15 research outputs found
Robust control through robustness enhancement : control configurations and two-step design approaches /
Consultable des del TDXTítol obtingut de la portada digitalitzadaEn aquesta Tesi es proposa una nova estructura de control amb l'objectiu de solucionar el conflicte entre rendiment i robustesa en l'esquema de realimentació tradicional. La teoria matemàtica de la factorització coprimera permet proposar un configuració de control basada en observador. És el que es denomina configuració Observador-Controlador i es fa servir de diferents maneres. La primera proposta enfoca la millorar les prestacions de robustesa com a una alternativa al disseny d'un controlador robust. Amb la intenció d'aconseguir un bon rendiment en presència de pertorbacions i d'incerteses procedim de la següent manera: en primer lloc, dissenyem un sistema de control per realimentació estàndard per tal de satisfer els requeriments de seguiment a referència; en segon lloc, millorem les propietats de robustesa sense alterar les propietats de seguiment del sistema de control inicial. Aquesta estratègia es basa en la generació d'un complement pel sistema de control nominal mitjançant una estructura fonamentada en la configuració Observador-Controlador. Els sistema de control resultant funciona de tal manera que la planta estarà controlada només pel controlador per realimentació nominal quan no hi hagi ni incerteses ni pertorbacions externes i el controlador per a la robustificació estarà actiu només en presencia de incerteses i/o pertorbacions externes. La segona proposta afronta l'objectiu d'aconseguir un bon rendiment en presència de pertorbacions i d'incerteses. En aquest cas, desenvolupen un controlador de dos graus de llibertat (2-DOF) i procedim de la següent manera: primer, dissenyem un sistema de control per realimentació basat en observador per tal de garantir un nivell mínim d'estabilitat robusta; segon, dissenyem un prefiltre per tal de garantir robustesa en les propietats de llaç obert. Malgrat les dues propostes no es basen en una reformulació en termes del factor de Youla, es possible fer una parametrització basada en Youla per tal de caracteritzar el conjunt de tots els observadors per una planta nominal. En essència, les dues propostes es poden veure com a estructures de dos graus de llibertat. Tot i que l'esquema de la primera proposta no s'adapta a una estructura de 2-DOF clàssica, amb un prefiltre i una part per realimentació, podem considerar-la com a tal pel fet que aconsegueix una complerta separació de propietats. En aquest cas, el controlador inicial s'ocupa de les especificacions de seguiment a referència per a la planta nominal i el controlador per a la robustificació s'encarrega de la millora, si cal, les prestacions de robustesa nominals.In this Thesis, we shall propose a new controller architecture to try to completely overcome the conflict between performance and robustness in the traditional feedback framework. The proposed control configuration comes from the coprime factorization approach and, in such a context, a somewhat uncommon observer-based control configuration is derived. It is the Observer-Controller configuration and it is used in different arrangements. The first proposal deals with the robustness enhancement problem as an alternative to the design of a robust control system. With the lofty goal of achieving high performance in the face of disturbances and uncertainties we proceed as follows: first, an initial feedback control system is set for the nominal plant to satisfy tracking requirements and second, the resulting robustness properties are conveniently enhanced while leaving unaltered the tracking responses provided by the initial controller. The approach is based on the generation of a complement for the nominal control system by means of an structure based on the Observer-Controller configuration. The final control system works in such a way that the plant will be solely controlled by the initial nominal feedback controller when there is neither model uncertainties nor external disturbances and the robustification controller will only be active when there is model uncertainties and/or external disturbances. The second proposal also addresses the goal of high performance in the face of disturbances and uncertainties. In this case, a two degrees-of-freedom (2-DOF) control configuration is developed. We proceed as follows: first, an observer-based feedback control scheme is designed to guarantee some levels of stability robustness and second, a prefilter controller is computed to guarantee robust open-loop processing of the reference commands. Despite both proposals are not based on a reformulation in terms of the Youla parameter, it is possible to perform a Youla parametrization to characterize the set of all observers for the nominal plant. Essentially, both proposals can be considered as 2-DOF control configurations. The first presented proposal do not fit the standard 2-DOF control scheme made up with a feedback controller and a prefilter controller. Nevertheless, it can also be seen to lie in the 2-DOF control configuration in the sense that a complete separation of properties is achieved. In such case, the tracking properties of the nominal plant are attained by a controller and the robustness properties are considered and enhanced if necessary by the Observer-Controller configuration
