Questo documento riassume l’attività complessiva di ricerca svolta dal Gruppo di Automatica presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Università di Ferrara (ENDIF - UNIFE) nel periodo complessivo di durata del progetto, da Gennaio 2008 a Dicembre, in riferimento al progetto di ricerca del 2008 tra VM Motori S.p.A. (Cento, FE) dal titolo “VERSO IL MOTORE VIRTUALE - MODELLAZIONE TERMOFLUIDODINAMICA / TERMOSTRUTTURALE DI MOTORI ENDOTERMICI ALTERNATIVI AD ACCENSIONE SPONTANEA, MEDIANTE CODICI DI CALCOLO DA SVILUPPARE, E SUPPORTO AD ATTIVITÀ SPERIMENTALI”, in rif. alla domanda di finanziamento di V, Motori S.p.A. n. DM28633 (Art.12 EMec) per progetti di ricerca industriale e sviluppo precompetitivo. La relazione tecnica riassume complessivamente le tematiche di ricerca sviluppate nei 12 mesi di lavoro e descrive i passi fondamentali e i risultati conseguiti relativi alla determinazione di un modello matematico “a scatola nera”, in grado di approssimare arbitrariamente il comportamento dinamico ingresso-uscita del sistema del motore diesel. Tale modello è stato successivamente impiegato per la calibrazione dei parametri del modello matematico di regolatore BOSCH, implementato in ambiente Matlab e Simulink. La calibrazione è stata effettuata attraverso un toolbox commerciale sempre disponibile in ambiente Matlab e Simulink. Sono stati quindi analizzati i risultati complessivi ottenuti quando il modello identificato del motore diesel viene regolato dal modello simulato del regolatore BOSCH. I parametri di tale regolatore forniti da BOSCH e calibrati empiricamente da VM Motori S.p.A. sono stati inoltre confrontati con quelli ottenuti attraverso una procedura automatica di calibrazione sviluppata in ambiente Matlab e Simulink. Parallelamente allo sviluppo del modello a scatola nera, è stato inoltre progettato un modello del motore diesel definito “a scatola grigia”. In tal senso, le relazioni matematiche che regolano il comportamento ingresso-uscita del sistema dinamico analizzato sono basate sulle leggi della fisica che governano e spiegano il processo stesso. Inoltre, alcuni dei parametri incogniti all’interno delle leggi fisiche sono stati calibrati e stimati in maniera tale che il modello a scatola grigia segua in maniera più fedele possibile il comportamento del processo reale. È stata infine proposta un’analisi preliminare di possibili strutture di controllori alternativi alla logica del controllore BOSCH, mostrando i benefici ottenibili. La relazione tecnica finale è strutturata come segue:
VERSO IL MOTORE VIRTUALE - MODELLAZIONE TERMOFLUIDODINAMICA / TERMOSTRUTTURALE DI MOTORI ENDOTERMICI ALTERNATIVI AD ACCENSIONE SPONTANEA, MEDIANTE CODICI DI CALCOLO DA SVILUPPARE, E SUPPORTO AD ATTIVITÀ SPERIMENTALI
SIMANI, Silvio
2008
Abstract
Questo documento riassume l’attività complessiva di ricerca svolta dal Gruppo di Automatica presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Università di Ferrara (ENDIF - UNIFE) nel periodo complessivo di durata del progetto, da Gennaio 2008 a Dicembre, in riferimento al progetto di ricerca del 2008 tra VM Motori S.p.A. (Cento, FE) dal titolo “VERSO IL MOTORE VIRTUALE - MODELLAZIONE TERMOFLUIDODINAMICA / TERMOSTRUTTURALE DI MOTORI ENDOTERMICI ALTERNATIVI AD ACCENSIONE SPONTANEA, MEDIANTE CODICI DI CALCOLO DA SVILUPPARE, E SUPPORTO AD ATTIVITÀ SPERIMENTALI”, in rif. alla domanda di finanziamento di V, Motori S.p.A. n. DM28633 (Art.12 EMec) per progetti di ricerca industriale e sviluppo precompetitivo. La relazione tecnica riassume complessivamente le tematiche di ricerca sviluppate nei 12 mesi di lavoro e descrive i passi fondamentali e i risultati conseguiti relativi alla determinazione di un modello matematico “a scatola nera”, in grado di approssimare arbitrariamente il comportamento dinamico ingresso-uscita del sistema del motore diesel. Tale modello è stato successivamente impiegato per la calibrazione dei parametri del modello matematico di regolatore BOSCH, implementato in ambiente Matlab e Simulink. La calibrazione è stata effettuata attraverso un toolbox commerciale sempre disponibile in ambiente Matlab e Simulink. Sono stati quindi analizzati i risultati complessivi ottenuti quando il modello identificato del motore diesel viene regolato dal modello simulato del regolatore BOSCH. I parametri di tale regolatore forniti da BOSCH e calibrati empiricamente da VM Motori S.p.A. sono stati inoltre confrontati con quelli ottenuti attraverso una procedura automatica di calibrazione sviluppata in ambiente Matlab e Simulink. Parallelamente allo sviluppo del modello a scatola nera, è stato inoltre progettato un modello del motore diesel definito “a scatola grigia”. In tal senso, le relazioni matematiche che regolano il comportamento ingresso-uscita del sistema dinamico analizzato sono basate sulle leggi della fisica che governano e spiegano il processo stesso. Inoltre, alcuni dei parametri incogniti all’interno delle leggi fisiche sono stati calibrati e stimati in maniera tale che il modello a scatola grigia segua in maniera più fedele possibile il comportamento del processo reale. È stata infine proposta un’analisi preliminare di possibili strutture di controllori alternativi alla logica del controllore BOSCH, mostrando i benefici ottenibili. La relazione tecnica finale è strutturata come segue:I documenti in SFERA sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
