PL EN

Tematyki i zakresy rozpraw doktorskich w dyscyplinie automatyka, elektronika i elektrotechnika

Autor tematyki: dr hab. inż. Bogusław Butryło, prof. PB:    85 746 94,   b.butrylo [at] pb.edu.pl

Zakres rozprawy doktorskiej

Przedmiotem pracy będą szerokopasmowe kompozyty elektromagnetyczne o dobieranych właściwościach elektromagnetycznych. Budowa materiału oparta jest o zadany, regularny układ struktur przewodzących, dielektrycznych i paramagnetycznych. Pod względem potencjalnych zastosowań materiały są przeznaczone do pracy w zakresie wysokich częstotliwości (100 MHz – 10 GHz). W ramach tematu możliwe jest opracowanie nowych, specyficznych struktur materiałowych, o dobranych właściwościach przez ich szacowanie na podstawie metod modelowania numerycznego, opracowanie struktur ekranujących lub elementów falowodów i elementów planarnych tworzonych na bazie proponowanych materiałów. Elementem składowym pracy mogą być specjalne schematy obliczeniowe do analizy numerycznej struktur kompozytowych o określonej topologii rozkładu faz. Materiały o dobranej strukturze, elementy tworzone na ich bazie będą podlegały weryfikacji eksperymentalnej.

Proponowany zakres (rozszerzony opis tematyki)

  1. Przegląd literatury z zakresu numerycznego modelowania struktur materiałowych i dyspersyjnych właściwości materiałów.
  2. Dobór metody modelowania szerokopasmowych materiałów planowanych o złożonej charakterystyce dyspersji, do wykorzystania w kompozytach.
  3. Opracowanie modeli numerycznych wybranych konfiguracji kompozytów o periodycznej strukturze domieszek.
  4. Opracowanie schematów ujednorodnienia właściwości struktur kompozytów o regularnym układzie domieszek.
  5. Ocena właściwości widmowych proponowanych materiałów z uwzględnieniem wielkości i geometrii elementów domieszek.
  6. Określenie właściwości elektrycznych wybranych elementów utworzonych na bazie rozpatrywanych kompozytów.
  7. Weryfikacja otrzymanych wyników przy zastosowaniu innych metod numerycznych lub na stanowisku pomiarowym.

Autor tematyki: dr hab. inż. Bogusław Butryło, prof. PB:    85 746 94,   b.butrylo [at] pb.edu.pl

Zakres rozprawy doktorskiej

Przedmiotem pracy będą metody modelowania matematycznego układów z materiałami o dyspersji elektrycznej opisane modelem mieszanym obejmujących równanie Drude oraz modele relaksayjne (Debye, Lorentza) . Sformułowanie metod modelowania charakterystyk dyspersyjnych. Opracowanie metod modelowania elementów planarnych z okresowym układem materiałów dyspersyjnych. W ramach tematu będą wykorzystywane metody modelowania numerycznego. Elementy o dobranej strukturze, elementy tworzone na ich bazie będą podlegały weryfikacji eksperymentalnej.

Proponowany zakres (rozszerzony opis tematyki)

  1. Przegląd literatury dotyczącej modelowania struktur materiałowych z uwzględnieniem równania Drude oraz modelu Debye.
  2. Opracowanie metod modelowania numerycznego w przypadku materiałów wykazujących dyspersję Drude.
  3. Opracowanie metod modelowania numerycznego w przypadku materiałów wykazujących dyspersję Debye / Lorentza.
  4. Kształtowanie charakterystyk dyspersyjnych przez dobór struktury materiałów periodycznych.
  5. Projektowanie struktur materiałów ze względu na właściwości ekranujące i formowanie lokalnego rozkładu pola.
  6. Weryfikacja otrzymanych wyników przy zastosowaniu innych metod numerycznych lub na stanowisku pomiarowym.

Autorka tematyki: dr hab. inż. Irena Fryc, prof. PB:   85 746 9407,   i.fryc [at] pb.edu.pl

Zakres rozprawy doktorskiej

Oświetlenie ogólne przechodzi obecnie rewolucyjną zmianę użytkowanych typów źródeł światła, podczas której klasyczne lampy są wypierane przez elementy półprzewodnikowe. Proces ten wymusza także zmiany w sposobach wyznaczania parametrów kolorymetrycznych i fotometrycznych oraz w metodach przeprowadzania pomiarów parametrów kolorymetrycznych/fotometrycznych źródeł światła. Jednym z priorytetów współczesnej metrologii promieniowania optycznego są prace mające na celu zapewnienie solidnych podstaw naukowych przeprowadzania pomiarów kolorymetrycznych i fotometrycznych. Priorytetowymi są prace zmierzające do opracowania wymagań co do rozkładów widmowych lamp służących do kalibracji fotometrów i kolorymetrów używanych do pomiarów nowoczesnych źródeł światła np. LED. Obecnie, przy pomiarach kolorymetrycznych/fotometrycznych jako widmo odniesienia stosowany jest iluminant A (lampa żarowa o temperaturze barwowej wynoszącej 2856K). Jednakże, przy mierzeniu półprzewodnikowych źródeł światła, stosowanie tego rodzaju iluminantu, prowadzi do znacznych błędów pomiarowych. Z tego względu, ten iluminat powinien zostać wycofany z użycia i zastąpiony innym źródłem światła. Praca ma na celu opracowanie rozkładów widmowych źródeł światła które będą mogły zostać uznane jako wzorcowe przy przeprowadzaniu pomiarów  kolorymetrycznych/fotometrycznych.

