Echtzeitoptimierung bei großen nichtlinearen DAE-Modellen der Verfahrenstechnik am Beispiel gekoppelter Destillationskolonnen

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Ziel des Projektes ist die Implementierung von Echtzeit-Verfahren zur Zustands- und Parameterschätzung sowie zur optimalen closed loop Steuerung und die experimentelle Untersuchung ihrer Effizienz und Robustheit anhand der Echtzeit-Optimierung bei gekoppelten Destillationskolonnen zur Dreistofftrennung. Zu diesem Zweck werden am IWR entwickelte Randwertprobleme zur Echtzeit-Optimierung bei großen differentiell-algebraischen Gleichungssystemen (DAE) theoretisch und algorithmisch auf die speziellen moving horizon Strukturen der Nichtlinearen Modellprädiktiven Regelung (NMPC) weiterentwickelt. Eine im Technikumsmaßstab am ISR aufgebaute Destillationskolonnen-Anlage wird mit Hilfe der am ISR entwickelten Modelle dargestellt. Die neuen NMPC-Methoden werden in das Prozeßleitsystem der Anlage integriert und erprobt. Weitere Arbeitspunkte sind die Anwendbarkeit von Methoden für asymptotische Randwertprobleme beim NMPC, Untersuchungen zur asymptotischen Stabilität des NMPCVerfahrens Fehlerabschätzungen durch approximative closed loop Steuerungen und algorithmische Beschleunigung durch Parallelisierung, neue Strategien bei der DAE Intergration und die weitere Reduktion von Totzeiten durch Verzahnung der Systemschätzung- und Optimierungsverfahren.