Lenz, Eric (2013)
Eine Methodik zur stochastischen adaptiven Qualitätsregelung.
Technische Universität Darmstadt
Dissertation, Erstveröffentlichung
Kurzbeschreibung (Abstract)
Ausgangspunkt dieser Arbeit ist das Bestreben, Einrichtvorgänge bei Druckmaschinen mit minimaler Makulatur, d.h. minimalen Ausschuss durchzuführen. Als Qualitätsmerkmal wird dabei die Färbung betrachtet. Dies bedeutet, dass eine gegebene Sollfärbung mit einer möglichst geringen Anzahl an Regelschritten erreicht werden soll. Aufgrund der in Anbetracht des unvermeidbaren Prozessrauschens relativ hohen Anforderungen an die Regelgüte ist dabei eine stochastische Betrachtung der Regelung notwendig.
Diese hier kurz skizzierte Problemstellung wird als allgemeineres zeitdiskretes Qualitätsregelungsproblem statischer Prozesse beschrieben und in zwei Schritten bearbeitet. Zunächst erfolgt die Definition und Analyse von Größen zur Bewertung der Einrichtvorgänge. Aus diesen ergibt sich, dass der mittlere quadratische Fehler als globales Gütekriterium für den Reglerentwurf geeignet ist. Darauf basierend werden in dieser Arbeit verschiedene Reglerkonfigurationen untersucht und bewertet.
Anschließend wird die Identifikation der Prozessparameter während der Regelvorgänge betrachtet, womit eine Adaption der Regler möglich wird. Basis des Identifikationsverfahrens ist die bekannte Methode der kleinsten Quadrate. Aufgrund der Eigenschaften des Anwendungsfalles ist die Leistung des Standardverfahrens jedoch nicht zufriedenstellend. Hervorzuheben ist dabei die Multikollinearität, d.h. die starke Korrelation der verschiedenen Prozesseingänge, sowie die Möglichkeit sprungförmiger Störungen zu Beginn neuer Aufträge. Diese Probleme können in dieser Arbeit gelöst werden, so dass ein leistungsfähiger Schätzalgorithmus angegeben werden kann, der die wenigen Messdaten sehr effektiv ausnutzt.
Darüber hinaus ist auch der Bias, der aufgrund der Regelung im geschlossenen Regelkreis auftritt, zu beachten. Dieser wird untersucht und eine kennfeldbasierte Kompensationsmethode vorgeschlagen.
Um auch bei großen Anfangsabweichungen der angenommenen Prozessparameter sowie Ausreißern bei den Messungen noch ein gutes Regel- und Adaptionsverhalten zu erreichen, wird das vorgeschlagene Schätzverfahren zuletzt noch um geeignete Maßnahmen erweitert.
| Typ des Eintrags: | Dissertation | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Erschienen: | 2013 | ||||
| Autor(en): | Lenz, Eric | ||||
| Art des Eintrags: | Erstveröffentlichung | ||||
| Titel: | Eine Methodik zur stochastischen adaptiven Qualitätsregelung | ||||
| Sprache: | Deutsch | ||||
| Referenten: | Konigorski, Prof. Ulrich | ||||
| Publikationsjahr: | 2013 | ||||
| Ort: | Berlin | ||||
| Verlag: | epubli GmbH | ||||
| Datum der mündlichen Prüfung: | 18 Juli 2013 | ||||
| URL / URN: | http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/3609 | ||||
| Kurzbeschreibung (Abstract): | Ausgangspunkt dieser Arbeit ist das Bestreben, Einrichtvorgänge bei Druckmaschinen mit minimaler Makulatur, d.h. minimalen Ausschuss durchzuführen. Als Qualitätsmerkmal wird dabei die Färbung betrachtet. Dies bedeutet, dass eine gegebene Sollfärbung mit einer möglichst geringen Anzahl an Regelschritten erreicht werden soll. Aufgrund der in Anbetracht des unvermeidbaren Prozessrauschens relativ hohen Anforderungen an die Regelgüte ist dabei eine stochastische Betrachtung der Regelung notwendig. Diese hier kurz skizzierte Problemstellung wird als allgemeineres zeitdiskretes Qualitätsregelungsproblem statischer Prozesse beschrieben und in zwei Schritten bearbeitet. Zunächst erfolgt die Definition und Analyse von Größen zur Bewertung der Einrichtvorgänge. Aus diesen ergibt sich, dass der mittlere quadratische Fehler als globales Gütekriterium für den Reglerentwurf geeignet ist. Darauf basierend werden in dieser Arbeit verschiedene Reglerkonfigurationen untersucht und bewertet. Anschließend wird die Identifikation der Prozessparameter während der Regelvorgänge betrachtet, womit eine Adaption der Regler möglich wird. Basis des Identifikationsverfahrens ist die bekannte Methode der kleinsten Quadrate. Aufgrund der Eigenschaften des Anwendungsfalles ist die Leistung des Standardverfahrens jedoch nicht zufriedenstellend. Hervorzuheben ist dabei die Multikollinearität, d.h. die starke Korrelation der verschiedenen Prozesseingänge, sowie die Möglichkeit sprungförmiger Störungen zu Beginn neuer Aufträge. Diese Probleme können in dieser Arbeit gelöst werden, so dass ein leistungsfähiger Schätzalgorithmus angegeben werden kann, der die wenigen Messdaten sehr effektiv ausnutzt. Darüber hinaus ist auch der Bias, der aufgrund der Regelung im geschlossenen Regelkreis auftritt, zu beachten. Dieser wird untersucht und eine kennfeldbasierte Kompensationsmethode vorgeschlagen. Um auch bei großen Anfangsabweichungen der angenommenen Prozessparameter sowie Ausreißern bei den Messungen noch ein gutes Regel- und Adaptionsverhalten zu erreichen, wird das vorgeschlagene Schätzverfahren zuletzt noch um geeignete Maßnahmen erweitert. |
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| Alternatives oder übersetztes Abstract: |
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| Freie Schlagworte: | Qualitätsregelung, stochastische Regelung, adaptive Regelung, Bias, Identifikation im geschlossenen Regelkreis | ||||
| Schlagworte: |
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| URN: | urn:nbn:de:tuda-tuprints-36091 | ||||
| Zusätzliche Informationen: | Zugl.: Darmstadt, Techn. Univ., Diss., 2013 |
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| Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau | ||||
| Fachbereich(e)/-gebiet(e): | 18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik 18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Automatisierungstechnik und Mechatronik 18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Automatisierungstechnik und Mechatronik > Regelungstechnik und Mechatronik |
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| Hinterlegungsdatum: | 27 Okt 2013 20:55 | ||||
| Letzte Änderung: | 20 Nov 2020 15:15 | ||||
| PPN: | |||||
| Referenten: | Konigorski, Prof. Ulrich | ||||
| Datum der mündlichen Prüfung / Verteidigung / mdl. Prüfung: | 18 Juli 2013 | ||||
| Schlagworte: |
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