Proponowany zakres (rozszerzony opis tematyki)

  1. Przegląd literatury dotyczącej metod oraz analiza dokładności pomiarów fotometrycznych oraz kolorymetrycznych.
  2. Przegląd literatury dotyczącej wzorców kolorymetrycznych i fotometrycznych oraz jej krytyczna analiza.
  3. Przedstawienie celu i tezy rozprawy doktorskiej.
  4. Opracowanie wymagań dotyczących rozkładów widmowych wzorców służących do kalibracji fotometrów i kolorymetrów.
  5. Omówienie metod kształtowania charakterystyk widmowych wzorców rozkładów widmowych zbudowanych z użyciem LEDów.
  6. Modelowanie rozkładów widmowych wzorców.
  7. Wygenerowanie pożądanych rozkładów widmowych źródeł wzorcowych.
  8. Analiza uzyskanych wyników modelownia i pomiarów.
  9. Podsumowanie.

Autorka tematyki: dr hab. inż. Irena Fryc, prof. PB:   85 746 9407,   i.fryc [at] pb.edu.pl

Zakres rozprawy doktorskiej

W związku zachodzącym współcześnie lawinowym przyrostem oświetlenia zewnętrznego wymuszanego postępującą urbanizacją i możliwego do realizacji dzięki stosowaniu energooszczędnych półprzewodnikowych źródeł światła, istotnym zagadnieniem jest ochrona otoczenia przed negatywnymi skutkami nadmiernego nocnego rozświetlana otoczenia, czyli redukowanie zanieczyszczenia świetlnego. Z punktu widzenia użytkowników zmiana, stosowanych w oprawach oświetleniowych, klasycznych źródeł światła na półprzewodnikowe nie powinna powodować wzrostu ich potencjalnego negatywnego oddziaływania na środowisko. Jednakże zjawisko takie ma miejsce, i nowoczesne półprzewodnikowe oprawy oświetleniowe w znacznym stopniu zanieczyszczają światłem otoczenie. Ten negatywny efekt wynika z faktu stosowania przez projektantów opraw oświetleniowych klasycznych zasad ich projektowania, i nieuwzględniania faktu iż źródła światła typu LED mają inne parametry świetlne (SPDs, CCT, luminancja) niż klasyczne. Brakuje obecnie zaleceń projektowych, popartych badaniami naukowymi, umożliwiających wskazanie zasad którymi należny się kierować przy projektowaniu opraw oświetleniowych tak aby minimalizować/ograniczać pochodzące od nich zanieczyszczenie światłem. Nie istnieją opracowania naukowe dotyczące wymagań stawianych rozkładom widmowym lamp, dzięki którym minimalizowany będzie ich negatywny wpływ na oświetlane tereny zewnętrzne, przy równoczesnym zapewnieniu funkcji użytkowej i estetycznej oświetlanego terenu. Ponadto istotnym jest też opracowanie wymagań (popartych badaniami naukowymi) dotyczących krzywej światłości oprawy oświetleniowej ograniczającej jej negatywny wpływ na oświetlane tereny zewnętrzne, przy równoczesnym zachowaniu wymagań normatywnych stawianych oświetleniu terenów zewnętrznych. Współczesna literatura naukowa stwierdza jednie, że należy ograniczać światło emitowane w górną półprzestrzeń,. Tego typu podejście wynika z braku szeroko zakrojonych badań naukowych wskazujących na inne przyczyny zanieczyszczenia światłem otoczenia niż jedynie strumień świetlny wysyłany do góry lampy (UL). W literaturze przedmiotu istnieją fragmentaryczne prace wskazujące na inne niż UL czynniki wpływające na zanieczyszczenie świetlne. W szczególności brakuje kompleksowych prac wiążących badania wpływu konkretnego SPDs lampy i jej krzywej światłości na efekt zanieczyszczenia świetlnego oraz wskazania/opracowania metod minimalizacji tego efektu przy konkretnym SPDS i krzywej światłości.

