximace (platná v určitém kmitočtovém rozsahu) umožňuje do jisté míry docílit neceločíselného exponentu Laplaceova operátoru s a tím dovoluje konstrukci např. tzv. polovičního integrátoru (1/s^0.5). Práce je zaměřena více do teorie obvodů, ale dílčí výsledky budou ověřovány experimentálně a hledány vhodné praktické aplikace a aplikace v inteligentních komponentách fyzické vrstvy komunikačních systémů.

Detekce a identifikace nevybuchlé munice založená na aproximacích transientních radarových odezev

Školitel: Ing. Martin Štumpf, Ph.D.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Očekávaný výzkum se zaměří na možnosti zobrazování (ve smyslu inverzního zdrojového problému) monostatických pulsních radarových odezev z nevybuchlé munice, která je skryta v zemi. Úspěšné dokončení disertační práce povede k (a) efektivním analytickým nebo/a numerickým metodám pro výpočet transientních odezev rozptýleného EM pole; (b) věrohodné interpretaci signatur cílů a (c) k navržení k protoptypu monostatického radaru se zaměřením na jeho pulsní generátor and vysílací/přijímací anténní systém.

Šíření pulsního EM pole podél těla

Školitel: Ing. Martin Štumpf, Ph.D.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: V přímém protikladu se současným trendem výzkumu v příslušné literatuře, správné fyzikální pochopení mechanismu šíření podél těla vyžaduje analytický popis v časové oblasti, který respektuje princip kauzality. Výzkum v rámci disertační práce se proto zaměří an analýzu šíření pulsního EM pole v blízkém okolí (zjednodušeného modelu) lidského těla. Správnost navrženého modelu šíření bude prokázána pomocí numerických i skutečných experimentů.

Senzorové sítě pro dopravní prostředky

Školitel: prof. Ing. Aleš Prokeš, Ph.D.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Jedním ze způsobů snižování ceny a spotřeby automobilů, letadel a dalších dopravních prostředků je náhrada drahé a poměrně těžké kabeláže propojující desítky až stovky senzorů a akčních členů s řídící jednotkou vozidla bezdrátovou sítí. Mnohacestné šíření signálů v silně zarušeném prostředí a koordinace vzájemné komunikace vyžaduje použití speciálních technik a algoritmů zpracování signálů. Cílem projektu je návrh a optimalizace senzorové „multi-hop“ sítě. Budou zkoumány vhodné modulace, metody ekvalizace, korekce chyb, apod. na fyzické vrstvě a vhodné přístupové techniky, metody alokace systémových prostředků a koordinace přenosu dat na vyšších vrstvách.

Řízení a chránění AC/DC hybridních mikrosítí

Školitel: doc. Ing. Petr Toman, Ph.D.

Obor: Power Electrical and Electronic Engineering

Anotace: Budoucí trendy v elektroenergetice předpokládají rozvoj decentralizované výroby, akumulace a mikrosítí. S ohledem na výstupní napětí fotovoltaických panelů a akumulátorů je nedílnou součástí i rozvoj DC instalací a hybridních AC/DC sítí.
Cílem práce je analyzovat klíčové výzvy provozu hybridních AC/DC sítí a navrhnout metodiku pro ekonomicky přijatelné měření napětí a proudu pro systémy adaptivního řízení a chránění respektující např. rozdílné úrovně zkratového výkonu v různých provozních stavech a specifické vlastnosti DC proudu při vypínání poruch.

Paralelizace evolučních algoritmů

Školitel: doc. Ing. Vladislav Škorpil, CSc.

Obor: Teleinformatics

Anotace: Cílem práce je výzkum v oblasti paralelizace evolučních algoritmů. Paralelizace je nedílnou součástí ke zvýšení efektivnosti evolučních algoritmů a jejich možnému využití. Výzkum by měl navázat na současné poznatky a provést výzkum vlivu zvolených parametrů a designu na výkon. Výzkum by měl být soustředěn na ostrovní modely evolučních algoritmů.
Dle zvoleného postupu nutná znalost některého z programovacích jazyků, dále skriptovacího jazyka Python či Matlab. Zvolené vývojové a testovací prostředí je ponecháno volné volbě. Výsledkem by měla být prezentace a ověření dosažených výsledků.

Zefektivnění zabezpečení sítí standardu IEEE 802.11

Školitel: doc. Ing. Vladislav Škorpil, CSc.

Obor: Teleinformatics

Anotace: Zranitelnost standardu IEEE 802.11, metody útoků na zabezpečení a metody pro jeho zefektivnění. Problematika zabezpečení bezdrátových sítí předpokládá standardy IEEE 802.11. Podrobné seznámení s těmito standardy, popsání jednotlivých druhů zabezpečení bezdrátových sítí včetně jejich vlastností a následná teoretická analýza. Realizace útoků různými metodami na moderní zabezpečovací algoritmy, důraz bude kladen na identifikaci slabých míst protokolů 802.11. Na základě zjištění bude navrženo a otestováno zabezpečení efektivnější. Pozornost bude věnována zabezpečení kvality služeb QoS v sítích standardu 802.11. Sítě budou podrobeny zkoumání pomocí vhodných programů a simulátorů (OMNET++, NS2). Zkoumány budou rovněž závislosti moderních služeb (IP telefony, přenos videa, hlasu, multimédií) na zpoždění a bude provedena celková analýza včetně optimalizace QoS.

Převodníky pro vzájemný převod A/D a D/A pracující v proudovém módu

Školitel: doc. Ing. Ivo Lattenberg, Ph.D.

Obor: Teleinformatics

Anotace: Práce je zaměřena na analýzu a návrh převodníků A/D a D/A pracující v proudovém módu. Cílem bude navrhnout vhodnou strukturu převodníků číslo-proud a proud-číslo bez vnitřní konverze proud-napětí a napětí-proud s ohledem na zvýšení šířky pásma oproti převodníkům pracujícím v napěťovém módu. Součástí práce je i návrh a analýza antialiasingových filtrů pracujících v proudovém módu. Při návrhu se bude vyházet ze struktur netradičních obvodových prvků jako proudové konvejory (CCI, CCII, CCIII) s jednoduchým či plovoucím výstupem, zesilovače s proudovou zpětnou vazbou (CFA), proudové zesilovače (CA), transkonduktory (OTA, BOTA, DBTA). Požadavky na uchazeče: znalost teorie obvodů, znalost simulačních programů (MicroCap, PSpice).

Autonomní tvorba lokální 3D mapy fúzí dat v mobilní robotice

Školitel: prof. Ing. Luděk Žalud, Ph.D.

Obor: Kybernetika, automatizace a měření

Anotace: Téma je zaměřeno na metody pro tvorbu lokálních 3D map pro pozemní mobilní roboty nebo vozidla pracující v běžném, nemodifikovaném vnějším prostředí. Cílem výzkumu bude rovněž výběr vhodných snímačů pro fúzi dat tak, aby mohly být algoritmy úspěšné v širokém rozmezí reálných situací. Hlavním řešeným problémem bude zejména problematika špatných podmínek z hlediska viditelnosti (mlha, tma, déšť). Budou rozpracovány také techniky detekce pohyblivých překážek ve scéně, typu osoba nebo automobil.

Autonomní měření prostředí pomocí mobilních robotických prostředků

Školitel: prof. Ing. Luděk Žalud, Ph.D.

Obor: Kybernetika, automatizace a měření

Anotace: Téma je zaměřeno na problematiku autonomního měření parametrů prostředí pomocí mobilních robotů. Cílem výzkumu jsou především postupy pro CBRN hrozby (zejména měření radiace), autonomní vyhledávání osob či hlídáním perimetru. Autonomní stroj/stroje musí být schopen práce v reálném, nemodifikovaném vnějším prostředí. Navržený systém musí být schopen problémy řešit nejen autonomně, ale také efektivně a bezpečně. Součástí práce je také vyhodnocení efektivity činnosti systému, tj. vytvoření vhodné metriky pro srovnání jednotlivých přístupů.

Optická bezkabelová komunikace založená na plně fotonické bázi

Školitel: prof. Ing. Otakar Wilfert, CSc.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Předmětem vědeckého projektu je výzkum nových metod a technologií pro optické bezkabelové spoje (OBS) založených na implementaci prvků vláknové optiky do systému komunikačního řetězce. Cílem projektu je analýza možností aplikace OBS v dopravní telematice, analýza atmosférických jevů a zvýšení spolehlivosti spojů pracujících v nestacionárním a nehomogenním atmosférickém přenosovém prostředí. V rámci projektu bude zkoumána optimální délka nosné vlny s ohledem na vlastnosti atmosféry a bezpečnost práce s laserem. Popisovaný výzkum je součástí připravovaného grantového projektu GAČR.

Učení hlubokých architektur

Školitel: prof. Dr. Ing. Zbyněk Raida

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Hluboké architektury sestávají z násobných vrstev nelineárních operací (např. umělé neuronové sítě se skrytými vrstvami). Prohledávání prostoru parametrů hlubokých architektur je komplikovanou úlohou, nicméně v nedávné době byly publikovány algoritmy učení, které tuto úlohu řeší.

Projekt je zaměřen na detailní studium hlubokých architektur a jejich učení, na softwarovou implementaci využívající paralelního programování a na jejich využití v oblasti výpočetního elektromagnetismu.

Příjem vemi slabých radiofrekvenčních signálů

Školitel: prof. Ing. Miroslav Kasal, CSc.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Příjem mikrovlných signálů přicházejících z kosmického prostoru je charakteristický velmi nízkým poměrem Eb/N0. Jedná se většinou o signály s fázovým nebo frekvenčním klíčováním nosné nebo subnosné. Pro eliminaci AWGN se s rostoucí vzdáleností redukuje přenosová rychlost, a tím i šířka pásma kanálu. To klade vysoké požadavky na frekvenční stabilitu celého systému, která musí být řešena zavěšením na atomový normál a také přesná kompenzace Dopplerova posuvu. Základním požadavkem je dosažení nízké ekvivalentní šumové teploty systému, související s optimálním ozářením parabolického zrcadla. Součástí projektu je i metodologie měření citlivosti pomocí extraterestrických zdrojů šumu.

Detekce a identifikace nevybuchlé munice založená na aproximacích transientních radarových odezev

Školitel: Ing. Martin Štumpf, Ph.D.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Očekávaný výzkum se zaměří na možnosti zobrazování (ve smyslu inverzního zdrojového problému) monostatických pulsních radarových odezev z nevybuchlé munice, která je skryta v zemi. Úspěšné dokončení disertační práce povede k (a) efektivním analytickým nebo/a numerickým metodám pro výpočet transientních odezev rozptýleného EM pole; (b) věrohodné interpretaci signatur cílů a (c) k navržení k protoptypu monostatického radaru se zaměřením na jeho pulsní generátor and vysílací/přijímací anténní systém.

Zvýšení pokrytí chyb u metod pro testování analogových obvodů

Školitel: prof. Dr. Ing. Zdeněk Kolka

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Cílem projektu je zlepšení metod pro automatizované testování elektronických obvodů vč. vysokofrekvenčních. Pomocí vhodně zvolených měřících bodů je možné u analogového obvodu identifikovat prvek, který je vadný nebo jeho hodnota překročila povolenou toleranci. Teoretická část projektu spočívá ve výzkumu metod pro optimální volbu testovacích bodů a metod pro identifikaci vadného prvku na základě měření v testovacích bodech pomocí aplikace symbolické analýzy. V rámci projektu se předpokládá praktická realizace software pro ověření navržených postupů. Případný kandidát by měl mít zájem o analogové obvody a metody počítačové simulace.

Metody přesného určování polohy v bezdrátových senzorických sítích

Školitel: doc. Ing. Jiří Šebesta, Ph.D.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Téma práce je zaměřeno na výzkum metod a hardwarových prostředků pro přesné určování polohy senzorů v sítích. Cílem výzkumu je analýza stávajících metod a jejich optimalizace s aplikací v milimetrových pásmech (MMID), případně sub-milimetrových pásmech s UWB měřicími signály. Součástí tématu je efektivní spolupráce multi-senzorických systémů (protokoly, Kalmanova filtrace polohy). Cílovými aplikacemi tohoto výzkumu jsou systémy pro přesné polohování (robotických) strojů, určování polohy osob v budovách nebo řidiče v automobilu, či přesná polohová identifikace tagů (aktivních i pasivních).

Bezdrátové sítě pro osobní asistivní technologie

Školitel: prof. Ing. Tomáš Kratochvíl, Ph.D.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Téma doktorské práce je zaměřeno na analýzu a modelování osobních asistivních technologií pro podporu osob se smyslovým nebo pohybovým hendikepem. Práce je zaměřena na návrh bezdrátových sítí obrazových a zvukových senzorů a jejich konektivitu do sítí Internetu věcí a služeb (IoT). Řešena bude optimalizace systémů s ohledem na extrakci relevantních příznaků ze snímaných dat, objem přenášených informací v bezdrátové síti, energetickou a výpočetní náročnost jednotlivých komponent systému a současnou spolehlivost v rámci koexistence se současnými a zejména budoucími bezdrátovými systémy (WLAN, WRAN, LTE, BLE, ZigBee a další). Cílem práce je experimentální ověření konceptu bezdrátové sítě na vybraných scénářích použití osobního asistivního systému.

Model sdíleného přenosového kanálu pro budoucí bezdrátové komunikační systémy

Školitel: prof. Ing. Tomáš Kratochvíl, Ph.D.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Téma doktorské práce je zaměřeno na analýzu vlastností moderních a budoucích bezdrátových komunikačních systémů a jejich koexistenci ve sdíleném přenosovém kanálu. Při analýze se může jednat o systémy digitálních televizních služeb (např. DVB-T/T2, NGH), standardy mobilních komunikací (např. GSM/UMTS/LTE), bezdrátové komunikační služby (např. ZigBee, BT, WLAN, WPAN) a další. Předpokládá se definice statistického modelu reálného přenosového kanálu s proměnnými parametry a dále jeho verifikace při simulované koexistenci různých bezdrátových služeb. Cílem práce je nejen samotný model přenosového kanálu, ale i stanovení schémat vhodného protichybového zabezpečení, optimalizovaného pro vytvořený a ověřený model sdíleného kanálu.

Nanostrukturní vrstvy aktivních hmot olověných akumulátorů.

Školitel: doc. Ing. Petr Bača, Ph.D.

Obor: Mikroelektronika a technologie

Anotace: U olověných akumulátorů dosahujeme nízkého využití aktivních hmot, které se pohybuje kolem 40%. Možným způsobem překonání tohoto omezení je přechod z mikro na nanorozměrné velikosti částic aktivních hmot (zejména PbO2), díky čemuž by mělo dojít ke vzrůstu aktivního povrchu s výsledkem vyšší výtěžnosti. Úkolem výzkumu bude zvládnutí přípravy aktivních hmot nanostrukturních velikostí a ověření výše zmíněné hypotézy.

Dlouhodobá spolehlivost osvětlovacích systémů s LED diodami

Školitel: doc. Ing. Josef Šandera, Ph.D.

Obor: Mikroelektronika a technologie

Anotace: Předmětem práce bude stanoveni dlouhodobé spolehlivosti osvětlovacích systémů s LED diodami s důrazem na zkoumání vlivu vlhkosti a teplot. Budou realizovány zrychlené spolehlivostní zkoušky systémů. Je předběžně dohodnuto, že práce bude řešena v rámci výzkumného úkolu s průmyslovou firmou. Případná možnost vyplácení odměny doktorandovi.
Disertabilní jádro: Publikování a vyhodnocení výsledků originálních montážních postupů.

Perspektivní metody montáže elektronických modulů a systémů.

Školitel: doc. Ing. Josef Šandera, Ph.D.

Obor: Mikroelektronika a technologie

Anotace: Předmětem práce bude stanovení a odzkoušení nových metod montáže elektronických modulů a systémů na desky plošných spojů, odhad a stanovení spolehlivosti těchto systémů. Při návrhu bude kladen důraz na schopnost realizace této metody na osazovacím automatu. Je předběžně dohodnuto, že práce bude řešena v rámci výzkumného úkolu s průmyslovou firmou. Případná možnost vyplácení odměny doktorandovi.
Disertabilní jádro: Stanovení a odzkoušení originálních montážních metod.

Nekonvenční polovodičové struktury pro nízkonapěťové integrované obvody

Školitel: prof. Ing. Vladislav Musil, CSc.

Obor: Mikroelektronika a technologie

Anotace: Nekonvenční polovodičové struktury pro nízkonapěťové integrované obvody. Teoretický návrh, simulace a experimentální ověření analogových integrovaných obvodů s nízkým napájecím napětím a nízkým příkonem.

Měřicí systém pro spektroskopii využívající rychlou elektronovou spinovou rezonanci na terahertzových frekvencích

Školitel: prof. Ing. Radimír Vrba, CSc.

Obor: Mikroelektronika a technologie

Anotace: Téma práce se zabývá vývojem měřicího systému pro spektroskopii využívající rychlou elektronovou spinovou rezonanci na terahertzových frekvencích (THz Rapid Scan Electron Spin Resonance – ESR), kde rychlý sběr a zpracování dat je vyžadovaný v reálném čase. Doktorand bude pracovat na řešení úlohy zpracování dat, která zahrnuje vývoj programu na zpracování dat a také implementaci a programování vhodného rychlého hardware pro sběr dat. Práce bude řešena a podpořena v týmu prestižního grantu European Research Council (ERC). Pro více detailů lze přímo kontaktovat Prof. Radimíra Vrbu nebo Dr. Petra Neugebauera.

Analýza a využití veřejně dostupných dat na Internetu

Školitel: doc. Ing. Dan Komosný, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Téma je zaměřeno na získání a zpracování veřejně dostupných dat na Internetu prostřednictvím webu (web mining). Získaná data budou analyzována a budou hledány souvislosti a vzory. Dostupné informace mohou být například využity pro odhalování kriminálních přestupků.

Bezpečnost operačních systémů

Školitel: doc. Ing. Dan Komosný, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Téma je zaměřeno na analýzu hrozeb a útoků na operační systémy. Zejména se jedná o volně šiřitelné systémy, jako například OS Linux. Na základě získaných poznatků se bude práce zabývat analýzou, simulací a prevencí útoků.

RC prvky s rozloženými parametry a jejich využití v elektronických obvodech

Školitel: Ing. David Kubánek, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Práce je zaměřena na výzkum možností využití rezistivně-kapacitních prvků s rozloženými parametry (RC-PRP) vPráce je zaměřena na výzkum návrhu rezistivně-kapacitních prvků s rozloženými parametry (RC-PRP) a jejich využití v elektronických obvodech zejména s moderními aktivními prvky (konvejory, proudové zesilovače atd.). Součástí bude zejména návrh RC-PRP realizujících imitanční funkce fraktálního, tedy neceločíselného řádu. Snahou bude zlepšení vlastností oproti existujícím řešením imitančních prvků fraktálního řádu (zvýšení přesnosti, frekvenčního rozsahu, lepší integrovatelnost, možnost změny parametrů). Jako aplikace těchto prvků budou navrhovány kmitočtové filtry, oscilátory, syntetické imitanční prvky aj. Očekává se získání obvodových charakteristik, které nemohou být realizovány pomocí klasických prvků nebo pouze za cenu použití složitých struktur. elektronických obvodech zejména s moderními aktivními prvky (konvejory, proudové zesilovače atd.). Součástí bude zejména návrh tzv. fraktálních obvodů, které mají neceločíselný řád přenosové či imitanční funkce a které lze s RC-PRP realizovat. Očekává se nalezení nových kmitočtových filtrů, oscilátorů, syntetických imitančních prvků a dalších obvodů s RC-PRP. Snahou bude zlepšení vlastností oproti existujícím obvodům (zmenšení rozměrů, zvýšení rychlosti odezvy, snížení spotřeby atd.) a také získání charakteristik, které nemohou být realizovány pomocí klasických prvků nebo pouze za cenu použití složitých struktur.

Zefektivnění zabezpečení sítí standardu IEEE 802.11

Školitel: doc. Ing. Vladislav Škorpil, CSc.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Zranitelnost standardu IEEE 802.11, metody útoků na zabezpečení a metody pro jeho zefektivnění. Problematika zabezpečení bezdrátových sítí předpokládá standardy IEEE 802.11. Podrobné seznámení s těmito standardy, popsání jednotlivých druhů zabezpečení bezdrátových sítí včetně jejich vlastností a následná teoretická analýza. Realizace útoků různými metodami na moderní zabezpečovací algoritmy, důraz bude kladen na identifikaci slabých míst protokolů 802.11. Na základě zjištění bude navrženo a otestováno zabezpečení efektivnější. Pozornost bude věnována zabezpečení kvality služeb QoS v sítích standardu 802.11. Sítě budou podrobeny zkoumání pomocí vhodných programů a simulátorů (OMNET++, NS2). Zkoumány budou rovněž závislosti moderních služeb (IP telefony, přenos videa, hlasu, multimédií) na zpoždění a bude provedena celková analýza včetně optimalizace QoS.

Výzkum vysokofrekvenčních frekvenčně agilních lineárních systémů

Školitel: doc. Ing. Norbert Herencsár, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Disertační práce je zaměřena na výzkum nových typů vysokofrekvenčních frekvenčně agilních lineárních systémů pomocí nekonvenčních aktivních funkčních bloků na bázi proudových a napěťových konvejorů. Frekvenčně agilní filtrační systémy jsou specifickým typem rekonfigurovatelných analogových filtrů. Záměrem této práce je návrh nesymetrických i symetrických frekvenčně agilních filtrů třídy 1 až n. Funkčnost navržených obvodů bude ověřována počítačovým modelováním a ověřena experimentálním měřením.

Fyzicky neklonovatelné funkce

Školitel: doc. Ing. Václav Zeman, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Téma práce je zaměřeno na výzkum v oblasti fyzicky neklonovatelných funkcí (FNF) a možností jejich využití v kryptografických protokolech. FNF představují funkce, které jsou pevně spojeny s danou hardwarovou strukturou, lze je snadno vyhodnotit, ale odpovědi jsou těžko predikovatelné. FNF představují alternativu ke klasickému bezpečnému ukládání tajných klíčů kryptosystémů.

Segmentace dat s pomocí hlubokého učení

Školitel: doc. Ing. Radim Burget, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Hluboké učení je progresivně vyvíjející se oblast výzkumu strojového učení, které bylo představeno s cílem posunout strojové učení blíže k jednomu z jejích původních cílů: umělé inteligenci. Spolu s novými metodami vrstev sítí, optimalizačními metodami a novými algoritmy na speciálních výpočetních architekturách, existuje obrovský potenciál pro inovace, a to zejména v oblasti analýzy nestrukturovaných dat. Cílem této práce je navrhnout a experimentálně ověřit nové metody neuronových sítí a jeho vrstev, které umožní automaticky segmentovat lékařské snímky s pomocí člověkem definované předlohy. Lékařská data budou poskytnuty spolupracující FN Brno, v době přípravy této Ph.D. tématu zahajujeme obdobně orientovaný projekt s nadnárodní společnosti.

