Témakiírás doktorandusz számára, 2006. március 6.

Dinamikus rendszerek modellezése mért jelekből

BME Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék
Doktori iskola: villamosmérnöki és informatikai

Mottó: Mit tegyünk, ha egy rendszeren csak zajos és torzított be- és kimenő jeleket tudunk mérni, de van egy jó számítógépünk?

Ha egy flexibilis robotkar vezérlőrendszerét meg akarjuk tervezni, egy épülő híd pilonjának rezgéseit aktív rezgéscsillapítóval szeretnénk csillapítani, jó autóbusz-karosszériát szeretnénk tervezni, vagy egy motor fogyasztását és szennyezőanyag-kibocsátását kell csökkentenünk, a kiindulópont mindig a rendszer matematikai modellje: differenciálegyenlet-rendszer, átviteli függvény, stb. Ezt azonban elméleti alapon meghatározni nehéz és pontatlan. Sokkal pontosabb modellt lehet felállítani a tényleges rendszeren végzett mérések alapján. A mérések azonban általában zajosak, a mérőrendszer torzítja a mért jeleket, és a mérést nem tudjuk elszigetelni a külső zavaroktól sem. Ezért a mérés megtervezése és a modell felállítása a mért jelekből gyakran valóságos művészet. Tanszékünkön részben ezzel az izgalmas kérdéskörrel foglalkozunk: mérünk, és a mért adatokból kiszűrjük a használható információt.

Mivel a számítógépek teljesítőképessége rohamosan nő, és egyre komplikáltabb számításokat lehet elfogadható időn belül elvégezni, az identifikációs módszerek kutatása az utóbbi években felgyorsult. Lehetővé vált a jelek komplex feldolgozása, a "teljes" információtartalom kinyerése.

Az identifikációval kapcsolatban sok területen folyik intenzív kutatás. Ilyenek:

· gépkocsi-karosszériák mérése és modellezése (gerjesztés a kerekek helyén rázógéppel, vagy valódi úton haladva, a rezgések vizsgálata)

· trükkös gerjesztőjelek és mérési elrendezések alkalmazása, a nemlinearitások és zajok hatásának csökkentése céljából

· időben folytonos rendszerek (azaz szinte minden fizikai rendszer) modellezése folytonos ill. diszkrét időtartományban, a modellek pontossága és elvi korlátai

· robosztus eljárások, melyek jó eredményt adnak akkor is, ha a feltételezések egy része nem teljesül, például a zaj nem Gauss-eloszlású

· az identifikációs eljárások alkalmazása szűrőtervezésre

· hatékony, az identifikációban eddig nem alkalmazott numerikus optimalizálási módszerek

· stb.

A tanszéken az elmúlt évek során kifejlesztettünk egy frekvenciatartománybeli rendszeridentifikációs programcsomagot (fdident) a MATLAB programhoz, és a elkészült egy erre alapozott grafikus kezelői felület is. Ezek a munkák új, izgalmas elméleti és gyakorlati kérdéseket vetettek fel. Ilyenek például a lineáris/nemlineáris viselkedés ellenőrzése, a grafikus felületek tesztelése, felhasználóbarát fejlesztése, stb.

A doktorandusz feladata a fentiekből közösen választott kérdéskör tanulmányozása valódi mérési adatok, elméleti megfontolások és a szakirodalom alapján, a választott feladat minél jobb megoldása, és új eljárások kidolgozása.

Speciális ösztöndíj, továbbá információcsere, együttműködés is elképzelhető a Vrije Universiteit Brussel hasonló témán dolgozó kutatócsoportjával, esetleg náluk töltött rész-képzés. A téma részterületein már dolgoznak disszertációjukat készítő doktoranduszok, ezért csapatmunkába lehet bekapcsolódni.

Szükséges nyelv: angol.

Témavezető: dr. Kollár István egyetemi tanár, tel. 463-1774, email: kollar@mit.bme.hu

URL: http://www.mit.bme.hu/~kollar/indexm.html