Diseño para operabilidad: Una revisión de enfoques y estrategias de solución

In the last decades the chemical engineering scientific research community has largely addressed the design-foroperability problem. Such an interest responds to the fact that the operability quality of a process is determined by design, becoming evident the convenience of considering operability issues in early design stages rather than later when the impact of modifications is less effective and more expensive. The necessity of integrating design and operability is dictated by the increasing complexity of the processes as result of progressively stringent economic, quality, safety and environmental constraints. Although the design-for-operability problem concerns to practically every technical discipline, it has achieved a particular identity within the chemical engineering field due to the economic magnitude of the involved processes. The work on design and analysis for operability in chemical engineering is really vast and a complete review in terms of papers is beyond the scope of this contribution. Instead, two major approaches will be addressed and those papers that in our belief had the most significance to the development of the field will be described in some detail.En las últimas décadas, la comunidad científica de ingeniería química ha abordado intensamente el problema de diseño-para-operabilidad. Tal interés responde al hecho de que la calidad operativa de un proceso esta determinada por diseño, resultando evidente la conveniencia de considerar aspectos operativos en las etapas tempranas del diseño y no luego, cuando el impacto de las modificaciones es menos efectivo y más costoso. La necesidad de integrar diseño y operabilidad esta dictada por la creciente complejidad de los procesos como resultado de las cada vez mayores restricciones económicas, de calidad de seguridad y medioambientales. Aunque el problema de diseño para operabilidad concierne a prácticamente toda disciplina, ha adquirido una identidad particular dentro de la ingeniería química debido a la magnitud económica de los procesos involucrados. El trabajo sobre diseño y análisis para operabilidad es realmente vasto y una revisión completa en términos de artículos supera los alcances de este trabajo. En su lugar, se discutirán los dos enfoques principales y aquellos artículos que en nuestra opinión han tenido mayor impacto para el desarrollo de la disciplina serán descriptos con cierto detalle.Fil: Blanco, Anibal Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Planta Piloto de Ingeniería Química. Universidad Nacional del Sur. Planta Piloto de Ingeniería Química; ArgentinaFil: Bandoni, Jose Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Planta Piloto de Ingeniería Química. Universidad Nacional del Sur. Planta Piloto de Ingeniería Química; Argentin

Control and Synchronization of Neuron Ensembles

Synchronization of oscillations is a phenomenon prevalent in natural, social, and engineering systems. Controlling synchronization of oscillating systems is motivated by a wide range of applications from neurological treatment of Parkinson's disease to the design of neurocomputers. In this article, we study the control of an ensemble of uncoupled neuron oscillators described by phase models. We examine controllability of such a neuron ensemble for various phase models and, furthermore, study the related optimal control problems. In particular, by employing Pontryagin's maximum principle, we analytically derive optimal controls for spiking single- and two-neuron systems, and analyze the applicability of the latter to an ensemble system. Finally, we present a robust computational method for optimal control of spiking neurons based on pseudospectral approximations. The methodology developed here is universal to the control of general nonlinear phase oscillators.Comment: 29 pages, 6 figure