Masterarbeit Adrian Marx

 

Automatisierte Modellerstellung für modellprädiktive exergiebasierte Regelungen in der Raumlufttechnik

In der vorliegenden Masterarbeit wird eine Methode zur automatisierten Modellparametrisierung
für modellprädiktive Regelungen von Raumklimageräten entwickelt und überprüft.
Dazu werden zunächst in Modelica standardisierte Modelle von Komponenten entwickelt, die in
Klimageräten verbaut sind. Für diese Modelle wird inMatLab eine Methode entwickelt und implementiert,
die in der Lage ist, selbstständig Versuche zur Systemidentifikation durchzuführen. Anhand
dieser Versuche werden Messdaten gewonnen, die für eine automatisierte Parametrisierung
derModelle verwendet werden.
Zusammen werden Methode und Modelle in einen bestehenden exergiebasierten Regelungsalgorithmus
integriert. Dieser kann mit den parametrierten Modellen zur Regelung des Zentralklimageräts
eingesetzt werden.
Um die Funktionalität des entwickelten Algorithmus zu überprüfen, werden zunächst Software-inthe-
Loop (SIL) Experimente durchgeführt, bei denen ein Teilmodell des Klimageräts als Quelle für
dieMessdaten dient. In diesen Versuchen zeigt sich, dass der Algorithmus in der Lage ist, die Parameter
des Teilmodells zu finden und die Modelle so anzupassen, dass sie den Verlauf der Messdaten
vorhersagen können.
Darüber hinaus werden für alle erstellten Modelle Versuche am realen Zentralklimagerät durchgeführt.
Mit Hilfe der gewonnenen Daten werden die Modelle an das Verhalten des realen Systems
angepasst. Dabei zeigt sich, dass sich das Verhalten nachbilden lässt und dass die parametrierten
Modelle mit guter Genauigkeit das Verhalten des Systems für andere Datensätze vorhersagen können.
Allerdings kann auch eine starke Abhängigkeit der Parmetrisierung von der Qualität derMessdaten
festgestellt werden.
Abschließend werden die Ergebnisse verallgemeinert und ein Ausblick auf die weitere Entwicklung
des Algorithmus gegeben.