Experimentální výzkum měřicích metod pro NQR spektrografii

Školitel: doc. Ing. Miloslav Steinbauer, Ph.D.

Obor: Teoretická elektrotechnika

Anotace: Cílem práce je výzkum metod zlepšení vlastností experimentálního NQR pracoviště pro spektroskopii látek v rozsahu 0,5 až 10 MHz. Půjde o nalezení vhodných měřicích metod pro vyloučení falešných signálů a zvýšení citlivost spektrometru a opakovatelnosti měření. Výsledkem by měl být také návrh a realizace úprav obvodového řešení spektrometru pro ověření účinnosti navržených metod.

Modelování vjemu chromatického blikání v měřičích blikání

Školitel: doc. Ing. Jiří Drápela, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Jedním z největších problémů v oblasti kvality elektrické energie jsou rychlé změny napětí, tedy jeho kolísání, způsobující blikání světelných zdrojů, které může následně vést k nežádoucímu vjemu blikání s nepříznivým vlivem na zrakový vjem. Kolísání napětí je způsobeno řadou známých mechanizmů způsobujících u světelných zdrojů kolísání zářivého výkonu ale i změnu spektra. Vjem těchto změn je u člověka dán mimo jiné fyziologií zraku.
Práce je zaměřena na analýzu procesu přenosu kolísání napětí na kolísání zářivého výkonu a změnu spektra zdrojů, a dále využití výsledků analýzy pro vývoj a realizaci a verifikaci objektivního měřiče blikání respektujícího vedle jasového i chromatický flikr. Práce tedy zahrnuje teoretickou-analytickou, vývojovou i realizační část. Předpokládaná mezinárodní vědecká spolupráce. Informace: drapela@feec.vutbr.cz.

DIAGNOSTIKA ELEKTROMECHANICKÝCH SYSTÉMŮ A ZLEPŠOVÁNÍ JEJICH PROVOZNÍCH PARAMETRŮ

Školitel: doc. Ing. František Veselka, CSc.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Vývoj elektromechanických systémů je zejména v současné době spojen s požadavkem vysoké spolehlivosti a definované životnosti, v souvislosti s přechodem na vyšší hladiny výkonů a otáček.
Proto téma je zaměřeno na posouzení vlivu poruch jednotlivých částí elektromechanického systému na jeho provozní vlastnosti. Cílem je komplexní studium a diagnostika elektromagnetických a mechanických vlastností na základě generování vibrací a s uplatněním napájecího proudu. Práce sestává z teoretické, experimentální a aplikační části.
Problematika je na ÚVEE průběžně řešena v rámci několika projektů.

Možnosti regulace frekvence v elektrických sítích nové generace

Školitel: doc. Ing. Petr Toman, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Nové technologie pro elektrické sítě sebou přinášejí nové možnosti poskytování systémových a podpůrných služeb i na úrovni distribuční soustavy. Cílem práce je na základě podrobné analýzy možností nových technologií vytvoření modelů pro ověření dynamického chování a analýza možností využití pro systémové a podpůrné služby při změně frekvence v elektrizační soustavě.

Optimalizace výpočtů přenosu záření v plazmatu

Školitel: Mgr. Petr Kloc, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Výpočet optimálního rozložení středních absorpčních koeficientů pro výpočet záření v plazmatu. Hodnocení vlivu prostorové konfigurace elektrického oblouku a složení plazmatu na hranice frekvenčních intervalů. Porovnání různých algoritmů pro numerickou optimalizaci a jejich aplikace na problém přenosu záření v plazmatu.

Optická diagnostika elektrického oblouku

Školitel: Mgr. Petr Kloc, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Určení teploty elektrického oblouku a koncentrace částic pomocí optické emisní spektroskopie. Sledování vývoje tvaru a polohy vodivého kanálu pomocí vysokorychlostní kamery. Vyhodnocení pronikání konstrukčních materiálů do výbojového prostoru a jejich vliv na vlastnosti elektrického oblouku.

Nové funkcionality elektronických elektroměrů provozovaných v podmínkách SmartMetering

Školitel: Ing. David Topolánek, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Rostoucí uplatnění elektronických elektroměrů, jako náhrada za staré mechanické elektroměry, v sobě nese daleko větší potenciál využití, než je ten v současné době využívaný. Z tohoto důvodu je toto téma zaměřeno na posouzení možných dalších přínosů elektroměrů vyplývající z možnosti měření a zpracování okamžitých hodnot proudu a napětí v předávacích místech v podmínkách provozu SmartMeterů. Cílem práce bude zmapování vhodných funkcionalit, které budou mít benefit jak pro konečné odběratele (technické i netechnické ztráty, kvalita napětí, dálková parametrizace hlavního jističe – rezervovaného příkonu apod.), tak i distribuční společnosti v oblasti kvality napětí, provozu a optimalizace sítí nejen na úrovni nízkého napětí, ale i v nadřazených napěťových hladinách (vzdálená správa a odhalení “škodlivých” odběrných míst, krizové řízení, předcházení stavu nouze apod.). Výsledkem práce bude rovněž návrh nových funkcionalit a jejich odzkoušení na modelech charakteristické distribuční soustavy se závěrečným zhodnocením přínosů. Součástí řešení této problematiky je oblast ověření správnosti měřené energie a analýza proudových převodníků v systémech měření elektrické energie, pro případy náhodných revizí odběrného místa.

Analýza spínacích dějů polovodičových prvků ve výkonové elektronice

Školitel: Ing. Petr Procházka, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Experimentální část práce se bude týkat podrobné analýzy zapínacího a vypínacího děje ve výkonových tranzistorech IGBT a MOS-FET, s důrazem na extrémně rychlé tranzistory vyrobené z materiálu SiC a GaN. S ohledem na extrémní rychlost těchto součástek bude nutno, pro účely oscilografického snímání, vyvinout snímače proudu s mimořádně velkou šířkou pásma, alespoň do 300MHz.
Teoretická část práce se bude zabývat návrhem matematického modelu vypínacího a zapínacího děje v tranzistoru. Model bude vytvořen s pomocí experimentálně získaných dat. Smyslem modelu bude přesný výpočet spínacích ztrát tranzistoru v libovolném provozním režimu.

Systém pro řízení kvality a toků elektrické a tepelné energie v budovách s obnovitelnými zdroji energie.

Školitel: doc. Ing. Petr Mastný, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Zhodnoťte současné možnosti (celosvětově) řízení a monitoringu energetických systémů budov s obnovitelnými zdroji energie. Navrhněte a vytvořte jednotný systém regulace a řízení, který bude zahrnovat tepelné čerpadlo, solární termický kolektor a hybridní energetický systém s akumulací (fotovoltaika, větrná turbína) tak, aby bylo dosaženo maximální možné interakce mezi jednotlivými zdroji a zařízeními s ohledem na okolní vlivy. Výchozím předpokladem navrženého systému je koncepce založená na využití PLC.

Učení hlubokých architektur

Školitel: prof. Dr. Ing. Zbyněk Raida

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Hluboké architektury sestávají z násobných vrstev nelineárních operací (např. umělé neuronové sítě se skrytými vrstvami). Prohledávání prostoru parametrů hlubokých architektur je komplikovanou úlohou, nicméně v nedávné době byly publikovány algoritmy učení, které tuto úlohu řeší.

Projekt je zaměřen na detailní studium hlubokých architektur a jejich učení, na softwarovou implementaci využívající paralelního programování a na jejich využití v oblasti výpočetního elektromagnetismu.

Pokročilé modely EMC filtrů

Školitel: Ing. Jiří Dřínovský, Ph.D.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Cílem projektu je prozkoumat vlastnosti jedno-fázových odrušovacích filtrů EMC s neurčitým impedančním zakončením, analyzovat nejhorší možné případy (nejmenší vložný útlum) při použití těchto druhů filtrů a analyzovat různé měřicí systémy (asymetrický, symetrický apod.) a jejich vliv na hodnoty vložného útlumu. Dosažené výsledky by měly být podpořeny řadou širokopásmových měření vlastností zkoumaných filtrů. Součástí projektu by mělo být i vytvoření vhodných matematických modelů, které budou respektovat parazitní vlastnosti odrušovacích filtrů.

Nízkoprofilové směrové antény pro pásmo milimetrových vln

Školitel: doc. Ing. Jaroslav Láčík, Ph.D.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Projekt je zaměřen na výzkum nových nízkoprofilových konceptů antén pro pásmo milimetrových vln. Pozornost by měla být zaměřena na rozvoj nových technologií a využití nových materiálů pro návrh antén. Další pozornost by měla být soustředěna i na obvody, které na anténu bezprostředně navazují. Navržené koncepty antén by měly nalézt uplatnění v oblasti směrových spojů pro vybraná kmitočtová pásma.

Techniky pro návrh operačních zesilovačů s extrémně nízkým napájecím napětím

Školitel: doc. Ing. et Ing. Fabian Khateb, Ph.D. et Ph.D.

Obor: Microelectronics and Technology

Anotace: Nové techniky pro návrh operačních zesilovačů s extrémně nízkým napájecím napětím. Cílové napájecí napětí je v rozmezí 0,5 V až 0,3 V a výkonová spotřeba v řádech nanometrů. Funkčnost a správnost navržené struktury bude popsána a ověřena jak matematicky, tak i simulačně za použití 0,18 µm CMOS technologie od TSMC.

Měřicí systém pro spektroskopii využívající rychlou elektronovou spinovou rezonanci na terahertzových frekvencích

Školitel: prof. Ing. Radimír Vrba, CSc.

Obor: Microelectronics and Technology

Anotace: Téma práce se zabývá vývojem měřicího systému pro spektroskopii využívající rychlou elektronovou spinovou rezonanci na terahertzových frekvencích (THz Rapid Scan Electron Spin Resonance – ESR), kde rychlý sběr a zpracování dat je vyžadovaný v reálném čase. Doktorand bude pracovat na řešení úlohy zpracování dat, která zahrnuje vývoj programu na zpracování dat a také implementaci a programování vhodného rychlého hardware pro sběr dat. Práce bude řešena a podpořena v týmu prestižního grantu European Research Council (ERC). Pro více detailů lze přímo kontaktovat Prof. Radimíra Vrbu nebo Dr. Petra Neugebauera.

Výzkum metod kvantitativní analýzy rigidity, bradykineze a klidového tremoru končetin u pacientů s Parkinsonovou nemocí

Školitel: Ing. Jiří Mekyska, Ph.D.

Obor: Teleinformatics

Anotace: Parkinsonova nemoc je druhé nejčastěji se vyskytující neurodegenerativní onemocnění, které se projevuje různými motorickými i nemotorickými příznaky. Mezi ty nejčastější se řadí rigidita (ztuhlost svalstva), bradykineze (zpomalené pohyby) a klidový třes. Dnešní zařízení, jako chytré telefony, hodinky a náramky dokáží zaznamenávat informaci o pohybu, kterou je možné dále zpracovávat. Cílem této dizertační práce je výzkum parametrizačních metod signálů z gyroskopů a akcelerometrů, pomocí kterých by bylo možné vzdáleně sledovat efekt léčby, individualizovat ji a sledovat stav pacienta v čase. Ve spolupráci s neurology z Fakultní nemocnice u sv. Anny v Brně a Středoevropského technologického institutu MU budou poznatky integrovány do systémů založených na technologiích mHealth a Connected Health (využívajících IoT).

Návrh moderních IP sofistikovaných telematických systémů v dopravě

Školitel: doc. Ing. Vladislav Škorpil, CSc.

Obor: Teleinformatics

Anotace: Telematické systémy jsou obvyklé zejména v dopravě. Výzkum telematických systémů založených na Internet protokolu bude směřovat k návrhu sofistikovaných, tedy promyšlených, formálně propracovaných a složitých metod využívajících IP systémů v různých oblastech. Předpokládají se zejména sledovací systémy, zabezpečovací systémy, systémy placení jízdného a dalších poplatků, informační systémy, interaktivní aplikace apod. Pozornost se zaměřuje na lokalizaci pomocí GPS, diagnostiku vozidel, sledování vozidel v orthomapách v reálné situaci apod. Sofistikované telematické systémy budou softwarově simulovány, optimalizovány a následně prakticky realizavány ve formě funkčních vzorků. Předpokládá se komunikace dvou automobilů bez účasti řidiče, předcházení kolizím, předávání informací o dopravě z míst, odkud automobily vyjížděly. Uvažován bude velmi přesný navigační systém založený na systému Galileo (GNSS) pro ovládání funkčních bloků automobilů (řízení).

Výzkum spolehlivosti a bezpečnosti komunikačních architektur pro zákaznické i průmyslové IoT aplikace

Školitel: doc. Ing. Jiří Hošek, Ph.D.

Obor: Teleinformatics

Anotace: Jednou z nejdynamičtěji rozvíjejících se oblasti informačních a komunikačních technologií se za posledních několik let stal Internet věcí (IoT). Již dnes je rozsah IoT aplikací extrémně široký, od nositelných fitness náramků po autonomní automobily zasahujících do různých průmyslových odvětví jako je energetika, doprava, zdravotní péče, spotřební elektronika a celá řada dalších. Avšak to je teprve začátek rozmachu IoT, neboť současných 10 miliard připojených zařízení se podle aktuálních předpokladů rozroste během následujících 5 let na 24 – 50 miliard. Díky velké rozmanitosti aplikací a extrémnímu počtu spojení se však IoT stal velice komplikovaným a potenciálně zranitelným heterogenním ekosystémem, který zahrnuje diverzní konektivitu mezi různými typy sítí pomocí často nekompatibilních komunikačních technologií (jako např. ZigBee, WirelessHART, 6LoWPAN, klasické WiFi a Bluetooth, ISA100.11a, MiWi, BACnet, Z-Wave, NB-IoT, LoRa, Sigfox a další). Naléhavá výzva vybudovat komplexní komunikační infrastrukturu však vyžaduje, aby došlo k radikálním změnám přístupů, jak jsou IoT systémy stavěny, nasazovány, udržovány a používány. Proto bude hlavním cílem této disertační práce výzkum univerzální komunikační architektury vhodné pro rozvíjející se zákaznické a stejně tak průmyslové aplikace Internetu věcí se silným důrazem na jejich spolehlivost a bezpečnost. Důkladné posouzení navrhovaných řešení bude probíhat v simulačních nástrojích a také prostřednictvím experimentálních implementací.

Metody pro návrh fraktálních prvků a obvodů

Školitel: doc. Ing. Jaroslav Koton, Ph.D.

Obor: Teleinformatics

Anotace: Popis a realizace fraktálních systémů se stává středem pozornosti v řadě inženýrských oblastí, např. pro možnost in vivo neinvazivní měření a následnou analýzu. Cílem práce je popis a návrh metod a nástrojů vhodných pro syntézu fraktálních prvků a obvodů s těmito prvky.

Tracking transplantovaných buněk – metody značení a detekce buněk

Školitel: prof. Ing. Ivo Provazník, Ph.D.

Obor: Biomedicínské technologie a bioinformatika

Anotace: Dizertační práce se zabývá výzkumem metod značení a detekce buněk, které se využívají v rutinní nebo experimentální transplantaci (mesenchymální stromální buňka, dendritické buňky, hematopoietické buńky, chondroblasty). Trendem posledních let je označit buňky více nezávislými značkami nebo integrovanými multimodálními značkami včetně nanočástic. Práce shrnuje současné poznatky a srovnává jak různé značky vykazují možnosti kombinace, dlouhodobé detekovatelnosti, stability v buňce, biokompatibility s buňkou a kvantifikovatelnosti množiny buněk v jednotkovém objemu tkáně. Práce testuje možnost značení buněk různými komerčními a experimentálními značkami, jejich biokompatibilitu a následnou možnost detekce značených buněk a detekční limity buněk jak v idealizovaných in-vitro podmínkách, tak v modelu reálné tkáně i v samotné reálné tkáni. Výsledky budou využity v aktuálně řešených projektech zabývajích se vpravením DNA plasmidu do buňky s využitím magnetických nanočástic, monitoringu adherentních regenerativních buněk a sledování jejich migrace ve tkáni a studiem monovrstev endotelových buněk pro vytváření umělých cév.

Metody snižování řádu modelu pro řízení složitých systémů

Školitel: prof. Ing. Pavel Václavek, Ph.D.

Obor: Kybernetika, automatizace a měření

Anotace: Téma je zaměřeno na problematiku redukce řádu a tím i výpočetní složitosti modelů dynamických systémů. Předmětem výzkumu budou jak metody vhodné pro lineární systémy, tak i nelineární systémy, přičemž bude přihlédnuto i k možnosti zachování omezení. Cílem je umožnění aplikace pokročilých metod řízení jako MPC i na systémy, kde není přímé použití z důvodu vysoké dimenze systému výpočetně schůdné. Studium bude probíhat v návaznosti na řešené mezinárodní a národní výzkumné projekty ve spolupráci s aplikační sférou.

Lokalizace zdrojů hluku a vibrací bezkontaktními metodami

Školitel: Ing. Zdeněk Havránek, Ph.D.

Obor: Kybernetika, automatizace a měření

Anotace: Téma je zaměřeno na výzkum metod a algoritmů pro bezkontaktní lokalizaci a charakterizaci zdrojů hluku a vibrací. Pozornost bude věnována zejména problematice analýzy zdrojů hluku a vibrací pomocí akustické holografie v blízkém poli s využitím matice mikrofonů, aplikovatelnosti metody pro lokalizaci v uzavřených prostorách s odrazy a dalšími zdroji hluku a zvýšení přesnosti predikce pomocí fúze dat z dalších prostorových měřicích systémů. Kromě teoretické práce se předpokládá i praktická implementace těchto měřicích metod a optimalizace algoritmů pro využití v oblasti bezkontaktní vibrodiagnostiky a lokalizace zdrojů hluku u mechanických systémů.

Semianalytické metody řešení parciálních diferenciálních rovnic

Školitel: doc. RNDr. Zdeněk Šmarda, CSc.

Obor: Matematika v elektroinženýrství

Anotace: Cílem disertace je modifikace diferenciální transformační metody a iterační metody s diferenčním jádrem pro řešení počátečních a okrajových úloh parciálních diferenciálních rovnic. Rovněž bude vyšetřována konvergenční analýza zmíněných metod.

Metody rozšiřování ladících rozsahů elektronicky řiditelných obvodů

Školitel: Ing. Roman Šotner, Ph.D.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Se stále se snižujícím napájecím napětím se zhoršuje schopnost ovládat např. ladící rozsah filtru a docílit stejného pásma přeladění jako ve stávajících systémech s běžným napájecím napětím. Hlavním úkolem práce bude hledání řešení (obvodových struktur) a metod elektronického řízení aplikací (např. filtry a oscilátory) pracujících jako komponenty moderních komunikačních systémů, které umožní vhodně kombinovat řídící schopnosti řiditelných aktivních součástek nebo docílit změnu charakteru závislosti ladící charakteristiky na řídícím parametru (parametrech) aplikace či aktivního prvku tak, aby se při stále stejném rozsahu řídící veličiny podstatně vylepšil rozsah přeladění aplikace. Verifikace zamýšlených metod bude probíhat simulacemi v PSpice a Cadence IC6 (CMOS technologie AMIS 0.35 um nebo TSMC 0.18 um) i experimentálně.

Detekce alkoholu z hlasu

Školitel: prof. Ing. Milan Sigmund, CSc.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Projekt je zaměřen na detekci alkoholu u mluvčích na základě analýzy telefonního řečového signálu. Cílem je vytvoření speciálních algoritmů na určování okamžité konzumace alkoholu v míře, která ještě není v hlasu slyšitelná, ale již ovlivňuje jednání mluvčích. Vývoj algoritmů bude zaměřen na robustní metody DSP použitelné jak v reálném čase, tak pro analýzu řečových záznamů. Součástí projektu bude tvorba vhodných databází řečového signálu v reálných situacích.

SPM-techniky modifikace povrchu

Školitel: prof. Ing. Lubomír Grmela, CSc.

Obor: Fyzikální elektronika a nanotechnologie

Anotace: Vlastnosti materiálů v mikro- a nano-měřítku jsou ovlivněny geometrií povrchu, a jsou funkcí rozměrů. K jejich zkoumání existuje mnoho SPM režimů a metod skenování. Nicméně stále existuje velký potenciál pro využití SPM pro přípravu a vyšetřování struktur v nanoměřítku. SPM měření umožňují vyhodnocovat parametry povrchů s vysokou přesností. SPM litografické techniky jsou schopny realizovat struktury v nanoměřítku. Litografie se může provádět za použití síly nebo elektrický interakce mezi povrchem vzorku a sondou. Když je špička v mechanickém kontaktu s povrchem, struktury jsou vytvořeny elastickou a plastickou deformací materiálu. Při elektrické litografii se modifikace dosáhne díky změně vodivosti materiálu a vlhkosti v průběhu anodizace. Ty silně ovlivňují proces, a proto by měly být kontrolovány. Účelem této studie je povrchová úprava povrchu pomoci SPM technik (anodická oxidace, silová litografie) a charakterizaci připravených struktur.

Stabilita fotovoltaických heterostruktur

Školitel: prof. Ing. Lubomír Grmela, CSc.

Obor: Fyzikální elektronika a nanotechnologie

Anotace: Studie stability polovodičových struktur je přínosem pro tvorbu nových struktur a výkonnosti stávajíce elektroniky. Tato práce by měla obsahovat degradační testy a následné charakterizace testovaných struktur. Jevy, k nímž docház ve fotovoltaických heterostrukturách jsou enormně zajímavé jak pro fundamentální fyziku, tak i pro praktické aplikace. Cílem této práce bude studium indukovaných procesů stárnutí fotovoltaickych heterostruktur.

Flexibilní a objemové piezokeramické generátory elektrické energie

Školitel: doc. Ing. Petr Sedlák, Ph.D.

Obor: Fyzikální elektronika a nanotechnologie

Anotace: Cílem práce je vytvořit nové a neotřelé konstrukce využívající milimetrové nebo nanometrové piezokeramické prvky pro generování elektrické energie na základě mechanického buzení (pohyb, vibrace, pohyb větru atd.) Výroba konstrukce jednotlivých generátorů proběhne ve spolupráci se spolupracujícími pracovišti v rámci VUT.

Techniky pro návrh operačních zesilovačů s extrémně nízkým napájecím napětím

Školitel: doc. Ing. et Ing. Fabian Khateb, Ph.D. et Ph.D.

