Ipari informatika

Előadások:

1. hét: Autonóm rendszerek irányítástechnikai gyors prototípus tervezésének módszertana. A rapid control prototyping (RCP) fogalma, helye az ipari informatikai fejlesztési folyamatban. A tervezés V-modellje, a gyors prototípustervezés szoftver- és hardver komponensei, a fejlesztői környezet tipikus elemei. Diagram alapú tervező eszközök alapfunkciói.

2. hét: Jelfolyamgráf-alapú, grafikus programozási paradigma. A LabVIEW környezet és a G nyelv: vezérlési szerkezetek.

3. hét: A párhuzamos működés biztosítása és tervezési minták használata LabVIEW környezetben.

4 hét: Diagram/modell futtatásának lépései, a futtatáshoz szükséges numerikus módszerek (algebrai hurok feloldása, integrálási eljárások, műveletek sorrendjének meghatározása stb.).

5. hét: Simulink modell és futtatása, elemkönyvtárak, iteráció előkészítése, iterációs hurok működése, az iteráció futtatásának befolyásolása. Adatintegritás és az adatátadás determinisztikusága különböző mintavételi idejű csomópontok között, a rate transition blokk működése.

6. hét: Dinamikus viselkedésű elemek felhasználói specifikációja. Dinamikus rendszer megadása, interfész az iteráló algoritmus felé, iterációs események kezelése.

7. hét: S-függvények, egyedi elemkönyvtárak létrehozása a Simulink használatával. A szimuláció gyorsításának eszközei: mex fájlok, Matlab compiler.

8. hét: Futtatás célrendszereken. A target fogalma, az automatikus kódgenerálás folyamata és eszközkészlete, a hangolást és analízist segítő szolgáltatások (kapcsolat a valós időben futó kóddal, paraméterek változtatása, jelek rögzítése).

9. hét: A célrendszeren történő futtatás szerepe az autonóm rendszerek funkciófejlesztési ciklusában. A software-in-the-loop, a processor-in-the-loop és a hardware-in-the-loop szimulációs technikák és alkalmazásuk területei.

10. hét: A Simulink Coder szolgáltatásai, elterjedt, moduláris célrendszerek (NI, dSPACE, Quanser, nyílt architektúrák).

11. hét: Célrendszeri futtatások vezérlése, eredmények tárolása, analízise. Kísérlettervezés, automatizált és távoli kísérletvezérlés. A rendszer jeleinek rögzítése, aszinkron és off-line megjelenítése, felhasználásuk a kísérletek lefutásának vezérlésében.

12. hét: Autonóm viselkedés megvalósítása önműködő érzékelés-döntéshozás-beavatkozás hurkon keresztül. Nyílt hurok fogalma, beavatkozás ismert vagy becsülhető állapotok esetén, a zárt hurok fogalma.

13. hét: Állapotbecslésen és állapotvisszacsatoláson alapuló módszerek. Determinisztikus becslők lineáris rendszerekhez (Luenberger-megfigyelő) folytonos és diszkrét időben.

14. hét: Összefoglalás, kitekintés. A megismert technológiák összefoglaló bemutatása esettanulmányokon, a technológia fejlődésének jelenlegi irányai, kapcsolat más informatikai technológiákkal (gyártásautomatizálás, termelésirányító rendszerek, elosztott rendszerek stb.).

Gyakorlatok:

1-2. gyak.: A LabView fejlesztői környezet és a gyors prototípus tervezést támogató egyes szolgáltatásainak vizsgálata.

3. gyak.: Dinamikus rendszerek szimulációja és ODE megoldók vizsgálata.

4. gyak.: A Simulink elemkönyvtárainak használata és dinamikus rendszerek megadása Matlab, illetve C nyelveken megírt S-függvények segítségével.

5. gyak.: Automatikus kódgenerálás a szimuláció gyorsításához, illetve jelátalakításokat megadó Simulink hatásvázlatok (diagrammok) futtatáshoz beágyazott platformon.

6. gyak.: Állapotteres visszacsatolás tervezése folytonos/diszkrét idejű, lineáris dinamikus rendszerekhez, a méretezés elvégzése Matlabbal és a zárt kör szimulációja.

7. gyak.: Állapotmegfigyelők tervezése, vizsgálata és implementálása valós időben, beépítésük a visszacsatolásba.