DISEÑO DE UN CONTROLADOR ADAPTATIVO APLICADO AL SISTEMA DE INYECCIÓN ELECTRÓNICA

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PLAN DE PROYECTO DE GRADO

Título: DISEÑO DE UN CONTROLADOR ADAPTATIVO APLICADO AL SISTEMA DE INYECCIÓN ELECTRÓNICA[pic 4][pic 5]

Autor(es): DIEGO ALEXANDER TORO UCHIMA[pic 6][pic 7]

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FORMULARIO PARA LA PRESENTACIÓN

DEL PLAN DE LA MONOGRAFIA

1. ESPECIFICACIONES DEL PROYECTO

1. Título: DISEÑO DE UN CONTROLADOR ADAPTATIVO APLICADO AL SISTEMA DE INYECCIÓN ELECTRÓNICA

1. Director del Proyecto de Monografía*: M.Sc. ANGELO ANTONIO MARIN LÓPEZ

1. Autor(es):

NOMBRE                                                CÓDIGO

DIEGO ALEXANDER TORO                                            2198557

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1. Entidad interesada en el Proyecto:

GRUPO DE INVESTIGACIÓN CONTROL AUTOMÁTICO (UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA) Y GRUPO DE INVESTIGACIÓN MECABOT (UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA).

1. Costo del Proyecto de Monografía: $1.120.000[pic 15]

(Ver presupuesto)

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*Si el director no se encuentra vinculado laboralmente con la UIS, deberá adjuntar la hoja de vida junto con la experiencia relacionada en el área del Programa (el grado académico mínimo para considerar el Director debe ser Especialista).

1. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Teniendo en cuenta las formas de inyección electrónica y la programación que existe sobre cada una de ellas, se puede definir que es un algoritmo invariante en el tiempo y ante cualquier adversidad climática, geográfica, etc. Esto genera un consumo estándar para un ambiente ideal en el que fue programado el inyector, pero se debe tener en cuenta que la geografía de los países es muy diferente lo mismo que los climas que afectan a cada país a nivel mundial y por esto el algoritmo diseñado inicialmente en ciertos casos puede generar más consumo de combustible al no adaptarse a los cambios que estén sucediendo sobre el vehículo, lo que traduce en más dinero gastado innecesariamente por el propietario y más generación de gases al medio ambiente lo cual resulta muy dañino teniendo en cuenta la cantidad de vehículos que existen en funcionamiento en todo el mundo.

2. OBJETIVOS

1.  Objetivos Generales:

Diseñar un controlador adaptativo que logre mejorar la respuesta del sistema de inyección electrónica ante diferentes situaciones geográficas.

1.  Objetivos Específicos:

• Diseñar una metodología de estimación recursiva para obtener los parámetros de la planta.
• Diseñar un controlador adaptativo lineal de estructura clásica que logre mejorar la respuesta de la planta.
• Realizar pruebas y análisis en simulación para determinar el eficiente funcionamiento del sistema controlado.

3. JUSTIFICACIÓN DEL PLAN PROPUESTO:

Los sistemas de inyección electrónica en los vehículos se tienen desde la década del 60, pero debido a su característica de control invariante en el tiempo y a la presencia de perturbaciones externas considerables dependiendo el terreno de funcionamiento se vuelven sistemas difíciles de gobernar. Por tanto, sin una teoría bien desarrollada, el tema no se podría tratar de manera inteligente.  

Teniendo en cuenta que los modelos matemáticos utilizados para el diseño de controladores fijos se realizan a partir de las aproximaciones lineales en el sistema y estas no son las mejores alternativas para el cálculo de las variables del mismo, se pretende realizar un control adaptativo el cual estima de forma recursiva los diferentes comportamientos de la planta ante cualquier variación del terreno en el que se esté funcionando. Esta técnica de control estima de forma precisa todos los parámetros de la planta y sus cambios ante cualquier perturbación externa que se esté generando en el sistema, permitiendo así modificar las ganancias del controlador de estructura clásica en tiempo real y ajustar la salida de control de forma eficiente en cada iteración. Y con esta teoría de control lo que se mejora respecto a las estructuras clásicas fijas de control es una ganancia de control menos rígida y variante en el tiempo que entrega el mejor funcionamiento para cada caso estimado.

4. ANÁLISIS DE LA LITERATURA RECOPILADA:

4.1 MARCO TEORICO

A continuación, se tratará brevemente el control que se usará para el proyecto. 

4.1.1 Control PID adaptativo

El control PID adaptativo, se compone de dos fases en las cuales se determinan las ganancias Kp, Ki y Kd. La primera instancia cuenta con un estimador lineal recursivo el cual determina durante cada iteración todos los parámetros que representan la dinámica de la planta obteniendo así parámetros variantes en el tiempo, como segunda instancia se diseñan las ganancias del controlador a partir de la teoría de reubicación de polos donde cada una de estas ganancias del PID son recalculadas durante cada iteración para entregar una señal de control robusta ante cualquier perturbación que afecte el sistema.

4.1.2 Control en espacio de estados adaptativo

El control en espacio de estados adaptativo, al igual que el controlador anterior cuenta con un estimador lineal recursivo encargado de determinar en cada instante de tiempo la dinámica que representa la planta. En este caso el diseño del controlador consta de un observador de estados mediante el cual podemos determinar si la representación que estamos encontrando en cada instante hace referencia a los estados reales de la planta, después diseñamos las ganancias de regulación y seguimiento. La ganancia de regulación me ayuda a eliminar todas las perturbaciones internas que se generen en el sistema llevando todos los estados a cero y por último la ganancia de seguimiento logra que las salidas de la planta lleguen a una referencia indicada. En este caso podemos utilizar reubicación de polos teniendo en cuenta que el polinomio deseado del observador debe ser más rápido que el polinomio deseado utilizado para encontrar la ganancia del regulador.

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