Járműirányítási rendszerek elmélete

A tantárgy angol neve: Theory of Vehicle Control Systems

Adatlap utolsó módosítása: 2010. március 18.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Mérnök informatikus szak, MSc képzés

Villamosmérnöki szak, MSc képzés

Járműirányító rendszerek mellékszakirány

Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VIIIM271 2 2/1/0/v 4  
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Lantos Béla,
4. A tantárgy előadója

Dr. Lantos Béla egyetemi tanár

Dr. Kiss Bálint egyetemi docens

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Szabályozástechnika
6. Előtanulmányi rend
Kötelező:
NEM ( TárgyEredmény( "BMEVIIIMA13" , "jegy" , _ ) >= 2
VAGY
TárgyEredmény("BMEVIIIMA13", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0
VAGY
TárgyEredmény( "BMEVITMMA10" , "jegy" , _ ) >= 2
VAGY
TárgyEredmény("BMEVITMMA10", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0)

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

A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

Ajánlott:
-
7. A tantárgy célkitűzése

A tárgy célja, hogy a hagyományos, illetve autonóm földi, légi és vízi járművek irányításában felhasználható korszerű ismereteket és módszertant ismerjenek meg a hallgatók. További cél, hogy a hallgatók elsajátítsanak egyes, a szakirodalomban gyakran és kitüntetett módon vizsgált és jól általánosítható járműmodellezési technikákat, ismerjék meg az irányításhoz felhasznált érzékelők és beavatkozó szervek modelljeit, valamint az alkalmazható irányítási stratégiákat.

A tárgyat sikeresen abszolváló hallgatók 1) képesek hagyományos, illetve autonóm földi, légi és vízi járművek és azok részegységeinek matematikai modellezésére; 2) ismerik a járművekben leggyakrabban használt szenzorrendszerek és beavatkozó szervek működését és modelljeiket; 3) képesek irányítási algoritmusok fejlesztésére különböző járművek és alrendszereik esetén; 4) készségszinten birtokolnak minden olyan fogalmi ismeretet, amelyek lehetővé teszik a terület legújabban publikált eredményeinek hatékony feldolgozását és ismereteik további bővítését.

8. A tantárgy részletes tematikája

13 tényleges oktatási hét: 26 előadási + 13 tantermi gyakorlati óra. A gyakorlatok az elméleti előadás módszereit alkalmazási példák keretében mutatják be. Az előadások tematikája:

  1. Földi, légi és vízi járművek kinematikai és dinamikus modelljei. Négykerekű járművek kinematikai modelljei.

     

  2. Nem mérhető állapotok becslése differenciális GPS, giroszkóp és gyorsulásérzékelők jeleinek bevonásával (kiterjesztett Kalman-szűrő, passzivitás elvű megfigyelő), kvaterniós technikák a pozíció és orientáció meghatározására.

     

  3. Környezeti hatások állapotbecslése (szél, hullámzás, áramlás).

     

  4. Korszerű szabályozási módszerek (nemlineáris PID szabályozás, gyorsulásirányítás, stabilizálás és adaptív irányítás visszalépéses technikával).

     

  5. Pályatervezés kinematikai modellekhez, a pályamenti stabilitás biztosítása nemlineáris dinamikus állapotvisszacsatolással.

     

  6. Járművek optimális prediktív irányítása. Prediktív irányítás állapottérben, korlátozások figyelembevétele, a nemlineáris programozási feladat megoldási módszerei.

     

  7. Hagyományos gépjárművek korszerű irányítási módszerei (steer-by-wire kormányzás, automatikus manővervégrehajtás, akadályelkerülés és parkolás).

     

  8. Négyrotoros helikopter irányítási módszerei. Stabilizálás visszalépéses technikával, decentralizált irányítási módszerek.

     

  9. A gyors prototípus szabályozótervezés korszerű hardver és szoftver eszközei (Matlab-dSPACE RTI, National Instruments LabView, Matlab – Quanser fejlesztői környezetek jellemzői, használatuk).

     

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) A tárgy előadásból és az előadás anyagát illusztráló gyakorlatokból áll.
10. Követelmények 1 zárthelyi a szorgalmi időszakban. Az aláírás feltétele legalább elégséges zárthelyi osztályzat. Eredménye 20% arányban beszámít a vizsgajegybe.
11. Pótlási lehetőségek

A zárthelyi a szorgalmi időszakban vagy a pótlási héten pótolható. 

12. Konzultációs lehetőségek Zárthelyi és vizsga előtti héten hallgatói igény szerint.
13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

Lantos B.: Irányító rendszerek elmélete és tervezése II. Akadémiai Kiadó, 2003 (II.)

Kienke U.-Nielsen L.: Automotive Control Systems. For Engine, Driveline, and Vehicle. Springer, 2000.

Fossen, T.I.: Marine Control Systems. Marine Cybernetics Publisher, 2002

Stevens B.L.-Lewis F.L.: Aircraft Control and Simulation. Wiley, 1992.

Chahl, J.S.-Jain, L.C.-Mizutani, A.-Illic, A.S.: Innivations in Intelligent Machines 1. Studies in Computational Intelligence Vol. 70, Springer, 2007.

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
Kontakt óra42
Félévközi készülés órákra15
Felkészülés zárthelyire15
Házi feladat elkészítése 
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása 
Vizsgafelkészülés48
Összesen120
15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

Dr. Lantos Béla egyetemi tanár

Dr. Kiss Bálint egyetemi docens