Obor: Mikroelektronika a technologie

Anotace: Nové techniky pro návrh operačních zesilovačů s extrémně nízkým napájecím napětím. Cílové napájecí napětí je v rozmezí 0,5 V až 0,3 V a výkonová spotřeba v řádech nanometrů. Funkčnost a správnost navržené struktury bude popsána a ověřena jak matematicky, tak i simulačně za použití 0,18 µm CMOS technologie od TSMC.

Nové funkční vrstvy solárních článků

Školitel: doc. Ing. Jiří Vaněk, Ph.D.

Obor: Mikroelektronika a technologie

Anotace: Ověřte využítí grafenoidů ve struktuře solárních článků pro absorpci světla v IR oblasti.

Nové elektrolyty pro elektrochemické systémy

Školitel: doc. Ing. Marie Sedlaříková, CSc.

Obor: Mikroelektronika a technologie

Anotace: V rámci dizertační práce budou vyvíjeny nové elektrolyty pro superkondenzátory, elektrochromní prvky nebo elektrochemické zdroje proudu s vyšší požární bezpečností

Optické a elektrochemické monitorování stavu nabití elektrochemických článků

Školitel: doc. Ing. Vítězslav Novák, Ph.D.

Obor: Mikroelektronika a technologie

Anotace: V práci se student seznámí se současnou problematikou uchovávání energie v elektrochemických průtokových redoxních článcích a monitorování míry jejich nabití. Výzkum povede k návrhu a vývoji metod, které lze použít na průběžné monitorování stavu nabití. Dva základní principy budou využity: optické sledování u těch systémů, kde se zabarvení mění v důsledku stavu nabití a měření elektrochemické v případech ostatních.

Výzkum metod kvantitativní analýzy rigidity, bradykineze a klidového tremoru končetin u pacientů s Parkinsonovou nemocí

Školitel: Ing. Jiří Mekyska, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Parkinsonova nemoc je druhé nejčastěji se vyskytující neurodegenerativní onemocnění, které se projevuje různými motorickými i nemotorickými příznaky. Mezi ty nejčastější se řadí rigidita (ztuhlost svalstva), bradykineze (zpomalené pohyby) a klidový třes. Dnešní zařízení, jako chytré telefony, hodinky a náramky dokáží zaznamenávat informaci o pohybu, kterou je možné dále zpracovávat. Cílem této dizertační práce je výzkum parametrizačních metod signálů z gyroskopů a akcelerometrů, pomocí kterých by bylo možné vzdáleně sledovat efekt léčby, individualizovat ji a sledovat stav pacienta v čase. Ve spolupráci s neurology z Fakultní nemocnice u sv. Anny v Brně a Středoevropského technologického institutu MU budou poznatky integrovány do systémů založených na technologiích mHealth a Connected Health (využívajících IoT).

Percepční analýza zvukových signálů

Školitel: doc. Ing. Jiří Schimmel, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: V řadě oblastí zpracování zvukových signálů, např. při zpracování řeči, ztrátovém kódování zvukových signálů nebo v objektivním hodnocení kvality zvuku se používají metody založené na modelu lidského slyšení. Cílem studia je výzkum těchto metod pro použití v dalších oblastech, zejména při analýze zvuku hudebních nástrojů, poslechových prostorů a evaluaci algoritmů restaurování zvukových signál a výzkum modifikací stávajících modelů lidského slyšení pro aplikace v těchto oblastech.

Moderní kryptografie a autentizace osob

Školitel: doc. Ing. Jan Hajný, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Téma je zaměřeno na moderní kryptografické protokoly pro ověření osob a jejich atributů.

Kryptoanalýza postranními kanály

Školitel: Ing. Zdeněk Martinásek, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Téma je zaměřeno na výzkum útoků postranními kanály a následnou analýzu možných opatření, které tyto útoky eliminují.

Generátory optických pulzů

Školitel: doc. Ing. Vít Novotný, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Tématem doktorské práce je výzkum metod pro generování řídkých a úzkých optických pulzů o výkonech desítek miliwattů až jednotek wattů a průzkum vlastností různých typů generátorů včetně návrhu nových řešení

Radiační transport energie v plazmatu elektrického oblouku

Školitel: prof. RNDr. Vladimír Aubrecht, CSc.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Řešení energetické bilance v plazmatu oblouku se zaměřením na stanovení energie vyzářené. Studium vlivu spektrálního intervalu a vliv molekulárních složek na radiační transport energie. Návrh programu pro výpočet koeficientu absorpce vybraného typu termického plazmatu.

Rušení šířená po vedení výkonových sítí v audio pásmu

Školitel: doc. Ing. Jiří Drápela, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Zvyšující se počty polovodičových měničů v distribučních sítích, na straně spotřebičů i v podobě střídačů fotovoltaických zdrojů, vedou ke vzniku a zvyšování úrovně vysoko-frekvenčních rušení šířených po vedení, které mají původ ve spínacích procesech měničů. Výsledkem jsou spínací rušení projevující se především ve frekvenčním pásmu 2-150 kHz, které je také označované jako audio pásmo. Současné zkušenosti s interferencí ukazují, že takové rušení může způsobit dysfunkci snímacích, měřících a řídících systémů, připojených do sítě, s vážnými důsledky. Jelikož se jedná o poměrně novou oblast zájmu, neexistuje dostatečný přehled o charakteru, úrovních, a výskytu diferenciálních rušení v distribučních sítích. Výsledky měření, které byly do současnosti publikovány, jsou pro přehled o stavu nedostatečné a mnohdy neporovnatelné. V této frekvenční oblasti se setkávají dva základní přístupy/metodiky měření využívané na jedné straně pro měření ukazatelů PQ a na straně druhé pro měření úrovní VF rušení, jejichž výsledky jsou navzájem nesouměřitelné. S tím souvisí i značná mezera v koordinaci EMC a související standardizaci. Práce je zaměřená na vývoj odpovídající měřící techniky a procedury pro monitorování inkriminovaného rušení v distribučních sítích. Dále je cílem studium vzniku a šíření daného rušení a v neposlední řadě návrh konceptu koordinace EMC.
Předpokládaná spolupráce s provozovateli DS a mezinárodní vědecká spolupráce. Informace: drapela@feec.vutbr.cz.

Pravděpodobnostní přístup pro hodnocení bezpečnosti zemnících soustav

Školitel: Ing. David Topolánek, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Disertační práce bude zaměřena na výzkum nového přístupu pro posouzení bezpečnosti zemnících soustav vycházejícího z výpočtu a posouzení pravděpodobnosti fibrilace osob nacházejících se v okolí posuzované zemnící soustavy. Vlastní metodika bude vycházet jak z již aplikovaných, tak i nových přístupů optimalizovaných tak, aby co nejlépe odrážely provozní vlastnosti nejen národních, ale i zahraničních distribučních sítí. Dané téma disertační práce zasahuje do několika oblastí, které jsou zaměřeny na problematiku výpočtu úrovně poruchových proudů, jejich doby trvání a četnosti výskytu, dále pak oblast výpočtu a analýzy rozložení potenciálu povrchu zemně pro zhodnocení možné úrovně dotykových a krokových napětí, problematika transferu potenciálu do zemnících soustav nízkého napětí a v neposlední řadě oblast pravděpodobnostního posouzení přítomnosti osob a koincidence dotyku a vzniku poruchy.

Analýza možností využití akumulačních systémů a obnovitelných zdrojů energie pro podporu provozu distribuční sítě

Školitel: doc. Ing. Petr Toman, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Práce se zabývá návrhem a vývojem modelu reprezentující spolupráci bateriových a fotovoltaických systémů připojených prostřednictvím hybridních střídačů do distribuční sítě (DS). Hlavním předmětem výzkumu je specifikace možného využití takového konceptu v rámci podpory provozu distribuční sítě, tj. pro regulaci napětí v DS, pro kompenzaci jalového výkonu v síti, pro omezení přetížení, pro kompenzaci asymetrie v DS, pro omezení mikrovýpadků, jako záložního zdroje krizového řízení, jako náhrady distribuční kapacity apod. Přepokládanými výsledky výzkumu je definování a stanovení kritérií pro řízení střídačů a pro využití konceptu spolupráce v rámci systémových služeb sítí na hladině nízké a vysokého napětí. Kromě standardních možností systémových služeb je výzkum cílen také na identifikaci a vývoj dalších nových podporných možností pro distribuční sítě.

Vysokootáčkové synchronní stroje s permanentními magnety

Školitel: doc. Ing. Ondřej Vítek, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Vysokootáčkové elektrické stroje se v posledních desetiletích dostaly do centra zájmu řady výzkumných organizací, universit a nyní také průmyslových podniků. Vedle asynchronních strojů jsou synchronní stroje s permanentními magnety jedním z nejčastěji používaných typů vysokootáčkových elektrických strojů. Cílem práce je definovat problematické oblasti, zpracovat metodu návrhu/výpočtu těchto strojů, metodu ověřit na konkrétním zadání, vypracovat modely strojů metodou konečných prvků, připravit relizaci laboratorního vzorku, ověřit měřením parametry navrženého stroje a chybu metody návrhu.

Elektrizační soustava s akumulací elektrické energie

Školitel: doc. Ing. Petr Mastný, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: S výrobou elektrické energie z obnovitelných zdrojů (především z větrných a fotovoltaických elektráren) je úzce spojen pojem stabilita dodávky elektrické energie. Výzkum bude zaměřen na možnosti akumulace elektrické energie vyrobené z obnovitelných zdrojů pomocí moderních technologií, se zaměřením na využití vodíku (VRB systémy), akumulátory na bázi Lithia a přečerpávacích vodních elektráren pro její akumulaci. Výsledkem práce bude návrh opatření v energetické soustavě, který bude řešit časovou disproporci mezi dodávkou a odběrem elektrické energie z obnovitelných zdrojů. Řešení je spojeno s modelováním (Matlab) na PC a experimentálním měřením na funkčním modelu.

Nabíjecí stanice pro elektromobily jako prvek elektrizační soustavy

Školitel: doc. Ing. Petr Mastný, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: V souvislosti se současným postupným rozvojem hybridních automobilů a elektromobilů (EVs) se stále naléhavěji ukazuje potřeba rozvoje nabíjecích stanic pro tento typ dopravy. Téma je zaměřeno na návrh a energetickou analýzu konceptu nabíjecí stanice s integrovanou akumulací a s podporou obnovitelného zdroje energie. Na základě navržené koncepce budou sestaveny matematické modely jednotlivých částí systému a bude provedena energeticko-ekonomická analýza s cílem ověřit možnost využití takto koncipované sestavy pro snížení zátěže sítě v odběrném místě. Předpokládá se přímá možnost spolupráce na konkrétním řešení s energetickou společností.

Výpočetní analýzy pokročilých reaktorů s roztavenými solemi

Školitel: Ing. Karel Katovský, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Jaderné reaktory s chladivem či palivem na bázi fluoridových nebo chloridových roztavených solí jsou velmi perspektivním systémem v rámci reaktorů 4. generace, které mohou v provedení malého modulárního reaktoru přinést mnoho zajímavých bezpečnostních i provozních předností do jaderné energetiky. K výzkumu a vývoji těchto reaktorů se v tomto roce oficiálně (znovu) přidala i Česká republika díky iniciativě CVŘ s názvem Energy Well. Reaktory s tekutými solemi jsou i prakticky jedinou rozumnou variantou pro udržitelné a smysluplné nasazení transmutačních technologií, ať už v rámci řešení thoriového palivového cyklu či v rámci snah o transmutaci vyhořelého jaderného paliva. Student bude s použitím výpočetních metod na bázi CFD (např. OpenFoam) a metod Monte Carlo modelovat vybrané části systému a jeho cílem bude detailně popsat a upravit metodiku výpočtů MSR.

Analýza signálové integrity pulsních anténních polí

Školitel: Ing. Martin Štumpf, Ph.D.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Disertační práce se zaměřuje na vývoj metodiky v časové oblasti pro charakterizaci pulsních (širokopásmových) anténních polí. Důraz je kladen na zkreslení vyzařovaných EM signatur a jeho popis pomocí vhodně definovaných činitelů věrnosti (fidelity factors) anténních systémů s uvážením schopnosti tvarování a směrování svazku takových systémů.

Práce bude zahrnovat (1) analytické a numerické analýzy generických anténních elementů; (2) obecný popis pulsních EM vyzařovacích charakteristik anténního pole v závislosti na parametrech konfigurace (např. umístění anténních elementů) a buzení (např. tvar pulsu budících elektrických proudů); (3) analytickou studii vzájemné EM vazby anténních elementů v časové oblasti; (4) ilustrativní parametrické studie vybraných anténních polí, které validují navržené koncepty.

Stanovení limitů pro kvalitativní přenosové parametry optických bezkabelových komunikací

Školitel: Ing. Lucie Hudcová, Ph.D.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Práce je zaměřená na studium atmosférické turbulence, která je významným faktorem ovlivňujícím vlastnosti optického záření v celém jeho spektru. Práce sestává s detailní analýzy turbulentního prostředí, studia horizontálních a vertikálních modelů atmosféry a návrhu vlastní metodiky kvantifikace míry turbulence s ohledem na potřeby optické bezkabelové komunikace.

Model sdíleného přenosového kanálu pro budoucí bezdrátové komunikační systémy

Školitel: prof. Ing. Tomáš Kratochvíl, Ph.D.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Téma doktorské práce je zaměřeno na analýzu vlastností moderních a budoucích bezdrátových komunikačních systémů a jejich koexistenci ve sdíleném přenosovém kanálu. Při analýze se může jednat o systémy digitálních televizních služeb (např. DVB-T/T2, NGH), standardy mobilních komunikací (např. GSM/UMTS/LTE), bezdrátové komunikační služby (např. ZigBee, BT, WLAN, WPAN) a další. Předpokládá se definice statistického modelu reálného přenosového kanálu s proměnnými parametry a dále jeho verifikace při simulované koexistenci různých bezdrátových služeb. Cílem práce je nejen samotný model přenosového kanálu, ale i stanovení schémat vhodného protichybového zabezpečení, optimalizovaného pro vytvořený a ověřený model sdíleného kanálu.

Analýza a modelování přenosu digitální televize druhé generace využívající techniku prostorové diverzity

Školitel: prof. Ing. Tomáš Kratochvíl, Ph.D.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Druhá generace standardu pro terestrické digitální televizní (DVB-T2) vysílání umožňuje využít k vysílání a příjmu i techniky prostorové diverzity multiple-input single-output (MISO). Téma doktorské práce je zaměřeno na analýzu zpracování přenosu signálů terestrické digitální televize druhé generace (standardy DVB-T2/T2-Lite) využívající prostorovou diverzitní techniku MISO a v budoucnu MIMO. Předpokladem úspěšné analýzy je vytvoření vhodného simulačního modelu přenosu, který uvažuje i vícecestné šíření signálu a selektivní úniky, a dále nastavitelné parametry jednotlivých bloků vysílacího a přijímacího systému. Předpokládá se i verifikace modelů pomocí experimentálního měření v laboratoři, případně i na reálných signálech. Cílem práce je stanovení vlivu systémových parametrů na dosaženou chybovost (BER) a kvalitu přenosu.

Kvalita napětí v DC sítích

Školitel: doc. Ing. Jiří Drápela, Ph.D.

Obor: Power Electrical and Electronic Engineering

Anotace: S rozvojem DC a smíšených AC/DC sítí a mikro-sítí, jako jsou DC sítě datových center, lokální AC/DC i DC sítě s OZE, velmi výrazně roste ze strany provozovatelů těchto systémů potřeba měření, monitoringu a hodnocení kvality napětí (DC nebo AC/DC) v souvislosti s dodavatelsko-odběratelskými vztahy při obchodu s DC elektrickou energií a kvalitou výroby elektrické energie a napájecích podmínek pro provoz zařízení v DC sítích. Práce je v konečné fázi zaměřena na návrh systému indicií hodnotících kvalitu napětí v DC sítích, vycházejících ze současné praxe hodnocení napětí v trakčních DC sítích a AC veřejných distribučních sítí. Téma je součástí řešení výzkumného úkolu. Předpokládaná spolupráce s firmou K M B systems, s.r.o. Informace: drapela@feec.vutbr.cz.

Rušení šířená po vedení výkonových sítí v audio pásmu

Školitel: doc. Ing. Jiří Drápela, Ph.D.

Obor: Power Electrical and Electronic Engineering

Anotace: Zvyšující se počty polovodičových měničů v distribučních sítích, na straně spotřebičů i v podobě střídačů fotovoltaických zdrojů, vedou ke vzniku a zvyšování úrovně vysoko-frekvenčních rušení šířených po vedení, které mají původ ve spínacích procesech měničů. Výsledkem jsou spínací rušení projevující se především ve frekvenčním pásmu 2-150 kHz, které je také označované jako audio pásmo. Současné zkušenosti s interferencí ukazují, že takové rušení může způsobit dysfunkci snímacích, měřících a řídících systémů, připojených do sítě, s vážnými důsledky. Jelikož se jedná o poměrně novou oblast zájmu, neexistuje dostatečný přehled o charakteru, úrovních, a výskytu diferenciálních rušení v distribučních sítích. Výsledky měření, které byly do současnosti publikovány, jsou pro přehled o stavu nedostatečné a mnohdy neporovnatelné. V této frekvenční oblasti se setkávají dva základní přístupy/metodiky měření využívané na jedné straně pro měření ukazatelů PQ a na straně druhé pro měření úrovní VF rušení, jejichž výsledky jsou navzájem nesouměřitelné. S tím souvisí i značná mezera v koordinaci EMC a související standardizaci. Práce je zaměřená na vývoj odpovídající měřící techniky a procedury pro monitorování inkriminovaného rušení v distribučních sítích. Dále je cílem studium vzniku a šíření daného rušení a v neposlední řadě návrh konceptu koordinace EMC.
Předpokládaná spolupráce s provozovateli DS a mezinárodní vědecká spolupráce. Informace: drapela@feec.vutbr.cz.

Nabíjecí stanice pro elektromobily jako prvek elektrizační soustavy

Školitel: doc. Ing. Petr Mastný, Ph.D.

Obor: Power Electrical and Electronic Engineering

Anotace: V souvislosti se současným postupným rozvojem hybridních automobilů a elektromobilů (EVs) se stále naléhavěji ukazuje potřeba rozvoje nabíjecích stanic pro tento typ dopravy. Téma je zaměřeno na návrh a energetickou analýzu konceptu nabíjecí stanice s integrovanou akumulací a s podporou obnovitelného zdroje energie. Na základě navržené koncepce budou sestaveny matematické modely jednotlivých částí systému a bude provedena energeticko-ekonomická analýza s cílem ověřit možnost využití takto koncipované sestavy pro snížení zátěže sítě v odběrném místě. Předpokládá se přímá možnost spolupráce na konkrétním řešení s energetickou společností.

Podmínky pro integraci a provoz stochastických zdrojů s výkonem do 10 kW v podmínkách ČR – opatření pro omezení vlivu na kvalitu elektrické energie

Školitel: doc. Ing. Petr Mastný, Ph.D.

Obor: Power Electrical and Electronic Engineering

Anotace: Současné podmínky pro připojování mikrozdrojů s výkonem do 10 kW umožňují připojit takový typ zdroje jen na ohlášení (není potřeba klasické řízení o připojení do elektrizační soustavy). Nárůst těchto instalací s sebou přináší několik provozních problémů, jako je např. ovlivnění kvality elektrické energie v místě připojení nebo přetoky energie do elektrizační soustavy. Cílem výzkumu je definovat podmínky pro korektní připojování a provozování těchto zdrojů s důrazem na zachování kvality elektrické energie. V kontextu definice uvedených pravidel je dále potřebné provést revizi současných legislativních pravidel a v návaznosti na nová zjištění provést úpravu těchto pravidel. Součástí práce budou mimo základní matematické modelování také ověřování teoretických zjištění na reálných aplikacích a také s využitím experimentální hybridního systému, který je v provozu v laboratořích UEEN.

Semianalytické metody řešení parciálních diferenciálních rovnic

Školitel: doc. RNDr. Zdeněk Šmarda, CSc.

Obor: Mathematics in Electrical Engineering

Anotace: Cílem disertace je modifikace diferenciální transformační metody a iterační metody s diferenčním jádrem pro řešení počátečních a okrajových úloh parciálních diferenciálních rovnic. Rovněž bude vyšetřována konvergenční analýza zmíněných metod.

Bezpečnost operačních systémů

Školitel: doc. Ing. Dan Komosný, Ph.D.

Obor: Teleinformatics

Anotace: Téma je zaměřeno na analýzu hrozeb a útoků na operační systémy. Zejména se jedná o volně šiřitelné systémy, jako například OS Linux. Na základě získaných poznatků se bude práce zabývat analýzou, simulací a prevencí útoků.

Dedikované operační systémy

Školitel: doc. Ing. Dan Komosný, Ph.D.

Obor: Teleinformatics

Anotace: Klasické operační systémy se v dnešní době používají na malých dedikovaných zařízeních. Tato zařízení mají často omezené hardwarové prostředky. Téma je zaměřeno na nasazení a použití operačních systémů na těchto zařízeních. Může se například jednat o optimalizaci požadovaných funkcí vůči dostupnému hardware a jeho výkonu. Pro tento účel může být použit OS Linux.

Sledování pohybu arteriální stěny pomocí sekvenčního bayesovského odhadu

Školitel: doc. Ing. Kamil Říha, Ph.D.

Obor: Teleinformatics

Anotace: Téma je zaměřeno na analýzu pohybu arteriální stěny pomocí návrhu nové metodiky pro detekci a sledování význačných bodů umístěných na arteriální stěně v ultrazvukové videosekvenci. Tato nová metodika bude založena na statistických (bayesovských) modelech chování význačných bodů a na odpovídajících technikách pro více-objektové sledování. Metoda umožní modelování s využitím strukturálních vlastností chování význačných bodů a charakteristik těchto vlastností z měřených dat. Řešení bude probíhat ve spolupráci s prof. F. Hlawatschem z vídeňské technické univerzity.

Návrh a ověření nových algoritmů pro efektivní využívání heterogenních rádiových zdrojů v bezdrátových sítích 5. generace

Školitel: doc. Ing. Jiří Hošek, Ph.D.

Obor: Teleinformatics

Anotace: S rostoucím množstvím mobilního datového provozu a počtu připojených zařízení je potřeba vysoce efektivních algoritmů pro řízení heterogenních rádiových zdrojů v bezdrátových sítích 5. generace, jejichž komerční nasazování je očekáváno v horizontu 5 let. Mimo to, schopnost automatizované správy síťových parametrů je důležitým prvkem budoucích mobilních sítí, zejména kvůli jejich rostoucí složitosti a vysokým nárokům některých aplikací. Komplexní heterogenní struktura a vysoká hustota buněk 5G mobilních sítí (obsahující např. femto buňky či komunikaci využívající současně více rádiových přístupových technologií), definuje nové výzvy v oblasti správy takových sítí. S rostoucí velikostí sítě a její složitostí se zvyšuje i množství zdrojů, které jsou potřebné ke správě sítě. V návaznosti na to bude hlavním úkolem disertační práce zmapovat současný stav 5G technologií a následně navrhnout nové algoritmy pro řízení heterogenních rádiových zdrojů v mobilních 5G sítích. Navržené algoritmy budou ověřeny a zhodnoceny pomocí vybraných simulačních nástrojů a také přímo v experimentální LTE-A síti.