Proponowany zakres (rozszerzony opis tematyki)

  1. Przegląd literatury dotyczącej metod kształtowania parametrów świetlno-technicznych opraw oświetleniowych, używanych do oświetlania terenów zewnętrznych, ze szczególnym uwzględnieniem rozkładu widmowego oraz krzywej światłości.
  2. Przegląd literatury dotyczącej negatywnego wpływu światła na środowisko, wraz ze wskazaniem istotnych z punktu widzenia tego efektu parametrów źródeł światła i opraw oświetleniowych.
  3. Analiza wymagań stawianych parametrom świetlno-technicznym opraw stosowanych do oświetlania terenów zewnętrznych.
  4. Przedstawienie celu i tezy rozprawy doktorskiej.
  5. Opracowanie wymagań dotyczących rozkładów widmowych lamp minimalizujących ich negatywny wpływ na oświetlane tereny zewnętrzne
    i zapewniających zachowanie funkcji użytkowej i estetycznej oświetlanego terenu.
  6. Opracowanie wymagań dotyczących krzywej światłości oprawy oświetleniowej ograniczającej jej negatywny wpływ na oświetlane tereny zewnętrzne i równocześnie zapewniającej spełnienie wymagań stawianych oświetleniu terenów zewnętrznych.
  7. Opracowanie i wykonanie zestawu źródeł LED zapewniającego pożądany dla tej aplikacji rozkład widmowy emitowanego światła.
  8. Modelowanie elementu kształtującego rozsył strumienia świetlnego LED-owej oprawy oświetleniowej zapewniającej ograniczenie zanieczyszczania światłem terenów zewnętrznych.
  9. Analiza uzyskanych wyników modelownia i pomiarów.
  10. Podsumowanie.

Autor tematyki: dr hab. inż. Adam Idźkowski, prof. PB:   857469394,   a.idzkowski [at] pb.edu.pl

Zakres rozprawy doktorskiej

Efektywność energetyczną budynku w dłuższym przedziale czasu można poprawić przez zastosowanie inteligentnego systemu automatyki. Służy on do monitorowania temperatury i sterowania wybranymi urządzeniami HVAC przy założeniu, że przebywający tam ludzie nie odczują pogorszenia komfortu cieplnego w pomieszczeniach. Problemem do rozwiązania będzie odpowiedź na pytanie jakie sterowanie HVAC zapewni optymalne warunki mieszkańcom domów jednorodzinnych jak najmniejszym kosztem eksploatacji. Przeprowadzone w ramach rozprawy badania mają na celu udoskonalenie inteligentnego systemu ogrzewania budynku, które spowoduje, że obiekt za pomocą czujników samodzielnie się kontroluje. Systemy techniczne zatem samodzielnie się regulują, a dzięki zaimplementowanemu algorytmowi (uczenia maszynowego) wykonują określone nastawy. Wszystkie te zadania muszą być wykonywane bez wyraźnego zaprogramowania lub bez ingerencji użytkownika. Istotne jest zatem wybieranie najbardziej odpowiedniego modelu porównawczego spośród zestawu dostępnych ogólnych modeli w sposób ciągły (lub okresowy) oraz aktualizowane parametrów tego modelu poprzez uczenie się na podstawie zmian (lub ulepszanie go o nowe dane). Rozwój takich systemów wpisuje się w aktualne trendy badań naukowych. Rozprawę można podzielić na dwie części: pierwszą – poświęconą predykcji zapotrzebowania budynku na energię cieplną, drugą – poświęconą optymalizacji dystrybucji energii przez różne obwody grzewcze
w celu poprawy efektywności energetycznej. Opomiarowanie budynku może być zrealizowane
z automatycznym odczytem. Czujniki i liczniki energii mogą być połączone ze sobą w sieć aby synchronizować ich odczyt i przesłać dane do bramki, która następnie wyśle je na serwer.

Proponowany zakres (rozszerzony opis tematyki)

  1. Przegląd opracowań dotyczących modelowania zapotrzebowania na energię cieplną budynków oraz wpływu sterowania, automatyki i zarządzania instalacjami technologicznymi na poprawę efektywności energetycznej.
  2. Przegląd metod inteligentnego sterowania ogrzewaniem, wentylacją i klimatyzacją w budynkach.
  3. Metodyka obliczania zapotrzebowania na energię cieplną do ogrzewania budynków, optymalizacja zużycia energii elektrycznej.
  4. Opracowanie systemu opomiarowania i gromadzenia danych dla budynku z zainstalowaną m.in. pompą ciepła.
  5. Zastosowanie technik uczenia maszynowego, analiza porównawcza różnych algorytmów i ocena jakości prognoz zużycia energii tymi metodami.
  6. Wnioski końcowe.

Autor tematyki: dr hab. inż. Marcin Kochanowicz, prof. PB:   85 746 9437,   m.kochanowicz [at] pb.edu.pl

Zakres rozprawy doktorskiej

W ramach pracy planowane jest opracowanie konstrukcji i wytworzenie światłowodu wielordzeniowego domieszkowanego jonami pierwiastków ziem rzadkich charakteryzującego się szerokopasmową emisją w zakresie bliskiej podczerwieni. Przeprowadzone zostaną prace eksperymentalne nad doborem szkieł oraz stężeń domieszek aktywnych, jak również samej konstrukcji dwupłaszczowego światłowodu wielordzeniowego
w celu uzyskania ultra szerokiego pasma emisji powstałego na drodze superpozycji pasm luminescencji z poszczególnych rdzeni. Opracowany światłowodów zostanie scharakteryzowany pod katem jego aplikacji
w światłowodowych źródłach promieniowania. Praca ma charakter praktyczny.

