Szabályozástechnika

Szabályozástechnika

Tárgykód	VIIIAB05
Régi tárgykód	VIIIA303
Általános infók
Szak	villany
Kredit	5
Ajánlott félév	4
Keresztfélév	van
Tanszék	IIT
Követelmények
KisZH	5 db
NagyZH	1 db
Házi feladat	nincs
Vizsga	írásbeli
Elérhetőségek
Levlista	vszabtech@NO-SPAM.sch.bme.hu
Tantárgyi adatlap
Tárgyhonlap

A technológiai, élettani, gazdasági és környezeti folyamatok irányítása a mérnöki tevékenységek fontos, széleskörű ismereteket, absztrakciós és alkalmazói képességeket egyaránt igénylő feladatai közé tartozik. A tárgy az irányítástechnika alapjaival, szabályozási rendszerek működési elveivel, analízisével, szintézisével, valamint a számítógépes támogatás nyújtotta eszközök alkalmazástechnikájával ismerteti meg a hallgatókat, miközben alapvető mérnöki szemléletformáló szerepet tölt be. A tárgy követelményeit sikeresen teljesítő hallgatók felkészültek gyakorlati analóg és digitális szabályozási körök vizsgálatára, tervezésére, speciális irányításelméleti kurzusok illetve irányítástechnikai ismeretekre épülő szakirányok (irányító és robot rendszerek, beágyazott rendszerek, járműirányító rendszerek) és tantárgyak felvételére, valamint a Labor 1 és Labor 2 tárgyak kapcsolódó mérési feladatainak elvégzésére.

A tárgy a Matematika A2-A3-ban és a Jelek és rendszerek 2-ben tanult ismeretekre épít - kell a lineáris algebra és a lineáris inhomogén differenciálegyenletek ismerete, valamint a ${\mathcal {F}}$, ${\mathcal {L}}$ és ${\mathcal {Z}}$ transzformáció készségszintű alkalmazása. Félév során hét számítógéptermi laborgyakorlat van, ahol MATLAB CST segítségével tervezzük meg a különböző szabályzókat.

Követelmények

• Előkövetelmény: A Jelek és rendszerek 2 című tárgyból az aláírás megszerzése.
• Jelenlét: A 7-7 tantermi és számítógépes gyakorlaton a hiányzások száma nem haladhatja meg külön-külön a 2 alkalmat!
• KisZH: A felkészültséget a számítógéptermi gyakorlatokon összesen 5 alkalommal kis zárthelyi formájában ellenőrzik. Az aláírás feltétele legalább 3 elégséges osztályzatú kis zárthelyi megírása. A kis zárthelyik nem pótolhatók, a meg nem írt kis zárthelyik az átlagba 0 értékkel számítanak bele.
• NagyZH: Az aláírás megszerzéséhez egy nagyzárthelyit kell megírni, melyen az 50-ből legalább 21 pontot (42%-ot) el kell érni. A félév során két pótlási lehetőség van.
• Viszga: A vizsga két részből áll:
  1. 10 darab 4-4 pontos rövidebb kérdés, melyek általában a gyakorlatok ellenőrző kérdései közül kerülnek ki. Legalább 20 pontot el kell érni.
  2. 2 darab egyenként 25 pontos MATLAB-os feladat: P, PI, PD, PID szabályozók tervezése, PID szabályozó tervezése maximális beavatkozó jel esetén, 2DOF (két-szabadságfokú) szabályzó tervezése, állapotteres szabályzás folytonos és diszkrét időben. Legalább 20 pontot el kell érni.
• Végső jegy: A végső jegy három részből tevődik össze. Összesen 110 pont szerezhető, de a ponthatárokat 100 pontos skálán határozták meg - 40, 60, 75, 85.
  1. Vizsgán elért pontszám - max 90 pont
  2. NagyZH jegy kétszerese - max 10 pont
  3. KisZH jegyek átlagának kétszerese - max 10 pont

Segédanyagok

Hivatalos segédanyagok

• Lantos Béla: Irányítási rendszerek elmélete és tervezése I - Egyváltozós szabályozások
  A tárgyhoz szükséges irodalom, mely teljes mértékben lefedi a tananyagot. A tankönyv eredeti példánya a vizsga Matlabos részén használható.
• A tárgyhoz tartozó aktuális előadásdiák és gyakorlati segédanyagok letölthetőek a tanszéki portálról.
• Előadásvideók - 2012/2013 őszi féléves, Dr. Kiss Bálint által tartott előadások videói.

