Revista Iberoamericana de Automática e Informática industrial

Sistema híbrido inteligente para el control y operación de un convertidor elevador en modo Soft-Switching

2022-02-16T16:41:51+01:00

En este trabajo de investigación se presenta una estrategia de control inteligente implementada en un convertidor elevador con topología de medio puente. El sistema se usa para asegurar que el convertidor funcione en modo "Soft-Switching". El primer paso es realizar el análisis del convertidor de potencia, mostrando los dos posibles modos de funcionamiento: "Hard-Switching" y "Soft-Switching". Posteriormente se implementa un modelo inteligente con el fin de identificar el modo de funcionamiento del convertidor. Este modelo se basa en un algoritmo de clasificación mediante técnicas inteligentes que es capaz de diferenciar entre los dos modos de funcionamiento. Se han obtenido muy buenos resultados de clasificación y una alta precisión, permitiendo la implementación del modelo en la estrategia de control del convertidor. La implementacion de este sistema permite asegurar que el convertidor funcione en el modo deseado: modo "Soft-Switching".

Planificación de sistemas de tiempo real crítico mediante técnicas no convencionales

2022-03-14T19:36:11+01:00

En la planificación de sistemas de tiempo real crítico es clave encontrar un plan temporal en el que las tareas pueden ejecutarse antes de que venza el plazo establecido. Para lograr este objetivo se pueden utilizar diferentes tipos de algoritmos de planificación. Además de encontrar un plan factible, muchas veces es beneficioso, de todos los planes factibles existentes, encontrar aquel que minimiza algún parámetro temporal del sistema. Existen muchos algoritmos de planificación que son capaces de encontrar una planificación correcta del conjunto de tareas. Pero no es tan común encontrar algoritmos que optimicen otros parámetros para mejorar el funcionamiento del sistemas en términos de estabilidad, consumo de potencia, etc. Los heurísticos existentes puede mejorar el comportamiento pero sin asegurar un resultado óptimo. En este trabajo exploramos las técnicas de planificación no convencionales basadas en programación lineal entera para resolver la planificación en sistemas mono procesador con el objetivo de minimizar el peor tiempo de respuesta y el cambio de contexto de las tareas del sistema y la asignación de tareas a procesadores en sistemas multiprocesador con el objetivo de minimizar la interferencia producida por el acceso a recursos hardware comunes.

Reguladores basados en observadores de perturbaciones: principios de funcionamiento y métodos de diseño

2022-03-17T10:19:18+01:00

Durante las últimas décadas, los reguladores lineales basados en observadores de perturbaciones han experimentado un interés creciente entre la comunidad científica, principalmente, debido a sus buenas propiedades para tolerar cambios o incertidumbres en los sistemas. En este tutorial se aborda una revisión de dichos reguladores, analizando sus elementos más característicos – esdecir: i) los modelos con entradas de perturbación, ii) los algoritmos observadores de perturbaciones, y iii) el diseño de leyes decontrol –, así como sus principales técnicas de diseño. Se consideran también algunos aspectos de la teoría del control que motivan y justifican la utilización de estos reguladores; principalmente: la incertidumbre de los modelos, su importancia dentro del paradigma del control robusto y la capacidad de los modelos perturbados para representar sistemas inciertos. El tutorial concluye con u nejemplo ilustrativo sobre el diseño de este tipo de reguladores para el control de glucosa en personas diabéticas (páncreas artificial).

Presentación

2022-09-28T11:46:57+02:00

Nota de Redacción

2022-09-28T11:50:45+02:00

Sección Especial: "Aportaciones de Investigadores en México al Control Automático"

2022-09-28T11:53:17+02:00

Contribuciones al estudio de sistemas lineales con retardos: el enfoque de funcionales de tipo completo

2022-04-29T09:39:19+02:00

Se introducen resultados recientes del enfoque de funcionales de Lyapunov-Krasovski de tipo completo para sistemas lineales con retardos. Se explican brevemente los principales conceptos y resultados para el caso de sistemas con un retardo así como las condiciones necesarias y suficientes de estabilidad expresadas en terminos del análogo de la matriz de Lyapunov. Las extensiones de este tipo de condiciones de estabilidad a otras clases de sistemas con retardos son expuestas brevemente. Tambien se presentan aplicaciones existentes del efoque de funcionales de tipo completo a problemas de analisis y de diseño de controladores. El trabajo se enfoca a contribuciones de investigadores de Mexico a este tema de estudio.

