WIAS Preprint No. 110, (1994)

Asymptotische Input-Output-Linearisierung und Störgrößenkompensation in nichtlinearen Reaktionssystemen



Authors

  • Müller, Wolfdietrich

2010 Mathematics Subject Classification

  • 93D15 93A13 93A25 93B07 93B11 93B18 93B29 93B30 93C10 93C15 93C73 93C83 93C95 92E20

Abstract

Entsprechend einem von E.D. Gilles und Mitarbeitern am Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik der Universität Stuttgart vorgeschlagenen Konzept wird eine reproduzierbare Qualität der Endprodukte in komplexen verfahrenstechnischen Produktionsprozessen mit Hilfe einer Prozeßführung gewährleistet, die in einer hierarchischen Struktur nach zentral vorgegebenen Kriterien durch lokale Feedback-Steuerungen in den Teilprozessen eine Linearisierung des Input-Output-Verhaltens der Teilprozesse erzwingt. Da in der Regel nicht alle Zustandsgrößen einer Messung zugänglich sind, kann diese Strategie nur asymptotisch realisiert werden, und zwar mit Hilfe eines Beobachters, der Schätzungen für die nicht meßbaren Zustandsgrößen berechnet. Neue, von H.W. Knobloch und Mitarbeitern an der Universität Würzburg gewonnene Ergebnisse zur Theorie nichtlinearer Beobachter gestatten nun einerseits größere Freiheiten bei der Konstruktion des Beobachters und bieten andererseits zusätzlich die Möglichkeit, gewisse Klassen von Störtermen in den Prozeßgleichungen zu identifizieren und damit ihrem Einfluß entgegenzuwirken. An Hand eines konkreten Modellproblems aus der chemischen Verfahrenstechnik, einer exothermen Folgereaktion A → B → C in einem kontinuierlich durchflossenen Rührkesselreaktor, werden die verschiedenen Möglichkeiten dieses Zugangs im Detail diskutiert sowie Strategien zur effektiven Konstruktion der nichtlinearen Beobachter vorgeschlagen.

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