Modelo matemático de tipo valor medio de un motor de combustión interna y estimación de estados usando técnicas Bayesianas

Abstract

En el presente trabajo se obtiene el modelo matemático orientado al control de un motor de combustión interna de ignición por chispa. El modelo aplica ecuaciones de primeros principios con no-linealidades y parámetros desconocidos. Las ecuaciones aplicadas al modelo están explicadas mediante relaciones termodinámicas conocidas en la literatura como \Mean Value Engine Modelling" (MVEM). La MVEM describe un modelo matemático orientado al control para las máquinas de combustión interna de ignición por chispa. Este enfoque simplifica los procesos termodinámicos del motor en subsistemas independientes de entrada-salida, continuos en el tiempo. El modelo resultante está definido por tres submodelos: dinámica del aire en el múltiple de admisión, dinámica del proceso de combustión y dinámica rotacional en el eje de salida. El modelo es compactado como un sistema en variables de estado, el cual se discretiza para aplicar técnicas de estimación bayesianas con el fin de solucionar un problema de estimación del estado del modelo dinámico del motor de combustión. Para ello, se construye la función de densidad de probabilidad (PDF) de los estados sobre la base de la información disponible (mediciones); se asume una distribución gaussiana de las variables no lineales del estado. Se obtiene un modelo con un grado de exactitud aceptable y un algoritmo de filtrado que aproxima con alto grado de exactitud los estados del modelo