Témata doktorských disertačních prací pro zahájení studia v DSP v akademickém roce 2011/2012

Transkript

1 VŠB -Technická univerzita Ostrava Fakulta elektrotechniky a informatiky Témata doktorských disertačních prací pro zahájení studia v DSP v akademickém roce 2011/2012 P2649 Elektrotechnika 3907V001 Obor Elektroenergetika prof. Ing. Zdeněk Hradílek, DrSc. 1.Výzkum akumulace energie získané z obnovitelných zdrojů. Téma je celosvětový energetický problém, řešený v mnoha alternativách. Moţnosti vědeckého posouzení těchto alternativ skytájí multikriteriální analýzy. Cílem je stanovit optimální řešení s ohledem na aplikaci výzkumu v univerzitním prostředí. 2. Vliv fotovoltaických elektráren na elektrizační soustavu. Vliv slunečních elektráren na elektrizační soustavu je v současné době aktuální zejména v ČR. Prudký nárust fotovoltaických zdrojů se stochastickým charakterem výroby elektrické energie způsobuje problémy jak v řízení chodu distribučních a přenosových sítí, tak i ekonomické problémy. Cílem je stanovit soudobost mezi zdroji FVE. 3. Výzkum využití biomasy v energetice. Biomasa, jako obnovitelný zdroj energie je v našich podmínkách ČR nejrozšířenějším. Pro výrobu elektrické energie je nutné analyzovat provozní reţimy těchto zdrojů ve srovnání s klasickými. Dále posoudit moţnosti regulace činného výkonu pro sníţení točivých rezerv alternátorů a sníţení podpůrných sluţeb. Cílem je stanovit moţná rizika na provoz distribučních sítí. prof. Ing. Karel Sokanský, CSc. 1.Vliv spektrálního složení denního světla na účinnost fotovoltaických panelů pro výrobu elektrické energie. V současné době jsou vyhodnocovány účinnosti FV panelů pouze na základě přímo dopadajícího záření AM1,5. V podmínkách ČR se přímo dopadající záření podílí na celkovém záření pouze cca 50 %. Práce bude řešit vliv difuzního světla (změna spektra, změna směru dopadu, změna velikosti intenzity) na účinnost různých typů FV panelů. 2.Vývoj měřících metod a návrh aparatury pro měření mesopického a skotopického vidění. Současné poznatky o změnách citlivosti zrakového orgánu při nízkých hladinách jasů se posouvají do normativních poţadavků, zejména v oblasti veřejného osvětlení. Na tyto poţadavky musí velmi rychle reagovat i měřící technika, která doposud vyhodnocuje veškeré světelně-technické veličiny pouze v oblasti vidění fotopického.

2 3.Vyhodnocování jasových poměrů pomocí jasových analyzátorů. Moderní jasové analyzátory pracující na bázi digitální fotografie umoţnily prudký rozmach vyhodnocování jasových poměrů (oslnění). Tato technika stále naráţí na mnohá úskalí, které téměř znemoţňují jejich praktické vyuţití. Jedná se zejména o problematiku spektrálního přizpůsobení, časové integrace a teplotního šumu, kterou by tato práce měla řešit. prof. Ing. Josef Paleček, CSc. 1.Spolupráce energetické a trakční napájecí soustavy. Elektrické dráhy patří k největším spotřebitelům elektrické energie. Jejich charakteristickým rysem je velká dynamika odběru a dvojpólová trakční vedení. V poslední době se, zatím pouze experimentálně, zavádí i rekuperace elektrické energie do elektrizační soustavy. Tyto charakteristické vlivy mají dopad na provoz napájecí třífázové soustavy. V disertační práci se budou řešit některé z vlivů. 2.Vliv elektrické vozby na úložná zařízení. Všechna kovová a ţelezobetonová zařízení uloţená v zemi v oblastech zemních proudových polí jsou ohroţena elektrochemickou korozí. Nejsilnější zemní proudová pole se nacházejí v blízkosti elektrizovaných drah. Ty pouţívají jízdní kolejnice, nedostatečně izolované od země, k vedení trakčních proudů a tím jejich část uniká do země. Disertační práce bude řešit některý z problémů elektrochemické koroze spojený s provozem drah. 3.Dimenzování pevných trakčních zařízení - energetické výpočty. Elektrická vozba je charakteristická velkou dynamikou odběru elektrické energie. Tento rys klade velké nároky na dimenzování energetických trakčních zařízení a to z hlediska jejich návrhu a vhodného provozu. V disertační práci se bude řešit tento problém s ohledem na minimalizování energetických ztrát. prof. Ing. Stanislav Rusek, CSc. 1.Stanovení spolehlivosti prvků distribuční soustavy dle technického stavu a důležitosti. Téma navazuje na problematiku spolehlivostně orientované údrţby. Aby bylo moţno optimalizovat údrţbu, je nutno u daného prvku vytvořit algoritmus, který určí jeho technický stav a podle umístění prvku v síti jeho důleţitost. Pro jednotlivé prvky je nutno tyto algoritmy optimalizovat (a sjednotit) a ověřit na skutečných datech z praxe. 2.Aplikace principu smart grid v distribučních sítích. Termín smart grid je sice v dnešní době spíše nálepka na inovační procesy v distribučních sítích, ale rozumné vyuţití tohoto principu má svou budoucnost. Osa : AMM (Automated Meter Management), Smart Grid, Smart City je jednou z cest rozvoje distribučních sítí hlavně v souvislosti s rozvojem elektromobilů. Cílem je stanovit rozumnou míru měření a automatizace distribučních sítí.

