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2017 | Buch

Einleitung Kapitel lesen Erstes Kapitel lesen

Eine alternative, datenbasierte Systemdarstellung und deren Anwendung für die Analyse und den Entwurf von Regelkreisen

verfasst von: Tim Könings

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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Über dieses Buch

Tim Könings entwickelt ein Verfahren für den datenbasierten Entwurf und die Analyse von Regelkreisen und Diagnosesystemen. Zu diesem Zweck wird eine datenbasierte Realisierung zweier alternativer Systemdarstellungen vorgeschlagen und entsprechende Algorithmen zu deren offline und online Berechnung hergeleitet. Daraus ergibt sich eine Vielzahl von Möglichkeiten, regelungstechnisch relevante Größen, wie z.B. Gap-Metrik und Stabilitätsradius, aber auch Reglerentwurfsverfahren in einer datenbasierten Form umzusetzen. Die so entwickelten Methoden werden mithilfe von drei industrierelevanten Fallbeispielen verifiziert und in Bezug auf deren potentielle Anwendungsfelder hin untersucht.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
Chapter 1. Einleitung
Zusammenfassung
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit einer alternativen Systemdarstellung zur datenbasierten Analyse und Synthese von regelungstechnischen Systemen. Die Motivation, die genaue Zielsetzung der Arbeit und die Abgrenzung zu bestehenden Arbeiten auf dem Gebiet wird in den folgenden Abschnitten Schritt für Schritt konkretisiert.
Tim Könings
Chapter 2. Mathematische Grundlagen
Zusammenfassung
In diesem Kapitel geht es um die sogenannte koprime Faktorisierung linearer Systeme.
Tim Könings
Chapter 3. Identifikation einer datenbasierten SIR/SKR im offenen Regelkreis
Zusammenfassung
In dem letzten Kapitel sind die mathematischen Grundlagen zur koprimen Faktorisierung und zur Berechnung der sogenannten SKR bzw. SIR vorgestellt worden. Der grundlegende Beitrag dieses Kapitels ist ein neuartiger Ansatz, welcher beide Modellformen über eine datenbasierte Realisierung definiert und Lösungsanssätze zu deren Berechnung liefert. Grundlage für die Berechnung sind dabei in diesem Kapitel Ein- und Ausgangsmessdaten eines linearen Prozesses ohne Rückführungen z.B. durch einen Regler.
Tim Könings
Chapter 4. Identifikation einer datenbasierten SIR/SKR im geschlossenen Regelkreis
Zusammenfassung
In den folgenden Ausführungen wird ein Verfahren vorgestellt, welches die Identifikation der in Kapitel 3 definierten, datenbasierten SKR bzw SIR auch basierend auf Messdaten im geschlossenen Regelkreis erlaubt. Der wesentliche Beitrag dieses Kapitels besteht darin, den Standardregelkreis in einem ersten Schritt in einer funktionalisierten Implementierungsform zu realisieren.
Tim Könings
Chapter 5. Datenbasierte Realisierung der Gap-Metrik und des optimalen Stabilitätsradius
Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden neuartige, datenbasierte Berechnungsmethoden zur Realisierung der sogenannten Gap-Metrik und des optimalen Stabilitätsradius vorgestellt. Die in der Literatur vorhandenen Berechnungsformen beruhen im Wesentlichen auf modellbasierten Ansätzen. Grundlage für die Betrachtungen in diesem Kapitel sind die zuvor vorgestellten Ergebnisse bezüglich der Realisierung einer datenbasierten SKR bzw. SIR.
Tim Könings
Chapter 6. Datenbasierte Realisierung von Reglern
Zusammenfassung
Die Ergebnisse des vorangegangenen Kapitels haben gezeigt, dass die datenbasierte Realisierung der SKR bzw. der SIR, ähnlich wie im modellbasierten Fall, als Analysewerkzeug zur Untersuchung von regelungstechnischen Systemen geeignet ist. In den folgenden Ausführungen soll deren Anwendbarkeit für den direkten, datenbasierten Entwurf von linearen Reglern gezeigt werden, um die Studie bezüglich der datenbasierten Realisierung der SKR bzw. SIR zu vervollständigen.
Tim Könings
Chapter 7. Fallstudien
Zusammenfassung
In den letzten Kapiteln sind einige Verfahren für die datenbasierte Analyse und den datenbasierten Entwurf von regelungstechnischen Systemen vorgestellt worden. Im Rahmen dieses Kapitels soll ein Teil dieser Verfahren mit Hilfe von echten Messdaten und Daten von Simulationsmodellen verifiziert werden. Ziel dieses Kapitels ist es, neben der reinen Validierung der Verfahren auch mögliche Ausblicke für deren Anwendungen zu geben.
Tim Könings
Chapter 8. Zusammenfassung und Ausblick
Zusammenfassung
In der vorliegenden Arbeit wird eine datenbasierte Realisierung einer alternativen Systemdarstellung für lineare Systeme und deren Anwendung auf regelungstechnische Probleme untersucht. Vor dem Hintergrund der langen Erfolgsgeschichte linearer Regelungsansätze in der industriellen Praxis und der zunehmenden Verfügbarkeit von historischen Messdaten in industriellen Anlagen hat der Bedarf an linearen, datenbasierten Analyseund Entwurfsverfahren in den letzten Jahren stark zugenommen. Auf diese und weitere Aspekte wird in Kapitel 1 im Rahmen der Motivation und Zielsetzung zu dieser Arbeit näher eingegangen.
Tim Könings
Backmatter
Metadaten
Titel
Eine alternative, datenbasierte Systemdarstellung und deren Anwendung für die Analyse und den Entwurf von Regelkreisen
verfasst von
Tim Könings
Copyright-Jahr
2017
Electronic ISBN
978-3-658-17191-9
Print ISBN
978-3-658-17190-2
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-17191-9

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    Bildnachweise