Dinámica no lineal y control en Ecosistemas

Resumen de Tesis Doctoral. Director: Ricard V. Solé. Centro: Universitat Politècnica de Catalunya. Universitat de Lleida. Fecha de lectura: 1 de Febrero 2002

Control predictivo-interactivo basado en modelo y aplicado a procesos por lotes

Este artículo presenta una solución al control de procesos por lotes basado en un esquema predictivo no lineal. El controlador propuesto incluye características propias de control iterativo, como es la capacidad de cancelar las perturbaciones que se repiten. El controlador se basa en un modelo del proceso, y es capaz de aprender de un lote al siguiente. Se demuestra que el controlador propuesto es capaz de estabilizar sistemas lineales, y también cualquier planta no lineal y afín en el control con función de salida lineal. Una aplicación experimental sobre una planta real de laboratorio corrobora los resultados teóricos esperadosMinisterio de Ciencia y Tecnología DPI2004-07444-C04-0

Control no lineal de velocidad en un vehículo eléctrico autónomo

En este trabajo se presenta el modelamiento dinámico de un vehículo eléctrico basados en la segunda ley de Newton, que se traduce en una ecuación diferencial que representa todas las fuerzas aplicadas y necesarias para el desplazamiento del vehículo. Posteriormente se implementó un control no lineal Proporcional Integral (PI) de velocidad basado en los criterios de estabilidad de Lyapunov y sistemas Hamiltonianos, con lo cual se pueda realizar un análisis a la estructura de los subsistemas más relevantes que integran el sistema del vehículo eléctrico como lo son el banco de baterías, los convertidores tanto DC/DC como DC/AC y el motor de inducción teniendo en cuenta el modelo extendido del mismo; todo esto con el fin de describir el modelo totalizado como un sistema Hamiltoniano pasivo conformado por la interconexión de subsistemas pasivos

Control de histéresis de la corriente del condensador de salida de un reductor operando a frecuencia constante

La combinación del control no-lineal y lineal propuesto en [1] presenta una muy rápida respuesta dinámica (escalones de tensión de 1 V a 1,5 V en 2 μs). Este control se basa en el control de histéresis de la corriente del condensador de salida (Cout ). Sin embargo, el sistema es muy sensible a diferentes efectos parásitos que modifican la frecuencia de conmutación tales como: variación de la tensión de entrada, tensión de salida, etc. En este artículo se propone un lazo de frecuencia adicional para corregir las variaciones de frecuencia y ajustar la frecuencia de conmutación al valor nominal mediante el ajuste de la banda de histéresis. El diseño y análisis del lazo no-lineal, lineal y el lazo de frecuencia son presentados en detalle este artículo. Para la validación experimental se ha construido un convertidor reductor a 5 MHz. La respuesta dinámica del convertidor ante escalones de tensión en la referencia (escalones de 1,5 V a 2,5 V y de 2,5 V a 1,5 V) es rápida y mantiene constante la frecuencia de conmutación en estado estacionario

Control predictivo no lineal de un lazo de colectores cilindro-parabólicos

JORNADAS DE AUTOMÁTICA (32) (32.2011.SEVILLA, ESPAÑA)El avance en el diseño y estudio de los sistemas de energía termosolar, ha experimentado un gran auge en los últimos 30 años. Existen varios tipos de tecnología en plantas solares, la más común es la tecnología cilindro-parabólica. En este tipo de plantas, el objetivo es controlar la temperatura de salida de un fluido, generalmente un aceite térmico, para generar energía eléctrica. Es un sistema bastante interesante desde el punto de vista del control, por sus fuertes no linealidades, así como múltiples fuentes de perturbaciones como la Irradiación, temperatura de entrada etc, lo que hace que un control lineal simple sea, en general, insuficiente. En este trabajo se propone un control predictivo no lineal que hace uso de un filtro de Kalman unscented para estimar la eficiencia global del campo, generalmente muy difícil de estimar por la cantidad de parámetros que la afectan. Esta estrategia será probada con datos tomados de la planta solar de Almería, comparándola con un control predictivo lineal con tabla de ganancias.Unión Europea DPI 2008-05818Junta de Andalucía P07-TEP-0272

Control de velocidad del motor de indución empleando linealización por realimentación de estados

Este documento presenta la aplicación de la técnica de control no lineal clásica llamada linealización por realimentación de variables de estado. Se hace una aplicación en el motor de inducción, la variable a controlar es la velocidad del eje del motor, el sistema emplea el esquema de control vectorial para máquinas de corriente alterna desarrollado en las últimas décadas; este método es análogo a la técnica de control del motor de corriente directa. El modelo del motor de inducción se describe en el sistema de coordenadas de campo orientado del flujo de rotor y se muestra una introducción al producto y la derivada de Lie, empleados en el diseño del controlador no lineal