Anàlisi i disseny d'una aplicació web per a un banc del temps
Els bancs del temps són eines que permeten l'intercanvi de serveis entre persones d'una mateixa localització geogràfica. El tret més característic és que aquest serveis s'intercanvien sense utilitzar diners, agafant el temps propi d'una persona com a moneda de canvi. Es poden intercanviar tot tipus de serveis: passejar gossos, fer companyia a persones majors, classes de repàs, assessorament informàtic, etc. Aquest projecte proposa la creació d'un portal web que permeti i gestioni el funcionament d'un banc del temps, tant a nivell d'usuari com a nivell d'administració.Los bancos del tiempo son herramientas que permiten el intercambio de servicios entre personas de una misma localización geográfica. La característica más importante es que los servicios se intercambian sin utilizar dinero, usando el tiempo propio de una persona como moneda de cambio. Se pueden intercambiar todo tipo de servicios: pasear perros, hacer compañía a personas mayores, clases de repaso, asesoramiento informático, etc. Este proyecto propone la creación de un portal web que permita y gestione el funcionamiento de un banco del tiempo, tanto a nivel usuario como a nivel de administración.Time banks are tools that allow the exchange of services between people from the same geographic location. The most important feature is that services are exchanged without using money, using own time as money. You can share all types of services: dog walking, elderly company, reinforcement classes, computer consulting, etc. This project proposes the creation of a web portal that allows and manage the operation of a time bank, both user and administration level
Desenvolupament d'una aplicació web per a la gestió d'intercanvi de llibres i compartició de relats
El projecte es basa en el desenvolupament d'un aplicació web amb l'objectiu de facilitar l'intercanvi de llibres mitjançant una manera ràpida i eficaç alhora que es redueixen els costos fins a ser mínims o inexistents. També inclou la funcionalitat d'afegir relats d'autors aficionats amb la finalitat de compartir aquests amb la resta d'usuaris, els quals tenen la possibilitat de comentar tant els llibres com els relats.El proyecto se basa en el desarrollo de una aplicación web con el objetivo de facilitar el intercambio de libros mediante una manera rápida y eficaz a la misma vez que se reducen los costes hasta llegar a ser mínimos o inexistentes. También incluye la funcionalidad de añadir relatos de autores aficionados con la finalidad de compartir estos con el resto de usuarios, los cuales tienen la posibilidad de comentar tanto los libros como los relatos.This project is based on web application development. It aims to facilitate the exchange of books and do it in a quick and efficient at the same time reducing costs to become minimal or nonexistent. This also includes the ability to add stories of amateur authors in order to share these with other users, which have the opportunity to comment on both the books and the stories
New approach for regulation of the internal recirculation flow rate by fuzzy logic in biological wastewater treatments
Altres ajuts: Acord transformatiu CRUE-CSICMarian Barbu acknowledge the support of the project " EXPERT ", Contract no. 14PFE/17.10.2018.The internal recirculation plays an important role on the different biological processes of wastewater treatment plants because it has a great influence on the concentration of pollutants, especially nutrients. Usually, the internal recirculation flow rate is kept fixed or manipulated by control techniques to maintain a fixed nitrate set-point in the last anoxic tank. This work proposes a new control strategy to manipulate the internal recirculation flow rate by applying a fuzzy controller. The proposed controller takes into account the effects of the internal recirculation flow rate on the inlet of the biological treatment and on the denitrification and nitrification processes with the aim of reducing violations of legally established limits of nitrogen and ammonia and also reducing operational costs. The proposed fuzzy controller is tested by simulation with the internationally known benchmark simulation model no. 2. The objective is to apply the proposed fuzzy controller in any control strategy, only replacing the manipulation of the internal recirculation flow rate, to improve the plant operation.Therefore, it has been implemented in five operation strategies from the literature, replacing their original internal recirculation flow rate control, and simulation results are compared with those of the original strategies. Results show improvements with the application of the proposed fuzzy controller of between 2.25 and 57.94% in reduction of total nitrogen limit violations, between 55.22 and 79.69% in reduction of ammonia limit violations and between 0.84 and 38.06% in cost reduction of pumping energy
