Modelamiento y control digital de temperatura para horno eléctrico

Ingeniero (a) ElectrónicoPregrad

La transformada Z como una discretización de la transformada de Laplace

Resulta frecuente que en ingeniería, física, química y economía se trabaje con fenómenos que podrían representarse mediante modelos dinámicos continuos, pero que cuando deben ser analizados se efectúa su observación en períodos determinados de duración constante, que los transforman en modelos dinámicos discretos. Mientras que los modelos dinámicos continuos se resuelven con ecuaciones diferenciales, los discretos utilizan ecuaciones en diferencias finitas. Queremos encontrar la relación entre las herramientas que permiten la obtención de las soluciones de las ecuaciones que modelan ambos sistemas dados con condiciones iniciales, determinando la relación entre las transformadas de Laplace y Z, que se utilizan en su resolución

Implementación de un sistema de control digital de la velocidad de un motor DC utilizando redes inalámbricas

El uso de la tecnología inalámbrica para los diferentes sistemas de transmisión de información ha crecido enormemente en los últimos años. El presente trabajo tiene como objetivo integrar la tecnología inalámbrica con el control automático de los procesos industriales, de manera tal que el controlador de un proceso se comunique en tiempo real con los sensores y actuadores mediante una red inalámbrica. Esta integración permitirá que los sistemas de automatización posean una amplia flexibilidad, con ventajas respecto a las redes cableadas, tales como la disminución de los costos del diseño, implementación y mantenimiento de la red cableada; asimismo se disminuye también la cantidad de paradas – hora en las industrias, debido a que estos sistemas inalámbricos pueden prescindir del uso de dispositivos eléctricos de interconexión que son las causas principales de este tipo de problemas. En la primera etapa se identificó la función de transferencia del proceso a controlar, basado en modelos matemáticos y se realizaron las simulaciones correspondientes que permitieron determinar el tiempo de muestreo y la sintonización PID del controlador. Luego se implementó la red inalámbrica ya diseñada por el alumno Alonso Henry Gómez Zevallos en su tesis “Diseño e implementación de una red inalámbrica para un proceso industrial utilizando protocolo Modbus” , que permitió la comunicación entre el controlador del proceso (computador) con el sensor y el actuador. Posteriormente se implementó el algoritmo de control en el lenguaje de programación Visual Basic 6.0 y se usó la tecnología de comunicación entre procesos patentada por Microsoft ODBC (Open Database Connection) y el control ADO (Active Data Objects) para la transferencia de información entre el lenguaje de programación y el software SCADA. Finalmente se incluyó un código adicional en el Visual Basic que permitió mostrar una curva de tendencias del comportamiento del proceso a lo largo del tiempo.Tesi

Sistema de control de convertidores CC-CC basado en microprocesador y reconfigurable desde un ordenador

Hoy en día diferenciamos principalmente entre dos tipos de controles: analógico y digital. En este proyecto se profundiza en el control digital, ya que en los últimos años está cobrando más protagonismo, debido al avance que se está produciendo en su velocidad de trabajo, tamaño, coste, etc. El control digital ofrece numerosas ventajas, como por ejemplo incluir algoritmos complejos en un espacio físico reducido, o la comunicación con ordenadores, muy útil para detectar anomalías o transmitir datos de interés. A pesar de las ventajas anteriormente enumeradas el control digital presenta a su vez algunos inconvenientes, como el retraso que se produce al muestrear, no debemos olvidar tampoco que al ser un control digital trabajaremos con muestras discretas, por lo que en este aspecto el control analógico es más ventajoso. La competencia en el sector electrónico, sumado a los avances es la industria de los semiconductores han provocado que los precios de los microcontroladores disminuyan, además la dificultad para trabajar con estos también ha disminuido, ya que no es necesario programar en lenguaje de bajo nivel (ensamblador), puede programarse en lenguaje de alto nivel como puede ser C. Por estas razones se ha decidido que este TFG se realice el diseño de un control digital mediante un microcontrolador.Ingeniería Electrónica Industrial y Automátic

Herramientas interactivas basadas en tecnología web: aplicación al campo de la automática como caso de estudio

