Active Disturbance Rejection Control (ADRC) and Flatness Based Control (FBC) are used to regulate the response of a DC motor affected by the action of unknown exogenous time-varying load current (torque) demands and driven by a DC-to-DC Buck power converter. A Generalized Proportional Integral (GPI) observer is used to estimate and cancel the time-varying disturbance signals. In this proposed control an important parameter is the control input gain, which could even be unknown and still providing proper regulation. Simulation results are shown to demonstrate the robustness of the method.

En este trabajo se presenta un análisis que permite demostrar las propiedades de observabilidad global del motor de reluctancia conmutada considerando que la velocidad angular del rotor no está disponible para medición. Este análisis se realiza utilizando los conceptos básicos de indistinguibilidad y observabilidad de trayectorias de estado de los sistemas dinámicos y haciendo uso de la metodología de comparación de modelos idénticos de sistemas dinámicos iguales, con la finalidad de obtener una dinámica de error que revele la posibilidad de observación, obteniendo resultados satisfactorios con la finalidad de obtener una dinámica del error que permita adquirir información sobre la observabilidad de la máquina.

El control para seguimiento de velocidad con altos desempeños para el motor de inducción ha generado gran interés en la comunidad de control debido a las características favorables de esta máquina rotatoria. Desafortunadamente, los resultados presentados en la literatura del área están orientados más hacia las propiedades de estabilidad de los esquemas que al desempeño dinámico que pueden alcanzar. En este artículo se presenta el análisis de un controlador no lineal basado en pasividad enfocado principalmente a evaluar el desempeño que puede alcanzar el motor bajo este esquema de control. Específicamente, se analiza la facilidad que ofrece para su implementación y las posibilidades para mejorar su respuesta dinámica. En particular, se estudian diferentes posibilidades para abordar la necesidad de derivar señales que aparece en la estructura del controlador, presentándose resultados tanto en simulación como experimentación, apoyados por indicadores de desempeño que identifican los escenarios con los que se obtienen mejores desempeños bajo distintas condiciones de operación. Los resultados muestran que el escenario de mejor desempeño, facilita la implementación y relaja las condiciones impuestas en la literatura del área sobre el perfil de velocidad deseado y par de carga.

Los controladores de tipo PID tienen un amplio espectro de aplicación en la industria. En este trabajo se presenta una realización física de los mismos, empleando para ello un dispositivo Chipbas8. Éstos son microcontroladores de las familias 68HC908 y MC9S08 de FREESCALE a los que se ha agregado software de base que habilita la posibilidad de ser programados, para fines de diseño y prueba de aplicaciones, tanto en lenguaje ensamblador como en BASIC. Este proceso se efectúa desde una computadora (PC) mediante un software manejador denominado PUMMA08+, el cual incluye: un ensamblador cruzado denominado ENS08 y un compilador cruzado de BASIC estructurado denominado MINIBAS8A. PUMMA08+ también incorpora facilidades para cargar y depurar programas ejecutables en el dispositivo Chipbas8 empleado. Dependiendo del tipo de microcontrolador empleado, la denominación de los dispositivos aquí mencionados contendrá un posfijo que denota el miembro específico de la familia 08 implicado. Para este trabajo, se usó el dispositivo Chipbas8gp32 que está basado en el MCU 68HC908GP32 de FREESCALE. El concepto Chipbas8, el software de base, el software PUMMA08+, el ensamblador ENS08 y el compilador MINIBAS8A fueron desarrollados en el Departamento de Control y Robótica de la Facultad de Ingeniería de la UNAM.

En este trabajo se presenta la metodología para la obtención del grado de acoplamiento en un sistema de nivel de liquido de dos tanques paralelos con dos entradas y dos salidas, a través del método de Bristol-Shinskey. El cual realiza un análisis en las variables manipuladas y en las variables controladas, obteniendo así una matriz de ganancias relativas (Relative Gain Array o (RGA)). Este método propone que se puede reducir el grado de acoplamiento pero no describe de qué manera se puede elegir arbitrariamente. Por lo tanto, en este artículo se propone un método para elegir arbitrariamente el grado de acoplamiento y con éste poder variar su comportamiento de acuerdo a las especificaciones de desempeño que establece el ingeniero de control. Para mostrar la metodología propuesta se aplica a un sistema de tanques paralelos los cuales tienen dos entradas de flujo de agua controladas por válvulas (una para cada tanque) y dos salidas, siendo estas el nivel en cada uno de los tanques.

El objetivo de este trabajo es el de probar formalmente que un controlador pasivo recientemente desarrollado para generadores de inducción de rotor devanado, bajo la suposición de que el par mecánico entregado a la máquina es constante, es capaz de regular flujos de potencias entre un sistema de generación eólico y la red eléctrica, a partir de suponer conocida y constante a tramos la velocidad del viento. La contribución principal del trabajo es la prueba formal de estabilidad del controlador pasivo para esta aplicación. La evaluación numérica del controlador muestra que el objetivo de control se alcanza de manera notable y bajo condiciones de operación seguras para el generador de inducción.

El problema de consenso en redes compuestas por sistemas Lagrangianos totalmente–actuados ha recibido bastante atención por parte de la comunidad de control. Desafortunadamente, el caso de redes formadas por sistemas subactuados del mismo tipo no ha sido estudiado de manera tan profunda y la literatura relacionada es muy reducida. En este artículo se propone un nuevo esquema de control para resolver el caso particular de consenso en una red compuesta por agentes definidos por robots de uniones flexibles. Este controlador basado en desacoplamiento explota la estructura de la dinámica individual de los agentes para dar solución al problema. La utilidad del controlador es validada por medio de simulaciones numéricas.

Se describe el procesamiento de imagen para la ubicación y seguimiento de objetos por Control PI de un robot manipulador monofocal de 2 Gdl. Se asigna la tarea al robot manipulador de monitorear un área delimitada por dos objetos de colorimetría y área definida, y en el caso de encontrar un segundo objeto de diferente colorimetría el manipulador sigue dicho objeto y lo enfoca en el punto central de su sensor de visión. La obtención de la imagen se realiza con una webcam convencional USB, mientras el procesamiento de la imagen y el control de seguimiento del robot manipulador se llevan a cabo dentro de la plataforma SIMULINK y la tarjeta NI-USB 6008.

Se describe el comportamiento de controles P, PI y PID para el seguimiento de objetos por un robot móvil. Se asigna la tarea a la plataforma Robotino de buscar objetos de colorimetría conocida, a través del giro en su propio eje y una vez localizado, su acercamiento controlando el enfoque del objeto en el centro de sensor de visión y la aproximación al objeto por medio de un sensor reflectivo. La programación del robot se realiza bajo el uso del software Robotino View de FESTO.

El presente trabajo trata de robots que juegan balompié o fútbol (football), bajo las reglas definidas por la RoboCup. Los robots se supone conectados a una red inalámbrica por medio de la cual reciben el estado del partido, por medio de mensajes generados por el Game Controller (GC), programa controlado por uno de los árbitros. A su vez los robots le comunican su existencia al GC enviandole periódicamente un mensaje. Además la competencia permite la comunicación entre robots, esto se hace en la misma red en donde el GC emite y recibe mensajes de todos los robot participando en el juego. La comunicación entre los robots puede usar también la dirección usada por el GC, la dirección de broadcast, esto haría que hasta los robot contrarios recibieran el mensaje. A fin de limitar la comunicación al equipo, en este trabajo se propone el uso de una dirección multicast que identifica al equipo. Si bien no todos los equipos implementan la comunicación con el GC o entre robots, su uso tiene la ventaja de que el equipo no es castigados cada reinicio de partido con (1) la remoción de un robot, (2) el posicionamiento de los robots restantes no más adelante de la línea del área de gol y (3) su inmovilización por 15s después de dada la señal de juego (PLAY). El código fuente, en Java, del GC es público y abierto. Sin embargo, su funcionamiento y uso esta muy poco documentado.