Proponowany zakres (rozszerzony opis tematyki)

  1. Analiza stanu wiedzy dotyczącego światłowodów aktywnych o emisji promieniowania w zakresie bliskiej podczerwieni, w tym światłowodów wielordzeniowych.
  2. Dobór szkła rdzeniowego oraz analiza wpływu stężeń domieszek jonów pierwiastków ziem rzadkich oraz ich stosunków.
  3. Charakteryzacja światłowodu, w tym analiza wpływu konstrukcji światłowodu (liczba oraz położenie rdzeni) na właściwości spektroskopowe wytworzonego światłowodu.
  4. Wnioski.

Autor tematyki: dr hab. inż. Jacek Kusznier:   85 746 9426,   j.kusznier [at] pb.edu.pl

Zakres rozprawy doktorskiej

Zastosowanie rozwiązań BIPV pozwala na uproszczenie struktury budynku oraz wyeliminowanie budowania dodatkowych konstrukcji na elewacji lub dachu budynku w celu montażu na nich paneli PV. Panele PV spełniają w takim przypadku dodatkową funkcję elewacji lub pokrycia dachowego. Rozwiązanie takie poprawia również znacząco estetykę obiektów na których są montowane elektrownie PV. Może to jednak powodować pogorszenie warunków termicznych pracy takich układów poprzez podwyższenie temperatury paneli z uwagi na ograniczenie chłodzenia przez opływające panele powietrze. Zastosowanie instalacji hybrydowych BIPV-TEG umożliwia obniżenie temperatury pracy ogniw w szczególności w warunkach silnego nasłonecznienia wpływając na zwiększenie sprawności pracy ogniw PV oraz na pozyskanie dodatkowej energii za pośrednictwem generatorów termoelektrycznych zwiększając efektywność całego układu. Praca paneli PV w niższych temperaturach powinna pozwolić również na zmniejszenie szybkości starzenia paneli PV oraz podwyższenia ich sprawności w dłuższym okresie.

W ramach pracy doktorskiej planowane jest prowadzenie analizy i badań oraz modelowania

  1. Pracy paneli PV zintegrowanych z poszyciem dachowym i elewacją budynku (BIPV).
  2. Pracy generatorów termoelektrycznych (TEG) generujących dodatkową energię elektryczną z ciepła z paneli PV.
  3. Układów hybrydowych BIPV-TEG.
  4. Analiza możliwości poprawy sprawności konwersji promieniowania poprzez zastosowanie układów hybrydowych PV-TEG.

Autor tematyki: dr hab. inż. Jacek Kusznier:   85 746 9426,   j.kusznier [at] pb.edu.pl

Zakres rozprawy doktorskiej

Nowoczesne budynki zawierają często fasady lub poszycia dachowe wykonane ze szkła. Obiekty takie mogą powodować wysokie zanieczyszczenie światłem otoczenia. W chwili obecnej zanieczyszczenie światłem jest ważnym problemem, który nie został jeszcze w pełni rozwiązany. Rozwiązanie tego problemu powinno pozwolić na poprawienie efektywności energetycznej budynków oraz ograniczenie niekorzystnego oddziaływania zanieczyszczenia światłem na otoczenie. Regulację transparentności przegród szklanych w takich budynkach można uzyskać stosując technologie smart glass wykorzystujące film LCD o sterowanej polem elektrycznym transparentności. Elementem ograniczającym transparentność mogą być również panele BIPV bifacial typu szkło-szkło. Praca obejmie analizę, badania oraz modelowanie omawianych zagadnień z zastosowaniem technologii smart galss oraz BIPV.
W ramach pracy doktorskiej planowane jest prowadzenie analizy, badań oraz modelowania w zakresie:

  1. Zanieczyszczenia światłem w otoczeniu obiektów ze szklanymi fasadami lub poszyciem dachowym.
  2. Cieniowania wewnątrz budynku ze szklanymi fasadami lub poszyciem dachowym.
  3. Ograniczenia zanieczyszczenia światłem z zastosowaniem elementów typu smart glass w otoczeniu obiektów ze szklanymi fasadami lub poszyciem dachowym.
  4. Cieniowania wewnątrz budynku z zastosowaniem elementów typu smart glass w otoczeniu obiektów ze szklanymi fasadami lub poszyciem dachowym.

