Tantárgy adatlapja

Tárgy neve: Computer Controlled Systems
Tárgy kódja: P-ITJEL-0042
Óraszám: N: 2/2/0, L: 0/0/0
Kreditérték: 5
Az oktatás nyelve: angol
Követelmény típus: Kollokvium
Felelős kar: ITK
Felelős szervezeti egység: Pázmány Péter Katolikus Egyetem Információs Technológiai és Bionikai Kar
Tárgyfelelős oktató: Dr. Szederkényi Gábor
Tárgyleírás:

Tantárgy neve:Computer Controlled Systems
P-ITJEL-0042
Tárgyfelelős:Szederkényi Gábor
Tantárgy oktatója:Szederkényi Gábor
A tantárgy céljának rövid ismertetése:A kurzus célja, hogy bemutassa a hallgatóknak a lineáris dinamikus rendszerek analízisében és tervezésében használt alapvető fogalmakat és matematikai eszközöket. A hallgatók megtanulják, hogyan írhatnak le (fizikai) rendszereket differenciálegyenletek és állapottér-reprezentációk segítségével, valamint hogyan vizsgálhatják a rendszer viselkedését mind idő-, mind frekvenciatartományban. A kurzus célja, hogy megértsék az alapvető rendszertulajdonságokat (pl. irányíthatóság, megfigyelhetőség, stabilitás), amelyek elengedhetetlenek a modern mérnöki alkalmazásokhoz. Ezenkívül a hallgatók megismerkednek a klasszikus szabályozótervezési technikákkal, mint például a kimenet- vagy állapotvisszacsatolásos szabályozás és az ehhez szükséges állapotbecslés. A kurzus végére a hallgatóknak képesnek kell lenniük ezeket az elveket és módszereket alkalmazni a dinamikus rendszereket érintő gyakorlati mérnöki problémák megoldására.
Elsajátítandó elméleti ismeretanyag:

Bevezetés: jelek és rendszerek fogalma, példák

  • Lineáris I/O és állapottér-modellek
  • Megfigyelhetőség és irányíthatóság
  • Együttes megfigyelhetőség és irányíthatóság
  • Stabilitás
  • Lineáris rendszerek a frekvenciatartományban
  • Egyszerű szabályozók SISO lineáris rendszerekhez
  • Pólusáthelyezéses szabályozás, állapotmegfigyelő tervezése
  • Optimális szabályozás: lineáris kvadratikus szabályozó
  • Lineáris modellek időbeli diszkretizálása
  • Diszkrét idejű rendszerek analízise és szabályozása
  • Állapotbecslés diszkrét időben, Kálmán-szűrő
Elsajátítandó gyakorlati ismeretanyag:
  • Matlab alapok
  • Lineáris rendszerek modelljei
  • Lineáris rendszerek megfigyelhetősége és irányíthatósága
  • Lineáris rendszerek stabilitásának vizsgálata
  • Lineáris rendszerek input-output szabályozása
  • Pólusáthelyezéses szabályozás és állapotmegfigyelő tervezése
  • Lineáris kvadratikus szabályozók tervezése
  • Diszkrét idejű lineáris rendszerek analízise és szabályozása
  • Diszkrét idejű állapotbecslés, Kálmán-szűrő tervezése
A 2-4 legfontosabb kötelező irodalom felsorolása bibliográfiai adatokkal (szerző, cím, kiadás adatai, (esetleg oldalak), ISBN):K. Hangos, G. Szederkényi és J. Bokor, Computer Controlled Systems (egyetemi jegyzet). Budapest, Magyarország, 2025.
K. J. Aström és R. M. Murray, Feedback Systems: An Introduction for Scientists and Engineers. Princeton, NJ, USA: Princeton University Press, 2021.
A 2-4 legfontosabb ajánlott felsorolása bibliográfiai adatokkal (szerző, cím, kiadás adatai, (esetleg oldalak), ISBN):E. Kreyszig, Advanced Engineering Mathematics, International Adaptation. Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, 2025.
N. Jafri, I. Shafi, U. K. uz Zaman és A. A. Kumar, Linear Control Systems in Engineering: Basics and Beyond. Boca Raton, FL, USA: CRC Press, 2025.
Elmélet-gyakorlat aránya:Elméleti óra óraszáma: 2
Gyakorlati óra és labor óra óraszáma: 2 + 0
Az alkalmazott oktatási módszerek:A hallgatók a tananyagot előadások, vezetett gyakorlatok és önálló feladatok megoldása során sajátítják el. A félév során a hallgatóknak gyakorlati házi feladatokat kell megoldani és benyújtani. A vizsga előtt egy átfogó tervezési projektfeladat elkészítése és benyújtása kötelező. A félév során két zárthelyi dolgozatot kell megírni a hallgatóknak, amelyek elméleti és gyakorlati részekből állnak.
Az értékelés módja:Kollokvium
Az értékelés kritériuma:Aláírás feltételei: legalább 50%-os eredmény a félévközi zárthelyiken, a házi feladatok határidőre történő benyújtása és legalább 50%-os eredménnyel történő megoldása.
Vizsga menete: Tételhúzás, írásbeli vázlat készítése kb. 20 perces felkészülés során. A tétel szóbeli ismertetése, válasz a felmerülő kérdésekre, a félév végi projektfeladat ismertetése.
Elégtelen (1): A hallgató a kiadott listában szereplő több alapfogalmat nem ismer, vagy a tervezési projektfeladat értékelése 50% alatti.
Elégséges (2): A hallgató a kiadott listában szereplő alapfogalmakat kisebb pontatlanságokkal ismeri, de a tételek és bonyolultabb összefüggések ismeretében hiányosságok vannak.
Közepes (3): A hallgató a kiadott listában szereplő alapfogalmakat pontosan ismeri, a tételeket és bonyolultabb összefüggéseket kisebb pontatlansággal ki tudja mondani, a tételek részletes bizonyítását azonban nem tudja bemutatni.
Jó (4): A hallgató a kiadott listában szereplő alapfogalmakat pontosan ismeri, a tételeket és bonyolultabb összefüggéseket pontosan ki tudja mondani, több egyszerű bizonyítást helyesen be tud mutatni.
Jeles (5): A hallgató a kiadott listában szereplő alapfogalmakat pontosan ismeri, a tételeket és bonyolultabb összefüggéseket pontosan ki tudja mondani, bármely bizonyítást helyesen be tud mutatni.
Miként járul hozzá a tantárgy a KKK-ban megjelölt kompetenciaelemek megszerzéséhez:

Mérnökinformatikus alapképzés:
A tantárgy fejleszti a mérnökinformatikus képzéshez szükséges dinamikus rendszerelemzési, szabályozástechnikai és állapottér-modellezési kompetenciákat. A hallgatók képessé válnak lineáris rendszerek viselkedésének idő- és frekvenciatartománybeli vizsgálatára, valamint klasszikus és optimális szabályozási, illetve állapotbecslési módszerek alkalmazására.

A tárgy az alábbi képzéseken vehető fel

info-bionika mérnöki IMNM-AIB mesterképzés (MA/MSc) Nappali angol 4 félév ITK
mérnökinformatikus IANI-MI alapképzés (BA/BSc/BProf) Nappali magyar 7 félév ITK
Széchenyi 2020 - Magyarország Kormánya - Európai Unió, Európai Regionális Fejlesztési Alap - Befektetés a Jövőbe