Control robusto de convertidores conmutados de cc/cc mediante desigualdades matriciales lineales

En este trabajo se presentó el análisis, diseño, e implementación analógica de estrategias de control robusto utilizando desigualdades matriciales lineales (LMI) en el mejoramiento de la dinámica de los convertidores conmutados de CC/CC. Inicialmente, se exponen aspectos básicos del control robusto LMI y el procedimiento general de la síntesis, que consiste en encontrar las ganancias de realimentación que maximice el rechazo a perturbaciones satisfaciendo especificaciones transitorias y limitación sobre el esfuerzo de control. Luego, se propone el diseño de dos controladores robustos LMIs para convertidores con dos etapas en cascada. El primer controlador robusto consiste de una ley monovariable, mientras que el segundo de una ley multivariable. Finalmente, se presenta un enfoque de diseño de controladores difusos LMIs para convertidores básicos de CC/CC bilineales, garantizando la estabilidad y unas determinadas prestaciones en un rango de operación mucho más amplio alrededor del punto de equilibrio.This thesis describes the theoretical background necessary to design and implement of analog robust control strategies based on Linear Matrix Inequalities (LMI). The control strategies proposed has been used in basic and cascaded of dc-dc converters topologies. The robust control methods can simplify and systematize the choice of feedback gains, taking into account the converters nonlinearities and uncertainties. These control methods ensure some prescribed restrictions on the pole placement and the control effort are met, and optimize the load disturbance rejection. The first method consists of two different robust controllers for dc-dc converters with two stages in cascade. The first robust controller is monovariable, this means, the duty-cycle is the same for the two switches, while the second robust controller is multivariable robust controller, this means, with independent duty cycles in each switch. Finally, the second method is a synthesis of fuzzy control based on LM I that has been adapted to bilinears basic dc-dc converters. Concretely, this technique is a linear-piecewise continuous control which optimizes the load disturbance rejection under pole placement constraints and duty-cycle limitation

De los reguladores convencionales a los reguladores basados en lógica difusa

[Resumen] En este trabajo se revisan los conceptos de control industrial referido a tareas de control típicamente afrontadas por medio de reguladores PID convencionales y que son susceptibles de ser resueltas mediante reguladores basados en reglas. Se proponen estrategias de compensación correctiva a partir de las acciones básicas de regulación mediante reglas difusas, así como la implementación de reguladores basados en reglas a partir del conocimiento adquirido acerca de los reguladores convencionale

Desarrollo de un sistema de control de caudal y presión para un sistema de producción modular

El presente trabajo de grado tiene como objetivo desarrollar una estrategia de control de presión y caudal para las estaciones de filtrado y mezclado del sistema de producción modular de procesos automáticos (MPS-PA) de FESTO mediante control difuso. Con el fin de que los estudiantes de ingeniería puedan observar una técnica de control diferente a los controladores clásicos que trae por defecto las estaciones. La metodología que se desarrolló cuenta con la comunicación entre las estaciones y Matlab por medio del protocolo OPC, con el propósito de extraer y enviar diferentes datos del instrumento. Asimismo, se identifica el proceso permitiendo hacer un modelo matemático con diferentes estructuras de control, tales como el multivariable, la cascada en paralelo que consiente en desarrollar el proceso de llenado de los depósitos y la evacuación del tanque de almacenamiento, y el selector que establece la secuencia de mezcla de cada uno de los tanques, esto con el fin de obtener el mejor resultado posible para diseñar los controladores. El diseño de los controladores difusos de caudal, presión y nivel se realizaron de tal manera que el funcionamiento del sistema sea lo más eficiente en relación con controladores clásicos que traen por defecto. Para verificar esto, se desarrolló la simulación e implementación de estos controladores en el módulo obteniendo así que los diseñados tienen un mejor tiempo de establecimiento, un error en estado estacionario inferior y la respuesta es más rápida y precisa ya que se utilizó un control de nivel en vez de temporizadores.This degree work aims to develop a control strategy of pressure and flow for filtering and mixing stations modular production system of automatic processes (MPS-PA) FESTO by fuzzy control. With the final purpose that engineering students can observe a technique different from the classic default drivers that brings stations control. The methodology has developed communication between stations and Matlab via the OPC protocol, with the final purpose to extract and send different instrument data. Also, process identifies allowing to make a mathematical model with different control structures such as multivariable, the cascade parallel consenting to develop the process of filling the tanks and the evacuation of the storage tank and the selector established mixing sequence of each of the tanks, this with the final purpose to obtain the best possible result for designing controllers. The design of fuzzy controllers flow, pressure and level are performed such that the operation of the system is as efficient in relation to classical controllers have by default. To verify this, simulation and implementation of these drivers on the module developed thus obtaining the designed have better settling time, an error in lower steady state and the response is faster and more accurate as a level control was used instead of timers.Ingeniero (a) ElectrónicoPregrad

