Cílem doktorského studijního programu se zaměřenínm na kybernetiku,měření a řízení je připravit absolventa na samostatnou tvůrčí činnost a plnění náročných úkolů především v oblasti základního i aplikovaného výzkumu a vývoje s využitím maxima soudobých teoretických i praktických poznatků.

Absolvent má obecné znalosti oboru na vysoké teoretické úrovni. Speciální znalosti určuje téma doktorské disertační práce.
Téma disertační práci určuje úzkou oblast, ve které doktorand vypracoval svou práci. Současně je však schopen pracovat na kvalifikačně nejvyšších místech i v obecnějším měřítku.
Vedení výzkumných a vývojových skupin,řídicí pracovník průmyslových jednotek.

Absolvent má rozsáhlé znalosti oboru na vysoké odborné úrovni podložené znalostmi teoretických základů na kterých je obor vystavěn. Navíc má hluboké speciální znalosti v oblasti zaměření své disertační práce. Absolvent oboru je schopen provádět samostatnou vědeckou tvůrčí činnost v oblasti výzkumu a vývoje s využitím nejnovějších teoretických znalostí. Absolvent je rovněž připraven řídit tým odborných pracovníků v oblasti výzkumu a vývoje.

prof. Ing. Pavel Václavek, Ph.D.

1. Adaptace v neuro-fuzzy systémech

   Využití nekonečně diferencovatelných funkcí (s omezeným a kompaktním nosičem) jako funkcí příslušnosti v neuro-fuzzy systému. Srovnání výsledků adaptace s klasickými funkcemi příslušnosti

   Školitel: Jura Pavel, prof. Ing., CSc.

2. Algoritmy prediktivního řízení elektrických pohonů

   Téma se zabývá problematikou návrhu řídicích struktur pro elektrické pohony založených na algoritmech prediktivního řízení. Pozornost bude věnována zejména řízení asynchornních motorů a synchronních servomotorů s permanentními magnety. Bude řešena jednak teoretická problematika týkající se strategie návrhu algoritmu pro dosažení mininalizace výpočetní náročnosti, podstatnou část práce bude tvořit i aplikační oblast, kdy budou algoritmy implementovány na mikroprocesorových systémech a ověřeny na reálných elektromechanických soustavách. Řešení tématu bude probíhat ve spolupráci s významným průmyslovým partnerem.

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

3. Analýza měřených dat

   Metody "Data Mining" a "Design of Experiments" v oblasti získání a zpracování reálných dat z technologického procesu. Cílem práce je vytvoření metodiky včetně příslušné SW podpory pro usnadnění hledání funkčních závislostí mezi technologickými proměnnými a proměnnými získanými měřením. Hlavní pozornost bude věnována rozšíření dosud používaných metod analýzy dat i na nelineárně závislé proměnné. Je předpokládáno praktické využití získaných znalostí při vývoji zařízení určeného pro nasazení do průmyslové technologie.

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

4. Dynamická filtrace pozice pohybujícího se objektu

   Tématem práce je návrh metodiky dynamické filtrace chyb pozice pohybujiciho se objektu, jehož poloha je určována pomocí GPS a INS (Inertial Navigation System) Postup spociva v : - identifikaci chyby polohy získávané z GPS a INS - užití statistických metod urceni chyby pozice (např. popis teorií stochastických procesů) - popisu pohybujícího se objektu s ohledem na omezení jeho pohybu ( vyberte vhodný popisný a/nebo modelovací aparát), omezení je natáčení kol, výkon motoru a další Na základě modelu chyby pozice a modelu pohybujícího se objektu navrhněte a realizujte dynamický filtr, který by minimalizoval chybu polohy podle kvadratického kritéria, při specifikovaných okrajových podmínkách úlohy (natočení volantu, respektování omezeného výkonu motoru).

   Školitel: Zezulka František, prof. Ing., CSc.

5. Energetická optimalizace hybridního automobilu

   x

   Školitel: Zezulka František, prof. Ing., CSc.

6. Energeticky optimální řízení pohonů se střídavými motory

   Téma studia se zaměřuje na návrh řídicích struktur střídavých pohonů (zejména asynchronních a synchronních motorů) a ohledem na minimalizaci spotřeby energie. Práce bude obsahovat jak teoretickou část, tak i výrazný podíl aplikačních činností zaměřených zejména na možnosti použití vytvořených algoritmů při řízení hybridních pohonů ekologických dopravních prostředků. Téma bude řešeno ve spolupráci s významným průmyslovým partnerem.