Diseño del modelado y control de un Quad-Rotor

El principal objetivo del proyecto es el modelado y control de un Quad-Rotor mediante un controlador en espacio de estado, multivariable y óptimo que lo estabilice y lo haga robusto frente a perturbaciones. Para alcanzar ese objetivo, se propusieron las tareas siguientes: • Realizar un estudio del sistema del Quad-Rotor para conseguir un modelado completo del sistema no lineal. • Implementar el modelo en Simulink para tener una interfaz intuitiva y clara desde la que aplicar las estrategias de control. • Encontrar el modelo linealizado en espacio de estados para así poder realizar el control del sistema. • Diseñar un controlador LQR en el espacio lineal y adaptarlo para que permita controlar el sistema no lineal según los parámetros de diseño. 3 • Mejorar el controlador LQR incluyendo efecto integral para hacerlo resistente a perturbaciones. • Introducir un observador en el sistema que permita estimar las variables no medibles por los sensores incorporados. • Utilizar un filtro de Kalman para eliminar el ruido y así conseguir el control LQG para el sistema del Quad-Rotor.This Project is about the modelling and the control design of a UAV Quad-Rotor. The model is developed to obtain a benchmark that can be implemented as a simulator. The model obtained is non-linear, multivariable and unstable, thus the design of an advanced controller is required. For this purpose a linear quadratic regulator (LQR) is designed. In order to make the system robust in front of perturbations we add the integral effect to the system. To adjust this system to the reality a state observer is included in the control scheme and finally a Kalman Filter is used as an optimal observer to estimate the system behaviour and minimize the effect of the noise leading to an LQG controller

Implementación del control no lineal adaptativo en un péndulo de rueda de reacción

El control es una de las disciplinas que en la actualidad tiene grandes ventajas y beneficios en muchos ámbitos de automatización, en las que permite optimizar los tiempos en la ejecución de una tarea específica en procesos industriales, y generando grandes aportes ante la creciente complejidad en los sistemas, con nuevas técnicas de control que permita supervisar procesos que involucran muchas variables. El aumento en el interés de la aplicación correcta de una técnica de control no lineal, el cual pueda solucionar el problema que se plantee, y que se ve reflejado a la hora de querer introducirla en un péndulo invertido, puesto que su principal problema o dificultad es lograr llevar al péndulo desde su posición inicial colgante hasta su posición invertida, y mantenerlo en ese punto final completamente estable, por tal motivo, no solo se debe elegir de manera adecuada un método no lineal para esta tarea, sino el lograr que este se pueda convertir a una técnica de control adaptativa. Muchas técnicas de control han sido propuestas teniendo en cuenta el modelo matemático del sistema, y a pesar de dar resultados satisfactorios, las incertidumbres causadas por el modelo, dificultan el diseño de un modelo determinístico, debido a esto, el control por planos deslizantes ha tomado gran fuerza en los últimos años, puesto que es un control de estructura variable, con realimentación no lineal y permite cambiar su estructura para poder conseguir los resultados deseados; además, es mucho menos sensible a perturbaciones y es ideal para usarse en planos sub-actuados. Se plantea un método de control adaptativo no lineal, que sea capaz de variar los parámetros del controlador a resultados óptimos, logrando adaptarse a cualquier tipo de cambio que se realice a la planta, buscando estabilizar adecuadamente la posición invertida del péndulo en la posición final dejándola fija (estado estable) para su estudio y análisis posterior

Diseño de un regulador no lineal por bloques para el sistema glucosa-insulina utilizando redes neuronales de alto orden

En este trabajo se propone un algoritmo de control en lazo cerrado para el control automático de la diabetes tipo 1 basado en la identificación de sistemas no lineales con redes neuronales artificiales y mediante la regulación basada en la forma controlable no lineal por bloques. Como paciente virtual se utiliza el modelo de Hovorka al que se conecta el algoritmo de control utilizando prealimentación procedente de la terapia prescrita con insulina y un módulo de seguridad para evitar las hipoglucemias. El identificador neuronal es entrenado en línea con un filtro de Kalman extendido con una función de activación definida por la tangente hiperbólica. El controlador no lineal por bloques se basa en la estructura de la red neuronal, cuya salida es la propuesta de dosificación de insulina antes de prealimentación y módulo de seguridad. El algoritmo presenta un peso que se interpreta como una ganancia de controlabilidad. La glucosa del paciente está condicionada al valor de la ganancia, se definen tres ensayos con diferentes valores: ensayo A (10?3); ensayo B (7 · 10?4) y ensayo C (9 · 10?3). El valor del peso de controlabilidad condiciona la cantidad de insulina propuesta por el controlador de forma directa en el paciente virtual medio del modelo de Hovorka

Control predictivo en el espacio de estados de un captador solar tipo Fresnel

Uno de los recursos más importantes para mejorar la eficiencia en los sistemas de energía solar, es el control avanzado. En general, con el uso de estrategias de control convencionales no se obtienen buenos desempeños en todo el rango de operación debido a la dinámica fuertemente no lineal de este tipo de sistemas, así como las múltiples fuentes de perturbaciones. En este trabajo se desarrolla un control predictivo basado en el espacio de estados para controlar un captador solar tipo Fresnel. Su comportamiento es analizado sobre el modelo de parámetros distribuidos no lineal de dicho captador.Ministerio de Educación Proyecto Gestión óptima de edifi cios de energía cero P11-TEP- 8129Ministerio de Educación (España) proyecto Control predictivo de microrredes reconfi gurables con almacenamiento híbrido y móvil DPI2016-78338-