Control por modos deslizantes de orden superior basado en funciones de Lyapunov

2022-03-09T18:46:54+01:00

En este trabajo se presenta una panorámica del desarrollo de los métodos básicos de análisis y diseño de controladores y observadores por modos deslizantes de orden superior. Inicialmente se describen los controladores por retroalimentación de estados con una ley de control discontinua, que generan un modo deslizante de cualquier orden. Posteriormente se presenta una nueva clase de algoritmos por modos deslizantes de orden superior, que consisten en una retroalimentación de estados continua y una acción de control integral discontinua. Se describen también observadores por modos deslizantes, que estiman los estados del sistema en tiempo finito, y que permiten obtener un controlador por retroalimentación de la salida. Todos los diseños presentados se basan en el uso de funciones de Lyapunov (explícitas), que constituyen una contribución importante del grupo de trabajo de los autores en la Universidad Nacional Autónoma de México. La presentación es tutorial y solo se dan los resultados, dejando a un lado la formalización rigurosa y las pruebas matemáticas. Para ello se refiere al lector a la literatura pertinente. Se ilustran los resultados mediante simulaciones y la validación experimental en un sistema de levitación magnética.

Sobre el control por moldeo de energía más inyección de amortiguamiento de sistemas mecánicos

2022-05-09T10:00:15+02:00

En este trabajo se presenta un tutorial sobre un método de diseño de controladores basado en el moldeo de energía más inyección de amortiguamiento para el control de una clase de sistemas mecánicos completamente actuados y subactuados. Se proporciona un marco teórico unificado que permite resolver diferentes objetivos de control como son: regulación de posición y regulación de velocidad para ambas clases de sistemas y, seguimiento de trayectorias para el caso de sistemas mecánicos completamente actuados. Además, la regulación de energía es formulada como un nuevo objetivo de control para generar oscilaciones controladas en ambas clases de sistemas mecánicos. En adición, se abordan algunos criterios de diseño como compensación de fricción dinámica, exclusión de medición de velocidad e inclusión de la dinámica de actuadores. Finalmente, como ejemplos de aplicación, se presentan recientes resultados publicados en la literatura sobre el diseño de controladores para robots manipuladores accionados por par, un péndulo con rueda inercial y un sistema carro-péndulo.

Control multivaluado de sistemas hamiltonianos con puerto

2021-12-14T19:32:23+01:00

Se plantea el uso de leyes multivaluadas para el control de sistemas hamiltonianos con puerto. Se muestra que, si el control multivaluado satisface la propiedad de monotonía creciente, entonces la acción de control es pasiva, el sistema en lazo cerrado está bien definido y se logra la regulación de salida en forma robusta. Se propone una metodología concreta para construir controles máxima y monótonamente crecientes. El esquema de control se ajusta naturalmente a sistemas descritos originalmente por operadores multivaluados, como lo son los sistemas mecánicos con restricciones unilaterales y los circuitos con diodos y transistores.

Aportaciones al control de vehículos aéreos no tripulados en México

2022-05-06T11:58:59+02:00

El avance en el desarrollo de sistemas microelectromecánicos (MEMS) hizo posible el uso de sensores inerciales y visuales en vehículos aéreos no tripulados de pequeñas dimensiones y bajo costo. Este hecho potenciado con herramientas de la teoría de control automático y las ingenierías aeronáutica, mecatrónica e informática ha permitido lograr niveles de autonomía sorprendentes en este tipo de vehículos. Este trabajo describe una cronología sobre el desarrollo de vehículos aéreos no tripulados desarrollados por investigadores mexicanos. Además, se presenta una solución al problema de seguimiento de trayectorias para el vehículo multi rotor conocido como cuatrirotor. El algoritmo de control se sintetiza siguiendo la metodología conocida como sistema de control total de la energía (TECS). Finalmente, la estrategia de control propuesta se evalúa experimentalmente en tiempo real estricto utilizando un cuatrirotor hecho en casa.

Control de microrredes eléctricas de potencia: un enfoque hamiltoniano

2022-04-22T12:50:50+02:00

En este trabajo se aborda el problema de control de Microrredes de potencia desde la perspectiva del Control Basado en Pasividad. Se presenta un esquema de control interno básico por medio del cual se garantiza que las variables asociadas a los convertidores de potencia tienden a valores de referencia pre-establecidos por un segundo esquema de control, el cual es responsable de un despacho de potencia adecuado. De manera específica, se presentan tres alternativas de diseño para este segundo tipo de control. Los resultados presentados son una compilación de propuestas hechas bajo el enfoque de pasividad y explotan la propiedad fundamental de que las redes estudiadas exhiben una estructura de sistema Hamiltoniano Controlado por Puerto. En contraste con resultados frecuentemente utilizados en la literatura, para las contribuciones presentadas se incluye la prueba formal (matemática) de sus propiedades de estabilidad. Adicionalmente, se muestra como la estructura de los esquemas propuestos satisfacen todos los requisitos impuestos para obtener una implementación práctica atractiva.