En este trabajo se presenta un análisis comparativo en tiempo real de cuatro métodos de localización aplicados a un mini vehículo aéreo no tripulado (UAV) del tipo quadrirotor. Mediciones de distancias de una red de sensores inalámbricos (WSN) basada en el protocolo de comunicación Chirp Spread Spectrum (CSS) son utilizados como proceso observado. Los desempeños de los métodos de trilateración y mínimos cuadrados son comparados con el desempeño de la estimación usando el filtro de Kalman. Los métodos de localización son implementados en tiempo real en un sistema embarcado del quadrirotor. Los algoritmos son comparados para pruebas de vuelo estacionario.

En escenarios cada vez más frecuentes donde se realizan tareas que requieren del trabajo coordinado de un grupo de robots, es necesario desarrollar técnicas de control donde se involucre no solo el error individual de un robot en particular, sino también, se tenga en consideración el comportamiento del grupo en general. En este trabajo, bajo el concepto de sincronización, se presenta una estrategia con dos acciones de control, la formación del grupo de robots y el seguimiento de trayectoria de cada robot. Dichas acciones de control poseen pesos con los cuales se logra regular al sistema entre formación y seguimiento. Se prueba la convergencia asintótica de los errores y se presentan experimentos en tiempo real con tres robots tipo uniciclo considerando la perturbación generada al detener uno de ellos.

The motivation of this work relies on the fact that, until now, the tuning conditions presented in the literature for assuring global asymptotic stability are conservative in the sense that controller gains for joints with a little or nothing of gravitational torques are tuned in the same form that the joints which support large gravitational torques. In this paper we extend the more recent tuning conditions presented in the literature for a class of nonlinear PID global regulators of robot manipulators. Such an extension has permitted to carry out by the first time experimental essays for a class of nonlinear PID global regulators, which are presented in this paper using a two degrees of freedom robot manipulator.

Se presenta el diseño de un controlador periódico constante por pedazos con retroalimentación de salida para un sistema lineal de segundo orden invariante en el tiempo, mediante a aproximación simbólicamente de la matriz de monodromía. Se obtiene el plano de estabilidad de los parámetros del controlador y se compara contra resultados de integración numérica.

El Trastorno Depresivo Mayor (TDM) es uno de los principales problemas de salud pública que actualmente está incrementándose, de acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS). En este trabajo mostramos un nuevo modelo dinámico para el análisis de datos clinimétricos obtenidos del seguimiento de pacientes con TDM, el cual permite evaluar el equilibrio, dinámica y estabilidad, así como la efectividad de diversos tratamientos indicados. El modelo es un sistema no lineal positivo con dos señales de control a identificar que relacionan la intensidad del tratamiento y su relación con los niveles de depresión clínica medidos en la Escala de Valoración de Hamilton para la Evaluación de la Depresión (EVHED). Para verificar la validez del modelo, se presenta un análisis con 39 pacientes diagnosticados con TDM de acuerdo con el creiterio DSM-IV separado en cuatro grupos, incluyendo un grupo control, asignados aleatoramiente en uno de cuatro posibles tratamientos: a) Estimulación Magnética Transcraneal repetitiva (EMTr) + escitalopram; b) EMTr + placebo; c) EMTr-falso + escitalopram; y d) EMTr-falso + placebo. Se realizaron evaluaciones clínicas cada semana empleando la EVHED como principal medición con el objetivo de identificar las entradas al modelo empleando un algoritmo de mínimos cuadrados. Los resultados obtenidos muestran que la intensidad y dinámica de los tratamientos del TDM se pueden establecer con un modelo simple no lineal positivo en tiempo discreto.

En este artículo se presenta un observador de estados, que reconstruye la velocidad angular y las corrientes de estator, para el modelo de señal pequeña del Motor de Reluctancia Conmutada. La salida del sistema está conformada por las corrientes de cada fase y la posición angular del rotor. El observador de estados se diseñó con base en una función de Lyapunov en el error de estimación inspirada en la función de energía de la máquina. Se incluye la demostración de la estabilidad de la dinámica del error de estimación con lo que se asegura la convergencia de los estados estimados a los estados reales. Para mostrar el desempeño del observador propuesto se presentan los resultados de simulaciones numéricas. El sistema simulado esta conformado por el motor, el observador propuesto y un controlador reportado previamente en la literatura. Estas simulaciones muestran la eficacia del diseño propuesto y la facilidad de su sintonización.

Este trabajo muestra la aplicación del método Núcleo Híbrido de Transición de Estados (NHTE) para la identificación y el control de sistemas lineales con ceros. El NHTE está fundamentado en la función de evolución de estados. Para implementar el identificador o el controlador se plantea el uso de cualquier aproximador multidimensional. En este caso se muestran resultados con redes neuronales. Además, en el caso del control se muestra un análisis de estabilidad. El método propuesto es simple y requiere poca información del sistema (orden del sistema, período de muestreo).

En este trabajo se presenta el modelado y diseño de un controlador para un proceso de producción de envasado de líquido en botellas PET, fundamentado en la teoría de redes de Petri y con la metodología de Moody y Antsaklis, (1999). El controlador restringe el funcionamiento del proceso con el diseño de una red de Petri auxiliar que se implementa en el modelo de la planta para controlar transiciones incontrolables y medir lugares inobservables.

En este trabajo se presenta el uso de visión artificial para monitorear el estado de operación del proceso de separación de minerales a nivel laboratorio, en donde la técnica de análisis de imágenes fue la correlación cruzada normalizada para estimar la velocidad de la espuma. Esta variable puede ser asociada con el índice de mineralización de la espuma que se recupera finalmente en el proceso como mineral valioso. Una vez inferido el estado de operación e identificado las perturbaciones de operación, se realizó un control automático de reactivos químicos para optimizar el proceso a través de una interfaz gráfica. Para la realización del circuito de control se utilizó la tarjeta Arduino Uno para la activación de bombas alimentadoras de sustancias químicas. El sistema de visión, análisis de imágenes, interfaz gráfica y control de reactivos fue llevado a cabo mediante el software Matlab®.

El reactor tubular es el más importante para la síntesis de químicos a gran escala, comúnmente empacados con catalizador para reacciones en fase gaseosa, son difíciles de controlar debido al comportamiento no lineal ocasionado por los fenómenos de transferencia de masa y calor entre fases solida y gas, y a la cinética de las reacciones que ocurren en su interior. En este trabajo se presentan los resultados de una estructura de control variable en cascada para controlar la composición de salida del reactor y lograr una seguridad operacional. Como caso de estudio se considera la reacción de oxidación parcial de benceno produciendo anhídrido maléico. Se propone una estructura de varios controladores en cascada, que constan de un lazo primario para regular la composición a la salida del reactor y uno secundario que regula la temperatura en un punto a lo largo del reactor. La señal de entrada del controlador propuesto resulta de una combinación de cada entrada de control convencional multiplicada por un factor de ponderación, ajustándose dinámicamente con la desviación de temperatura en cada punto de control. La estructura propuesta es comparada con las estructuras convencionales frente a secuencias de perturbaciones en las condiciones de alimentación

En este trabajo se diseña un controlador Proporcional Integral PI para controlar un sistema inestable con retardo de tiempo en la trayectoria directa a través de la estimación de la señal entre la planta y el retardo. El retardo se representa en forma racional con una aproximación de Padé la cual se lleva a la forma canónica observador generalizada para n estados.

Resumen--- En el presente trabajo se muestra una estrategia para simplificar el modelo no lineal de una columna de destilación binaria. El modelo considera características físico-químicas que intervienen en el proceso y las describe a través de ecuaciones algebro-diferenciales. El sistema no lineal se presenta como un sistema singular Lineal de Parámetros Variables (LPV). La validación del modelo propuesto se realiza experimentalmente en una planta piloto de destilación de 12 platos con la mezcla binaria etanol-agua.