MATLAB segédanyagok - Vizsgához nélkülözhetetlen

Figyelem! 2017 tavasztól letölthető a matlab legálisan bármely bme-s emailcímmel való regisztráció után - részletek itt

• Matlab alapismeretek - A legalapvetőbb Matlab kódok részletes ismertetése
• Szakasz megadása - A szakasz megadásának módjai. Érdemes alaposan begyakorolni, mert enélkül megoldhatatlanok a feladatok!
• Soros kompenzátorok tervezése - P, PI, PD, PID és PID maximális beavatkozó jellel
• 2DOF szabályzó tervezése - Részletes magyarázattal
• Folytonosidejű állapotteres szabályozók tervezése - Simulink modellekkel és részletes magyarázattal
• Diszkrétidejű állapotteres szabályozók tervezése - Simulink modellekkel és részletes magyarázattal

Egyéb hasznos segédanyagok

• Bode diagram how-to
• Bode diagram rajzolása kézzel
• Szabályozástechnika "konyhanyelven"
• Stabilitásvizsgálat - Pólus-zérus eloszlás alapján, Nyquist illetve Bode kritérium (fázistartalék) alkalmazásával

Régi előadás és gyakorlati anyagok

Legfrissebb segédanyagok megtalálhatóak a tanszéki oldalon, bejelentkezés után.

Gyakorlati anyagok - 2007 ősz

• 2005-ös gyakanyag
• Tantermi gyakorlat jegyzet 1. rész
• Tantermi gyakorlat jegyzet 2. rész
• 1. Tantermi gyakorlat dia
• 2. Tantermi gyakorlat dia
• 3. Tantermi gyakorlat dia

Előadás jegyzet - 2007 ősz

1. Előadás 2. Előadás 3. Előadás 5. Előadás 6. Előadás 7. Előadás

8. Előadás 9. Előadás 11. Előadás 12. Előadás 13. Előadás 14. Előadás

Ellenőrző kérdések kidolgozása

• 2013 őszi ellenőrző kérdések - Ezek csak a gyakanyagok végén lévő kérdések összeollózva. Az alant lévő linkeken elérhetőek a válaszok.
• 1. Gyakorlat - Hozzá tartozó ellenőrző kérdések Megoldásai, Másik kidolgozás
• 2. Gyakorlat - Hozzá tartozó ellenőrző kérdések Megoldásai, Másik kidolgozás
• 3. Gyakorlat - Hozzá tartozó ellenőrző kérdések Megoldásai, Másik kidolgozás
• 4. Gyakorlat - Hozzá tartozó ellenőrző kérdések Megoldásai, Másik kidolgozás, Régebbi kidolgozás
• 5. Gyakorlat - Hozzá tartozó ellenőrző kérdések Megoldásai, Szerkesztett, Régebbi kidolgozás
• 6. Gyakorlat - Hozzá tartozó ellenőrző kérdések Megoldásai, Régebbi kidolgozás
• 7. Gyakorlat - Hozzá tartozó ellenőrző kérdések Megoldásai

Nagyzárthelyi és vizsga

A ZH feladatai általában azon gyakorlati anyagok ellenőrző kérdései közül kerülnek ki, ameddig eljutott az előadás. A ZH feladatok nagyon hasonlítanak a gyakorlatok ellenőrző kérdéseihez, de néha variálnak rajtuk kicsit, esetleg összemixelnek valamit különböző feladatokból. Mindeképpen célszerű meg is érteni a megoldásokat, különben könnyen bele lehet zavarodni. A zh feladatokról fényképet készíteni tilos, ezért nem találtok itt teljes feladatsorokat!
A vizsga első részére ugyanaz igaz mint a zárthelyire, csak itt már az összes gyakanyagból vannak kérdések. A 7. gyakorlatból általában csak 1 kérdés szokott lenni.
A vizsga Matlab-os része általában sablonfeladatokból áll. Aki végigoldja és MEGÉRTI a kidolgozott Matlab feladatokat, azt nem érheti nagy meglepetés a vizsgán!