3 3.Problematika optimalizačních modelů elektroenergetických sítí. V rámci optimalizace chodu sítě (VN a 110 kv) je nutno vytvořit algoritmy pro optimalizaci připojení OZE vhledem k jejich výkonu a elektrické vzdálenosti od napájecího uzlu nadřazené soustavy. Spolu s tím je nutno optimalizovat jalový výkon generátorů klasických elektráren a regulační stupeň napájecích transformátorů. doc. dr. Ing. Jiří Gurecký 1.Distribuční sítě s inteligentním provozem. Téma navazuje na optimalizaci sítí s dálkovým řízením prvků. Předmětem řešení budou problémy řízení výroby (i rozptýlené a z OZE) a spotřeby ve vzájemné souvislosti, hodnocení takto provozovaných sítí a moţnosti vyuţití technických prostředků pro inteligentní sítě. doc. dr. Ing. Veleslav Mach 1.Počítačové modely větrných elektráren pro optimalizaci provozu. Pro rozvoj obnovitelných zdrojů, jako jsou větrné elektrárny, je důleţitá znalost jejich chování a moţností regulace v elektrizační soustavě. Počítačové modely, které lze vytvořit například programem EMTP-ATP, umoţní analýzu statických ale i dynamických reţimů, typických pro větrné elektrárny. Velký prostor se jeví v oblasti malých větrných elektráren. 2.Analýza poruchových stavů v elektrizačních soustavách pomocí počítačových modelů. V elektrizační soustavě nastávají občas atypické poruchy, se kterými nejsou dostatečné zkušenosti (odpojení uzlu, přerušení fáze, jednofázové připojení distribučního transformátoru, atd.). Jak se bude chovat soustava při poruchových stavech, lze dobře analyzovat za pomoci počítačových modelů, především programem EMTP-ATP. Analýza různých poruch na různých napěťových hladinách v obvyklých konfiguracích elektrické sítě povede k lepšímu pochopení a identifikaci vzniklých poruch a tím k jejich včasné lokalizaci a odstranění. doc. Ing. Radomír Goňo, Ph.D. 1.Využití databází v procesu zvyšování spolehlivosti dodávky elektrické energie. Student bude pracovat s databázemi poruch a výpadků v dodávce elektrické energie. Je nutno ověřit statistickou významnost souboru dat a při vyhodnocování spolehlivostních údajů pouţívat bodový odhad v určených mezích. Disertační práce by měla obsahovat revizi identifikačních údajů, které se o událostech zaznamenávají, číselníků a transformací dat. doc. dr. Ing. Zdenek Medvec 1. Optimalizace nasazení elektrických ochran v sítích vn a vvn. Elektrické ochrany mají velmi důleţitou roli při zvyšování spolehlivosti dodávky elektrické energie spotřebitelům. Zabezpečují rychlé a selektivní vypnutí poškozeného prvku elektrizační soustavy a tím předcházejí porušení dynamické stability a vzniku asynchronního chodu, coţ můţe způsobit rozpad elektrizační soustavy. Téma bude zaměřeno na optimalizaci elektrických ochran v distribučních sítích s ohledem na zvýšení spolehlivosti dodávky elektrické energie spotřebitelům.

4 2. Inteligentní elektrické sítě Smart Grids Výrobu, distribuci a spotřebu elektrické energie je nutno posuzovat jako komplexní a komunikačně propojený systém, který nepřetrţitě optimalizuje předávání energie mezi výrobou a spotřebou s ohledem na spolehlivost, bezpečnost a ţivotní prostředí. Smart Grids umoţňují systematickou optimalizaci celého systému, k výhodám patří inovace, efektivní nakládání se zdroji, začlenění obnovitelných zdrojů energie, předcházení výpadkům, inteligentní funkce řízení a aktivní role spotřebitele. Téma bude zaměřeno na optimalizaci a inovaci distribučních sítí. doc. Ing. Petr Krejčí, Ph.D. 1.Kvalita napětí v distribučních sítích. Téma bude zaměřeno na měření a analýzu vybraných parametrů kvality elektrické energie v distribučních sítích, s moţností vyuţívat pro měření parametrů kvality inteligentní sdruţené přístroje. V této oblasti se předpokládá revize normy ČSN EN 50160, která tvoří základ Pravidel provozování distribučních soustav Příloha 3 (Kvalita elektřiny v distribuční soustavě, způsob jejího zjišťování a hodnocení).

