Revista Iberoamericana de Automática e Informática - Vol 10, No 3 (2013)
Tabla de contenidos
Presentación
Nota de Redacción
Tutoriales
- Algoritmos Evolutivos y su empleo en el ajuste de controladores del tipo PID: Estado Actual y Perspectivas
Artículos
- Identificación y Control Wavenet de un Motor de CA
- Estimación de Estado y Control de un Gasificador de Carbón en Lecho Fluidizado Presurizado
- Mejora de la estabilidad, robustez y tiempo de cómputo en CRHPC con BDU
- Control Basado en Eventos de Sistemas de Primer Orden Con Retardo
- Localización personal en entornos interiores con tecnología RFID
- Adición de un Paso de Fusión de Datos al Algoritmo de Mínimos Cuadrados Clásico para Mejorar la Estima del Campo de Flujo Óptico
- Diseño de AUV.Arquitectura de hardware y software
- Algoritmo genético permutacional para el despliegue y la planificación de sistemas de tiempo real distribuidos
Benchmarks
- Identificación y control en cascada mediante inversión de no linealidades del cuatrirrotor para el Concurso de Ingeniería de Control CEA IFAC 2012
Memorias
- Memorias de la Automática. Entrevista con Javier Aracil Santonja: Creador de la escuela sevillana de control automático. 2ª Parte
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Item type: Artículo , Access status: Abierto , Item type: Artículo , Access status: Abierto , Identificación y control en cascada mediante inversión de no linealidades del cuatrirrotor para el Concurso de Ingeniería de Control CEA IFAC 2012(Universitat Politècnica de València, 2013-07-09) Hernández Hernández, Lucía; Pestana, Jesús; Casares Palomeque, Daniel; Campoy, Pascual; Sánchez López, José Luis; Comisión Interministerial de Ciencia y Tecnología; Consejo Superior de Investigaciones Científicas; Ministerio de Ciencia e Innovación[ES] En este trabajo se describen los análisis y los procesos realizados para obtener la identificación del modelo y el diseño del controlador, así como su posterior implementación, para el cuatrirrotor de tipo Parrot AR-Drone. El objetivo de este trabajo es el control del seguimiento autónomo de trayectorias en el plano horizontal XY, definidas de forma flexible por el usuario. La fase de identificación se caracteriza por la separación del modelo en una parte lineal y otra no-lineal, dando lugar a un modelo de tipo Hammerstein. El control está caracterizado por la utilización de un controlador en cascada, con lazo interno de control de velocidad y lazo externo de control de posición. Como elementos característicos, resaltan que: el controlador de velocidad incluye una linealización estática del modelo, y el lazo de posición incluye un bloque no lineal para disminuir el error de seguimiento de la trayectoria pero utilizando una lógica sencilla de tipo controlador de posición. Este estudio tiene como marco la participación en el Concurso de Ingeniería de Control 2012, “Control autónomo del seguimiento de trayectorias de un vehículo cuatrirrotor” organizado por el Comité Español de Automática y que tuvo lugar en las Jornadas de Automática de Vigo, el pasado septiembre de 2012. El trabajo presentado fue premiado en la primera y la segunda fase del concurso con la primera y tercera posición, respectivamente.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Algoritmo genético permutacional para el despliegue y la planificación de sistemas de tiempo real distribuidos(Universitat Politècnica de València, 2013-07-09) Azketa, Ekain; Gutiérrez, J. Javier; Di Natale, Marco; Almeida, Luís; Marcos, Marga[ES] El despliegue y la planificación de tareas y mensajes en sistemas de tiempo real distribuidos son problemas NP-difíciles (NP- hard), por lo que no existen métodos óptimos para solucionarlos en tiempo polinómico. En consecuencia, estos problemas son adecuados para abordarse mediante algoritmos genéricos de búsqueda y optimización. En este artículo se propone un algoritmo genético multiobjetivo basado en una codificación permutacional de las soluciones para abordar el despliegue y la planificación de sistemas de tiempo real distribuidos. Además de desplegar tareas en computadores y de planificar tareas y mensajes, este algoritmo puede minimizar el número de computadores utilizados, la cantidad de recursos computacionales y de comunicaciones empleados y el tiempo de respuesta de peor caso medio de las aplicaciones. Los resultados experimentales muestran que este algoritmo genético permutacional puede desplegar y planificar sistemas de tiempo real distribuidos de forma satisfactoria y en tiempos razonables.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Estimación de Estado y Control de un Gasificador de Carbón en Lecho Fluidizado Presurizado(Universitat Politècnica de València, 2013-07-09) Botero, H.; Álvarez, H.; Gómez, L.[ES] El número de fluidización (N f ) indica la calidad de la fluidización de un lecho fluidizado, por lo tanto es una variable importante pero difícil, sino imposible, de medir directamente. En este trabajo se propone una estructura de estimación de estado y control del N f para un gasificador de carbón en lecho fluidizado. La estructura de estimación se basa en un modelo del proceso, ecuaciones complementarias y la combinación de estimadores de estado clásicos, lo cual permite reconstruir el N f con la información de otras variables directamente medibles. Con base en el estimador diseñado se proponen lazos de control realimentado para el N f y para la concentración de hidrógeno. El esquema completo se prueba mediante simulación ante cambios en los parámetros del modelo, las entradas al proceso y las referencias de los controladores generando resultados totalmente satisfactorios.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Nota de Redacción(Universitat Politècnica de València, 2013-07-09) Albertos, Pedro[ES] [ Nota de Redacción ]Item type: Artículo , Access status: Abierto , Diseño de AUV.Arquitectura de hardware y software(Universitat Politècnica de València, 2013-07-09) Martínez, Alain; Rodriguez, Yidier; Hernández, Luis; Guerra, Carlos; Lemus, Jorge; Sahli, Hichem; Flemish Interuniversity Council[ES] El presente documento discute la estrategia bajo la que fueron concebidas la arquitectura de hardware y software para el prototipo de vehículo autónomo: HRC-AUV, así como la selección de los elementos fundamentales que las componen. El diseño obtenido pondera la sencillez y el desarrollo en condiciones de bajo costo, factores útiles a investigadores que comienzan su actividad en este campo. El trabajo resume las prestaciones que brindan dichas estructuras y las pruebas preliminares de operatividad a que han sido sometidas para demostrar la validez de su empleo en la explotación de un AUV. De igual forma se presentan los modelos dinámicos linealizados de la planta, utilizados en la sintonía de los lazos de control. La respuesta de dichos lazos y en general del HRC-AUV navegando en el océano, es presentada a través de los resultados obtenidos en varias pruebas experimentales.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Localización personal en entornos interiores con tecnología RFID(Universitat Politècnica de València, 2013-07-09) Seco, Fernando; Koutsou, Katerina; Ramos, Francisco; Jiménez, Antonio R.; Ministerio de Ciencia e Innovación; Consejo Superior de Investigaciones Científicas[ES] Este trabajo presenta un sistema de posicionamiento local (LPS) para personas en entornos interiores basado en la combinación de tecnología RFID activa y una metodología bayesiana de estimación de la posición a partir de la fuerza de las señales de RF recibidas. La complejidad inherente a la propagación de las ondas de RF en entornos interiores causa grandes fluctuaciones en el nivel de la fuerza de la señal, por lo que las técnicas bayesianas, de naturaleza estadística, tienen ventajas significativas frente a métodos de posicionamiento más comunes, como multilateración, minimización cuadrática o localización por fingerprinting. En la validación experimental del sistema RFID-LPS se consigue un error de posicionamiento medio de 2.10 m (mediana de 1.84 m y 3.89 m en el 90% de los casos), en un área abarcada de 475 m2 con 29 tags RFID, y con velocidades de desplazamiento de hasta 0.5 m/s, prestaciones iguales o superiores a otros sistemas del estado del arte. Aunque existen precedentes en Robótica móvil, la combinación de métodos bayesianos y tecnología RFID activa usada en este trabajo es original en el marco de los sistemas de localización de personas, cuyos desplazamientos son generalmente más impredecibles que los de los robots. Otros aspectos novedosos investigados son la posibilidad de alcanzar una estimación conjunta de posición y orientación de un usuario con dos métodos distintos (uso de antenas directivas y aprovechamiento de la atenuación de la señal de RF por el cuerpo humano), la escalabilidad del sistema RFID-LPS, y la estimación de la posición por técnicas bayesianas en sistemas simples que pueden detectar los marcadores RFID, pero no medir su fuerza de señal.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Identificación y Control Wavenet de un Motor de CA(Universitat Politècnica de València, 2013-07-09) Ramos Velasco, L.E.; Ramos Fernández, J.C.; Islas Gómez, O.; García Lamont, J.; Espejel Rivera, M.A.; Márquez Vera, M.A.; Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, México[ES] En el presente artículo se muestra un esquema de identificación y control que sintoniza en línea las ganancias proporcional, integral y derivativa de un controlador PID discreto aplicado a un sistema dinámico SISO. Esto se logra empleando una red neuronal de base radial con funciones de activación wavelet hijas Morlet (wavenet) adicionalmente en cascada un filtro de respuesta infinita al impulso (IIR). Dicho esquema es aplicado en tiempo real para controlar la velocidad de un motor de inducción de CA trifásico del tipo jaula de ardilla (MIJA) alimentado con un variador de frecuencia trifásico, de esta forma se muestra cómo este esquema de identificación y control en línea, puede ser implementado en este tipo de plantas que son ampliamente utilizadas en la industria, sin la necesidad de obtener los parámetros del modelo matemático del conjunto variador de frecuencia-motor de inducción trifásico. Se presentan los resultados obtenidos en simulación numérica y experimentales, empleando para esto la plataforma de LabVIEW.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Adición de un Paso de Fusión de Datos al Algoritmo de Mínimos Cuadrados Clásico para Mejorar la Estima del Campo de Flujo Óptico(Universitat Politècnica de València, 2013-07-09) Soria, Carlos M.; Sarcinelli Filho, Mario; Carelli, Ricardo; Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva, Argentina; Coordenaçao de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, Brasil[ES] En este artículo se propone una versión mejorada del método clásico basado en el criterio de mínimos cuadrados para estimar el campo de flujo óptico. La esencia de la propuesta es fusionar algunas estimas de un mismo vector de flujo óptico, obtenidas por el criterio de mínimos cuadrados, para generar una estima más precisa de dicho vector. Se discuten dos propuestas para obtener las estimas a fusionar en base al criterio clásico de mínimos cuadrados, generando dos versiones modificadas del algoritmo claásico. Se presentan los resultados obtenidos aplicándose los dos algoritmos propuestos para estimar los vectores de flujo óptico correspondientes a dos imágenes sucesivas de la secuencia de vídeo conocida como SRI Trees. Finalmente se enumeran algunas situaciones, en términos de navegación de robots móviles, en las cuales dichos algoritmos podrían ser utilizados, como forma de resaltar la aplicabilidad de los resultados de esta investigación.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Control Basado en Eventos de Sistemas de Primer Orden Con Retardo(Universitat Politècnica de València, 2013-07-09) Ruiz, Ángel; Jiménez, Jorge E.; Sánchez, José; Dormido, Sebastián; Ministerio de Ciencia e Innovación; European Regional Development Fund[ES] La teoría de control PID en su vertiente discreta, apoyándose en una gestión periódica de los muestreos (eventos planificados en tiempo) se considera un área madura dentro del paradigma del control automático. Por el contrario, la planificación por eventos deriva, casi inevitablemente, en muestreos asíncronos planteando, problemas adicionales que necesitan ser caracterizados y estudiados. Bajo este escenario, aspectos como la sintonía de los controladores y las condiciones para la estabilidad global o la ausencia de ciclos límite siguen siendo temas que todavía están lejos de ser completamente resueltos. Con el trabajo actual se presenta un nuevo esquema de muestreo y control basado en eventos para sistemas de primer orden con retardo para el que se han analizado los aspectos anteriores. El esquema se basa en el Predictor de Smith para la compensación de los retardos, y en el algoritmo de muestreo SSOD (Symmetric Send- On-Delta) para la generación de los eventos. En base a este esquema, se desarrolla el análisis de estabilidad y se propone una metodología de sintonía con una interpretación intuitiva y eficaz.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Algoritmos Evolutivos y su empleo en el ajuste de controladores del tipo PID: Estado Actual y Perspectivas(Universitat Politècnica de València, 2013-07-09) Reynoso Meza, Gilberto; Sanchís Saez, Javier; Blasco, Xavier; Martínez Iranzo, Miguel Andrés; Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática; Instituto Universitario de Automática e Informática Industrial; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial; Generalitat Valenciana; Universitat Politècnica de València; Ministerio de Ciencia e Innovación[ES] Los controladores PID continúan siendo una solución fiable, robusta, práctica y sencilla para el control de procesos. Actualmente constituyen la primera capa de control de la gran mayoría de las aplicaciones industriales. De ahí que un número importante de trabajos de investigación se han orientado a mejorar su rendimiento y prestaciones. Las líneas de investigación en este campo van desde nuevos métodos de ajuste, pasando por nuevos tipos de estructura hasta metodologías de diseño integrales. Particularizando en el ajuste de parámetros, una de las formas de obtener una solución novedosa consiste en plantear un problema de optimización, el cual puede llegar a ser no-lineal, no-convexo y con restricciones. Dado que los algoritmos evolutivos han mostrado un buen desempeño para solucionar problemas complejos de optimización, han sido utilizados en diversas propuestas relacionadas con el ajuste de controladores PID. Este trabajo muestra un revisión de estas propuestas y las prestaciones obtenidas en cada caso. Así mismo, se identifican algunas tendencias y posibles líneas de trabajo futuras.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Memorias de la Automática. Entrevista con Javier Aracil Santonja: Creador de la escuela sevillana de control automático. 2ª Parte(Universitat Politècnica de València, 2013-07-09) Dormido, Sebastián[ES] [Memorias de la Automática. Entrevista con Javier Aracil Santonja: Creador de la escuela sevillana de control automático. 2ª Parte]Item type: Artículo , Access status: Abierto , Mejora de la estabilidad, robustez y tiempo de cómputo en CRHPC con BDU(Elsevier, 2013-07) Ramos Fernández, César; Martínez Iranzo, Miguel Andrés; Sanchís Saez, Javier; Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática; Instituto Universitario de Automática e Informática Industrial; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial[ES] En este artículo presentamos un nuevo modelo de tareas donde el periodo de una tarea no es un valor fijo sino que, de acuerdo con un interpretación más amplia, el periodo puede ser elegido dentro de un intervalo de periodos aceptables. El objetivo principal es dotar al modelo de flexibilidad suficiente para que sea posible una reducción drástica del hiperperiodo del conjunto de tareas. El modelo está enfocado a sistemas de planificación cíclica, donde el ciclo del plan está determinado por el hiperperiodo. Sin embargo, la propuesta también es aplicable a la generación de cargas sintéticas para simulaciones, donde la reducción del hiperperiodo tiene beneficios en términos de complejidad y duración de la simulación. Debido a que el hiperperiodo crece exponencialmente con el número de tareas y con el valor de sus periodos, el análisis de los sistemas se vuelve intratable si el hiperperiodo excede unos límites razonables. A su vez, se propone un algoritmo que permite el cálculo del hiperperiodo de acuerdo con el modelo de tareas presentado. Este algoritmo es capaz de calcular el hiperperiodo mínimo incluso para conjuntos de tareas grandes, donde la enumeración exhaustiva no es factible.