Nemlineáris és robusztus irányítások

A tantárgy célja, hogy az alapképzésben korábban megismert szabályozástechnikai fogalmakat, modell alapú analízis és tervezési módszereket általánosítsa és kibővítse összetettebb – így többváltozós  és nemlineáris – rendszerekben is alkalmazható megoldásokkal. A bemutatott módszerek alkalmazott matematikai háttere a mesterszintű képzésnek felel meg. Célkitűzés továbbá, hogy a megszerzett tudás birtokában a hallgató képes legyen a szakirodalom folyamatos feldolgozására és ismeretei további bővítésére, ahogy az egyes tervezési módszerek korszerűsödnek. A tárgyat sikeresen teljesítő hallgatók képesek: 1) több bemenetű és több kimenetű lineáris rendszerekhez optimális performanciát biztosító visszacsatolások tervezésére idő és frekvencia tartományban; 2) lineáris rendszerek esetében a paraméterbizonytalanságok modellezésére és kezelésére lineáris tört transzformációk használatával, valamint a performanciát és a robusztus stabilitást egyaránt biztosító (H2 és H-végtelen normákra alapuló) visszacsatolások tervezésére; 3) az irányíthatóság és stabilitás fogalmak kiterjesztésére és azok ellenőrzésére szolgáló kritériumok alkalmazására nemlineáris rendszerekhez; 4) egzakt linearizáláson alapuló visszacsatolások  tervezésére egyes egyváltozós nemlineáris rendszerekhez; 5) csúszómód szabályozás tervezésére a csattogást mérséklő eljárásokkal; 6) irányító Ljapunov-függvények (control-Lyapunov function) meghatározására alapuló technikák alkalmazására egyes nemlineáris rendszerosztályokhoz. 

Heti két óra előadás, továbbá minden második héten két óra számítógépes gyakorlat. A félév során egymásra épülő fogalmak és módszerek kerülnek bemutatásra, így az órarendi foglalkozások anyagának megértéséhez azok látogatása, továbbá az alapos és folyamatos felkészülés ajánlott. A számítógépes gyakorlatokon használt fejlesztőkörnyezet és az egyes feladatokhoz előkészített projekt fájlok (pl. Matlab és Simulink modellek) a hallgatók számára virtuális gépeken a gyakorlatokon és azokon kívül is elérhetők. A számítógépes gyakorlatok anyagát a fejlesztőkörnyezetek újabb változataihoz szükség szerint adaptáljuk.

1. Külön rögzített videók (ezek elsajátításához szükséges tanulmányi munka a „Félévközi készülés órákra” kategóriában szerepel); a. az előismeretek egységes jelölésrendszerben történő bemutatására, a tárgyban közvetlenül használt eredményekre koncentrálva; b. egyes előadások során bemutatott eredmények alkalmazott matematikai hátterének vagy tételek bizonyításának bemutatására; 2. Előadások fóliái és elektronikus jegyzet (a tárgy honlapján); 3. Jean Lévine: Analysis and Control of Nonlinear Systems. A flatness-based approach. Springer, 2009. (http://www.springer.com/cn/book/9783642008382) ; 4. Alberto Isidori: Nonlinear Control Systems. Third edition, Springer, 1995. (http://www.springer.com/cn/book/9783540199168); 5. Lantos Béla: Irányítási rendszerek elmélete és tervezése II. Korszerű szabályozási rendszerek. Akadémiai Kiadó, 2003. ISBN 96305 7922 7 (https://eisz.mersz.org/?dokazonosito=m136ireet__1); 6. Da-Wei Gu, Petko Petkov, Mihail M. Konstantinov. Robust Control Design with MATLAB. Springer, 2013 (http://www.springer.com/cn/book/9781447146810)

A villamosmérnöki alapszak Szabályozástechnika (VIIIAB05) tárgyának témakörei, lineáris algebra (skaláris szorzat és norma általános fogalma vektortereken, indukált norma, szinguláris érték felbontás, lineáris operátorok fogalma, korlátos lineáris operátorok), analízis (nemlineáris differenciálegyenletek megoldhatósága).

Követelmények: Szorgalmi időszakban:  Aláírás megszerzése az alábbi két évközi teljesítményértékelés együttes teljesítésével: 1. A félév során kiadott otthoni feladat önálló megoldásának eredményes beadása (értékelés: osztályzattal, a beadás eredményes, ha a kapott osztályzat legalább elégséges). Az otthoni feladat a nemlineáris irányítások anyagrészhez kapcsolódik. Az otthoni feladat eredménye a vizsgajegybe 20%-kal beszámít. 2. Összegző értékelés: egy darab, legfeljebb 90 perces zárthelyi dolgozat (ZH) eredményes (legalább elégséges) megírása. A ZH-n számonkért anyagrész a teljes féléves tananyag kb. 40-45%-a (lineáris és robusztus irányítások). A ZH eredménye a vizsgajegybe 20%-kal beszámít.    Vizsgaidőszakban:  A vizsgára bocsátás feltétele az aláírás megszerzése. A vizsga írásbeli teljesítményértékelésből (60%) és a két évközi teljesítményértékelésen elért eredmények beszámításából (40%) áll. Az két évközi teljesítményértékelés eredményeinek javítására a vizsgaidőszakban nincsen mód.  Pótlási lehetőségek: A ZH a szorgalmi időszakban egy alkalommal pótolható vagy osztályzata javítható. A ZH a pótlási héten egy alkalommal pótolható vagy osztályzata javítható. A házi feladat a pótlási héten is beadható.