Echtzeit-Optimalsteuerung großer dynamischer Systeme

• Antragsteller: Professor Dr. Roland Bulirsch (†)
• Fachliche Zuordnung: Mathematik
• Förderung: Förderung von 1999 bis 2002
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5205352

Gegenstand dieses Forschungsvorhabens ist ein neues Verfahren zur modellgestützten prädiktiven Optimalsteuerung großer dynamischer Systeme mit Anwendungen bei der Steuerung von verfahrenstechnischen Anlagen, speziell Luftzerlegungsanlagen. Das Verfahren beruht u.a. a) auf der mittelfristigen Neuberechnung parametrisierter optimaler Steuerungen für eine nachfolgende Sollwerttrajektorien-Folgeregelung, b) auf der kurzfristigen Aktualisierung optimaler Sollwerttrajektorien durch Linearisierung benachbarter, bereits berechneter, parametrisierter Extremalen,c) auf einem optimierungsbasierten Zustandsschätzverfahren, um aus Meßwerten die Werte der Zustände zu Beginn des aktuellen Vorhersagehorizontes zu berechnen. Die reale Ablaufzeit des zugrundegelegten Prozesses bedingt unterschiedliche Echtzeit-Skalen, die die Wiederholungsraten der Berechnungen bestimmen. Als exemplarische Anwendung wird die Steuerung von Luftzerlegungsanlagen untersucht, deren Prozeßmodelle durch sehr große differential-algebraische Gleichungssysteme vom Index 2 und mit Schaltpunkten beschrieben werden. Die effiziente Berechnung von Sensitivitätsfunktionen der Zustaundsstrajektorien ist für die Effektivität des Verfahrens von entscheidender Bedeutung.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 469: Echtzeit-Optimierung großer Systeme
• Beteiligte Person: Professor Dr. Oskar von Stryk