Este trabajo discute el proceso de modelado, diseño de control y simulación del sistema de tracción de un vehículo eléctrico (VE). El resultado obtenido es un simulador numérico compuesto de los modelos detallados de los principales componentes: sistema de transmisión, motor de inducción, electrónica de potencia, batería, sistema de control y dinámica del vehículo. El simulador fue realizado en MATLAB/Simulink y permite estimar el consumo de energía de un VE bajo configuraciones determinadas. El trabajo también discute la implementacion de un control crucero basado en eventos (control asíncrono). Resultados de simulación muestran la efectividad del modelo y el control. Estas simulaciones se llevaron acabo, usando los perfiles de velocidad dados por el ciclo de manejo Europa (NEDC). El simulador es actualmente usado en los cursos de sistemas dinámicos y control de la FCE-BUAP permitiendo fomentar en los estudiantes el uso de las herramientas matemáticas y computacionales y encaminarlos al área de control y diseño de sistemas mecatrónicos "verdes".

En este artículo se presenta la estructura básica y el diseño de un controlador de par para un vehículo eléctrico impulsado por un motor de inducción trifásico tipo jaula de ardilla. El diseño del controlador se basa en el principio de funcionamiento del control directo de par con algunas modificaciones para obtener una frecuencia de conmutación constante. Para generar los pulsos de conmutación para el inversor se emplea PWM vectorial en lugar de los comparadores de histéresis y la tabla de conmutación comúnmente utilizados en el control directo de par. Los resultados de simulación del controlador se muestran para probar el desempeño de la estrategia de control propuesta en este trabajo.

A new strategy for hybrid electric vehicles power flow control is presented. The strategy takes advantage of the kinematic and dynamic constraints of a planetary gear system used to couple the internal combustion engine and the electric machine. The strategy is able, most of the time, to operate the internal combustion engine at maximum efficiency and to keep the battery state of charge on a desired level by making use of an easy to tune PI controller. The computational requirements of the strategy are low. Although the strategy is not formally proven optimal, it is inspired on optimal control theory.

Se presenta una nueva estrategia para el reparto de potencia en vehículos híbridos basada en la técnica de Control Predictivo Generalizado (CPG). La estrategia diseñada resuelve el problema de reparto de potencia mientras minimiza el consumo de combustible y satisface las restricciones de potencia de los motores del vehículo y el estado de carga de las baterías. Para reducir la carga computacional de la estrategia se utilizan modelos simplificados del vehículo. Se presentan resultados en simulación que confirman el buen rendimiento de la estrategia para tres diferentes ciclos de manejo para autobuses de la ciudad de México.

Se comparan dos estrategias para controlar el flujo de potencia en vehículos eléctricos híbridos (VEH), la primera es una estrategia basada en reglas, la cual tiene tres modos de operación, el modo de suministro de potencia híbrido, el de recarga y potencia de tracción, y el de frenado regenerativo. La segunda es una estrategia basada en algunas observaciones que le dan características de control óptimo, como el emplear la máquina eléctrica (ME) lo más posible y utilizar el motor de combustión interna (MCI) en regiones de alta eficiencia. Las estrategias fueron simuladas en ADVISOR de MATLAB para el mismo ciclo de manejo y los mismos elementos.

Este artículo presenta la consolidación mecánica, electrónica, computacional, de redes y control para integrar una plataforma de experimentación con el objeto de probar esquemas de teleoperación. En los ambientes hostiles al ser humano es necesario incrementar las capacidades del operador con el fin de realizar una tarea lo más precisa posible y evitar los riesgos que estuvieran presentes. Una plataforma de teleoperación permite probar nuevos algoritmos de control en ambos sistemas: el local y el remoto; estudiar el canal de comunicación, experimentar con retardos, probar protocolos y resolver problemas específicos. En este trabajo se considera un robot de cadena cinemática cerrada de 5 barras como manipulador maestro, el cúal por medio de un canal de comunicación, manda su posición a un manipulador esclavo de cadena cinemática cerrada tipo delta de 3 grados de libertad. Se presentan resultados experimentales realizados para probar el funcionamiento de la plataforma.

The present paper shows a systematic approach to modeling and control mobile manipulators that transforms the problem to the modeling of a stationary manipulator stationary with nonholonomic kinematic constraints on the joints. The task-space control consists in an internal compensator of the dynamics of the mobile manipulator and an external ac{PD} control with feed-forward of the posture acceleration and an estimate of the derivative of the posture kinematic model. Finally, a numerical experiment is presented using the proposed control and the results are analyzed.

En este documento se propone resolver el problema simultáneo de control servovisual y de fuerza para robots manipuladores en contacto con un entorno no estructurado. La solución propuesta se basa en la aplicación de observadores GPI como esquema principal de control-observador. Este método presenta ciertas ventajas respecto a otros enfoques utilizados para el mismo problema, tales como: facilidad de sintonización, estimación de variables útiles dentro del mismo algoritmo, robustez ante incertidumbres paramétricas y ante perturbaciones no modeladas, etc. Así mismo, se hace uso del principio de ortogonalización visual para atacar los problemas de control de fuerza y control visual por separado. En este artículo se utiliza control servovisual basado en imagen para hacer el algoritmo robusto ante incertidumbres en la cinemática de la cámara y del robot mismo. Resultados de simulación son utilizados para validar la efectividad del método propuesto.

It is proposed an optimization-based controller that reactively adapt the position of the end effectors in cooperative robot systems or fingers, in case of robotic hands. The proposed optimization-based controller uses the force tracking error for each robot, allowing to reactively correct the applied force, thus guaranteeing a stable grasp. Force information is used to determine the modification of the desired motion of the robots in a grasping task, so that ultimately the applied force to guarantee a stable object grasp is achieved. The novelty of our approach is that the proposed controller is obtained as the solution of a dynamic optimization problem, which is solved trough the standard gradient flow approach. Moreover, the method is free of in-depth models and its convergence properties are presented. Experimental results show that the proposed controller is effective, as far as an initial contact between the robots and the object is guaranteed.

Este artículo presenta el desarrollo de un sistema embebido de bajo costo para el control de un robot tipo PUMA (Programmable Universal Manipulator for Assembly) de tres grados de libertad (gdl). El sistema electrónico se basa en un Controlador Digital de Señales (DSC) de 16 bits. Se describe un sistema mecánico de prueba y se muestra los aspectos de hardware y software relevantes del sistema de control. Se exhiben los resultados de la implementación de un algoritmo PID para el control de posición del robot.

Este trabajo considera el problema de estabilizar un sistema lineal inestable con un gran retardo en el lazo directo. Esto se logra mediante la retroalimentación estática de estados estimados obtenidos del diseño de un esquema observador discreto que incluye el retardo de la planta. El sistema se logra estabilizar mediante la reubicación de los polos dentro de la zona de estabilidad en el plano discreto. El sistema de control es implementado en Matlab-Simulink para una planta que se conecta mediante una tarjeta de adquisición de datos y comprobar así que el esquema de control estabiliza sistemas físicos con retardos dos veces más grandes a la constante de tiempo dominante del sistema.

The optimal estimator problem is considered for stochastic systems with polynomial linear drift terms with polynomial observations and intensity parameters multiplying diffusion terms in the state and observation equations. The estimator equations are obtained using a value function as solution to the corresponding nonlinear parabolic equation PDE. The performance of the obtained risk-sensitive estimator stochastic systems with polynomial linear drift terms with polynomial observations is verified in a numerical example, through comparing the mean-square criteria values for the optimal risk-sensitive estimator and polynomial filtering equations. The simulation results reveal strong advantages in favor of the designed risk-sensitive equations in regard to the final criteria values for some values of the parameter ϵ. The optimal estimator problem is considered for stochastic systems with polynomial linear drift terms with polynomial observations and intensity parameters multiplying diffusion terms in the state and observation equations. The estimator equations are obtained using a value function as solution to the corresponding nonlinear parabolic equation PDE. The performance of the obtained risk-sensitive estimator stochastic systems with polynomial linear drift terms with polynomial observations is verified in a numerical example, through comparing the mean-square criteria values for the optimal risk-sensitive estimator and polynomial filtering equations.

