Webmaster des IRT
SekretariatWintersemester 2007/2008
Mittwoch, 30. Januar 2008, 16:00 Uhr
LPV Gain Scheduling – Modellierung und Reglerentwurf am Beispiel der Füllungsregelung eines Ottomotors
Dipl.-Ing. Andreas Kwiatkowski
STILL GmbH, Hamburg
Kurzfassung:
In der regelungstechnischen Praxis ergeben sich häufig anspruchsvolle Aufgaben durch nichtlineare Eigenschaften der Regelstrecken. Diese Systeme, deren Arbeitspunktabhängigkeit/Nichtlinearität sich durch zusätzliche exogene Parameter modellieren lässt, können häufig durch die nichtlineare Modellklasse der Linear Parameter-Veränderlichen Systeme (LPV) beschrieben oder approximiert werden. Für diese Modelle existieren effiziente Reglersyntheseverfahren, die sich aus den Konzepten der Optimalregelung entwickelt haben und die die Stabilität des Gesamtsystems garantieren. Trotz dieser Vorteile hat LPV Gain-Scheduling in der Praxis bisher wenig Anwendung gefunden. Die Gründe liegen zum einen in den Problemen der LPV-Modellierung, zum anderen an den Eigenschaften der LPV-Regler, wenn diese mit den Standardverfahren bestimmt werden. In diesem Vortrag werden verschiedene Ansätze vorgestellt, mit denen den Schwierigkeiten im Modellierungsprozess und bei der Reglesynthese begegnet wird. Abschließend werden die Verfahren an einem realen, nichtlinearen Regelungsproblem getestet - der Füllungsregelung für Otto-Motoren.
Mittwoch, 23. Januar 2008, 16:00 Uhr
Echtzeitsimulation der Fahrdynamik von Schienenfahrzeugen zur Inbetriebnahme regelungstechnischer Software im Labor (HiL) - Methoden und Modellbildung
Dr.-Ing. Wolfgang Rulka
Siemens AG, Transportation Systems, München
Kurzfassung:
Auf einem Schienenfahrzeug werden unterschiedliche Brems- und Antriebsysteme gleichzeitig betrieben. Sie koppeln über den Momenteingriff und die notwendige Sensorik das mechanische mit dem elektrischen System: vom Rad-/Schienekontakt bis zur Energieeinspeisung über das Hochspannungsnetz.
Aus vielerlei Gründen wie Sicherheit, Verfügbarkeit von Testzeiten, Reduzierung von Kosten und Durchlaufzeiten, wird die Inbetriebnahme der Regelungs- und Steuersoftware nicht erst auf der Strecke, sondern im Vorfeld im Labor durchgeführt. Die Steuergeräte mit ihren unterschiedlichen Zeitscheiben werden im Labor als Hardware betrieben. Alle sich bewegenden mechanischen Komponenten und die Komponenten der Leistungselektronik werden in Echtzeit simuliert: Hardware-in-the-Loop (HiL).
Dieser Betrag fokussiert auf die Echtzeitsimulation des mechanischen Schienenfahrzeugmodells und dessen Einbindung in die HiL Simulationsumgebung. Herausgehoben werden Aspekte der Modellbildung und deren Wechselwirkung mit der „Echtzeit-Numerik“, die für die Nachbildung des gesamten Schienenfahrzeuges eine große Herausforderung darstellen.
Mittwoch, 9. Januar 2008, 16:00 Uhr
Leitsystemnahe lineare Modellprädiktive Regelung mit MATLAB und ACPLT/KS
Dr.-Ing. Stefan Krämer
INEOS Köln GmbH, Prozessleitsysteme (DCS)- Advanced Process Control
Kurzfassung:
Modellprädiktive Regelung stellt ein sowohl theoretisch fundiertes wie auch praktisch angewandtes Mittel dar, um Ein- und Mehrgrößensysteme mit Totzeiten nahezu optimal zu entkoppeln und zu regeln, indem in den Modellen gespeichertes Prozesswissen genutzt wird. Zusätzlich erreicht man durch die Lösung eines überlagerten stationären Optimierungsproblems eine wirtschaftlich optimale Fahrweise.
Im Vortrag wird die theoretische Entwicklung eines modernen modellprädiktiven Reglers ohne bleibende Regelabweichung auf Zustandsraumbasis dargestellt. Die Beschreibung nutzt die Kombination eines Kalman Filters mit Störgrößenschätzung und eines auf modellprädiktive Regelung erweiterten Riccatireglers, um optimal ohne Regelabweichung wirtschaftlich sinnvolle Sollwerte zu erreichen.
Das Kommunikationssystem ACPLT/KS wird eingesetzt, um das Foxboro IA-Series Prozessleitsystem mit MATLAB zu koppeln, in MATLAB wird der Regelalgorithmus durchgeführt. Im Leitsystem werden verschiedene Testbeispiele geregelt.
Mittwoch, 12. Dezember 2007, 16:00 Uhr
Das Solarthermische Demonstrations- und Versuchskraftwerk in Jülich und seine regelungstechnischen Herausforderungen
Prof. Dr.-Ing. Bernhard Hoffschmidt
Solar-Institut Jülich - FH Aachen
Kurzfassung:
Beim Solarthermischen Versuchskraftwerk in Jülich handelt es sich um die erste Anlage seines Typs weltweit. Solarthermische Kraftwerke bestehen aus einem konventionellen Kraftwerksblock (in der Regel Dampferzeuger und Turbo/Generatorsatz) und einem Solarteil, der die normale Brennkammer ersetzt. Im Solarteil des Jülicher Kraftwerks wird mittels großer Spiegel die direkte solare Strahlung auf der Spitze eines Turms auf einen Faktor von ca. 500-1500 konzentriert. Ein spezieller Wärmetauscher absorbiert die Strahlungsleistung und gibt sie in Form von Hochtemperaturwärme auf einem Niveau von 700°C an Luft als Wärmeträgermedium ab. Diese erhitzte Luft wird dann entweder einem thermischen Speicher zugeführt oder an den Dampferzeuger zum Antrieb der Turbine abgegeben. Im Unterschied zur fossilen Befeuerung unterliegen diese Kraftwerke aufgrund der fluktuierenden Sonneneinstrahlung einer hohen Dynamik, die große Anforderungen an die Regelungstechnik stellt.
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