| Tantárgy neve (magyarul, angolul) | Számítógépes irányítás és jelfeldolgozás | |||
|
Computer based control and signal processing
|
||||
| Tantárgykód | BMEGEMIBMIJ | |||
| Tantárgyjelleg | kontaktórás tanegység | |||
| Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves) | kurzustípus: | előadás (elmélet) | gyakorlat | laboratóriumi gyakorlat |
| óraszám (heti): | 2 | 0 | 3 | |
| jelleg (kapcsolt/önálló): | - | - | kapcsolt | |
| Tanulmányi teljesítményértékelés (minőségi értékelés) típusa | vizsga | |||
| Tantárgy kreditértéke | 6 | |||
| Tantárgyfelelős | neve: | Dr. Gárdonyi Gábor | ||
| beosztása: | adjunktus | |||
| elérhetősége: | gardonyi@mogi.bme.hu | |||
| Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység | Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszék | |||
| https://www.mogi.bme.hu/ | ||||
| Tantárgy weblapja | https://www.mogi.bme.hu/tantargyak/BMEGEMIBMIJ | |||
| Tantárgy oktatásának nyelve | magyar | |||
| Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege | kötelező | |||
| Közvetlen előkövetelmények | Erős előkövetelmény | BMETE94BG03 | ||
| Gyenge előkövetelmény | ||||
| Párhuzamos előkövetelmény | ||||
| Mérföldkő előkövetelmény | legalább 0 megszerzett kredit | |||
| Kizáró feltétel | BMEGERIAM6J, BMEGERIAM6S | |||
Célkitűzés
A tantárgy célja, hogy megismertesse a hallgatókkal a zajokkal terhelt mért jelek feldolgozásának alapvető módszereit, a digitális szűrés alapjait, a digitális szűrőtípusok felépítését és alapvető tulajdonságait. Valamint a frekvenciatartománybeli tulajdonságok leírásának módszereit digitális szűrőknél: diszkrét Fourier transzformáció, gyors Fourier transzformáció, teljesítményspektrum. Jelszűrésnél alkalmazott digitális szűrési ablakok típusai és tulajdonságai. Továbbá megismertetni a hallgatókkal a folytonos idejű folyamat diszkrét idejű irányítási feladattal és a számítógépes folyamatirányítás részegységeit.
Tanulási eredmények
A tantárgy teljesítésével elsajátítható kompetenciák
Tudás
Tudomása van a digitális-analóg és az analóg-digitális átalakítók típusairól. Ismeri a jelek osztályozásának módjait és a determinisztikus jelek reprezentációit. Tisztában van a gyors Fourier-transzformációval, a diszkrét Fourier-transzformációval és a diszkrét idejű Fourier-transzformációval. Tisztában van a Z-transzformáció alkalmazhatóságával differencia egyenletek megoldására. Ismeri a számábrázolási módokat, a véges szóhosszból eredő hibák és csökkentésük lehetőségeit. Tudomása van a modern DSP processzorokról, jelgenerátorokról, valamint a fáziszárt hurok mibenlétéről. Ismeri a digitális szűrők osztályozásának módjait, az ideális frekvenciaszelektív szűrők frekvenciatartománybeli jellemzőit. Tájékozott a rekurzív és a konvolúciós diszkrét idejű szűrők körében és az alkalmazható simító ablakok körében. Megkülönbözteti a számítógépes folyamatirányítás feladatait és egységeit. Tájékozott a diszkrét idejű szabályozó tervezésének szempontjai terén.
Képesség
Képes a D/A, A/D átalakítók üzembe helyezésére szoftveres felprogramozására. Kiszámítja jelek spektrumát gyors Fourier-transzformáció segítségével. Megtervezi a szűrési feladatra alkalmas digitális szűrőt. Z-transzofrmációval megoldja az adott differencia egyenletet. Kiválasztja a feladatnak megfelelő modern DPS processzort és jelgenerátort. A véges szóhosszból eredő számábrázolási hibaminimalizálást végez. Rangsorolja az ideális frekvenciaszelektív szűrőket a frekvenciatartománybeli jellemzőik alapján. Javaslatot tesz az alkalmazható simító ablak típusára. Megtervezi a számítógépes folyamatirányítási rendszert. Kiválasztja a számítógépes folyamatirányító rendszerhez alkalmas operációs rendszert.
