Keywords: Sistemas Electromecánicos, Sistemas Eléctricos de potencia
Abstract: La transformacion de la industria automotriz asi como los avances tecnologicos han permitiido que nuevos desarrollos e innovaciones sean integrados en los vehiculos de combustion interna. Sin embargo, debido a los nuevos criterios de seguridad, confort y multimedia, asi como ambientales han permitido el desarrollo de nuevas formas de transsporte personalizado y colectivo: los vehiculos electricos. En esta platica se presentan los principales sistemas de seguridad como de confort que han sido utilizados en estos vehiculos. Los sistemas de traccion, asi como la direccion asistida entre otros seran presentados y analizados desde el punto de vista del control. Finalmente, las nuevas tendencias en los vehiculos electricos , en particular en el control de motores.

Keywords: Sistemas Electrónicos de Potencia, Modelado e identificación de sistemas, Control de Procesos
Abstract: Se valida en simulación el modelo de un sistema fotovoltaico bajo condiciones de sombreado parcial. También se diseña un convertidor CD-CD tipo Boost alimentado por el panel fotovoltaico buscando el seguimiento del punto de máxima potencia para una carga resistiva. Se utilizan los algoritmos Perturbar y Observar y Optimización por Enjambre de Partículas y se compara el desempeño del sistema fotovoltaico bajo la acción de cada uno de ellos. Los resultados de simulación muestran un correcto modelado del sistema fotovoltaico al compararlos con los valores medidos por el fabricante. El algoritmo de Optimización por Enjambre de Partículas garantiza el máximo global en la detección del punto de máxima potencia.

Keywords: Sistemas Electrónicos de Potencia, Modelado e identificación de sistemas, Sincronización de sistemas
Abstract: Here the design of a controller for grid connection of a Wind Energy Conversion System based in a Doubly Fed Induction Generator and Back-to-Back converter is described. For this purpose, a dc-bus pre-charge is needed as such as a synchronization process which is achieved with the help of a Phase Locked Loop. Though grid connection is the main interest, nevertheless, the design of the controller for power generation mode is also described. The controllers for synchronization/connection mode and power generation mode are based on vector control using grid voltage as reference frame. It is highlighted that control structure for the Grid Side Converter of the Back-to-Back is the same for both operation modes; and that control structure for the Rotor Side Converter is different for every operation mode. Finally, simulations implemented in PSIM are carried out to evaluate the grid connection of a ½ HP Wind Energy Conversion System which is pretended to be used in the construction of a test rig.

Keywords: Sistemas Electrónicos de Potencia, Sistemas Eléctricos de potencia, Control de Sistemas Lineales
Abstract: En este artículo se presenta el desarrollo de un controlador para un sistema de restauración dinámica de voltaje DVR (textit{dynamic voltage regulator}) cuya topología basa su funcionamiento en el convertidor matricial. Este sistema se utilizará para compensar ciertas clases de disturbios existentes en la red eléctrica. Para validar la respuesta dinámica y el funcionamiento del controlador diseñado, se realizan simulaciones numéricas con la herramienta de software Simulink.

Keywords: Sistemas Electromecánicos, Control clásico, Sistemas Electrónicos de Potencia
Abstract: En este artículo se propone un controlador de velocidad aunado a un controlador de corriente cuyo propósito es controlar un motor brushless trifásico de corriente directa, el cual puede ser usado como sistema de propulsión en vehículos eléctricos. En este documento se presenta el modelo matemático del motor y del vehículo eléctrico. Además, en el diseño del controlador se considera un módulo de saturación de corriente con la intención de brindar protección al motor. Los resultados en simulación muestran que el controlador realiza el seguimiento de velocidad ante el perfil de manejo propuesto. Más aún, se realiza una comparación a través de índices de desempeño entre distintos controladores para diferentes motores que han sido utilizados como sistemas de propulsión para vehículos eléctricos.

Keywords: Sistemas Electromecánicos, Control de Sistemas No Lineales, Sistemas Eléctricos de potencia
Abstract: En este artículo se hace una revisión de la literatura de generación de energía eléctrica renovable basada en el viento. El objetivo es estudiar las oportunidades, y retos en el área de control, que tienen las máquinas de reluctancia conmutada, para formar parte de sistemas de generación eléctrica renovable de transmisión directa, robustos y eficientes. La conclusión del artículo apunta a que, aunque el control del motor de reluctancia conmutada en modo generador es similar al control en modo motor, existen detalles importantes que no han sido completamente resueltos como el control a alta velocidad, la elección de una conmutación adecuada de la fases de estator para maximizar la generación de energía a una velocidad dada, entre otros.