Global Internal Recirculation Alternative Operation to Reduce Nitrogen and Ammonia Limit Violations and Pumping Energy Costs in Wastewater Treatment Plants
The internal recirculation plays an important role in different areas of the biological treatment of wastewater treatment plants because it has a great influence on the concentration of pollutants, especially nutrients. A usual manipulation of the internal recirculation flow rate is based on the target of controlling the nitrate concentration in the last anoxic tank. This work proposes an alternative for the manipulation of the internal recirculation flow rate instead of nitrate control, with the objective of avoiding limit violations of nitrogen and ammonia concentrations and reducing operational costs. A fuzzy controller is proposed to achieve it based on the effects of the internal recirculation flow rate in different areas of the biological treatment. The proposed manipulation of the internal recirculation flow rate is compared to the application of the usual nitrate control in an already established and published operation strategy by using the internationally known benchmark simulation model no. 2 as a working scenario. The results show improvements with reductions of 59.40% in ammonia limit violations, 2.35% in total nitrogen limit violations, and 38% in pumping energy costs
Nitrous oxide reduction in wastewater treatment plants by the regulation of the internal recirculation flow rate with a fuzzy controller
Altres ajuts: acords transformatius de la UABThe reduction of greenhouse gas emissions due to anthropogenic causes is one of the world's main challenges to face climate change. Wastewater treatment plants are necessary to improve the quality of wastewater before it is discharged into the receiving environment, but they have the disadvantage of generating nitrous oxide emissions during the biological treatment, which is a potent greenhouse gas. Avoiding partial nitrification by increasing dissolved oxygen is one of the ways to reduce these emissions. However, this article proposes to face a reduction of nitrous oxide emissions by reducing oxygen to minimum levels causing heterotrophic microorganisms to reduce nitrous oxide to dinitrogen. To achieve this objective, the present work proposes a regulation of the internal recirculation flow rate of the biological treatment by means of a fuzzy controller. This regulation is added to a usual control strategy in wastewater treatment plants, which achieves satisfactory results with respect to water quality and operational costs but that generates high nitrous oxide emissions. The Benchmark Simulation Model no. 2 Gas is used as working scenario, which includes the two main nitrous oxide emission pathways: heterotrophic denitrification and ammonia oxidizing bacteria denitrification. The proposed internal recirculation manipulation is shown to achieve nitrous oxide reductions of 26.70 and 30.83 % in different time periods with a slight effluent quality improvement and an operational cost reduction
Construcción y programación de un brazo robótico
Aquest treball de Fi de Grau de ciutats intel·ligents i sostenibles inclou la construcció d'un braç robòtic programat amb Arduino. Aquest inclourà la confrontació de diversos braços robòtics per seleccionar el que es cenyeix millor a la màxima del projecte, per acabar construint-lo. Incloent-hi des de la programació, fins a l'exposició de les capacitats del braç escollit amb una sèrie de proves i petites ordres que aquest haurà d'obeir.Este trabajo de Fin de Grado de ciudades inteligentes y sostenibles, incluye la construcción de un brazo robótico programado en Arduino. Este incluirá el cotejo de varios brazos robóticos en aras de seleccionar el que se ciña mejor a la máxima del proyecto, para acabar construyéndolo. Incluyendo desde la programación, hasta la exposición de las capacidades del brazo escogido con una serie de pruebas y pequeñas órdenes que este deberá obedecer.This Final Degree project on smart and sustainable cities includes the construction of a robotic arm programmed in Arduino. This will include the comparison of several robotic arms in order to select the one that best adheres to the main objective of the project, to end up building it. Including from programming, to exposing the capabilities of the chosen arm with a series of tests and small orders that it must obey
Robust control through robusntness enhancement. Control Configurations And Two-Step Design Approaches
