Modelo circumplejo del afecto aplicado al control de sistemas dinámicos

En este artículo se propone la construcción de una estrategia de control de sistemas dinámicos nueva, basada en las emociones humanas. Se quiere emular las emociones porque psicólogos y neurocientíficos han demostrado que son indispensables en el proceso de toma de decisiones, y esta es la tarea de todo controlador. Se exponen cuatro campos de aplicación para esta invención, en los cuales la autonomía y la adaptación son esenciales. Además, ocho modelos computacionales de las emociones son referenciados, dado que involucran la cognición; se concluye que es necesario hacer ajustes para incluir uno de ellos en una estrategia de control. Por esto se formula, como aporte del artículo, el uso del modelo circumplejo del afecto; este etiqueta a la combinación de dos variables como una emoción humana.Palabras Clave:Modelos de las emociones humanas, los procesos de decisión, Circumplejo modelo de afecto, control autónomo. AbstractIn this paper we propose the design of a new control strategy for dynamic systems based on human emotions. Since psychologists and neuroscientists have demonstrated that emotions are indispensable in the Decision-Making-Process, and decision-making is the work of every controller, it is our desire to emulate emotions in the systems design. Here we deal with four areas of application for this invention in which autonomy and adaptability are essential. As well, eight emotion computational models are referenced. Given that these involve cognition, it is concluded as necessary to make adjustments to include one of these in a control strategy. For this reason, this article formulates the use of the Circumplex Model of Affect, a model which labels a human emotion as a variable. Keywords: Human Emotion Models, Decision-Making Processes, Circumplex Model of Affect, Autonomous Control.

Implementation of an optimal algorithm for the estimation of angular speed in DSPICS

En este artículo se presenta la implementación de un método de medición de velocidad angular nuevo, cuando la información proviene de un encoder incremental. Parte del método es implementado en un dsPIC, mientras que el resto se programa en Simulink. La ventaja fundamental del método de medición es que produce una única aproximación cuando la velocidad es constante, en contraposición con los métodos convencionales, conocidos como a tiempo fijo y a espacio fijo, los cuales oscilan entre dos valores. Se presenta el control de velocidad de un motor, como ejemplo de aplicación, y se concluye que el método nuevo puede aplicarse para la aproximación de la razón de cambio, incluso cuando los datos no provienen de un encoder.In  this  paper  we  present  the  implementation  of  a  new  method  to  measure  angular  speed  when the  data  come  from  an  incremental  encoder.  Part  of the method is implemented in a dsPIC, whereas the remaining  part  was programmed  in  Simulink.  The  main advantage  of  the  new  method  consists  of  having  just one approximation at constant speed, whereas traditional  methods  oscillate  between  two  values.  The  speed  control  of  a  motor  serves  as  an  application  of  the  new  method,  which  allows  concluding  that  the  proposed  method can be used to estimate the rate of change of a variable even when the data do not come from an incremental encoder

Diseño de un encoder magnético usando efecto Hall

We present the design of a magnetic encoder to measure angular position. The proposed encoder includes two Hall sensors in quadrature in a fixed platform. In addition, and over the sensors, there are two permanent magnets in a shaft. The relative motion between the fixed and the movable components generate a voltage variation in the sensors, which serve to generate the approximation of the angular position. We detail the acquisition process and the linearization method, because we consider that these are the most important contributions of this work. Lastly, we show the application of the encoder in the position control of a direct current motor to show the performance of the encoder estimating fast and slow angular position changes.En este artículo se presenta el diseño de un encoder magnético para la medición de la posición angular. El encoder está compuesto por dos sensores de efecto Hall en cuadratura en una plataforma fija. Además, sobre los sensores, y en el eje a medir se ubican dos imanes permanentes con magnetización axial. El movimiento relativo entre el componente fijo y el móvil del encoder genera una variación de voltaje en los sensores. Esta variación da lugar a la aproximación de la posición angular. Se detallan los procesos de adquisición y linealización de los datos, dado que son los aportes más importantes de esta propuesta. Para finalizar se muestra la aplicación del encoder en el control de posición angular del eje de un motor de corriente directa, con lo que se muestra el trabajo del encoder ante cambios lentos y rápidos de posición

Control de posición de un sistema bola y viga con actuadores magnéticos

En este artículo se realiza un control de doble lazo para el sistema bola y viga con actuadores magnéticos, además, se presenta el diseño y la construcción del prototipo correspondiente. El control se hace en tiempo real, por medio de una tarjeta de ..

Implementación de dos estrategias de control para la velocidad de un motor dc

Si bien las técnicas de control sobre sistemas lineales ya han sido probadas con suficiencia, en la práctica los sistemas son no lí- neales. Esto obliga a que se hagan ajustes en la sintonización de los controladores, para que sean útiles en una configuración experimental. Este artículo muestra el proceso de sintonización y reajuste de un control PID y un control basado en un modelo de referencia, los cuales actúan sobre un motor DC de imán permanente. Al final, se evalúa el desempeño de cada algoritmo y se dan recomendaciones.While linear control techniques for dynamic systems have been widely tested, systems are not linear in practice. This means that controllers must be re-tuned to make them useful in an experimental setup. This article presents the tuning and re-tuning process for two control strategies: a PID and an algorithm based on the choice of overall transfer function controlling a DC permanent magnet motor. The algorithms’ performance is evaluated and some recommendations are made