Keywords: Sistemas Eléctricos de potencia, Sincronización de sistemas, Modelado e identificación de sistemas
Abstract: Un modelado y análisis detallado de consenso en circuitos eléctricos de potencia (en particular, en una red radial) es realizado, con el objetivo de entender claramente las propiedades de estos sistemas y la razón que hace que su funcionamiento sea eficaz y de confianza, con la visión de ofrecer en un futuro nuevas metodologías que ofrezcan herramientas sólidas para tratar con problemas básicos como son la estabilidad de voltaje y frecuencia. El consenso es referido a lograr que la amplitud de la tensión sea la misma en todas las cargas. El enfoque utilizado para el modelo del sistema es mediante teoría de grafos y sistemas Hamiltonianos.

Keywords: Modelado e identificación de sistemas, Procesos biotecnológicos, Control de Procesos
Abstract: Microalgae are photosynthetic organisms capable of CO₂ mitigation, yielding high biomass leading to the production of cosmetics and healthy foods, and under some stress conditions, achieving copious amounts of lipids to be transformed into biofuel. Microalgae are meant to be a renewable energy source for the near future and as such, it is imperative to have a proper know-how of their mechanisms. Therefore, modelling serves as a starting point for understanding the uncoupling behaviour of microalgae with other microorganisms in bioprocesses. Even when the literature offers several models, there is still scarce information regarding the effect of light on a photoacclimated culture. In the present work, we use a model that takes into account the aforementioned effect and system identification techniques to obtain the best set of parameters that define it, followed by sensitivity analysis. At last, with the aid of the Fisher information matrix we are able to quantify the effect of uncertainties among four experiments with different inputs and test the hypothesis on whether or not there is a need for an optimized experimental design.

Keywords: Modelado e identificación de sistemas, Sistemas adaptables
Abstract: En este trabajo se presentan los resultados de un algoritmo de identificación paramétrica probado con datos simulados de un edificio a escala de 3 pisos, sujeto a excitación sísmica bidimensional. El algoritmo permite recuperar los parámetros del edificio, aunque éste sufra daño estructural durante un evento sísmico, tal que se recupere el modelo matemático con las nuevas condiciones de daño, y que con éste se logre tener un desempeño adecuado en el algoritmo de control con actuadores semiactivos. En este trabajo se realiza el estudio suponiendo que la estructura se daña dos veces durante el sismo.

Keywords: Modelado e identificación de sistemas, Sistemas adaptables, Otros Tópicos Afines
Abstract: Empleando cí­rculos de Gershgorin y propiedades de matrices tridiagonales, se proponen condiciones para obtener un modelo estable de un edificio durante el proceso de identificación de sus parámetros con mí­nimos cuadrados. El modelo del edificio considera tres direcciones de desplazamiento: dos de traslación y una de rotación en cada piso sobre el plano horizontal. Las restricciones se introducen en conjunto con la estimación en lí­nea garantizando que las matrices de masa, rigidez y amortiguamiento sean positivas definidas, lo que implica la estabilidad del sistema estimado. Se utiliza una parametrización matricial del modelo cuya ventaja consiste en reducir la cantidad de cálculos computacionales. Se presentan resultados de simulaciones masivas y un ejemplo puntual para corroborar el impacto de las condiciones de estabilidad sobre la recuperación de las frecuencias de vibración.

Keywords: Modelado e identificación de sistemas, Sistemas adaptables, Sistemas discretos
Abstract: El control semiactivo con amortiguadores magneto reológicos requiere del modelo del amortiguador, pero los parámetros del modelo no son constantes, por lo que se hace necesaria una identificación recursiva de ellos, lo que obliga a un esquema de control semiactivo adaptable. El modelo LuGre modificado para estos amortiguadores presenta características que lo hacen {it ad hoc} para esta aplicación. Se revisan dos opciones de este modelo y se compara su desempeño. Para no entrar en conflicto con métodos numéricos para integrar o derivar se lleva a cabo una realización discreta, tanto del modelo como de su identificación por mínimos cuadrados recursivos.

