Detail oboru

Theoretical Electrical Engineering

FEKTZkratka: PKA-TEEAk. rok: 2019/2020

Program: Electrical Engineering and Communication

Délka studia: 4 roky

Akreditace od: 25.7.2007Akreditace do: 31.12.2020

Profil

Studijní obor doktorského studia je zaměřen na přípravu špičkových vědeckých a výzkumných specialistů v nejrůznějších oblastech teoretické elektrotechniky, zejména pak v teorii elektromagnetismu, v teorii elektrických obvodů, v obecných metodách zpracování signálů a v oblasti elektrických měření. Cílem je poskytnout ve všech těchto dílčích zaměřeních doktorské vzdělání absolventům vysokoškolského magisterského studia, prohloubit jejich teoretické znalosti, dát jím též potřebné vědomosti i praktické dovednosti a naučit je metodám vědecké práce.

Klíčové výsledky učení

Absolvent umí řešit vědecké a složité technické úlohy v oblasti obecné elektrotechniky a elektromagnetismu.
Díky kvalitnímu rozvinutému teoretickému vzdělání a specializaci ve vybraném oboru jsou absolventi doktorského studia vyhledáváni jako specialisté v oblasti obecné elektrotechniky.
Absolventi doktorského studijního programu budou v oblasti obecné elektrotechniky a elektromagnetismu schopni pracovat jako vědečtí a výzkumní pracovníci v základním či aplikovaném výzkumu, jako specializovaní odborníci vývoje, konstrukce a provozu v různých výzkumných a vývojových institucích, elektrotechnických a elektronických výrobních firmách a společnostech a u výrobců či uživatelů elektrických systémů a zařízení, přičemž zde budou schopni tvůrčím způsobem využívat moderní výpočetní a měřicí techniku.

Profesní profil absolventů s příklady

Absolvent umí řešit vědecké a složité technické úlohy v oblasti obecné elektrotechniky a elektromagnetismu.
Díky kvalitnímu rozvinutému teoretickému vzdělání a specializaci ve vybraném oboru jsou absolventi doktorského studia vyhledáváni jako specialisté v oblasti obecné elektrotechniky.
Absolventi doktorského studijního programu budou v oblasti obecné elektrotechniky a elektromagnetismu schopni pracovat jako vědečtí a výzkumní pracovníci v základním či aplikovaném výzkumu, jako specializovaní odborníci vývoje, konstrukce a provozu v různých výzkumných a vývojových institucích, elektrotechnických a elektronických výrobních firmách a společnostech a u výrobců či uživatelů elektrických systémů a zařízení, přičemž zde budou schopni tvůrčím způsobem využívat moderní výpočetní a měřicí techniku.

Garant

Vypsaná témata doktorského studijního programu

  1. Hledání kovových předmětů pomocí bezpilotních letounů

    Metody hledání kovových předmětů jsou známy v oblasti detektorů kovů. Cílem disertační práce bude návrh elektronických komponent a metod vhodných pro hledání kovových předmětů pomocí bezpilotních letounů.

    Školitel: Marcoň Petr, Ing., Ph.D.

  2. Korekce susceptibilních artefaktů

    V technikách magneticko-rezonančního zobrazování se vyskytuje množství artefaktů. Disertační práce bude zaměřena zejména na susceptibilní artefakty v medicínských obrazech a na metody korekce těchto susceptibilních artefaktů.

    Školitel: Marcoň Petr, Ing., Ph.D.

  3. Microgrid s vodíkovým úložištěm

    Efektivní výroba a spotřeba elektrické energie je klíčovým faktorem pro dosažení ambiciózních cílů týkajících se znečištění ovzduší a změn klimatu. Moderní elektrické sítě mohou zahrnovat různé druhy zdrojů, jako jsou například obnovitelné zdroje energie. Vznikají hybridní systémy, které kombinují několik zdrojů a typů úložišť v novém konceptu nazývaném mikrogrid. Aby bylo dosaženo co nejlepšího výkonu z těchto hybridních systémů, je nezbytný správný návrh a provoz mikrogridu.

    Školitel: Marcoň Petr, Ing., Ph.D.