Attitűd
Törekszik az energiahatékonyság és környezettudatosság elvének érvényesítésére a számítógépes irányítási és jelfeldolgozási feladatok megoldásában. Folyamatos ismeretszerzéssel bővíti tudását a számítógépes irányítás és jelfeldolgozás területén. Nyitott az információtechnológiai eszközök használatára. Törekszik a számítógépes irányítási és jelfeldolgozási problémamegoldáshoz szükséges eszközrendszer megismerésére és rutinszerű használatára. Törekszik a pontos és hibamentes feladatmegoldásra.
Önállóság és felelősség
Önállóan végzi a számítógépes irányítási és jelfeldolgozási feladatok és problémák végiggondolását és adott források alapján történő megoldását. Elfogadja a munkájával kapcsolatos megalapozott kritikai észrevételeket. Egyes helyzetekben – csapat tagjaként – együttműködik hallgatótársaival a feladatok megoldásában. Feladatát rendszerelvű megközelítést alkalmazva végzi. Együttműködik az ismeretek bővítése során az oktatóval és hallgató társaival.
Oktatási módszertan
A tantárgy oktatása során nem válik el egymástól az előadás és a laboratóriumi gyakorlat. Az előadások és a laboratóriumi gyakorlatok alapvetően a frontális oktatás technikáját alkalmazva ismertetik meg a hallgatókkal a tudás, képesség, attitűd, valamint az autonómia és felelősség kompetenciaelemek által meghatározott információt. Az előadásokhoz és a laboratóriumi gyakorlatokhoz utólagosan közzétett diasorok egyéb oktatási segédanyagok tartoznak, így a hallgatók azokat az előadások után saját jegyzeteikkel ki tudják egészíteni. Az előadások és a főbb (on-line) elérhető írásos tananyagok egymást kiegészítik, külön-külön nem elegendők a megfelelő felkészültség eléréséhez.
Tanulástámogató anyagok
Tankönyv
Dr. Elek Kálmán: JELFELDOLGOZÁS MECHATRONIKAI MÉRNÖKÖKNEK. BME HIT, 2019. ISBN:
Dr. Lipovszki György: Jelfeldolgozás és számítógépes irányítás. EDUTUS Főiskola, 2012. ISBN:
Jegyzet
Dr. Huba Antal, Dr. Lipovszki György: Méréselmélet. BME MOGI, 2014. ISBN: 9789633131718
Online elérhető tanulástámogató anyag
http://www.mogi.bme.hu/oktatas/BMEGEMIBMIJ
https://edu.gpk.bme.hu/moodle/
http://www.mogi.bme.hu/letoltes/MECHATRONIKAI%20&%20IR%c3%81NY%c3%8dT%c3%81STECHNIKAI%20T%c3%81RGYAK/SZ%c3%81M%c3%8dT%c3%93G%c3%89PES%20IR%c3%81NY%c3%8dT%c3%81S%20%c3%89S%20JELFELDOLGOZ%c3%81S/
A tantárgyleírás hatályossága
| Hatályosság kezdete: | 2023. február 1. |
| Hatályosság vége: | 2025. január 31. |
Általános szabályok
A tanulmányi teljesítmény értékelése egy évközi írásbeli teljesítménymérés (egy összegző tanulmányi teljesítményértékelés) az utolsó laboratóriumi gyakorlaton és egy vizsga a félév végén. Az összegző tanulmányi teljesítményértékelés a laboratóriumi gyakorlatokon elsajátított számítógépes irányítási és jelfeldolgozási algoritmusok implementálásának képességét méri fel. A vizsga a félév során elsajátított elméleti tudást méri fel számpéldák megoldásával.