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

7. Expertní systémy

   Expertní systémy tvoří perspektivní technologickou základnu pro podporu rozhodování. Cílem práce je výzkum, který je zaměřen na vývoj abstraktního symbolického modelování znalostí a použití metod umělé inteligence pro jejich zpracování. Výsledkem práce bude expertní systém pro budování a udržování sdílených firemních znalostí v oblasti výrobních procesů.

   Školitel: Jirsík Václav, doc. Ing., CSc.

8. Fůze heterogenních senzorických dat

   Cílem práce je navrhnout efektivní metody fůze dat z různých senzorů (ultrazvuk, laser, GPS, apod.) za účelem orientace robota v neznámém prostoru.

   Školitel: Šolc František, prof. Ing., CSc.

9. Generátorové snímače

   Problematika ultranízkopříkonové elektroniky v mobilních a bezdrátových snímačích, hlavním směrem zájmu je využití snímače ve funkci zdroje energie - budou sledovány možné fyzikální principy a provedeno jejich srovnání z různých hledisek (účinnost, poměr cena/výkon, objem/výkon, hmotnost/výkon apod.), perspektivní principy budou prakticky ověřeny.

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

10. Identifikace parametrů střídavých elektrických pohonů

    Téma je zaměřeno na identifikaci parametrů střídavých motorů. Teplotní závislost parametrů motoru a nelineární magnetizační charakteristika mají za následek velké změny parametrů od těch, na které byly navrženy a pevně nastaveny regulátory. Tyto změny vedou ke zhoršení kvality regulace. Cílem je navrhnout identifikační metody, odzkoušet je v simulaci v prostředí Matlab Simulink a následně je implementovat a ověřit na reálných hardwarových prostředcích a na skutečných synchronních a asynchronních motorech. Hardwarovými prostředky budou speciálně navrřené mikrokontrolery pro řízení elektrických pohonů.

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

11. Implementace optimálních algoritmů do mikropočítačového řízení hybridních automobilů

    x

    Školitel: Zezulka František, prof. Ing., CSc.

12. Inteligentní 3D rekonstrukce

    Úkolem je vytvořit univerzálně použitelné SW moduly pro získání a zpracování dat ze snímků pro vytvoření 3D modelů. Těžiště práce je v automatizaci získávání a zpracování vstupních dat při tvorbě složitých 3D modelů ze snímků. Součástí řešení je vlastní výpočet výsledných dat spolu s hodnocením kvality a relevantnosti získaných vstupů.

    Školitel: Janáková Ilona, Ing., Ph.D.

13. Kalibrace inerciálních snímačů

    Cílem práce je návrh a ověření metod kalibrace mikroelektronických snímačů zrychlení, inklinometrů, magnetometrů, gyroskopů apod.

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

14. Kompenzace vlivu nelinearit při řízení elektrických pohonů

    Téma je zaměřeno na studium vlivu nelinearit na kvalitu řízení elektrických pohonů a na návrh řešení pro jejich odstranění. Nepříznivými jevy při řízení elektrických pohonů jsou úbytek napětí na polovodičových prvcích měniče, nutnost vložení zpoždění při přepínání komplementárních výkonových tranzistorů a působení dalších nelinearit. Výsledkem projektu by měl být návrh algoritmů pro eliminaci těchto nelinearit, jejich simulační odzkoušení a implementace na reálných hardwarových prostředcích.

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

15. Lokalizace pozice objektu při výpadku GPS signalu

    Proveďte studii lokalizace pohybujícího se objektu při výpadku GPS signálu. Specifikujte případy výpadku v různých aplikacích. Uvažujte náhradu informace náhradním systémem (systém IRS a další). Studujte vliv výpadku GPS signálu na stabilitu řízeného objektu. Navrhněte vhodný optimalizační algoritmus pro korekci pozice po opětném navázání spojení.

    Školitel: Zezulka František, prof. Ing., CSc.

16. Moderní metody řízení střídavých elektrických pohonů

    Náplní tématu je řízení střídavých motorů pomocí netradičních metod. Zájem bude soustředěn zejména na řízení pohonů s asynchronními a synchronními motory, přičemž budou studovány nové algoritmy vybočující z klasického přístupu založeného na vektorovém řízení. Z hlediska teorie bude věnována pozornost především algoritmům pracujícím v klouzavém režimu a to nejen pro účely řízení, ale i odhadu stavových veličin pohonu. Téma bude řešeno ve spolupráci s průmyslovým partnerem, přičemž očekávané výsledky nemají podobu jen teoretických závěrů, ale i případných realizací v podobě funkčních vzorků.

