Modelado y control de un motor de combustión interna

Abstract

El presente proyecto de grado aborda el modelado y control de un motor de combustión interna. Empleando el modelo de valor medio de Hendricks desarrollado en 1991, donde modela un motor de combustión interna de cuatro tiempos. En este trabajo se realiza una descripción de las ecuaciones del modelo y se verifican las variables dinámicas del mismo. Posteriormente, se realiza una simulación numérica para determinar la evolución dinámica del sistema a lo largo del tiempo, caracterizando su comportamiento con respecto a un modelo de referencia reportado en la literatura. Uno de los resultados más importantes del trabajo es la determinación de los parámetros del modelo mediante una rutina de identificación basada en optimización no lineal sin restricciones. Luego, el sistema identificado y validado es caracterizado en rangos de operación, para proceder a implementar sobre el mismo un controlador PID, ajustado experimentalmente empleando el método de oscilaciones amortiguadas. Los resultados obtenidos permiten verificar la atenuación del efecto de perturbaciones de torque en el eje de rotación, a través de la acción PID, que permite mantener constante la velocidad del sistema en estado estacionario. Actividades complementarias incluyen análisis de la relación aire-combustible y la implementación de estrategias avanzadas de control sobre el modelo.