Vliv hemodynamických dějů na elektrickou aktivitu izolovaného srdce

Školitel: doc. Ing. Jana Kolářová, Ph.D.

Obor: Biomedicínské technologie a bioinformatika

Anotace: Práce je zaměřena na analýzu experimentálních kardiologických dat. Cílem práce bude sledování hemodynamiky izolovaných srdcí ve vztahu k elektrofyziologickým dějům. První částí práce bude podrobné studium elektrofyziologických a hemodynamických dějů v srdci během jednotlivých srdečních fází. Druhá aplikační část bude zaměřena na návrh pokročilých algoritmů pro předzpracování a analýzu nasnímaných simultánních signálů. Výstupem práce bude popis dynamických dějů nastávajících během experimentů zaměřených na studium srdeční práce při změně zátěže. Databáze experimentálních dat je k dispozici na pracovišti školitele.

Nové aktivní prvky kombinující více způsobů elektronického řízení a jejich aplikace

Školitel: Ing. Roman Šotner, Ph.D.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Téma je zaměřeno na studium nových principů elektronického řízení v rámci interní architektury aktivního obvodového prvku. Jedná se zejména o rozšíření možností stávajících prvků, jako jsou proudové konvejory, transkonduktory, proudové a napěťové zesilovače, apod. Tyto prvky většinou disponují pouze jedním externě nastavitelným parametrem. Cílem studenta by bylo najít dosud nepublikované možnosti řízení vhodných parametrů v rámci jednoho či jednodušší kombinace několika základních prvků. Tento prvek bude nejprve modelován na nejjednodušší úrovni ideálních řízených zdrojů, poté vznikne jeho behaviorální reprezentace (emulátor) na bázi komerčně dostupných součástek a nakonec bude vytvořena realizace ve vhodné CMOS technologii. Dále budou zkoumány možnosti využití navržených prvků ve vhodných aplikacích a inteligentních obvodových strukturách.

Určení parametrů optických svazků plně fotonického vysílače

Školitel: prof. Ing. Otakar Wilfert, CSc.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Cílem projektu je navrhnout, zdůvodnit a ověřit metodu stanovení míry koherence a polarizace optických svazků určených k přenosu informace v turbulentní atmosféře. Součástí projektu je návrh a realizace laserového vysílače s více svazky tvarujícími výsledný svazek s plochou charakteristikou. Bude potřebné vytvořit počítačový program s využitím metod Fourierovy Optiky pro modelování optických svazků, jejich skládání a šíření turbulentní atmosférou. Požaduje se experimentálně ověřit míru vzájemné interference svazků vytvářejících výslednou vysílací charakteristiku.

Šíření pulsního EM pole podél těla

Školitel: Ing. Martin Štumpf, Ph.D.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: V přímém protikladu se současným trendem výzkumu v příslušné literatuře, správné fyzikální pochopení mechanismu šíření podél těla vyžaduje analytický popis v časové oblasti, který respektuje princip kauzality. Výzkum v rámci disertační práce se proto zaměří an analýzu šíření pulsního EM pole v blízkém okolí (zjednodušeného modelu) lidského těla. Správnost navrženého modelu šíření bude prokázána pomocí numerických i skutečných experimentů.

Nízkoprofilové směrové antény pro pásmo milimetrových vln

Školitel: doc. Ing. Jaroslav Láčík, Ph.D.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Projekt je zaměřen na výzkum nových nízkoprofilových konceptů antén pro pásmo milimetrových vln. Pozornost by měla být zaměřena na rozvoj nových technologií a využití nových materiálů pro návrh antén. Další pozornost by měla být soustředěna i na obvody, které na anténu bezprostředně navazují. Navržené koncepty antén by měly nalézt uplatnění v oblasti směrových spojů pro vybraná kmitočtová pásma.

Nové metody přesné lokalizace cílů v aktivní radiolokaci

Školitel: doc. Ing. Jiří Šebesta, Ph.D.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Práce je zaměřena na výzkum nových radiolokačních signálů a vhodných detekčních technik pro přesnější a jednoznačné určení radarových cílů. Předpokládá se hledání optimální kombinace pulsního radarového signálu (i několika signálů v součinnosti) a filtrace v detektoru pro reálné cíle a závoje.

Studie změny odporu u vysokonapěťových komponent topení, návrh modelu, metodika redukce změny odporu

Školitel: doc. Ing. Petr Sedlák, Ph.D.

Obor: Fyzikální elektronika a nanotechnologie

Anotace: Cílem práce je studium degradačních procesů u prvků vysokonapěťového topení určených pro elektromobily. Dílčími cíli jsou návrh modelu a metodika redukce změn odporu. Tato práce bude prováděna ve spolupráci s nadnárodní firmou, kde doktorand absolvuje stáž (v ČR nebo v Rakousku).

Fluktuační mechnismy v piezoelektrických MEMS na bázi AlN a ZnO

Školitel: doc. Ing. Petr Sedlák, Ph.D.

Obor: Fyzikální elektronika a nanotechnologie

Anotace: Nitrid hliníku (AlN) a oxid zinečnatý (ZnO) jsou materiály, jejichž fyzikální vlastnosti splňují požadavky konstruktérů MEMS a vědců pro piezoelekické a fotonické aplikace. Ve srovnání s nitridem hliníku je většina piezoelektrických tenkovrstvých materiálů nevhodná pro přímou integraci do zařízení MEMSna bázi křemíku vzhledem k jejich nekompatibilitě s výrobní technologií CMOS nebo k jejich požadavkům na technologické kroky po nanesení. AlN vykazuje nízké až střední hodnoty piezoelektrických koeficientů, nicméně mnoho aplikací nevyžaduje velkou hodnotu odezvy tak jako vysoký hodnotu mechanického faktoru kvality. Vzhledem k malé hodnotě dielektrických ztrát a velké dielektrické pevnosti může být AlN měnič asi 24krát efektivnější než srovnatelný PZT snímač.
Práce si klade za cíl identifikovat významné mechanismy fluktuací u piezoelektrické zařízení MEMS na bázi nitridu hliníku a dále optimalizovat poměr signál-šum těchto zařízení. Šumová měření a piezoelektrické / elektrické charakterizace vzorků budou provedeny v širokém rozsahu teplot od 80 K až 400 K. Dále budou provedeny testy stárnutí pro analýzu parametrů degradace (vlhkost, IR záření, teplota). Ověření rozměrů a morfologie nanesených tenkých vrstev bude provedena pomocí optických a elektronových mikroskopů. Vedle nitridu hliníku oxid zinečnatý (ZnO) představuje je atraktivní alternativu díky lepším piezoelektrickým vlastnostem a v rámci této práce budou rovněž zkoumán.
Studie bude provedena na tenkých vrstvých Aln a ZnO nanesených na elektrody z vybraných materiálu (stříbra, platiny, zlata, atd), která bude připravena ve spolupráci s Technickou univeritou ve Vídni. Očekává se, že PhD student absolvuje studijní střednědobý pobyt ve spolupracující laboratoři.

Palivové články s kyselým elektrolytem

Školitel: doc. Ing. Petr Bača, Ph.D.

Obor: Mikroelektronika a technologie

Anotace: V praxi se používají kyselé palivové články pouze typu PEM, hlavní nevýhodou je vysoká korozivita většiny kovů. Nosným tématem bude výzkum možností použití olova v palivových článcích s kyselým elektrolytem.

Speciální aplikace analogových obvodů pro kosmický průmysl

Školitel: doc. Ing. Jiří Háze, Ph.D.

Obor: Mikroelektronika a technologie

Anotace: Zjistěte jaké jsou kladeny požadavky na obvody, které jsou používány v kosmickém průmyslu. Na základě podrobné rešerše navrhněte obvody pro zpracování signálů v kosmických sondách. Podrobně popište návrh, zohledněte vliv kosmického záření a další specifika vesmíru, která mohou funkci těchto obvodů ovlivnit. Na funkčním vzorku prověďte testovací měření, výsledky vyhodnoťte s teoretickými předpoklady.

Modifikace fotoaktivity keramických materiálů pomocí složení reakčního prostředí.

Školitel: doc. Ing. Vítězslav Novák, Ph.D.

Obor: Mikroelektronika a technologie

Anotace: Práce je zaměřena na studium fotoaktivních vlastností keramických materiálů a jejich schopnost dodávat elektrickou energii v závislosti na prostředí roztoků, ve kterých jsou tyto systémy ponořeny. Tento výzkum bude sloužit k optimalizaci jak nově vytvářených keramických materiálů, tak pracovních roztoků, vhodných k fotokatylitické konverzi.

Techologie pro tištěnou elektroniku

Školitel: prof. Ing. Jaroslav Boušek, CSc.

Obor: Mikroelektronika a technologie

Anotace: Tištěná elektronika se velmi rychle rozvíjí a zasahuje do všech oblastí použití elektroniky, protože umožňuje vyrábět elektronická zařízení netradičním způsobem, ve velkém objemu a obvykle s velmi nízkými náklady. Je založena na použití nových, především organických, materiálů a nových nebo adaptovaných metodách tisku. V současné době jsou již dobře rozpracované metody hromadné výroby a vývoj se zaměřuje na návrh zařízení. Další rozšíření aplikačních možností se očekává po zavedení metod 3D tisku.

Nelineární a mem-rezonance

Školitel: prof. Ing. Dalibor Biolek, CSc.

Obor: Mikroelektronika a technologie

Anotace: Podstatou tématu je rozšíření teorie nelineární rezonance na obvody s memristory, memkapacitory a meminduktory. Pro obvody s těmito perspektivními obvodovými nanoelektronickými prvky je třeba nalézt zobecněnou definici rezonance, jejímž speciálním případem budou dnes známé definice rezonance v obvodech lineárních a nelineárních. Dále bude nutné analyzovat složité děje, spojené s tímto jevem, a to v rovině časové i frekvenční s využitím energetického přístupu. Očekávají se návrhy na využití výsledků zejména v oblasti analogového zpracování signálů.

Analýza interpretačního hudebního výkonu se zaměřením na agogiku

Školitel: prof. Ing. Zdeněk Smékal, CSc.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Agogika vyjadřuje zpomalování, zrychlování, zesilování a zeslabování uměleckého přednesu orchestrem nebo sólovým hudebníkem při interpretaci notového partu, který vytvořil hudební skladatel. Umělec nebo umělci při produkci díla vyjadřují osobitý přístup vzhledem k charakteru skladby a k prostředí, kde je produkce realizována. Cílem disertační práce je provedení analýzy skladeb z hlediska agogiky a porovnání interpretace stejného díla různými interprety, ať jsou to hudebníci nebo dirigenti. Porovnání by mělo obsahovat nejen různé umělecké cítění intepreta, ale také vliv historického a sociálního prostředí, které ho ovlivňuje.

Kvalitativní parametry komunikačních sítí

Školitel: doc. Ing. Václav Zeman, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Téma je zaměřeno na výzkum metod pro měření a vyhodnocování datových parametrů heterogenních komunikačních sítí z hlediska přístupu koncového uživatele k síti internet a dalším službám.

Bezpečnost IP telefonie

Školitel: Ing. Pavel Šilhavý, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Práce bude věnována výzkum v oblasti bezpečnosti IP telefonie. Bude zahrnovat analýzu protokolů, zajišťujících internetovou telefonii VoIP, známých útoků, návrh a ověření nových útoků. Na základě analýz budou navrženy přístupy řešení eliminace či minimalizace vlivu zkoumaných útoků na VoIP provoz. Jednotlivé přístupy budou dále testovány v praktických realizacích.

Přenos multimediálních dat v IoT sítích

Školitel: doc. Ing. Václav Zeman, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Disertační práce se zabývá přenosem multimediálních dat v IoT a bezdrátových senzorových sítích. Úkolem je provedení analýzy možností přenosu multimediálních dat na zařízeních s omezenými výpočetními prostředky a návrh a vývoj algoritmů zabezpečujících přenos zmíněného typu dat s důrazem na vysokou bezpečnost, nízké zpoždění a efektivní využívání zdrojů zařízení.

Analýza a klasifikace texturních příznaků

Školitel: doc. Ing. Kamil Říha, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Téma je zaměřeno na definici a analýzu texturních příznaků ve snímcích sedimentárních zrn pořízených elektronovým mikroskopem. Hlavním cílem je objektivizace a automatizace určování exoskopických vlastností jednotlivých zrn za účelem jejich statistické klasifikace do tříd různých geomorfologických pochodů, které se podílely na formování analyzovaných zrn.

Návrh moderních IP sofistikovaných telematických systémů v dopravě

Školitel: doc. Ing. Vladislav Škorpil, CSc.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Telematické systémy jsou obvyklé zejména v dopravě. Výzkum telematických systémů založených na Internet protokolu bude směřovat k návrhu sofistikovaných, tedy promyšlených, formálně propracovaných a složitých metod využívajících IP systémů v různých oblastech. Předpokládají se zejména sledovací systémy, zabezpečovací systémy, systémy placení jízdného a dalších poplatků, informační systémy, interaktivní aplikace apod. Pozornost se zaměřuje na lokalizaci pomocí GPS, diagnostiku vozidel, sledování vozidel v orthomapách v reálné situaci apod. Sofistikované telematické systémy budou softwarově simulovány, optimalizovány a následně prakticky realizavány ve formě funkčních vzorků. Předpokládá se komunikace dvou automobilů bez účasti řidiče, předcházení kolizím, předávání informací o dopravě z míst, odkud automobily vyjížděly. Uvažován bude velmi přesný navigační systém založený na systému Galileo (GNSS) pro ovládání funkčních bloků automobilů (řízení).

Paralelizace metod číslicového zpracování signálů

Školitel: Ing. Miroslav Balík, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Moderní výpočetní prostředky (CPU, GPU, APU, DSP) mají k dispozici větší počet paralelních výpočetních jednotek. Využití paralelizace je nyní standardizováno prostřednictvím OpenCL, který umožňuje paralelní programování heterogenních systémů. Současně také simulační prostředky (např. Matlab a Simulink) disponují možnostmi paralelního programování. V úvodu řešení je nutné provést analýzu možností aktuálních standardů pro paralelizaci procesů, které jsou využitelné pro základní a pokročilé metody číslicového zpracování signálů. Cílem disertační práce je návrh algoritmů metod číslicového zpracování signálů, které budou využívat možnosti paralelního programování jak během simulace, tak také ve finální implementaci pro cílový výpočetní prostředek.

Výpočetní aspekty teorie nejistot

Školitel: doc. Ing. Jan Mikulka, Ph.D.

Obor: Teoretická elektrotechnika

Anotace: Teorie nejistot umožňuje určit toleranční pásmo přímých a nepřímých měření. Jedná se o světově uznávanou techniku založenou na statistické analýze chování zdrojů nejistot, kterými mohou být např. měřicí přístroje, obsluha apod. Velikost nejistoty je daná zákonem šíření nejistot. Při složitém měřicím procesu je určení výsledné nejistoty komplikované a časově/výpočetně náročné. Běžně se můžeme setkat např. s určením výsledné nejistoty metodou Monte Carlo. Disertační práce bude zaměřena na obecnou teorii nejistot, průzkum stávajících technik pro určení celkové nejistoty a hlavní část práce bude zaměřena na využití teorie nejistot v číslicovém měření pomocí metod počítačového vidění.

Laděné nano-struktury

Školitel: prof. Ing. Pavel Fiala, Ph.D.

Obor: Teoretická elektrotechnika

Anotace: Jednou z aktuálních oblastí výzkumu jsou práce na sofistikovaných nano-strukturách. Práce je zaměřena do oblasti návrhu, modelování a experimentů s laděnými nanostrukturami v oblasti 10-500THz. Jsou zde tři cílei. První zaměření je z oboru numerického modelování struktur. Na základě reálných vlastností nanomateriálů vytvořit numerický model a analyzovat strukturu. Druhá oblast je zaměřena na návrh metod a metodik ověření výsledků pomocí experimentů, měření a ověření předpokladů očekávaných z teoretického modelu. Modelováním metodou konečných prvků, konečných objemů (například v programu ANSYS, ANSOFT, MAXWELL atd.) se navrhne model chování dynamiky hmoty. Třetí oblast výzkumu je zaměřena do oboru technologie. V tomto zaměření se očekává výzkum technologií pro realizaci navržených struktur a jejich realizovatelnost v experimentální části tématu. Výsledky budou sloužit pro výzkum speciálních laděných periodických struktur. Témata lze řešit odděleně, není podmínkou všechna pro jednoho uchazeče. Téma je součástí vypsaného grantu CZ.

Kvantitativní hodnocení funkčního stavu mozkové tkáně pomocí PET/MR technik

Školitel: doc. Ing. Jan Mikulka, Ph.D.

Obor: Teoretická elektrotechnika

Anotace: Cílem doktorského studia bude výzkum metod kvantitativního hodnocení funkčního stavu mozkové tkáně pomocí PET/MR technik. Předpokládá se výzkum a rozvoj stávajících metod pro zpracování a kvantitativní analýzu obrazů znázorňující akumulaci FDG radiofarmak. Vzhledem k výskytu obrazových artefaktů vlivem susceptibilních a jiných změn bude úkolem doktoranda navrhnout víceparametrickou analýzu obrazových dat se zapojením PET, morfologického zobrazení, perfúzních obrazů pomocí ASL (arterial spin labeling), a dalších. Předmětem výzkumu budou dále související techniky registrace, segmentace a jiného zpracování multimodálních dat. Disertační práce bude řešena ve spolupráci s Fakultní nemocnicí v Brně Bohunicích.

Řízení a chránění AC/DC hybridních mikrosítí

Školitel: doc. Ing. Petr Toman, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Budoucí trendy v elektroenergetice předpokládají rozvoj decentralizované výroby, akumulace a mikrosítí. S ohledem na výstupní napětí fotovoltaických panelů a akumulátorů je nedílnou součástí i rozvoj DC instalací a hybridních AC/DC sítí.
Cílem práce je analyzovat klíčové výzvy provozu hybridních AC/DC sítí a navrhnout metodiku pro ekonomicky přijatelné měření napětí a proudu pro systémy adaptivního řízení a chránění respektující např. rozdílné úrovně zkratového výkonu v různých provozních stavech a specifické vlastnosti DC proudu při vypínání poruch.

Asynchronní motor s plným rotorem

Školitel: prof. Ing. Vítězslav Hájek, CSc.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Asynchronní motor malého výkonu jako zvláštní provedení elektrického stroje. Parametry, charakteristiky, možnosti použití.
Teoetická a experimentální analýza motoru. Návrh a ověření parametrů na funkčním vzorku.

Lokalizace poruch v distribučních sítích 110 kV

Školitel: doc. Ing. Jaroslava Orságová, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: V současné době jsou pro chránění vedení 110 kV využívány výhradně distanční ochrany, které mají zároveň funkci lokátoru poruchy. Tyto ochrany mohou poměrně přesně a spolehlivě určit vzdálenost poruchy pouze za předpokladu, že chráněné vedení má v celé své délce homogenní parametry, které jsou současně použity pro nastavení lokátoru. To předpokládá, že je použito v celé délce vedení stejných fázových vodičů a také stejných zemních lan a je provedena kompletní transpozice vodičů. V reálné síti je tento předpoklad splněn jen zřídkakdy a zároveň se do funkce lokátoru poruch promítá řada dalších negativních vlivů spojených s provozem současných sítí 110 kV – provedení tzv. “T” odbočení pro připojení zdroje nebo zátěže, souběh dalších vedení v trase vedení chráněného atd. Cílem disertační práce je jednoznačně specifikovat negativní vlivy na funkci lokátoru poruch a vytvořit algoritmus lokalizace, který je bude respektovat a umožní tak přesněji určit místo poruchy na vedení.

Systémy chránění distribučních sítí s velkým podílem zdrojů rozptýlené výroby

Školitel: doc. Ing. Jaroslava Orságová, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Integrace velkého počtu obnovitelných zdrojů energie při malé velikosti výrobních zdrojů do struktury výroby elektřiny bude vyžadovat nové struktury rozvodných sítí a nové strategie pro jejich provoz a řízení s cílem zajistit jejich účinnost, bezpečnost, udržitelnost, spolehlivost a kvalitu dodávky. Lze předpokládat, že v distribučních sítích (DS) se bude řešit:
• změna toku energie – chránění distribučních sítí se bude více podobat chránění přenosových systémů, do kterých v současné době pracuje většina zdrojů,
• nové algoritmy ochran, které budou schopny se vyrovnat s nižšími hodnotami zkratových proudů v důsledku malých zkratových příspěvků generátorů s měniči,
• nové řídící aplikace pro zdroje rozptýlené výroby připojené k distribuční síti pro jejich ovládání, rekonfigurace, synchronizace a opětného zapnutí,
• rozvoj silných komunikačních sítí v s integrací dat na základě IEC 61850,
• spolehlivá detekce ostrovů a schopnost záměrného vytvoření ostrovního provozu v části sítě.

Jaderná data pro bezpečnostní analýzy lehkovodních jaderných reaktorů

Školitel: Ing. Karel Katovský, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Neurčitosti bezpečnostních analýz jaderných zařízení jsou mimo jiné dané vstupními jadernými daty. Náplní práce studenta bude pracovat s databázemi jaderných dat, zahrnovat jejich neurčitosti do modelů, provádět citlivostní analýzy, analýzy vlivu teploty, hodnotit stabilitu výpočtu. Student bude připravovat specifické knihovny jaderných dat z knihoven obecných (pomocí výpočetních kódů k tomu určených). Cílem práce bude vyvinout robustní systém hodnocení vlivu jaderných dat na analýzy aktivních zón jaderných reaktorů, bazénů skladování či kontejnerů na použité jaderné palivo. Předmětem práce bude i detailní analýza teplotních polí s použitím CFD programů, úprava jaderných dat pro dané teploty, práce se skripty a práce s programy na bázi metody Monte Carlo.

Modelování pulsních plazmonových anténních struktur

Školitel: Ing. Martin Štumpf, Ph.D.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Disertační práce se zaměřuje na časoprostorovou elektromagnetickou analýzu anténních systémů vykazující plazmonové vlastnosti. Výzkum se soustředí zejména na analytický popis pulsních vyzařovacích charakteristik vybraných anténních struktur s důrazem na analýzu zkreslení pulsů a možnosti jejich tvarování.

