Revista Iberoamericana de Automática e Informática - Vol 14, No 3 (2017)
Tabla de contenidos
Artículos
- Control y Operación de Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales: Modelado y Simulación
- Control del Nivel de Pulpa en un Circuito de Flotación Utilizando una Estrategia de Control Predictivo
- Control no Lineal Robusto de una Máquina para Fabricación de Películas Delgadas
- Observadores Distribuidos Garantistas para Sistemas en Red
- Sistema de Monitoreo Electrónico de Desplazamiento de Tubos de Extensión para Junta Expansiva
- Uso de Plataformas para el Desarrollo de Aplicaciones Virtuales en el Modelado de Robot Manipuladores
- Un Algoritmo de Estimación de Distribuciones copulado con la Distribución Generalizada de Mallows para el Problema de Ruteo de Autobuses Escolares con Selección de Paradas
- Análisis Cinemático del Manipulador Paralelo 4-PRUR Mediante la Teoría de Tornillos
- Sistema Automático Para la Detección de Distracción y Somnolencia en Conductores por Medio de Características Visuales Robustas
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Item type: Artículo , Access status: Abierto , Un Algoritmo de Estimación de Distribuciones copulado con la Distribución Generalizada de Mallows para el Problema de Ruteo de Autobuses Escolares con Selección de Paradas(Universitat Politècnica de València, 2017-07-09) Pérez-Rodríguez, Ricardo; Hernández-Aguirre, Arturo[ES] Aunque los algoritmos de estimación de distribuciones fueron originalmente diseñados para resolver problemas con dominio de valores reales o enteros, en esta contribución se utilizan para la resolución de un problema basado en permutaciones. El ruteo de autobuses escolares con selección de paradas es resuelto utilizando la distribución generalizada de Mallows como un intento para describir y obtener una distribución de probabilidad explicita sobre un conjunto de rutas de autobuses escolares. Además, un operador de mutación es considerado para mejorar la estimación de la permutación central, un parámetro de la distribución de Mallows. Diferentes y diversas instancias sirvieron como parámetro de entrada y prueba para mostrar que problemas basados en permutaciones tales como el ruteo de autobuses escolares con selección de paradas pueden ser resueltos por medio de un modelo de probabilidad, y mejorar la estimación de la permutación central ayuda al desempeño del algoritmo.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Control del Nivel de Pulpa en un Circuito de Flotación Utilizando una Estrategia de Control Predictivo(Universitat Politècnica de València, 2017-07-09) Troncoso, Cristián; Suárez, Alejandro[ES] Este trabajo presenta el diseño y resultados de la implementación de una estrategia de control predictivo para el control del nivel de pulpa de un circuito de flotación primario de una minera ubicada en la tercera región de Chile, el cual está compuesto por cinco bancos de flotación. La estrategia considera una representación de estados que modela el nivel de cada banco (utilizando un modelo de múltiples entradas y una salida), el que es obtenido mediante un procedimiento de identificación de sistemas y utiliza un filtro de Kalman como estimador de estados. Para resolver el problema de optimización que calcula la acción de control a aplicar se utiliza un optimizador basado en algoritmos genéticos. Se presentan los resultados de la estrategia de control propuesta mediante datos experimentales.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Control y Operación de Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales: Modelado y Simulación(Universitat Politècnica de València, 2017-07-09) Vilanova, Ramón; Santín, Ignacio; Pedret, Carles; Ministerio de Economía y Competitividad[ES] Este trabajo constituye la primera parte de una revisión de la problemática del control y operación de estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR) para el tratamiento de agua residual urbana. En esta primera parte nos centramos en el modelado y simulación mientras que la segunda parte se dedica en exclusiva al control y operación. Esta depuración se realiza, mayoritariamente, mediante procesos biológicos, concretamente, mediante el denominado proceso de fangos activados. El hecho de tratar con un proceso biológico conlleva una elevada complejidad tanto desde el punto de vista de modelado como, por supuesto, de control y operación. Para poder ubicar convenientemente el problema, se presenta una caracterización de las aguas residuales urbanas y las necesidades de depuración asociadas. El control y operación descansan en gran medida en la disponibilidad de modelos apropiados y, ya hoy en día, de una elevada fiabilidad. Se presentan los modelos de la familia ASM; poniendo especial énfasis en el ASM1 que se describe en más detalle; así como las características de otras unidades de proceso como el decantador y su interconexión. En estos modelos destacan los entornos BSM de benchmarking, que han sido esenciales para todo el posterior desarrollo en la actividad de control y operación.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Análisis Cinemático del Manipulador Paralelo 4-PRUR Mediante la Teoría de Tornillos(Universitat Politècnica de València, 2017-07-09) Gallardo-Alvarado, Jaime; García Murillo, Mario A.[ES] En este trabajo se presenta el análisis cinemático de un robot paralelo generador del movimiento de Schönflies por medio de la teoría de tornillos. Como un paso intermedio, el análisis de posición se obtiene en forma semi-cerrada con base en las coordenadas de dos puntos de la plataforma móvil. Esta estrategia requiere de sólo un marco de referencia, evitando así el cálculo de la matriz de rotación. Las ecuaciones entrada-salida de velocidad y de aceleración se obtienen sistemáticamente recurriendo a la teoría de tornillos recíprocos. Para ello, el robot se modela como si fuese un manipulador paralelo de seis grados de libertad gracias a la incorporación de pares cinemáticos ficticios que conectan las extremidades con la plataforma fija y una cadena cinemática virtual con la finalidad de aplicar sin restricciones el álgebra de Lie se(3) del grupo Euclideo SE(3). El análisis de singularidades se aborda con base en la ecuación entrada-salida de velocidad. Se incluyen ejemplos numéricos que muestran la aplicación del método.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Uso de Plataformas para el Desarrollo de Aplicaciones Virtuales en el Modelado de Robot Manipuladores(Universitat Politècnica de València, 2017-07-09) Sánchez-Alonso, Róger E.; Ortega-Moody, Jorge; González-Barbosa, José Joel; Reyes-Morales, Guillermo[ES] En este trabajo se propone el uso de plataformas para el desarrollo de aplicaciones virtuales como herramientas para el modelado de robots manipuladores. La propuesta se basa en aprovechar el gran potencial que actualmente tienen estas plataformas para solucionar la dinámica de cuerpos rígidos, lo que permite modelar de forma sencilla los aspectos mecánicos del manipulador. Por otro lado, la posibilidad ofrecida por estas plataformas de incorporar código de programación en lenguajes convencionales, permite modelar el comportamiento dinámico de sistemas físicos reales, tales como sensores y actuadores, lo que hace posible la implementación de una etapa virtual de instrumentación y control tal y como se realiza en un robot real. El uso de estas plataformas permite modelar desde cero cualquier robot manipulador. El modelado de un robot paralelo reconfigurable es presentado como caso de estudio.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Observadores Distribuidos Garantistas para Sistemas en Red(Universitat Politècnica de València, 2017-07-09) García, Ramón A.; Rubio, Francisco R.; Orihuela, Luis; Millán, Pablo; Ortega, Manuel G.; Ministerio de Economía y Competitividad[ES] En este artículo se propone un observador distribuido garantista para sistemas en red, considerando de forma explícita el problema de los retardos variables en las comunicaciones. Se asume que la información intercambiada entre agentes llega siempre a su destino, si bien las comunicaciones están sujetas a retardos variables, cuyo valor máximo se supone conocido. Cada observador trabaja con información parcial, y necesita comunicarse con observadores vecinos para llevar a cabo una estimación del estado completo del sistema. Para representar a los conjuntos garantistas, cuya función es acotar en tiempo real la región en la que se encuentra el estado del sistema, se ha optado por la utilización de zonotopos. Esto permite integrar de forma sencilla la información recibida por cada agente. Finalmente se presentan resultados de simulación para validar el algoritmo propuesto.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Sistema de Monitoreo Electrónico de Desplazamiento de Tubos de Extensión para Junta Expansiva(Universitat Politècnica de València, 2017-07-09) Campuzano-Cervantes, J.; Meléndez-Pertuz, F.; Núñez Pérez, B.; Simancas-García, J.[ES] En este trabajo se plantea el desarrollo de un dispositivo, llamado junta expansiva, para mitigar la ruptura de tuberías para el transporte de hidrocarburos, causada por deslizamientos de tierra o dilatación lineal. La solución propuesta, involucra el desplazamiento de 2 tubos que alargan el dispositivo, aliviando la tensión y retardando la ruptura de la tubería. La medida del desplazamiento de esos tubos, requiere ser monitoreada para determinar qué tan pronto ocurrirá la ruptura y emprender las acciones correctivas para evitar el derramamiento del hidrocarburo, razón por la que se plantea este sistema de monitoreo electrónico con interfaz gráfica de usuario que facilita la visualización del desplazamiento de manera remota. De esta forma se complementa la junta expansiva y se ofrece la posibilidad al operador de mantenimiento de la tubería monitoreada, de reaccionar a tiempo. Las pruebas ejecutadas mostraron la funcionalidad del sistema de monitoreo propuesto en la junta expansiva.