Mechatronics

Mechatronika
A tantárgyleírás hatályossága
Hatályosság kezdete:
Hatályosság vége:
Subject name (Hungarian, English)
Mechatronika
Mechatronics
Subject code BMEGEMIBMME
Subject type
Course types and hours (weekly/semester)
Course type lecture tutorial laboratory
hours (weekly) 2 2 0
type (linked/independent)
Assessment type félévközi érdemjegy
Credits 4
Subject coordinator
Responsible department
Faculty Default Faculty
Subject website
Teaching language
Primary curriculum type
Direct prerequisites – Strong prerequisite BMEGEMIBMMA, BMETE94BG03 (Matematika G3)
Direct prerequisites – Weak prerequisite none
Direct prerequisites – Parallel prerequisite none
Direct prerequisites – Milestone prerequisite none
Direct prerequisites – Exclusion none

Objectives

A tantárgya célja, hogy a Mechatronika alapjai című tárgyban bevezetett szemléletet és formális módszereket olyan egzakt matematikai eszköztárral egészítse ki, amely segítségével a mechatronikai berendezések gépészeti, villamos és számítógépes irányítási részei egységesen modellezhetők. Módszereket mutat be a mechatronikai berendezések leírásához szükséges egyenletek különböző (gépész és villamos) szemléletű felírására, rámutat az egyes megközelíté-sek előnyeire, hátrányaira. További módszereket ismertet a mechatronikai berendezések működésének analízisére, végül foglalkozik a szintézis néhány alapkérdésével.

Learning outcomes

Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:

Knowledge
Felidézi a Mechatronika alapjai című tantárgyban bevezetett fogalmakat és formális módszereket. Tisztában van a véges dimenziójú dinamikai rendszerek általános felírásának módjaival. Leírja a lineáris időinvariáns (ún. LTI) rendszereket állapottér reprezentációval, hasonlósági transzformációk felhasználásával és kanonikus alakban. Leírja a lineáris, egy bemenetű egy kimenetű időinvariáns rendszer klasszikus szabályozáselméleti alakú egyenleteit, szükség szerint alkalmazva az általánosított derivált fogalmát. Ismeri a véges dimenziójú dinamikai rendszerek egyenleteinek legfontosabb felírási módjait (vektormezővel leírható rendszerek koncentrált paraméterű leírása két- és négypólusú elemekkel, valamint ideális forrásokkal, Newton-Euler-egyenletekkel). Átlátja a véges dimenziójú dinamikai rendszerek egyenleteinek legfontosabb felírási módjait (mechanikai rendszerek esetén a virtuális munka elvével, másodfajú Lagrange-egyenlettel). Megkülönbözteti összetett mechatronikai rendszerek struktúra és bond gráfjának, valamint blokkdiagramjának felrajzolási módszereit. Tisztában van a folytonos idejű impulzus és ugrásválasz fogalmával, valamint időtartományban komponensekre bontott bemenőjelek és válaszok konvolúciójával. Összefoglalja a Fourier- és Laplace transzformáció definícióját és használatuk legfontosabb szabályait. Meghatározza az LTI rendszerek egyenleteinek megoldását állapottér reprezentációban és Laplace transzformáció segítségével. Ismeri az átviteli és frekvencia átviteli függvény fogalmát és felírásának módjait. Ismeri a periodikus jelek vonalas amplitúdó spektrumát, valamint az általános jelek frekvencia és teljesítmény sűrűség spektrumát, a közöttük lévő hasonlóságot és különbséget. Átlátja a frekvencia átviteli függvény megjelenítésének módjait (Nyquist-és Bode diagramot). Rendszerezi az alaptagok (P, I, D, PI, PD, PID, holtidő) átviteli függvényét, valamint Nyquist és Bode diagramját. Rendszerbe foglalja az analóg szűrők legfontosabb típusait, felépítését. 263 264
Skills
Képes összetett mechatronikai rendszerek struktúra gráfjának felrajzolására. Megoldja a struktúra gráf alapján felírt lineárisan független csomóponti és hurokegyenleteket a csomóponti potenciálok és hurokáramok módszerével idő-, frekvencia- és operátoros tartományban. Megoldja összetett mechatronikai rendszerek előzetes ismeretei alapján felírt egyenleteit átviteli függvény és állapottér reprezentáció segítségével. Meghatározza összetett mechatronikai rendszerek bond gráfját. Meghatározza összetett mechatronikai rendszerek blokkdiagramját. Elemzi összetett mechatronikai rendszerek blokkdiagramja alapján a rendszer működését frekvencia tartományban. Alkalmazza Laplace transzformált függvények esetén a kifejtési- és végérték tételeket. Kiszámítja összetett mechatronikai rendszerek folytonos idejű konvolúcióját. Kiszámítja összetett mechatronikai rendszerek a folytonos idejű impulzus és ugrásválaszát. Azonosítja LTI rendszerek állapottér reprezentációit és kapcsolatukat. Kiszámítja összetett mechatronikai rendszer átviteli függvényét. Felhasználja az alaptagok Nyquist és Bode-diagramját feladatmegoldásban. Megtervezi a legfontosabb, általánosan alkalmazott analóg szűrő típusokat. Informatikai ismereteinek birtokában képes összetett, nagy számításigényű feladatok megoldására. Képes gondolatait rendezett formában, szóban és írásban kifejezni. 285 286
Attitudes
299 302 304 Törekszik az együttműködésre az oktatóval és hallgató társaival. Folyamatos ismeretszerzéssel és tájékozódással bővíti tudását. Nyitott a különböző információtechnológiai eszközök használatára. Törekszik a mechatronikai problémamegoldáshoz szükséges eszközrendszer megismerésére és rutinszerű használatára. Törekszik a pontos és hibamentes feladatmegoldásra tanumányai során.
Autonomy and responsibility
311 309 Önállóan végrehajtja a mechatronikai feladatok megoldásához szükséges lépéseket az adott források felhasználásával. Elfogadja a munkájára vonatkozó megalapozott kritikai észrevételeket. Egyes helyzetekben – csapat részeként – együttműködik hallgatótársaival a feladatok megoldásában. Támogatja a rendszerelvű megközelítést alkalmazását feladatai megoldásában. Lelkiismeretesen ellenőrzi felkészültségét, munkáját, feladatmegoldásait.

