Resumen

Este trabajo propone un esquema de control discreto en modo deslizante basado en un observador de perturbaciones con control de tasa de muestreo variable para el control de velocidad de motores diesel marinos en presencia de incertidumbres y perturbaciones del sistema. Inicialmente, se emplea un controlador de modo deslizante basado en la ley de alcance rápido de potencia, que tiene una buena calidad dinámica de la etapa de llegada y puede suprimir el chattering. Para satisfacer los requisitos prácticos en el controlador digital y la inyección de combustible basada en el ángulo del cigüeñal en el control de velocidad del motor, el método propuesto se discretiza bajo la condición de tasa de muestreo variable. Se diseña un observador de perturbaciones basado en el control de modo deslizante de segundo orden para compensar las incertidumbres y perturbaciones del sistema, reduciendo significativamente los requisitos de los parámetros del controlador de modo deslizante. Además, se construye un modelo de motor de valor medio cilindro por cilindro (MVEM) reestructurando el modelo de par de combustión, en base al cual se realizan simulaciones numéricas comparando el método propuesto con los controladores de modo deslizante basados en PID y en el observador de estado extendido (ESO). Se tienen en cuenta las situaciones de funcionamiento habituales de los motores diesel marinos, incluyendo el proceso de arranque, la aceleración y desaceleración, la variación de la carga y la variación de los parámetros del sistema de propulsión. Los resultados demuestran que el controlador de modo deslizante basado en el observador de perturbaciones propuesto tiene un rendimiento de control destacado y una gran robustez.

• Materias:Aerodinámica Robótica Regulación automática Tecnología de sensores Optimización de procesos
• Subjects:Aerodynamics Robotics Automatic regulation Sensor technology Process optimization
• Palabras claves:observador de perturbaciones, controlador de modo, incertidumbres del sistema, modelo de motor de valor medio del cilindro, control de velocidad del motor diésel marino, condición de tasa de muestreo variable, control de tasa de muestreo variable, parámetros variados del sistema de propulsión, modelo de par de combustión, situaciones comunes de funcionamiento
• Keywords:disturbance observer, mode controller, system uncertainties, cylinder mean value engine model, marine diesel engine speed control, variable sampling rate condition, variable sampling rate control, varied propulsion system parameters, combustion torque model, common operation situations