Rendszer és Irányításelméleti Kutatólaboratórium

Főbb kutatási-fejlesztési (K+F) irányok

• Lineáris és nemlineáris rendszerek algebrai és geometriai megközelítésekben vett determinisztikus és sztochasztikus elmélete folytonos és diszkrét idejű leírásban
• Dinamikus rendszerek irányíthatóságának, megfigyelhetőségének, stabilitásának és nulltér alapú strukturális átkonfigurálhatóságának kérdései
• Robusztus irányítási és szűrési módszerek
• Lineáris paramétereiben változó (LPV) rendszerek modellezése, analízise és szintézise
• µ-szintézis, lineáris mátrix egyenlőtlenségeken (LMI) és a kvadratikus integrál korlátozások (IQC) technikáján alapuló robusztus tervezési módszerek
• Hibák, megváltozások és ártó szándékú beavatkozások modell alapú detektálása dinamikus rendszerekben, műszaki diagnosztika
• Nagy megbízhatóságú biztonságkritikus rendszerek szintézisének módszerei
• Hibatűrő irányítási módszerek vizsgálata és alkalmazása lineáris, hibrid rendszerekben
• Elosztott és heterogén komponenseket tartalmazó dinamikus rendszerek optimális irányításának elmélete
• Hálózatok felett működő, elosztott és kooperatív irányítás
• Magas dimenziós rendszerek modellredukciós módszerei
• Korszerű jel- és képfeldolgozási eljárások, rendszer identifikáció

A fenti területekhez kapcsolódóan a Laboratórium általános alap és célzott alkalmazott kutatásokat folytat. Az alkalmazott kutatások alapvetően két fő alkalmazási területre összpontosulnak; ezek a járműipar – ezen belül is különösen az autó- és polgári repülőgépipar – valamint az energetika. Az irányításelméleti alapkutatások eredményeit potenciálisan alkalmazni képes célterületeken a Laboratórium ipari és közösségi támogatású projektekben vesz részt annak érdekében, hogy prototípus és egyéb speciális, a tudományos elveket alátámasztani képes alkalmazások jöjjenek létre.

Nemzetközi tudományos kapcsolatok

A laboratórium folytonosan törekszik arra, hogy az akadémiai kutatások eredményeinek ipari hasznosulása a lehető legjobb mutatók mellett mihamarabb megtörténjen. Ennek érdekében élő K+F kapcsolatokat tart fenn a hazai egyetemi hálózattal, nemzetközi tevékenységet folytató magyarországi székhelyű iparvállalatokkal (úm. Bosch, Knorr-Bremse), továbbá több más jelentős európai ipari céggel (pl. Airbus), valamint tengerentúli egyetemekkel és kutatóhelyekkel (pl. University of Minnesota).

Ipari megoldások

A rendszer- és irányításelméleti eredmények elsődleges felhasználói az energia-, és a járműipar, továbbá a közlekedési szektor. Az ipari partnerek bevonásával végzett európai és nemzeti kutatási projektekben az elméleti eredmények gyakorlati alkalmazhatóságát szem előtt tartva folynak kutatási tevékenységek. Az elmúlt időszakban ipari felhasználásra előkészített eredmények születtek atomerőművi biztonsági rendszerek robusztus irányítására, korszerű jármű-fedélzeti irányítórendszerek hibatűrő kialakításának tervezésére, járműflották koordinált irányítására, intelligens vezető-nélküli járműirányítási megoldásokra, szenzorfúziós módszerek alkalmazására és az elektronikus fék és kormány alkalmazásának integrált irányítási módszereire. Az alapkutatási eredmények közvetlen gyakorlati hasznosíthatóságának egyik legjobb példája az autonóm, vezető-nélküli járművek irányítása, a melyre vonatkozó kutatások célja irányítási algoritmusok kidolgozása és azok teljesítménymutatóinak valós feltételek mellett és környezetben végzett ellenőrzése.

Főbb hazai és külföldi referenciák

• Airbus Industries
• UTC Aerospace
• USA Haditengerészetének Kutatási Hivatala (ONR)
• University of Minnesota, MN, USA

Polgári repülőgépeken alkalmazható hibadetektálási módszerek kidolgozása. Korszerű, hibatűrő szabályozási algoritmusok fejlesztése és az ezek alapjául szolgáló matematikai modellek megalkotása. Rugalmas repülőgép szárnyak magas dimenziós állapottér modelljeire alkalmazható modell redukciós eljárások az elméleti kutatási eredmények gyakorlati alkalmazhatóságának elősegítése érdekében. Útvonalbecslő és ütközési valószínűség meghatározó módszerek autonóm működésű légi járművek (UAV) számára.

• Bosch Magyarország Kft.
• Knorr-Bremse Fékrendszerek Kft.
• MVM Paksi Atomerőmű Zrt.

Hazai K+F kooperációkban ipari felhasználásra előkészített eredmények születtek korszerű jármű-fedélzeti irányítórendszerek hibatűrő kialakításának tervezésére, a járműflották koordinált irányítására, intelligens, vezető-nélküli járműirányítási megoldásokra, szenzorfúziós technikák alkalmazására és az elektronikus fék- és kormányrendszerek integrált irányítási módszereire. Közreműködés biztonságkritikus atomerőművi rendszerek rekonstrukciós és üzemidő hosszabbítási projektjeiben.

Intelligens Autonóm Járművek Laboratórium - kutatási infrastruktúránk

A Laboratórium a kutatás-fejlesztés valamennyi fázisában támogatja az autonóm járművek modellezését, a kifejlesztett szoftverek (irányítási és navigációs algoritmusok), illetve hardverek (szenzorok, érzékelő- és kommunikációs hálózatok, fedélzeti irányítórendszerek) tesztelését és validációját.

Az új algoritmusokat, hardverelemeket először szimulációs környezetben, a járművek valósághű digitális ikermodelljén teszteljük. Ezt követi az eljárások valósidejű implementációja, az érzékelő- és kommunikációs rendszerek tesztelése a beltéri tesztarénában, kisméretű elektromos járművek segítségével. A kiépített szenzor- és számítógépes rendszerek akár nagyszámú együttműködő járművel történő kísérletvégzést is lehetővé tesznek, ellenőrzött és szabályozható laborkörülmények között. Az utolsó fázis a rendszer validációja valós körülmények között, nagyteljesítményű kültéri drónokon és valós közúti járműveken, amelyeket az infrastruktúra kültéri tesztplatformja biztosít.