Modellreduktion und Regelung von Strömungsprozessen mit dem POD-Galerkin-Verfahren

Hakenberg, Mathias; Abel, Dirk; Konigorski, Ulrich

doi:0178-9546

Modellreduktion und Regelung von Strömungsprozessen mit dem POD-Galerkin-Verfahren = Model reduction and control of flow problems with the POD-Galerkin method

Hakenberg, Mathias

2015

VerantwortlichkeitsangabeMathias Hakenberg

AusgabeAls Ms. gedr.

ImpressumDüsseldorf : VDI-Verlag 2015

UmfangXII, 143 S. : Ill., graph. Darst.

ISBN978-3-18-523808-6

ReiheFortschritt-Berichte VDI : Reihe 8, Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik ; 1238

Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2014

Auch veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University.

Genehmigende Fakultät
Fak04

Hauptberichter/Gutachter
Abel, Dirk (Thesis advisor)^RWTH* ; Konigorski, Ulrich (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2014-07-18

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-rwth-2015-007427
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/462847/files/462847.pdf
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/462847/files/462847.pdf?subformat=pdfa

Einrichtungen

Lehrstuhl und Institut für Regelungstechnik (416610)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Ingenieurwissenschaften (frei) ; Strömungsregelung (frei) ; POD (frei) ; Galerkin Verfahren (frei) ; Modellreduktion (frei) ; Modellprädiktive Regelung (frei) ; Burgers Equation (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 620

Kurzfassung
Die vorliegende Arbeit wendet sich an Ingenieure und Wissenschaftler im Bereich der aktiven Strömungsbeeinflussung und Regelung von verteilt-parametrischen Systemen. Sie beschreibt die Anwendung des POD-Galerkin-Verfahrens zur Reduktion eines verteilt-parametrischen Systems auf ein System gewöhnlicher Differentialgleichungen, welches für den modellbasierten Reglerentwurf verwendet werden kann. Anhand von drei Beispielsystemen wird die Anwendung dieses Verfahrens jeweils mit einem Schwerpunkt auf der Berücksichtigung einer Aktuierung über Randeingriffe, der Reduktion für kompressible Strömungen sowie der Überlagerung der Regelgröße mit turbulenten Schwankungen gezeigt. Der modellbasierte Reglerentwurf erfolgt im Anschluss an die Modellreduktion und unter Berücksichtigung der Eigenschaften des reduzierten Modells. Dazu wird für jedes Beispielsystem ein angepasster modellprädiktiver Regler entworfen und simulativ getestet.

This thesis addresses engineers and scientists in the field of active flow control. It describes the application of POD-Galerkin methods for the reduction of distributed parameter systems towards systems of ordinary differential equations. These reduced order models are used for the design of model predictive controllers. The procedure is demonstrated for three flow control applications. The focus of these application examples is on the incorporation of boundary actuation, compressible flows and model reduction for turbulent flows respectively. The model based controller design is performed with regard to the special requirements of the individual reduced order model and each of the model predictive controllers is tested in simulation.

OpenAccess:
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