Prozessoptimierung

11M1270

Master

Deutsch, Englisch

5.0

nur Sommersemester

1 Semester

Die klassischen Verfahren der Regelungstechnik sind für lineare Systeme entwickelt worden. Neben dem teilweise heuristischen Vorgehen besitzen diese Verfahren den Nachteil, dass eine explizite Berücksichtigung von Stellgr??enbeschr?nkungen, die in der Praxis immer vorliegen, nicht m?glich ist. Bereits in den 60er Jahren wurden daher Optimierungsans?tze entwickelt um diese Problemstellungen zu adressieren. Die praktische Umsetzung dieser Verfahren ist aber erst seit den 90er Jahren m?glich. Dafür waren neben schnellen Rechnern insbesondere auch neue schnelle Algorithmen entscheidend. Heute sind Optimierungsverfahren aus der Prozessregelung nicht mehr weegzudenken. Bereits bei der datenbasieren Modellbildung kommen optimale Identifikationsverfahren zum Einsatz. Führungs- und St?rverhalten des Regelkreises kann mit Verfahren zur Erzielung optimaler Regelgüte bzw. mit der Betrachtung von worst-case Szenarien adressiert werden. Modellp?diktive Regelungen erm?glichen es schlie?lich, durch Optimierung über mitbewegte Zeithorizonte, Stellgr??enbeschr?nkungen auf eine Weise zu berücksichtigen, die auch auf echte Anwendungen der Prozessregelung übertragen werden kann. Die Vorlesung soll einen ?berblick über die Grundlagen der Optimierung und der entsprechenden Algorithmen sowie deren Anwendung in exemplarischen Problemstellungen der Prozessregelung geben.

1. Mathematische Grundlagen der beschr?nkten und unbeschr?nkten Optimierung 
2. Numerische Grundlagen der Optimierung
3. Spezielle Algorithmen (insb. SQP) 
4. Anwendungen: Identifikation, optimale Sch?tzverfahren (Kalman Filter), optimale Steuerung und Regelung (Zeitoptimalit?t, optimale Regelgüte), Modellpr?diktive Regelung

Der Arbeitsaufwand für das Modul umfasst insgesamt 150 Stunden (siehe auch "ECTS-Leistungspunkte und Benotung").

• Klausur oder
• mündliche Prüfung oder
• Projektbericht (schriftlich)

• experimentelle Arbeit

nach Wahl des Lehrenden

Benotete Prüfungsleistung:

• Klausur: siehe jeweils gültige Studienordnung
• Mündliche Prüfung: siehe Allgemeiner Teil der Prüfungsordnung
• Projektbericht (schriftlich): 5 Minuten Kurzreferat, Ausarbeitung: 10-20 Seiten

Unbenotete Prüfungsleistung:

• Experimentelle Arbeit: Experiment: insgesamt ca. 6 Versuche

Grundlagen der Mathematik wie sie üblicherweise in den ersten zwei Semesters eines naturwissenschaftlichen bzw. Ingenieurs-Studiengangs vermittelt werden.

Grundlagen der Regelungstechnik wie sie üblicherweise in einem Ingenieurs-Studiengang vermittelt werden.

Die Absolvent*innen kennen die wesentlichen Fragestellungen der Optimierung und k?nnen exakte und numerische L?sungsverfahren anwenden. Sie kennen die Hauptanwendungen in der Prozessregelung und k?nnen entsprechende L?sungsverfahren entwickeln.

Die Absolvent*innen sind in der Lage, Verfahren der Prozessoptimierung problemangepasst auszuw?hlen und k?nnen entsprechende Softwaretools zur Probleml?sung einsetzen.

Die Absolvent*innen sind in der Lage, aktuelle wissenschaftliche Literatur zur Prozessregelung einzuordnen und auf neue technische Anwendungen zu übertragen.

• Rehm, Ansgar

• Rehm, Ansgar