Optimierungsbasierte Regelung verfahrenstechnischer Prozesse Teilantrag 3: Optimierungsbasierte Regelung des VARICOL-Prozesses

Der VARICOL-Prozess gehört zur Klasse der模拟移动床(SMB)-Prozesse。SMB-Prozesse sind kontinuierliche Che Trennprozesse，die basierend auf einem auf einem dch Schaltvorgänge realisierten Gegenstrom von Feststoff and Flüssigphe die unterschiedlicchen von Festsienten een ees Gemisches aufgrund iher ihrer unterschiedlich Starken吸附Den Feststoff trennen.从过程到生产，再到生产，再到过程，再到过程，再到生产，再到国家的Lösungsmittelverbrauch haben zu wachsendem einatz in der SpezialitätenChemie，Lebensmittel-and Pharmaindustrie[JMMOO，Nic98]德瓦里科尔-进程-进程的中小企业-进程不同步的沙尔通德ZU-和AbflüSSE。呃，我是麻省理工学院的。PowerFeed-Prozess kombiniert，Be DEM die Flussraten während des Zyklus variert.这是一件非常重要的事情。从现在开始，我们就能从中小企业的最优选择中脱颖而出，从他们的产品中脱颖而出。我们的产品是最优的产品，最好的产品是最好的产品，最好的产品是最好的产品。它是一种新的技术形式，也是一种新的技术形式。在海德堡大学的项目合作伙伴中，最好的选择是什么？海德堡大学不同的是，海德堡大学的项目合作伙伴并不是最好的。在这片土地上，我们找到了一座堡垒。这句话的意思是：“我不知道该怎么做的。”这是一种最好的战略选择，也就是地平线和地平线上的最好信息。这是一个最好的时期，也是最好的时期。在DEM的珠宝在线凝胶的最优的问题和地平线上的问题。从数字上看，这是一种非常稳定的数字形式。AuüErdem soll eine Fahrweise，die beonder gut zur参数schätzung geeignet ist and den wirtschaftlichen Betrieb der Anlage Nicht zu sehr stört，Online ermittelt wenden。这句话的意思是：“这是一项有效的技术试验。”

Der VARICOL-Prozess gehört zur Klasse der Simulated-Moving-Bed (SMB)-Prozesse. SMB-Prozesse sind kontinuierliche chromatographische Trennprozesse, die basierend auf einem durch Schaltvorgänge realisierten Gegenstrom von Feststoff und Flüssigphase die unterschiedlichen Komponenten eines Gemisches aufgrund ihrer unterschiedlich starken Adsorption durch den Feststoff trennen. Die kontinuierliche Fahrweise des Prozesses, die hohe Produktivität und der niedrigere Lösungsmittelverbrauch haben zu wachsendem Einsatz in der Spezialitätenchemie, Lebensmittel- und Pharmaindustrie [JMMOO, Nic98] geführt. Der VARICOL-Prozess erweitert den klassischen SMB-Prozess durch eine asynchrone Schaltung der Zu- und Abflüsse. Er kann mit dem sog. PowerFeed-Prozess kombiniert werden, bei dem die Flussraten während des Zyklus variiert werden. Diese zusätzlichen Freiheitsgrade ermöglichen eine weitere Erhöhung der Wirtschaftlichkeit. Der hinsichtlich Lösungsmittelverbrauch oder Durchsatz optimale Betrieb von SMB-Prozessen liegt an der Grenze, an der die Reinheitsanforderungen an die Produkte gerade eingehalten werden. Für die Optimierung ist daher ein genaues Prozessmodell und für den wirtschaftlichen Betrieb eine Regelung, die bei Störungen und Modellfehlern für eine Einhaltung der Produktreinheiten und eine optimale Fahrweise sorgt, notwendig. Die hochdimensionale und hybride Natur des VARICOL-Prozesses stellt sowohl regelungstechnisch als auch numerisch eine Herausforderung dar. Die bisherigen Arbeiten haben zu einem neuen, auf einem endlichen Horizont direkt optimierenden Regelungskonzept und neuen Varianten von Zustandsschätzern geführt und die Entwicklung effizienterer Algorithmen insbesondere durch die Projektpartner der Universität Heidelberg angeregt. In der beantragten zweiten Förderperiode sollen die begonnenen Arbeiten fortgeführt werden. Der Schwerpunkt der zweiten Periode liegt auf der Handhabung der unvermeidlichen Ungenauigkeit von Modellen und Messwerten. Es soll eine optimierungsbasierte Strategie zur Zustandsschätzung auf bewegtem Horizont angewandt werden, um der begrenzten Messinformation bei einer hohen Zahl von Zustandsgrößen Rechnung zu tragen. Das Regelungskonzept soll um die Einbeziehung des optimalen periodisch stationären Arbeitspunkts als Endpunktbedingung erweitert werden. Dieser soll als Endwertbedingung in dem jeweils online gelösten Optimierungsproblem auf einem endlichen Horizont vorgegeben werden. Hierdurch kann die Stabilität der Regelung gesichert und möglicherweise auch der numerische Aufwand reduziert und dadurch die Zahl der Freiheitsgrade erhöht werden. Außerdem soll eine Fahrweise, die besonders gut zur Parameterschätzung geeignet ist und den wirtschaftlichen Betrieb der Anlage nicht zu sehr stört, online ermittelt werden. Abschließend sollen die Konzepte zur Zustandsschätzung und zur prädiktiven Regelung an einer Technikumsanlage experimentell validiert werden.