Autorka tematyki: dr hab. inż. Renata Markowska, prof. PB:   85 746 93 56,   r.markowska [at] pb.edu.pl

Zakres rozprawy doktorskiej

  1. Przegląd literatury dotyczącej zjawisk elektromagnetycznych zachodzących w urządzeniach piorunochronnych, właściwości udarowych komponentów urządzeń piorunochronnych i układów izolacyjnych oraz metod badania tych zjawisk i właściwości.
  2. Modelowanie i symulacja zagrożeń związanych z rozwojem przeskoków napięciowych (przebiciem izolacji) w miejscach zbliżeń komponentów urządzenia piorunochronnego do innych instalacji przewodzących.
  3. Badania eksperymentalne wytrzymałości udarowej układów izolacyjnych tworzonych przez odstępy powietrzne, materiały dielektryczne oraz elementy instalacji i konstrukcji budowlanych.
  4. Weryfikacja eksperymentalna wyników obliczeń, porównanie wyników badań eksperymentalnych z wynikami prezentowanymi w literaturze.
  5. Opracowanie uproszczonych, inżynierskich metod szacowania odstępów izolacyjnych do celów ochrony odgromowej w obiektach budowlanych.
  6. Podsumowanie i wnioski.

Autor tematyki: dr hab. inż. Piotr Miluski, prof. PB:    85 746 9406,   p.miluski [at] pb.edu.pl

Zakres rozprawy doktorskiej

W ramach pracy planowane jest opracowanie nowych materiałów funkcjonalnych (luminescencyjnych, fotochromowych, termochromowych) o właściwościach fizycznych umożliwiających wytwarzanie cienkich warstw optycznych metodą rozwirowania. Planowana analiza teoretyczna i prace eksperymentalne prowadzone będą przy założeniu możliwości ich wykorzystania w optoelektronicznych czujnikach planarnych. Praca ma charakter teoretyczno-praktyczny. W ramach pracy doktorskiej planowane jest prowadzenie analizy, badań oraz modelowania w zakresie:

  1. Przegląd aktualnego stanu wiedzy z zakresu tematyki pracy.
  2. Przegląd wykorzystywanych związków funkcjonalnych do domieszkowania polimerów optycznych.
  3. Opracowanie metody wytworzenia optycznych struktur pomiarowych z wykorzystaniem wybranych grup związków optycznie aktywnych.
  4. Charakteryzacja właściwości optycznych wytworzonych materiałów i struktur czujnikowych.
  5. Wnioski.

Autor tematyki: dr hab. inż. Piotr Miluski, prof. PB:  85 746 9406,   p.miluski [at] pb.edu.pl

Zakres rozprawy doktorskiej

W ramach pracy planowane jest opracowanie nowych konstrukcji optycznych falowodów polimerowych do zastosowań w technice światłowodowej. Planowane prace badawcze i eksperymentalne prowadzone będą przy wykorzystaniu technologii drukowania
z wykorzystaniem nowych polimerów optycznych. Zaprojektowane konstrukcje zostaną wykonane
i poddane charakteryzacji ich właściwości. Praca ma charakter teoretyczno-praktyczny.

Zakres pracy:

  1. Przegląd aktualnego stanu wiedzy z zakresu możliwości wykorzystania technologii drukowania do wytwarzania struktur optycznych.
  2. Przegląd wykorzystywanych materiałów i związków funkcjonalnych do modyfikacji właściwości materiałów polimerowych.
  3. Opracowanie metody wytworzenia optycznych struktur falowodowych opartych o wybrane polimery optyczne.
  4. Pomiary właściwości fizycznych i optycznych wytworzonych struktur polimerowych.
  5. Wnioski.

Autor tematyki: dr hab. inż. Arkadiusz Mystkowski, prof. PB:   571 443 058,   a.mystkowski [at] pb.edu.pl

Zakres rozprawy doktorskiej

Celem pracy jest opracowanie algorytmów wykorzystujących sieci neuronowe do optymalizacji parametrów iteracyjnego algorytmu uczenia się zastosowanego do pozycjonowania efektora manipulatora. Zadaniem opracowanych algorytmów jest zapewnienie wysokiej dokładności pozycjonowania i śledzenia trajektorii referencyjnej manipulatora. Praca obejmuje badania algorytmów sterowania, ich syntezę i analizę. Wybrane algorytmy zostaną przebadane symulacyjne w środowisku Matlab/Simulink,
a następnie zweryfikowane eksperymentalnie na stanowisku badawczym składającym się manipulatora przemysłowego.

Zakres pracy:

  1. Badanie wybranych metod sterowania z uczeniem iteracyjnym oraz sieci neuronowych pod kątem poprawy parametrów pracy manipulatora przemysłowego.
  2. Opracowanie efektywnego algorytmu z uczeniem iteracyjnym minimalizującym błąd trajektorii ruchu efektora manipulatora,
  3. Opracowanie symulatora ruchu manipulatora z uczeniem iteracyjnym.
  4. Weryfikacja eksperymentalna i analiza jakości sterowania.

Autor tematyki: dr hab. inż. Arkadiusz Mystkowski, prof. PB:   571 443 058,   a.mystkowski [at] pb.edu.pl

Zakres rozprawy doktorskiej

Celem pracy jest opracowanie systemu diagnostycznego maszyny wirnikowej zdolnego do identyfikowania i wykrywania symptomów uszkodzeń jego elementów z wykorzystaniem wybranych metod sztucznej inteligencji. W skład budowy systemu wchodzi układ pomiarowy drgań, system obróbki sygnałów mierzonych, mikroprocesorowy układ realizacji algorytmów rozpoznawania uszkodzeń, układ komunikacji bezprzewodowej oraz aplikacja z interfejsem użytkownika. W ramach pracy będą badane różne algorytmy sztucznej inteligencji pod kątem efektywności działania. Wybrane algorytmy zostaną przebadane w oprogramowaniu symulacyjnym, a następnie zweryfikowane eksperymentalnie na stanowisku badawczym.