Diseño e implementación de un controlador basado en reconocimiento de patrones para mejorar el abastecimiento de insumos alimentarios en galpones avícolas.

La presente investigación tuvo como objetivo diseñar e implementar un controlador basado en reconocimiento de patrones, para mejorar el abastecimiento de insumos alimentarios en galpones avícolas. La investigación es cuasi experimental debido a que el ambiente de pruebas es previamente definido, por tal motivo la investigación es descriptiva y aplicativa, para la recopilación de información se implementó un controlador para una sección de 10 pollos. El mismo utiliza una metodología de visión artificial para la toma de decisiones aplicando lógica difusa, la cual interpreta si hay o no presencia de pollos, la cantidad y tipo de alimento según el tamaño y número de aves utilizando el clasificador de OpenCV. En la comparación de hipótesis utilizando chi-cuadrado se obtuvo un valor del 1,35 lo cual indica que las diferencias no son altamente significativas, sin embargo los beneficios en relación al tiempo y presencia humana en el galpón son notables. Considerando que uno de los puntos más fundamentales en la presente investigación es el reconocimiento de patrones se evaluó el mismo tanto en un ambiente sin seccionar con una precisión del 38,9% y en un ambiente seccionado rigiéndose al manual de AGROCALIDAD versión 2016, con una precisión de reconocimiento del 91,25%, por lo que se recomienda utilizar cámaras, software y hardware de mejores características para un reconocimiento optimo considerando que de este parámetro depende el abastecimiento de los insumos alimentarios en el galpón avícola.The aim of this research was to design and implement a controller based on pattern recognition, to improve the supply of food inputs in poultry sheds. The research is quasi-experimental because the tests environment is previously defined, for this reason the research is descriptive and applicative, for the collection of information a controller was implemented for a section of 10 chickens. Such controller uses an artificial vision methodology for decision making applying fuzzy logic, which interprets whether or not there is a presence of chickens, the quantity and type of food, according to the size and number of birds using the OpenCV classifier. In the comparison of hypothesis using Chi-square test was obtained a value of 1.35 which indicates that the differences are not highly significant, however, the benefits in relation to the time and human presence in the shed are notable. Considering that one of the most fundamental points in the current research is the recognition of patterns the same was assessed both in an unsectioned environment with a precision of 38.9% and in a sectioned environment which according to the manual AGROCALIDAD version 2016, with a recognition accuracy of 91.25%, that is why it is recommended to use cameras, software and hardware of the best features for optimal recognition considering that of this parameter the food supplies provisioning in the poultry shed depends on

Control de temperatura en sala de células electrolíticas. Complejo Solvay Martorell

A lo largo de este proyecto se desarrolla un estudio para la implementación de una estrategia de control que controle correctamente la temperatura en la sal de salida de la sala de células donde se realiza el proceso de electrólisis de dicha sal. Para alcanzar este objetivo se dispone de dos variables de control: un caudal de sal recirculado desde la salida de la sala de células hasta un par de intercambiadores de calor, colocados en paralelo entre sí, así como otro caudal de un circuito externo de agua destinado a otros dos intercambiadores de calor también colocados en paralelo entre sí. Con el objeto de analizar el sistema de control se diseñan modelos teóricos de los intercambiadores de calor así como de la sala de células. Dichos modelos se ajustan a partir de datos reales obtenidos directamente de la planta, determinando parámetros desconocidos y minimizando el error entre modelo y realidad. A partir de estos modelos se configuran otros modelos reducidos que se emplean en el diseño del sistema de control. Se plantea una estrategia de control con dos controladores en cascada: uno primario que controla la temperatura de salida de la sal en la sala de células y otro controlador secundario en lazo interno que actúa sobre los intercambiadores de calor. El controlador primario se plantea como un PID con estructura “antiwindup” y parámetros variables establecidos mediante diseño por “gain scheduling” (GS). La solución propuesta se hace necesaria ya que el sistema planteado es un sistema de control en cascada en el que existe algún elemento integrador por lo que, como se demuestra, aparece el efecto de “windup” integral debido a la saturación de los intercambiadores de calor, en este caso. Por otro lado, en base al conocimiento de parte de la señal de perturbación para la sala de células, se diseña una solución “feedforward” sobre el controlador primario. Por otra parte, el controlador secundario se diseña como un PI de parámetros constantes en base a criterios de diseño robusto, solución que se muestra como suficiente y adecuada. Finalmente se analiza la simulación, se realiza la validación de modelos y se dispone la puesta en marcha sobre control distribuido Rosemount