Usando la función de controlabilidad describimos de manera explícita la solución del problema de esta-bi-li-dad en tiempo finito de la familia de sistemas de control no lineal de la forma: $dot{x}_{1}=u,, dot{x}_{2}=x_1^3 P_{2n}(x_1)$ para $leftvert urightvert leq1$ donde $P_n(x_1)=x_1^{2n}+p_{n-1} x^{2n-2}_1+ldots+p_1 x_1^2+p_0$ es un polinomio real positivo, es decir, un polinomio que toma valores positivos. En este trabajo encontramos un conjunto de controles acotados $u=u(x_1,x_2)$ con $|u|leq1$ tales que la trayectoria del sistema $dot{x}_{1}=u(x_1,x_2),, dot{x}_{2}=x_{1}^{3}P_{2n}(x_1)$, que comienza en el punto inicial $(x_1^0,x_2^0$ termina en el origen en tiempo finito $T(x_1^0,x_2^0)$.

The stabilization of the Two Wheels Inverted Pendulum around its unstable equilibrium point is presented in this paper. The control strategy describes the underactuated system as a chain of integrator with a nonlinear perturbation, allows us to use a nested saturation control technique for making all state variable converges to zero. The proposed controller makes the closed loop system asymptotically stable and locally exponentially stable around its unstable top position, under the assumption that the pendulum is initially above the horizontal plane.

A new class of compensators with a PD-type structure are proposed in this paper. Such systems have a dead time inherent to the derivative filter, which cannot be avoided. Using linear time delayed error equations, conditions to assure stability despite such delay are developed. The filter delay is assumed to be bounded by a known value.

En este trabajo se aborda la estabilización de sistemas lineales con retardo de tercer orden, con un polo inestable y dos más estables, los cuales pueden ser complejos conjugados. Se dan las condiciones necesarias y suficientes para la estabilización del sistema por retroalimentación estática de la salida

Se realizan experimentos para la validación de un modelo del par mecánico de una turbina de viento que utiliza como variable principal la velocidad relativa entre el viento y los álabes de la turbina. Las pruebas se realizaron en el túnel de viento del Instituto de Ingeniería de la UNAM. Para ello se utilizó el prototipo de un aerogenerador y se diseñaron elementos de adquisición y almacenamiento de datos. Los datos obtenidos se utilizaron para realizar la validación del modelo mediante la estimación de parámetros con el método de mínimos cuadrados.

In this paper, we describe the stability analysis of a nonlinear PID regulator with its gain integral constant and proportional and derivative gains variable. In the integral part has been used a saturation function with the position error. This regulator is analyzed only for robot manipulator with revolute joints and is mathematically demonstrated a global stability of the equilibrium of the system in closed-loop. A Lyapunov function candidate is proposed here and it's enough to prove global stability for the equilibrium of the system in closed loop. Some simulation are carried out to illustrate the stability results.

En el presente trabajo se aborda el problema de estabilización de sistemas lineales invariantes en el tiempo, inestables, de primer orden con retardo en el lazo directo que contienen un cero de fase mínima. Para afrontar este problema se propone como estrategia de control una retroalimentación estática de salida y se presentan las condiciones necesarias y suficientes con base a la posición del polo, del cero y del tamaño de retardo para que el sistema pueda ser estabilizado.

La auscultación pulmonar ha sido uno de los procedimientos clinicos más usados para explorar el estado de los pacientes. Sin embargo, es una técnica de caracter subjetivo, siendo común encontrar descripciones diferentes de los sonidos respiratorios. En este trabajo, el desarrollo de un sistema de adquisición de sonidos respiratorios (SASR) es descrito. El sistema se constituye de circuitería y programación, y se administra por medio de una computadora personal. El circuito de conformación de señal registró una respuesta plana entre las frecuencias de 200Hz y de 2kHz, lo cual asegura la adecuada adquisición de los sonidos respiratorios. Las ventajas de este sistema son arquitectura abierta, implementación fácil, bajo costo y consumo de potencia.

Este trabajo presenta la unión de dos enfoques de sincronización, uno a nivel Cartesiano y el otro a nivel rueda para mantener una formación específica con un enjambre de robots móviles diferenciales. La primera parte de la sincronización involucra a todo el grupo de robots móviles con el objetivo de mantener una formación espacial deseada a lo largo del tiempo, la segunda se aplica de manera individual para controlar el ángulo de orientación de cada robot mediante el par aplicado a cada rueda para mantener la trayectoria deseada. El diseño del esquema de control en dos niveles es descentralizado, y se basa en los parámetros de acoplamiento entre un robot y sus dos vecinos más próximos. Se presentan simulaciones para mostrar el desempeño del controlador.

En este trabajo se propone un método de servo-control por retroalimentación visual para realizar el proceso de manipulación de objetos cilíndricos por un brazo de 7 GdL. El manipulador no tiene sensores para medir su posición. Una cámara de estereovisión sobre una unidad móvil (pan/tilt) obtiene imágenes del efector final y de los objetos. La diferencia entre la posición en 3D del efector final y de los objetos es tomada como entrada. Se diseñaron tres controladores PID que realizan el ajuste fino de la manipulación. Resultados experimentales demuestran el desempeño del método propuesto.

En este trabajo se presenta la planificación de la caminata estable de un robot bípedo de 12 gdl internos mediante la formulación de las trayectorias angulares que definen los movimientos de sus efectores finales durante un ciclo de marcha. Dos efectores fungen como pies y uno como cadera.

Asimismo, se describe un algoritmo genético que, basado en el criterio del ZMP, se encarga de optimizar la marcha del robot bípedo fuera de línea. Dadas las configuraciones espaciales deseadas para los pies durante la marcha, el algoritmo determina la trayectoria óptima de la cadera.

En este trabajo se presenta una solución para el problema de seguimiento de caminos, definidos por puntos de referencia, en un robot móvil tipo carro. Se propone un cambio de coordenadas para expresar el modelo cinemático del robot móvil como un modelo discontinuo y un control linealizante para la cinemática rotacional poniendo atención en la definición de la orientación de referencia para evitar el fenómeno de desenrollo. La eficacia de la estrategia de control propuesta se verifica por medio de experimentos en un ambiente exterior utilizando un GPS civil y una unidad de medición inercial para determinar la posición y la orientación del robot móvil. Un control proporcional derivativo en velocidad complementa la estrategia de control. La plataforma experimental es un robot móvil tipo carro de combustión interna.

Este articulo presenta una estrategia de control no lineal para la dinámica longitudinal de un helicóptero a escala reducida. La estrategia de control se basa en el algoritmo introducido en (Rodriguez, Astolfi y Ortega, 2006)para construir reguladores estáticos en sistemas linealizables por retroalimentación dinámica de estados. Las propiedades de planitud diferencial de la dinámica longitudinal se emplean para diseñar las trayectorias deseadas. Aunado a esto, se muestra la colocación de las entradas de control en los mandos de control del sistema real, y como la dinámica del rotor puede ser sustituida por una relación algebraica.

En el presente documento se hace una propuesta para el diagnóstico de fallos, de máquinas que operan en forma automática, describiendo ciclos. La operación de la máquina, tanto en su estado normal como en estado de fallo son representadas utilizando Redes de Petri, con la propiedad de ser ésta fuertemente conexa, viva, segura y reversible. Se trabaja con dos tipos de fallo: los que pueden ser autorecuperables y los que, a pesar de la existencia de fallo, la máquina sigue operando hasta llegar a un estado seguro, nominalmente la condición inicial (Home). El diagnóstico y clasificación del fallo se realiza utilizando un modelo de referencia, incorporando los conceptos de circuitos cerrados elementales, o semiflujos, y la secuencia de observaciones de entrada y salida. Como una segunda contribución, se propone una metodología para el control del disparo de las transiciones, utilizando una referencia exógena de secuencia de transiciones, las transiciones observables y medibles y las transiciones del modelo de referencia.