Keywords: Modelado e identificación de sistemas, Sistemas Biomédicos
Abstract: Fluorescence lifetime microscopy imaging (FLIM) is an emerging technique that allows a chemometric characterization of a tissue sample. However, FLIM requires an initial processing step to identify the fluorescent impulse response at each spatial point in the sample. In this paper, we present a new strategy for the blind system identification (BSI) of FLIM data based on an exponentials library and alternating least squares. Our BSI approach has a time-domain perspective and searches for the scaling coefficients of the library by non-negative least squares approximations plus Thikonov regularization terms. Meanwhile, the input excitation is computed by a quadratic optimization that includes also a regularization factor to induce smoothness. In this paper, we test our scheme with FLIM ex-vivo atherosclerotic plaques datasets. We compare our BSI proposal to two system identification techniques that consider the information of the input excitation: nonlinear least squares estimation with a multi-exponential model, and constrained Laguerre-base expansion; and also to a blind scheme, a Laguerre expansion with an approximated input signal. In these tests, we visualize an advantage of our proposal in terms of estimation accuracy and computational time.

Keywords: Modelado e identificación de sistemas, Sistemas Electromecánicos, Control de Sistemas Lineales
Abstract: Se presenta un modelo alternativo para edificios a cortante bajo el principio de movimiento inducido por una onda sísmica. La meta es final es identificar los parámetros estructurales en línea, como lo son el amortiguamiento y la rigidez, haciendo uso de los retardos generados en la llegada del movimiento sísmico entre un piso y otro. El esquema de identificación planteado, a diferencia de los tradicionales, resuelve el problema de desacoplar los parámetros rigidez-masa y amortiguamiento-masa, de manera que una vez obtenidos los parámetros sea posible la implementación de técnicas de control de vibraciones o de detección y evaluación de daño de una estructura. El método de identificación empleado es el de mínimos cuadrados con factor de olvido. Los resultados de simulación muestran la versatilidad del método propuesto.

Keywords: Robótica y Mecatrónica, Educación en control, Sistemas discretos
Abstract: En este trabajo se presenta el desarrollo de un robot móvil como una plataforma de apoyo para la educación e investigación. Los subsistemas para sensado del entorno, control de movimiento y navegación son realizados en un FPGA, utilizando arquitecturas hardware dedicadas, las cuales trabajan en paralelo para disminuir la latencia del procesamiento. Sensores infrarrojos son utilizados para medir la proximidad de los objetos y evadirlos. La velocidad es controlada de forma proporcional a la distancia del objeto mediante generador PWM y controlador PID. El robot puede detectar obstáculos de hasta 1.2m de distancia. Tiene una capacidad de almacenamiento de hasta 8 imágenes de 648 x 486 pixeles. Se realizan algoritmos para detección de esquinas, extracción de características y cálculo de posición, para evaluar la capacidad de procesamiento, lo que genera una velocidad de 3 cuadros por segundo procesados. Los resultados son comparados con los obtenidos en simulación con el software MatLab.

Keywords: Robótica y Mecatrónica, Otros Tópicos Afines
Abstract: En este trabajo se propone el diseño de un mecanismo de ocho eslabones con un grado de libertad con el propósito de reproducir el movimiento de marcha en la extremidad inferior de un robot bípedo en su plano sagital. Para llevar a cabo el diseño del mecanismo se plantea la síntesis dimensional para generación de trayectoria como un problema de optimización. Se proponen restricciones relacionadas con el criterio de Grashof, con la morfología funcional de la extremidad bípeda, la calidad de transmisión de movimiento así como del movimiento de marcha deseado. Los resultados obtenidos a través del algoritmo de evolución diferencial muestra el desempeño del diseño resultante, logrando satisfacer el movimiento deseado.

Keywords: Robótica y Mecatrónica, Otros Tópicos Afines, Control de Sistemas No Lineales
Abstract: Este artículo describe el método Diferencia de Tiempo de Llegada (TDOA) para estimar la localización de fuentes acústicas en aplicaciones de regulación a un punto de un robot móvil. Al localizar fuentes acústicas con TDOA el error de localización varía dependiendo de la distancia entre la fuente y el arreglo de micrófonos. Como una solución a este problema se propone la generación de un mapa de navegación acústica que indique el comportamiento de los errores de localización dentro de un área de trabajo. Nuestro método presenta la ventaja de que el control propuesto no depende de errores de las variables del robot, sino del gradiente del mapa de navegación acústica. Se realizaron simulaciones, en Matlab, que demuestran la aplicación exitosa del control en tareas de regulación a un punto.