Diseño de un sistema de control con lógica PID modo cascada para mejorar la recuperación de cobre en celdas columna en la Empresa Hudbay Perú S.A.C.

El presente trabajo de investigación implementó un método de control con lógica PID modo cascada para mejorar la recuperación de cobre en la etapa de celdas columna de la empresa Hudbay Perú S.A.C. en el año 2020. Esta investigación es de tipo cuantitativo con el análisis de datos en tiempo real, proporcionados por instrumentos de procesos y controlados por un método de programación PID modo cascada, que sirve para controlar el nuevo control de flujo, incluyendo el control de nivel existente. La planta de procesos de Hudbay tiene dos celdas columna que son las encargadas de la recuperación de cobre fino en todo el proceso productivo; sin embargo, es afectada por una inestabilidad en el control de flotabilidad de las celdas por una alimentación de pulpa intermitente. Como resultado de la implementación del método de control PID en modo cascada se logró estabilizar la alimentación a celdas columna, por consiguiente, se logró aumentar la recuperación de cobre por encima de 2%, llegando hasta un 4.6% que representa una ganancia de $107,169.50/día (Ciento siete mil ciento sesenta y nueve dólares y cincuenta centavos)

Sistema difuso de alerta de sueño al volante utilizando algoritmo de Viola Jones

El uso de sistemas de monitoreo que notifican el nivel de atención del conductor se constituye en una herramienta importante en la prevención de accidentes relacionados al estado de vigilia. El presente trabajo integra el enfoque de visión por computador, la Raspberry Pi, los componentes electrónicos necesarios, en conjunto con la inteligencia artificial y el reconocimiento de patrones, para implementar una solución no intrusiva para detección del nivel de somnolencia y distracciones del conductor, además de brindar una alternativa accesible para instalar el sistema en cualquier tipo de vehículo. Se presenta un prototipo sencillo para detección de somnolencia y distracciones, en el cual el método de Viola-Jones es utilizado para el reconocimiento de rostros y un clasificador tipo cascada que utiliza una base de datos de imágenes para su entrenamiento. Se cuenta la cantidad de detección de ojos, tanto abiertos como cerrados, y los cambios en la boca, para el conteo de bostezos en una secuencia continua de imágenes para luego utilizar los datos captados y medir el nivel de somnolencia del conductor por medio de Lógica Difusa dando una salida de alerta en caso de que el nivel de somnolencia lo amerite. Además, este método permite detectar distracciones, utilizando como parámetros rostro y ojos. Resultados de pruebas demuestran que el sistema mide con eficiencia parámetros mencionados y detecta estado de somnolencia como también distracciones por medio del método de Viola-Jones.Fil: Mendieta Zárate, Hugo Enrique. Universidad Nacional del Este (Paraguay)Fil: Fornerón Acosta, Juan Pablo. Universidad Nacional del Este (Paraguay)Fil: Almeida Delgado, Carlos Domingo. Universidad Nacional del Este (Paraguay

Evaluación de desempeño de controladores para regulación de temperatura y nivel en tanques en cascada

