Steuerungs- und Regelungsentwurf für Transportsysteme mit örtlich verteilt wirkendem Stelleingriff

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Simon Alt

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Die in der Arbeit betrachteten Transportsysteme mit einem verteilt wirkendem Stelleingriff sind Rohrleitungen oder Förderbänder in der Prozess- und Produktionstechnik, die für den Stofftransport zwischen einzelnen Prozessstufen und zur gleichzeitigen Konditionierung des transportierten Guts eingesetzt werden. Durch den verteilt wirkenden Stelleingriff ergibt sich ein komplexes Ein-Ausgangsverhalten mit einer verteilten Totzeit. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem modellbasierten Entwurf von Steuerungen und Regelungen für Transportsysteme mit einem verteilt wirkenden Stelleingriff, um dem Ausgang ein gewünschtes Führungsverhalten beispielsweise bei einem Arbeitspunktwechsel der nachfolgenden Prozessstufe aufzuprägen. Dabei soll der Ausgang des Transportsystems von einem konstanten Anfangswert in einen konstanten Endwert überführt werden. Für die gezielte Beeinflussung des Ausgangs werden totzeitbehaftete SISO-Modelle entwickelt, die einen neuen methodischen Zugang zum modellbasierten Steuerungs- und Regelungsentwurf erlauben. Dabei werden auch Stellgrößenbeschränkungen untersucht. Die Steuerungen und Regelungen werden im Zeit- und Frequenzbereich entworfen und bilden die Grundlage für erweiterte Regelkreisstrukturen wie die Zwei-Freiheitsgrade-Regelung und die Modell-Prädiktive Regelung für Transportsysteme mit einem verteilt wirkenden Stelleingriff. Die untersuchten Entwurfsverfahren werden anhand industrieller Prozessbeispiele veranschaulicht und simulativ validiert. Damit ist belegt, dass die entwickelten Verfahren zur Steuerung und Regelung von Transportsystemen mit örtlich verteilt wirkendem Stelleingriff angewendet werden können.