Smooth non linear high gain observers for a class of dynamical systems

High-gain observers are powerful tools for estimating the state of nonlinear systems. However, their design poses several challenges due to the need of dealing with phenomena such as peaking and chattering. To address these issues, we propose a differentiator operator design based on a non linear second order high-gain observer, which is suited to a class of dynamical systems. Our method includes a procedure to determine high gains in order to avoid chattering in the case of noise-free models, and cut-off frequency based gain design in the case of noisy measurements. Complementary, we suggest performing observability analyses to ensure a priori the feasibility of the estimation. The main strengths of our approach are its simplicity and robustness. We demonstrate the performance of the proposed method by applying it to two processes (chemical and biological).Xunta de Galicia | Ref. ED431F 2021/003MCIN/AEI/10.13039/501100011033 | Ref. RYC-2019-027537-

Observabilidad y diseño de observadores no-lineales en producción de biocombustibles

124 páginas. Doctorado en Ingeniería de Procesos.Uno de los mayores obstáculos para el diagnóstico, monitoreo y control de bioprocesos es la ausencia de sensores para la medición de variables clave que tengan las siguientes características: (i) en línea, (ii) confiables, (iii) no intrusivos, (iv) esterilizables, y (v) con buenas propiedades de robustez. Las variables clave en la mayoría de bioprocesos incluyen la carga orgánica, las especies de microorganismos, las concentraciones de metabolitos o productos intermedios y las velocidades de reacción. En la literatura se han propuesto los sensores suaves u observadores de estados para la estimación de estados no medibles en una gran cantidad de bioprocesos. Un observador de estados es un sistema dinámico que reconstruye estados no medidos de un sistema con base a un modelo dinámico del sistema y de las mediciones disponibles. Un análisis previo al diseño del observador es la propiedad de observabilidad, la cual se ha estudiado usando diferentes aproximaciones. Sin embargo, la más común es la que se basa en el criterio de observabilidad con base a una linealización del modelo original en un punto de operación dado, por lo general en los puntos de equilibrio del proceso. En la actualidad estas técnicas se han complementado con otras técnicas de diferentes áreas, como los diagramas de inferencia. Existe una gran cantidad de diseño de observadores, tales como los observadores clásicos de Luenberger y filtros de Kalman que garantizan convergencia asintótica de los estados estimados a los reales considerando un modelo perfecto y que se cumple la propiedad de observabilidad en su aproximación lineal. Para tratar con incertidumbres del modelo se han propuesto extensiones o modificaciones a los observadores anteriores, así como otras propuestas tales como observadores difusos, adaptables, y de tipo modo deslizante. El interés de este proyecto de investigación doctoral es profundizar en el estudio de la observabilidad y el diseño de los observadores más adecuados para bioprocesos en producción de biocombustibles. En particular, la investigación se centra en tres aspectos: (i) El análisis de observabilidad no-lineal con base a diferentes enfoques reportados en la literatura. (ii) La variabilidad de las propiedades de la observabilidad en diferentes regiones de operación. (iii) La aplicación de diferentes técnicas de estimación de estados a diferentes casos de estudio. Debido a su relevancia e interés actual, la clase de bioprocesos considerados son los biocombustibles, sin embargo, las metodologías y resultados reportados se espera que sean aplicables a una amplia clase de bioprocesos.Investigación realizada con el apoyo del Programa Nacional de Posgrados de Calidad del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT)

12th Man in Space Symposium: The Future of Humans in Space. Abstract Volume

The National Aeronautics and Space Administration (NASA) is pleased to host the 12th IAA Man in Space Symposium. A truly international forum, this symposium brings together scientists, engineers, and managers interested in all aspects of human space flight to share the most recent research results and space agency planning related to the future of humans in space. As we look out at the universe from our own uniquely human perspective, we see a world that we affect at the same time that it affects us. Our tomorrows are highlighted by the possibilities generated by our knowledge, our drive, and our dreams. This symposium will examine our future in space from the springboard of our achievements

SPATIAL TRANSFORMATION PATTERN DUE TO COMMERCIAL ACTIVITY IN KAMPONG HOUSE

ABSTRACT Kampung houses are houses in kampung area of the city. Kampung House oftenly transformed into others use as urban dynamics. One of the transfomation is related to the commercial activities addition by the house owner. It make house with full private space become into mixused house with more public spaces or completely changed into full public commercial building. This study investigate the spatial transformation pattern of the kampung houses due to their commercial activities addition. Site observations, interviews and questionnaires were performed to study the spatial transformation. This study found that in kampung houses, the spatial transformation pattern was depend on type of commercial activities and owner perceptions, and there are several steps of the spatial transformation related the commercial activity addition. Keywords: spatial transformation pattern; commercial activity; owner perception, kampung house; adaptabilit