Modellbildung und Temperaturregelung von Heißgasprüfständen

摘要

Für die Entwicklung von Abgasturboladern sind Heißgasprüfstände unerlässlich. An solch einer Anlage wird die Turboladerturbine von einer Brennkammer mit einem Heißgasmassenstrom beaufschlagt. Heißgasmenge und -temperatur sind wichtige Größen während des Prüfprozesses. Zur Regelung der Heißgastemperatur wird üblicherweise ein Pl-Regler eingesetzt. Dadurch können aber nicht in allen erforderlichen Betriebspunkten befriedigende Ergebnisse erzielt werden. In dieser Arbeit wird, um eine modellbasierte Regelung zu entwerfen, ein neues thermisches Modell für die Brennkammer präsentiert. Für dieses Modell wird eine Regelstrategie vorgestellt, die den unbekannten Systemzustand benötigt. Zur Schätzung dieser Systemgröße wird ein Kaiman-Filter entworfen. Messungen an der realen Anlage bescheinigen der neuen Methode ein verbessertes Führungsverhalten sowie eine bessere Störunterdrückung.%Hot gas test beds are important tools for developing and testing turbochargers. In such a unit the turbine is fed by a combustion chamber. Hot gas temperature and mass flow rate are important quantities during testing. However, the use of Pl-control often leads to unsatisfactory temperature control performance. This article presents a new model-based temperature control strategy. The new model is obtained by modifying an existing thermal model of a biomass furnace. To estimate the unknown model state a Kalman-Filter is used. Measurements on the test bed prove better reference tracking as well as disturbance rejection.