Tantárgy » BMEVIIIM127
Robotok és irányítások elmélete
Theory of Robot and Control Systems
A tantárgyleírás hatályossága
Hatályosság kezdete:
2026. March 21.
Hatályosság vége:
—
| Tantárgy neve (magyarul, angolul) |
Robotok és irányítások elmélete
Theory of Robot and Control Systems
|
||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tantárgykód | BMEVIIIM127 | ||||||||||||
| Tantárgyjelleg | — | ||||||||||||
| Képzési szint | — | ||||||||||||
| Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves) |
|
||||||||||||
| Tanulmányi teljesítmény/értékelés típusa | vizsga | ||||||||||||
| Tantárgy kreditértéke | 4 | ||||||||||||
| Tantárgyfelelős |
Dr. Lantos Béla
beosztás: egyetemi tanár
elérhetőség:
lantos@iit.bme.hu
|
||||||||||||
| Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység |
Irányítástechnika és Informatika Tanszék
|
||||||||||||
| Kar | Villamosmérnöki és Informatikai Kar | ||||||||||||
| Tantárgy weboldala | — | ||||||||||||
| Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege | — | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Erős előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Gyenge előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Párhuzamos előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Mérföldkő előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Kizáró feltétel | nincs |
Célkitűzés
Tantárgyprogram
13 tényleges oktatási hét: 26 előadási + 13 tantermi gyakorlati óra. A gyakorlatok az elméleti előadás módszereit alkalmazási példák keretében mutatják be. Az előadások tematikája:
- Dinamikus rendszerek leirási módszerei. Szabályozások minőségi jellemzői.
- Robotok geometriai, kinematikai és dinamikus modelljei. Pályatervezés és robotprogramozás.
- Mintavételes SISO szabályozások tervezése.
- Szabályozások tervezése állapottérben. Irányíthatósági és megfigyelhetőségi normálalakok. Pólusáthelyezés, állapotbecslés, szétcsatolás.
- Nemlineáris rendszerek stabilitása, Ljapunov módszerek, LaSalle-tétel, Barbalat-lemma. Bemenet/kimenet stabilitás, kis erősítés tétel, passzivitási tételek.
- Optimális irányítási rendszerek. A statikus és dinamikus optimum analitikus feltételei, lokális és Pontrjagin-féle maximum elv. LQ-optimális szabályozások, Kalman-szűrő.
- Numerikus optimalizálási módszerek. Konjugált gradiens és Newton-módszerek, kvadratikus és nemlineáris programozás.
- Modellalapú prediktív irányítások. K-lépéssel előretartó prediktor. Lineáris prediktív irányítás operátortartományban és állapottérben. Nemlineáris prediktív irányítás.
- Robotirányítási algoritmusok. Háromhurkos decentralizált kaszkád szabályozás. Kiszámított nyomatékok módszere, nemlineáris szétcsatolás, hibrid pozíció és erő irányítás.
- Diszkrétidejű rendszermodellek és identifikációjuk paraméterbecsléssel és optimumkereséssel. MIMO altérbázisú identifikáció állapottérben.
- MIMO önhangoló adaptív irányítások a folyamatirányításban. Luenberger-normálalakok, együttes állapot és paraméter becslés.
- MIMO önhangoló adaptív irányítások a robotikában. Független paraméterek, irányítási és adaptációs törvény, Ljapunov stabilitás.
A tantárgy célja, hogy összefoglalja a robotika és irányítástechnika
korszerű elméleti irányzatait a mintavételes, optimális, prediktív és
adaptiv irányítások, valamint a rendszeridentifikáció területén,
amelyek feltehetően még hosszú ideig hatni fognak a robotok, autonóm
járművek és folyamatok irányításának elméletére és gyakorlatára. A
módszerek alkalmazását tipikus irányítástechnikai tervezési feladatok
keretében korszerű eszközök felhasználásával mutatja be. A módszerek
többsége többváltozós rendszerek tervezésére szolgál.
A tantárgyat sikeresen abszolváló hallgatók közre
tudnak működni többszintű számítógépes irányító rendszerek
tervezésében, a működéshez szükséges algoritmusok kifejlesztésében és
megvalósításában. Hosszú távon hasznosítható készségekkel rendelkeznek 1) a rendszermodellezés és identifikáció területén, 2) korszerű elméletek bevonásával analizálni és tervezni tudnak robotikai és irányítási alrendszereket és komplex rendszereket, 3) ismerik a tervezést támogató korszerű eszközöket, 4) rendelkeznek
a technológiai rendszerek és más határterületek szakembereivel való
együttmüködési képességgel komplex problémák megoldására.
Tanulmányi eredmények
Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:
Tudás
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Képességek
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Attitűd
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Autonómia és felelősség
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Oktatási módszertan
A tárgy előadásból és az előadás anyagát illusztráló gyakorlatokból áll.
Tanulástámogató anyagok
Online források
Lantos B.: Irányító rendszerek elmélete és tervezése I.-II. Akadémiai Kiadó, 2005 (I., 2. kiadás), 2003 (II.); Lantos B.: Robotok irányítása. Akadémiai Kiadó, 2002 (3. kiadás).;
A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek
Tudás típusú kompetenciák
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
Szabályozástechnika
Képesség típusú kompetenciák
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák
(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)
Szabályozástechnika
Általános szabályok
Követelmények:
1 zárthelyi a szorgalmi időszakban. Az aláírás feltétele
legalább elégséges zárthelyi osztályzat. Eredménye 20% arányban
beszámít a vizsgajegybe. Az aláírás feltétele továbbá a gyakorlatok legalább 70%-án történő megjelenés.
Pótlási lehetőségek:
A zárthelyi a szorgalmi időszakban vagy a pótlási héten pótolható.
Teljesítményértékelési módszerek
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
Nincs megadva részletes értékelés.
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya
Nincs megadva részarány.
Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
Nincs megadva részletes értékelés.
Vizsgarészek részaránya
Nincs megadva részarány.
Érdemjegy megállapítása
Nincs megadva érdemjegy határ.
Jelenléti és részvételi követelmények
Nincs megadva jelenléti követelmény.
Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai
Nincs megadva.
Rövid leírás
Nincs megadva.
Részletes leírás
Nincs megadva.
Ajánlott tantárgyak
-
A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka
Nincs megadva munkaidő bontás.
Tantárgykövetelmények hatályossága
Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete:
—
Tantárgykövetelmények hatályosságának vége:
—
Tantervi elhelyezés
Nincsenek rögzített tantervi elhelyezések ehhez a tárgyverzióhoz.