Oktatási módszertan

Előadások formális oktatási módszerrel, tanteremben, vetített prezentációval. Számítási gyakorlatok tanteremben, vezetett és önálló feladatmegoldással. Kommunikáció írásban és szóban az oktatókkal és hallgatótársakkal. Információtechnológiai eszközök és technikák használata a tanulás és feladatmegoldás során. Önállóan és csoportmunkában készített feladatok a munkaszervezési technikák alkalmazásával.

Tanulástámogató anyagok

Online források
http://www.mogi.bme.hu/tantargyak/BMEGEMIBMME; https://mogi.bme.hu/TAMOP/mechatronikai_berendezesek_tervezese/index.html; https://mogi.bme.hu/TAMOP/rendszertechnika/index.html

Recommended preliminary knowledge for completing the subject

Knowledge type competencies
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Skill type competencies
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
General rules
A tanulási eredmények értékelése 3 darab kötelező és 1 darab fakultatív évközi teljesítménymérésből tevődik össze. Kötelező teljesítménymérés a 2 darab összegző tanulmányi teljesítményértékelés (zárthelyi dolgozat), illetve az 1 darab részteljesítmény értékelés (házi feladat). A félévközi érdemjegy megszerzésének feltétele a kötelező évközi számonkéréseken az elérhető összpontszám legalább 40%-os teljesítése, valamint a gyakorlatokon előírt minimális részvétel elérése. A foglalkozásokon tanúsított aktív részvétellel (fakultatív évközi teljesítménymérés) további többletpont szerezhető, amely a legalább elégséges félévközi érdemjegy megszerzése esetén számítható be az érdemjegybe. Az aktív részvétel – jellegéből adódóan – nem pótolható, nem javítható, továbbá más módon nem kiválható vagy helyettesíthető.
Assessment methods
In-term assessments
1. —
Az összegző tanulmányi teljesítményértékelés a tantárgy és tudás, képesség típusú kompetenciaelemeinek komplex, írásos értékelési módja zárthelyi dolgozat formájában. A dolgozat alapvetően a megszerzett ismeretek alkalmazására fókuszál, így a problémafelismerést és -megoldást helyezi a középpontba, azaz gyakorlati (számítási) feladatokat kell megoldani a teljesítményértékelés során. Az értékelés alapjául szolgáló tananyagrészt a tantárgy előadója határozza meg a gyakorlatvezetőkkel egyetértésben. A zárthelyi dolgozatok elégséges teljesítésének feltétele a zárthelyi dolgozatokon összesen megszerezhető pontszám legalább 40%-os eredmény elérése.
2. —
A részteljesítmény értékelés (házi feladat) a tantárgy tudás, képesség, attitűd, valamint önállóság és felelősség típusú kompetenciaelemeinek komplex értékelési módja, melynek megjelenési formája az egyénileg készített házi feladat. A házi feladatok elégséges teljesítésének feltétele az előre megadott formai követelmények betartásának figyelembe vétele mellett a legalább 40%-os eredmény elérése. A BME TVSZ 122. § (2) pontja értelmében, a késedelmes leadás során az elérhető pontszám értéke 20%-kal csökken.
3. —
A részteljesítmény értékelés (aktív részvétel) a tantárgy tudás, képesség, attitűd, valamint önállóság és felelősség típusú kompetenciaelemeinek egyszerűsített értékelési módja, melynek megjelenési formája a felkészült megjelenés és tevékeny részvétel a gyakorlat folyamatában, felkérésre vezetett példamegoldás a hallgatók előtt. Az egységes értékelési elveket a tantárgyfelelős és a tantárgy előadója együttesen határozza meg.
Weight of in-term assessments
Type Weight
70 %
30 %
15 %
Exam-period assessments

No detailed assessments provided.

Weight of exam elements

No weights provided.

Grade calculation
Type ECTS Performance (%)
jeles (5) Excellent [A] 90 % felett
jeles (5) Very Good [B] 85 % - 90 %
jó (4) Good [C] 70 % - 85 %
közepes (3) Satisfactory [D] 55 % - 70 %
elégséges (2) Pass [E] 40 % - 55 %
elégtelen (1) Fail [F] 40 % alatt
Attendance requirements
  • tutorial: 70%
Rules for retake and resubmission
  • Összegző első javítás: 2
  • Összegző javítás: 1
  • Részteljesítmény első javítás: 2
Short description

Not provided.

Detailed description

Not provided.

Recommended courses

Not provided.

Workload to complete the subject
Description hours / term
részvétel a kontakt tanórákon 56
felkészülés a gyakorlatokra 14
részteljesítmény értékelés feladatainak kidolgozása 4
további, a teljesítéshez szükséges munkaidő ráfordítás 14
összegző értékelések 32
vizsgára készülés 0
labor 0
összesen 120
Validity of subject requirements
Requirements valid from:
2021. 02. 01.
Requirements valid until:
2025. 07. 15.
Curriculum placement
Faculty Program Curriculum Curriculum type Primary
Default Faculty Default Program Default Curriculum nem