5 2642V004 Obor Elektrické stroje, přístroje a pohony prof. Ing. Pavel Brandštetter, CSc. 1. Nové řídicí algoritmy elektrických regulovaných pohonů. Téma zahrnuje teorii, návrh a experimentální ověření nových metod řízení elektrických regulovaných pohonů zaloţených na nejnovějších vědeckých poznatcích, např. teorie robustního automatického řízení, nové efektivní metody zaloţené na fuzzy přístupech a neuronových sítích, aplikace číslicových regulátorů neceločíselného řádu, Hardware in the Loop Simulation a bezsensorové řízení. Téma je určeno pro 2 studenty. prof. Ing. Petr Chlebiš, CSc. 1.Moderní metody návrhu a řízení trakčních měničů. Optimální řízení polovodičového měniče hlavního pohonu elektrické akumulátorové lokomotivy představuje sloţitý problém, který musí zajistit dostatečnou dynamiku jízdních vlastností vozidla při co nejvyšší účinnosti elektromechanické přeměny akumulované elektrické energie. Téma řeší jak problematiku optimálního návrhu koncepce měniče a modelování problémových stavů, tak vývoj moderních řídicích algoritmů pro trakční měniče. Téma je určeno pro 2 studenty. 2.Moderní metody řízení akumulace pro DVR. Polovodičové měniče pro kompenzaci poklesů a výpadků napětí v elektrické síti (DVR) představují jeden z významných trendů pro zajištění stability napájení v elektrických sítích. Řešení úlohy návrhu a řízení systému s DVR představuje sloţitý multidisciplinární problém zahrnující průnik problematiky spolehlivosti dodávek elektrické energie a stability provozu rozvodných sítí, problematiky polovodičové měničové techniky a v neposlední řadě i akumulace elektrické energie včetně návrhu řídicích algoritmů pro všechny uvedené oblasti. doc. Ing. Ivo Neborák, CSc. 1. Řízení asynchronního motoru v nestandardních režimech. Náplní práce bude rozbor a realizace řízení asynchronního motoru napájeného z měniče kmitočtu v nestandardních reţimech, např. při tzv. letmém startu, netypickém zapojení atd. 2. Optimální řízení pohonu s asynchronním motorem. Náplní práce bude rozbor moţností a realizace optimálního řízení asynchronního motoru napájeného z měniče kmitočtu a to z pohledu minimalizace ztrát, resp. odebíraného proudu. doc. Ing. Lubomír Ivánek, CSc. 1.Využití elektromagnetických jevů při kontinuálním lití ocele. Téma je vypsáno v rámci spolupráce s VÚHŢ Dobrá. Jedná se o vyuţití elektromagnetických jevů při elektromagnetickém míchání ocele v pánvi, při vývoji čidel pro indikaci strusky v tavenině a čidel pro měření výšky hladiny ocele v krystalizátoru.

6 2.Využití optimalizačních algoritmů v elektrotechnice. Doktorand se seznámí s deterministickými i stochastickými metodami optimalizace elektrických zařízení a prakticky je pouţije při optimalizaci vybraných elektrických zařízení (elektrických strojů nebo přístrojů). 3.Simulace magnetizačních charakteristik na počítači. Jedná se o simulaci magnetizačních charakteristik, a především hysterezních křivek, na počítačích pro další vyuţití v numerických metodách řešení elektromagnetických problémů. doc. Ing. Petr Palacký, Ph.D. 1. Moderní metody řízení a regulace střídavých strojů. Moderní metody řízení a regulace střídavých strojů podstatným způsobem zlepšují dynamické vlastnosti a účinnost regulovaného pohonu. S jejich řešením je však spojena velká citlivost na změnu parametrů pohonu. Téma se zaměřuje na nové koncepce algoritmů pro moderní způsoby řízení střídavých strojů, jejichţ součástí bude adaptace na poruchové stavy při aplikaci jednotlivých metod. Algoritmy budou vyuţívány pro vektorové řízení a přímé řízení momentu synchronních motorů. doc. Ing. Stanislav Kocman, Ph.D. 1.Vliv kvality napájecího napětí na provozní vlastnosti střídavého pohonu Vyšetřování vlivu míry zkreslení, nesymetrie a poklesů napájecího napětí na sledované parametry u neregulovaných pohonů s indukčními motory a u regulovaných pohonů napájených z měniče kmitočtu a napájených z programovatelného střídavého výkonového zdroje, umoţňujícího nastavení potřebných parametrů kvality napájecího napětí. 2.Nízkofrekvenční rušení střídavých regulovaných pohonů Vyšetřování a analýza nízkofrekvenčního energetického rušení generovaného různými konfiguracemi střídavých regulovaných pohonů s indukčními motory různých výkonů a vybavenými různými prostředky pro omezování harmonických do napájecí sítě při jejich napájení z programovatelného střídavého výkonového zdroje. 3.Vysokofrekvenční vedené rušení střídavých regulovaných pohonů Experimentální měření vysokofrekvenčního vedeného rušení spektrálním analyzátorem Rohde & Schwarz ESPI 7 a jeho analýza pro různé konfigurace střídavých regulovaných pohonů s indukčními motory různých výkonů a vybavenými vstupními a výstupními filtry pro omezování rušení při jejich napájení z programovatelného střídavého výkonového zdroje. doc. Ing. Vítězslav Stýskala, Ph.D. 1. Analýza výkonů elektrických pohonů v aplikacích s AC motory. Téma je zaměřeno na podrobné studium jednotlivých vlivů na účinnosti a další parametry elektrických pohonů s 3f AM v různých aplikacích. Jedná se především o problematiku motorů malých výkonů (do 5 kw) v hromadných aplikacích v domácnostech, průmyslu