Pasivní lokalizace experimentálních satelitů na nízkých drahách

Školitel: Ing. Tomáš Urbanec, Ph.D.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Projekt je zaměřen na studium aktuální situace v oblasti experimentálních satelitů, jejich signálů, modulací a dalších vlastností důležitých pro pasivní lokalizaci. Součástí práce bude analýza zdrojů chyb v měřícím systému, zejména vliv atmosféry a parametrů použitých SDR přijímačů. Následné měření pomocí více SDR přijímačů umožní získat experimentální data pro implementaci metody lokalizace a hledání optimálních řešení pro získání vysoké přesnosti, rozlišení a dalších parametrů systému.

Aktivní prvky v perspektivních třídách pro telekomunikační aplikace

Školitel: Ing. Tomáš Urbanec, Ph.D.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Cílem projektu je řešení zesilovačů v perspektivních třídách E, F, G a dalších na mikrovlnných kmitočtech. Tyto třídy umožňují zlepšovat množství parametrů standardních obvodů, jako jsou účinnost, intermodulační odolnost a další, v závislosti na konkrétní aplikaci. Změny parametrů se dosahuje manipulací s harmonickými kmitočty budícího signálu. Práce se zaměří také na návrh vhodných výstupních obvodů, realizujících manipulaci harmonických kmitočtů. V průběhu práce bude potřeba obvody simulovat, provádět realizace vybraných konstrukcí i zavést vhodnou metodiku měření pro použití u těchto obvodů.

Geo-statistické metody pro predikci parametrů kanálů komunikujících vozidel

Školitel: prof. Ing. Roman Maršálek, Ph.D.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Časo-prostorové chování radiových kanálů lze popisovat a odhadovat pomocí různých geo-statistických metod. Data, reprezentující změřený kanál, jsou obvykle dostupná pouze v omezeném počtu bodů v prostoru, například v místech umístění základnových stanic. Geo-statistické metody mohou být použity pro interpolaci mezi známými daty a k odhadu parametrů kanálu v požadovaných bodech prostoru – například v bodech umístění mobilních uživatelů. Cílem této disertační práce je navrhnout vhodné metody pro predikci parametrů kanálu (např. RSSI, nebo jiných indikátorů kvality kanálu) v případě pohybujících se terminálů. Středem zájmu je obzvláště situace, kdy také někteří mobilní uživatelé poskytují informace o kvalitě kanálu. Navržené metody by měly být schopny využít opakovaná měření v jednotlivých souřadnicích pevně umístěných základnových stanic i mobilních uživatelů a umožnit tak spolehlivě predikovat budoucí stav komunikačního kanálu v nových souřadnicích. Předpokládá se spolupráce s prof. Franz Hlawatsch, TU Wien, Rakousko.

Zvýšení pokrytí chyb u metod pro testování analogových obvodů

Školitel: prof. Dr. Ing. Zdeněk Kolka

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Cílem projektu je zlepšení metod pro automatizované testování elektronických obvodů vč. vysokofrekvenčních. Pomocí vhodně zvolených měřících bodů je možné u analogového obvodu identifikovat prvek, který je vadný nebo jeho hodnota překročila povolenou toleranci. Teoretická část projektu spočívá ve výzkumu metod pro optimální volbu testovacích bodů a metod pro identifikaci vadného prvku na základě měření v testovacích bodech pomocí aplikace symbolické analýzy. V rámci projektu se předpokládá praktická realizace software pro ověření navržených postupů. Případný kandidát by měl mít zájem o analogové obvody a metody počítačové simulace.

Metody přesného určování polohy v bezdrátových senzorických sítích

Školitel: doc. Ing. Jiří Šebesta, Ph.D.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Téma práce je zaměřeno na výzkum metod a hardwarových prostředků pro přesné určování polohy senzorů v sítích. Cílem výzkumu je analýza stávajících metod a jejich optimalizace s aplikací v milimetrových pásmech (MMID), případně sub-milimetrových pásmech s UWB měřicími signály. Součástí tématu je efektivní spolupráce multi-senzorických systémů (protokoly, Kalmanova filtrace polohy). Cílovými aplikacemi tohoto výzkumu jsou systémy pro přesné polohování (robotických) strojů, určování polohy osob v budovách nebo řidiče v automobilu, či přesná polohová identifikace tagů (aktivních i pasivních).

Pokročilá diagnostika vysokonapěťových kabelů

Školitel: doc. Ing. Jaroslava Orságová, Ph.D.

Obor: Power Electrical and Electronic Engineering

Anotace: Dnešní diagnostika silových kabelů vysokých a velmi vysokých napětí je založena na měření částečných výbojů a můstkových měření. Metodiky měření v těchto oblastech se neustále zdokonalují a přizpůsobují moderním vývojovým trendům i požadavkům zákazníků. Cílem práce je sjednocení metod měření podle platných norem, optimalizace měřicích postupů a vývoj nových principů měření na základě získaných znalostí v dané problematice.

Systém pro řízení kvality a toků elektrické a tepelné energie v budovách s obnovitelnými zdroji energie.

Školitel: doc. Ing. Petr Mastný, Ph.D.

Obor: Power Electrical and Electronic Engineering

Anotace: Zhodnoťte současné možnosti (celosvětově) řízení a monitoringu energetických systémů budov s obnovitelnými zdroji energie. Navrhněte a vytvořte jednotný systém regulace a řízení, který bude zahrnovat tepelné čerpadlo, solární termický kolektor a hybridní energetický systém s akumulací (fotovoltaika, větrná turbína) tak, aby bylo dosaženo maximální možné interakce mezi jednotlivými zdroji a zařízeními s ohledem na okolní vlivy. Výchozím předpokladem navrženého systému je koncepce založená na využití PLC.

Ostrovní DC síť pro objekty s obnovitelnými zdroji energie

Školitel: doc. Ing. Petr Mastný, Ph.D.

Obor: Power Electrical and Electronic Engineering

Anotace: Koncepční řešení ostrovní DC sítě, kde zdrojovou základnu tvoří hybridní energetický systém (fotovoltaika, větrná turbína, akumulace). Cílem je navrhnout technické řešení energetického systému umožňujícího v případě nedostatku/přebytku energie spolupráci s AC sítí a současně zabezpečení bezpečného napájení objektu. Součástí řešení bude i návrh a testování řídícího a monitorovacího algoritmu. Pro základní modelování bude využito programového prostředí Matlab.

Uninormy a jejich aplikace ve fuzzy logice

Školitel: doc. RNDr. Dana Hliněná, Ph.D.

Obor: Mathematics in Electrical Engineering

Anotace: Fuzzy logika je forma více-hodnotové logiky, která má uplatnění v mnoha vědných i praktických oborech. Modelování reálních situací vyžaduje použití fuzzy logických spojek.
Modelováni spojek ve fuzzy logice se často realizuje pomocí uninorem.

Virtualizace služeb

Školitel: doc. Ing. Dan Komosný, Ph.D.

Obor: Teleinformatics

Anotace: Na Internetu je poskytována velká škála služeb, jako například velkokapacitní úložiště dat nebo hostování serverů (například www, ftp). Tyto služby jsou často virtualizovány pro efektivní využití dostupného hardware. Práce se bude zabývat analýzou virtualizovaných služeb a možnostmi pro jejich zlepšení.

Sledování pohyblivého cíle senzorovou sítí

Školitel: doc. Mgr. Pavel Rajmic, Ph.D.

Obor: Teleinformatics

Anotace: Práce se bude zabývat situací, kdy existuje ad-hoc síť agentů (např. senzorů), kteří spolupracují s cílem sledovat pohyblivý cíl distribuovaným způsobem. Termín “distribuované” zde znamená, že neexistuje žádná centrální jednotka pro sběr a zpracování všech informací a měření, ale jsou to jen a pouze agenti, kteří jsou vzájemně schopni komunikovat. Bude využito faktu, že informace statistického charakteru vyměňované mezi agenty mají tzv. řídké rozdělení pravděpodobnosti. Cílem této disertační práce bude rozvíjet a studovat, jak tato řídkost umožní významný pokles komunikačních nároků a v důsledku např. zvýšení životnosti sítě. (Spolupráce s Technickou univerzitou ve Vídni, Prof. Franz Hlawatsch. Možnost cestování a stáží.)

Aplikované algebraické a topologické metody v analýze spojitých a diskrétních procesů

Školitel: doc. RNDr. Martin Kovár, Ph.D.

Obor: Matematika v elektroinženýrství

Anotace: Práce bude zaměřena na studium a rozvoj metod, vycházejících z algebraických a topologogických vlastností základních matematických struktur a struktur aplikované matematiky. Pozornost bude věnována zejména jistým kontextovým, kauzálním a zobecněným metrickým strukturám. Získané poznatky budou použity k analýze spojitých i diskrétních procesů s možnými aplikacemi například v informatice, kybernetice, fyzice a biomedicíně.

Koexistence bezdrátových komunikačních systémů ve sdílených ISM frekvenčních pásmech

Školitel: Ing. Ladislav Polák, Ph.D.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Bezdrátové mobilní sítě páté generace (5G) jsou dalším krokem ve vývoji pokročilých technologií bezdrátových komunikačních systémů, ve kterých mohou bezdrátová zařízení zpracovávat radiofrekvenční signály i několika bezdrátových služeb ve sdílených frekvenčních pásmech. Téma doktorské práce je zaměřeno na definici a analýzu možných koexistenčních scénářů budoucích mobilních sítí 5G (např. LTE/LTE-A) a bezdrátovými službami (např. IEEE 802.11g/n/ac) ve sdílených ISM frekvenčních pásmech. Tyto scénáře mohou být kritické (dochází k úplnému výpadku rušeného i rušícího signálu) a nekritické (přijatelná kvalita obou poskytovaných koexistujících služeb). Cílem práce je ověření definovaných koexistenčních scénářů a jejich analýza pomocí vhodných simulačních modelů. Předpokládá se i verifikace teoretických (simulovaných) výsledků pomocí měření na reálných signálech bezdrátových služeb nebo v laboratorních podmínkách. Na základě výsledků budou definováni doporučení pro tzv. „coexistence-free“ provoz bezdrátových systémů ve sdílených frekvenčních pásmech.

Speciální pokročilé aktivní prvky v aplikacích digitálních modulací

Školitel: Ing. Roman Šotner, Ph.D.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Práce spočívá ve studiu využití speciálních aktivních prvků a bloků pro návrh digitálních modulátorů a demodulátorů realizujících například kmitočtové skákání, klíčování fáze, pulsně šířkovou modulaci, atd. pro struktury fyzické vrstvy komunikačních systémů v základním a mezifrekvenčním pásmu. Pro návrh finálních aplikací bude zapotřebí realizovat vlastní obvodová řešení elektronicky řiditelných oscilátorů a generátorů signálů specifických výstupních průběhů. Jedním z cílů bude stanovit předpokládané parametry aktivních prvků při využití v těchto aplikacích. Teoretické předpoklady budou ověřovány simulacemi a experimenty s komerčně dostupnými součástkami (behaviorální emulátor), případně bude možnost simulace či realizace systémů ve vhodné CMOS technologii (AMIS 0.35 um, TSMC 0.18 um).

Šifrování na fyzické vrstvě

Školitel: prof. Dr. Ing. Zbyněk Raida

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Šifrování na fyzické vrstvě využívá kvazi-náhodných změn parametrů fyzikálního kanálu (polarizace, kmitočet) k zašifrování přenášené informace. Kvazi-náhodné změny specifikuje šifrovací klíč, který může být chemické, elektrické, magnetické nebo elektromagnetické povahy.

Projekt je zaměřen na výzkum účinných přístupů k šifrování na fyzické vrstvě (elektromagnetické šifrování) a na MAC (media access control) vrstvě (šifrovaný přístup ke kanálu). Výsledkem výzkumu by měly být účinné šifrovací strategie kombinující různé způsoby šifrování.

Popisovaný výzkum je součástí připravovaného grantového projektu.

Geo-statistické metody pro predikci parametrů kanálů komunikujících vozidel

Školitel: prof. Ing. Roman Maršálek, Ph.D.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Časo-prostorové chování radiových kanálů lze popisovat a odhadovat pomocí různých geo-statistických metod. Data, reprezentující změřený kanál, jsou obvykle dostupná pouze v omezeném počtu bodů v prostoru, například v místech umístění základnových stanic. Geo-statistické metody mohou být použity pro interpolaci mezi známými daty a k odhadu parametrů kanálu v požadovaných bodech prostoru – například v bodech umístění mobilních uživatelů. Cílem této disertační práce je navrhnout vhodné metody pro predikci parametrů kanálu (např. RSSI, nebo jiných indikátorů kvality kanálu) v případě pohybujících se terminálů. Středem zájmu je obzvláště situace, kdy také někteří mobilní uživatelé poskytují informace o kvalitě kanálu. Navržené metody by měly být schopny využít opakovaná měření v jednotlivých souřadnicích pevně umístěných základnových stanic i mobilních uživatelů a umožnit tak spolehlivě predikovat budoucí stav komunikačního kanálu v nových souřadnicích. Předpokládá se spolupráce s prof. Franz Hlawatsch, TU Wien, Rakousko.

Programovatelné mikrovlnné komponenty

Školitel: doc. Ing. Jaroslav Láčík, Ph.D.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Projekt je zaměřen na výzkum mikrovlnných komponentů, které jsou programovatelné pro dosažení požadované funkce v závislosti na konkrétních potřebách. Pozornost by měla být soustředěna zejména na rozvoj programovatelných přenosových struktur založených jak na konvenčních, tak na uměle vytvořených materiálech. Navržené komponenty by měly nalézt uplatnění v oblasti budoucích bezdrátových komunikačních systémů.

Senzorové sítě pro dopravní prostředky

Školitel: prof. Ing. Aleš Prokeš, Ph.D.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Jedním ze způsobů snižování ceny a spotřeby automobilů, letadel a dalších dopravních prostředků je náhrada drahé a poměrně těžké kabeláže propojující desítky až stovky senzorů a akčních členů s řídící jednotkou vozidla bezdrátovou sítí. Mnohacestné šíření signálů v silně zarušeném prostředí a koordinace vzájemné komunikace vyžaduje použití speciálních technik a algoritmů zpracování signálů. Cílem projektu je návrh a optimalizace senzorové „multi-hop“ sítě. Budou zkoumány vhodné modulace, metody ekvalizace, korekce chyb, apod. na fyzické vrstvě a vhodné přístupové techniky, metody alokace systémových prostředků a koordinace přenosu dat na vyšších vrstvách.

Analýza a modelování přenosu digitální televize druhé generace využívající techniku prostorové diverzity

Školitel: prof. Ing. Tomáš Kratochvíl, Ph.D.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Druhá generace standardu pro terestrické digitální televizní (DVB-T2) vysílání umožňuje využít k vysílání a příjmu i techniky prostorové diverzity multiple-input single-output (MISO). Téma doktorské práce je zaměřeno na analýzu zpracování přenosu signálů terestrické digitální televize druhé generace (standardy DVB-T2/T2-Lite) využívající prostorovou diverzitní techniku MISO a v budoucnu MIMO. Předpokladem úspěšné analýzy je vytvoření vhodného simulačního modelu přenosu, který uvažuje i vícecestné šíření signálu a selektivní úniky, a dále nastavitelné parametry jednotlivých bloků vysílacího a přijímacího systému. Předpokládá se i verifikace modelů pomocí experimentálního měření v laboratoři, případně i na reálných signálech. Cílem práce je stanovení vlivu systémových parametrů na dosaženou chybovost (BER) a kvalitu přenosu.

Nové polymerní gelové elektrolyty

Školitel: doc. Ing. Marie Sedlaříková, CSc.

Obor: Mikroelektronika a technologie

Anotace: Nové gelové polymerní elektrolyty pro lithno-iontové akumulátory s vyšší požární bezpečností a větší vodivostí. Příprava gelových elektrolytů na různých bázích s aditivy nanomateriálů, s iontovými kapalinami a s retardéry hoření.

Odpařování a vlastnosti kovů ve vakuu – tenké kovové vrstvy

Školitel: doc. Ing. Josef Šandera, Ph.D.

Obor: Mikroelektronika a technologie

Anotace: Předmětem práce bude studium vlastností par kovových, převážně ferromagnetických materiálů v procesu vakuového napařování. Budou zkoumány procesy vakuového napařování a jejich vliv na mechanické a elektrické vlastnosti vrstev.
Disertabilní jádro: Stanovení nového technologického postupu napařování, který zaručí požadované vlastnosti tenké vrstvy.

Redoxní průtokové články pro uchování elektrické energie

Školitel: prof. RNDr. Petr Vanýsek, CSc.

Obor: Mikroelektronika a technologie

Anotace: V práci se student seznámí se současnou problematikou uchovávání energie prostřednictvím elektrochemických průtokových redoxních článků. Experimentální práce povede ke zdokonalení článků založených na principu redukce vanadových sloučenin a k návrhu a vývoji článků s novými typy redoxních soustav vedoucích k náhradě článků vanadových.

Detekce a monitorování termických projevů enzymatických reakcí

Školitel: Ing. Michal Řezníček, Ph.D.

Obor: Mikroelektronika a technologie

Anotace: Výzkum v oblasti extrémně citlivých snímačů s cílem zaznamenání a sledování tepelné bilance enzymově katalyzovaných reakcí. Motivací práce je nalezení způsobu identifikace a sledování průběhu tepelných reakcí enzymů a jiných biologických systémů. Součástí práce práce bude posouzení vhodnosti implementace termodynamických snímačů pro tento účel, a to včetně návrhu miniaturizace celého detekčního systému pro případné kontinuální sledování analytů in vivo.

Superkapacitory pro výkonové aplikace.

Školitel: prof. Ing. Jaroslav Boušek, CSc.

Obor: Mikroelektronika a technologie

Anotace: Zavedení nových technologií a neustálý pokles ceny superkapacitorů vyvolal v současné době velmi rychlý nárust jejich aplikací v různých oblastech použití. Nápň práce je vývoj obvodových řešení pro ukládání a zpracování energie v superkondenzatorových systémech s cílem dosažení co největší účinnosti a spolehlivosti těchto systémů.

Výzkum metod parametrizace řečových signálů umožňujících diferenční analýzu hypokinetické dysartrie a řečové apraxie

Školitel: Ing. Jiří Mekyska, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Hypokinetická dysartrie (HD) je poruchou motorické realizace řeči, která vzniká při lézích bazálních ganglií, nejčastěji v případě Parkinsonovy nemoci. Apraxie řeči (AOS) se oproti HD manifestuje jako porucha plánování nebo programování pohybů nutných pro verbální produkci, a vzniká při lézích v oblasti premotorického kortexu. Byť se jedná o různé poruchy řeči, mají podobné symptomy, a obě se projevují v oblasti fonace, artikulace, prozodie či respirace. Diferenční analýza je tak velmi složitá. Cílem této dizertační práce je výzkum metod parametrizace řečových signálů, které umožní detailní kvantifikaci širokého spektra specifických poruch řeči a podpoří diferenční analýzu HD a AOS. Výzkum bude probíhat ve spolupráci s neurology a klinickými logopedy z University of Arizona, University of Szeged, Fakultní nemocnice u sv. Anny v Brně a Středoevropského technologického institutu MU.

Dedikované operační systémy

Školitel: doc. Ing. Dan Komosný, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Klasické operační systémy se v dnešní době používají na malých dedikovaných zařízeních. Tato zařízení mají často omezené hardwarové prostředky. Téma je zaměřeno na nasazení a použití operačních systémů na těchto zařízeních. Může se například jednat o optimalizaci požadovaných funkcí vůči dostupnému hardware a jeho výkonu. Pro tento účel může být použit OS Linux.

Virtualizace služeb

Školitel: doc. Ing. Dan Komosný, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Na Internetu je poskytována velká škála služeb, jako například velkokapacitní úložiště dat nebo hostování serverů (například www, ftp). Tyto služby jsou často virtualizovány pro efektivní využití dostupného hardware. Práce se bude zabývat analýzou virtualizovaných služeb a možnostmi pro jejich zlepšení.

Vícetónové modulace v optických přenosových systémech

Školitel: Ing. Pavel Šilhavý, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Vícetónové modulace jsou dnes velice často využívaným modulačním přístupem v ADSL, VDSL, PLC, DVB-T, DVB-T2, WLAN IEEE 802.11a, g, n a dalších technologiích. Ve všech výše uvedených systémech se využívá známá a dobře propracovaná modulace DMT (Discrete MultiTone), případně OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Práce bude věnována možnostem uplatnění vícetónových modulací v optických přenosových systémech.

Sekvenční stanovení kontur arteriální stěny

Školitel: doc. Ing. Kamil Říha, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Vyšetření krční tepny nasnímané v ultrazvukových videosekvencích je efektivní metodou pro detekci kardiovaskulárních onemocnění. Prostorové změny krční tepny jsou vztaženy k diagnosticky relevantním parametrům popisujícím např. elasticitu tepenné stěny. Proto je hlavním cílem této práce nalezení časově proměnné kontury krční tepny v ultrazvukové videosekvenci pomocí rozšíření metody strojového učení nazývané Gaussian proces regression, ve které je hledaná funkce reprezentována náhodným procesem, který neumožňuje explicitní parametrickou reprezentaci. Cílené sekvenční rozšíření dané metody umožní spojité sledování detailního tvaru tepenné stěny po libovolně dlouhou dobu. Řešení bude probíhat ve spolupráci s prof. F. Hlawatschem z vídeňské technické univerzity.

Výzkum spolehlivosti a bezpečnosti komunikačních architektur pro zákaznické i průmyslové IoT aplikace

Školitel: doc. Ing. Jiří Hošek, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Jednou z nejdynamičtěji rozvíjejících se oblasti informačních a komunikačních technologií se za posledních několik let stal Internet věcí (IoT). Již dnes je rozsah IoT aplikací extrémně široký, od nositelných fitness náramků po autonomní automobily zasahujících do různých průmyslových odvětví jako je energetika, doprava, zdravotní péče, spotřební elektronika a celá řada dalších. Avšak to je teprve začátek rozmachu IoT, neboť současných 10 miliard připojených zařízení se podle aktuálních předpokladů rozroste během následujících 5 let na 24 – 50 miliard. Díky velké rozmanitosti aplikací a extrémnímu počtu spojení se však IoT stal velice komplikovaným a potenciálně zranitelným heterogenním ekosystémem, který zahrnuje diverzní konektivitu mezi různými typy sítí pomocí často nekompatibilních komunikačních technologií (jako např. ZigBee, WirelessHART, 6LoWPAN, klasické WiFi a Bluetooth, ISA100.11a, MiWi, BACnet, Z-Wave, NB-IoT, LoRa, Sigfox a další). Naléhavá výzva vybudovat komplexní komunikační infrastrukturu však vyžaduje, aby došlo k radikálním změnám přístupů, jak jsou IoT systémy stavěny, nasazovány, udržovány a používány. Proto bude hlavním cílem této disertační práce výzkum univerzální komunikační architektury vhodné pro rozvíjející se zákaznické a stejně tak průmyslové aplikace Internetu věcí se silným důrazem na jejich spolehlivost a bezpečnost. Důkladné posouzení navrhovaných řešení bude probíhat v simulačních nástrojích a také prostřednictvím experimentálních implementací.

