Nyomtatás

Miskolci Egyetem - Gépészmérnöki és Informatikai Kar

TANTÁRGYI TEMATIKA

Folyamatok modellezése; BSc (Nappali+Levelező)

Tantárgy neve:
Folyamatok modellezése
Tantárgy Neptun kódja:
Nappali: GEIAK140-B
Levelező: GEIAK140-BL
Tárgyfelelős intézet:
INF - Informatikai Intézet
Tantárgyelem: A_V1
Tárgyfelelős: -
Közreműködő oktató(k):
Javasolt félév: 4 Előfeltétel:GEMAN161-B és GEMAN122-B
Óraszám/hét:
Előadás (nappali): 2
Gyakorlat (nappali): 2
Előadás (levelező): 16
Számonkérés módja: kollokvium
Kreditpont: 5Munkarend: Nappali+Levelező
Tantárgy feladata és célja:

A tárgy elméleti felkészítést ad az információfeldolgozást segítő jelek és folyamatok matematikai modellezési és szimulációs módszereinek elsajátításához. Az analóg és mintavételezett jelek, valamint a folytonos és időben diszkrét lineáris, idő-invariáns folyamatok matematikai modelljeinek megoldása illetve szimulációja a MATLAB-SIMULINK környezetben a gyakorlati órákon történik. A kiadott egyéni házi feladatok megoldása, megbeszélése és közös kiértékelése a tárgy tématerületének jobb megismerését szolgálja.


Tudás: Ismeri az informatikai szakterületének műveléséhez szükséges természettudományi elveket és módszereket (matematika, fizika, egyéb természettudományok). Birtokában van a mért jelek feldolgozásával, rendszerek és hálózatok modellezésével, szimulációjával és szabályozásával kapcsolatos alapismereteknek és mérnöki szemléletnek. Ismeri az informatika és a mérnöki szakma szókincsét és kifejezési sajátosságait magyar és angol nyelven, legalább alapszinten.
Képesség: Felhasználja az informatikai szakterületének műveléséhez szükséges természettudományi elveket és módszereket (matematika, fizika, egyéb természettudományok) az informatikai rendszerek kialakítását célzó mérnöki munkájában. Együttműködik informatikusokkal és villamosmérnökökkel a csoportmunka során, és más szakterületek képviselőivel is az adott probléma követelményelemzésének és megoldásának kimunkálása során. Magyar és angol nyelven kommunikál szakmai kérdésekről és alkotó módon használja az informatika formális nyelvezetét.
Attitűd: A saját munkaterületén túl a teljes műszaki rendszer átlátására törekszik. Nyitott az új módszerek, programozási nyelvek, eljárások megismerésére és azok készség szintű elsajátítására.
Autonomia és felelősség: Feltárja az alkalmazott technológiák hiányosságait, a folyamatok kockázatait és kezdeményezi az ezeket csökkentő intézkedések megtételét.
Tárgy tematikus leírása:

A műszaki modellezés alapfogalmai: rendszer, jel, modell, állapot, állapotegyenletek, állapottér, folyamat. Célok, osztályok. Irányíthatóság, megfigyelhetőség. A rendszermodellezés általános módszerei: a strukturált, a funkcionális, az objektum-orientált modellezés módszerei.
Jelmodellek. Determinisztikus jelek. A folytonos és a mintavételezett jelek matematikai leírása. A jel spektrumának fogalma. A Fourier sor és a Fourier transzformáció alkalmazása. A jelek mintavételezésének és visszaállításának elméleti és gyakorlati kérdései.
Folytonos lineáris rendszerek folyamatainak modellezése differenciál-egyenletekkel. Elemi lineáris differenciálegyenletek megoldása. A súlyfüggvény és az átmeneti függvény meghatározása. Példák.
Folytonos lineáris rendszerek modellezése az operátor tartományban. A Laplace transzformáció és tulajdonságai. Az átviteli függvény fogalma. Pólusok, zérusok, rendszerparaméterek meghatározása. Elemi lineáris tagok átviteli függvényei. Példák. Az állapottéri modell felírása, megoldása az időtartományban és az operátor tartományban. A lineáris állapottér sajátosságai: bázisvektorok sajátvektorok, sajátértékek. A tranzitáló mátrix és annak tulajdonságai, jelentősége. Modellezés a frekvenciatartományban. A frekvenciafüggvény fogalma Az átviteli függvény és a frekvenciafüggvény kapcsolata. Nyquist, Bode és Nichols diagramok. Modellezés a diszkrét időtartományban. A lineáris differenciálegyenletek numerikus megoldási módszerei. Az időben diszkrét rendszermodellek megjelenítése az operátor tartományban. A z transzformáció és tulajdonságai. Az impulzus-átviteli függvény fogalma. Az átviteli függvény és az impulzus-átviteli függvény közötti kapcsolat. Időben diszkrét elemi modellek és megoldásuk számítógéppel. Példák.
Lineáris szabályozó rendszerek modellezése. Lineáris szabályozók diszkrét (digitális) modelljei. Számítógépes szimuláció MATLAB-SIMULINK környezetben.

Félévközi számonkérés módja és az aláírás megszerzésének feltétele (Nappali):
A gyakorlati órákon való aktív részvétel
1 db zárthelyi min 40% eredménnyel való teljesítése
1 db félévközi feladat sikeres elkészítése és bemutatása
Félévközi számonkérés módja és az aláírás megszerzésének feltétele (Levelező):
Az órákon való aktív részvétel
1 db félévközi feladat sikeres elkészítése és bemutatása
Gyakorlati jegy / kollokvium teljesítésének módja, értékelése (Nappali):
Irásbeli + szóbeli vizsga:
Irásbeli vizsga:
0-39%: elégtelen
40-54%: elégséges
55-69%: közepes
70-84%: jó
85-100%: jeles
A szóbeli vizsga feltétele a min. elégséges írásbeli.
Gyakorlati jegy / kollokvium teljesítésének módja, értékelése (Levelező):
Irásbeli + szóbeli vizsga:
Irásbeli vizsga:
0-39%: elégtelen
40-54%: elégséges
55-69%: közepes
70-84%: jó
85-100%: jeles
A szóbeli vizsga feltétele a min. elégséges írásbeli.
Kötelező irodalom:
Ajánlott irodalom:

1. Benjamin Kuo: Önműködő szabályozó rendszerek. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1981
2. Csáky Frigyes, Bars Ruth: Automatika, Tankönyvkiadó Budapest, 1969
3. Bánhidi László, Gyuricza István, Kiss Mátyás, Oláh Miklós, Rátkai László, Szecső Gusztáv: Automatika mérnököknek, Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 1994
4. Gene Franklin, David Powell, Michael Workman: Digital Control of Dynamic Systems, Addison-Wesley, 1998
5. Paulo S.A. Diniz, Eduardo A. B. da Silva, Sergio L. Neto: Digital Signal Processing, Canbridge University Press, 2010