7 i v komunální sféře. Pozn: Téma může být částečně podpořeno běžícím V a V projektem. (1 2 studenti oborů elektro, příp. mechatronika). 2. Rozbor a určení účinnosti elektrických pohonů s asynchronními motory v souvislosti s kvalitou napájecí sítě. Téma je zaměřeno na studium jednotlivých vlivů na účinnosti a další parametry elektrických pohonů s AM. Jedná se především o problematiku vlivu napájení (nesymetrie, vliv harmonických, atd.) motorů malých výkonů (do 3 kw) v hromadných aplikacích v domácnostech, průmyslu i v komunální sféře. Součástí práce je analýza a ověření simulací, vč. experimentálního měření na soupravě Langlois. Pozn: Téma může být částečně podpořeno již běžícím V a V projektem. (2 3 studenti oborů elektro, příp. mechatronika). 3. Příspěvek k využití principu Barkhausenova jevu magnetoelasticity v technických aplikacích. Téma je zaměřeno na podrobné studium problematiky a moţností uplatnění Barkhausenova jevu ve strojírenství, materiálovém inţenýrství a elektrotechnice. Jedná se nové poznatky z teorie a praxe elektromagnetického pole s moţnostmi aplikací ve specifických technických oborech. (1-2 studenti oborů elektro, příp. FS, nebo FMMI). 4. Využití elektromagnetického pole v materiálovém inženýrství. Téma je zaměřeno na podrobné studium problematiky a moţností uplatnění poznatků elektromagnetického pole v materiálovém inţenýrství, mechanické technologii a pro potřeby elektrotechniky. Jedná se nové poznatky z teorie a praxe elektromagnetického pole a elektrických měření s moţnostmi aplikací ve specifických technických oborech, jako jsou např. nanomateriály (PANI vč. kompozitních). Pozn: Téma může být částečně podpořeno již běžícím V a V projektem. (2-3 studenti oborů elektro, příp. FMMI, FS, případně apl. matematiky). 5. Analýza a aplikace sdružených elektro-mechanicko-tepelných úloh na objekty s jedním převažujícím rozměrem. Téma je zaměřeno na podrobné studium coupled field problems. Práce je specifická svým aplikačním zaměřením v oblasti mechanické technologie s vyuţitím elektrické energie. Podstatná část je experimentálního charakteru. Na základě PC simulace v oblasti sloţených úloh bude navrhován nový princip spojování velkých konstrukčních celků neinvazivní metodou. Pozn: Téma může být částečně podpořeno žádaným V a V projektem. (1-2 studenti oborů elektro, FS, příp. FMMI, nebo apl. matematiky). doc. Ing. Pavel Hrbáč, Ph.D. 1.Vliv teploty a tepelných technologických procesů na magnetické vlastnosti materiálů pro konstrukci elektronových mikroskopů. Jedná se o vysoce aktuální a vyţádané téma určené pro cílovou oblast elektronové mikroskopie. Náplní řešení jsou měření, analýzy a další aplikované rozbory specifických

8 magnetických materiálů uţívaných v konstrukci elektronových mikroskopů. Těţiště práce je v přesném měření a analýze magnetických vlastností reálných materiálů a dále zjišťování technologických vlivů i pracovních podmínek na magnetické vlastnosti těchto materiálů. Dle domácích i zahraničních výrobců elektronových mikroskopů je tato problematika velice aktuální, poţadovaná a výsledky řešení budou mít značný praktický přínos. Základ pro řešení práce je dán ojedinělým vybavením a celkovými moţnostmi Laboratoře magnetických měření a aplikací a dále pak především značnými dlouholetými zkušenostmi v této oblasti. 2.Modelové simulace elektromagnetických polí reálných geometrií elektronových mikroskopů s užitím výpočtových metod FEM. Jedná se o vysoce aktuální téma určené pro cílovou oblast elektronové mikroskopie. Náplní řešení jsou výpočty a simulace elektromagnetických polí na reálných 2D a 3D geometriích elektromagnetických funkčních částí elektronových mikroskopů, jako jsou objektivy, komory a celkové konstrukční sestavy elektronových mikroskopů. Základem řešení jsou simulace s vyuţitím FEM metod. Vlastní řešení rovněţ bude zahrnovat aplikaci reálných magnetických vlastností typových ocelí. Definice rozloţení magnetického pole na reálných geometriích s aplikací nelineárních materiálových vlastností je velice komplikovaná problematika. Tato problematika je velice aktuální, poţadovaná a výsledky řešení budou mít značný praktický přínos. Základ pro řešení práce je dán ojedinělým vybavením a moţnostmi Laboratoře magnetických měření a aplikací a dále pak dlouholetými zkušenostmi v této oblasti.

9 2612V015 Obor Elektronika prof. Ing. Pavel Brandštetter, CSc. 1. Elektronické obvody s moderními aktivními prvky. Téma zahrnuje teorii, návrh a experimentální ověření nových nelineárních obvodů s moderními aktivními prvky pracujícími v proudovém nebo smíšeném módu. Budou zkoumána obvodová řešení s různými typy aktivních prvků, která budou zcela nová nebo alternativní k pouţívaným obvodovým řešením s klasickými operačními zesilovači. Téma je určeno pro 2 studenty. prof. Ing. Petr Chlebiš, CSc. 1. Analýza vlastností prvků elektrické akumulace. Téma práce se zabývá analýzou impedančních parametrů vybraných prvků elektrické akumulace pro výkonové akumulační systémy. Cílem práce je popis a definování impedančních charakteristik vybraných typů akumulačních prvků a jejich změny v průběhu ţivotnosti. 2. Akumulační systémy pro obnovitelné zdroje energie. Systémy pro akumulaci elektrické energie se stávají významným doplňkem netradičních a obnovitelných zdrojů elektrické energie. Vhodnou konfigurací systému lze potlačit nepříznivé vlivy např. fotovoltaických elektráren, nebo zajistit značnou nezávislost nabíjení elektrických dopravních prostředků na denním odběrovém diagramu rozvodné sítě. Téma řeší jak problematiku optimálního návrhu koncepce měniče a modelování problémových stavů, tak vývoj moderních řídicích algoritmů pro řízení toku energie. Téma je určeno pro 2 studenty. doc. Dr. Ing. Josef Punčochář 1. Moderní zesilovací struktury v teorii obvodů. V současné době se v elektronické praxi vyuţívá řady zesilovacích struktur, jejichţ skutečná podstata je často skryta pod málo výstiţnými (přesnými) obchodními názvy. Cílem práce bude analýza obvodových principů existujících zesilovacích struktur, zjištění jejich lineárních modelů (blokové struktury, admitanční modely, případně jejich grafy signálových toků). Tím bude umoţněno i jejich systematické zařazení do teorie lineárních obvodů, které usnadní aplikaci známých analytických metod k řešení elektronických obvodů s těmito zesilovacími strukturami. prof. Ing. Jaromír Pištora, CSc. 1.Aplikace SPR metody pro diagnostiku nanostruktur. Specifikace materiálových a geometrických modifikací nanostruktur s kovovými segmenty pomocí povrchových plazmonových vln (SPR). Realizace modelu interakce plazmonové vlny s 1D, 2D a 3D periodickými a neperiodickými systémy. doc. Ing. Petr Palacký, Ph.D. 1.Polovodičové měniče se spínanou kapacitou. Polovodičové měniče se spínanou kapacitou Měniče napětí se spínanou kapacitou jsou

