Revista Iberoamericana de Automática e Informática - Vol 15, No 1 (2018)
Tabla de contenidos
Presentación
Nota de Redacción
Sección Especial: Automatización y control de sistemas marinos y submarinos
- Centro de Control de Tierra para Colaboración de Vehículos Autónomos Marinos
- Modelado Dinámico y Control de un Dispositivo Sumergido Provisto de Actuadores Hidrostáticos
- Hacia la Navegación Visual de un Vehículo Autónomo Submarino en Áreas con Posidonia Oceanica
- Control IDA-PBC de un Vehículo Submarino Subactuado
- Sistema de Visión Subacuático Inalámbrico Usando un Algoritmo de Compresión Progresivo con Región de Interés
- Estimación Eficiente de Parámetros y Control en Base a un Sistema de Guía LOS Modificado de un Vehículo Subacuático
- UWSim, un simulador submarino conectado a la nube como herramienta educacional
Artículos
- Método para Cálculo de Puntos de Equilibrio en Sistemas Dinámicos Basado en Sincronización Adaptativa
- Estabilización Automática de una Bicicleta sin Conductor mediante el Enfoque de Control por Rechazo Activo de Perturbaciones
- Comparación entre Rectificador Trifásico con Conmutación Simétrica y Convertidor AC/AC para la Mejora del Factor de Potencia en Microcentrales Hidroeléctricas
- Control de Tracción para un Vehículo Eléctrico basado en Observadores no Lineales
- Detección de Fibrilación Ventricular Mediante Tiempo-Frecuencia y Clasificador KNN sin Extracción de Parámetros
Obituario
- En recuerdo de Jesús Manuel de la Cruz García Discípulo, compañero y amigo
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Item type: Otros , Access status: Abierto , Item type: Otros , Access status: Abierto , Item type: Artículo , Access status: Abierto , Hacia la Navegación Visual de un Vehículo Autónomo Submarino en Áreas con Posidonia Oceanica(Universitat Politècnica de València, 2017-12-05) Bonin-Font, Francisco; Coll Gomila, Carles; Oliver Codina, Gabriel; Ministerio de Economía y Competitividad; European Regional Development Fund[ES] Este artículo presenta los resultados de un estudio experimental exhaustivo que determina el tipo de características visuales que presentan una mayor robustez, estabilidad y trazabilidad en imágenes submarinas tomadas en entornos colonizados con Posidonia Oceanica (P.O.), sean consecutivas o que cierran bucles (imágenes que muestran una misma área, parcial o totalmente, tomadas en tiempos distintos, desde puntos de vista distintos o incluso en condiciones de iluminación diferentes). El trabajo se ha centrado en dos puntos fundamentales: a) evaluar la capacidad que pueden tener varias técnicas de aumento de contraste en imágenes con P.O. a la hora de aumentar el número y calidad de las características visuales, y b) encontrar la combinación detector/descriptor invariante a rotación y traslación, que maximiza el número de correspondencias inliers usadas posteriormente para el cálculo de la odometria visual, o en el registro de imágenes que cierran bucles.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Método para Cálculo de Puntos de Equilibrio en Sistemas Dinámicos Basado en Sincronización Adaptativa(Universitat Politècnica de València, 2017-12-05) Prian Rodríguez, Manuel; López Sánchez, Manuel J.; Moreno Verdulla, J. Francisco[ES] En este trabajo se propone un sistema de control equivalente a un método numérico para el cálculo de los puntos de equilibrio de sistemas dinámicos, donde dichos equilibrios pueden ser empleados como señal de referencia en diversas técnicas de control. El procedimiento propuesto está basado en la sincronización adaptativa entre un oscilador y un modelo de referencia conducido por las variables de estado del oscilador. Se realiza un análisis de estabilidad y se propone un algoritmo de cálculo simplificado. Finalmente, se muestran resultados satisfactorios de simulación numérica.Item type: Otros , Access status: Abierto , En recuerdo de Jesús Manuel de la Cruz García Discípulo, compañero y amigo(2017-12-05) Dormido, Sebastián[ES] [Obituario]Item type: Artículo , Access status: Abierto , Control de Tracción para un Vehículo Eléctrico basado en Observadores no Lineales(Universitat Politècnica de València, 2017-12-05) Aligia, Diego A.; Magallán, Guillermo A.; De Angelo, Cristian H.; Universidad Nacional de Río Cuarto; Fondo para la Investigación Científica y Tecnológica, Argentina; Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica, Argentina; Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas, Argentina[ES] En este trabajo se propone una estrategia de control de tracción para un vehículo eléctrico de cuatro ruedas, basada en observadores no lineales que permiten estimar la fuerza máxima que se puede transferir al suelo. El conocimiento de la fuerza máxima permite realizar un control del deslizamiento de los neumáticos de tracción, evitando que las ruedas patinen aún en superficies de baja adherencia. La estrategia propuesta permite además evitar que se produzca un momento de guiño no deseado en el vehículo cuando las condiciones de suelo a cada lado del mismo son diferentes. Con ello se logra mejorar la eficiencia y el control del vehículo, evitando posibles pérdidas de estabilidad que pueden resultar en riesgos para sus ocupantes. Tanto el observador como el control propuestos son diseñados en base a un modelo dinámico rotacional de la rueda y un modelo de fuerzas de brush. Se presentan resultados de simulación obtenidos empleando un modelo completo de vehículo sobre la plataforma Simulink/CarSim.