Technische Universität Ilmenau

Dynamische Prozessoptimierung - Modultafeln der TU Ilmenau

Die Modultafeln sind ein Informationsangebot zu den Studiengängen der TU Ilmenau.

Die rechtsverbindlichen Studienpläne entnehmen Sie bitte den jeweiligen Studien- und Prüfungsordnungen (Anlage Studienplan).

Alle Angaben zu geplanten Lehrveranstaltungen finden Sie im elektronischen Vorlesungsverzeichnis.

Informationen und Handreichungen zur Pflege von Modulbeschreibungen durch die Modulverantwortlichen finden Sie unter Modulpflege.

Hinweise zu fehlenden oder fehlerhaften Modulbeschreibungen senden Sie bitte direkt an modulkatalog@tu-ilmenau.de.

Modulinformationen zu Modulnummer 200006 - allgemeine Informationen
Modulnummer200006
FakultätFakultät für Informatik und Automatisierung
Fachgebietsnummer2212 (Prozessoptimierung)
Modulverantwortliche(r)Prof. Dr. Pu Li
SpracheDeutsch
TurnusSommersemester
Vorkenntnisse

Grundlagen der Mathematik, Physik,  Elektrotechnik; Regelungs- und Systemtechnik, Statische Prozessoptimierung

Lernergebnisse und erworbene KompetenzenDie Studierenden können
  • die Grundlagen, Problemstellungen und Methoden der dynamischen Prozessoptimierung klassifizieren,
  • Methoden und Werkzeuge anwenden,
  • unterschiedliche Problemstellungen und mathematische Herleitungen analysieren und generieren
  • optimale Steuerungen berechnen sowie
  • Anwendungsfälle für industrielle Prozesse analysieren, entwickeln und bewerten

Die
Studierenden haben in der Vorlesung Problemformulierungen für dynamische, unbeschränkte,
steuerungs- und zustandsbeschränkte Optimierungsaufgabenstellungen unter
verschiedenen Zielstellungen erfahren. Sie nehmen indirekte und direkte Verfahren zur
Lösung der Problemstellungen wahr. In den Übungen wurden sie durch akademische,
niedrigdimensionale Beispiele angesprochen und können an der Aufbereitung
zur Lösung höherdimensionaler Probleme Anteil nehmen. Im Praktikum stuften sie typische
Zielstellungen, beschränkte, teilweise praxisorientierte Probleme ein, Sie können diese unter Verwendung vorhandener Optimierungssoftware numerisch lösen und
Ergebnisse richtig einschätzen. Sie können dynamische Optimierungsprobleme erarbeiten,
sie implementieren und die Ergebnisse evaluieren.
Inhalt

Indirekte Verfahren

 - Variationsverfahren, Optimalitätsbedingungen

 - Das Maximum-Prinzip

 - Dynamische Programmierung

 - Riccati-Optimal-Regler

Direkte Verfahren

 - Methoden zur Diskretisierung, Orthogonale Kollokation

 - Lösung mit nichtlinearen Programmierungsverfahren

 - Simultane und Sequentielle Verfahren

Anwendungsbeispiele

 - Prozesse in der Luft- und Raumfahrtindustrie

 - Prozesse in der Chemieindustrie

 - Prozesse in der Wasserbewirtschaftung

Praktikum (2 Verusche: DynPO-1: Numerische Lösung von Optimalsteuerungsaufgaben, DynPO-2: Programmierung und numerische Lösung von Optimalsteuerungsproblemen
mittels Standardsoftware)

Medienformen und technische Anforderungen bei Lehr- und Abschlussleistungen in elektronischer Form

Präsentation, Vorlesungsskript, Tafelanschrieb, Praktikum im PC-Pool

Literatur

 

