Modelagem e controle de velocidade de um gerador a etanol operando com velocidade variável

Henrique S. Magnago¹; Jonas R. Tibola²; Macklini D. Nora¹; Mario E. S. Martins¹; Humberto Pinheiro¹

¹ UFSM; ² CTISM - UFSM

Baixar PDF doi:10.20906/CPS/CBA2018-0437

Resumo

Este artigo desenvolve um modelo médio de um motor a combustão interna (MCI), adequado para projetar o controlador de velocidade de Geradores de Energia (Genset) de velocidade variável a etanol. Um modelo dinâmico não-linear é derivado, no domínio do virabrequim, onde os parâmetros das funções não-lineares são obtidos a partir de dados experimentais. As vantagens desta estratégia é que o modelo pode ser obtido sem a introdução de sensores adicionais no Genset, sem executar experimentos adicionais para determinar parâmetros individuais, bem como, sem o conhecimento da injeção de combustível e do tempo do avanço de ignição. O controlador de velocidade proposto é um LQR com estado adicional da integral do erro de rastreamento. Uma ação feedforward não-linear também é incluída para melhorar a resposta transitória e compensar distúrbios de torque de carga. Testes experimentais extensivos validam o desenvolvimento teórico e demonstram a excelente resposta do controlador em uma ampla gama de pontos de operação.

Palavras-chave: Modelo médio; Gerador de velocidade variável; Motor a Combustão Interna; Controlador LQR