Zakres pracy:

  1. Badanie wybranych metod sztucznej inteligencji pod kątem monitorowania stanu technicznego maszyny wirnikowej, rozpoznawania i wykrywania symptomów zużycia/uszkodzeń.
  2. Synteza algorytmów sztucznej inteligencji do diagnostyki wybranych uszkodzeń maszyny wirnikowej.
  3. Implementacja i analiza skuteczności działania algorytmów na przykładzie wybranej aplikacji maszyny wirnikowej.
  4. Ocena pracy układu pomiarowego, komunikacji oraz aplikacji z interfejsem użytkownika.

Autor tematyki: prof. dr hab. inż. Andrzej Sikorski:   571 443 170,   a.sikorski [at] pb.edu.pl

Zakres rozprawy doktorskiej

  1. Przegląd literatury.
  2. Wybór topologii przekształtnika umożliwiającego pracę przy napięciu znamionowym UDC=3 kV z zastosowaniem elementów półprzewodnikowych na napięcie ok. 1200 V/1700V.
  3. Wybór koncepcji i opracowanie nieliniowej metody sterowania umożliwiającej m.i. sterowanie predykcyjne ze stabilizacją napięć w obwodzie DC.
  4. Opracowanie algorytmów sterowania umożliwiających minimalizację składowych CM napięcia wyjściowego przekształtnika.
  5. Badania symulacyjne potwierdzające przyjęte założenia oraz uwzględniające wpływ zaburzeń napięcia zasilającego i zmiany parametrów elementów biernych (L, C)  przekształtnika, na jakość sterowania.
  6. Budowa modelu przekształtnika wg. wybranej topologii spełniającej przyjęte założenia.
  7. Implementacja opracowanych algorytmów sterowania na platformie mikroprocesorowej.
  8. Wszechstronne badania laboratoryjne w stanach statycznych i dynamicznych potwierdzające spełnienie celów i tezy dysertacji.
  9. Wnioski.

Autor tematyki: dr hab. inż. Adam Sołbut, prof. PB:  85 746 9439,   a.solbut [at] pb.edu.pl

Zakres rozprawy doktorskiej

Celem pracy jest analiza możliwości wykorzystania oryginalnych metod filtracji sygnałów diagnostycznych takich jak moc chwilowa i inne wielkości dostępne
w algorytmach sterowania przekształtnikiem częstotliwości, jako narzędzia ułatwiającego ekstrakcję sygnałów wynikających z awarii silnika klatkowego sterowanego metodami opartymi na bezpośredniej regulacji momentem. Na podstawie przebiegu wybranych sygnałów zostaną opracowane algorytmy diagnostyczne układu napędowego wbudowane
w proces sterowania przekształtnikiem.

Zakres pracy:

  1. Analiza wpływu niesymetrii wewnętrznych silnika klatkowego na pracę układu napędowego sterowanego metodami bezpośredniej regulacji momentem.
  2. Analiza wpływu parametrów regulatorów na wartości sygnałów diagnostycznych.
  3. Opracowanie algorytmów oceny stanu maszyny klatkowej w oparciu o sygnał mocy chwilowej i inne sygnały dostępne w algorytmach sterowania.
  4. Wykonanie badań symulacyjnych i laboratoryjnych układów napędowych z modelowanymi uszkodzeniami silnika klatkowego.

Autor tematyki: dr hab. inż. Adam Sołbut, prof. PB:    85 746 9439,   a.solbut [at] pb.edu.pl

Zakres rozprawy doktorskiej

Celem pracy jest opracowanie metod analizy pracy układu napędowego z przekształtnikiem częstotliwości oraz silnikiem klatkowym z uwzględnieniem nierównomiernej szczeliny powietrznej silnika (żłobkowanie stojana i wirnika) oraz nieliniowością obwodu magnetycznego silnika.

Zakres pracy:

  1. Opracowanie modelu polowo-obwodowego silnika klatkowego.
  2. Analiza pracy układu napędowego z silnikiem klatkowym sterowanym z przekształtników częstotliwości sterowanych metodami wektorowymi.
  3. Analiza wpływu nasycenia obwodu magnetycznego na pracę układu napędowego z silnikiem klatkowym i przekształtnikiem częstotliwości.
  4. Badania symulacyjne i laboratoryjne układów napędowych z uwzględnieniem nasycenia obwodu magnetycznego silnika klatkowego.