  4. Moderní metody zpracování obrazů elektronové mikroskopie

    Cílem disertační práce bude rozvoj metod rekonstrukce obrazů elektronové mikroskopie. Důraz bude kladen na detailní zvýrazňování snímaných struktur, potlačování obrazového šumu, optimalizaci metod pro zpracování obrazů na základě parametrů elektronové mikroskopie. V případě časové náročnosti algoritmů bude část práce zaměřená na paralelizaci výpočtů. Předpokládá se spolupráce se společností TESCAN Brno, s.r.o.

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

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

    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.

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

  6. Rychlá rekonstrukce obrazů elektrické impedanční tomografie

    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.

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

  7. Teorie nelineární akustiky ve spojení s nehomogenními lokálně periodickými strukturami

    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.

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

  8. Využití elektromagnetických šumových polí pro analýzu materiálů a struktur

    Měřicí a diagnostické metody založené na využití vyzařovaného elektromagnetického (EM) pole a jeho interakce s testovanými objekty jsou v současné době dobře zvládnutou a široce využívanou technologií. Ovšem naprostá většina systémů založených na zmíněném přístupu používá koncept, kdy je generováno a vyhodnocováno EM pole s definovaným kmitočtem, resp. je tento kmitočet řízeně rozmítán. V tomto případě je nutno brát v úvahu možnost reaktančních vazeb měřeného a měřicího objektu v blízké oblasti, které mohou měření znehodnotit. Naopak, pokud by byly pro diagnostiku použity širokopásmové stochastické signály (šumové signály), bylo by možno tyto vazby potlačit. Téma studia je zaměřeno na výzkum využití konceptu diagnosticky materiálů a elektromagnetických struktur šumovým polem, především v radiofrekvenční a mikrovlnné oblasti, jeho rozvoj a experimentální ověření.

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


Struktura předmětů s uvedením ECTS kreditů (studijní plán)

1. ročník, zimní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Sem.Pov.Uk.Sk.Ot.
DBM1AAdvanced methods of processing and analysis of imagesen4zimníVolitelný oborovýdrzkne
DTK2AApplied cryptographyen4zimníVolitelný oborovýdrzkne
DET1AElectrotechnical materials, material systems and production processesen4zimníVolitelný oborovýdrzkne
DFY1AJunctions and nanostructuresen4zimníVolitelný oborovýdrzkne
DEE1AMathematical Modelling of Electrical Power Systemsen4zimníVolitelný oborovýdrzkne
DME1AMicroelectronic Systemsen4zimníVolitelný oborovýdrzkne
DRE1AModern electronic circuit designen4zimníVolitelný oborovýdrzkne
DAM1ASelected chaps from automatic controlen4zimníVolitelný oborovýdrzkne
DVE1ASelected problems from power electronics and electrical drivesen4zimníVolitelný oborovýdrzkne
DTE1ASpecial Measurement Methodsen4zimníVolitelný oborovýdrzkne
DMA1AStatistics, Stochastic Processes, Operations Researchen4zimníVolitelný oborovýdrzkne
DJA6AEnglish for post-graduatescs4zimníVolitelný všeobecnýdrzkne
1. ročník, letní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Sem.Pov.Uk.Sk.Ot.
DMA2ADiscrete Processes in Electrical Engineeringen4letníVolitelný oborovýdrzkne
DME2AMicroelectronic technologiesen4letníVolitelný oborovýdrzkne
DRE2AModern digital wireless communicationen4letníVolitelný oborovýdrzkne
DTE2ANumerical Computations with Partial Differential Equationsen4letníVolitelný oborovýdrzkne
DTK1AOptimization Methods and Queuing Theoryen4letníVolitelný oborovýdrzkne
DET2ASelected diagnostic methods, reliability and qualityen4letníVolitelný oborovýdrzkne
DAM2ASelected chaps from measuring techniquesen4letníVolitelný oborovýdrzkne
DBM2ASelected problems of biomedical engineeringen4letníVolitelný oborovýdrzkne
DEE2ASelected problems of electricity productionen4letníVolitelný oborovýdrzkne
DFY2ASpectroscopic methods for non-destructive diagnostics en4letníVolitelný oborovýdrzkne
DVE2ATopical Issues of Electrical Machines and Apparatusen4letníVolitelný oborovýdrzkne
1. ročník, celoroční semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Sem.Pov.Uk.Sk.Ot.
DQJAAEnglish for the state doctoral examcs4celoročníPovinnýdrzkne