Resumen
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En esta tesis se desarrolla un modelo dinámico de un motor eléctrico sin escobillas y de combustión interna de dos tiempos, por la identificación de sistema mediante caja negra. Los motores han sido montados para conformar un sistema hibrido de banco, mediante una arquitectura en paralelo y utilizando dispositivos de división de potencia llamados embragues electromagnéticos. Estos embragues están conformados por un plato de arrastre, una bobina y una polea, que permiten accionar el movimiento angular de las fechas de cada motor para transmitir el movimiento a una flecha central conformada por un mandril de poleas.
La identificación de sistemas consiste en el muestreo de datos de velocidad angular y voltaje en el motor eléctrico, y un muestreo de velocidad angular y apertura de la válvula de aceleración presente en el carburado para el motor de combustión interna. El objetivo de la identificación es modelar una función de transferencia que describa la dinámica del sistema hibrido, para así realizar simulaciones y diseño de controladores con técnicas de control clásico para mantener la velocidad angular a un punto de ajuste.
La validación del modelo se realiza mediante estadística descriptiva, análisis de varianza, diseño experimentales por bloques completos aleatorizados y diseño factorial, con objetivo de identificar el modelo que más se ajuste a los datos experimentales. Así mismo se demuestra por una prueba de hipótesis, de que las mezclas formuladas por concentración conocida de etanol, gasolina, aditivo y aceite aumentan la velocidad angular del sistema.
Se realizaron diversas simulaciones para estudiar el comportamiento dinámico de las variables del motor eléctrico dentro de un sistema retroalimentado, con el fin de diseñar un controlador PI mediante técnicas de control clásico, como lo son las reglas de sintonización de Ziegler y Nichols y el lugar geométrico de las raíces. Se probaron cambios de tipo escalón a la entrada de voltaje del motor eléctrico y a la abertura de la válvula de aceleración del motor de combustión interna. Para el motor de combustión interna, se probaron concentraciones conocidas de etanol, gasolina y aditivo que fomenta la miscibilidad de las mezclas.
Los resultados del motor eléctrico presentan trayectorias de comportamiento sobreamortiguado, con un tiempo característico de muestreo de 0.01 segundos. El motor eléctrico muestra una respuesta de tipo de sistema de segundo orden, excepto en el caso del motor de combustión interna que presenta trayectorias de comportamiento oscilatorio y subamortiguada con una respuesta de tipo de sistema de orden superior no lineal.

Abstract
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This thesis presents a dynamic model of brushless motor and internal combustion engines of two-stoke, by identification system developed by black box. The motors are mounted to form a bench hybrid system, using a parallel architecture and devices called electromagnetic clutches. These clutches are composed of a drive plate, a coil and a pulley, allowing actuate the angular movement of arrows on each engine to transmit motion to a central shaft formed by a mandrel pulleys.
System identification consists of sampling of angular velocity data and voltage in the electric motor, and throttle valve opening sampling in the carburetor for the internal combustion engine. The purpose of the identification is to model a transfer function describing the dynamics of the hybrid system and design of controllers with classical control techniques to maintain the angular velocity to a set point in to simulations.
Model validation is performed using descriptive statistics, analysis of variance, experimental designs by randomized complete block design and factorial, with objective to identify the model that best fits the experimental data. Also demonstrated a test of hypothesis for mixtures made by known concentrations of ethanol, gasoline, and oil, additive that increase the angular velocity of the system.
Simulations were performed to study the dynamic behavior of the variables of the electric motor in a feedback system, in order to design in PI controller using classical control techniques, such as the rules of Ziegler and Nichols tuning and the root locus techniques. Step changes is performed in the input voltage to the electric motor and the opening of the throttle valve of the internal combustion engine. For the internal combustion engine, know concentrations of ethanol, gasoline and an additive which promotes miscibility of the blends were tested.
The results show behavior over damped in the electric motor with characteristic sampling time 0.01 seconds, the electric motor shows a response to second order system, except to the internal combustion engine having trajectories oscillatory behavior of a type of system response of higher order nonlinear.