Este artículo aborda el problema del control tolerante a fallas en actuadores utilizando un control predictivo. Se plantea el uso de: un generador residuos no lineal, una etapa de desactivación dependiente de umbrales adaptables y un control predictivo. Se considera el caso en el cual la falla es tan grave que el actuador debe ser desactivado. Como caso de estudio se utiliza el sistema de tres tanques benchmark con dos bombas. Se presentan simulaciones y resultados experimentales que muestran las ventajas que ofrece el esquema de control propuesto.

La aplicación de procedimientos de detección de fallas en procesos industriales es una práctica que va en incremento debido a que hoy en día se requiere una mayor seguridad de operación en dichos procesos. En muchas ocasiones se requiere que el diagnósotico de fallas sea realizado con la información disponible, la cual frecuentemente proviene de sistemas que operan en lazo cerrado. En este trabajo se revisa de forma detallada el efecto que tiene el control en lazo cerrado sobre el residuo utilizado en la detección de fallas cuando este se basa en generar un residuo con observadores. Como resultado se caracteriza los tipos de fallas que se ven afectadas por el control en lazo cerrado y se propone una forma de compensar dicho efecto. Los resultados son ilustrados mediante un ejemplo.

Diseñar un sistema de monitoreo y supervisión en sistemas biológicos tiene un alto grado de complejidad,debido a la naturaleza no lineal de los mismos, y la dificultad de obtener un modelo matemático que los represente. En este proyecto se presenta el desarrollo de un sistema de diagnóstico y aislamiento de fallas en sensores desarrollado para un bioreactor UASB, mediante el uso de observadores de intervalo, utilizando el esquema SIOS-IFD, como base para el diagnóstico, teniendo como aporte en este trabajo una modificación en la forma en que los residuos serán evaluados, se presentan resultados experimentales, ya que el sistema de diagnóstico se implementó en un proceso real.

En este trabajo se presenta la obtención de sistemas inversos por la izquierda con respecto a entradas desconocidas como una alternativa para realizar la estimación de fallas en sistemas lineales multivariables. Se describen dos estrategias: una de ellas basada en el modelo de espacio de estado del sistema y la otra en el modelo en matriz de transferencia. En ambos casos se presentan resultados de un caso de estudio en simulación.

Se presenta una propuesta de solución al problema del diagnóstico de fallas para la clase de sistemas no lineales denominados Hamiltonianos. El diagnóstico de fallas se hace mediante enfoques basados en el modelo, específicamente usando observadores no lineales diseñados en base a la representación Hamiltoniana, para la generación de señales residuales que contienen la información de la falla. Mediante un diseño adecuado del observador, la dinámica del residuo es lineal, lo que le da una propiedad importante. Adicionalmente el control no afecta a la detección de fallas aditivas presentes en el residuo. Los resultados son mostrados mediante un ejemplo.

En este trabajo, se presenta el modelo de un motor de combustión interna basado en redes neuronales artificiales (RNA), los datos de entrenamiento son extraídos de un motor de gasolina de 1.6 L. El motor está acoplado a un dinamómetro hidráulico, siendo posible variar la velocidad del motor a través de una carga impuesta al motor. Las variables medidas del motor son velocidad, tiempo de inyección, ángulo del pedal del acelerador y emisiones contaminantes (hidrocarburos, monóxido de carbono y óxidos de nitrógeno).

En este trabajo se propone modelar y controlar un sistema hidráulico de dos tanques acoplados. Se dispone solamente de la medición de la altura del agua en el segundo tanque por lo que se construye un observador de estado para estimar la altura del agua en el primer tanque y construir un controlador mediante el enfoque difuso de Lyapunov que permita seguir una referencia senoidal. Los resultados obtenidos manipulando una sola válvula a partir de la acción de control pero manteniendo constante la apertura de la segunda válvula son exitosos. La gráfica de la derivada de la función de Lyapunov muestra la estabilidad del controlador.

Este artículo describe el desarrollo y aplicación en tiempo real de un esquema de control con modelo interno neurodifuso. Se aplican técnicas de identificación neurodifusa para implementar el esquema. El procedimiento de identificación incluye: el experimento para la colecta de datos, el entrenamiento del sistema tipo ANFIS (Adaptive Network-based on a Fuzzy Inference System, por sus siglas en inglés) y la validación con datos frescos en tiempo real. El esquema de control neurodifuso basado en un modelo interno es un diagrama en lazo cerrado que sirve para corregir los errores generados por el modelo y aquellos que causan disturbios presentados en la salida del sistema. Así mismo, el modelo inverso neurodifuso funciona como controlador. Los resultados obtenidos son exitosos.

Este artículo presenta una aplicación neuronal para identificar el modelo de combustión en un incinerador de lodos en lecho fluídizado. El modelo considerado consta de ocho ecuaciones diferenciales las cuales representan las concentraciones de especies gaseosas en el lecho fluidizado burbujeante y en el lecho de postcombustión así como las temperaturas de ambos lechos. Por otro lado, la identificación presentada en este trabajo está basada en una red neuronal recurrente de alto orden discreta (RHONN por sus siglas en inglés) la cual es entrenada con el algoritmo del filtro de Kalman extendido (FKE). El objetivo de este trabajo es reproducir la producción de componentes gaseosos y temperaturas bajo diferentes condiciones de operación. El desempeño del identificador neuronal es ilustrado vía simulación.

This paper focusses on a discrete-time neural identifier applied to a Linear Induction Motor (LIM) model, whose model is assumed to be unknown. This neural identifier is robust in presence of external and internal uncertainties. The proposed scheme is based on a discrete-time recurrent high order neural network (RHONN) trained with a novel algorithm based on extended Kalman filter (EKF) and particle swarm optimization (PSO), using an on-line series-parallel configuration. Experimental results are included in order to illustrate the applicability of the proposed scheme.

Los procesos de digestión anaeróbica son muy atractivos por sus propiedades de tratamiento de materiales de desecho y su capacidad para generar metano que puede ser usado como fuente de energía renovable. Un control inteligente híbrido para un proceso anaeróbico es propuesto en este artículo. La ley de control calcula la razón de dilución y la adición de bicarbonato necesarios para forzar al sistema a seguir una trayectoria de referencia de producción de metano. Un observador neuronal no lineal recurrente de alto orden en tiempo discreto es propuesto para estimar la concentración de biomasa, sustrato y carbón inorgánico. La estrategia de control usa la biomasa estimada y un supervisor Takagi-Sugeno que detecta el estado del proceso, selecciona y aplica la acción de control más adecuada, permitiendo un cambio suave entre las acciones lazo abierto a laza cerrado. La aplicabilidad del esquema propuesto es ilustrada vía simulación.

Los números duales constituyen una extensión a los números reales, tal como lo son los números complejos. Las interesantes propiedades de estos números han demostrado ser útiles para el modelado de sistemas mecánicos. En este trabajo se explica cómo usar vectores de números duales para calcular el modelo cinemático de un cuerpo rígido que se mueve libremente en el espacio. También se hace una comparación con otras parametrizaciones de la postura (posición y orientación), aunque son los números duales los que dan las expresiones más compactas, ya que permiten combinar en un solo término las expresiones de la posición y la orinetación.