Časově variantní diskrétní systémy pro zpracování zvukových signálů

Školitel: Ing. Miroslav Balík, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Analýza vlivu časově variantního diskrétního systému na zpracovávaný signál v okamžiku skokových změn parametrů systému. Časově variantní systémy založené na segmentaci vstupního signálu, zpracování segmentu a následné rekonstrukci výstupního signálu ze segmentů. Systémy s proměnou délkou segmentu a proměnou mírou překryvu. Efektivní metody stanovení statistických vlastností signálu. Automatické přizpůsobení délky segmentu aktuálním statistickým vlastnostem zpracovávaného signálu.

Senzorové aplikace optických vláken

Školitel: doc. Ing. Vít Novotný, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Náplní doktorského studia je výzkum problematiky vlivu okolních podmínek, jako je teplota, tlak, mechanické vibrace, apod. na přenosové vlastnosti optických vláken a návrh metod a technik pro jejich využití jako senzorů různých fyzikálních veličin.

Identifikace uživatele pomocí Internetové stopy

Školitel: doc. Ing. Václav Zeman, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Každý uživatel Internetu má určitý vzorec chování: navštěvuje určitou skupinu webových stránek, je členem vybraných skupin na sociálních sítích, používá další nástroje jako např. Skype. Své zvyklosti zpravidla nemění ani, když cestuje a do Internetu je proto připojen pod různými IP adresami. Cílem práce je prozkoumat možnosti identifikace uživatele na základě jeho komunikačních zvyklostí, tj. např. (ale ne nutně jen) webových stránek, které navštěvuje, délky prohlížení jednotlivých stránek, pořadí ve kterém stránky navštěvuje apod. Je třeba brát v úvahu různou rychlost připojení a další aspekty, které mohou ovlivnit kvantitativní parametry popisující chování uživatele. Dalším cílem práce je stanovit míru pravděpodobnosti správné identifikace uživatele pomocí vzorce jeho chování na Internetu.

Modely struktury hmoty

Školitel: prof. Ing. Pavel Fiala, Ph.D.

Obor: Teoretická elektrotechnika

Anotace: Práce je zaměřena na teoretické odvození numerických modelů založených na kvantově mechanických modelech hmoty a v kombinaci se stochastickým, jak deterministickým tak nedeterministickým přístupem určení neurčitosti formulovat pro obyčejné diferenciální rovnice jednoduchý numerický model nanoelementární části systému, periodického systému. Navazuje na výzkum modifikací takto vytovřeného modelu na bázi numerické metody konečných prvků, konečných objemů, hraničních prvků pro statické i dynamické modely formulované pomocí parciálních diferenciálních rovnic. Cílem práce je navrhnout numerický model jako silný nástroj pro analýzu a popis vlastností jak periodické tak neperiodické struktury a její geometrie na atomární a subatomární úrovni, verifikace na jednoduchém ověřitelném příkladu,
zkoumat parametry takto vzniklého numerického modelu a porovnat s požadavky kladenými na modely určené pro dynamiku elektrického výboje a vyhodnotit zadané parametry. Téma je součástí grantu CZ.

Detekce pohybujících se objektů

Školitel: Ing. Petr Marcoň, Ph.D.

Obor: Teoretická elektrotechnika

Anotace: Disertační práce je zaměřena na testování a vývoj detekčních algoritmů pohybujících se objektů. Tyto algoritmy by měly umět detekovat a rozpoznat vybrané typy objektů, které by se mohly objevit v prostorách se zvýšenou mírou bezpečnosti, jako jsou například letiště, jaderné elektrárny a muniční sklady. Na základě detekovaného nežádoucího typu letícího objektu bude potřeba navrhnout možnosti zneškodnění letícího objektu.

Ostrovní provoz sítí s distribuovanými zdroji

Školitel: doc. Ing. Jiří Drápela, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: S množstvím zdrojů distribuovaných v distribučních sítích (DS) vzniká nově i možnost přechodu části DS do ostrovního provozu (OP), což může být chápáno mimo jiné i jako cesta ke zvyšování spolehlivosti dodávky ve vymezené části DS. Kromě jistě nesporných benefitů, je to však spojeno s řadou technických výzev, zahrnujících především vymezení oblasti, která bude splňovat podmínky pro úspěšný přechod do OP, správnou a spolehlivou detekci stavu pro přechod do OP a zpět, vymezení strategie řízení zdrojů (spotřebičů) pro zajištění stabilního chodu oblasti s odpovídající kvalitou elektrické energie, atp. Je ale třeba vzít v úvahu i bezprostředně spjatá témata související s bezpečností a legislativním rámcem, který provoz DS upravuje. Práce je zaměřena především na technickou realizovatelnost a tedy vytvoření a ověření komplexního konceptu. Předpokládaná spolupráce s provozovateli DS a mezinárodní vědecká spolupráce. Informace: drapela@feec.vutbr.cz.

MEŘENÍ FYZIKÁLNÍCH VELIČIN NA ROTUJÍCÍCH ČÁSTECH

Školitel: doc. Ing. František Veselka, CSc.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Téma je orientováno na měření velmi malých vzdáleností a deformací rotujících částí el. strojů, které mají významný vliv na provozní vlastnosti strojů a zařízení. K měření je využito moderní měřící, záznamové a vyhodnocovací techniky. Cílem je posouzení a optimalizace dílčích vlivů fyzikálních veličin na vlastnosti a parametry elektromechanických soustav. Práce sestává z teoretické, experimentální a aplikační části. Problematika je na ÚVEE průběžně řešena v rámci grantového projektu, připravuje se mezinárodní spolupráce.Výsledky jsou průběžně publikovány.

ROZVÍJENÍ DIAGNOSTICKÝCH A MĚŘICÍCH METOD

Školitel: doc. Ing. František Veselka, CSc.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Téma je zaměřeno na oblast zejména dlouhodobých zkoušek u elektrických strojů, zejména s kluzným kontaktem. Práce navazuje na rozsáhlé znalosti a dovednosti v této oblasti, které byly získány na ÚVEE FEKT VUT v Brně při aplikaci moderních technologií nejen v konstrukci elektrických strojů, ale i kluzného kontaktu. Cílem je zjištění závislostí a vazeb mezi jednotlivými komponenty, parametry v různém konstrukčním a technologickém provedení strojů s vazbou např. na EMC.. Problematika je na ÚVEE řešena průběžně a je dosahováno zajímavých výsledků publikovaných na mezinárodní úrovni. Ústav disponuje speciálními měřicími pracovišti pro praktické ověřování teoretických předpokladů a spolupracuje se špičkovými firmami nejen v ČR, ale i v zahraničí .

Pokročilá diagnostika vysokonapěťových kabelů

Školitel: doc. Ing. Jaroslava Orságová, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Dnešní diagnostika silových kabelů vysokých a velmi vysokých napětí je založena na měření částečných výbojů a můstkových měření. Metodiky měření v těchto oblastech se neustále zdokonalují a přizpůsobují moderním vývojovým trendům i požadavkům zákazníků. Cílem práce je sjednocení metod měření podle platných norem, optimalizace měřicích postupů a vývoj nových principů měření na základě získaných znalostí v dané problematice.

Výzkum oslnění od svítidel s neuniformní plochou vyzařování

Školitel: Ing. Jan Škoda, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Metodika hodnocení oslnění vnitřních a venkovních osvětlovacích soustav je založena na předpokladu uniformní vyzařovací plochy svítidla. S nástupem svítidel s LED zdroji, je tento předpoklad mnohdy nedosažitelný a proto dochází na úrovni Mezinárodní komise pro osvětlování (CIE) k revizi metodik určených k hodnocení oslnění. Cílem studia je nalezení souvislostí mezi mírou oslnění a neuniformitou vyzařovací plochy svítidla, které povedou ke zpřesnění metodik hodnocení oslnění.

Regulace napětí v distribučních sítích s vysokým podílem stochastických zdrojů

Školitel: doc. Ing. Petr Mastný, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Stále rostoucí podíl stochastických zdrojů v sítích má vliv na stabilitu napětí v průběhu dne. V důsledku proměnlivé dodávky výkonu do elektrizační soustavy z těchto zdrojů dochází ke kolísání odchylek napětí v průběhu denního diagramu. Současné prostředky používané k regulaci napětí v některých případech nedokáží zajistit požadovanou úroveň napětí ve všech odběrných místech sítě. Cílem práce je zmapovat nové možnosti a prostředky pro regulaci napětí v distribuční soustavě a navrhnout koncepci této regulace s ohledem na současný vývoj zdrojové základny.

Speciální pokročilé aktivní prvky v aplikacích digitálních modulací

Školitel: Ing. Roman Šotner, Ph.D.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Práce spočívá ve studiu využití speciálních aktivních prvků a bloků pro návrh digitálních modulátorů a demodulátorů realizujících například kmitočtové skákání, klíčování fáze, pulsně šířkovou modulaci, atd. pro struktury fyzické vrstvy komunikačních systémů v základním a mezifrekvenčním pásmu. Pro návrh finálních aplikací bude zapotřebí realizovat vlastní obvodová řešení elektronicky řiditelných oscilátorů a generátorů signálů specifických výstupních průběhů. Jedním z cílů bude stanovit předpokládané parametry aktivních prvků při využití v těchto aplikacích. Teoretické předpoklady budou ověřovány simulacemi a experimenty s komerčně dostupnými součástkami (behaviorální emulátor), případně bude možnost simulace či realizace systémů ve vhodné CMOS technologii (AMIS 0.35 um, TSMC 0.18 um).

Určení parametrů optických svazků plně fotonického vysílače

Školitel: prof. Ing. Otakar Wilfert, CSc.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Cílem projektu je navrhnout, zdůvodnit a ověřit metodu stanovení míry koherence a polarizace optických svazků určených k přenosu informace v turbulentní atmosféře. Součástí projektu je návrh a realizace laserového vysílače s více svazky tvarujícími výsledný svazek s plochou charakteristikou. Bude potřebné vytvořit počítačový program s využitím metod Fourierovy Optiky pro modelování optických svazků, jejich skládání a šíření turbulentní atmosférou. Požaduje se experimentálně ověřit míru vzájemné interference svazků vytvářejících výslednou vysílací charakteristiku.

Analýza stochastických změn parametrů propojovacích struktur

Školitel: prof. Ing. Lubomír Brančík, CSc.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Cílem projektu je rozpracovat metodiku analýzy stochastických změn parametrů propojovacích struktur elektronických soustav na bázi teorie stochastických diferenciálních rovnic (SDR). Předmětem práce bude jednak aplikace obyčejných SDR, vhodných pro popis modelů se soustředěnými parametry, jednak studium využitelnosti parciálních SDR, vhodných pro spojité modely založené na telegrafních rovnicích. Očekává se zobecnění některých navržených postupů pro analýzu hybridních elektronických soustav na základě stochastických algebro-diferenciálních rovnic (SADR). Efektivnost navržených metod bude vyhodnocena srovnáním se standardními statistickými přístupy jako je metoda Monte Carlo. U uchazeče se předpokládá zájem o aplikovanou matematiku a programování v prostředí Matlab.

Šifrování na fyzické vrstvě

Školitel: prof. Dr. Ing. Zbyněk Raida

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Šifrování na fyzické vrstvě využívá kvazi-náhodných změn parametrů fyzikálního kanálu (polarizace, kmitočet) k zašifrování přenášené informace. Kvazi-náhodné změny specifikuje šifrovací klíč, který může být chemické, elektrické, magnetické nebo elektromagnetické povahy.

Projekt je zaměřen na výzkum účinných přístupů k šifrování na fyzické vrstvě (elektromagnetické šifrování) a na MAC (media access control) vrstvě (šifrovaný přístup ke kanálu). Výsledkem výzkumu by měly být účinné šifrovací strategie kombinující různé způsoby šifrování.

Popisovaný výzkum je součástí připravovaného grantového projektu.

Modely kanálů pro budoucí generace mobilních sítí

Školitel: prof. Ing. Aleš Prokeš, Ph.D.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Neustále se zvyšující počet komunikačních zařízení na danou plochu a zvyšování kvality služeb vyžaduje přidělování stále širšího kmitočtového spektra. Kmitočtový rozsah milimetrových vln (MMW) mezi 30 a 300 GHz přitahuje stále větší pozornost jako možný kandidát pro příští generace širokopásmových mobilních sítí. Specifická omezení šíření MMW signálu, mimořádně velká šířka pásma a časově proměnné prostředí způsobené mobilními uživateli připojenými k páteřní síti pohybujícími se v členitých městských prostředích vytvářejí zcela nové požadavky pro vývoj širokopásmových komunikačních systémů využívajících pokročilé technologie pro eliminaci nežádoucích časově proměnných vlastností kanálu. Cílem projektu je měření a modelování širokopásmových nestacionárních MMW kanálů v časové a prostorové doméně (tj. modelování přenosového prostředí mezi mobilními uživateli a páteřní sítí) s cílem posoudit možnost využití pokročilých technik, jako je tvarování svazku nebo prostorové multiplexování pro tzv. „massive MIMO“ systémy.

Definice a měření komponent elektrické energie v budoucích distribučních sítích

Školitel: doc. Ing. Jiří Drápela, Ph.D.

Obor: Power Electrical and Electronic Engineering

Anotace: Koncept měření elektrické energie se rozvíjel současně se vznikem elektrizační soustavy jako odezva na potřebu měřit její množství pro obchodní účely. Z historických a zřejmých technických důvodů se obchodní měření elektrické energie ustálilo na měření činné a tzv. jalové energie. Oba tyto komponenty jsou ale definovány pro ustálené stavy a určitým způsobem specifické průběhy signálů, které korespondují s provozními podmínkami v elektrických sítích před masovým rozmachem polovodičových měničů a postupnou integrací rozptýlených/obnovitelných zdrojů. Ty výrazně mění průběhy měřených veličin a výsledky měření poskytované standardní metrikou elektroměrů, nebo i analyzátory elektrické energie, tak přestávají za určitých podmínek odpovídat představě, co by mělo být, s ohledem na známé chování pozorovaných souvisejících systému, změřeno. Uvedené měřící prostředky sice splňují požadavky příslušných standardů. Ty však nerespektují změny v přenosu elektrické energie, které postupný vývoj směrem k nelineárním, dynamickým a aktivním distribučním sítím přináší. Práce je zaměřena na kritickou revizi výkonové teorie se zohledněním fyzikální podstaty měřených dějů aplikací stávajících a vývojem nových výkonových teorií aplikovatelných do metriky především elektroměrů pro skutečný smart metering. Předpokládaná spolupráce s provozovateli DS a výrobci měřící techniky a zahraničními universitami. Informace: drapela@feec.vutbr.cz.

Využití částečných výbojů pro identifikaci poruchových jevů v distribučních sítích

Školitel: doc. Ing. Petr Toman, Ph.D.

Obor: Power Electrical and Electronic Engineering

Anotace: Spolehlivost dodávky elektrické energie patří k dlouhodobým prioritám vyspělé společnosti. S tím souvisí potřeba rychlé a spolehlivé lokalizace poruch vznikajících na prvcích elektrizační soustavy. V řadě případů je možné poruchu identifikovat v začátečním stadiu a předejít tak jejímu rozšíření a následným výpadkům. Cílem práce je analýza současných metod využívajících analýzu částečných výbojů pro hodnocení stavu jednotlivých zařízení a následně využití získaných poznatků pro detekci vznikajících poruch v distribuční soustavě. Příkladem může být zhoršený izolační stav transformátorů, průchodek, jednopólová porucha na vedení s izolovanými vodiči, atd.

Centralizovaný systém chránění distribuční sítě

Školitel: doc. Ing. Jaroslava Orságová, Ph.D.

Obor: Power Electrical and Electronic Engineering

Anotace: Centralizovaný systém chránění je založen na monitoringu proudových a napěťových poměrů v distribuční síti pomocí moderních převodníků s digitalizovaným výstupem v souladu s protokolem Sampled Values (SV) dle standardu IEC 61850-9-2. Práce je zaměřena na výzkum nových ochranných funkcí využívající jednak možnosti zmíněných převodníků (vysoká linearita a přesnost měření, dynamické korekce měřených veličin) a jednak koncentrace měřených veličin v jednom místě (Process Bus). Jejím cílem je naprogramovat funkční aplikaci pro monitoring a chránění konkrétní části distribuční sítě, která bude využívat zdokonalené algoritmy chránění i zcela nové funkcionality pro centralizované systémy chránění, řízení a optimalizaci elektroenergetických systémů.
Téma práce kromě oblasti elektroenergetiky zasahuje významně do oboru informačních technologií. Při řešení se budou aplikovat znalosti z oblasti počítačových sítí, tvorby realtime aplikací a návrhu uživatelského rozhraní pro prezentaci dat. Proto je práce doporučena také zájemcům, kteří absolvovali tento obor.

Nové obvodové principy pro návrh analogových obvodů s nízkým příkonem a napájecím napětím

Školitel: doc. Ing. et Ing. Fabian Khateb, Ph.D. et Ph.D.

Obor: Microelectronics and Technology

Anotace: Využití nových obvodových principů pro návrh analogových obvodů s nízkým příkonem a napájecím napětím. Obvody budou sloužit především v oblasti biomedicíny. Teoretický návrh a experimentální ověření analogových obvodů s nízkým napájecím napětím a nízkým příkonem za použití programu Cadence a technologie TSMC 0.18 um.

Analýza a klasifikace texturních příznaků

Školitel: doc. Ing. Kamil Říha, Ph.D.

Obor: Teleinformatics

Anotace: Téma je zaměřeno na definici a analýzu texturních příznaků ve snímcích sedimentárních zrn pořízených elektronovým mikroskopem. Hlavním cílem je objektivizace a automatizace určování exoskopických vlastností jednotlivých zrn za účelem jejich statistické klasifikace do tříd různých geomorfologických pochodů, které se podílely na formování analyzovaných zrn.

Efektivní využití IP sítí v krizových situacích

Školitel: doc. Ing. Vladislav Škorpil, CSc.

Obor: Teleinformatics

Anotace: Cílem je vytvořit efektivní strategii použití veřejných a neveřejných IP síti pro krizové řízení. Dále pak navrhnout takovou síť, která by dokázala kapacitně, ale také z hlediska odolnosti, zajistit krizovou komunikaci. Jednalo by se zejména o přenosy hlasu, dat, TVvysílání. Další částí by bylo navrhnout nové metody řízení komunikace po internetu – řídit toky informací atp. Výzkum by obsahoval také vliv topologie sítě na její stabilitu a bezpečnost, rychlost šíření virů, schopnost odolávat útokům atp. Jedním z cílů je navrhnout softwarového robota, který bude schopný monitorovat topologii sítě popřípadě internetu, dalším cílem je navrhnout systém pro výměnu souborů po internetu, ale bez jakéhokoli centrálního prvku. Systém by přitom měl být intuitivně použitelný. Řešení by mělo být bezpečné a umožnit anonymizovat odesilatele a příjemce dat. Finálním cílem je navrhnout vysoce odolnou síť vhodnou pro krizové situace a tento návrh podložit teorií.

Návrh metod detekce dat v xPON systémech

Školitel: doc. Ing. Vladislav Škorpil, CSc.

Obor: Teleinformatics

Anotace: Cílem je návrh metody, algoritmu k detekci dat v xPON sítích. Dále pak návrh vlastního algoritmu, který je možný implementovat do FPGA. Jedná se o detekci dat mezi jednotkami OLT a ONU. Bude poskytnuta vývojová platforma osazená vývojovou síťovou kartou XILINX a systém GPON G.984.
Nutná znalost VHDL, FPGA, dále je přínosem znalost jazyka C, případně Python. Přehled v xPON sítích je nedílnou součástí.

Bioinformatická analýza genové exprese u kardiomyopatie

Školitel: prof. Ing. Ivo Provazník, Ph.D.

Obor: Biomedicínské technologie a bioinformatika

Anotace: Kardiomyopatie je častou příčinou selhání srdce a srdečních transplantaci. Tato studie má za cíl prozkoumat potenciální geny související s kardiomyopatií a dále zkoumat jejich základní regulační mechanismus za použití bioinformatiky. Budou použity profily genové exprese získané z Gene Expression Omnibus databáze. Diferenciálně exprimované geny budou vyhledávány porovnáním normálních a s kardiomyopatií souvisejících vzorků s využitím nových metod bioinformatiky. Dále budou predikovány potenciální transkripční faktory a microRNA těchto genů souvisejících s kardiomyopatií na základě jejich vazebných sekvencí. Kromě toho budou geny související s kardiomyopatií použity k nalezení malých molekul jako potenciálních terapeutických léčiv pro kardiomyopatii.

Pokročilé metody odhadu kvality signálu EKG

Školitel: Ing. Martin Vítek, Ph.D.

Obor: Biomedicínské technologie a bioinformatika

Anotace: Téma dizertační práce je zaměřeno na kontinuální sledování kvality v dlouhodobých záznamech EKG. Cílem první části je vyhodnotit kvalitativní možnosti snímání signálu EKG z různých míst za pomocí mobilních záznamníků a možnosti využití souběžného snímání aktivity gyroskopem. Cílem druhé části je návrh pokročilých algoritmů pro spojitý odhad kvality záznamů EKG v reálném čase a následnou identifikaci úseků stejné kvality. Od uchazeče se očekává znalost programování v prostředí Matlab a přehled v oblasti zpracování a analýzy 1D signálů.

Aplikace ortogonálních funkcí pro modelování LTI SISO systémů zlomkového řádu.

Školitel: prof. Ing. Pavel Jura, CSc.

Obor: Kybernetika, automatizace a měření

Anotace: Téma je zaměřeno na modelování LTI SISO systémů zlomkového řádu s využitím ortogonálních funkcí. V rámci jeho řešení se doktorand seznámí s vlastnostmi zobecněných Laguerrových funkcí s neceločíselným parametrem zobecnění. Výzkum bude zaměřen na využití těchto vlastností pro návrh dynamických modelů systémů zlomkového řádu a jejich praktickou implementaci a ověření jejich vlastností. Řešení tématu bude probíhat v návaznosti na národní a mezinárodní projekty.

Uninormy a jejich aplikace ve fuzzy logice

Školitel: doc. RNDr. Dana Hliněná, Ph.D.

