Modellgestützte Überwachung und Führung von Fed-Batch-Bioreaktoren:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1996
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| Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
| Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI / 8]
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| adam_text | Titel: Modellgestützte Überwachung und Führung von Fed-Batch-Bioreaktoren
Autor: Waldraff, Walter
Jahr: 1996
FORTSCHRITTBERICHTE VM Dipl.-Ing. Walter Wal d raff, Kirchdorf Modellgestützte Überwachung und Führung von Fed - Batch - Bioreaktoren Reihe 8: Meß-, Steuerungsund Regelungstechnik Nr. 592 VM VERLAG
V Inhaltsverzeichnis Symbolverzeichnis VI Kurzfassung XI 1 Einführung 1 1.1 Aufgabenstellung................................ 1 1.2 Struktur der Prozeßüberwachung und Prozeßführung ............ 4 1.3 Gliederung der Arbeit ............................. 7 2 Fermentationsprozeß 8 2.1 Prozeßbeispiel.................................. 8 2.2 Modellierung von Wachstum und Produklbildung.............. S 2.3 Prozeßrestriktionen............................... 18 2.4 Modellunsicherheiten.............................. 22 2.5 Meßeinrichtungen................................ 25 3 Dynamische Prozeßoptimierung 29 3.1 Probleinfonnulierung .............................. 29 3.1.1 Gütemaß................................. 29 3.1.2 Dynamische Modellgleichungen und Restriktionen.......... 31 3.1.3 Anfangsbedingungen.......................... 32 3.1.4 Zeildiskrete Ereignisse......................... 33 3.1.5 Zusammenfassung............................ 35 3.2 Vergleich von Lösungsniethoden........................ 3( 3.2.1 Maximum-Prinzip............................ 35
VI 3.2. 2 Direktes Schießverfahren........................43 3.2.3 Kollokationsmethocle.......................... 4S 3.3 Anwendung des direkten Schießverfahrens .................. 53 3.3.1 Adaptive Stellgrößenparametrisierung................. 54 3.3.2 Numerische Lösung........................... 58 3.3.3 Diskussion der optimierten Zustandstrajektorien........... 62 4 Zustandsschätzung mit erweitertem Kalman-Filter 75 4.1 Erweitertes Kalman-Filter........................... 75 4.2 Verarbeitung totzeitbehafteter Messungen .................. 77 4.3 Anwendung des erweiterten Kalman-Filters.................. 79 4.3.1 Schätzung des Systemzustandes.................... 79 4.3.2 Schätzung des erweiterten Systemzustandes ............. 83 4.4 Symbolische Modellverarbeitung........................ S7 4.5 Numerik des Kalman-Filters.......................... 89 5 Modellprädiktive Folgeregelung 91 5.1 Klassifizierung der Yerlahren.......................... 91 5.2 Beschreibung des angewandten modellprädikliven Reglers.......... 96 5.3 Anwendung am Pvozeßbeispiel.........................101 6 Experimentelle Erprobung 114 7 Zusammenfassung und Ausblick 127 Anhang 129 Literatur 137
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