In this work a dynamic model of the rotor of a helicopter is obtained with one single forward recursion using the novel Body Decomposition Approach, which allows for modular and simple programming of simple body blocks. The rotor is treated as a non-inertial tree-like multibody mechanical system. The generalized coordinates are represented by the pose of the helicopter and the articular mechanism movements of the blades. The generalized forces are compounded by the control forces at each coordinates plus the external aerodynamic effects which can be included as lumped forces by the power transmission principle.

En este trabajo se describe la implementación de un sistema de control electrónico multivariable de un robot hexápodo caminante. La aplicación se enfoca en el sistema de navegación para el desplazamiento del robot, planificando los movimientos de las piernas del robot. La medición de las variables físicas del robot se realiza utilizando sensores electrónicos de fuerza montados en los extremos de las piernas. Así como un sistema de sensores inerciales para realimentar la orientación y dirección en el sistema de navegación del robot hexápodo. El accionamiento de este robot se implemento con servoactuadores de CD con realimentación de corriente eléctrica, posición y velocidad angulares.

Este artículo pretende describir la evolución de una idea sobre como determinar la localización de un robot en una cancha en la liga de humanoides pequeños (kidsize) de RoboCup. Puede parecer pretensioso de nuestra parte no limitarnos a dar el resultado final, pero el artículo tiene como finalidad presentar la evolución de la idea. La localización de un robot, es decir, que el robot determine su posición en la cancha es fundamental en todas las fases del juego. En robotica móvil determinar donde esta el robot en su mundo es un problema importante y su conocimiento es punto de partida para que el robot pueda realizar interactuar en él. En muchos casos no se sabe sobre como esta constituido el mundo, entonces el problema se plantea como un problema de localización y mapeo simultáneo (simultaneous localization and mapping (SLAM)) donde el robot explora su medio ambiente determinando simultáneamente el mapa y su ubicación en él, un caso extremo es el robot secuestrado (kidnapped robot), donde el robot es llevado a un punto arbitrario. Estos problemas han sido resueltos usando métodos basados en estimación teórica, maximización de probabilidades, apareamiento de lecturas de sensores y usando las características qualitativas del medio ambiente. En la RoboCup se conoce el mapa, una cancha de fútbol de dimensiones conocidas con cuatro referencias o landmarks: las porterías y un par de postes a los lados de la cancha.

Este artículo presenta una metodología para la implementación de un sistema de localización de vehículos, en dos dimensiones, por medio de visión artificial. El esquema básicamente consta de una cámara montada en una posición fija y apuntando hacia el plano del suelo. Como aportaciones del artículo, se plantea la utilización de una red neuronal para mapear la posición de coordenadas de la cámara a un marco ubicado en el suelo; así como la estimación de la velocidad en la que se aplica, de manera práctica, un diferenciador por medio de modos deslizantes de orden superior. El sistema de localización planteado se puede utilizar con cualquier tipo de vehículo autónomo que pueda desplazarse dentro del área de alcance de la cámara.

En este trabajo se obtiene el modelo dinámico de un manipulador paralelo móvil omnidireccional de 5 grados de libertad (G. D. L.) con base en la formulación de Euler-Lagrange. La dinámica asociada del manipulador y del móvil se integran para obtener el modelo completo del sistema. Se expone la importancia de acoplar ambos sistemas. Por otra parte se propone una ley de control basada en el modelo que garantiza estabilidad asintótica en el origen. Se presenta el análisis de resultados en simulación.

Los efectos Seebeck y Thompson explican fenómenos térmicos presentes en algunos materiales cuando circula en ellos una determinada corriente eléctrica. Una aplicación de estos se encuentran en algunas unidades de refrigeración portátiles que utilizan un dispositivo semiconductor denominado celda termoeléctrica, la cual, de acuerdo a la literatura especializada es contralada por medio de técnicas de control inteligente o clásico, donde un típico exponente de este ultimo es el controlador PID, cuyos parámetros son calculados por medio del criterio de Nichols, una alternativa de obtención de las constantes proporcionales, integrales y derivativas es mediante la aplicación de algoritmos evolutivos. En este artículo se documenta el uso de dos de ellos: el enjambre de partículas y el algoritmo inmunológico clonal. Cabe destacar que la simulaciones realizadas en este trabajo se desarrollaron en LabView

En este artículo se presenta el diseño e implementación de un controlador Proporcional, Integral y Derivativo (PID) neuro-difuso para su aplicación a sistemas no lineales SISO, de modelo matemático desconocido, usando para ello un motor de inducción trifásico de CA, empleando una red neuronal de base radial con funciones de activación wavelet hijas wavenet y en cascada un filtro de respuesta infinita al impulso (IIR), adicionalmente se utilizan dos esquemas de control difuso tipo Mamdani, el primero de ellos calcula en línea los valores de las tasas de aprendizaje de la red neuronal artificial y el segundo calcula las ganancias ponderadas de un controlador PID discreto. Se presentan los resultados obtenidos experimentalmente utilizando algoritmos desarrollados en la plataforma de LabVIEW 2011.

En el presente artículo se reporta un novedoso esquema de identificación y control para sistemas MIMO. Para la identificación se emplea una red neuronal de base radial cuyas funciones de activación son wavelet hijas del tipo RASP1 (wavenet) con filtros de respuesta infinita al impulso (IIR) en cascada, mientras que para la parte de control se emplean controladores PID discretos, donde las ganancias son autosintonizadas en línea. Se presenta una aplicación de dicho esquema con resultados experimentales en una interfaz háptica tipo mayordomo de 3 grados de libertad (PHANToM 1.0).

En este trabajo se presenta un controlador neuronal óptimo inverso con gradiente de velocidad en tiempo discreto para la estabilización de un sistema multi-máquina de potencia ante la presencia de una falla en una de las líneas de transmisíón, para esto se propone un modelo neuronal reducido entrenado mediante el filtro de Kalman extendido.

En este trabajo, se presenta un identificador basado en una Red Neuronal Recurrente de Alto Orden Tipo Onduleta discreta, con entrenamiento basado en el algorito de Filtro de Kalman Extendido. El identificador, se aplica a un Generador Síncrono de Imanes Permanentes, obteniendo resultados de simulación con errores despreciables.

Los sistemas mecatrónicos requieren de interfaces de control que logren una precisión, paralelismo y portabilidad tanto en software como en hardware, por lo que el presente proyecto surge como una solución a esta demanda al permitir gobernar paralelamente en tiempo real hasta 30 servomotores que puedan servir en articulaciones de manipuladores industriales de distinta configuración. Así mismo, para robots móviles el sistema se encuentra diseñado para reprogramar su propia memoria Flash con rutinas configurables desde el software host de control mediante la tecnología USB Human Interface Device que no requiere drivers de instalación y al ser desconectado de la PC trabajar en modo autónomo para aplicaciones. Por último se explican tres aplicaciones en donde se ha comprobado el sistema

Este artículo presenta un método que estima los parámetros de un servomecanismo de Corriente Directa controlado en velocidad utilizando sólo mediciones de su posición. Un controlador Proporcional Integral estabiliza al servomecanismo sin el conocimiento de sus parámetros, y utiliza un estimado de la velocidad obtenido al filtrar la posición del motor. La técnica propuesta consiste de dos pasos, en el primero se utiliza el método de Mínimos Cuadrados fuera de línea para estimar una perturbación constante y los coeficientes de fricción viscosa y de Coulomb; en el segundo paso estos estimados permiten calcular la inercia del servo. La técnica de identificación propuesta utiliza conceptos básicos de un curso introductorio de sistemas de control tales como: transformada de Laplace, ecuación característica, criterio de estabilidad de Routh-Hurwitz y el teorema del valor final. Resultados experimentales obtenidos con un prototipo de laboratorio permiten evaluar el desempeño del método de identificación propuesto.