Obor: Matematika v elektroinženýrství

Anotace: Fuzzy logika je forma více-hodnotové logiky, která má uplatnění v mnoha vědných i praktických oborech. Modelování reálních situací vyžaduje použití fuzzy logických spojek.
Modelováni spojek ve fuzzy logice se často realizuje pomocí uninorem.

Modelování pulsních plazmonových anténních struktur

Školitel: Ing. Martin Štumpf, Ph.D.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Disertační práce se zaměřuje na časoprostorovou elektromagnetickou analýzu anténních systémů vykazující plazmonové vlastnosti. Výzkum se soustředí zejména na analytický popis pulsních vyzařovacích charakteristik vybraných anténních struktur s důrazem na analýzu zkreslení pulsů a možnosti jejich tvarování.

Modelování interakce pulsních vlnových polí s vysoce kontrastními tenkými vrstvami

Školitel: Ing. Martin Štumpf, Ph.D.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Analýza šíření vlnových polí v časové oblasti je klíčové v elektromagnetismu (s aplikacemi na hustě vrstevnaté struktury integrovaných obvodů a jejich signálovou a EMC/EMI analýzu) i v elastodynamice (s aplikacemi v oblasti průzkumu zemního plynu a ropy). Výzkum v rámci disertační práce se proto zaměří na vývoj efektivních výpočetních modelů pro analýzu odezev pulsního vlnového pole s tenkými a vysoce kontrastními konfiguracemi se zahrnutím jejich relaxačních vlastností (např. plazmonové/meta-materiálové tenké vrstvy).

Distribuovaný přijímací systém pro družicovou komunikaci

Školitel: Ing. Tomáš Urbanec, Ph.D.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Projekt je zaměřen na studium synchronizovaných distribuovaných SDR přijímačů a jejich aplikaci pro družicovou komunikaci. Systém by měl umožnit příjem více signálů najednou a následné zpracování dat. Cílem je zvýšit úspěšnost nezarušeného příjmu, využít zisk přijímacího systému a redundanci přijímacích stanic. Systém je určen pro příjem dat z experimentálních družic v UHF pásmu.

Modely kanálů pro budoucí generace mobilních sítí

Školitel: prof. Ing. Aleš Prokeš, Ph.D.

Obor: Elektronika a sdělovací technika

Anotace: Neustále se zvyšující počet komunikačních zařízení na danou plochu a zvyšování kvality služeb vyžaduje přidělování stále širšího kmitočtového spektra. Kmitočtový rozsah milimetrových vln (MMW) mezi 30 a 300 GHz přitahuje stále větší pozornost jako možný kandidát pro příští generace širokopásmových mobilních sítí. Specifická omezení šíření MMW signálu, mimořádně velká šířka pásma a časově proměnné prostředí způsobené mobilními uživateli připojenými k páteřní síti pohybujícími se v členitých městských prostředích vytvářejí zcela nové požadavky pro vývoj širokopásmových komunikačních systémů využívajících pokročilé technologie pro eliminaci nežádoucích časově proměnných vlastností kanálu. Cílem projektu je měření a modelování širokopásmových nestacionárních MMW kanálů v časové a prostorové doméně (tj. modelování přenosového prostředí mezi mobilními uživateli a páteřní sítí) s cílem posoudit možnost využití pokročilých technik, jako je tvarování svazku nebo prostorové multiplexování pro tzv. „massive MIMO“ systémy.

Využití elektromagnetické emise pro sledování procesů v horninách

Školitel: prof. Ing. Pavel Koktavý, CSc. Ph.D.

Obor: Fyzikální elektronika a nanotechnologie

Anotace: Při mechanickém zatěžování pevných látek dochází ke vzniku elektromagnetické emise (EME). V přírodních podmínkách lze sledovat EME v souvislosti s tektonickými procesy, redistribucí mechanického napětí a šířením trhlin před zemětřesením nebo v souvislosti s gravitačními pohyby hornin. EME lze měřit různými typy antén a na základě tohoto měření je možné provádět sledování výše uvedených jevů.
Cílem práce bude rozpracování metodiky pro měření a zpracování signálů EME pro využití při predikci zemětřesení a dalších vybraných jevů a případně i pro rozlišení jednotlivých typů těchto jevů. K tomuto účelu bude prováděno dlouhodobé měření EME v jeskyních v České republice a v Alpách v Rakousku a získané výsledky budou korelovány s výsledky dalších metod využívaných v geologii. Důležitou součástí práce bude provedení rozboru vzniku a šíření EME ve sledovaných materiálech a návrh a ověření pokročilých metod pro zpracování a vyhodnocení měřených signálů.
Doktorand bude během své výzkumné práce zapojen do vědeckovýzkumné spolupráce s Ústavem struktury a mechaniky hornin AV ČR, v.v.i.

Přesné měření 3D vzdáleností

Školitel: Ing. Pavel Škarvada, Ph.D.

Obor: Fyzikální elektronika a nanotechnologie

Anotace: Měření rozměrů prostorových objektů se v poslední době stává velice důležité s ohledem na rozvíjející se technologie 3D tisku, rozšířené reality, navigací a nejrůznějších přenosných zařízení. Pro optické měření vzdálenosti je zavedeno a používáno několik přístupů vhodných pro konkrétní aplikace, odlišujících se rozlišením, měřícím rozsahem, rychlostí měření, finanční a technickou náročností. Práce bude věnována aplikačním možnostem jednotlivých metod.

Nové metody přípravy elektrochromních systémů

Školitel: doc. Ing. Marie Sedlaříková, CSc.

Obor: Mikroelektronika a technologie

Anotace: Výzkum přípravy funkčních vrstev pro elektrochromní systémy vakuovými i nevakuovými metodami. Studium jejich chování a interkalační vlastnosti ve spojení s kapalnými a gelovými elektrolyty

Vláknové difrakční mřížky s neperiodickými strukturami

Školitel: doc. Ing. František Urban, CSc.

Obor: Mikroelektronika a technologie

Anotace: Cílem práce je realizace neperiodických difrakčních struktur v optických vláknech založených na Braggových i Long Period (LP)mřížkách určených pro konstrukci senzorů a prvků upravujících optické spektrum. Práce bude využívat a navrhne úpravy stávajícího maskového expozičního systému výroby vláknových mřížek pro přípravu difrakčních struktur. Experimentálně budou ověřeny možnosti přípravy (LP) neperiodických struktur a zjištěné vlastnosti porovnány s možnostmi Braggových mřížek. V práci se předpokládá vytvoření návrhového modelu pro realizaci neperiodických struktur s žádanými spektrálními vlastnostmi. Budou navrženy, experimentálně ověřeny a porovnány způsoby ovládání vlastností neperiodických mřížek a rychlého vyhodnocení změn jejich spektrálních vlastností.
Literatura:
Kayshyap, R.: Fiber Bragg Gratings. AP, San Diego, 1999.ISBN 0-12-400560-8
Othonos, A, Kyriacos, K.: Fiber Bragg Gratings, fundamentaks and applications in telecommunications and sensing. AH, Norwood, 1999. ISBN0-89006-344-3

Závislost reálně měřené elektrické impedance na geometrickém uspořádání měření a vzorku.

Školitel: prof. RNDr. Petr Vanýsek, CSc.

Obor: Mikroelektronika a technologie

Anotace:
V této práci bude student zkoumat metody měření a vyhodnocování elektrické impedance vzorků, které jsou zajímavé v elektrochemické praxi. Student se seznámí s koncepcí artefaktů měření přístrojem ve čtyřelektrodovém zapojení. Student se naučí experimentální metody měření impedance, stejně jako se naučí výpočetní metody (modelování metodou konečných prvků), a bude schopen posuzovat, bok po boku, očekávané a naměřené údaje. Student bude vyvíjet geometricky složité konfigurace pro objasnění řádného vyhodnocení reálných nepříznivě tvarovaných vzorků.

Analýza tempa a délky trvání různých interpretací hudebního díla

Školitel: prof. Ing. Zdeněk Smékal, CSc.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Cílem disertační práce je časová analýza různých interpretací vhodně zvoleného hudebního díla z hlediska tempa a délky trvání. Tato analýza by měla ukázat interpretační rozdíly ve srovnání s notovým zápisem a zahrnout také historické a sociální aspekty interpretace. Snahou je potlačení subjektivního pojetí analýzy a zvýraznění objektivního srovnání na základě vědeckých metod a postupů.

Sledování pohyblivého cíle senzorovou sítí

Školitel: doc. Mgr. Pavel Rajmic, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Práce se bude zabývat situací, kdy existuje ad-hoc síť agentů (např. senzorů), kteří spolupracují s cílem sledovat pohyblivý cíl distribuovaným způsobem. Termín “distribuované” zde znamená, že neexistuje žádná centrální jednotka pro sběr a zpracování všech informací a měření, ale jsou to jen a pouze agenti, kteří jsou vzájemně schopni komunikovat. Bude využito faktu, že informace statistického charakteru vyměňované mezi agenty mají tzv. řídké rozdělení pravděpodobnosti. Cílem této disertační práce bude rozvíjet a studovat, jak tato řídkost umožní významný pokles komunikačních nároků a v důsledku např. zvýšení životnosti sítě. (Spolupráce s Technickou univerzitou ve Vídni, Prof. Franz Hlawatsch. Možnost cestování a stáží.)

Využití polarizačních vlastností optických vláken pro multiplexní přenosy

Školitel: prof. Ing. Miloslav Filka, CSc.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Práce je zaměřena na současný trend zvyšování přenosových rychlostí optických vláken s využitím různých typů multiplexních systémů. S novými trendy vyvstávají nové teoretické a praktické možnosti i problémy. Práce bude analyzovat šíření světla ortogonálními polarizačními rovinami a navrhne způsob jejich využití a možnosti realizace skutečného polarizačního multiplexu. Práce bude koordinována s potřebami optické akademické sítě VŠ v Brně a sítí CESNET.

Bezpečnost v konvergovaných sítích

Školitel: doc. Ing. Vladislav Škorpil, CSc.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Cílem je analyzovat nejnovější vývoj a trendy v oblasti konvergovaných sítí, zejména problémy ochrany proti kybernetickým útokům. Jako perspektivní se jeví vývoj v oblasti 5G mobile, SDN a navazující přenosové technologie. Na podkladě získaných poznatků se předpokládá návrh inovovaných metod obrany a ochrany, nebo metody nové. Výzkum vyžaduje přehled v oblasti sítí, zkušenosti s prací s programy MATLAB nebo SCILAB, využívat se bude pravděpodobně alespoň jeden z jazyků VHDL, C, Java, evoluční algoritmy, v případě zájmu vývojový systém FPGA.

Paralelizace evolučních algoritmů

Školitel: doc. Ing. Vladislav Škorpil, CSc.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Cílem práce je výzkum v oblasti paralelizace evolučních algoritmů. Paralelizace je nedílnou součástí ke zvýšení efektivnosti evolučních algoritmů a jejich možnému využití. Výzkum by měl navázat na současné poznatky a provést výzkum vlivu zvolených parametrů a designu na výkon. Výzkum by měl být soustředěn na ostrovní modely evolučních algoritmů.
Dle zvoleného postupu nutná znalost některého z programovacích jazyků, dále skriptovacího jazyka Python či Matlab. Zvolené vývojové a testovací prostředí je ponecháno volné volbě. Výsledkem by měla být prezentace a ověření dosažených výsledků.

Návrh optimální komunikační strategie Smart Grids

Školitel: doc. Ing. Petr Mlýnek, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Cílem práce je návrh optimální strategie řešení komunikační infrastruktury Smart Grids na základě analýzy vývoje komunikačních technologií a předpokladů instalací prvků AMM a Smart Metering. Vybrané řešení a technologie budou podrobeny simulaci z pohledu datových toků a efektivity využití technologie. Hlavním cílem bude vytvoření modelu budování komunikačních sítí a nalezení optimální varianty pro dané scénáře v energetice.

Metody pro optimalizaci struktur analogových obvodů s využitím parazitních jevů tranzistorů

Školitel: doc. Ing. Norbert Herencsár, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Disertační práce je zaměřena na výzkum optimalizačních metod struktur analogových obvodů (kmitočtových filtrů, oscilátorů, imitačních konvertorů, atd.) pouze na tranzistorové úrovni. Cílem práce je s využitím parazitních jevů tranzistorů navrhnout nová obvodová řešení s nízkým napájecím napětím a s malou spotřebou pracující v kmitočtové oblasti až desítek MHz. Funkčnost navržených obvodů bude ověřována počítačovým modelováním a ověřena experimentálním měřením.

Výzkum nových typů chemických analogových aktivních funkčních bloků

Školitel: doc. Ing. Norbert Herencsár, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Disertační práce je zaměřena na výzkum původních struktur nekonvenčních analogových aktivních funkčních bloků jako např. proudové a napěťové konvejory pomocí chemického popisu branových veličin. Cílem výzkumu je navrhnout nové struktury chemických proudových a napěťových konvejorů první, druhé a třetí generace či s diferenčními napěťovými anebo proudovými vstupy a jejich využití v měřicích systémech pro snímání základních veličin v biomedicínských systémech.

Převodníky pro vzájemný převod A/D a D/A pracující v proudovém módu

Školitel: doc. Ing. Ivo Lattenberg, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Práce je zaměřena na analýzu a návrh převodníků A/D a D/A pracující v proudovém módu. Cílem bude navrhnout vhodnou strukturu převodníků číslo-proud a proud-číslo bez vnitřní konverze proud-napětí a napětí-proud s ohledem na zvýšení šířky pásma oproti převodníkům pracujícím v napěťovém módu. Součástí práce je i návrh a analýza antialiasingových filtrů pracujících v proudovém módu. Při návrhu se bude vyházet ze struktur netradičních obvodových prvků jako proudové konvejory (CCI, CCII, CCIII) s jednoduchým či plovoucím výstupem, zesilovače s proudovou zpětnou vazbou (CFA), proudové zesilovače (CA), transkonduktory (OTA, BOTA, DBTA). Požadavky na uchazeče: znalost teorie obvodů, znalost simulačních programů (MicroCap, PSpice).

Rámec Dew computing pro podporu moderních přístupů terapie mozku

Školitel: Univ. Prof. Dr. Peter Brezany

Obor: Teleinformatika

Anotace: Terapické procesy řešící poškození mozku a jeho rehabilitaci jsou produktivnější a dosahují udržitelnějšího zlepšení, pokud jsou poskytovány systematicky a kontinuálně, dle potřeb pacienta. Tradiční model za situace, kde rehabilitace probíhá ve vysoce-specifikovaných rehabilitačních centrech (klinikách), která zahrnují pauzy v léčbě z důvodu vysokých nákladů a limitovaných zdrojů potřebných k této léčbě, bohužel nevyhovují těmto požadavkům. Proto také existují snahy poskytnout léčbu v domácnostech vybavených vhodnými technickými prostředky. Významným příkladem je poskytování domácí léčby adresované mozkovým poruchám rovnováhy, což představuje významnou kategorii poškození mozku. Dlouhodobá vize moderních léčebných postupů je založena na datech. Data jsou shromažďována pomocí sensorů např. tím, že jsou umisťovány na tělo pacienta a balančního tréninkového vybavení (například zůstatková síla platformy) a odvozených údajů, například statistické metody a dolování znalostí z báze dat. Předpokládá se, že budoucí vývoj terapie bude založen na distribuované síti center, kde každý bude spravovat spolupráci několika zapojených domácností. V tomto ohledu existuje mnoho výzev, včetně zabezpečení parametrů terapie, snížení dopadů na výpadky připojení k Internetu, synchronizace shromážděných údajů a extrakce modelů. Cloud computing a Dew computing bude hrát důležitou roli v tomto vývoji.
Dew computing je nově vznikající oblast výzkumu a to zajímavá oblast výzkumu, kde je příležitost pro nalezení jejího potenciálu v aplikacích. V tomto paradigmatu je funkcionalita založena na počítači, který je nezávislý na cloudových službách a také spolupracuje s cloud službami.
Tato disertační práce zkoumá oblast přírodních věd se zaměřením na oblast poškození mozku a jeho rehabilitaci, specifikuje požadavky na konstrukci rámce podporující produktivní vývoj takových aplikací, které navrhují vhodnou architekturu a experimentálně implementují jeho jádro. Množina zvažovaných témat obsahuje aplikaci poruch rovnováhy v aplikaci na pražské a brněnské centra léčby Parkinsonovy nemoci. Navrhované řešení poskytne kroky kupředu, aby každý pacient dostal individuální léčbu v rámci jeho / jejího domova.

Školitelé (konzultanti):
• Prof. Peter Brezany, BUT Brno and University of Vienna
• Prof. Olga Stepankova, CVUT Praha
• MUDr. Marketa Janatova, 1. LF Univerzity Karlovy and CVUT Praha
• Ass. Prof. Dr. Fakhri Alam Khan, Department of Computer Science and Information Technology, Institute of Management Sciences, Peshawar, Pakistan

Analýza aplikačních datových toků v mobilních sítích nové generace, lokalizace kritických míst v síti

Školitel: doc. Ing. Vít Novotný, Ph.D.

Obor: Teleinformatika

Anotace: Náplní disertační práce je analýza současného stavu a předpokládaného vývoje profilu datových toků služeb v moderních mobilních sítích současné a především nové generace. Cílem výzkumu pak bude analýza profilu služeb uživatelů a získávání informací z těchto dat. Dílčí náplní bude návrh metodiky pro hodnocení výkonnosti mobilních sítí z hlediska uživatelských aplikačních toků.

Teorie nelineární akustiky ve spojení s nehomogenními lokálně periodickými strukturami

Školitel: doc. Ing. Jan Mikulka, Ph.D.

Obor: Teoretická elektrotechnika

Anotace: Nelineární akustika je relativně moderní výzkumnou disciplínou. Zabývá se šířením akustických vln v nelineárním prostředí, modelováním parametrického akustického pole a souvisejícími aplikacemi. Jedním z problémů, které je potřeba v současné době řešit je analytický popis nelineárního prostředí, případně jeho numerické modelování. Dalším směrem v této oblasti je návrh nehomogenních lokálně periodických struktur, pomocí kterých jsme schopni zacílit akustické vlny do svazku, vytvářet nelineární prvky je např. akustická dioda apod. Aplikačním odvětvím této výzkumné oblasti pak může být např. bezkontaktní testování materiálů. V rámci disertační práce se bude student věnovat popisu a analýze amplitudově modulovaných akustických vln konečných amplitud a analýze parametricky buzených akustických polí. Cílem práce je dále prohloubení stavu poznání v problematice nelineárních akustických interakcí v tekutinách s využitím nehomogenních periodických struktur, metod zpracování vstupních signálu a modulace nosných vln.

Prostorová analýza silového zatížení deformované rostoucí páteře a využití modelování korekčních sil k minimalizaci rozsahu operace skoliózy

Školitel: doc. Ing. Jan Mikulka, Ph.D.

Obor: Teoretická elektrotechnika

Anotace: Deformita páteře v dětském věku (skolióza) je onemocnění, jehož průběh v čase nelze předvídat. Výsledky konzervativní terapie jsou pochybné a při určitém stupni zakřivení je nutné přistoupit k operační léčbě s rizikem opakovaných reoperací a komplikací. V současné době používaný systém rostoucích tyčí a usměrňovaného růstu zasahuje průměrně 9 segmentů páteře, tyto se stávají nepohyblivé a mají vliv na přetížení zbývajících volných segmentů pod fúzí, což se projeví časnějším výskytem degenerativních změn, bolestmi zad v dospělosti, omezenou pohybovou aktivitou a poškozením muskuloskeletálního systému. Podstatou doktorského práce je navržení nové metodiky pro minimalizaci nežádoucích dopadů operační léčby progredující deformity páteře na dětech pomocí 3D modelování rozložení mechanických napětí v prostorové simulaci plánovaného zákroku. Do projektu budou zařazeni pacienti s idiopatickou, symptomatologickou a kongenitální skoliózou progredující přes konzervativní terapii, kteří by museli podstoupit jednu z uvedených metod operační terapie. Cílem práce je návrh unikátního operačního řešení korekce idiopatické, sypmtomatologické a kongenitální deformity osteotomií jednoho obratle bez negativních vlivů na okolní segmenty páteře pomocí 3D modelování zatížení se snahou o predikci vývoje páteře a sledování regenerace intervertebrálních plotének na MRI. Práce bude řešena ve spolupráci s fakultní nemocnicí v Brně Bohunicích.

Dálkové řízení bezpilotního letounu

Školitel: Ing. Petr Marcoň, Ph.D.

Obor: Teoretická elektrotechnika

Anotace: Cílem práce je provést studii, která se zabývá vzdáleným přenosem dat mezi dronem a základovou stanicí. V rámci práce bude provedeno porovnání různých možností přenosu dat na různé vzdálenosti za pomocí širokopásmových antén, směrových antén, 4G/5G sítí či využití retranslačních dronů. Bude zkoumán také vliv prostředí jako vlhkost a velikost elektromagnetického pole. Pro praktické testování jednotlivých typů antén budou navrženy anténní vysílače a přijímače za účelem sledování dráhy letu bezpilotního letounu.

Pokročilé metody analýzy signálu pro lokalizaci částečných výbojů

Školitel: doc. Ing. Petr Drexler, Ph.D.

Obor: Teoretická elektrotechnika

Anotace: Zásadním faktorem pro spolehlivost blokových elektrárenských transformátorů je existence částečných výbojů v jejich olejové náplni. Moderní radiofrekvenční metody mohou poskytnout účinný nástroj pro sledování aktivity částečných výbojů. Jejich rozvoj je v poslední době umožněn dostupností moderní přístrojové techniky, která umožňuje akvizici signálů s šířkou pásma jednotek GHz. Rovněž úroveň výpočetní techniky umožňuje provádět zpracování a vyhodnocení signálu s vysokým vzorkovacím kmitočtem v oblasti jednotek až desítek GSa/s a lokalizace jeho zdroje v reálném čase. Pro úspěšné nasazení radiofrekvenčních metod detekce a lokalizace je třeba provádět zpracování signálu získaného z UKV detektorů s využitím pokročilých přístupů. Cílem je detekovat výskyt signálu odpovídajícího částečnému výboji a spolehlivě určit jeho časové parametry, které jsou důležité pro následnou prostorovou lokalizaci výboje. Práce prohloubí stav poznání v problematice vyhodnocování signálu částečného výboje a lokalizace jeho zdroje, což povede ke zvýšení spolehlivosti provozu výkonových elektrárenských transformátorů.

Detekce materiálů s využitím principu nukleární kvadrupólové rezonance

Školitel: doc. Ing. Miloslav Steinbauer, Ph.D.