Autor tematyki: dr hab. inż. Ewa Świercz, prof. PB:   85 746 9441,   e.swiercz [at] pb.edu.pl

Zakres rozprawy doktorskiej

Automatyczna ekstrakcja cech jest wykorzystywana do rozpoznania obiektów zarówno w zobrazowaniu optycznym jak i w zobrazowaniu radarowym. Obraz z wykorzystaniem odwrotnej syntetycznej apertury (ang. ISAR – Inverse Syntethic Aperture) nie wygląda jak obraz z kamer wizyjnych, więc inny zbiór cech jest przedmiotem poszukiwań. W algorytmach komputerowego widzenia cechą jest na przykład kształt, rozmiar, orientacja, czy symetria. Cechami poszukiwanymi w zobrazowaniu ISAR może być ruch obiektu pokazujący przesunięcie źródeł rozpraszania fali elektromagnetycznej, może to być lokalizacja oscylujących źródeł rozpraszania, mogą to być parametry rotacji, czy też parametry wibracji obiektu. Celem pracy doktorskiej będzie poszukiwanie algorytmów pozwalających na wyodrębnienie istotnych cech w obrazach ISAR. Badania algorytmów będą przeprowadzone w środowisku Matlab. Obrazy ISAR mogą być pozyskane ze specjalistycznych baz danych oraz z modelu w badaniach własnych.

Zakres pracy:

  1. Estymacja wektora rotacji z wykorzystaniem czasowo-częstotliwościowej historii głównych punktów rozpraszania obiektu.
  2. Czasowo-częstotliwościowa ekstrakcja mikro-dopplerowskich cech pozwalających na identyfikację obiektów w zobrazowaniu ISAR.

Autor tematyki: dr hab. inż. Ewa Świercz, prof. PB:   85 746 9441,   e.swiercz [at] pb.edu.pl

Zakres rozprawy doktorskiej

W pracy będą prowadzone badania w kierunku poszukiwania najlepszego modelu widma sygnałów niestacjonarnych ukrytych w zakłóceniach. Takie sygnały niestacjonarne, spotykane między innymi w biologii, komunikacji bezprzewodowej, w mowie, w radarach, nie poddają się klasycznej analizie Fouriera. Ocena efektywnych estymatorów widma niestacjonarnego będzie odniesiona do teoretycznej wartości granicznej tj. kresu Cramera-Rao. Badania algorytmów będą przeprowadzone w środowisku Matlab. Sygnały do badań mogą być pozyskane w systemie SDR (ang. Software-Defined Radio).

Zakres pracy:

  1. Analiza liniowych przekształceń czas-częstotliwość (np. krótkookresowej transformacji Fouriera STFT) pozwalających na estymację zmian charakterystyki  częstotliwościowej w funkcji czasu, przy założeniu wielomianowej modulacji częstotliwości i przy założeniu niewielomianowych modeli modulacji częstotliwości.
  2. Analiza wieloliniowych przekształceń czas-częstotliwość przy założeniu wielomianowej modulacji częstotliwości.

Autor tematyki: dr hab. inż. Mirosław Świercz, prof. PB:   571 443 164,   m.swiercz [at] pb.edu.pl

Zakres rozprawy doktorskiej

Jednym z podejść, dających poprawę jakości sterowania złożonym, nieliniowym obiektem dynamicznym, jest modularyzacja, tj. podział złożonego zadania stawianego „globalnemu” układowi sterowania na zespół zadań lokalnych, rozwiązywanych za pomocą prostszych metod i modeli. Modularyzacja prowadzi do tworzenia struktur hierarchicznych, co najmniej dwuwarstwowych. Modularyzacja daje na ogół lepsze wskaźniki regulacyjne, większą odporność na szum w danych pomiarowych oraz uproszczenie metod syntezy i oceny układu sterowania. Stosuje się dwa podejścia do tworzenia modularnych neuronowych struktur sterowania układami dynamicznymi:
– kombinacja sieci, z których każda została zaprojektowana jako lokalny regulator w innym obszarze pracy lub przy innych parametrach sterowanego obiektu;
– dekompozycja problemu syntezy sterowania na odrębne podproblemy, z których każdy jest realizowany przez oddzielną sieć neuronową, zaś nadrzędny układ decyzyjny realizuje algorytm wyznaczania wartości sterującej.
Celem pracy jest skonstruowanie neuronowego, hierarchicznego układu sterowania dla wybranej klasy nieliniowych obiektów dynamicznych w obydwu w/w wariantach oraz opracowanie algorytmu działania górnej warstwy struktury modularnej. Zasadnicza część pracy będzie realizowana w środowisku symulacyjnym, wykorzystującym pakiet Matlab/Simulink. Przewidywana jest również weryfikacja działania opracowanych algorytmów sterowania na stanowisku laboratoryjnym, będącym w dyspozycji Katedry Automatyki i Robotyki.