Este artículo presenta los resultados de un estimador paramétrico y un observador adaptable, aplicados a un modelo a escala de un edificio de cinco pisos, excitado sísmicamente en dos direccciones ortogonales. Los resultados obtenidos muestran que se puede recuperar las primeras frecuencias naturales del edificio, de tres a cinco, que son de gran importancia para el diseño de estructuras dentro del área de la Ingeniería civil. Además, el tiempo de convergencia de estas frecuencias es muy pequeño, menos de 20 segundos; considerando que lo que se desea es tener control de un actuador magneto reológico en tiempo real, este tiempo de convergencia del algoritmo es alentador.

Se presenta una nueva forma de recuperar la dinámica en edificios mediante el uso de señales de baja magnitud conocidas como ruido ambiental, que a diferencia de trabajos donde utilizan sismos de gran magnitud, tienen la ventaja de ser sumamente económicas de obtener y de no dañar las estructuras. La meta es la identificación de parámetros estructurales en línea y de las frecuencias de vibración fundamental previo a la presencia de un sismo de gran magnitud, de manera que una vez obtenidos los parámetros sea posible la implementación de técnicas de control que eviten daño estructural. El método de identificación empleado es el de mínimos cuadrados con factor de olvido.

El objetivo de este artículo es el análisis y modelado de una clase de convertidores CD-CD Boost intercalados que hacen uso de un transformador de interface (IPT). Es conocido que el uso del IPT presenta beneficios con respecto a los clásicos convertidores intercalados tales como una alta eficiencia, tamaño reducido y menor estrés térmico. Ya que tales convertidores son una tecnología prometedora para vehículos eléctricos (EV), las versiones unidireccional y bidireccional son analizadas. Los modelos propuestos son promedios lineales y no lineales y constituyen herramientas útiles para propósitos de control y análisis. La respuesta en frecuencia de los modelos es también presentada. Además, las respuestas de los modelos son comparadas con simulaciones hechas en Synopsys Saber para evaluar el efecto del modelado no ideal en dispositivos de conmutación y componentes parasitas.

Un módulo de celdas de combustible produce un voltaje de salida en CD de bajo valor y grandes variaciones; por lo tanto para ser utilizado, es necesario aumentarlo y regularlo por medio de un convertidor CD-CD. Este voltaje posteriormente, podrá ser alimentado como entrada a un inversor para obtener un voltaje de corriente alterna. En este trabajo, el modelo eléctrico de un arreglo de celdas de combustible se combina con el modelo de un convertidor elevador en cascada de tres etapas. El modelo resultante, que incorpora la dinámica de la celda de combustible, sirve como base para el diseño de un regulador conmutado que utiliza un controlador en modo- corriente promedio. Para verificar el funcionamiento del regulador propuesto se emplea como fuente de entrada un módulo de celdas de combustible de membrana polimérica que proporciona un voltaje de salida entre 26 V y 41.7 V. Por medio de resultados experimentales se comprueban los bien conocidos beneficios del control modo-corriente.

En este trabajo se aborda el estudio comparativo de desempeño de reguladores conmutados usando un controlador multilazo basado en un control en modo corriente y aplicado a convertidores cuadráticos reductores. Este tipo de convertidores son ampliamente usados en aplicaciones donde se requiere de altas relaciones de conversión, tales como en sistemas de alimentación de equipos portables y en los últimos años en sistemas de iluminación por LED's. Los convertidores usados corresponden a un convertidor cuadrático típico y un convertidor cuadrático basado en el principio de procesamiento de potencia redundante reducida. El estudio consiste en diseñar un controlador para cada uno de los convertidores bajo un mismo procedimiento, de tal forma que se pueda evaluar las ventajas y desventajas de diseño, así como las diferentes respuestas a varios escenarios de operación de los convertidores.

Debido a los requerimientos de los nuevos desarrollos tecnológicos, como la nueva generación de microprocesadores, el estudio de configuraciones basadas en convertidores CD-CD de bajo voltaje y alta corriente en la salida han cobrado gran interés. En el presente artículo se propone el diseño de un regulador en modo-corriente promedio utilizando un convertidor reductor en cascada con rectificador síncrono. El controlador emplea la corriente del inductor de la etapa de entrada y el voltaje del capacitor de la etapa de salida con propósitos de retroalimentación. Resultados en simulación numérica son mostrados para una conversión de 48V a 1.5V. La robustez del controlador es probada por medio de cambios tipo escalón en la carga.

En este artículo se presenta el dise˜no de un estimador de estados y ruido para un sistema singular lineal de parámetros variables (S-LPV, por las siglas en inglés de Singular Linear Parameter Variant) y el ruido a la salida del sistema. El estimador propuesto es una extensión del trabajo desarrollado en el dise˜no de observadores de estados y ruido para sistemas singulares lineales invariantes en el tiempo (LTI, por las siglas en inglés de Linear Time Invariant). Tal extensión es el resultado principal del artículo, el cual da las condiciones necesarias de estabilidad del error de estimación a través de un análisis por Lyapunov. El estimador de estados y ruido propuesto para sistemas S-LPV es probado mediante simulación considerando un ejemplo numérico.

El estudio de las orbitas de sistemas dinámicos y estáticos de pocas partículas bajo un buen potencial a pares es de gran interés en Física y Matemáticas, así como en Ciencia de Materiales, Química y Astrofísica. En este artículo, presentamos una metodología nueva algebraica para la determinación completa de las orbitas (puntos, curvas o superficies equipotenciales) alrededor de un sistema estático de dos partículas en posiciones arbitrarias bajo un potencial del tipo Van der Waals. Las orbitas corresponden a las raíces positivas de ecuaciones solubles por radicales que se determinan completamente por polinomios de grado a lo más 4, que son resueltos por procedimientos algebraicos estándares y derivados de los Métodos de Cardan y Ferrari. Nuestro método se generaliza para grupos de polinomios con grado múltiplos de 2, 3 y 4. Se incluye una comparación entre las orbitas verdaderas de nuestro método, con aproximaciones de orbitas calculadas por métodos numéricos y se incluyen gráficas en 2D y 3D del verdadero potencial de superficie.

En este trabajo se presenta la caracterización y comparación de una rejilla de Bragg con un espejo de lazo óptico no lineal que pueden ser utilizados para amplificar una señal de entrada proporcionada por un diodo lasér, como resultados principales se presenta la comparación de dos arreglos con sus respectivas ganancias, el primero con una rejilla de Bragg y el segundo con un espejo de lazo óptico no lineal. La metodología consiste en calentar a diferentes temperaturas y medir las potencias de salida.

En este trabajo se presenta la caracterización de rejillas de Bragg de fibra óptica, sometidas a cambios de temperatura, con el objetivo de estudiar su comportamiento como sensores del tipo todo de fibra. Para este estudio se utiliza un amplificador de fibra óptica dopada con Erbio. Para caracterizar la sensibilidad de la rejilla de Bragg de fibra se usa el espectro de emisión espontánea amplificada y la reflexión de la rejilla de Bragg, la cual se encuentra a la longitud de onda 1548.4 nm, también llamada longitud de onda de Bragg, conforme se va variando la temperatura se presenta un desplazamiento espacial de este punto el cual sé utilizó para determinar la sensibilidad de la rejilla a los cambios de temperatura. En este trabajo se presentan los resultados de someter a una rejilla de Bragg a diferentes temperaturas (26°C, 58°C y 90°C) encontrándose una sensibilidad de 12.5 pm/°C que está dentro de los parámetros reportados por la literatura.

Se presenta un tipo de modelado para las condiciones de frontera entre un fluido incompresible y su contenedor rígido de simetría cilíndrica, así como el estudio de las propiedades del modelo en funcio ́n al nu ́mero de puntos de integración llamados partículas. El movimiento del fluido es modelado mediante el método conocido como Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH), que representa de manera general las ecuaciones de fluidos de Navier-Stokes, con simplificaciones apropiadas para un manejo computacional eficiente. El recipiente utilizado, consiste en una sección de tubo, sometido a una fuerza constante de tipo gravitacional, paralela a su eje principal. La frontera entre el fluido y el recipiente es modelada como una restricción no-holónoma, con rigidez y amortiguamiento, donde las partículas chocan. Los resultados a nivel simulación, muestran un comportamiento cualitativo equivalente al comportamiento de un fluido real, lo que permite analizar fenómenos complicados de observar en el sistema físico.