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Comparación entre Rectificador Trifásico con Conmutación Simétrica y Convertidor AC/AC para la Mejora del Factor de Potencia en Microcentrales Hidroeléctricas(Universitat Politècnica de València, 2017-12-05) Bory Prevez, Henry; Martínez García, Herminio; Vázquez Seisdedos, Luís; Chang Mumañ, Francisco; Enríquez García, Lorenzo Alfredo[ES] Muchas de las microcentrales hidroeléctricas, útiles por la producción de electricidad en regiones de difícil acceso, operan en régimen autónomo, por lo que es necesario realizar la regulación de frecuencia de la tensión generada. Una vía de regular frecuencia es variando la potencia disipada en cargas balastros mediante convertidores AC-AC. Estos convertidores consumen potencia reactiva, empeorando el factor de potencia a la salida del generador. Sin embargo, una alternativa para evitar el empeoramiento del factor de potencia, es el empleo de un rectificador trifásico a diodos tipo puente con interruptor, en serie con la carga, conmutado con ángulo simétrico. El objetivo del presente artículo es comparar dicho rectificador mencionado y el convertidor de AC-AC, esquema más empleado actualmente, respecto a parámetros de interés como es el factor de potencia a la salida del generador eléctrico de las microcentrales hidroeléctricas que regulan frecuencia por el método de carga lastre.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Modelado Dinámico y Control de un Dispositivo Sumergido Provisto de Actuadores Hidrostáticos(Universitat Politècnica de València, 2017-12-05) Pérez de la Portilla, Marina; López Piñeiro, Amable; Somolinos Sánchez, José Andrés; Morales Herrera, Rafael; Ministerio de Economía y Competitividad[ES] Las corrientes marinas, fuente de energía renovable más predecible, localizan la mayor parte de su energía en altas profundidades. Para aprovechar esta energía se están desarrollando dispositivos flotantes, de tipo fondeado. La viabilidad económica de estos dispositivos requiere el abaratamiento de costos. El desarrollo de sistemas de control que permitan el cambio automático de orientación y profundidad del generador, con el fin de abaratar las maniobras de mantenimiento y aprovechar el recurso energético de forma óptima, resulta imprescindible. En este trabajo se presenta un actuador hidrostático y se realiza un modelo dinámico simple para control, de un dispositivo de dos grados de libertad, con un sistema de control de lastre. A partir de este modelo se ha desarrollado una ley de control multivariable, basada en una matriz de desacoplamiento no lineal y en la compensación de los términos de fricción y compresibilidad. Finalmente, la bondad del controlador ha sido validada mediante simulación.Item type: Artículo , Access status: Abierto , UWSim, un simulador submarino conectado a la nube como herramienta educacional(Universitat Politècnica de València, 2017-12-05) Pérez, Javier; Fornas, David; Marín, Raúl; Sanz, Pedro J.; Ministerio de Economía y Competitividad; Generalitat Valenciana; Universitat Jaume I[ES] La creciente demanda social de nuevas aplicaciones de la robótica, desde robots domésticos a coches autónomos, confirma la conveniencia de utilizar dicha tecnología como factor motivante en el contexto educacional. Así, el presente trabajo analiza cómo canalizar esta motivación hacia fines productivos, poniendo el énfasis en las posibilidades que ofrecen los simuladores de robots submarinos. En particular, se propone un entorno de aprendizaje en la nube con un simulador capaz de evaluar al alumno como eje central del sistema. Utilizando este tipo de herramientas tan solo es necesario un dispositivo capaz de acceder a Internet a través de un navegador para alcanzar una cantidad virtualmente ilimitada de recursos. Como caso de estudio, se detallan las mejoras implementadas, en una aplicación de seguimiento de tuberías submarinas, creando un entorno de comparación en la nube que permite a los alumnos competir por obtener el mejor resultado posible. Finalmente, es importante destacar que se aporta una primera experiencia de aplicación en un contexto de enseñanza real de la herramienta propuesta, demostrándose la viabilidad e idoneidad de la misma para el aprendizaje de robótica y ROS.