Bioprocesregeling

Studiefiche
Vanaf academiejaar 2014-2015
Bioprocesregeling (I001131)
Cursusomvang
(nominale waarden; effectieve waarden kunnen verschillen per opleiding)
Studiepunten 5.0
Studietijd 135.0 u
Contacturen
60.0 u
Aanbodsessies en werkvormen in academiejaar 2014-2015
A (semester 1)
werkcollege: PC-klasoefeningen
begeleide zelfstudie
hoorcollege
Lesgevers in academiejaar 2014-2015
Nopens, Ingmar
LA10
Aangeboden in onderstaande opleidingen in 2014-2015
Master of Science in Chemical Engineering
Master of Science in Sustainable Materials Engineering
Master of Science in de ingenieurswetenschappen: materiaalkunde
(afstudeerrichting metaalkunde)
Master of Science in de bio-ingenieurswetenschappen: chemie en
bioprocestechnologie
Master of Science in de bio-ingenieurswetenschappen:
milieutechnologie
Master of Science in de ingenieurswetenschappen: chemische
technologie
Master of Science in de ingenieurswetenschappen: materiaalkunde
(afstudeerrichting textielkunde)
30.0 u
5.0 u
25.0 u
Verantwoordelijk lesgever
stptn
5
5
5
aanbodsessie
A
A
A
5
A
5
A
5
A
5
A
Onderwijstalen
Nederlands
Trefwoorden
Procesregeling, bioprocestechnologie, toestandsterugkoppeling, optimale controle,
toestandsschatters, niet-lineaire systemen
Situering
Doel van de cursus is de algemene concepten bijgebracht in de cursussen modelleren
en simuleren (3e Ba) en procesregeling (1e Ma) toe te passen binnen het brede
domein van de biologische processen. De niet-lineaire en adaptieve eigenschappen
van biosystemen leiden ertoe dat uitbreidingen van de klassieke controletheorie en
meer geavanceerde methodologieën moeten ingeleid worden.
Inhoud
1. Moderne controle
1.1. Controleerbaarheid van lineaire systemen
1.1.1. Nagaan van de controleerbaarheid
1.1.2. De kanonische systeemvoorstelling, de standaard controleerbare vorm
1.2. Ontwerp van lineaire regelaars: Toestandsterugkoppeling
1.2.1. Toestandsterugkoppelingsregelaars (poolplaatsing)
1.2.2. Optimale regeling (LQ-regelaars)
1.2.3 Uitbreidingen LQ-regelaars
1.3. Toestandsschatting
1.3.1. Observeerbaarheid
1.3.2. Toestandsschatters (Observers), Luenberger reduced order observer
1.3.3. De Kalman filter: optimale toestandsschatting
(Goedgekeurd)
1
1.4. Separatieprincipe
2. Model based predictive control (MBPC) met uitwerking van het DMC-algoritme
3. Lineariserende regeling
4. Inleiding tot data-acquisitie
Begincompetenties
Modelleren en simuleren van biosystemen (3e Ba Bio-ingenieur)
Eindcompetenties
De student heeft het gevorderd kennisniveau om een procescontroleprobleem in het
juiste kader te plaatsen, er de juiste aanpak voor te selecteren op basis van a priori
controleerbaarheids- en observeerbaarheidsanalyse, en tot slot uit te werken tot een
volledig in de praktijk implementeerbare regelaar. De controleproblemen kunnen van
niet-lineaire, en multi-variabele aard zijn, wat bij bioprocessen veel voorkomt. De
student kent de beginselen van data acquisitie.
Creditcontractvoorwaarde
Toelating tot dit opleidingsonderdeel via creditcontract is mogelijk mits gunstige beoordeling
van de competenties
Examencontractvoorwaarde
Dit opleidingsonderdeel kan niet via examencontract gevolgd worden
Didactische werkvormen
Begeleide zelfstudie, hoorcollege, werkcollege: PC-klasoefeningen
Toelichtingen bij de didactische werkvormen
De theorie wordt aangebracht met hoorcolleges. De werkcolleges bestaan uit
bordoefeningen en PC-oefeningen in Matlab.
Leermateriaal
Een nederlandstalige syllabus is beschikbaar. Materiaal voor werkcolleges is
beschikbaar via Minerva.
Referenties
Bastin G. and Dochain D. (1990) On-line Estimation and Adaptive Control of
Bioreactors. Elsevier, Amsterdam. pp. 379
Levine W.S. (1995) The Control Handbook. CRC Press, Boca Raton, Florida. pp. 1548
Oggunaike B.A. and Ray W.H. (1994) Process Dynamics, Modeling, and Control.
Oxford University Press, New York. pp. 1260
Van Impe J.F., Vanrolleghem P.A. and Iserentant D. (1998) Advanced Instrumentation,
Data Interpretation and Control of Biotechnological Processes. Kluwer Academic
Publishers, Dordrecht, The Netherlands. ISBN 0-7923-4860-5. pp. 464
Vakinhoudelijke studiebegeleiding
Persoonlijke ondersteuning wordt aangeboden voor en na de hoorcolleges en tijdens
de praktische oefeningen of op afspraak.
Evaluatiemomenten
periodegebonden en niet-periodegebonden evaluatie
Evaluatievormen bij periodegebonden evaluatie in de eerste examenperiode
Schriftelijk examen, mondeling examen
Evaluatievormen bij periodegebonden evaluatie in de tweede examenperiode
Schriftelijk examen, mondeling examen
Evaluatievormen bij niet-periodegebonden evaluatie
Verslag
Tweede examenkans in geval van niet-periodegebonden evaluatie
Examen in de tweede examenperiode is mogelijk
Toelichtingen bij de evaluatievormen
De examinator kan de student die zich onttrekt aan periodegebonden en/of nietperiodegebonden evaluaties voor dit opleidingsonderdeel niet-geslaagd verklaren.
Theorie (PE): mondeling examen (gesloten boek)
Oefeningen (PE): schriftelijk examen (open boek)
(Goedgekeurd)
2
Oefeningen (NPE): groepsrapportering over de implementatie van het DMC-algoritme
Eindscoreberekening
Theorie (PE): 25%
Oefeningen (PE): 50%
Oefeningen (NPE): 25%
(Goedgekeurd)
3

Download Report