Actualmente, en el campo de la educación hay nuevos métodos y técnicas en el aprendizaje y la enseñanza fundamentados en las nuevas tecnologías de la información y la comunicación. Estos métodos permiten a los educadores encontrar técnicas innovadoras para mejorar sus tareas en la enseñanza: herramientas multimedia, sistemas de hipertexto, sistemas interactivos, intercambio de información entre educador y estudiante a través de Internet, acceso a información desde cualquier punto del mundo sin restricciones de tiempo, etc., donde la gran revolución se produjo con la World Wide Web (WWW). Estas nuevas técnicas y métodos han mostrado su influencia, ventajas y desventajas que las nuevas tecnologías de de la información y la comunicación han ofrecido a la educación. Sin embrago, dentro del campo de la ingeniería una de las técnicas con mayor impacto fue la aparición de las herramientas interactivas. Aunque la interactividad puede ser definida desde varios puntos de vista, desde el punto de vista de la educación se puede definir como una colección de ventanas gráficas con componentes activos, dinámicos y/o interactivos, los cuales buscan facilitar la comprensión dealgunos conceptos. Las herramientas interactivas se han establecido como un complemento excelente para la enseñanza en la ingeniería. Estas nuevas herramientas ayudan a los estudiantes en el aprendizaje de conceptos complejos. Una amplia variedad de herramientas interactivas han sido creadas usando entornos como Easy Java Simulations y Sysquake, presentándose como soporte a la enseñanza de control mostrando conceptos con diferentes niveles de complejidad. Estas herramientas son muy potentes pero están limitadas al ser usadas en cualquier tipo de dispositivos, ya que suelen requerir ficheros ejecutables o maquinas virtuales para que sean ejecutadas. Teniendo en cuenta que el uso de los teléfonos inteligentes y tabletas se está incrementando cada día y está siendo bastante habitual que los estudiantes accedan al material educacional desde estos dispositivos,, es necesario por tanto evaluar nuevas alternativas que permitan el desarrollo de herramientas interactivas para hacer frente a esta desventaja. Este proyecto presenta una solución basada en estándares web, específicamente los de World Wide Web Consortium (W3C). Los estándares W3C definen una plataforma web abierta para el desarrollo de aplicaciones que tienen el potencial sin precedentes de permitir a los desarrolladores construir experiencias ricas en interactividad, impulsadas el manejo de sistemas con gran cantidad de datos, y que son accesibles desde cualquier dispositivo con un navegador web. Este proyecto presenta una solución que consiste en una librería, la cual permite que las herramientas interactivas creadas puedan ser usadas en cualquier dispositivo que contenga un navegador web que implemente estos estándares y permitiendo también la integración de las herramientas con el contenido de cualquier página web. También se presentan en este proyecto varios ejemplos de las capacidades de la librería, mediante la creación de herramientas interactivas de sistemas de control básicos: sistema de primer orden, sistema de segundo orden, efecto de un cero sobre un sistema y un controlador PID. Por otra parte, se muestran otros pequeños estudios como la posibilidad de calcular los datos de los procesos a través de internet o la posibilidad de crear una interfaz gráfica de usuario que utiliza la librería para crear herramientas interactivas./ Currently, in the education field, there are new methods and techniques in learning and teaching based on the new information and communication technologies. These methods allow educators to find innovative techniques to improve their teaching tasks: multimedia tools, hypertext systems, interactive systems, information exchange between teacher and student over the Internet, access information from anywhere in the world without time restrictions, etc., where the greatest revolution was produced by the World Wide Web (WWW). These new techniques and methods have shown the influence, advantages and disadvantages that the new information and communication technologies have offered to education. However, from an engineering education point of view, the biggest impact was with the appearance of interactive tools. Although interactivity can be defined from several points of view, from an education point of view it can be defined as a collection of graphical windows with active, dynamic and/or interactive components, which are intended to explain a few concepts. Interactive tools have been established as an excellent complement to control education. These new tools helping students in learning complex concepts. A wide variety of different interactive tools have been created using environments as Easy Java Simulations and Sysquake. These tools have been presented as a greater support for control education showing concepts with distinct levels of complexity. These tools are very powerful but they are limited to be used in any type of devices, since they require executable files or virtual machines to run. Notice that the use of Smartphones and Tablets is increasing everyday and it is being quite usual that students access to educational material from such devices. Thus, it is necessary to evaluate new alternatives allowing to develop interactive tools to face this disadvantage. This project presents a solution based on web standards, specifically the World Wide Web Consortium (W3C). W3C standards define an Open Web Platform for application development that has the unprecedented potential to enable developers to build rich interactive experiences, powered by vast data stores, that are available on any device having a web browser. Thus, this project presents a solution based on a library, which allows the interactive tools created to be used in any device that contains a web browser and implements those standards, and also allowing the integration of interactive tools with the content of any website. In addition, this project presents several examples of the captivity of the library, by means of the creation of tools for basic control systems: first-order system, second-order system, zero effect, and a PID-based control. On the other hand, it is also briefly shown the possibility of performing the process data calculation through the Internet and the possibility to create a graphical user interface that uses the library to create graphically interactive tools

