Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Szabályozástechnika

    A tantárgy angol neve: Control Engineering

    Adatlap utolsó módosítása: 2009. február 6.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar
    Budapesti Műszaki és

     

    Gazdaságtudományi Egyetem

     

    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

     

    Mérnök-informatikus Szak

     

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIAUA309   3/1/0/f 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Keviczky László, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék
    4. A tantárgy előadója Dr. Keviczky László egyetemi tanár, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék
    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Jelek és rendszerek
    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    TárgyEredmény( ahol a TárgyKód = "BMEVIHVA214", ahol a Típus = "JEGY", ahol a Ciklus = tetszőleges, ahol a KépzésKód = tetszőleges) >= 2
    VAGY
    TargyEredmeny( "BMEVIHVAB00" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény( ahol a TárgyKód = "BMEVIEV2217", ahol a Típus = "JEGY", ahol a Ciklus = tetszőleges, ahol a KépzésKód = tetszőleges) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény( "BMEVIEV2239" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény( "BMEVIEV2214" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény( "BMEVIEV2501" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény( "BMEVIEVF508" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY
    TargyEredmeny("BMEVIEV2821", "JEGY", _) >= 2
    VAGY
    KépzésLétezik( ahol a KépzésKód = "5N-08S")
    VAGY
    EgyenCsoportTagja("Brazil 2015-16-1_erk")

    A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

    A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

    Ajánlott:

    Kötelező előtanulmányi rend:

    Neptun-kód: VIHVA214           Cím: Jelek és rendszerek

    7. A tantárgy célkitűzése

    A technológiai, élettani, gazdasági és környezeti folyamatok irányítása a mérnöki tevékenységek fontos, széleskörű ismereteket, absztrakciós és alkalmazói képességeket egyaránt igénylő feladatai közé tartozik. A tárgy az irányítástechnika alapjaival, szabályozási rendszerek működési elveivel, analízisével, szintézisével, valamint a számítógépes támogatás nyújtotta eszközök alkalmazástechnikájával ismerteti meg a hallgatókat, miközben alapvető mérnök informatikusi szemléletformáló szerepet tölt be. Felkészít az analóg és digitális szabályozási körök vizsgálatára, a különböző műszaki informatikai alkalmazásokban, valósidejű beágyazott rendszerekben megjelenő leggyakoribb szabályozási feladatok megértésére és megoldására, irányítástechnikai szoftver rendszerek, gyors prototípusok fejlesztésére, valamint a további speciálisabb ismeretbővítésre a szakirányú képzések keretében.

    8. A tantárgy részletes tematikája Folyamatok modellezése és rendszertechnikai leírása: Nemlineáris rendszerek egyensúlyi helyzete, linearizálás. Dinamikus rendszerek állapotegyenlete, a tranziensek számítása. Átviteli függvény, pólus és zérushely, frekvenciafüggvény, Nyquist és Bode diagram.

     

    Szabályozástechnikai alapfogalmak: Az irányítás, szabályozás és vezérlés fogalma. Blokk-diagram algebra, hatásvázlat átalakítások. Értéktartó és követő szabályozások, a negatív visszacsatolás szerepe. A beavatkozó szervekkel és érzékelőkkel szemben támasztott elvárások, szabványos jeltartományok. Szabályozási körök minőségi jellemzői. Stabilitás kritériumok. A gyökhelygörbe fogalma és alkalmazása.

     

    Általános algebrai (polinomiális) tervezési módszerek: A Youla parametrizálás. Közelítő inverzek. Stabilis és labilis folyamatok szabályozása. A Diofantoszi egyenlet alkalmazása. Két szabadságfokú szabályozási struktúrák különböző fajtái (IMC: internal model control).

     

    Folytonosidejű szabályozási rendszerek tervezése: Zárt szabályozási kör, felnyitott kör, körerősítés, típusszám. A PID szabályozó. Szabályozóbeállítás tervezése előírt statikus pontosság és fázistöbblet esetén. Holtidős rendszer szabályozása. Szabályozási körök robusztussági vizsgálata, érzékenységi függvények. Korlátozások hatása és kezelése.

     

    Mintavételes szabályozási rendszerek: Shannon-féle mintavételi törvény, tartószervek. Az impulzusátviteli függvény. Tipikus tagok impulzusátviteli függvényei, pólus-zérus konfigurációi. Mintavételes PID algoritmusok. Diszkrétidejű szabályozás tervezése folytonosidejű módszerekkel. Korlátozások kezelése.

     

    Szabályozási rendszerek az állapottérben: Irányíthatóság és megfigyelhetőség. Pólusáthelyezés állapotvisszacsatolással, állapotmegfigyelő tervezése folytonos és diszkrét időben. Az ekvivalens zárt szabályozási kör és tulajdonságai. Kétlépcsős tervezés.

     

    Kitekintés: Folyamat identifikáció; optimális és robusztus tervezés; adaptiv szabályozás.

     

    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) A tárgy előadásokból (heti 3 óra) és hat gyakorlatból (kéthetente 2 óra) áll. A gyakorlatokon számítógép, a MATLAB™ (Control System Toolbox™) felhasználásával tipikus szabályozástechnikai analízis és tervezési alkalmazott feladatok megoldására kerül sor.

     

    10. Követelmények

    a.       A szorgalmi időszakban:  1. zárthelyi                                          (30 pont)

                                                      2. zárthelyi                                        (30 pont)

                                                      3. Ellenörző matlab gyakorlat            (30 pont)

                                                      feladat                                              (10 pont)

              A félév elfogadásához minimum 50 pontot kell elérni úgy, hogy mindegyik részből legalább 40%-ot kell teljesíteni.

     

              Legalább 4 gyakorlaton kell részt venni (az ellenörző gyakorlatot beleértve).

             

    Az 1. és a 2. zárthelyin az elméleti anyagot és annak alkalmazását kérjük számon.

    Az ellenörző matlab gyakorlatot a 6. gyakorlaton tartjuk meg. Matlab segédlettel kell tervezési feladatokat megoldani.

    A házi feladat szabályozási feladatok önálló megoldását foglalja magában.

             

    Akinek elmúlt félévekből van aláírása, annak nem kötelező a gyakorlatokon részt vennie. A korábbi eredményekből csak a házi feladatot fogadjuk el. Mindkét zárthelyit meg kell írnia és az ellenörző matlab gyakorlaton részt kell vennie és a feladatokat meg kell oldania.

     

    b.       A vizsgaidőszakban: -

             c.              Elővizsga: -

     

    11. Pótlási lehetőségek

    A házi feladat a pótlási hét végéig adható le késedelmesen.

    Mindkét zárthelyi egyszer pótolható.

    A matlab gyakorlat egy alkalommal pótolható.

     

    12. Konzultációs lehetőségek

    A félév során kiírt időpontokban.

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    Keviczky, Bars, Hetthéssy, Barta, Bányász: Szabályozástechnika, Műegyetemi Kiadó, 2007, javított kiadás. 55079.

    Hetthéssy, Bars, Barta: Szabályozástechnika, MATLAB gyakorlatok. Műegyetemi Kiadó, 2006. 55080.

     

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra56
    Félévközi készülés órákra6
    Felkészülés zárthelyire26
    Házi feladat elkészítése16
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása16
    Vizsgafelkészülés --
    Összesen120
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Dr. Keviczky László egyetemi tanár, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék