Revista Iberoamericana de Automática e Informática - Vol 13, No 1 (2016)
Tabla de contenidos
Presentación
Nota de Redacción
Tutoriales
- Sistemas Integrados de Potencia en Buques Offshore: Control, tendencias y retos
Artículos
- Una introducción al ajuste de parámetros de controladores PI utilizados en el control del generador de inducción con rotor bobinado
- Herramienta para la sintonía robusta de controladores PI/PID de dos grados de libertad
- Diseño de Sistemas de Control con Restricciones por Realimentación de Salida Aplicado a un Sistema Hidráulico
- Revisita al control de plantas mal condicionadas con H∞ “Estructurado”
- Control Tolerante a Fallas en una Suspensión Automotriz Semi-Activa
- Control Tolerante a Fallas Activo en Sensores y Actuadores: Aplicación a una Columna de Destilación
- Control desacoplado de un actuador de rigidez variable para robots asistenciales
- Análisis de Desempeño de un Protocolo para Redes Inalámbricas de Sensores Basado en TDMA con Capacidades de Radio Cognoscitivo
- Proyecto SAFEBUS: Sistemas Avanzados de Seguridad Integral en Autobuses
- Diseño de controladores para inversores monofásicos operando en modo isla dentro de una microrred
- Extensión del Rango de Operación con Conmutación Suave de un Convertidor CC-CC Bidireccional de Tres Puertos
- Memorias de la Automática. Entrevista con José Antonio Cordero Martín: Director y alma del Instituto de Automática Industrial del CSIC. 1a Parte
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Item type: Artículo , Access status: Abierto , Control desacoplado de un actuador de rigidez variable para robots asistenciales(Elsevier, 2016-01-10) Medina, J.; Jardón, A.; Balaguer, C.; Comunidad de Madrid; Ministerio de Ciencia e Innovación[EN] The variable stiffness actuators are devices that change the position and stiffness of a robot simultaneously. In recent years have been designed and developed many devices of this type, hoping to ensure safety in human-robot interaction and improve the dynamic performance of robots. In this article, we present the control of a variable stiffness actuator with serial configuration. The control strategy is based on feedback linearization and adjustment of two linear controllers. This allows the control, independently, of the stiffness and the equilibrium position of the joint. Finally, the behavior of this device within the assistive robot ASIBOT, is simulated in order to assess: the controller performance, changes in the dynamics of the robot and possible advantages of a level of safety during physical interaction human-robot.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Diseño de controladores para inversores monofásicos operando en modo isla dentro de una microrred(Elsevier, 2016-01-10) Ortega, R.; Carranza, O.; Sosa, Julio C.; García, V.; Hernández, R.[ES] En este trabajo se presenta el diseño e implementación de tres controladores: control proporcional-integral, control proporcional-integral más controlador resonante y una nueva propuesta de control configurada con un control proporcional-integral + controlador proporcional más controlador resonante. El diseño de estos controladores está orientado a la operación de inversores en modo isla dentro del contexto de las microrredes, su rendimiento ha sido validado por medio de resultados de simulaciones y por medio de pruebas experimentales. Particularmente, la configuración de control propuesta presenta como ventaja respecto a los otros dos controladores, el evitar fenómenos de saturación que se presentan en los sistemas, los cuales ocurren cuando se presentan señales de control de gran amplitud. Además de mejorar el rechazo de perturbaciones que se presentan, cuando el inversor alimenta cargas lineales y no lineales. Es decir, con la combinación de ambos controladores, se consigue una solución adecuada para reducir la distorsión armónica total en la tensión de salida de un inversor monofásico, cuando se alimentan cargas en forma aislada o bien con el inversor desconectado de la red.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Diseño de Sistemas de Control con Restricciones por Realimentación de Salida Aplicado a un Sistema Hidráulico(Elsevier, 2016-01-10) Cappelletti, Carlos A.; Adam, Eduardo J.; Universidad Nacional del Litoral, Argentina[EN] This paper presents the controller design for output feedback by using LMI to filfull H2 and H∞ performance criteria and pole placement. Based on the above design, it is shown how to compute the parameters of a PID industrial controller. The controllers here proposed are applied to a level control of an hydraulic system of laboratory scale, where the level of one tank is controlled by manipulating the inlet flow to the other tank. Through numerical simulations, it is shown the performance of the controlled and manipulated variables for the linear optimal controller and PID controller are implemented. Also, experimental tests are included with the tank system in order to compare the performance obtained by the control system when the proposed PID controller and another PIDs adjusted by traditional tuning techniques are implemented.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Una introducción al ajuste de parámetros de controladores PI utilizados en el control del generador de inducción con rotor bobinado(Elsevier, 2016-01-10) Murari, André L.L.F.; Sguarezi Filho, Alfeu J.; Torrico Altuna, José A.; Jacomini, Rogério V.; Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, Brasil; Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo; Universidade Federal do ABC, Brasil[ES] Este artículo reúne las informaciones básicas del control de generadores de inducción con rotor bobinado (GIRB) para generación eólica, teniendo como objetivo direccionar al nuevo investigador en sus primeros pasos, tornándolo apto al desarrollo de la tecnología sea por medio de modificaciones o por adición de técnicas de accionamiento y control. El estator del GIRB está conectado directamente a la red eléctrica y su rotor a través de un duplo convertidor llamado back-to-back. En este sentido, este artículo presenta una propuesta para el diseño de las ganancias de los controladores proporcional-integral (PI) utilizados en el control vectorial de potencias para el convertidor del lado del rotor del GIRB con el uso de la técnica de compensación por polos. También son presentadas las mallas de control de corriente del convertidor conectado a la red eléctrica, el diseño de la capacitancia de enlace de corriente continua y de la inductancia del filtro de armónicos. Los resultados de la simulación son presentados para validar la propuesta.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Sistemas Integrados de Potencia en Buques Offshore: Control, tendencias y retos(Elsevier, 2016-01-10) Valera García, Juan José; Atutxa Lekue, Íñigo; Ministerio de Economía y Competitividad[EN] The offshore vessels require a high precision speed control and dynamic positioning. Adverse weather conditions and/or rough waves give rise to high disturbances that must be rejected by the control system to keep the vessel position in the area or station where the vessel operation is being executed. Other requirements related to the safety, reliability and robustness must be obviously ensured. Since more than a decade the power system of this kind of vessels is based on a diesel-electric power plant where the propellers and thruster units are controlled by electrical drives. In this power system the required electrical energy/power is generated through diesel gensets, and distributed to the propulsion drives (and to the rest of vessel utility loads) through a power grid. In this work the most commonly used integrated power system architecture is first introduced thus identifying the control functions and their interdependencies. Some trends and new power system topologies to improve the energy efficiency are then also presented and described. The emergence of new solutions based on DC grids allows the diesel gensets to operate at variable speed and makes the integration of the energy storage systems or even some renewable energy systems easier. However, they present some technical and design challenges in order to ensure a stable and robust solution by design. One of them is related to the stability analysis of the DC grid when multiple nonlinear constant power loads (negative impedance) are connected and thus interacting on the same DC bus.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Nota de Redacción(Elsevier, 2016-01-10) Albertos Pérez, Pedro[ES] En este número se incluye un artículo de carácter tutorial, “Sistemas Integrados de Potencia en Buques Offshore: Control, tendencias y retos”, de Juan José Valera-García. Además, se publican trabajos de temáticas muy variadas, tanto teóricos como aplicados y de carácter docente.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Memorias de la Automática. Entrevista con José Antonio Cordero Martín: Director y alma del Instituto de Automática Industrial del CSIC. 1a Parte(Elsevier, 2016-01-10) Dormido, Sebastián[ES] Primera parte de la entrevista con José Antonio Cordero Martín, Director y del Instituto de Automática Industrial del CSIC.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Extensión del Rango de Operación con Conmutación Suave de un Convertidor CC-CC Bidireccional de Tres Puertos(Elsevier, 2016-01-10) Piris Botalla, Laureano; Oggier, Germán G.; Airabella, Andrés M.; García, Guillermo O.[EN] The behavior of a three-port bidirectional DC-DC converter (TPC) under soft-switching mode applied to hybrid electric systems is analyzed in this paper. The principle of power flow control and the operation under soft-switching mode have been studied to establish the converter operation regions. The parameters considered are the transformer turns ratio and the leakage inductances, which establish the maximum power that can be transferred. As a result, design considerations to operate the TPC under soft-switching mode within a wide operation range, by using the conventional modulation strategy, are presented. Experimental results are included to validate the proposal.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Revisita al control de plantas mal condicionadas con H∞ “Estructurado”(Elsevier, 2016-01-10) Sánchez de la Llana, David; Aranda, Joaquín[ES] Se propone el control con H∞ de una planta destiladora con fuerte acoplamiento. Trabajos previos han considerado que H∞ no es apropiado para el control de este tipo de plantas. Se demuestra que variantes de H∞ que consideren la función de transferencia SoP y la técnica H∞ Estructurado proporcionan resultados de control satisfactorios. Las prestaciones son comparables a controladores μ, siendo los nuevos controladores más fáciles de diseñar y de menor dimensión.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Herramienta para la sintonía robusta de controladores PI/PID de dos grados de libertad(Elsevier, 2016-01-10) Moliner, Roger; Tanda, Rafael[EN] The aim of this article is to expose a robust tuning method for 2DoF PI/PID controllers. It has been formulated as a non-convex optimization problem with some restrictions, in which, the value of objective functions should be minimized based on the absolute error integral, controller fragility and the control signal effort. The solution is made with the Particle Swarn Optimization algorithm. The design, leaned on a model of a plant, has been split for load perturbations and changes on reference responses. The robustness is a restriction based on maximum sensibility Ms and complementary sensibility Mt. The proposal was compared with MIGO and SIMC methods, concluding that PI controllers designed taking into account Ms and Mt circles ensures greater relative stability control system to vary the static gain of the process.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Control Tolerante a Fallas Activo en Sensores y Actuadores: Aplicación a una Columna de Destilación(Elsevier, 2016-01-10) Ortiz Torres, G.; Escobar, R.F.; Adam Medina, M.; Astorga Zaragoza, C.M.; Guerrero Ramírez, G.V.[EN] This work presents the simulation results of an active fault tolerant control system on a distillation column. The aim of the control system is to maintain the binary distillation process (ethanol-water) in continuous operation even if both sensors or actuator fault occurs. To develop the active fault tolerant control system, it was designed a fault detection and diagnosis system by using a full-order high-gain observer to estimate the temperatures and concentrations on the distillation column; the estimation of the temperatures and concentrations was made by using only one measured temperature. Also, there were employed three adaptive observers, one is used to estimate the vapor pressure, the other two observers are used to estimate a parameter in each actuator, in that way is estimated the size, instant and magnitude of the fault. The active fault tolerant system is based on the compensation of the fault based on the information given by the fault detection and diagnosis system. The fault tolerant in sensor is based in the reconfiguration of the faulty sensor. The main contribution of this work is that proposed scheme is able to detect and diagnosis, multiple and simultaneous failures in sensors and at least in one actuator. The simulation test shows that the control law allows that the liquid molar concentrations required in distillates, follow the reference properly, even in presence of faults.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Presentación(Universitat Politècnica de València, 2016-01-10) Quevedo, Joseba[ES] Presentación del concurso para seleccionar la mejor tesis doctoral de 2015 del grupo temático de ingeniería de control.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Control Tolerante a Fallas en una Suspensión Automotriz Semi-Activa(Elsevier, 2016-01-10) Tudón Martínez, Juan C.; Varrier, Sébastien; Morales Menéndez, Rubén; Sename, Olivier; Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, México; Agence Nationale de la Recherche, Francia[ES] Un nuevo controlador tolerante a fallas (FTC por sus siglas en inglés, Fault Tolerant Controller) activo es propuesto para una suspensión automotriz semi-activa, considerando un modelo de un cuarto de vehículo. El diseño está compuesto por: (1) un controlador no-lineal robusto utilizado para aislar las vibraciones en el vehículo causadas por perturbaciones externas y (2) un mecanismo de compensación usado para acomodar fallas aditivas en la fuerza de amortiguamiento. El mecanismo de compensación utiliza un módulo de detección y estimación de fallas robusto, basado en ecuaciones de paridad, para reconstruir la falla; esta información permite calcular la señal de compensación por medio de un modelo inverso del amortiguador para reducir el efecto de la falla en la dinámica vertical de la suspensión. Mientras que el controlador no-lineal, basado en la técnica de control de parámetros variantes lineales (LPV por sus siglas en inglés, Linear Parameter-Varying) está diseñado para aumentar el confort del pasajero y mantener el contacto llanta-suelo. Ante una falla en la fuerza de amortiguamiento, el FTC activo debe asegurar los desempeños de confort y seguridad utilizando la interacción entre el controlador LPV y el compensador. Resultados de simulación en CarSimTM muestran la efectividad del FTC activo respecto a un FTC pasivo y un amortiguador no controlado; el FTC pasivo depende del diseño para su capacidad tolerante, mientras que el FTC activo propuesto mejoró un 50.4% en confort y un 42.4% en agarre de superficie cuando ocurre una falla, en contraste con el amortiguador no-controlado que pierde totalmente su efectividad.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Proyecto SAFEBUS: Sistemas Avanzados de Seguridad Integral en Autobuses(2016) Leopoldo Armesto; Arnal-Benedicto, Laura; Dols Ruiz, Juan Francisco; Girbés, Vicent; Peris, Juan Carlos; Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática; Departamento de Ingeniería Mecánica y de Materiales; Instituto de Diseño para la Fabricación y Producción Automatizada; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Informática; Ministerio de Ciencia e Innovación[EN] It is well known from previous studies, that accidents of buses in urban scenarios, with low speed profiles, make necessary to introduce driving assistance systems. In this sense, this paper describes the results of the SAFEBUS research project “Sistemas Avanzados de Seguridad Integral en Autobuses”. It focuses in safety aspects proposing a system valid at low speed profiles, basically at bus stops. Here, we describe the main ideas exploited in the project and their results, that is, a people detection system together with a driving assistance system with audiovisual and haptic feedback. We also show some experiments and validations carried out at the facilities of Castrosua S.A. company.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Análisis de Desempeño de un Protocolo para Redes Inalámbricas de Sensores Basado en TDMA con Capacidades de Radio Cognoscitivo(Elsevier, 2016) Leyva-Mayorga, Israel; Rivero-Angeles, Mario E.; Carreto-Arellano, Chadwick; Pla, Vicent; Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Telecomunicación; Departamento de Comunicaciones; Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, México; Ministerio de Economía y Competitividad[ES] El Radio Cognoscitivo (CR) tiene como objetivo principal la optimización del uso del espectro en sistemas de portadoras múltiples y ha sido estudiado para lograr mejoras en el desempeño en redes inalámbricas de sensores (WSNs, por sus siglas en inglés), específicamente, en parámetros de calidad de servicio (QoS) como el consumo de energía, retardo promedio de reporte y probabilidad de colisión. Sin embargo es un campo poco estudiado, ya que los nodos suelen presentar limitaciones en cuanto a tamaño y capacidad que no permiten que determinadas técnicas convencionales de CR sean implementadas directamente en redes inalámbricas de sensores. Su uso permite a los usuarios de una red secundaria (SU, aquellos usuarios que no poseen la concesión de la banda a utilizar) el monitoreo del canal de comunicaciones perteneciente a los usuarios de la red primaria (PU, aquellos que han adquirido los derechos de uso de la banda en cuestión) para posteriormente realizar transmisiones sobre el mismo sin afectar significativamente a la QoS de los PUs. En el presente trabajo se estudia WISPER, un protocolo capaz de realizar tareas de monitoreo continuo (CntM) y detección de eventos (EDD) por medio de técnicas de CR sobre una única banda de frecuencia con el objetivo de identificar las características de funcionamiento que mejoran tanto el consumo de energía como la transmisión de datos en ambientes altamente congestionados. Los resultados muestran que al seleccionar cuidadosamente la longitud de las tramas y las tasas de cambio de estado en los nodos de CntM, se logra una mejora importante en el promedio de paquetes perdidos y consumo de energía por unidad de tiempo.