D. G. Luenberger. Introduction to Dynamic Systems. Wiley. 1979

A. C. Chiang. Elements of Dynamic Optimization. McGraw-Hill. 1992

D. P. Bertsekas. Dynamic Programming and Stochastic Control. Academic Press. 1976

M. Athans, P. Falb. Optimal Control. McGraw-Hill. 1966

A. E. Bryson, Y.-C. Ho. Applied Optimal Control. Taylor & Francis. 1975

O. Föllinger. Optimale Regelung und Steuerung. Oldenbourg. 1994

R. F. Stengel. Optimal Control and Estimation. Dover Publications. 1994

J. Macki. Introduction to Optimal Control Theory. Springer. 1998

D. G. Hull. Optimal Control Theory for Applications. Springer. 2003

M. Papageorgiou, M. Leibold, M. Buss. Optimierung. 4. Auflage. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-662-46936-1 (Campus-Lizenz TU Ilmenu)

Lehrevaluation
Spezifik Referenzmodul
ModulnameDynamische Prozessoptimierung
Prüfungsnummer220426
Leistungspunkte5
SWS4 (2 V, 1 Ü, 1 P)
Präsenzstudium (h)45
Selbststudium (h)105
VerpflichtungPflichtmodul
AbschlussPrüfungsleistung mit mehreren Teilleistungen
Details zum Abschluss

Das Modul Dynamische Prozessoptimierung mit der Prüfungsnummer 220426 schließt mit folgenden Leistungen ab:

  • mündliche Prüfungsleistung über 30 Minuten mit einer Wichtung von 100% (Prüfungsnummer: 2200635)
  • Studienleistung mit einer Wichtung von 0% (Prüfungsnummer: 2200636)



Details zum Abschluss Teilleistung 2:

Testat für Praktikum. Praktikum umfasst zwei Versuche.

Alternative Abschlussform aufgrund verordneter Corona-Maßnahmen inkl. technischer Voraussetzungen
Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL
max. Teilnehmerzahl
Spezifik im Studiengang Master Technische Kybernetik und Systemtheorie 2021, Master Ingenieurinformatik 2021
ModulnameDynamische Prozessoptimierung
Prüfungsnummer220426
Leistungspunkte5
Präsenzstudium (h)45
Selbststudium (h)105
VerpflichtungPflichtmodul
AbschlussPrüfungsleistung mit mehreren Teilleistungen
Details zum Abschluss

Das Modul Dynamische Prozessoptimierung mit der Prüfungsnummer 220426 schließt mit folgenden Leistungen ab:

  • mündliche Prüfungsleistung über 30 Minuten mit einer Wichtung von 100% (Prüfungsnummer: 2200635)
  • Studienleistung mit einer Wichtung von 0% (Prüfungsnummer: 2200636)



Details zum Abschluss Teilleistung 2:

Testat für Praktikum. Praktikum umfasst zwei Versuche.

Alternative Abschlussform aufgrund verordneter Corona-Maßnahmen inkl. technischer Voraussetzungen
Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL
max. Teilnehmerzahl
Spezifik im Studiengang Master Electrical Power and Control Engineering 2013, Master Electric Power and Control Systems Engineering 2021, Master Wirtschaftsingenieurwesen 2021 (AT), Master Elektrotechnik und Informationstechnik 2021
ModulnameDynamische Prozessoptimierung
Prüfungsnummer220426
Leistungspunkte5
Präsenzstudium (h)45
Selbststudium (h)105
VerpflichtungWahlmodul
AbschlussPrüfungsleistung mit mehreren Teilleistungen
Details zum Abschluss

Das Modul Dynamische Prozessoptimierung mit der Prüfungsnummer 220426 schließt mit folgenden Leistungen ab:

  • mündliche Prüfungsleistung über 30 Minuten mit einer Wichtung von 100% (Prüfungsnummer: 2200635)
  • Studienleistung mit einer Wichtung von 0% (Prüfungsnummer: 2200636)



Details zum Abschluss Teilleistung 2:

Testat für Praktikum. Praktikum umfasst zwei Versuche.

Alternative Abschlussform aufgrund verordneter Corona-Maßnahmen inkl. technischer Voraussetzungen
Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL
max. Teilnehmerzahl