Simulationsbasierte Modellierung und Steuerung von CSTR

Der kontinuierliche Rührkesselreaktor (CSTR) ist in der chemischen Industrie weit verbreitet. Die Steuerung des CSTR ist aufgrund seines komplexen nichtlinearen Verhaltens schwierig. Die Parameter des Reaktors wie Konzentration und Temperatur sind beide unsicher, sodass der CSTR eine Störung im Bereich aufweist. Für die Störungsunterdrückung muss ein Regler entworfen werden. PID ist ein Regler mit Rückkopplung und seine Implementierung ist einfach, sodass er in Steuerungssystemanwendungen weit verbreitet ist. Die PID-Regelung versucht, die Abweichung zwischen dem gemessenen und dem gewünschten Ausgang durch Manipulation der Prozesssteuerungseingaben zu reduzieren. Drei Parameter Kp, Kd, Ki werden angepasst, um den Sollwert zu erreichen. Die modellprädiktive Regelung (MPC) ist eine fortschrittliche Computersteuerungstechnik. Um die zukünftigen Werte des Ausgangs vorherzusagen, verwendet MPC ein Prozessmodell, das anhand von Vorhersagen und Messungen Änderungen der Eingangsvariablen berechnet.