Diapositivas de Matematica Aplicada

8/17/2019 Diapositivas de Matematica Aplicada

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UN MODELO SÓLIDO DE CONTROL

PREDICTIVO PARA LA EFICIENTE

GESTIÓN TÉRMICA DE LOS MOTORES

DE COMBUSTIÓN INTERNA

GRUPO 4• Huamanyauri Chuquiyuri, Edson Carlos• Huerta Menacho, Alexander• Querealu !iancas, "ilmer #ssac• Ascencio $a%arro, &honatan &ose'h

Asi(natura) Matem*tica A'licada

Uniersidad $acional de #n(enier+a

-./.-01


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Una am'lia ariedad de tecnolo(+as innoadoras est*n en des

'ara cum'lir con los requisitos de las a(encias re(uladoemisiones en eh+culos2 3a mayor+a de ellos a'untan haaumento de la eciencia del motor y el ahorro de com5usmuchos ya est*n en el mercado2

El es6uer7o 'rinci'al del o5%etio es acelerar el tiemcalentamiento durante ciclo de homolo(aci8n est*ndar, domayor 'arte de las emisiones de contaminantes y la inecien

motor 'asa des'u9s del arranque en 6r+o2 3as 5a%as tem'eraturas del motor determinan la 5a%a eciencia

motor y las emisiones de5ido al aumento de las '9rdidas 'or 6ry la ineciencia de com5usti8n2 El 'rinci'al 6actor res'onsa5le des la tem'eratura de las camisas de cilindros a mitad de recorr


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3a (esti8n t9rmica 8'tima de los motores de com5usti8n interna moduno de los 6actores clae 'ara reducir el consumo de com5usti5le y emis

!e 'ro'one un modelo s8lido de Control Predictio de la tasa del >u%que hace uso de un modelo de dimensi8n cero del sistema de re6ri(erac

3a estrate(ia de control 'ro'uesto es 'ara a%ustar la elocidad del >u'or medio de una 5om5a el9ctrica, a n de que el sistema de re6ri(alrededor del inicio de la e5ullici8n nuclear

3as 'rue5as ex'erimentales han demostrado que el control 'ro'uesto

disminuci8n del tiem'o de calentamiento y en la reducci8n de la re6ri(erante en condiciones totalmente calientes en com'araccon(uraci8n est*ndar con elocidad de la 5om5a 'ro'orcional a lamotor2 3as ado'ciones de estas estrate(ias de control de re6ri(eraci8ntanto, resultado de menor consumo de com5usti5le y las emisiones de C


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una 6orma modicada de la 6ormulaci8n em'+rica, correlaciona la enerdel com5usti5le a la tasa de >u%o de com5usti5le, , a la tasa dre6ri(erante, , y 'ara la elocidad del motor, $, se 'ro'uso)


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El modelo calcula tanto el >u%o de calor necesario 'ara el inicio de lnucleada, , y la tem'eratura de la 'ared corres'ondiente, 2 El >u%o dnecesaria es til 'ara la denici8n de la , que se utili7a en el al(oriEl se dene como)

u%o t9rmico real, , es m*s alto que el necesario, ; ''uede dar los alores ne(atios de la que indican que el >u%o t9rmicoa la necesaria y la acci8n de en6riamiento es de5ido a la conesolamente2

El r9(imen de >u%o t9rmico, que se 'roduce dentro del motor, es de

$Dindex 'ro'orcionado 'or el modelo) NB_index < se re!ere a#u$o de convección forzada%


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Faria5les de entrada y salida


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Ecuaci8n que calcula el alor de , que es la correcci8n que de5e darse>u%o de re6ri(erante de equili5rio con el n de satis6acer los 'ro5lemas restricciones en los alores deseados de eq y ceq2

Para el dise?o del sistema de control, el modelo matem*tico del sistemre6ri(eraci8n, que se descri5e a tra9s de las ecuaciones2 u%o del re6ri(erante, que es necesario5tener la salida deseada


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3a matri7 I es la ley de control de realimentaci8n de estado, lo que minide coste cuadr*tica)

donde p es hori7onte de tiem'o e i es el +ndice de tiem'o; Q0 y R son ma

'onderaci8n sim9tricas; en nuestro caso ' J 02 El estado de retroalimende control I iene dado 'or)

Q e K se o5tienen de la soluci8n del si(uiente 'ro5lema de minimi7aci8nlineal)

donde es en el 'eor de los casos el alor


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+l controlador se dise,ó con el !n de satisfacer las siguienteses(eci!caciones:

Ase(urar la esta5ilidad del sistema controlado;

ener en cuenta las limitaciones de los actuadores


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3a (ura muestra la elocidad de >re6ri(erante, las tem'eraturas de l

y de l+quido re6ri(erante y las corredel caudal de re6ri(erante e%ecutadel controlador como una 6unci8n dtiem'o2 En la Li(2 la cura de tra7re'resenta el caudal de re6ri(erantse suministra 'or una 5om5a mecesta elocidad del motor; su alor a'roximadamente -2 dmB . h2


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3a reducci8n del consumcom5usti5le o5tenido 'ointroducci8n de la estrate(control se muestra en la Li(reducci8n en el com5usti5lconsumo durante el tic*lido se encuentra en el rde 0B, teniendo en cuenariaci8n d+a a d+a2


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3a Li(2 muestra la $Dindetiem'o 'ara cada o'eraci8n'uede o5serar, que los adentro del $Dindex ran(o mayor+a de las condic6uncionamiento


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En este caso, el valor NB_index

intervalo deseado para cada punto de

condiciones de 6uncionamiento den una su5re(i8n reducida


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La figura muestra el refrigerante a upor el controlador y el caudal rea

entrada del motor; pequeas dife

observar, que son debido a la calibra

la caracter"stica de la bomba tasa de

diferentes temperaturas de refrigerant


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La fig. presenta el registro de un

adicional, que se llev! a cabo me

un con#unto de diferentes condici

t$rminos de tasa de flu#o de combumotor. Las pruebas implican tanto B

velocidad del motor constante

velocidad del motor en B%E&

condiciones, el controlador utili'ar(

valores )*+, *-.


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La tasa de flu#o de refrigerante parec

de la tasa de flu#o de combustible; La

realidad debido a que las variac

combustible son muco m(s signific

que los de la velocidad del motor )

NB_index se mantiene dentro de la g

especifica como una limitaci!n para

permitiendo as" una nucleada moder


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En la 4ig. se presenta una vista m(

tiempo de +56 min.En esta regi!n una variaci!n paso

tanto del caudal de combustible se

revoluciones constante. 7omo resul

control, los aumentos de las tasas d

y lo mismo ocurre la temperatura

predico por el modelo. 8ambi$n e

que, sin embargo, todav"a permane

intervalo que se aprecia en la siguien


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caudal de refrigerante Experimental ,

pared media del motor y el modelo p

como resultado de la operaci!n con

anterior.


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la 4ig. muestra el caso de la dismi

del motor en B%E& constante; o"r, e

por cada ciclo del motor se mantie

tasa de flu#o de combustible

proporcional con la velocidad del m

resultado, tanto la tasa de flu#o de rde la temperatura disminuida.


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caudal de refrigerante Experimen

predice la pared media del moto

predictivo 9B_index )inferior- c

operaci!n condiciones de la figura

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