10 alternativou k DC-DC měničům, vyuţívajícím jako akumulační prvek indukčnost. Pouţití měničů se spínanou kapacitou vede k podstatné zvýšení účinnosti spínaných zdrojů. Práce se bude zabývat analýzou a praktickým pouţitím těchto měničů nejen v oblastech malých výkonů, ale i v oblastech napájecích zdrojů středních výkonů a výkonové elektroniky. 2.Technologie datové komunikace motorových vozidel. Technologie datové komunikace motorových vozidel Téma se zaměřuje na analýzy moderních technologií pro datovou komunikaci motorových vozidel. Součástí bude syntéza nových optimalizovaných řešení pro jednotlivé typy aplikovaných elektronických řídicích systémů.

11 2612V045 Obor Technická kybernetika prof. Ing. Pavel Nevřiva, DrSc. 1.Spektrální analýza rozsáhlých soustav s distribuovanými parametry. Tématem dizertační práce je navrhnout a ověřit metodiku analýzy technologických soustav s distribuovanými parametry postupy spektrální analýzy. Problém linearity a časové invariance technologických soustav jsou hlavními problémy zadání dizertační práce. Navrţená metoda musí být pouţitelná pro aplikace v průmyslu. Bude ověřena na analýze elektrárenských výměníků. 2.Stochastická analýza soustav s distribuovanými parametry. Tématem dizertační práce je navrhnout a ověřit metodiku analýzy technologických soustav s distribuovanými parametry postupy stochastické analýzy. Problém linearity a časové invariance technologických soustav jsou hlavními problémy zadání dizertační práce. Navrţená metoda musí být pouţitelná pro aplikace v průmyslu. Bude ověřena na analýze elektrárenských výměníků. 3.Konstrukce software modelu velkého řídícího systému z knihoven WEB. V současné době je na WEB volně k disposici stále větší mnoţství knihoven pouţitelných pro modelování bloků řídících systémů. Tématem disertační práce je posoudit tento vývoj, analyzovat kvalitu a dostupnost těchto knihoven a navrhnout systém jejich pouţití pro konstrukci modelů řídících systémů. Na příkladu konstrukce modelu velkého řídícího systému posoudit, do jaké míry se v budoucnu bude autor software orientovat při tvorbě svého software na standardní knihovní programy. prof. Ing. Vilém Srovnal, CSc. 1.Metody zpracování a analýzy biomedicínckých signálů a obrazů. Téma zahrnuje problematiku měření, přenosu a zpracování signálů pocházejících z biologických systémů. Signálové zpracování v daném tématu zahrnuje metody předzpracování, filtrace, inovativních metod zpracování a vyhodnocení signálů. Uplatní se zde jednak metody umělé inteligence, klasifikace, expertních systémů. 2. Vývoj a inovace vestavěných částí lékařské přístrojové techniky. Oblast lékařské přístrojové techniky vyuţívané ve zdravotnických zařízeních, ale i v osobním pouţití se stále rozšiřuje. Současně se klade důraz na jednoduchost, dostupnost, mobilitu a vestavěnou logiku elektroniky těchto zařízení, která umoţňuje měřené a vysílané signály inteligentně zpracovávat. Z tohoto pohledu téma práce zahrnuje vývoj a inovaci diagnostické a terapeutické přístrojové techniky jak na hardwarové, tak softwarové platformě. doc. RNDr. Jindřich Černohorský, CSc. 1.Použití technologie RFID v řídicích a informačních zdravotnických systémech. Práce se bude orientovat především na vytvoření metodiky analýzy a návrhu monitorovacího a informačního systému vyuţívajícího prvky technologie RFID s orientací na zdravotnické informační systémy. Přínosem práce by mohlo být vytvoření specifických návrhových vzorů a řešení návrhu zejména s ohledem na bezpečnost