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Centro de Control de Tierra para Colaboración de Vehículos Autónomos Marinos(Universitat Politècnica de València, 2017-12-05) Bonache Seco, J.A.; Dormido Canto, J.; Montalvo Martinez, M.; López-Orozco, J.A.; Besada Portas, E.; de la Cruz Garcia, J.M.; Ministerio de Economía y Competitividad[ES] El Centro de Control de Tierra (CCT) es uno de los elementos imprescindibles para la supervisión y control de vehículos autónomos que realizan misiones complejas. En la actualidad cada vez hay más aplicaciones donde se utilizan múltiples vehículos autónomos y el tradicional Centro de Control está evolucionando para ser capaz de gestionar diversos vehículos y operadores. Este artículo presenta las características más relevantes de un CCT adaptable y versátil, especialmente diseñado para que un equipo heterogéneo de operadores puedan monitorizar y supervisar el funcionamiento colaborativo de un conjunto heterogéneo de vehículos autónomos. Entre estas características destacan la posibilidad de, según las necesidades de los operadores y de la misión, 1) reconfigurar cuál (y cómo) es la información que se muestra de cada vehículo a cada operador, 2) definir alarmas que atraigan la atención de los operadores ante determinados eventos (y liberen su carga de trabajo mientras estos no se den) y 3) re-asignar en tiempo real la gestión de los vehículos a los diferentes operadores. Para alcanzarlas, se ha realizado un cuidadoso diseño de la arquitectura software del CCT, que se detalla en el artículo y que se encuentra formada por: un módulo de comunicaciones; un módulo planificador de alto nivel; un módulo (replicable en tantos equipos como se desee) de monitorización y supervisión de vehículos; y tantos módulos comandadores como vehículos diferentes existan en la misión. Este CCT ha sido desarrollado dentro del proyecto de investigación SALACOM (Sistema Autónomo de Localización y Actuación ante Contaminantes en el Mar), en el que dos barcos autónomos maniobran de forma colaborativa para desplegar una barrera para la contención de un vertido contaminante en el mar ydonde la incorporación del operador en la supervisión y control de las maniobras de los vehículos es un requisito imprescindible para dar seguridad y confianza a la operación realizada. Finalmente, se presenta un caso de uso del Centro de Control de Tierra donde se realiza una maniobra de seguimiento entre dos vehículos autónomos de superficie.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Estabilización Automática de una Bicicleta sin Conductor mediante el Enfoque de Control por Rechazo Activo de Perturbaciones(Universitat Politècnica de València, 2017-12-05) Baquero-Suárez, Mauro; Cortes-Romero, John; Arcos-Legarda, Jaime; Coral-Enriquez, Horacio[ES] Este trabajo propone una estrategia de Control por Rechazo Activo de Perturbaciones (ADRC), usando observadores extendidos de perturbación, para estabilizar una bicicleta en movimiento, sin conductor y con una velocidad de avance variable. Aunque la bicicleta tiene una dinámica inestable y no lineal alrededor de su posición vertical, que puede modelarse como un sistema Lineal de Parámetros Variantes (LPV) dependientes de la velocidad, el diseño del controlador usa un modelo simplificado de parámetros concentrados invariantes en el tiempo y una velocidad nominal constante. El esquema ADRC agrupa las discrepancias entre el modelo simplificado y la planta, junto con las perturbaciones externas en una señal aditiva unificada, que es estimada a través del observador y realimentada mediante una ley de control lineal para rechazarla. La efectividad de la estrategia es validada mediante una co-simulación entre ADAMS y MATLAB, la cual exhibe un alto desempeño y robustez sobre un modelo dinámico virtual de la bicicleta, sometida a perturbaciones externas severas y variaciones de parámetros.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Control IDA-PBC de un Vehículo Submarino Subactuado(Universitat Politècnica de València, 2017-12-05) Infante-García, Diego; Sandoval, Jesús; Gutiérrez–Jagüey, Joaquín; Bugarin, Eusebio; Departamento de Ingeniería Mecánica y de Materiales; Instituto Universitario de Investigación Concertado de Ingeniería Mecánica y Biomecánica; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial; Tecnológico Nacional de México; Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, México[ES] En este trabajo se presenta el diseño de un IDA-PBC (Interconnection and Damping Assignment-Passivity Based Control) para la regulación de un vehículo submarino subactuado. Se consideran seis grados de libertad y cuatro propulsores como actuadores, lo cual es un desafío para su control de movimiento. Específicamente, el IDA-PBC diseñado permite llevar el vehículo a una profundidad y orientación deseadas y constantes. Resultados de simulación sobre el modelo del vehículo submarino utilizado validan el desempeño del sistema de control propuesto.