Diseño e implementacion de un controlador PID discreto en controladores logicos programables

La discretización del controlador PID se realizó gracias a la aplicación de la transformada Z, la introducción del bloque de muestreo y el tiempo de retención de orden cero. El diseño del controlador fue probado en tres plantas de primer orden y su implementación fue realizada en el software de simulación TIA Portal mediante el lenguaje SCL, con un muestreo de 10 ms y un bloque de interrupción cíclica. El diseño es pre experimental y la investigación es de tipo aplicada. Por último, los tiempos de respuesta se aproximan del controlador PID del Controlador Lógico Programable y el propuesto. El error fue de aproximadamente 9%

Navegación autónoma de un dirigible basada en visión artificial para un recorrido predefinido

Ingeniero (a) ElectrónicoPregrad

Caracterización dinámica de un martillo de impacto para análisis modal

El siguiente estudio se centra en la caracterización dinámica de un martillo de impacto instrumentalizado, del cual no se tiene carta de calibración por lo que se desconoce la frecuencia propia máxima que se puede determinar en los sistemas de estudio. Dicha caracterización se hace después de diseñar y fabricar puntas de impacto de diferentes materiales (acero, plástico y goma) conociendo que la frecuencia máxima de excitación del martillo dependerá de la dureza de la punta con la que se impacte. En dicha frecuencia también tiene influencia la masa, por lo que se estudiará también la influencia de una masa añadida (contramasa). Como resultado de los ensayos realizados, se presentará la carta de calibración del martillo para las diferentes opciones de impacto con el fin de su empleo industrial. Se validarán estos resultados en los ensayos realizados en una viga biapoyada a la que se le determinará su comportamiento modal de forma teórica mediante un modelo matemático y experimentalmente haciendo uso del martillo.The following study focuses on the dynamic characterization of an instrumented impact hammer, whose highest natural frequency determinable by study systems is unknown due to the absence of a calibration chart. Said characterization is made after designing and producing impact tips out of different materials (steel, plastic and rubber) knowing that the hammer's highest excitation frequency will depend on the hardness of the tip which it impacts with. Mass also affects said frequency, therefore the influence of an added mass (countermass) will also be analyzed. As a result of the performed tests, the hammer's calibration chart will be presented for the different impact options with the aim of its industrial use. These results will be validated by the tests carried out on a bi-supported beam whose modal behaviour will be determined theoretically through a matemathical model and experimentally through the use of the hammer.Universidad de Sevilla. Grado en Ingeniería de las Tecnologías Industriale

Estudio de la Enfermedad de la Fibromialgia como Sistema de Control

La fibromialgia -caracterizada por la hipersensibilidad y por un fuerte dolor musculoesquelético crónico-, es un desorden corporal sin cura universal cuyo tratamiento resulta arduo debido a las causas pseudo-desconocidas de la enfermedad. El objetivo principal de este material es facilitar el tratamiento del desorden de la fibromialgia mediante procedimientos propios de la ingeniería de control, buscando localizar el método que mejor se adapte a las necesidades del paciente y del equipo médico asociado en su lucha contra los significativos síntomas de esta enfermedad. Por otro lado, y como objetivo secundario, este trabajo presenta un desarrollo completo de varias metodologías de control con apoyo de la herramienta MATLAB®, sirviendo como caso ejemplo de aplicación de dichos procedimientos y facilitando así la adaptación de las tecnologías aplicadas a otros proyectos de índole similar, apoyando por tanto el uso de nuevas técnicas en el área de la salud y otros campos complejos que pueden beneficiarse de las ventajas asociadas a la ingeniería de control.Fibromyalgia -characterized by hypersensitivity and a strong chronic musculoskeletal pain- is a body disorder with no universal cure whose treatment is difficult due to the pseudo-unknown causes of the disease. The main objective of this material is to provide the treatment of fibromyalgia using control engineering procedures, trying to locate the best method that meet the needs of the patient and his medical staff in their fight against the symptoms of this disease. On the other hand, and as a secondary objective, this paper presents a complete development of several control methodologies with the support of the MATLAB® tool, serving as an example of the application of these procedures and facilitating the adaptation of technologies applied to other projects with a similar nature, supporting the use of new techniques in the health area and other complex fields that can benefit from the strenghts of the control engineering.Universidad de Sevilla. Grado en Ingeniería Electrónica, Robótica y Mecatrónic

Eines software per al disseny de filtres : tutorial bàsic de processament de senyal i filtres digitals amb Matlab

2006/200