12 a řešení architektury systému v němţ subsystém RFID je realizován v samostatné vrstvě. Předpokládaným moţným konkrétním výstupem výsledků práce je informační systém Krevního centra FN Ostrava. 2.Uživatelsky adaptivní systémy v kontextu distribuovaných řídicích systémů Práce se bude orientovat především na vytvoření metodiky analýzy a návrhu uţivatelsky adaptivního systému v kontextu distribuovaných řídicích systémů. Přínosem práce by mohlo být vytvoření specifických návrhových technik a řešení návrhu zejména s ohledem na principy uţivatelské adaptivity a adaptibility v součinnosti s obecnější problematikou ubiquitous computing. Předpokládaným moţným konkrétním výstupem výsledků práce je prototyp systému, který umoţní testování navrţených a implementovaných technik. 3.Implementace Smart principů na platformách mobilních zařízení pro řídicí systémy Práce se bude orientovat především na vytvoření metodiky analýzy a návrhu Smart principů pro platformy mobilních zařízení (uvaţovány jsou SmartPhone a Tablet PC platformy) orientovaných na řídicí systémy. Přínosem práce by mohlo být vytvoření specifických návrhových technik a řešení návrhu zejména s ohledem na Smart principy v součinnosti s obecnější problematikou ubiquitous computing. Předpokládaným moţným konkrétním výstupem výsledků práce je prototyp systému, který umoţní testování navrţených a implementovaných technik. prof. Ing. Ivan Zelinka, Ph.D. 1.Evoluční identifikace a syntéza regulačních struktur. Disertační práce spadá do pomezí kybernetiky a softcomputingu. Cílem práce je provést studii prokazující, ţe lze pomocí evolučních technik provádět jak identifikace dynamických systémů, tak syntézu regulátorů. Za tímto účelem budou pouţity reprezentativní vzorky dynamických systémů. V práci se předpokládá pouţití algoritmů jako je diferenciální evoluce, simulované ţíhání, genetické algoritmy, evoluční strategie, apod., v prostředí Mathematica, kde jsou jiţ připraveny. Rovněţ se předpokládá vyuţití technik genetického programování. Syntéza a identifikace bude probíhat na dvou úrovních: 1) identifikace parametrů jiţ existujících modelů systémů a regulátorů, 2) syntéza systémů (regulátorů) z předem zvolené mnoţiny symbolických objektů. prof. Dr. Ing. Miroslav Pokorný 1.Waveletová transformace v identifikačních procedurách. Téma je zaměřeno na výzkum moţností uplatnění waveletové transformace v metodách fuzzy modelování a fuzzy řízení. Cílem je sníţení výpočtové náročnosti operací s fuzzy modely pro zvýšení moţnosti jejich uplatnění v systémech reálného času. 2.Integrace metod umělé inteligence v modelování a řízení. Téma zahrnuje problematiku aplikace nejvýznamnějších prakticky pouţívaných nástrojů umělé inteligence (fuzzy-logických modelů, umělých neuronových sítí, genetických optimalizačních algoritmů) v oblasti syntézy modelů sloţitých soustav nebo fuzzy regulátorů. Aplikační část předpokládá vyuţití takových modelů v obvodu automatické regulace (simulační experimenty v prostředí MATLAB a Simulink).

13 3.Zvýšení efektivity fuzzy modelů s využitím soft-computingu. Řešení tématu předpokládá vyuţití přístupů matematické statistiky, umělých neuronových sítí resp. genetických algoritmů pro zvýšení kvality fuzzy modelů sloţitých soustav. Aplikační část předpokládá vyuţití takových modelů v obvodu automatické regulace (simulační experimenty v prostředí MATLAB a Simulink). doc. Ing. Jiří Koziorek, Ph.D. 1.Metody sběru a přenosu dat z řídicích systémů. Téma se bude zabývat moţnostmi sběru dat z distribuovaných řídicích a měřicích systémů a jejich přenosem do nadřazeného systému. Základem práce bude nalezení vhodné metodiky pro získávání provozních dat z distribuovaných systémů obsahujících velké mnoţství jednotek poskytujících data. Dalším cílem bude optimalizace přenosů z pohledu vytíţení přenosového kanálu, energie nutné pro přenos, z pohledu následné archivace a zpracování dat apod. 2.Sledování provozních parametrů řídicích systémů. Téma se bude zabývat sledováním provozních parametrů řídicích systémů, které budou základem pro predikci potenciálních poruch, které v systému hrozí. Práce bude řešit volbu vhodného souboru parametrů a způsoby jejich měření pro vybrané typy moţných poruch. Rovněţ se bude zabývat způsoby analýzy naměřených údajů a jejich vyuţitím pro predikci poruch. doc. Ing. Daniel Kaminský, CSc. 1.Speciální diagnostické metody založené na číslicovém zpracování obrazových signálů. Doktorand se bude ve své disertační práci zabývat výzkumem a vývojem algoritmů pro diagnostické metody zaloţené na digitálním zpracováním obrazu pro automatizované testovací zařízení pro diskrétní výrobu. Konkrétně se bude jednat o detekci a lokalizaci vad na povrchu materiálu a součástek, detekci přítomnosti konkrétních materiálu na povrchu vyráběných komponent a měření rozměrů s vysokou přesností a spolehlivostí v náročných podmínkách technických provozů. Výstupem práce mají být algoritmická řešení a zobecněné diagnostické metody, které bude moţné následně ověřit na konkrétních technických aplikacích. doc. Ing. Ludvík Koval, Ph.D. 1.Využití virtuálních přístupů v oblasti měření a vyhodnocení kvality elektřiny. Náplní disertační práce je tvorba virtuálních přístrojů pro vyhodnocení kvality elektřiny, modelování distribuční sítě a vyhledávání virtuálních metod lokalizace poruch v distribuční síti. 2.Optimalizace provozu fotovoltaického panelu. Náplní disertační práce je vyhodnocení provozu fotovoltaického panelu z pohledu hledání jeho optimálních pracovních podmínek a návrh účinných opatření pro minimalizaci ztrát generovaného elektrického výkonu.

