PI-Mehrgrössenregler: praxisgerechter Entwurf, Robustheit, Anwendung ; mit 13 Tabellen
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München [u.a.]
Oldenbourg
1991
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PROFESSOR DR.-ING. HABIL. ULRICH KORN UND DR.-ING. ULRICH JUMAR MIT 79
BILDERN UND 13 TABELLEN R. OLDENBOURG VERLAG MUENCHEN WIEN 1991 INHALT
VORWORT 9 1. EINLEITUNG 13 2. DAS KONZEPT DER TUNING-MEHRGROESSENREGELUNG
16 2.1 AUFGABE DER BASISREGELUNG AUF PROZESSNAHER EBENE 16 2.2
RANDBEDINGUNGEN DER INDUSTRIELLEN PRAXIS 17 2.3 TUNING-REGELUNG ALS
LOESUNG DES ENTWURFSPROBLEMS 21 2.3.1 BESCHRAENKUNG AUF PI-REGLER 22 2.3.2
TUNING-REGELUNG UND KONVENTIONELLE REGLERBEMESSUNG 23 2.3.3 ROBUSTHEIT
ALS VORAUSSETZUNG DER TUNING-REGELUNG 25 2.3.4 ZENTRALE UND DEZENTRALE
REGLERSTRUKTUR 26 2.4 DIE SCHRITTE DES REGLERENTWURFS IN DER OBERSICHT
28 2.5 VIER TYPISCHE ANWENDUNGSFAELLE 31 2.5.1 DESTILLATIONSKOLONNE 32
2.5.2 ZWEIGROESSEN-DRUCKREGELUNG 34 2.5.3 CHEMISCHER VERSUCHSREAKTOR 36
2.5.4 INDUSTRIEOFEN 38 3. MODELLIERUNG UNVOLLSTAENDIG BEKANNTER
REGELSTRECKEN 41 3.1 FALTUNGSBESCHREIBUNG VON MEHRGROESSENSTRECKEN 41 3.2
METHODIK ZUR ERFASSUNG DER MODELLUNSICHERHEITEN 50 3.2.1 NAEHERUNGS- UND
FEHLERMODELL DER STRECKE 50 3.2.2 EINFUEHRUNG EINES VERGLEICHSSYSTEMS FUER
DAS FEHLERMODELL . . . . 52 3.2.3 ANSAETZE FUER DIE STRUKTURIERUNG DER
MODELLUNSICHERHEITEN . . . . 56 3.3 EXPERIMENTELLE ERMITTLUNG DES
NAEHERUNGSMODELLS 60 3.3.1 AUFNAHME UND AUSWERTUNG VON SPRUNGANTWORTEN :
61 3.3.2 BERECHNUNG EINES GEWICHTSFUNKTIONSMODELLS 67 3.3.3 EINFACHE
PARAMETRISCHE STRECKENMODELLE ALS ALTERNATIVE 72 3.4 ABSCHAETZUNG DES
FEHLERMODELLS 75 3.4.1 VORGEHEN FUER DAS PARALLEL-FEHLERMODELL 77 3.4.2
VORGEHEN FUER DAS REIHEN-FEHLERMODELL 82 3.5 ABGRENZUNG DER
BERUECKSICHTIGTEN MODELLIERUNGSPROBLEME . . . . 85 INHALT 4. ENTWURF VON
PL-MEHRGROESSENREGLERN AM NAEHERUNGSMODELL DER STRECKE 88 4.1 BEURTEILUNG
DER KOPPLUNGEN UND ENTSCHEID UEBER DIE REGLER- STRUKTUR 89 4.2 ENTWURF
ZENTRALER PI-MEHRGROESSENREGLER 93 4.2.1 ANSATZ FUER DEN I-ANTEIL 95 4.2.2
ANSATZ FUER DEN P-ANTEIL 100 4.2.3 ENTWURF UND TUNING DES PI-REGLERS 105
4.2.4 VORABSCHAETZUNG DER TUNING-PARAMETER 110 4.2.5 FUEHRUNGS- UND
STOERVERHALTEN DER REGELUNG 115 4.3 ENTWURF DEZENTRALER
PI-MEHRGROESSENREGLER 124 4.3.1 VORAUSSETZUNGEN FUER EINEN SEQUENTIELLEN
ENTWURF 126 4.3.2 EINE NOTWENDIGE BEDINGUNG FUER DIE VERBUNDSTABILITAET
135 4.3.3 SEQUENTIELLER ENTWURF DER TEILREGLER 145 5. ENTWURF BEI
UNVOLLSTAENDIGER STRECKENKENNTNIS 148 5.1 EXISTENZSICHERUNG ZENTRALER
PI-REGLER 149 5.1.1 REINE I-REGLER 149 5.1.2 ERWEITERUNG AUF DEN
PI-REGLER 157 5.2 ERFUELLUNG DER ENTWURFSFORDERUNGEN FUER DAS
ORIGINALSYSTEM . . . 158 5.3 BESCHREIBUNG DES UNVOLLSTAENDIG BEKANNTEN
REGELUNGSSYSTEMS . . 161 5.3.1 DARSTELLUNG DURCH ZWEI GEKOPPELTE
TEILSYSTEME 161 5.3.2 STABILITAET UND E/A-VERHALTEN DER GEKOPPELTEN