Definición de estados emocionales en sistemas dinámicos

This work is part of new scientifi c attempts of having adaptive and autonomous systems. That is useful to improve the intelligence of machines in order to have capable entities to trace their own plans and to follow them. Even though the focus of the paper is not to build humanoids but to improve the control of ever y actuator in a machine, which would be the fi rst step to have intelligent devices in a down-up approach. The work of ever y con-trol algorithm is to make decisions in order to fi x the dynamic of a system on a defi ned reference value. The author of this paper associates recent discoveries of neuroscien-tists and psychologist about the importance of emotions in the decision-making process with the task of controllers. As a result a group of basic emotions are defi ned as well as tested.Este trabajo presenta una forma de lograr sistemas adaptables y autónomos,con el propósito de emular inteligencia en máquinas, de maneraque estas puedan verse como entidades que tracen sus propiosplanes y los sigan. Sin embargo, el enfoque del artículo no es mostrarla construcción de humanoides, sino que es presentar mejoras en elcontrol de cada actuador en una máquina, esto como primer pasopara tener dispositivos inteligentes. El trabajo de cada algoritmo decontrol es el tomar decisiones para fi jar la dinámica del sistema quedirige en un valor llamado referencia. En este sentido, el autor asociadescubrimientos recientes en neurociencia y psicología acerca de laimportancia de las emociones en el proceso de toma de decisionescon el trabajo de los controladores. Como resultado, se defi ne y pruebaun grupo de emociones básicas que deberían tener los controladores

Definition of an emotion-based controller for dynamical systems

uUna cantidad enorme de propuestas han sido pro- % las máquinas con la habilidad de hacer planes sin guía humana. En este artículo se sugieren emociones emuladas para dotar a las máquinas con una capacidad semejante a la de los humanos con respecto a tomar decisiones. El modelo es probado con sistemas dinámicos. Los estados emocio- ! entre un modelo de referencia y las trayectorias ^% el estado emocional ideal, esto es, cuando las trayectorias del sistema y del modelo de referencia coinciden. Finalmente, una arquitectura básica para esta clase de controladores basados en emociones es presentada con algunos resultados experimentales que ilustran su uso

Definición de un controlador basado en emociones para sistemas dinámicos

An enormous number of solutions have been proposed from the field of artificial intelligence in order to endow machines with the ability to make plans without human guidance. In this paper, we suggest emulated emotions to endow machines with the skills to make human-like decisions. The model is described using dynamical systems. Emotional states are defined in terms of the difference between a reference model and the trajectories of the system. For example, calmness is defined as the ideal emotional state, where there is agreement between the state of the system and the reference model. Finally, a basic architecture for this kind of emotional-based controller is provided together with some experimental results that illustrate its use.Una cantidad enorme de propuestas han sido probadas, desde la inteligencia artificial, para dotar a las máquinas con la habilidad de hacer planes sin guía humana. En este artículo se sugieren emociones emuladas para dotar a las máquinas con una capacidad semejante a la de los humanos con respecto a tomar decisiones. El modelo es probado con sistemas dinámicos. Los estados emocionales son definidos de acuerdo con la diferencia entre un modelo de referencia y las trayectorias del sistema. Por ejemplo, calma se define como el estado emocional ideal, esto es, cuando las trayectorias del sistema y del modelo de referencia coinciden. Finalmente, una arquitectura básica para esta clase de controladores basados en emociones es presentada con algunos resultados experimentales que ilustran su us

An optimal algorithm for estimating angular speed using incremental encoders

This paper proposes a new algorithm using signals from an incremental encoder for estimating a rotating shaft's speed. This algorithm eliminated the oscillations appearing in classical fixed-time and fixed-space algorithms, even when speed was constant. A fixed-time algorithm measures angular displacement at fixed-time intervals, while a fixed-space algorithm measures time every fixed-angular displacement. Time and displacement measurements were used to generate estimations for speed. The new algorithm generated a unique value for estimating speed due to synchronising encoder pulses and a signal formed by impulses every time increase (delta). A first modification of the proposed algorithm was defined, resulting in the harmonic mean between these two proposed alternatives having the smallest relative error possible. This error was always smaller than half the error with fixed-time and fixed-space algorithms. Experimental setup and algorithms are shown, as well as Simulink results using signals acquired from an incremental encoder

Reconstruction of periodic signals using neural networks

En este artículo se reconstruye una señal periódica por medio de 2 redes neuronales. La primera es entrenada para aproximar el periodo de la señal, y la segunda sirve para estimar los coeficientes de la expansión de Fourier correspondientes. La estrategia consiste en minimizar el error medio cuadrático por medio del algoritmo de propagación hacia atrás sobre una neurona con función de transferencia senoidal. Además, en este artículo se presenta la prueba matemática acerca de la calidad de la aproximación, así como una primera modificación del algoritmo, la cual permite alcanzar el mismo resultado con menos datos, así entonces el algoritmo podría ser utilizado en aplicaciones que requieran tiempo realIn this paper, we reconstruct a periodic signal by using two neural networks. The first network is trained to approximate the period of a signal, and the second network estimates the corres­ponding coefficients of the signal's Fourier ex­pansion. The reconstruction strategy consists in minimizing the mean-square error via backpro-pagation algorithms over a single neuron with a sine transfer function. Additionally, this paper presents mathematical proof about the quality of the approximation as well as a first modi­fication of the algorithm, which requires less data to reach the same estimation; thus making the algorithm suitable for real-time implemen­tations