14 prof. Ing. Radim Briš, CSc. 1.Modelování rizik pooperačních komplikací pacientů s maligními mozkovými nádory. Téma vzniklo na základě aktivní spolupráce s vedením Intervenční neuroradiologie a angiologie z FN Ostrava Poruba, které poskytlo kvalitní databázi pacientů pro řešení tématu. Náplň je úzce spojena s plánovanou VV aktivitou výzkumné skupiny Risk, Safety & Reliability Group - Inovační metody pro modelování rizik a spolehlivosti - v rámci projektu IT4, která bude pracovat pod vedením školitele. doc. Ing. Petr Bilík, Ph.D. 1. Aplikace prostředků virtuální instrumentace pro oblast řízení budov. Řízení budov je dynamicky se rozvíjející oblast. Existují řešení vyuţívající standardizované sběrnice a objevuje se řada řešení proprietárních, která jsou cenově dostupnější. Potřeba integrovat a testovat standardizovaná a proprietární řešení přináší řadu dosud neřešených úloh, některé z nich lze elegantně řešit prostředky virtuální instrumentace. 2. Metody testování funkčnosti analyzátorů kvality elektřiny. Analyzátor kvality elektřiny je komplexní přístroj vyhodnocující celou řadu parametrů napětí elektrické distribuční sítě. Funkčnost celého přístroje je popsána normou ČSN EN Ed.2, která se odkazuje pro specifické úlohy vyhodnocení na další normy. Některé vlastnosti přístroje nelze na pracovištích jako je Český metrologický institut ověřit a uţivatelé se musí spoléhat na tvrzení výrobce. Práce se bude zabývat návrhem metodiky a realizací testování shody funkce analyzátoru s uvedenými normami. 3. Metody přesné časové synchronizace distribuovaných měřicích a testovacích systémů. Časová synchronizace hardwarových prostředků a softwarových procesů pro měření či testování v rámci lokálního nebo distribuovaného systému je tím komplikovanější, čím větší přesnost je vyţadována. Práce se bude zabývat návrhem a testováním metod distribuce přesného času a časové synchronizace zejména pro účely měření a testování. 4. Integrace a testování komunikačních protokolů pro oblast Smart Grids. Současná měřicí a chránicí technika pro oblast elektroenergetiky pouţívá řadu standardizovaných komunikačních protokolů. Při integraci přístrojů postavených na bázi virtuální instrumentace do tzv. Smart Grids vyvstává potřeba implementační podpory těchto protokolů a testování korektní funkce. Práce se bude zabývat testováním a implementací komunikačních protokolů ve vztahu k zavádění Smart Grids. 5. Aplikace prostředků virtuální instrumentace pro zpracování signálů na FPGA. Moderní hardwarové platformy pouţívané při aplikaci virtuální instrumentace zahrnují procesory s pevnou plovoucí čárkou, pevnou plovoucí čárkou a čerstvě také programovatelná hradlová pole (FPGA). Mnohé systémy vyuţívají kombinace těchto prostředků. Zejména FPGA rozšiřují moţnosti systémů postavených na bázi virtuální instrumentace o extrémně rychlé zpracování číslicových signálů. Práce se bude zabývat přesunem algoritmů dosud vykonávaných na procesoru s plovoucí řádovou čárkou na

15 FPGA z důvodu odlehčení procesoru, případně z důvodu zajištění velmi krátké reakce zařízení na vnější podněty. 6. Instrumentace pro měření a vyhodnocení synchronních fázorů. Jádrem tématu je vývoj a testování algoritmů pro tzv. Phasor Measurement Unit (PMU) pro přesné vyhodnocení synchronních fázorů zejména během přechodových dějů. Dalším pokračováním tématu je návrh metodiky a realizace testování přesnosti PMU. doc. Ing. Bohumil Horák, Ph.D. 1. Akumulační energetické systémy a jejich optimální řízení. Elektromobil jako akumulační prvek inteligenních energetických sítí. Současná energetická soustava se vyznačuje značnou centralizací zdrojů elektrické energie a malou kapacitou veden v případě masového nástupu elektromobilů v dopravě. Záměr moţnosti ovládání a optimalizovaného plošného řízení procesu nabíjení směřuje také k inverzní moţnosti vyuţití akumulované energie v elektromobilech pro krytí špiček spotřeby. Náplní práce bude výzkum, vývoj, prototypová realizace a ověření výsledků řešení chování pilotního systému. Je předpoklad spolupráce s výrobci elektrochemických akumulačních systémů pro aktivní nabíjecí stanice a energetických společností. 2. Světelná soustava elektromobilu. LED, luminiscenční, plošné a biotechnologie. Současný trend výbavy osvětlení dopravních prostředků směřuje k trendům vyuţití moderních technologií s vysokou svítivostí, provozní bezpečností, modulovatelností a malou energetickou spotřebou. Náplní práce bude výzkum, vývoj, prototypová realizace a ověření výsledků řešení aplikovatelných pro elektromobily. Je navázána a probíhá spolupráce s Hella, Mohelnice. 3. Snímání a řízení procesu vstřiku a zážehu paliva ve spalovacím motoru. Procesy probíhající ve spalovacím motoru jsou velmi dobře zmapovány. Výrobci se snaţí o zlepšování emisních parametrů současných spalovacích motorů, vyuţití alternativních paliv a sniţování spotřeby paliva v dopravních prostředcích. Je iniciován výzkum a vývoj nových snímacích a řídicích přístupů. Náplní práce bude výzkum, vývoj, prototypová realizace a ověření výsledků řešení aplikovatelných pro moderní spalovací motory spalující paliva zaloţená na neropných derivátech. Je navázána a probíhá spolupráce s JAWA Moto, Týnec nad Sázavou. 4. Řízení energetických systémů s kombinacemi obnovitelných a alternativních zdrojů energií. Současný trend udrţitelné společnosti směřuje i do oblasti omezené závislosti nebo i nezávislosti komunit na dodávce elektrické energie, tepla a vody z vnějších sítí. Náplní práce bude výzkum, vývoj, prototypová realizace a ověření výsledků řešení na pilotním systému aplikovatelných pro rodinné domy a komunity. Je navázána a probíhá spolupráce s ISOTRA, Opava, Schott Solar, Valašské Meziříčí, IVT, Ostrava. 5. Regulace a optimalizace provozních režimů energetické soustavy s vodíkovým palivovým článkem. Palivový článek vyuţívá vlastností vodíku pro generování elektrické energie z vodíku