Keywords: Robótica y Mecatrónica, Sistemas discretos, Control discontinuo (modos deslizantes)
Abstract: Se presenta un esquema de control estable para la teleoperación de un robot móvil considerando retardo en la comunicación para resolver el problema de regulación de posición y evasión de obstáculos usando el método de potenciales artificiales. El operador envia los comandos de velocidad lineal y angular usando un dispositivo maestro, el cuál genera dos fuerzas de retroalimentación para asistir al operador en la tarea de alcanzar la posición deseada sin colisionar. En lugar de usar el modelo original en tiempo continuo con retardo en los controles, el modelo discreto exacto libre de retardo, se obtiene para compensar los retardos y considerar una estrategia de control causal. Un controlador por modos deslizantes en tiempo discreto, quasi modo deslizante, es implementado para el seguimiento de la trayectoria deseada. Se presentan resultados experimentales para validar el esquema de teleoperación propuesto.

Keywords: Robótica y Mecatrónica, Sistemas multi-agente, Sincronización de sistemas
Abstract: This paper provides a solution to the leaderless consensus problem in networks of robots with interconnecting time-delays for which velocity measurements are not available, under the assumption that the interconnection graph is undirected and connected. The controller has the structure of the Proportional plus damping scheme with gravity cancellation and the estimated velocities are obtained using the Immersion and Invariance observer. Simulations, with ten robots, show the performance of the proposed approach.

Keywords: Robótica y Mecatrónica, Tecnología para control, Cómputo para control
Abstract: Este trabajo esta dedicado al dise~no de un sistema de estabilizacion de una bicicleta basado en observador mediante el enfoque de modelado de sistemas lineales de parametros variables (LPV) por colocacion de polos. El calculo de las ganancias del control estabilizante y las ganancias del observador se realiza considerando funciones de Lyapunov que dependen del parametro variable en conjunto con una derivada parcial para restringir la primer derivada del parametro variable con la nalidad de obtener estabilidad robusta. Como resultado, se obtienen condiciones sucientes para garantizar el calculo de las ganancias del controlador mediante la solucion de un conjunto de desigualdades lineales matriciales parametrizadas (PLMIs). Finalmente, se presentan resultados en simulaciones para demostrar la efectividad del metodo propuesto.

Keywords: Sistemas estocásticos, Control de Sistemas No Lineales
Abstract:

Keywords: Otros Tópicos Afines, Control de Sistemas No Lineales, Detección y Aislamiento de Fallas
Abstract: In this paper a design of an observer for Lipschitz nonlinear systems in the presence of time-varying delay in outputs measurements is proposed. The structure of the proposed observer is based on the presence of a proportional integral term which permits the compensation of delay in the measurements outputs. The observer gain is a function of the maximum bound of the delay, the parameters of the system and it is calculated by the resolution of given LMI equation. The Lyapunov-Krasovskii functional is used to prove the asymptotical convergence to zero of the observation error. This observer can be applied to the case of systems with variable piecewise delay continuous functions, as for example, in the case of systems with piecewise delay constant functions of time and the case of time-discrete measurements with constant variable delay. The observer is validated into a Free Piston Stirling Engine model and the results were satisfactory, with a time-varying delay in piecewise randomly

Keywords: Sistemas discretos, Control de Sistemas No Lineales, Control robusto
Abstract: En este trabajo se estudia el problema de diseño de observadores que preservan el orden parcial para una familia de sistemas no lineales discretos, basados en (i) la relación analítica entre el radio de estabilidad de sistemas discretos positivos y el método de disipatividad, y en (ii) la propiedad de cooperatividad. Ambos tópicos son aplicados en las dinámicas de los errores de estimación, las cuales se representan por un subsistema lineal invariante en el tiempo (LIT) en realimentación con una no linealidad variante en el tiempo. La estabilidad de los errores de estimación se asegura con las condiciones del radio de estabilidad, mientras que el ordenamiento parcial entre estimaciones y la trayectoria del estado está dado por la cooperatividad. El método de diseño está restringido a un sector específico de la no linealidad. Las condiciones de diseño se sintetizan en encontrar la solución dos variables mediante desigualdades matriciales lineales (LMI's) y una fórmula matemática sencilla asociada al radio de estabilidad.

