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Chemical process control : present status and future needs ; the view from European industry
(1991) Schuler, Hans; Allgöwer, Frank; Gilles, Ernst Dieter
Not only in Europe, chemical process control is characterized by a broad invasion of distributed control systems into chemical plants. The information integration from process control up to business management is a great challenge of today which follows from the overall computerization of production. Most of the recent progress in process automation results from the application of computer science paradigms to control systems, and of advanced developments in field instrumentation. Despite these advances and the considerable progress made in process control theory, there is only limited acceptance and application of modern advanced process control methodologies in industrial practice. This paper is an attempt to summarize the European discussion on the reasons for these facts.
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Dynamische Simulation verfahrenstechnischer Prozesse und Anlagen : ein Vergleich von Werkzeugen
(1994) Watzdorf, Rüdiger von; Allgöwer, Frank; Helget, Andreas; Marquardt, Wolfgang; Gilles, Ernst Dieter
Zusammenfassend zeigen unsere Erfahrungen, daß sich prinzipiell alle betrachteten Werkzeuge zur Simulation verfahrenstechnischer Prozesse und Anlagen eignen. Die Werkzeuge zeichnen sich allerdings durch eine unterschiedliche Zielrichtung aus: SlMULINK bietet einen sehr hohen Modellimplementierungs-, Verschaltungs- und Bedienkomfort; ACSL und SPEEDUP sind für die Modellierung und Implementierung neuer Modelle besonders geeignet, wobei SPEEDUP speziell die Bedürfnisse der Verfahrenstechnik unterstützt; DIVA ist weniger auf den Modellierer und mehr auf den Anwender ausgerichtet, der aus vorhandenen Bibliotheken Modelle auswählt, parametriert und verschaltet.
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An engineering perspective on nonlinear H∞ control
(1994) Allgöwer, Frank; Rehm, Ansgar; Gilles, Ernst Dieter
The focus is on the question whether meaningful practical control problems for nonlinear systems can be expressed and solved in the nonlinear H∞ framework. Approximate I/O-linearization of a realistic chemical reactor, that cannot be I/O-linearized exactly, is given.
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Nichtlinearer Reglerentwurf auf der Grundlage exakter Linearisierungstechniken
(1993) Allgöwer, Frank; Gilles, Ernst Dieter
Dem nichtlinearen Reglerentwurf mittels exakter Linearisierung liegt eine Zweischritt-Philosophie zugrunde: zuerst wird die nichtlineare Regelstrecke durch eine nichtlineare Rückführung exakt in ein lineares System überführt. Das exakt linearisierte System kann im zweiten Schritt mit linearen Reglerentwurfsverfahren so geregelt werden, daß Stabilität und gutes Regelverhalten erreicht werden. In diesem Übersichtsbeitrag wird eine Einführung und ein Überblick über das Gebiet der exakten Linearisierung gegeben. Anhand von Beispielen werden die Vorteile und Grenzen der Verfahren diskutiert.
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Nonlinear control of an industrial distillation column by exact linearization
(1989) Allgöwer, Frank; Sax, Antonius; Gilles, Ernst Dieter
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Nonlinear control of high purity distillation columns
(1994) Groebel, Markus; Allgöwer, Frank; Storz, Markus; Gilles, Ernst Dieter
Two simple models of distillation columns are studied to investigate their suitability for the practical use with exact I/O-linearization. An extension of exact I/O-linearization, the asymptotically exact I/O-linearization is applied to the control of a high purity distillation column, using one of these models to derive the static state feedback law. Simulation studies demonstrate the advantage of asymptotically exact I/O-linearization versus classical exact I/O-linearization techniques. Experimental results show the excellent performance of asymptotically exact I/O-linearization using a simple distillation model.
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On nonlinear systems with poorly behaved zero dynamics
(1992) Doyle, Frank J.; Allgöwer, Frank; Oliveira, Simone Loureiro de; Gilles, Ernst Dieter; Morari, Manfred
The present work adresses the problem of synthesizing nonlinear state feedback controllers for nonlinear, nonminimum-phase processes in three different ways. The first approach consists of a partial linearization which preserves stability by using an approximate stable/anti-stable factorization. The second technique can be viewed as an inner-outer factorization based approach. And, finally, in the single-output case, it is shown (through an example) that stabilization of the internal dynamics of a nonminimum-phase system can be achieved by using an additional input if this is feasible in practice. In this case, the manipulated variables have different roles, i.e., one is chosen such as to input/output feedback linearize the system and the second is used to locally stabilize the resulting nonminimum-phase internal dynamics.