116 páginas : ilustraciones color, figuras, tablas.Este proyecto se fundamenta en la evaluación de desempeño de tres estrategias de control para la regulación de nivel y temperatura del tanque central de una planta piloto de tanques en cascada, la cual fue construida por los autores junto con el apoyo de los semilleros de investigación con los que cuenta la Escuela de Ingeniería Electrónica extensión Tunja. Las técnicas de control a evaluar son control PID (Proporcional, Integral, Derivativo), algebraico y por lógica difusa. Para la implementación de dichos controladores, fue necesario obtener un modelo matemático que describiera la dinámica del sistema a controlar, éste proceso se realizó a partir de dos técnicas, modelamiento matemático e identificación de sistemas por medio del toolbox especializado de MATLAB®. Los modelos obtenidos con los cuales se realizaron los diseños fueron los entregados por el método de identificación de sistemas, correspondientes a un modelo no lineal Hammerstein- Wiener para el nivel y una función de transferencia de un polo y un cero para la temperatura. A partir de estos modelos se diseñaron, simularon e implementaron los tres tipos de controladores a evaluar sobre un módulo de control industrial con Controlador Lógico Programable (PLC por sus siglas en inglés), conectado a la planta piloto, adquiriendo las curvas de respuesta ante tres condiciones: una referencia inicial, una perturbación y un cambio de referencia. Dichas curvas se analizaron para obtener parámetros de desempeño, comparándolos entre sí y encontrando el controlador más adecuado para realizar la regulación de nivel y temperatura. Los resultados obtenidos muestran que la mejor alternativa para realizar el control propuesto es un controlador por lógica difusa, la segunda mejor alternativa es el controlador PID. Finalmente, el controlador algebraico es la alternativa que cumplió en menor proporción los parámetrosBibliografía: páginas 114-115PregradoIngeniero Electrónic

Optimización de la toma de decisiones en gestión, utilizando algoritmos genéticos y sistemas expertos difusos

La presente tesis de ingeniería plantea el desarrollo de un sistema software que permite, la optimización del uso de los recursos existentes de manera inteligente, ayudar sustancialmente a tenerlos disponibles con la antelación necesaria, tomando los recaudos pertinentes o eventualmente sabiendo cuál será el impacto de los nuevos escenarios que se presentarán en nuevos entornos dentro del ámbito académico, y de esta manera entender las modificaciones necesarias o por consecuencias que se darán, evitando llevar a los alumnos, profesores y personal administrativo a situaciones al-tamente estresantes ocasionadas por una falta de coordinación y disponibilidad. Desde el punto de vista académico, resulta novedoso, la conjunción de la utiliza-ción de herramientas híbridas de Inteligencia Artificial para resolver problemas com-plejos de optimización de recursos, lo que supone la apertura de nuevas implicancias Universidad-Empresas-Sociedad. El presente trabajo final de carrera “Optimización de la Toma de Decisiones en Gestión, utilizando Algoritmos Genéticos y Sistemas Expertos Difusos” surge para brindar soluciones inteligentes mediante el uso de una herramienta como soporte para la toma de decisiones frente a problemáticas en la administración del uso de recursos. Buscando que el cursado sea tan cómodo como el dictado de clases. El desarrollo de esta tesina está centrado en las decisiones de gestión de la Univer-sidad Tecnológica Nacional – Facultad Regional Tucumán. El primer paso consiste en el análisis y estudio del proceso actual de gestión de re-cursos en el ámbito de la universidad y principalmente del sistema vigente utilizado por el personal administrativo.Sociedad Argentina de Informática e Investigación Operativ

Diseño e implementación de un control difuso para una estación didáctica de temperatura

En los últimos años el modelado de sistemas de control no lineales ha requerido de soluciones muy complejas y muy rápidas en su respuesta; el control difuso basado en reglas y también orientado al mejoramiento de las características del control “clásico” se ha convertido en un método muy útil para controlar este tipo de procesos, ya que con dicho método se puede imitar el razonamiento de la mente humana para la resolución de problemas y toma de decisiones. Hoy en día la fabricación de lavadoras, cámaras, sistemas de aire acondicionado, entre otros electrodomésticos están siendo dotados con inteligencia artificial para simular el razonamiento humano con la principal ventaja que es más eficiente y rápido. El SENA Regional Risaralda cuenta con un entrenador para el control de temperatura marca LAB-VOLT de referencia 3504-MO que actualmente posee un control basado en un controlador industrial FOXBORO 761; con este trabajo se pretende reemplazar dicho sistema de control por uno basado en lógica difusa ya que simplificaría el modo de operación de la estación puesto que dentro de la estrategia propuesta no hay necesidad de recurrir al uso de modelo matemático que actualmente existe para esta estación