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

17. Ontologie pro interoperabilitu a fúzi procesních dat

    Využití ontologií pro zajištění interoperability v heterogenních komunikačních systémech pro účely zajištění vysoké spolehlivosti přenosu procesních dat, diagnostiky a fúze dat. Návrh obecné ontologie pro struktury výměny procesích dat zahrnující diagnostické informace a spolehlivostní parametry.

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

18. Ortogonální systémy funkcí a jejich využití pro identifikaci dynamických systémů

    Cílem práce je aplikace ortogonálních systémů funkcí (především Laguerrových) při identifikaci dynamických systémů.

    Školitel: Jura Pavel, prof. Ing., CSc.

19. Průběžná parametrická identifikace systémů v řídicí smyčce

    V případě adaptivního a adaptivního optimálního řízení je kvalita řídicího pochodu především určena dosažením dostatečné míry shody mezi rálným systémem a jeho modelem. Cílem práce je uvedení, rozšíření a porovnání vlastností klasických identifikačních algoritmů a algoritmů s principy umělé inteligence a nalezení jejich vzájemného propojení s cílem podstatně zlepšit celý proces identifikace zejména u reálných systémů.Pozornost bude zaměřena zejména na vliv šumu, kvantifikačního šumu a periody vzorkování.

    Školitel: Pivoňka Petr, prof. Ing., CSc.

20. Robustnost regulátorů

    Návrh,implementace a ověřování optimalizačních algoritmů, které budou dlouhodobě sledovat průmyslový proces v reálném čase. Metodami klasické identifikace i pomocí metod umělé inteligence budou sledovány změny parametrů řízeného procesu, určována konvergence odhadovaných parametrů a nastavovány parametry heterogennich řídicích algoritmů. Cílem práce je ověřit možnost imlementovat adaptivní a adaptivní optimální řídicí algoritmy s vyhovující robustností v reálném procesu. Práce se bude zabývat i metodami H2 a Hinfinity.

    Školitel: Pivoňka Petr, prof. Ing., CSc.

21. Řízení mobilních kolových robotů

    Cílem práce je provést kategorizaci mobilních kolových robotů a nalezení efektivního řídicího systému a algoritmu pro vybrané typy robotů

    Školitel: Šolc František, prof. Ing., CSc.

22. Segmentace a rozpoznávání obrazu v komplexních scénách

    Téma práce sleduje potřebu výzkumu a vývoje robustních metod pro segmentaci a rozpoznání objektů v obecně složitých scénách neprůmyslového charakteru. Příkladem cílové testovací implementace může být rozpoznávání korun stromů z leteckých snímků, detekce kontur osob pro jejich identifikaci, dopravní asistenční a jiné systémy, u nichž nelze předem zajistit ani specifikovat přesné podmínky pořízení obrazu. Samotné řešení vědecké práce musí nutně obsahovat studium dosavadních metod rozpoznávání obrazu zahrnující klasické metody počítačového vidění a zpracování obrazu, statistické a strukturní rozpoznávání popř. prvky strojového učení. Stěžejním úkolem dizertace bude návrh, implementace v reálném čase a robustní statistická analýza metody pro segmentaci především texturních objektů v komplexních scénách. Postup a výsledky řešení tématu dizertační práce musí obsahově zapadat do záměru Skupiny počítačového vidění na UAMT FEKT VUT v Brně, což umožňuje zapojení aspiranta do výzkumných projektů (FRVŠ, GAČR, ESF, VZ, CAK, aj.).

    Školitel: Horák Karel, Ing., Ph.D.

23. Síťově decentralizované zpětnovazební systémy řízení

    Modelování časových přenosových parametrů komuniikačních sítí a analýza jejich vlivu na zpětnovazební řízení v decentralizovaném řídicím systému. Analýza vlivu stochastických parametů komunikačního subsystému na kvalitu regulace a možnosti jejich kompenzace. Zajištění stabilního regulačního děje v decentralizovaných řídicích strukturách.

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

24. Snímač akustické emise

    Cílem práce je návrh širokopásmového snímače akustické emise a ověření jeho parametrů.

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