Szabályozástechnikai és irányításelméleti fogalmak megismertetése és ezek alkalmazásának bemutatása élettani folyamatokon keresztül. Rendszerek alapvető szabályozási folyamatainak kvantitatív leírása és vizsgálata irányításelméleti identifikáció, modellezési és szimulációs módszerek és programcsomagok felhasználásával.

Történeti áttekintés

Irányítástechnikai alapfogalmak

-         A jelek felosztása

-         Az irányítási rendszer részei. Ábrázolásmódok

-         A vezérlés és szabályozás

-         Zavarkompenzáció

Zárt szabályozási rendszerek jelátviteli tulajdonságai

-         0 típusú szabályozás követési tulajdonságai

-         1 típusú szabályozás követési tulajdonságai

-         2 típusú szabályozás követési tulajdonságai

Szabályozási rendszerek stabilitásvizsgálata

-         A stabilitás fizikai képe

-         A stabilitás matematikai megfogalmazása

-         A Routh-féle stabilitási kritérium

-         A Hurwitz-féle stabilitási kritérium. Példák

-         Az általános Nyquist-kritérium. Példák

Stabilitásvizsgálat Bode-diagramokkal. Példák

Strukturális és feltételes stabilitás

0 Stabilitásvizsgálat a Nichols-diagramok segítségével

1 Stabilitásvizsgálat a gyök-helygörbe módszerrel

-         A gyök-helygörbe módszer alapösszefüggései

-         A gyök-helygörbe megszerkesztésének szabályai

-         A szerkesztési szabályok magyarázata. Példák a gyök-helygörbe módszer alkalmazására

Paraméteroptimalizálás

Optimalizálási kritériumok

Integrálkritériumok

-         Lineáris, kvadratikus, abszolutérték kritériumok

-         Lathroph és társai féle „8”-as. ITAE kritériumok

Optimalizálási kritériumok számítása

-         I₁₀ számítása, I₂₀ számítása, I_a0 számítása

Szabályozók optimális paramétereinek beállítása

-         Szabályozók beállítása a szabályozott szakasz átmeneti függvénye alapján

-         Szabályozók beállítása a szabályozási kör belengetése útján (Ziegler-Nichols, Kessler módszer)

Nemlineáris rendszerek

-         A szakaszonkénti linearizálás módszere

-         A leíró függvények módszere. Stabilitásvizsgálat. Nemlineáris rendszerek kompenzálása

-         A fázissík-módszer

Mintavételező rendszerek

-         A mintavételező eljárás

A z transzformáció és az inverz z transzformáció

-         A z transzformáció

-         Az inverz z transzformáció

-         Határértéktételek

Az Állapottér-módszer

Folytonos-folyamatos működésű rendszerek állapotegyenletei

Az állapotegyenletek meghatározása a differenciálegyenletből

Az állapotváltozók meghatározása az átviteli függvényből

-         Közvetlen programozás

-         Párhuzamos programozás

-         Iteratív programozás

Az állapotegyenletek megoldása

A megfigyelhetőség és az irányíthatóság

-         A megfigyelhetőség

-         Az Irányíthatóság

-         A Kálmán-féle kanonikus alakzat

-         Az állapotegyenletek megoldása

Többparaméteres kapcsolt szabályozások (TKSz)

-         Problémafelvetés. Keresztkapcsolatok kimutatása több gyakorlati példán

-         A keresztkapcsolatok kiküszöbölése. Megvalósíthatóság (teljes és részleges invariancia)

-         Többparaméteres kapcsolt rendszerek matematikai leírása

-         Többparaméteres kapcsolt rendszerek stabilitás vizsgálata. Példák

-         Többparaméteres kapcsolt szabályozások kompenzálása (részleges és teljes invariancia).

Adaptív szabályozások.

Robusztus szabályozások: Hardy terek, LQ és kiterjesztett LQ szabályozás, H_∞ módszer.

a.       A szorgalmi időszakban: eredményes zh., házi feladat megoldása.

b.       A vizsgaidőszakban: vizsga. A házi feladat és zh. eredménye a vizsgajegybe beszámít.

Igény, és megbeszélés szerint

1. Sz. Béla: ”Szabályozástechinka. Számítógépes gyakorlatok”, Egyetemi jegyzet, 2003.
2. Sz. Béla: ”Szabályozástechinka. Példatár. Ellenőrző kérdések”, 2003.
3. Lantos Béla: ”Irányítási rendszerek elmélete és tervezése I.”, Akadémiai Kiadó, Budapest, 2001.
4. Benyó Z. Folyamatidentifikáció és Folyamatszimuláció, Előadásjegyzet, 2006.
5. Levine W.S: The Control Handbook, CRC Press, 2006.
6. Bronzino J.D: The Biomedical Engineering Handbook, CRC Press, 2005.
7. Khoo M.: Physiological Control System. Analysis, Simulation and Estimation, IEEE Press, 2000.