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Control no Lineal Robusto de una Máquina para Fabricación de Películas Delgadas(Universitat Politècnica de València, 2017-07-09) Huerta, Héctor; Osorio, René; Vázquez, Nimrod[ES] En este artículo se presenta un esquema de control para una máquina utilizada para fabricación de películas delgadas, con un motor de corriente directa sin escobillas, basada en el método de centrifugación. Se incluye el modelo no lineal del motor sin escobillas, que corresponde a una máquina síncrona trifásica, con los flujos del rotor y las corrientes en el estator, como las dinámicas eléctricas, además de la velocidad en el rotor, como la dinámica mecánica. El objetivo de control es la regulación de la velocidad del rotor. Se utilizó la técnica de control por bloques y así obtener una variedad deslizante. Se eligió la técnica de control por modos deslizantes para garantizar que la variedad elegida sea atractiva y obtener robustez en lazo cerrado. Para completar el esquema de control se incluye un observador para estimar los estados no medibles, en este caso, los flujos del rotor. Se implementó el esquema de control propuesto en la máquina para fabricación de películas delgadas, además de un controlador basado en un PID con ganancias programadas, lo anterior para realizar la comparación de ambas técnicas. El esquema de control por modos deslizantes propuesto presenta ventajas sobre el controlador PID, ya que se obtiene la regulación de la velocidad del rotor, sin error en estado estacionario, considerando variaciones paramétricas.Item type: Artículo , Access status: Abierto , Sistema Automático Para la Detección de Distracción y Somnolencia en Conductores por Medio de Características Visuales Robustas(Universitat Politècnica de València, 2017-07-09) Fernández Villán, Alberto; Usamentiaga Fernández, Rubén; Casado Tejedor, Rubén; Fundación para el Fomento en Asturias de la Investigación Científica Aplicada y la Tecnología; Sinerco, S.L.[ES] De acuerdo con un reciente estudio publicado por la Organización Mundial de la Salud (OMS), se estima que 1.25 millones de personas mueren como resultado de accidentes de tráfico. De todos ellos, muchos son provocados por lo que se conoce como inatención, cuyos principales factores contribuyentes son tanto la distracción como la somnolencia. En líneas generales, se calcula que la inatención ocasiona entre el 25% y el 75% de los accidentes y casi-accidentes. A causa de estas cifras y sus consecuencias se ha convertido en un campo ampliamente estudiado por la comunidad investigadora, donde diferentes estudios y soluciones han sido propuestos, pudiendo destacar los métodos basados en visión por computador como uno de los más prometedores para la detección robusta de estos eventos de inatención. El objetivo del presente artículo es el de proponer, construir y validar una arquitectura especialmente diseñada para operar en entornos vehiculares basada en el análisis de características visuales mediante el empleo de técnicas de visión por computador y aprendizaje automático para la detección tanto de la distracción como de la somnolencia en los conductores. El sistema se ha validado, en primer lugar, con bases de datos de referencia testeando los diferentes módulos que la componen. En concreto, se detecta la presencia o ausencia del conductor con una precisión del 100%, 90.56%, 88.96% por medio de un marcador ubicado en el reposacabezas del conductor, por medio del operador LBP, o por medio del operador CS-LBP, respectivamente. En lo que respecta a la validación mediante la base de datos CEW para la detección del estado de los ojos, se obtiene una precisión de 93.39% y de 91.84% utilizando una nueva aproximación basada en LBP (LBP_RO) y otra basada en el operador CS-LBP (CS-LBP_RO). Tras la realización de varios experimentos para ubicar la cámara en el lugar más adecuado, se posicionó la misma en el salpicadero, pudiendo aumentar la precisión en la detección de la región facial de un 86.88% a un 96.46%. Las pruebas en entornos reales se realizaron durante varios días recogiendo condiciones lumínicas muy diferentes durante las horas diurnas involucrando a 16 conductores, los cuales realizaron diversas actividades para reproducir síntomas de distracción y somnolencia. Dependiendo del tipo de actividad y su duración, se obtuvieron diferentes resultados. De manera general y considerando de forma conjunta todas las actividades se obtiene una tasa media de detección del 93.11%.