En aquesta Tesi es proposa una nova estructura de control amb l'objectiu de solucionar el conflicte entre rendiment i robustesa en l'esquema de realimentació tradicional. La teoria matemàtica de la factorització coprimera permet proposar un configuració de control basada en observador. És el que es denomina configuració Observador-Controlador i es fa servir de diferents maneres. La primera proposta enfoca la millorar les prestacions de robustesa com a una alternativa al disseny d'un controlador robust. Amb la intenció d'aconseguir un bon rendiment en presència de pertorbacions i d'incerteses procedim de la següent manera: en primer lloc, dissenyem un sistema de control per realimentació estàndard per tal de satisfer els requeriments de seguiment a referència; en segon lloc, millorem les propietats de robustesa sense alterar les propietats de seguiment del sistema de control inicial. Aquesta estratègia es basa en la generació d'un complement pel sistema de control nominal mitjançant una estructura fonamentada en la configuració Observador-Controlador. Els sistema de control resultant funciona de tal manera que la planta estarà controlada només pel controlador per realimentació nominal quan no hi hagi ni incerteses ni pertorbacions externes i el controlador per a la robustificació estarà actiu només en presencia de incerteses i/o pertorbacions externes.La segona proposta afronta l'objectiu d'aconseguir un bon rendiment en presència de pertorbacions i d'incerteses. En aquest cas, desenvolupen un controlador de dos graus de llibertat (2-DOF) i procedim de la següent manera: primer, dissenyem un sistema de control per realimentació basat en observador per tal de garantir un nivell mínim d'estabilitat robusta; segon, dissenyem un prefiltre per tal de garantir robustesa en les propietats de llaç obert. Malgrat les dues propostes no es basen en una reformulació en termes del factor de Youla, es possible fer una parametrització basada en Youla per tal de caracteritzar el conjunt de tots els observadors per una planta nominal. En essència, les dues propostes es poden veure com a estructures de dos graus de llibertat. Tot i que l'esquema de la primera proposta no s'adapta a una estructura de 2-DOF clàssica, amb un prefiltre i una part per realimentació, podem considerar-la com a tal pel fet que aconsegueix una complerta separació de propietats. En aquest cas, el controlador inicial s'ocupa de les especificacions de seguiment a referència per a la planta nominal i el controlador per a la robustificació s'encarrega de la millora, si cal, les prestacions de robustesa nominals.In this Thesis, we shall propose a new controller architecture to try to completely overcome the conflict between performance and robustness in the traditional feedback framework. The proposed control configuration comes from the coprime factorization approach and, in such a context, a somewhat uncommon observer-based control configuration is derived. It is the Observer-Controller configuration and it is used in different arrangements.The first proposal deals with the robustness enhancement problem as an alternative to the design of a robust control system. With the lofty goal of achieving high performance in the face of disturbances and uncertainties we proceed as follows: first, an initial feedback control system is set for the nominal plant to satisfy tracking requirements and second, the resulting robustness properties are conveniently enhanced while leaving unaltered the tracking responses provided by the initial controller. The approach is based on the generation of a complement for the nominal control system by means of an structure based on the Observer-Controller configuration. The final control system works in such a way that the plant will be solely controlled by the initial nominal feedback controller when there is neither model uncertainties nor external disturbances and the robustification controller will only be active when there is model uncertainties and/or external disturbances. The second proposal also addresses the goal of high performance in the face of disturbances and uncertainties. In this case, a two degrees-of-freedom (2-DOF) control configuration is developed. We proceed as follows: first, an observer-based feedback control scheme is designed to guarantee some levels of stability robustness and second, a prefilter controller is computed to guarantee robust open-loop processing of the reference commands. Despite both proposals are not based on a reformulation in terms of the Youla parameter, it is possible to perform a Youla parametrization to characterize the set of all observers for the nominal plant. Essentially, both proposals can be considered as 2-DOF control configurations. The first presented proposal do not fit the standard 2-DOF control scheme made up with a feedback controller and a prefilter controller. Nevertheless, it can also be seen to lie in the 2-DOF control configuration in the sense that a complete separation of properties is achieved. In such case, the tracking properties of the nominal plant are attained by a controller and the robustness properties are considered and enhanced if necessary by the Observer-Controller configuration