GRUNDSTRUKTUR . . 161 5.4 VORGEHEN BEI DER ROBUSTHEITSANALYSE 172 5.4.1
ROBUSTHEITSANALYSE BEIM PARALLEL-FEHLERMODELL 173 5.4.2
ROBUSTHEITSANALYSE BEIM REIHEN-FEHLERMODELL 181 5.4.3 EINENGUNG DER
TOLERANZBAENDER FUER GROSSE ZEITEN 184 5.4.4 ZUR ERMITTLUNG DER STATIK DER
VERGLEICHSSYSTEME 186 5.4.5 EINORDNUNG DER ERGEBNISSE IN DIE
ENTWURFSARBEITEN 191 5.5 ROBUSTE STABILITAET UND RETUNIRIG DES REGLERS
193 6. STABILITAETSANALYSE IM FREQUENZBEREICH 200 6.1 SYSTEMBESCHREIBUNG
UND STABILITAETSBEGRIFF 200 6.2 MOEGLICHKEITEN DER STABILITAETSPRUEFLING 202
6.3 DEMONSTRATION AM BEISPIEL 205 INHALT 7. PRUEFUNG DER
VERBUNDSTABILITAET 212 7.1 HINREICHENDE BEDINGUNG BEI GENAUER
STRECKENKENNTNIS 213 7.1.1 TEILSYSTEM 1: DEZENTRALE TEILREGELUNGEN 214
7.1.2 TEILSYSTEM 2: KOPPLUNGEN ZWISCHEN DEN TEILSTRECKEN 216 7.1.3
BESCHREIBUNG DES GESAMTSYSTEMS 217 7.1.4 FORMULIERUNG DER
STABILITAETSBEDINGUNG 218 7.1.5 ERGEBNISDISKUSSION 223 7.2 PRUEFBEDINGUNG
BEI UNVOLLSTAENDIG BEKANNTER STRECKE 223 7.3 DEZENTRALER ENTWURF DER
DEZENTRALEN TEILREGLER 227 7.3.1 VORBEDINGUNGEN FUER DIESE
ENTWURFSVARIANTEN 228 7.3.2 ENTWURF OHNE RUECKSICHT AUF DIE KOPPLUNGEN
229 7.3.3 MODIFIKATION DES SEQUENTIELLEN ENTWURFS 231 8. LEITFADEN EINER
ANWENDUNGSSTRATEGIE 234 8.1 MINIMALPROGRAMM 234 8.2 EINGLIEDERUNG
WICHTIGER ERWEITERUNGEN 236 8.3 EINIGE ERFAHRUNGEN UND SCHLUSSFOLGERUNGEN
239 8.4 HINWEISE ZU EINEM RECHNERGESTUETZTEN ENTWURF 243 8.4.1 ZUR
SIMULATION AUF DEM FALTUNGSWEG 243 8.4.2 ZUR BERECHNUNG DER
PERRON-WURZEL 251 9. ANWENDUNGSBEISPIELE 255 9.1 DESTILLATIONSKOLONNE
255 9.1.1 AUSWERTUNG GEMESSENER SPRUNGANTWORTEN 256 9.1.2 ANALYSE DER
STRECKENKOPPLUNGEN 259 9.1.3 ABSCHAETZUNG DER STATIKFEHLER UND PRUEFUNG
DER REGLEREXISTENZ . 261 9.1.4 PARAMETERANSATZ FUER DEN REGLER 263 9.1.5
IMPLEMENTIERUNG UND INBETRIEBNAHME DES REGLERS . . 269 9.2
ZWEIGROESSEN-DRUCKREGELUNG 270 9.2.1 STATISCHE KENNLINIEN DER REGELSTRECKE
271 9.2.2 AUFNAHME UND AUSWERTUNG VON SPRUNGANTWORTEN 271 9.2.3
ABSCHAETZUNG DER NICHTLINEARITAET DURCH EIN FEHLERMODELL 274 9.2.4
EXISTENZ EINES PI-REGLERS FUER DIE STRECKE 276 9.2.5 ENTWURF EINES
I-REGLERS 277 9.2.6 ROBUSTHEITSANALYSE 281 V - 9.2.7 VERBESSERUNG DES
STOERVERHALTENS DER REGELUNG 286 9.2.8 ERPROBUNG DER REGELUNG 288 INHALT
9.3 CHEMISCHER VERSUCHSREAKTOR 289 9.3.1 DAS MODELL DER REGELSTRECKE 290
9.3.2 ENTWURF DER HILFSREGELUNG 291 9.3.3 DIE STRECKE NACH ANSCHLUSS DES
HILFSREGLERS 294 9.3.4 SEQUENTIELLER ENTWURF DER HAUPTREGELUNG 295 9.3.5
DEZENTRALER ENTWURF DER HAUPTREGELUNG 300 9.3.6 NACHWEIS DER
VERBUNDSTABILITAET 301 9.4 INDUSTRIEOFEN 307 9.4.1 ANALYSE DER
STRECKENKOPPLUNGEN 309 9.4.2 VORSCHLAG EINER REGLERSTRUKTUR 310 9.4.3
OBERPRUEFUNG DER TAUGLICHKEIT DES STRUKTURVORSCHLAGS 316
LITERATURVERZEICHNIS 324 GLOSSAR 328 STICHWORTVERZEICHNIS 339
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