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. Algoritmy NMPC pro řízení střídavých elektrických pohonů

   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.

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

2. Evoluční výpočty v analýze a zpracování obrazu

   Téma práce je zaměřeno na výzkum evolučních metod při analýze a zpracování obrazu. Evoluční metody jsou dosud nedostatečně prozkoumanou stochastickou alternativou ke konvenčnímu deterministickému přístupu zpracování obrazu. Výzkum bude zaměřen zejména na genetické algoritmy a diferenciální evoluci (popř. meta-diferenciální evoluci) využitelné pro optimalizaci parametrů filtrů a metod zpracování obrazu z hlediska výpočetní náročnosti a to i pro analyticky přesně definované úlohy, jejichž řešení je příliš obtížné nebo vzhledem k výpočetnímu výkonu nereálné. Výzkum pokrývá oblasti vylepšení obrazu (odstranění šumu, zvýšení kontrastu), segmentaci, extrakci příznaků a klasifikaci. Navržené evoluční metody budou využívat jedno i vícekriteriálních účelových funkcí pro ohodnocení výkonnosti samostatných filtrů, banky filtrů nebo sekvence filtrů a metod.

   Školitel: Horák Karel, Ing., Ph.D.

3. Fotogrammetrická kalibrace nestejných snímačů obrazu

   Téma práce je zaměřeno na výzkum kvalitativního rozšíření konvenční teorie fotogrammetrické kalibrace. Zatímco kvantitativní rozšíření teorie stereovizní kalibrace ze dvou na N stejných snímačů je obecně vyřešeno, kalibrace skupiny heterogenních snímačů je dosud řešena pouze jen pro specifické ad-hoc případy. Práce má řešit obecnou úlohu fotogrammetrické kalibrace N typově odlišných snímačů zejména z hlediska spektrální citlivosti (hlavně kombinace VIS/IR), rozlišení čipu a parametrů optické soustavy. Podmínky pro kalibraci: u snímačů nejsou známy ani vnitřní ani vnější parametry, scéna je statická a kalibrace je provedena pomocí jediného plošného vzoru vhodně navrženého pro všechny snímače. Výsledkem je jednoznačná znalost homografie navzájem mezi všemi snímači.

   Školitel: Horák Karel, Ing., Ph.D.

4. Komplexní návrh a následná analýza modelu chování člověka při řízení letounu

   Tématem disertační práce bude zaměřeno na výzkum v oblasti modelů chování člověka jako jednoho řídicího elementu v kybernetickém systému. Bude prováděn výzkum a měření reálných parametrů systémů a následně výzkum a analýza výsledků získaných ze simulací chování člověka – pilota. Výzkum bude prováděn na řídicím elementu – pilotovi při řízení letu letounu na základě měření odezev a dynamického chování na definovaném portfoliu podnětů. Výsledky výzkumu a analýz pak budou využity pro návrh optimální metodologie při zdokonalování výcviků civilních, případně i vojenských pilotů ve výcvikových zařízeních.

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

5. Lokalizace zdrojů hluku a vibrací bezkontaktními metodami

   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.

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

6. Metody pro kalibraci snímačů zrychlení a úhlové rychlosti

   Téma je zaměřeno na testování a kalibraci snímačů vibrací a snímačů úhlové rychlosti pro inerciální navigační jednotky. Cíle práce spočívají v analýze parazitních vlivů, které mají vliv na celkové nejistoty měření, a hledání nových metod pro jejich potlačení. Pro výzkum bude k dispozici kalibrační systém SPEKTRA CS18 a rotační stůl RMS SDL05. Téma je s podporou firmy Honeywell HTS CZ.

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

7. Modelování a řízení střídavých elektrických pohonů při poruše

   V první fázi bude cílem práce vytvořit modely vícefázových a vícenásobných střídavých elektrických pohonů, u kterých bude možné simulovat některé typy funkčních poruch, ke kterým u těchto zařízení dochází. Další část bude spočívat v monitorování funkčních poruch, nejprve za pomoci stávajících snímačů, které se při řízení pohonů používají (měření fázových proudů, napětí stejnosměrného meziobvodu, polohy rotoru), následně s použitím redundantních snímačů za účelem zvýšení spolehlivosti a určení správné diagnózy funkční poruchy. Ve třetí fázi bude cílem navržení řídicích algoritmů, které budou schopné zajistit částečnou činnost pohonu při funkční poruše.

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

8. Modelování a řízení toků elektrické a tepelné energie v plně elektrických automobilech

   Řízení energetických toků v elektrických automobilech je v současné době omezeno spíše na otázku energeticky optimálního řízení s cílem minimalizovat spotřebu elektrické energie, přičemž tepelná energie je chápána jako “odpadní”. Do popředí zájmu jak řady výzkumných týmů, tak výrobců v automobilovém průmyslu, se však dostávají i koncepty řízení a ukládání tepelné energie, přičemž vyvstává nutnost řízení elektro-tepelných energetických toků jako celku. V rámci práce na tématu se bude doktorand v první fázi zabývat problematikou “multi-domain” modelování energetických toků v plně elektrickém automobilu. S využitím získaných modelů budou následně výzkumné práce zaměřeny na hledání pokročilých algoritmů řízení pro nelineární dynamický MIMO systém představující elektro-tepelný systém automobilu. Navržené řídicí algoritmy musí zajistit efektivní řízení energetických toků při dodržení omezujících podmínek, současně musí být implementovatelné na automobilovým průmyslem užívaných HW prostředcích. Práce doktoranda bude probíhat v těsné návaznosti na projekt H2020 OSEM-EV Optimised and Systematic Energy Management in Electric Vehicles, jehož řešení bude na VUT v Brně zahájeno na začátku akademického roku.

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

9. Sémantická analýza obsahu videosekvencí dohledových kamer

   Téma práce je zaměřeno na výzkum metod pro sémantickou analýzu obrazových sekvencí jedné nebo pole kamer. Tyto metody umožňují významovou definici hledaného nebo sledovaného objektu či více objektů na videozáznamu více kamer, jejichž zorná pole se mohou i nemusí částečně překrývat a jejichž obrazová kvalita kolísá (šum, nerovnoměrné FPS, rozlišení). Pro sémantické vyhledání a sledování objektu v obrazu je nutné kromě klasických metod zpracování obrazu využít zejména přístupu statistického a strukturního rozpoznávání.

   Školitel: Horák Karel, Ing., Ph.D.

10. Využití ortogonálních funkcí pro predikci signálů

    Proveďte rešerši využití ortogonálních funkcí pro predikci signálů. Zaměřte se na takové ortogonální funkce, které jsou tzv. dvojitě ortogonální, především na prodloužené sférické vlnové funkce. Analyzujte podstatné problémy takové predikce jako např. vliv vzorkovací frekvence, vliv šumu apod. Na základě analýzy navrhněte vhodný algoritmus predikce a porovnejte výsledky s vybranými stávajícími metodami.

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