Adaptive mathematische Modellierung und Entwicklung eines Echtzeitsystems zur optimalen Kontrolle eines chemischen Reaktors

Authors: 
Lummer, Olaf
Year: 
1997
Language: 
German
Abstract: 
Die Arbeit fuehrt einen neuen Algorithmus zur modellbasierten Entfernung zufaelliger Fehler aus Messungen an dynamischen Systemen ein und testet und erweitert diesen. Die vorgestellten Erweiterungen betreffen: (1) die Identifikation von Parametern des dynamischen Systems, (2) die Einfuehrung einer Zeit- fenstertechnik zur Gewaehrleistung der Echtzeitfaehigkeit, (3) die Identifikation von systematischen Fehlern (in Form eines Bias), (4) die Minimierung von Mess- fehlern bei Eingangsgroessen des Systems, (5) die automatische Adaption eines Parameters des Algorithmus (Anpassrate). Nach der Entwicklung eines Testprogrammes wird durch Tests mit den Modellen dreier verschiedener dynamischer Systeme die Leistungsfaehigkeit des Algorithmus und seiner Modifikationen gezeigt. Gleichzeitig werden wichtige Erfahrungen fuer den praktischen Einsatz gewonnen, die teilweise zu einer weiteren Verbesserung des Algorithmus fuehren. Tests mit dem Modell des CSTR werden herangezogen, um Vergleiche mit dem NDDR-Algorithmus - einem etablierten Verfahren auf dem Gebiet der Data Reconciliation - durchzufuehren. Die Ergebnisse dieses Vergleichs zeigen mindestens eine Gleichwertigkeit des neuen Algorithmus bezueglich der Reduzierung zufaelliger Fehler. Gleichzeitig werden die wichtigsten Vorteile des neuen Algorithmus herausgearbeitet, z.B. (1) bessere Eignung fuer Echtzeitanwendungen, (2) einfache Implementierung durch Modellinvarianz und geringe Anzahl von Tuningparametern, (3) sehr gute Performance. Der letzte Teil der Arbeit demonstriert die Flexibilitaet und Leistungsfaehigkeit des Verfahrens durch die Loesung eines komplexen Problems aus der Taetigkeit der Wacker Chemie GmbH (Burghausen/Bayern): Zur Simulation und optimalen Kontrolle eines chemischen Reaktors wird aus einem bestehenden Simulationssystem eine interaktive, echtzeitfaehige Software zur On-line-Korrektur von Messdaten dieses Reaktors entwickelt. Dieses Programm konnte zwar nicht im Praxiseinsatz getestet werden, es werden jedoch Versuche mit zufaellig und systematisch gestoerten Messdaten durchgefuehrt, die aus einer Simulation des Reaktors stammen. Die Ergebnisse dieser Versuche zeigen die Faehigkeit der Softwareloesung, systematische und zufaellige Fehler in den Messungen zu erkennen und effektiv zu verringern.
Pubdate / Erscheinungsdatum: 
1997-09-22
Pages / Seitenanzahl: 
78