Obor: Teoretická elektrotechnika

Anotace: Disertační práce je zaměřena na vývoj technik pro detekci různých materiálů (zejména na bázi N a Cl) s využitím nukleární kvadrupólové resonance. V současné době se tato metoda jeví jako velmi perspektivní pro oblast detekce a klasifikace výbušnin, léků a drog. Problematika buzení jader a následného snímání signálu rezonujících jader s možností přelaďování je složitou úlohou jak z pohledu nároků na signálovou cestu, tak z hlediska konstrukce budícího obvodu. Vzhledem k malé úrovni signálu rezonujících jader a krátkým relaxacím je nutné vyřešit celou řadu technických problémů. Problematika je do značné míry mezioborová.

Kvalita napětí v DC sítích

Školitel: doc. Ing. Jiří Drápela, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: S rozvojem DC a smíšených AC/DC sítí a mikro-sítí, jako jsou DC sítě datových center, lokální AC/DC i DC sítě s OZE, velmi výrazně roste ze strany provozovatelů těchto systémů potřeba měření, monitoringu a hodnocení kvality napětí (DC nebo AC/DC) v souvislosti s dodavatelsko-odběratelskými vztahy při obchodu s DC elektrickou energií a kvalitou výroby elektrické energie a napájecích podmínek pro provoz zařízení v DC sítích. Práce je v konečné fázi zaměřena na návrh systému indicií hodnotících kvalitu napětí v DC sítích, vycházejících ze současné praxe hodnocení napětí v trakčních DC sítích a AC veřejných distribučních sítí. Téma je součástí řešení výzkumného úkolu. Předpokládaná spolupráce s firmou K M B systems, s.r.o. Informace: drapela@feec.vutbr.cz.

STUDIUM DYNAMICKÝCH VLASTNOSTÍ KLUZNÉHO KONTAKTU

Školitel: doc. Ing. František Veselka, CSc.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Téma zahrnuje problematiku kluzného kontaktu ve špičkových aplikacích elektromechanických systémů, provozovaných v dynamických provozních podmínkách
( spouštění, regulace, apod.) s vysokými jmenovitými hodnotami proudu, napětí, otáček, výkonu, rychlosti a definovanými parametry okolního prostředí.
Vzhledem k tomu, že vývoj elektromechanických systémů je zejména v současné době spojen s požadavkem vysoké spolehlivosti a definované životnosti, mělo by být cílem práce prodloužení životnosti kluzného kontaktu, snížení degradace stacionární i pohybující se části kluzného kontaktu, eliminace vlivu okolí na vedení proudu mezi stacionární a pohyblivou částí kluzného kontaktu. Dílčí informace budou získávány i analýzou průběhu budicího proudu

Vývoj ochranných a optimalizačních funkcí pro precizní elektronické proudové a napěťová převodníky

Školitel: Ing. David Topolánek, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Předmětem této disertační práce je vývoj rozšířených funkcionalit ochranných funkcí optimalizovaných pro distribuční soustavy, které by využívaly výhod proudových či napěťových převodníků s digitalizovaným výstupem. Tyto typy převodníků disponují díky možnosti korekce monitorovaného signálu a beze-ztrátového přenosu řadou výhod v porovnání s konvenčním řešením založeným na bázi přístrojových transformátorů, jako je vysoká linearita, vysoká třída přesnosti ve velkém frekvenčním rozsahu, možnost teplotní, fázové a amplitudové korekce apod. Díky těmto precizním převodníkům je možné využít data monitorovaná s precizní přesností v rozsahu od provozních proudů do oblasti proudů zkratových bez nebezpečí jejich přesycení. Díky návaznosti na moderní proudové převodníky s digitalizovaným výstupem budou výzkumné aktivity zaměřeny rovněž na výzkum metodiky pro hodnocení přesnosti a provozních vlastností nových typů elektronických proudových a napěťových převodníků.

Diagnostika vibrací elektrických strojů

Školitel: Ing. Marcel Janda, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Téma je zaměřeno na měření a analýzu vibrací elektrických strojů. Konkrétně na diagnostiku frekvenčního spektra měřených amplitud a zrychlení chvění asynchronních motorů. Hlavním cílem je vytvoření metody založené na neuronových sítích, která má rozpoznávat různé typy poruch elektrických strojů a umožní jejich predikci.

Vliv osvětlovací techniky na životní prostředí

Školitel: Ing. Jan Škoda, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Téma je zaměřeno na důkladný rozbor vlivu světelných zdrojů, svítidel a jejich řízení na životní prostředí. Hlavní část by se měla zabývat analýzou energetické a ekologické bilance světelných zdrojů a svítidel při výrobě, provozu a následné ekologické likvidaci. Téma v současné době, kdy je vhodné hospodárně nakládat s energiemi, nabývá na důležitosti. Výsledkem by mělo být ohodnocení jednotlivých komponentů potřebných k výrobě osvětlovací techniky z různých hledisek (energetického, ekologického apod.).

Fotometrie komponentů pro distribuci denního světla

Školitel: Ing. Jan Škoda, Ph.D.

Obor: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika

Anotace: Téma studia je zaměřeno na hodnocení komponentů, určených k distribuci denního světla do vnitřních prostorů budov. Jedná se zejména o tubusové světlovody, u kterých je fotometrie výrazně závislá na tvaru optické cesty. Výstupní fotometrické charakteristiky jsou převážně ovlivněny materiálovými vlastnostmi zúčastněných komponentů, délkou a tvarem světlovodu a v neposlední řadě i povahou vstupního světla. Vzhledem k velké variabilitě a množství kombinací, které tyto systémy nabízí, je obtížné předpovědět jejich výstupní parametry. Cílem studia by proto mělo být nalezení vhodného popisu, podle kterého by se daly dostatečně přesně předpovídat fotometrické parametry (účinnost, směrové a spektrální charakteristiky atd.). Na základě těchto fotometrických parametrů lze navrhnout osvětlovací soustavy využívající vetší podíl denní složky, což povede k nižším energetickýcm nárokům na umělou osvětlovací soustavu.

Koexistence bezdrátových sítí a digitálních vysílacích sítí ve sdílených frekvenčních pásmech

Školitel: Ing. Ladislav Polák, Ph.D.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Téma doktorské práce je zaměřeno na definici a analýzu možných koexistenčních scénářů mezi bezdrátovými službami sítí 4G/5G (např. LTE/LTE-A, IEEE 802.22, IEEE 802.11af/ah) a službami terestrické digitální televize (DVB-T/T2/T2-Lite) ve sdíleném UHF pásmu. Tyto scénáře mohou být kritické (dochází k úplnému výpadku rušeného i rušícího signálu) a nekritické (přijatelná kvalita obou poskytovaných koexistujících služeb). Cílem práce je ověření definovaných koexistenčních scénářů a jejich analýza pomocí vhodných simulačních modelů. Předpokládá se i verifikace teoretických (simulovaných) výsledků pomocí měření na reálných signálech bezdrátových služeb nebo v laboratorních podmínkách. Na základě výsledků budou definováni doporučení pro tzv. „coexistence-free“ provoz bezdrátových systémů ve sdílených frekvenčních pásmech.

Analýza a modelování přenosu digitální televize ve standardu ATSC 3.0

Školitel: Ing. Ladislav Polák, Ph.D.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Třetí generace standardu Advanced Television Systems Committee (ATSC 3.0) představuje výrazné technické vylepšení (např. LDM multiplexing, komunikační technologií MIMO) a velkou flexibilitu systémových parametrů (např. vyšší M-stavová modulace). Téma doktorské práce je zaměřeno na základní analýzu zpracování přenosu signálů terestrické digitální televize třetí generace ATSC 3.0. Předpokladem úspěšné analýzy je vytvoření vhodného simulačního modelu, který uvažuje i vícecestné šíření signálu a selektivní úniky, a dále nastavitelné parametry jednotlivých bloků vysílacího a přijímacího systému. Předpokládá se i verifikace teoretických (simulačních) výsledků pomocí experimentálního měření v laboratoři pomocí softwarového rádia (SDR-USRP). Cílem práce je stanovení vlivu systémových parametrů na dosaženou chybovost (BER) a kvalitu přenosu.

Optická bezkabelová komunikace založená na plně fotonické bázi

Školitel: prof. Ing. Otakar Wilfert, CSc.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Předmětem vědeckého projektu je výzkum nových metod a technologií pro optické bezkabelové spoje (OBS) založených na implementaci prvků vláknové optiky do systému komunikačního řetězce. Cílem projektu je analýza možností aplikace OBS v dopravní telematice, analýza atmosférických jevů a zvýšení spolehlivosti spojů pracujících v nestacionárním a nehomogenním atmosférickém přenosovém prostředí. V rámci projektu bude zkoumána optimální délka nosné vlny s ohledem na vlastnosti atmosféry a bezpečnost práce s laserem. Popisovaný výzkum je součástí připravovaného grantového projektu GAČR.

Snímání elektromagnetických projevů zvířecího mozku

Školitel: prof. Dr. Ing. Zbyněk Raida

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Cílem projektu je prozkoumat možnosti měření elektromagnetických polí na povrchu zvířecí lebky a navrhnout řešič inverzní úlohy, která povede na určení ekvivalentních proudů uvnitř lebky.

Aby bylo možné ověřit správnost řešení inverzí úlohy, musí být navržen fantom zvíření hlavy, který umožní definovaně měnit proudy uvnitř mozku a měřit jeho projevy na povrchu lebky.

Popisovaný výzkum je součástí připravovaného grantového projektu, který bude řešen ve spolupráci s Národním ústavem duševního zdraví v Praze a Nenckého institutem experimentální biologie ve Varšavě.

Příjem vemi slabých radiofrekvenčních signálů

Školitel: prof. Ing. Miroslav Kasal, CSc.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Příjem mikrovlných signálů přicházejících z kosmického prostoru je charakteristický velmi nízkým poměrem Eb/N0. Jedná se většinou o signály s fázovým nebo frekvenčním klíčováním nosné nebo subnosné. Pro eliminaci AWGN se s rostoucí vzdáleností redukuje přenosová rychlost, a tím i šířka pásma kanálu. To klade vysoké požadavky na frekvenční stabilitu celého systému, která musí být řešena zavěšením na atomový normál a také přesná kompenzace Dopplerova posuvu. Základním požadavkem je dosažení nízké ekvivalentní šumové teploty systému, související s optimálním ozářením parabolického zrcadla. Součástí projektu je i metodologie měření citlivosti pomocí extraterestrických zdrojů šumu.

Programovatelné mikrovlnné komponenty

Školitel: doc. Ing. Jaroslav Láčík, Ph.D.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Projekt je zaměřen na výzkum mikrovlnných komponentů, které jsou programovatelné pro dosažení požadované funkce v závislosti na konkrétních potřebách. Pozornost by měla být soustředěna zejména na rozvoj programovatelných přenosových struktur založených jak na konvenčních, tak na uměle vytvořených materiálech. Navržené komponenty by měly nalézt uplatnění v oblasti budoucích bezdrátových komunikačních systémů.

Bezdrátové sítě pro osobní asistivní technologie

Školitel: prof. Ing. Tomáš Kratochvíl, Ph.D.

Obor: Electronics and Communications

Anotace: Téma doktorské práce je zaměřeno na analýzu a modelování osobních asistivních technologií pro podporu osob se smyslovým nebo pohybovým hendikepem. Práce je zaměřena na návrh bezdrátových sítí obrazových a zvukových senzorů a jejich konektivitu do sítí Internetu věcí a služeb (IoT). Řešena bude optimalizace systémů s ohledem na extrakci relevantních příznaků ze snímaných dat, objem přenášených informací v bezdrátové síti, energetickou a výpočetní náročnost jednotlivých komponent systému a současnou spolehlivost v rámci koexistence se současnými a zejména budoucími bezdrátovými systémy (WLAN, WRAN, LTE, BLE, ZigBee a další). Cílem práce je experimentální ověření konceptu bezdrátové sítě na vybraných scénářích použití osobního asistivního systému.

Využití tarifních měřidel s rozšířenou funkcí pro řízení a automatizaci distribučních soustav

Školitel: doc. Ing. Jiří Drápela, Ph.D.

Obor: Power Electrical and Electronic Engineering

Anotace: Hlavní funkcí elektroměrů je měřit elektrickou energii v definovaném místě elektrické sítě. Kromě toho však mohou elektroměry plnit řadu dalších funkcí. Například mohou být využity pro měření dalších elektrických veličin vypovídajících o stavu elektrické sítě a následně použitelných, v rámci konceptu Smart Grids, pro její řízení. Cílem je definovat potřebné funkce měřidel a jejich začlenění do jednotlivých bezpečnostně-technických vrstev řízení distribučních sítí. Dále optimalizovat měřící funkce a koncentraci dat pro jednotlivé úlohy. Téma je součástí řešení výzkumného úkolu. Předpokládaná spolupráce s provozovateli DS a mezinárodní vědecká spolupráce. Informace: drapela@feec.vutbr.cz.

Elektrizační soustava s akumulací elektrické energie

Školitel: doc. Ing. Petr Mastný, Ph.D.

Obor: Power Electrical and Electronic Engineering

Anotace: S výrobou elektrické energie z obnovitelných zdrojů (především z větrných a fotovoltaických elektráren) je úzce spojen pojem stabilita dodávky elektrické energie. Výzkum bude zaměřen na možnosti akumulace elektrické energie vyrobené z obnovitelných zdrojů pomocí moderních technologií, se zaměřením na využití vodíku (VRB systémy), akumulátory na bázi Lithia a přečerpávacích vodních elektráren pro její akumulaci. Výsledkem práce bude návrh opatření v energetické soustavě, který bude řešit časovou disproporci mezi dodávkou a odběrem elektrické energie z obnovitelných zdrojů. Řešení je spojeno s modelováním (Matlab) na PC a experimentálním měřením na funkčním modelu.

Aplikované algebraické a topologické metody v analýze spojitých a diskrétních procesů

Školitel: doc. RNDr. Martin Kovár, Ph.D.

Obor: Mathematics in Electrical Engineering

Anotace: Práce bude zaměřena na studium a rozvoj metod, vycházejících z algebraických a topologogických vlastností základních matematických struktur a struktur aplikované matematiky. Pozornost bude věnována zejména jistým kontextovým, kauzálním a zobecněným metrickým strukturám. Získané poznatky budou použity k analýze spojitých i diskrétních procesů s možnými aplikacemi například v informatice, kybernetice, fyzice a biomedicíně.

Distribuované sítě

Školitel: doc. Ing. Dan Komosný, Ph.D.

Obor: Teleinformatics

Anotace: Distribuované (peer-to-peer) sítě jsou častým prostředkem pro sdílení dat v Internetu mezi velkým počtem uživatelů. Práce se bude zabývat způsoby komunikace v těchto sítích, například z pohledu zneužití dat, jejich ztráty nebo distribuce nelegálního obsahu.

Fakulta strojní VŠB-TUO

Bionická ruka

Školitel: prof. Dr. Ing. Vladimír Mostýn (Katedra robotiky) – vladimir.mostyn@vsb.cz, +420 597 324 257

Stručný popis: Výzkum a vývoj bionické ruky ovládané biometrickými signály se systémem zpětné vazby informující o síle stisku

Mračna bodů a 3D mapy

Školitel: prof. Dr. Ing. Vladimír Mostýn (Katedra robotiky) – vladimir.mostyn@vsb.cz, +420 597 324 257

Stručný popis: Výzkum a vývoj systému tvorby 3D map, získávání mračen bodů, jejich automatické/poloautomatické spojování.

Řízení kráčejících mechanismů

Školitel: prof. Dr. Ing. Vladimír Mostýn (Katedra robotiky) – vladimir.mostyn@vsb.cz, +420 597 324 257

Stručný popis: Výzkum a vývoj řídicího systému a algoritmů pro kráčející robot, využití neuronových sítí.

Bezosádkové mobilní prostředky pro podporu bezpečnostních aplikací

Školitel: prof. Dr. Ing. Vladimír Mostýn (Katedra robotiky) – vladimir.mostyn@vsb.cz, +420 597 324 257

Stručný popis: Výzkum a vývoj bezosádkového mechatronického systému umožňujícího víceosé polohování a stabilizaci střelného zařízení.

Kolaborativní roboty

Školitel: prof. Dr. Ing. Vladimír Mostýn (Katedra robotiky) – vladimir.mostyn@vsb.cz, +420 597 324 257

Stručný popis: Výzkum a vývoj antikolizního systému kolaborativního robotu v prostředí s dynamicky se měnícími překážkami v trajektorii pohybu ramene a efektoru.

Robot pro úložiště jaderného odpadu

Školitel: prof. Dr. Ing. Vladimír Mostýn (Katedra robotiky) – vladimir.mostyn@vsb.cz, +420 597 324 257

Stručný popis: Optimalizace parametrů a kinematické struktury lokomočního systému robotu pro pohyb ve vrtu kruhového průřezu v rostlé hornině, pro transport a ukládací procesy úložných obalových souborů s vyhořelým jaderným palivem v podzemních prostorách hlubinného úložiště.

Rehabilitační a transportní mobilní robot

Školitel: prof. Dr. Ing. Vladimír Mostýn (Katedra robotiky) – vladimir.mostyn@vsb.cz, +420 597 324 257

Stručný popis: Principy ovládání nové robotické technologie – multifunkčního rehabilitačního a transportního robotu ve vazbě na senzorický systém. Senzorický a pohybový subsystém, navigace a orientace.

Vývoj hydraulických servopohonů pro robotické aplikace

Školitel: prof. Dr. Ing. Vladimír Mostýn (Katedra robotiky) – vladimir.mostyn@vsb.cz, +420 597 324 257

Stručný popis: Vývoj rotačních hydraulických servopohonů s přesným polohovým a rychlostním řízením pro robotické aplikace.

Systém dynamické stability servisních robotů s manipulačním ramenem

Školitel: prof. Dr. Ing. Vladimír Mostýn (Katedra robotiky) – vladimir.mostyn@vsb.cz, +420 597 324 257

Stručný popis: Výzkum a vývoj technických a programových prostředků systému dynamické stability mobilního robotu s manipulační nadstavbou za jízdy a při manipulaci s objekty.

Plánování trajektorie manipulačního ramene robotu v prostředí s překážkami

Školitel: prof. Dr. Ing. Vladimír Mostýn (Katedra robotiky) – vladimir.mostyn@vsb.cz, +420 597 324 257

Stručný popis: Výzkum a vývoj technických a programových prostředků pro plánování trajektorie koncového efektoru manipulačního ramene průmyslového nebo servisního robotu v prostředí s překážkami.

Vývoj měničů s polohovým řízením elektrických motorů pro robotické aplikace

Školitel: prof. Dr. Ing. Vladimír Mostýn (Katedra robotiky) – vladimir.mostyn@vsb.cz, +420 597 324 257

Stručný popis: Vývoj speciálních měničů pro přesné polohové a rychlostní řízení elektrických motorů pro robotické aplikace.

Vývoj robotického systému pro výběr neorientovaných objektů ze zásobníků

Školitel: prof. Dr. Ing. Vladimír Mostýn (Katedra robotiky) – vladimir.mostyn@vsb.cz, +420 597 324 257

Stručný popis: Výzkum a vývoj technických a programových prostředků pro systém 3D vidění a robotický výběr neorientovaných objektů ze zásobníků a palet.

Výzkum a vývoj technických prostředků pro přesnou manipulaci s velkými a těžkými svařenci pro robotizovaná svařovací pracoviště.

Školitel: prof. Dr. Ing. Vladimír Mostýn (Katedra robotiky) – vladimir.mostyn@vsb.cz, +420 597 324 257

Stručný popis: Výsledkem má být modulární řada výkonnějších svařovacích polohovadel se zvýšenou nosností a velkými rozsahy při maximálním využití standardních ABB komponent. Jedná se o téma od firmy ABB s finanční podporou.

Výzkum a vývoj pasivní a aktivní ochrany robotizovaných laserových pracovišť před účinky paprsku

Školitel: prof. Dr. Ing. Vladimír Mostýn (Katedra robotiky) – vladimir.mostyn@vsb.cz, +420 597 324 257

Stručný popis: Použití laseru při svařování sebou přináší mnohá rizika. Laser může způsobit popáleniny, řezné rány a vážně poškodit oči následkem přímého i odraženého paprsku. Může být nebezpečné i pozorování rozptýlených odrazů. Laser může způsobovat požár. Aktivní i pasivní krytování laserových buněk je nepostradatelné, z důvodu bezpečnosti práce. Buňky musí splňovat požadavky normy EN 60825-4. Jedná se o téma od firmy ABB s finanční podporou.

Vliv strategií soustružení s C osou na přesnost výroby a funkční vlastnosti obrobeného povrchu

Školitel: doc. Ing. Marek Sadílek, Ph.D. (Katedra obrábění, montáže a strojírenské metrologie)

Porovnání 3osého a víceosého frézování se zaměřením na přesnost výroby

Školitel: doc. Ing. Marek Sadílek, Ph.D. (Katedra obrábění, montáže a strojírenské metrologie)

Analýza a měření přesnosti soustružnických center s výstupem úpravy nastavení řídicího systému stroje

Školitel: doc. Ing. Marek Sadílek, Ph.D. (Katedra obrábění, montáže a strojírenské metrologie)

Vliv změny polohy osy frézovacího nástroje na přesnost obrábění

Školitel: doc. Ing. Marek Sadílek, Ph.D. (Katedra obrábění, montáže a strojírenské metrologie)

Zvyšování kvality obrobených povrchů tvarových ploch dokončovacími metodami obrábění

Školitel: doc. Ing. Marek Sadílek, Ph.D. (Katedra obrábění, montáže a strojírenské metrologie)

Comparison of three axis and multi-axis milling with the focus on machining accuracy of production

Školitel: doc. Ing. Marek Sadílek, Ph.D. (Katedra obrábění, montáže a strojírenské metrologie)

Výzkum simulace procesů utváření třísky při obrábění vysokými řeznými parametry

Školitel: doc. Ing. et Ing. Mgr. Jana Petrů, Ph.D.

Výzkum vlivu předehřevu obráběného materiálu v místě řezu na integritu povrchu

Školitel: doc. Ing. et Ing. Mgr. Jana Petrů, Ph.D.

Výzkum integrity povrchu břitu řezného nástroje

Školitel: doc. Ing. et Ing. Mgr. Jana Petrů, Ph.D.

Příspěvek k technologii laserového řezání těžkoobrobitelných materiálů

Školitel: doc. Ing. et Ing. Mgr. Jana Petrů, Ph.D.

Výzkum dynamiky procesu obrábění vysokými řeznými parametry

Školitel: doc. Ing. et Ing. Mgr. Jana Petrů, Ph.D.

Sledování opotřebení nástrojů při aplikaci vysokoproduktivních technologií obrábění

Školitel: doc. Ing. et Ing. Mgr. Jana Petrů, Ph.D.

Počítačová podpora optimalizace řezných podmínek

Školitel: doc. Ing. Marek Sadílek, Ph.D.