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

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Predikciós algoritmusok

    A tantárgy angol neve: Predictive Algorithms

    Adatlap utolsó módosítása: 2006. július 1.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Villamosmérnöki Szak

    Műszaki Informatika Szak

    Doktorandusz képzésbeli választható tárgy

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIAUD008   3/1/0/v 5 1/1
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Bars Ruth, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék
    4. A tantárgy előadója

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr. Bars Ruth

    Egyetemi docens

    Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék, BME

    Dr. Haber Róbert

    Professzor

    Fachbereich Anlagen und Verfahrenstechnik, Fachhochschule Köln

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

    Szabályozástechnika, matematikai alapok

    6. Előtanulmányi rend
    Ajánlott:

    Jelek és rendszerek, Szabályozástechnika

    7. A tantárgy célkitűzése

    A számítógépes folyamatirányításban egyre nagyobb tért nyernek a predikciós irányítási algoritmusok. A tárgy ismerteti a predikciós irányítások alapjait, megadja kapcsolatukat az optimális irányítási algoritmusokkal. Tárgyalja alkalmazásukat lineáris és nemlinearis modellekre. Bemutatja a hangoló paraméterek hatását az irányítás működésére. Matlab-Simulink környezetben szimulációs példákon szemlélteti az algoritmusok hatékonyságát.

    8. A tantárgy részletes tematikája

    Elméleti anyag:

    7.1. A szabályozásokkal szemben támasztott minőségi követelmények. Irányítási struktúrák. Irányítási algoritmusok. A korlátozások kezelése. Robusztusság. Adaptív szabályozások.

    7.2 A predikciós irányítás elve. A költségfüggvény. Csúsztatott horizontú stratégia. A hangoló paraméterek és hatásuk. A predikciós irányítás és az LQ irányítás kapcsolata.

    7.3 Folyamatmodellek. Fizikai modellek és paramétereik meghatározása.

    7.4 Lineáris nemparametrikus és parametrikus modellek. Predikciós transzformáció.

    7.5 Predikciós irányítási algoritmusok lineáris szakaszok irányítására. A GPC generalized predictive control) és tulajdonságai.

    7.6 Adaptiv predikciós irányítás.

    7.7 A nemlineáris folyamatmodellek néhány osztálya. (Wiener modell, Hammerstein modell, Volterra modell, bilineáris modell, stb.) Predikciós transzformáció.

    7.8 Nemlineáris predikciós algoritmusok.

    7.9 A korlátozások kezelése.

    7.10 Esettanulmányok (kéttartályos modell, pH folyamat, DC motor modelljének predikciós irányítása).

    7.11 Ipari alkalmazások.

    Számítógépes laboratóriumi gyakorlatok:

    A gyakorlatok a Matlab-Simulink szoftvert alkalmazzák.

    1. gyakorlat. Irányítási struktúrák, irányítási algoritmusok viselkedésének vizsgálata.
    2. gyakorlat. Rendszermodellezés. Egy kéttartályos rendszer, DC motor, stb. Simulink modelljének megépítése.
    3. gyakorlat. Rendszeridentifikációs gyakorlat. Lineáris és linearizált nemlineáris rendszer modelljének LS legkisebb négyzetes algoritmussal történő identifikációja.
    4. gyakorlat. GPC irányítás. A hangoló paraméterek hatásának vizsgálata.
    5. gyakorlat. Adaptiv PID szabályozás.
    6. gyakorlat. Adaptiv GPC.
    7. gyakorlat. MIMO GPC vizsgálata.
    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

    A tantárgy előadásait kéthetenként számítógépes laboratóriumi gyakorlatok egészítik ki.

    10. Követelmények
    1. A szorgalmi időszakban: A számítógépes laboratóriumi gyakorlatok elvégzése. A vizsgaidőszakban: Vizsga, amely tesztből és feladatmegoldásból áll. A vizsgán a Matlab-Simulink program használható.

    c. Elővizsga: egy alkalom a félév végén.

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    Az előadások kézirata, a gyakorlatok leírása, ajánlott irodalom.

    Ajánlott irodalom:

    Clarke, Mohtadi, Tuffs (1987). Generalized predictive control (2 parts). Automatica, Vol. 23, No.2, pp. 137-160.

    E.F. Camacho, C. Bordons: Model predictive control in the process industry. Springer, 1995, 1999.

    J. M.M. Sanchez, J. Rodellar: Adaptive predictive control. Prentice Hall, 1996.

    Válogatott cikkgyűjtemény.

    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    dr. Bars Ruth

    docens

    Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék, BME

    dr. Haber Robert

    professzor

    Fachbereich Anlagen und Verfahrenstechnik, Fachhochschule Köln