Um controlador preditivo generalizado (GPC) aplicado ao problema de controle da relação ar-combustível em motores ciclo Otto, operando com gás natural, com vistas em red~ção de emissões.
| Ano de defesa: | 1996 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3132/tde-09012026-161205/ |
Resumo: | Este trabalho apresenta uma investigação sobre o problema de controle transitório da relação ar-combustível em motores a gás natural ciclo Otto, operando com mistura estequiométrica. Foi escolhido o controle preditivo generalizado (GPC) com descrição polinomial como a estratégia para alcançar o objetivo principal de redução da emissão de gases poluentes, através de um controle preciso da relação ar-combustível em condições transitorias, com desvios máximos de mais ou menos 1%. Com base numa extensa revisão da literatura, é apresentado o estado-da-arte, apontando os principais resultados já alcançados com a utilização de diversas tecnologias de controle. Um modelo do motor, que considera os principais aspectos do comportamento dinâmico de seus complexos subsistemas, é então utilizado na aplicação do algoritmo GPC, escrito em MATLAB-SIMULINKTM. Tal algoritmo pode ser aplicado tanto a sistemas SISO (uma entrada e uma saída), caso em que a injeção de combustível é a única variável de controle, quanto a sistemas MIMO (múltiplas entradas e múltiplas saídas), onde tanto a injeção de combustível quanto o avanço da ignição são usados para controlar a relação ar-combustível no escape. São apresentados resultados para os sistemas SISO e MIMO, mostrando que estratégias do tipo GPC são fortes candidatas em aplicações no controle de motores de combustão interna. |
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Um controlador preditivo generalizado (GPC) aplicado ao problema de controle da relação ar-combustível em motores ciclo Otto, operando com gás natural, com vistas em red~ção de emissões.Untitled in englishControle preditivoMotores Ciclo OttoOtto cycle enginesPredictive controlEste trabalho apresenta uma investigação sobre o problema de controle transitório da relação ar-combustível em motores a gás natural ciclo Otto, operando com mistura estequiométrica. Foi escolhido o controle preditivo generalizado (GPC) com descrição polinomial como a estratégia para alcançar o objetivo principal de redução da emissão de gases poluentes, através de um controle preciso da relação ar-combustível em condições transitorias, com desvios máximos de mais ou menos 1%. Com base numa extensa revisão da literatura, é apresentado o estado-da-arte, apontando os principais resultados já alcançados com a utilização de diversas tecnologias de controle. Um modelo do motor, que considera os principais aspectos do comportamento dinâmico de seus complexos subsistemas, é então utilizado na aplicação do algoritmo GPC, escrito em MATLAB-SIMULINKTM. Tal algoritmo pode ser aplicado tanto a sistemas SISO (uma entrada e uma saída), caso em que a injeção de combustível é a única variável de controle, quanto a sistemas MIMO (múltiplas entradas e múltiplas saídas), onde tanto a injeção de combustível quanto o avanço da ignição são usados para controlar a relação ar-combustível no escape. São apresentados resultados para os sistemas SISO e MIMO, mostrando que estratégias do tipo GPC são fortes candidatas em aplicações no controle de motores de combustão interna.This work presents an investigation on the problem of transiente control for natural gas OTTO cycle engines operating with stoichiometric air-fuel ratio. The Generalized Predictive Control (GPC) in polynomial formulation is chosen as the control strategy to achieve the main goal of pollutant emission reduction, through a precise control o fair-fuel excursions in trasient operation, with maximum erros of ± 1%. The state-of-the-art in this area based on an extensive literature review is presented, pointing out main results achieved from applications of various control Technologies. A dynamics model taking into account the main aspects of the complex engine subsystems behavior is derived and used for the application of a GPC algorithm written in MATLAB-SIMULINKTM. The GPC algorithm can deal with SISO (Single-Input-Single-Output) systems, in cases where fuel injection is the only control variable, or MIMO (Multiple-Input-Multiple-Output) systems, when fuel injection and ignition angle are used to control exhaust air-fuel ratio. Results for SISO and MIMO systems are presented, showing that GPC strategies are candidate for engine control applications, although their implementation in practical systems is far from being solved.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPFleury, Agenor de ToledoLopes, José Augusto1996-05-31info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3132/tde-09012026-161205/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2026-01-09T18:16:07Zoai:teses.usp.br:tde-09012026-161205Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212026-01-09T18:16:07Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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