16 nebo na vodík bohatých plynných směsí. Náplní práce bude výzkum, vývoj, prototypová realizace a ověření parametrů a vlastností moţných kombinací energetických s palivovými články. Je navázána a probíhá spolupráce s Heliocentris, Berlin, RES Akureyri, PROTON Motor, Starnberg a Ned Stack, Arnhem. 6. Návrh a inovativní metody nanášení katalytických povrchů palivových článků a jejich měření a testování. Pouţívané směsi materiálů a jeich pre- i post- zpracování vykazují řadu vlastností, jejichţ kvantifikace a zohlednění v rámci aplikací můţe prodlouţit funkční ţivotnost nebo zpešit elektrické parametry palivových článků. Náplní práce bude výzkum, vývoj, návrh a realizace měřicích soustav a metod, prototypová realizace a ověření parametrů katalytických povrchů membrán palivových článků realizovaných materiály s různým chemickým sloţením a povrchy realizovanými různými technologiemi. Je navázána a probíhá spolupráce s VŠCHT, Praha, AV ČR, Praha, Univ. Birmingham, Heliocentris, Berlin, RES Akureyri. 7. Palivové články využívající paliva z obnovitelných a alternativních komodit a jejich řízení optimalizujíící jejich provozní parametry. Vodíkové palivové články vyuţívají vodíku jako přenašeče energie. Pro jejich provoz se vyuţívá vodíkového plynu s čistotou často řádově vyšší neţ 99,9 procenta. Rozvoj technologií snímání a řízení procesu generován elektrické enegie spolu s rozvojem implementovaných materiálových technologií umoţňuje v současné době vyuţívat paliva směsná pocházející např. z pyrolýzních reaktorů spalujích biologické odpady. Náplní práce bude výzkum, vývoj, návrh a realizace měřicích soustav a metod, prototypová realizace a ověření parametrů palivových článků pracujících s plynnými palivy bohatými na vodík a uhlovodíky. Je navázána a probíhá spolupráce s VŠCHT, Praha, AV ČR, Praha, Univ. London, Univ. Birmingham, RES Akureyri. 8. Senzorické, přenosové a řídicí systémy moderních dopravních prostředků s elektrickými nebo hybridními pohony, autonomní a učící se systémy. Současné moderní dopravní prostředky osobní dopravy se vyznačují značnou komplexností a velkou propracovaností řídících systémů a jejich řídících algoritmů poplatných principům řízení pohonných jednotek. Pohonné jednotky elektromobilů vyţadují jiné řídící přístupy, senzory a přenosové systémy. Náplní práce bude výzkum, vývoj, návrh a realizace a ověření parametrů pilotního systému řídicí soustavy elektromobilu a jeho infrastruktury. Je navázána a probíhá spolupráce s KAIPAN, PROTON Motor, Starnbberg, Univ. Birmingham, JAWA Moto, týnec nad Sázavou. 9. Měření teploty v obtížně dostupných prostorách a v objemu živých biologických systémů. Měření teploty, jeho metody a prostředky jsou historicky velmi dobře propracovány. Měření teploty v obtíţně dostupných prostorách (např. v hlubokých podpovrchových vrtech) nebo v objemu biologických systémů je v současnosti stále ještě omezeno. Ať jiţ např. ţivotností měřicích řetězců, chybami vzniklými na dlouhých vedeních nebo chybami vzniklými vlasní velikostí senzorických systémů. Náplní práce bude výzkum, vývoj, návrh a realizace a ověření parametrů pilotních systémů měřicích soustav a jejich

17 infrastruktury, i s technologiemi RFID. Je navázána a probíhá spolupráce s Phobos, Frenštát pod Radhoštěm, RES Akureyri. 10. Řízení alternativních zdrojů energií s mikrobiotickými koloniemi. Mikrobiorické struktury generující energeticky vyuţitelné produkty jsou velmi citlivé na své prostředí. Snímání jeho parametrů, jejich řízení a regulace můţe ovlivnit jejich ţivotnost i mnoţství vyuţitelného generovaného energetického nosiče. Náplní práce bude výzkum, vývoj, návrh a realizace a ověření parametrů pilotních systémů měřicích soustav a jejich infrastruktury. Je navázána a probíhá spolupráce s AV ČR, Praha, RES Akureyri.