We propose a passivity-based model-free second order sliding mode control law to track desired humanoid posture and contact force trajectories. Desired posture trajectories are generated in closed-loop by means of priority-based inverse kinematics. At each instant of time, the resulting humanoid posture is projected on the tangent subspace of the contact manifolds. Overall, the proposed force-motion control scheme accounts for the constrained dynamics in closed-loop of underactuated and highly redundant mechanical systems such as humanoids. Exponential convergence of posture and contact force tracking errors is guaranteed. We successfully verified in simulation the robustness of the controller with a realistic dynamic model of HRP-2.

In this paper a sliding surface is introduced for SMC design for the suppression of stick-slip oscillations in oil drillstrings. The proposed SMC design is aimed to achieve exponential convergence in the reaching and sliding phases. A simple general mechanical model of the drillstring is exploited to derive a recursive cascade control configurations. A comparison of the proposed SMC design with standard and high order SMC approaches is also presented.

Three different second order sliding mode controllers are considered in this paper. An adaptive gain is implemented which adjusts the level of scalar control action on-line based on direct measurements of the equivalent control obtained by a low-pass filter. It is shown that the adaptive algorithm converge in finite time, thus the chattering is reduced in amplitude and the amount of energy demanded by the controller is reduced too. The results of a real implementation of the adaptive sliding mode controllers in a spring-mass-damper system are presented.

In this paper, a multivariable control strategy is done which solves the problem of output power regulation of variable speed wind energy conversion systems, while also reduced the mechanical loads by combining a linear control for blade pitch angle with a nonlinear quasi-continuous high-order sliding-mode torque control. The properties of the proposed controller are robustness to parametric uncertainties of the turbine, robustness with respect to external disturbances, robustness to unmodeled dynamics and accuracy, with an accuracy of higher order and finite reaching time. The high-order sliding-mode controller is applied to reduce the effects of chattering in the generated torque that could lead to increased mechanical stress because of strong torque variations. We use a realistic model which takes into account the nonlinear dynamic aspect of the wind turbine and the turbulent nature of the wind. We assume that the rotor speed and electric power are available from measurements on the wind turbine. Simulation results illustrate the effectiveness of the controller in terms of power regulation and load reduction.

Este artículo aborda el problema relacionado con la presencia de perturbaciones desconocidas y de incertidumbres en los par´ametros de una planta utilizada en la industria, en donde debido al desgaste de los mecanismos o a la inaccesibilidad para poder realizar mediciones resulta imposible contar con los datos exactos que se requieren para la correcta operación del control. Aplicaciones en la industria en el campo de manufactura por medio de máquinas herramientas o de robots industriales en general, son cada vez m´as sofisticadas y requieren de gran exactitud y precisión en la posición de sus mecanismos, lo cual lleva a buscar nuevas metodologías de control que además de robustas garanticen la precisión requerida. Aqui se presenta un control de posici´on PD adicionado de un algoritmo de control por modos deslizantes que alcanza el desempeño requerido.

En el presente artículo se presenta un algoritmo capaz de calcular los intervalos de los parámetros del controlador que satisface estabilidad robusta relativa para sistemas LTI con incertidumbre paramétrica en una región determinada, dando de una manera sencilla cierto desempeño en cuanto al acotamiento de la velocidad de respuesta del sistema. Se considera el caso más complejo en donde la familia de polinomios característicos con incertidumbre paramétrica son de tipo polinómico. El problema es mapeado a un problema de positividad robusta de funciones multivariables polinómicas y resuelto con la herramienta descomposición de signo.

En el presente artículo se presenta un procedimiento para obtener una aproximación de la caja de valores de ajuste de los parámetros del controlador, cumpliendo con un criterio de desempeño propuesto, establecido en términos del acotamiento frecuencial en el plano-s. La aplicación de los resultados se ilustran a manera de ejemplo para un modelo de una máquina síncrona, con el objetivo de asegurar el acotamiento frecuencial de la llamada “oscilación de baja frecuencia” presente en el desplazamiento angular del rotor.

En el presente trabajo se analiza la relación que existe entre la función de transferencia de un sistema de lazo abierto y de lazo cerrado con respecto a sus propiedades de controlabilidad y observabilidad. Se presentan dos lemas relacionados con la cancelación de polos con ceros en la función de transferencia de un sistema. En este trabajo también se analizan las propiedades de controlabilidad y observabilidad para la retroalimentación de estado, ya que es conocido que la retroalimentación de estado es invariante a la controlabilidad y no lo es para la observabilidad.

Adaptive control based on passivity has had a wide variety of practical applications due to its flexibility and modularity. There exists representative adaptive algorithms based on this approach such as Gradient, Composite, Average ,and Modified Least Squares. To the best of our knowledge, passivity properties of proportional-integral (PI) type algorithms recently developed have not been explored yet. In this paper we present a general unified passive scheme that encompasses all aforementioned algorithms including PI (for linear parameterization). A comparative analysis in performances among them was carried out considering the problem of passivity-based adaptive control of a simple pendulum and tracking of two trajectories.

En este trabajo se presenta la estabilización de un robot móvil tipo (2,0), desde cualquier condición inicial al origen. El objetivo es demostrar que con el modelo cinemático, la extensión dinámica de sus variables de estados y una ley de control sencilla, se logra la estabilización del sistema no lineal. Debido a la simplicidad de la ley de controles posible implementarla en sistemas empotrados con bajo poder computacional. La estrategia de control propuesta considera los l´ımites en las señales de entrada del sistema mediante el uso de funciones de saturación. Se analiza la estabilidad, en el sentido de Lyapunov, del sistema en lazo cerrado. El esquema de control se valida mediante resultados en simulación con el objeto de demostrar su efectividad.

A method to construct (strict) Lyapunov Functions for a class of Higher Order Sliding Modes (HOSM) algorithms, that are homogeneous and piecewise state affine is presented. It is shown first that several HOSM algorithms presented in the literature posses these properties. The basic idea of the construction method is borrowed from the constructive proofs of the Lyapunov's Converse Theorems. It is shown, by means of some concrete examples of second and third order, that the construction of the Lyapunov Function can be done for this class of systems. The obtained Lyapunov functions allow the estimation of the convergence time, the values of the gains that render the origin finite time stable, and the robustness of the algorithms to bounded perturbations.

A method to compute the differentiation error in presence of bounded measurement noise for the family of Generalized Super-Twisting differentiators is presented. The proposed method allows choosing the optimal gain of each differentiator in the family providing the smallest ultimate bound of the differentiation error. In particular, an heuristic formula for the optimal gain of the pure Super-Twisting differentiator is presented. A numerical analysis comparing the performance of linear High-Gain and Super-Twisting differentiators is presented.

En esta nota se presenta un diseño de controladores uniformes por modos deslizantes para una clase de sistemas de orden arbitrario con una sola entrada de control. El diseño se basa en el control por modos deslizantes clásico. Pero, en lugar de utilizar superficies deslizantes Lipschitz y controladores de relé, se propone una superficie de deslizamiento no lineal y dos controladores que contienen algunos términos no lineales adicionales, que hacen que las trayectorias del sistema converjan a una vecindad predefinida del origen en un tiempo fijo, acotado por una constante, independientemente de las condiciones iniciales y las incertidumbres/perturbaciones.

In this paper we obtain a homogeneous, continuous, quadratic and strict Lyapunov function for Levant's Second Order Differentiator. Since its derivative is a non quadratic, discontinuous, homogeneous form its negative definiteness is determined using some new inequalities, providing coarser bounds than Young's inequalities.