El sistema de control de los motores diésel marinos juega un rol
importante en el desempeño de estos en el campo de la propulsión
marina. En la actualidad en muchos casos, la velocidad angular de estos
motores es controlada por técnicas convencionales, las cuales resultan
ineficientes al no tomar en cuenta el comportamiento no-lineal de esta
clase de motores. En el presente trabajo se propuso el modelado de un
motor diésel sometido a un ambiente marino utilizando redes neuronales
y el desarrollo del sistema de control de sus RPM empleando un PID de
ganancias programadas, teniendo como propósito la mejora de su
desempeño respecto a un PID convencional. Para alcanzar este objetivo
se estudió el comportamiento dinámico de un motor diésel, lo cual permitió
identificar las variables de entrada y salida más relevantes. Luego,
empleando la información medida de un motor diésel real se realizó el
modelado basado en redes neuronales no lineales autorregresivas con
entrada exógena (NARX), logrando un buen desempeño en validación
con data que no fue usada durante el entrenamiento. El diseño del
controlador avanzado con ganancias programadas se realizó,
encontrando los puntos de equilibrio para los puntos de operación del
motor diésel, linealizando el motor en estos puntos y considerando ciertas
restricciones impuestas en un esquema de optimización. Lo anterior
permitió encontrar las mejores ganancias programadas del algoritmo PID
para los puntos de operación encontrados. Asimismo, para mostrar las
mejoras en el desempeño, el controlador PID con ganancias programadas
diseñado se comparó con un PID convencional. Los resultados
evidenciaron que el uso del controlador PID con ganancias programadas
supera en todas las pruebas al PID estándar, con mejor desempeño en el
seguimiento de la referencia, ahorro de combustible y estabilidad ante
perturbaciones. Finalmente se propuso la implementación práctica del
sistema de control desarrollado, seleccionando la instrumentación
necesaria y utilizando una unidad de control de motor de código abierto
basado en un microcontrolador comercial.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:PUCP/oai:tesis.pucp.edu.pe:20.500.12404/21075 |
| Date | 03 December 2021 |
| Creators | Burga Ghersi, Fidel |
| Contributors | Sotomayor Moriano, Juan Javier |
| Publisher | Pontificia Universidad Católica del Perú, PE |
| Source Sets | Pontificia Universidad Católica del Perú |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess, Atribución 2.5 Perú, http://creativecommons.org/licenses/by/2.5/pe/ |
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