A kötelező előtanulmányi rend az adott szak honlapján és képzési programjában található.

1. Alapfogalmak. Sokaságok, vektormezők, kovektormezők, műveletek vektormezőkkel (Lie derivált, Lie zárójel) disztribúciók, involutivitás, Frobenius tétele, részsokaságok, Lie algebra, nilpotencia, Cambell-Baker-Haussdorff formula, Philip Hall bázisok és koordináták. A fogalmak geometriai interpretációja és illusztrálása, a számítások szimbolikus elvégzsének eszközei, példák. (3 hét)
2. Nemlineáris dinamikus rendszerek osztályozásai. Sodrásos és sodrásmentes rendszerek, rétegezett rendszerek, passzív rendszerek példák. Kapcsolat a lineáris rendszerekkel. Analízis: irányíthatóság és megfigyelhetőség, stabilitás, relatív fokszám és relatív fokszám vektor. (1,5 hét)
3. Ekvivalencia lineáris rendszerekkel, Lie-Backlund ekvivalencia. Linearizálás állapot-visszacsatolással, egy bemenetű és több bemenetű rendszerek esetében (flat rendszerek osztálya), a linearizálhatóség szükséges és elégséges feltételei, példák (robotikai alkalmazások, alulirányított mechatronikai rendszerek). (1,5 hét)
4. Pályatervezés sodrásmentes rendszerek (mobilis robotok) esetében. Pályatervezés szakaszosan konstans bemenetekkel (Lafferriere-Sussmann algoritmus), pályatervezés nagyfrekvenciás bemenetekkel (Sussmann-Liu algoritmus), pályatervezés periodikus bemenetekkel (Murray-Sastry algoritmus), kapcsolat az optimális irányításokkal. (3 hét)
5. Pályatervezés sodrásos és rétegezett rendszerek (például lépegető robotok) esetében. Pályatervezés a flat kimenet változóiban (példa: tehermozgató berendezések, daruk irányítása), pályatervezés sztochasztikus kereséssel. (2 hét)
6. Pályakövetés. Linearizáló állapot-visszacsatoláson és Ljapunov módszerén alapuló technikák bemutatása egyes rendszerosztályokra és példarendszerekre. (1 hét)
7. Esettanulmány 1. Pályatervezési algoritmusok vizsgálata Matlab-Simulink környezetben a szimbolikus toolbox használatával (1 hét)
8. Esettanulmány 2. Pályatervezési és szabályozási algoritmusok implementálása gyors prototípustervező eszközökkel. Irányítandó szakasz: invertált inga és/vagy hullámhajtómű. (1 hét)

Szorgalmi időszakban: 1 db házi feladat (beadási határidő: 12. oktatási hét). A házi feladat beadása személyesen történik a kiadott feladat megoldásának előadás formájában történő ismertetésével és a megoldás írásos dokumentációjának feltöltésével a tanszék Oktatási Portáljára. Amennyiben szükséges, a dokumentáció részét képezhetik a szükséges programkódok is.

Vizsgaidőszakban: vizsga (a vizsgakérdések felsorolása a tárgy honlapján a hallgatók rendelkezésre áll)

Alberto Isidori. Nonlinear Control Systems. Third Edition. Springer 1995.

A.M. Bloch. Nonholonomic Mechanics and Control. Springer 2003.

Shankar Sastry. Nonlinear systems. Analysis, Stability, and Control. Springer 1999.