Zakres pracy:

  1. Opracowanie metody dekompozycji problemu sterowania na lokalne zadania, optymalizujące wskaźniki sterowania procesem w określonych punktach/obszarach pracy obiektu sterowania.
  2. Synteza lokalnych regulatorów neuronowych, działających w określonych punktach/obszarach pracy obiektu sterowania i/lub w zadanych obszarach zmian parametrów obiektu sterowania.
  3. Opracowanie algorytmu decyzyjnego warstwy nadrzędnej -„miękkiej selekcji” wyjść lokalnych regulatorów neuronowych.
  4. Ocena efektywności opracowanego algorytmu działania warstwy nadrzędnej z metodą „twardej selekcji” (wyborem wyjścia lokalnego regulatora neuronowych, maksymalizującego zadaną funkcję kryterialną).

Autor tematyki: dr hab. inż. Mirosław Świercz, prof. PB:   571 443 164,   m.swiercz [at] pb.edu.pl

Zakres rozprawy doktorskiej

W przypadku syntezy układu sterowania, zmieniającego punkt pracy sterowanego nieliniowego obiektu dynamicznego, uzyskanie założonych wskaźników jakości sterowania jest możliwe poprzez adaptacyjną zmianę nastaw regulatorów konwencjonalnych (PID) lub zmianę parametrów innych regulatorów (inteligentnych, predykcyjnych, itp.). Jednym ze sposobów realizacji procedury adaptacji jest tzw. harmonogramowanie (szeregowanie) wzmocnień/nastaw regulatorów (ang. gain scheduling). W doborze parametrów regulatorów wykorzystuje się metodologię tzw. reżimów operacyjnych (ang. Operating regimes), tj. zbioru obszarów wokół zadanych punktów pracy układu regulacji, w których można zapewnić wymaganą dokładność modeli matematycznych układu, na podstawie których określa się optymalne nastawy regulatorów.
Celem rozprawy ma być opracowanie algorytmów harmonogramowania wzmocnień dla układów programowego sterowania wybranej klasy nieliniowych obiektów dynamicznych. Zasadnicza część pracy będzie realizowana w środowisku symulacyjnym, wykorzystującym pakiet Matlab/Simulink. Przewidywana jest również weryfikacja działania opracowanych algorytmów sterowania na stanowisku laboratoryjnym, będącym w dyspozycji Katedry Automatyki i Robotyki.

Zakres pracy:

  1. Opracowanie metodologii podziału obszaru pracy układu sterowania na reżimy operacyjne.
  2. Opracowanie modeli matematycznych reprezentujących obiekt w poszczególnych obszarach oraz algorytmów identyfikacji tych modeli (w trybie off-line i on-line).
  3. Opracowanie metodologii harmonogramowania wzmocnień, tj. przełączania układu sterowania na inne nastawy lub typ regulatora, działającego w danym obszarze operacyjnym.
  4. Weryfikacja i ocena działania opracowanych algorytmów.

Autor tematyki: dr hab. inż. Maciej Zajkowski, prof. PB:   85 746 9354,   m.zajkowski [at] pb.edu.pl

Zakres rozprawy doktorskiej

Celem pracy jest opracowanie systemu oświetleniowego realizującego oświetlenie dopasowane do czułości chlorofilu wybranych upraw z wykorzystaniem półprzewodnikowych źródeł światła (SSL), w konfiguracji wertykalnej przeznaczonej do lokalizowania upraw w zamkniętych przestrzeniach magazynowych. Planowane jest opracowanie układu optycznego o zmiennym przestrzennym rozsyle promieniowania oraz zmiennym widmie emitowanym w zakresie UV-VIS-IR. Zakłada się wykorzystanie scalonych przetworników obrazu do oceny wybarwienia oświetlanych upraw i dopasowania promieniowania do stanu wegetacji oraz sterowania klimatem. Efektem badań będzie wielokryterialna metoda doboru parametrów elektro-optycznych opraw, na podstawie analizy obrazowej i detekcji spektrofotmetrycznej, wykorzystująca uczenie maszynowe. Przewiduje się współpracę z biologami w celu oceny efektu wzrostu i jakości oświetlanych upraw.

Zakres pracy:

  1. Analiza stanu wiedzy dotyczącego wpływu promieniowania UV-VIS-IR na proces fotosyntezy.
  2. Przegląd metod obrazowania z wykorzystaniem scalonych przetworników sygnałów wizyjnych.
  3. Opracowanie modelu układu detekcyjnego opartego na scalonych przetwornikach obrazu do oceny procesu fotosyntezy wybranych roślin.
  4. Przeprowadzenie badań biologicznych oraz spektrofotmetrycznych i agregacja danych pomiarowych.
  5. Modelowanie rozkładów widmowych oraz przestrzennego rozsyłu strumienia świetlnego oprawy oświetlającej wybrane uprawy wertykalne.
  6. Opracowanie wielokryterialnej metody doboru parametrów elektrooptycznych oprawy oświetleniowej, poprzez wykorzystanie scalonych przetworników obrazu, w celu stymulacji procesu fotosyntezy, z wykorzystaniem uczenia maszynowego.
  7. Analiza uzyskanych wyników i modelowania.

Zobacz tematyki i zakresy rozpraw doktorskich w pozostałych dyscyplinach