• 2010/11 őszi ZH
• 2007/08 őszi MINTA vizsga és a hozzá tartozó nemhivatalos megoldások
• 2010/11 tavaszi vizsga - Keresztféléves vizsga, melyet nem az IIT tartott!
• 2011/12 őszi vizsga
• 2012/13 őszi MINTA vizsga
• 2014/15 őszi 2. vizsga
• 2016/17 tavasz minta vizsga kisfeladatok
• 2016/17 tavasz minta vizsga nagyfeladatok - 1.feladat megoldása

Tippek

• A tárgy elég nehéz is lehet, azonban ha folyamatosan készülsz, nem okozhat nagy gondot. Az évközi kiszárthelyikre mindig érdemes alaposan felkészülni, mert egyrészt extra pontokat lehet vinni belőlük a vizsgára, másrészt a ZH illetve a vizsgabeugró kérdései is ezek közül kerülnek ki, így ha már itt megtanulod őket, akkor kevesebb gondod lesz a ZH és a vizsga előtt.
• A vizsgára mindenképpen érdemes áttanulmányozni a Matlab segédanyagok részt, mivel a vizsgán eléggé sablonfeladatok vannak - Soros kompenzátorok, 2DOF, FI és DI állapotteres szabályzó. Aki a fenti példákat érti és meg tudja oldani, azt nem érheti nagy meglepetés a vizsgán.
• A vizsgára feltétlenül szükséges alaposan begyakorolni a szakasz megadása című lapon leírtakat, ugyanis a vizsgán szinte minden feladat úgy kezdődik, hogy be kell vinni a Matlab-ba a megadott szakaszt. Azonban ha már itt elrontjátok, akkor az egész feladatban mindenhol rossz numerikus eredmények jönnek ki, ami pedig sajnos azt eredményezi, hogy kinullázzák a teljes 25 pontos feladatot! Tehát érdemes alaposan megtanulni!
• A vizsgán mindent részletesen le kell írni a papírra. A javítók a Matlab-ot csak egy "professzionális számológépnek" tekintik, ezt jó észben tartani. Ha valamit Matlab segítségével számolsz, akkor le kell írni, hogy pontosan milyen kódot írtál be a Matlab-ba és a Matlab erre milyen numerikus végeredményt adott. Minden részeredményt le kell írni, mert ha valahol hiányzik a numerikus eredmény, akkor arra a feladatra nem adnak pontot.
• A mintavizsga kísértetiesen hasonlít a rendes vizsgára, általában csak a 2DoF és az állapotteres típusú példák váltakoznak.
• A pótlási héten lévő vizsgára bárki jelentkezhet.

Villamosmérnök 2014
Bevezetők	Bevezető fizika  •  Bevezető matematika
1. félév	A számítástudomány alapjai  •  A programozás alapjai 1  •  Digitális technika 1  •  Fizika 1  •  Matematika A1 - Analízis •  Mérnök leszek
2. félév	A programozás alapjai 2  •  Digitális technika 2  •  Fizika 2  •  Jelek és rendszerek 1  •  Matematika A2 - Vektorfüggvények  •  Matematika szigorlat A2
3. félév	Elektronika 1  •  Elektronikai technológia és anyagismeret  •  Elektrotechnika  •  Jelek és rendszerek 2  •  Matematika A3 villamosmérnököknek  •  Matematika A4 - Valószínűségszámítás
4. félév	Infokommunikáció*  •  Informatika 1  •  Informatika 2  •  Méréstechnika  •  Mikroelektronika*  •  Szabályozástechnika*  •  Villamos energetika*
5. félév	Elektromágneses terek alapjai  •  Elektronika 2  •  Laboratórium 1  •  Menedzsment és vállalkozásgazdaságtan
6. félév	Laboratórium 2  •  Mikro- és makroökonómia  •  Üzleti jog
7. félév	Záróvizsga
Megjegyzés:	A csillaggal jelölt négy szakirány-előkészítő tárgy közül egy a 6. félévben.

Villamosmérnök
Bevezetők	Bevezető fizika  •  Bevezető matematika
1. félév	A számítástudomány alapjai  •  Anyagtudomány  •  A programozás alapjai 1  •  Digitális technika 1  •  Matematika A1 - Analízis
2. félév	A programozás alapjai 2  •  Digitális technika 2  •  Fizika 1  •  Jelek és rendszerek 1  •  Matematika A2 - Vektorfüggvények  •  Mikro- és makroökonómia
3. félév	Elektrotechnika  •  Fizika 2  •  Informatika 1  •  Jelek és rendszerek 2  •  Matematika A3 villamosmérnököknek  •  Matematika A4 - Valószínűségszámítás
4. félév	Elektronika 1  •  Elektromágneses terek alapjai  •  Informatika 2  •  Menedzsment és vállalkozásgazdaságtan  •  Méréstechnika  •  Villamos energetika
5. félév	Elektronika 2  •  Elektronikai technológia  •  Infokommunikáció  •  Laboratórium 1  •  Mikroelektronika  •  Szabályozástechnika
6. félév	Laboratórium 2  •  Üzleti jog
7. félév	Záróvizsga