Teljesítményértékelési módszerek
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
| 1. Évközi teljesítményértékelés | ||
| Típusa: | összegző (szummatív) értékelés | |
| Darabszáma: | 1 | |
| Célja, leírása: | Az összegző tanulmányi teljesítményértékelés a tantárgy tudás és képesség típusú kompetenciaelemeinek komplex, írásos értékelési módja zárthelyi dolgozat formájában. Az összegző teljesítményértékelés az alkalmazói készségekre fókuszál (számítógépes algoritmusok implementálása). Teljesítésre a tanulmányi teljesítményértékelési tervben meghatározott időpontban, előreláthatólag a 14. oktatási héten kerül sor. Az értékelés alapjául szolgáló tananyagrészt a tantárgy előadója határozza meg a gyakorlatvezetőkkel egyetértésben, a rendelkezésre álló munkaidő 120 perc. Az összegző teljesítményértékelésen 100 pont szerezhető. Az eredményes teljesítéshez legalább 40%-ot kell elérni. Az összegző tanulmányi teljesítményértékelés eredménye a vizsgaérdemjegyben 50%-os súllyal szerepel. Az összegző tanulmányi teljesítményértékelés legalább 40%-os teljesítése az aláírás megszerzésének feltétele. | |
Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
A vizsga elemei:
| Írásbeli részvizsga | ||
| Kötelezettség: | kötelező (rész)vizsgaelem, elégtelen teljesítése elégtelen(1) vizsgaérdemjegyet von maga után | |
| Leírás: | Az írásbeli vizsga a félév során elsajátított számítógépes irányítási és jelfeldolgozási elméleti tudást méri fel. Az írásbeli vizsga a teljes félév tananyagából áll. Az írásbeli vizsga az előadásokon bemutatott számpéldákon alapul. A rendelkezésre álló munkaidő 120 perc. Az írásbeli vizsgán 100 pont szerezhető. Az eredményes teljesítéshez legalább 40%-ot kell elérni. Az írásbeli vizsga eredménye a vizsgaérdemjegyben 50%-os súllyal szerepel. | |
| Szóbeli részvizsga | ||
| Kötelezettség: | nincs ilyen vizsgaelem | |
| Leírás: | ||
| Gyakorlati részvizsga | ||
| Kötelezettség: | nincs ilyen vizsgaelem | |
| Leírás: | ||
| Évközi eredmények beszámítása | ||
| Kötelezettség: | kötelező (rész)vizsgaelem, elégtelen teljesítése elégtelen(1) vizsgaérdemjegyet von maga után | |
| Leírás: | Az összegző tanulmányi teljesítményértékelés a tantárgy tudás és képesség típusú kompetenciaelemeinek komplex, írásos értékelési módja zárthelyi dolgozat formájában. Az összegző teljesítményértékelés az alkalmazói készségekre fókuszál (számítógépes algoritmusok implementálása). Teljesítésre a tanulmányi teljesítményértékelési tervben meghatározott időpontban, előreláthatólag a 14. oktatási héten kerül sor. Az értékelés alapjául szolgáló tananyagrészt a tantárgy előadója határozza meg a gyakorlatvezetőkkel egyetértésben, a rendelkezésre álló munkaidő 120 perc. Az összegző teljesítményértékelésen 100 pont szerezhető. Az eredményes teljesítéshez legalább 40%-ot kell elérni. Az összegző tanulmányi teljesítményértékelés eredménye a vizsgaérdemjegyben 50%-os súllyal szerepel. Az összegző tanulmányi teljesítményértékelés legalább 40%-os teljesítése az aláírás megszerzésének feltétele. | |
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya a minősítésben, aláírás megadásában
| Azonosítója | Részarány |
|---|---|
| 1. Évközi teljesítményértékelés | 100 % |
Az aláírás megadásának feltétele, hogy az évközi teljesítményértékeléseken szerezhető pontszám legalább 40 %-át elérje.
Vizsgaelemek részaránya a minősítésben
| Típusa: | Részarány |
|---|---|
| Írásbeli részvizsga | 50 % |
| Évközi eredmények beszámítása | 50 % |
Érdemjegy megállapítása
| Érdemjegy | ECTS minősítés | Teljesítmény %-ban kifejezve |
|---|---|---|
| jeles (5) | Excellent [A] | 90 % felett |
| jeles (5) | Very Good [B] | 85 % - 90 % |
| jó (4) | Good [C] | 70 % - 85 % |
| közepes (3) | Satisfactory [D] | 55 % - 70 % |
| elégséges (2) | Pass [E] | 40 % - 55 % |
| elégtelen (1) | Fail [F] | 40 % alatt |
Az egyes érdemjegyeknél megadott alsó határérték már az adott érdemjegyhez tartozik.
Jelenléti és részvételi követelmények
Az előadások legalább 70 %-án (lefelé kerekítve) jelen kell lenni.
A laboratóriumi gyakorlatok legalább 85 %-án (lefelé kerekítve) tevőlegesen részt kell venni.
Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai
A javításra, ismétlésre és pótlásra vonatkozó különös szabályokat a TVSz általános szabályaival együttesen kell értelmezni és alkalmazni.
| Évközi összegző teljesítményértékelések egyenként eredményesen teljesítendők-e? | ||
| igen | ||
| Összegző teljesítményértékelés javítási, illetve ismétlési módja első alkalommal: | ||
| az összegző (szummatív) teljesítményértékelések egyenként javíthatók, illetve ismételhetők | ||
| Összegző teljesítményértékelés ismétlő-javítási lehetősége engedélyezett-e, ha igen, milyen formában: | ||
| az ismétlő-javítás lehetősége kizárt | ||
| Korábbi eredmény figyelembevétele javítás, ismétlés-javítás esetén: | ||
| az időben újabb eredmény felülírja a korábbit | ||
| El nem végzett laboratóriumi gyakorlatok teljesítése: | ||
| az el nem végzett laborgyakorlatok a pótlási időszakban elvégezhetők, de ez nem kötelező | ||
| Hibásan (pl. jegyzőkönyvhiba) teljesített laboratóriumi gyakorlatok ismétlése: | ||
| a hibásan (pl. jegyzőkönyvhiba) teljesített laborgyakorlat a hibás rész kijavított formában történő benyújtásával teljesíthető | ||
A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka
| Tevékenység | óra / félév |
|---|---|
| részvétel a kontakt tanórákon | 70 |
| felkészülés a laboratóriumi gyakorlati foglalkozásokra | 14 |
| felkészülés az összegző teljesítményértékelésekre | 16 |
| vizsgafelkészülés | 42 |
| további, a teljesítéshez szükséges munkaidő ráfordítás | 38 |
| összesen | 180 |
Tantárgykövetelmények hatályossága
| Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete: | 2023. február 1. |
| Tantárgykövetelmények hatályosságának vége: | 2025. január 31. |
Elsődleges szak
A tantárgy elsődleges (fő) szakja, amelyen meghirdetésre kerül és amelyhez a kompetenciák kapcsolódnak:
Mechatronikai mérnöki
Kapcsolódás a KKK rendelet céljához és (szakos) kompenetciáihoz
Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:
Tudás
- Összefüggéseiben ismeri és alkalmazza a mechatronikai mérnöki szakmához kötött természettudományos és műszaki elméleti ismereteket és ok-okozati összefüggéseket.
- Elsajátította az elméletileg megalapozott, rendszerszemléletű gyakorlatorientált mérnöki gondolkodásmódot.
- Ismeri a mechatronikai területen alkalmazott gépészeti és villamos szerkezeti anyagok fontosabb tulajdonságait, alkalmazási területeit.
Képesség
- Képes a mechatronikai területen alkalmazott anyagok laboratóriumi vizsgálatára, a vizsgálati eredmények statisztikai kiértékelésére, dokumentálására, és a kísérleti és elméleti eredmények összevetésére.
- Képes a mechatronikai rendszerek és folyamatok üzemeltetése során gyűjtött információk feldolgozására és rendszerezésére, különböző módon történő elemzésére, elméleti és gyakorlati következtetések levonására.
- Képes rendszerszemléletű, folyamatorientált, elméletileg megalapozott gondolkodásmód alapján komplex mechatronikai rendszerek globális tervezésére.
Attitűd
- Megszerzett ismereteire alapozva integrátori szerepet tölt be a műszaki (elsősorban gépészetmérnöki, villamosmérnöki, informatikai) tudományok integrált alkalmazásában, valamint minden olyan tudományterület műszaki támogatásában, ahol az adott szakterület szakemberei mérnöki alkalmazásokat, megoldásokat igényelnek.
- Munkája során vizsgálja a kutatási, fejlesztési és innovációs célok kitűzésének lehetőségét, és törekszik azok megvalósítására; elkötelezett arra, hogy a mechatronikai mérnöki területet új ismeretekkel, tudományos eredményekkel gyarapítsa.
- Törekszik arra, hogy a munkáját rendszerszemléletű és folyamatorientált gondolkodásmód alapján komplex megközelítésben végezze.
Önállóság és felelősség
- Megszerzett tudását és tapasztalatait formális, nem formális és informális információátadási formákban megosztja szakterülete művelőivel.
- Értékeli beosztottjai munkáját, kritikai észrevételeinek megosztásával elősegíti szakmai fejlődésüket.
- Szakmai problémák megoldása során önállóan és kezdeményezően lép fel.
A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek
|
Tudás típusú kompetenciák
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti) |
nincs |
|
Képesség típusú kompetenciák
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti) |
nincs |