Das Projekt "Entwicklung und Erprobung eines Reglers fuer nichtlineare Regelungsprobleme nach dem Prinzip des 'generic model control' (GMC) am Beispiel der pH-Wert-Regelung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DECHEMA Forschungsinstitut Stiftung bürgerlichen Rechts durchgeführt. Die Eigenschaften des GMC sollen an der pH-Wert-Regelung im kontinuierlichen Ruehrkesselreaktor untersucht werden. Verschiedene GMC-Regler sind durch Vergleich mit klassischer PI-Regelung zu bewerten. Mathematische Modelle der Regelstrecke wurden fuer verschiedene Referenzsysteme hergeleitet und daraus GMC-Reglergleichungen entwickelt. Moeglichkeiten der Modellparameteradaption durch Auswertung stationaerer Zustaende werden angegeben. Die Reglergleichungen wurden auf einem PC implementiert. Der PC wurde ueber A/D-D/A-Wandlerkarten an eine Modellanlage angeschlossen. Das PC-Programm enthaelt Prozess-Bedien- und Beobachtungskomponenten. Das Regelungsverhalten der Modellanlage mit GMC- und PI-Regelung wurde untersucht und verglichen. Daraus resultierend wird ein GMC-Regler (starke Saeure/starke Base-Modell) mit und ohne Parameteradaption empfohlen, fuer den eine mittlere Verbesserung der Betragsregelflaeche von 27 Prozent gefunden wurde. Digitale PID-Regler koennen damit zu pH-Spezialreglern gemacht werden. Der Regelalgorithmus kann insbesondere auch fuer Abwasserneutralisationsanlagen benutzt werden.
Das Projekt "Teilprojekt B 04: Mathematische Modellierung der Nitrifikation und modellgestuetzte Regelung des Nitrifikationsprozesses" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Institut für Elektrotechnik und Informationstechnik, Lehrstuhl für Automatisierungs- und Regelungstechnik durchgeführt. Mit Stickstoffverbindungen hochbelastete Abwaesser fallen in vielen Industriezweigen (z.B. Kokereien, Raffinerien, Stahlverarbeitung, Duengemittelherstellung, Textil-, Agro- und Lebensmittelindustrie) an. Ziel des Projektes ist die 'optimale Regelung' des Nitrifikationsprozesses bei stark schwankenden Zulaufkonzentrationen. Da die biologischen Vorgaenge noch nicht vollstaendig und exakt quantifiziert werden koennen, wird eine Fuzzy-Regelstrategie entwickelt, die in der Lage ist, das vorhandene qualitative Wissen zu verarbeiten. Hierbei werden mit klassischen Verfahren aus den Messgroessen pH-Wert, Sauerstoffzehrung und der Stellgroesse des unterlagerten pH-Wert-Reglers Aussagen ueber die momentanen Arbeitspunkte der Mikroorganismen auf den Wachstumskinetiken abgeleitet, die dann in einem Fuzzy-Regler so verarbeitet werden, dass das mikrobielle Wachstum und damit die Raum-Zeit-Ausbeute maximiert wird. Das Projekt wird in Zusammenarbeit mit den Arbeitsgruppen von Prof. Wiesmann, Institut fuer Verfahrenstechnik und Prof. Schulze, Institut fuer Anorganische und Analytische Chemie der TU Berlin durchgefuehrt. (TP B3 und B4 des SFB 193)
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