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Detección de Fibrilación Ventricular Mediante Tiempo-Frecuencia y Clasificador KNN sin Extracción de Parámetros(Universitat Politècnica de València, 2017-12-05) Mjahad, Azeddine; Rosado Muñoz, Alfredo; Bataller Mompeán, Manuel; Francés Víllora, Jose V.; Guerrero Martínez, Juan F.[ES] Este trabajo propone la detección de FV y su discriminación de TV y otros ritmos cardiacos basándose en la representación tiempo-frecuencia del ECG y su conversión en imágen como entrada a un clasificador de vecinos más cercanos (KNN) sin necesidad de extracción de parámetros adicionales. Tres variantes de datos de entrada al clasificador son evaluados. Los resultados clasifican la señal en cuatro clases diferentes: ’Normal’ para latidos con ritmo sinusal, ’FV’ para fibrilación ventricular, ’TV’ para taquicardia ventricular y ’Otros’ para el resto de ritmos. Los resultados para detección de FV mostraron 88,27% de sensibilidad y 98,22% de especificidad para la entrada de imágen equivalente reducida que es la más rápida computacionalmente a pesar de obtener resultados de clasificación ligeramente inferiores a las representaciones no reducidas. En el caso de TV, se alcanzó un 88,31% de sensibilidad y 98,80% de especificidad, un 98,14% de sensibilidad y 96,82% de especificidad para ritmo sinusal normal y 96,91% de sensibilidad con 99,06% de especificidad para la clase ’Otros’. Finalmente, se realiza una comparación con otros algoritmos.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Estimación Eficiente de Parámetros y Control en Base a un Sistema de Guía LOS Modificado de un Vehículo Subacuático(Universitat Politècnica de València, 2017-12-05) Revestido Herrero, Elías; Velasco, Francisco J.; Vega, Luis M.; Lastra, Francisco J.; Ministerio de Defensa; Ministerio de Ciencia e Innovación[ES] En este trabajo, se propone una metodología para la mejora de la eficiencia en la estimación de parámetros de un modelo de maniobra no lineal de un vehículo subacuático no tripulado con forma de torpedo. Para este cometido, se dispone de datos de diferentes ensayos, llevados a cabo con el citado vehículo en las instalaciones del Canal de Experiencias Hidrodinámicas del Pardo, Madrid. En la metodología propuesta, se tiene en cuenta los siguientes aspectos para mejorar la eficiencia en la estimación de los parámetros: selección del periodo de muestreo, suavizado de los datos adquiridos en los ensayos considerando un compromiso entre varianza y sesgo del filtro suavizador a aplicar, análisis del modelo de regresión lineal clásico planteado en cada ensayo, desde el punto de vista estadístico para la estimación de los parámetros. Las mejora de la eficiencia se verifica mediante métodos gráficos y estadísticos. Además, se propone una modificación del método line-of-sight (LOS) convencional que proporciona resultados satisfactorios en presencia de corrientes oceánicas mediante la realización de un procedimiento sencillo.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Sistema de Visión Subacuático Inalámbrico Usando un Algoritmo de Compresión Progresivo con Región de Interés(Universitat Politècnica de València, 2017-12-05) Rubino, Eduardo M; Centelles, D.; Sales, Jorge; Martí, José V.; Marín, Raúl; Alvares, Alberto J.; Sanz, Pedro J.; Generalitat Valenciana; Universitat Jaume I; Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, Brasil; Ministerio de Economía y Competitividad[ES] La creciente demanda en todo el mundo de sistemas de intervención submarina en diversos dominios de aplicación requiere sistemas más versátiles y económicos. Empleando un sistema de comunicación inalámbrica, los robots semiautónomos supervisados disponen de libertad de movimientos y, al mismo tiempo, permiten al operador obtener información visual y supervisar la intervención. Por otro lado, la velocidad de transmisión de datos típica de los canales inalámbricos submarinos es, en general, muy limitada, siendo necesaria la aplicación de técnicas de compresión avanzadas. En este artículo se presenta principalmente el algoritmo DEBT (Depth Embedded Block Tree) para la compresión progresiva de imágenes con región de interés (ROI). Los resultados demuestran ventajas con respecto a otros algoritmos de compresión, y la posibilidad de ejecución del algoritmo en tiempo real en ordenadores embebidos de bajo consumo basados en ARM.