Keywords: Sistemas discretos, Control de Sistemas No Lineales, Procesos biológicos
Abstract: Los observadores que preservan el orden proporcionan un par de estimaciones que acotan dinámicamente, por encima y por debajo, a la trayectoria del estado, y además, convergen exponencialmente a la misma trayectoria cuando el sistema no está afectado por perturbaciones y/o incertidumbres. El problema de estimación está enfocado para una familia de sistemas no lineales en tiempo discreto, considerando la ausencia y presencia de perturbaciones. El método propuesto establece las condiciones suficientes de diseño de observadores que preservan el orden parcial, utilizando propiedades interesantes que están definidas en el dominio del tiempo discreto: disipatividad y cooperatividad. La primera propiedad determina la convergencia exponencial a cero del error de estimación, mientras que la segunda permite el ordenamiento parcial de las estimaciones con respecto al estado. Las ganancias de los observadores puede ser encontradas mediante la solución de dos desigualdades matriciales lineales (LMI’s).

Keywords: Control de Sistemas No Lineales, Detección y Aislamiento de Fallas, Procesos biológicos
Abstract: El presenta trabajo propone el diseño de un sistema de diagnóstico y aislamiento de fallas para ser aplicado en un biodigestor anaerobio de lecho de lodos de flujo ascendente (UASB por sus siglas en inglés), primeramente mediante la modelación de su dinámica de la forma lineal de parámetros variables (LPV) Takagi-Sugeno, para representar de forma adecuada sus propiedades no lineales, y después llevar a cabo la detección y aislamiento de fallas mediante un banco de observadores en modos deslizantes, así como la generación de residuos y detección de síntomas que permitan la localización de fallas que pudiesen ocurrir en los sensores que retroalimentan al sistema, tal manera el operario del biodigestor anaerobio, pueda tomar decisiones correctivas antes la existencia de una falla, buscando garantizar la seguridad de quienes operan el sistema.

Keywords: Control basado en pasividad, Control de Sistemas No Lineales, Robótica y Mecatrónica
Abstract: En el presente artículo se presenta un controlador basado en pasividad con interconexión y asignación de amortiguamiento (IDA-PBC) aplicado a un giroscopio de dos grados de libertad. La dificultad de este controlador reside en resolver las ecuaciones diferenciales parciales (EDP) que se presentan como resultado de introducir en lazo cerrado los subsistemas de interconexión y amortiguamiento. Debido a que dichas EDP son, en general, difíciles de resolver; valiéndose de las características de la matriz de inercias del giroscopio y una adecuada parametrización de la matriz de interconexión, se puede hacer una reducción de las EDP a simples ecuaciones algebraicas para obtener las matrices deseadas que moldean la energía cinética y potencial para lograr la estabilización del giroscopio. Resultados en simulación numérica para un problema de regulación del giroscopio, muestran la efectividad del controlador.

Keywords: Control basado en pasividad, Control de Sistemas No Lineales, Sistemas Electrónicos de Potencia
Abstract: Se presenta un controlador basado en pasividad utilizando la técnica IDA-PBC para un sistema de generación eólica (SGE), el cual cuenta con un generador de inducción doblemente alimentado (DFIG, por sus siglas en inglés). El controlador permite realizar el seguimiento de una trayectoria para la velocidad angular de la turbina con el fin de maximizar la potencia eléctrica generada, regular el factor de potencia en las terminales de salida y mantener tanto la amplitud como la frecuencia del voltaje suministrado a la red eléctrica constantes. Por último, se muestran los resultados obtenidos con el esquema de control propuesto a través de simulaciones numéricas.

Keywords: Control basado en pasividad, Control robusto, Control de Sistemas Lineales
Abstract: Via several cases it is shown that a passive multivariable linear control system, contrary to its single input single output counterpart, may not be robust. Moreover, it is shown that the lack of robustness can be exposed via the multivariable structure function.

Keywords: Control basado en pasividad, Sistemas Electrónicos de Potencia
Abstract: En este trabajo se presentan tres leyes de control para el convertidor de potencia CD--CD tipo Boost. Una de ellas, reportada en la literatura, es del tipo dinámica (Proporcional--Integral) para la cual se ha demostrado que tiene la capacidad de estabilizar un punto de equilibrio de manera Global y Asintótica. Las dos siguientes son del tipo estática y el objetivo de este trabajo es mostrar que la estructura dinámica no mejora el comportamiento dinámico del sistema en lazo cerrado respecto al caso cuando se utiliza retroalimentación estática. Más aún, una de estas dos últimas, propuesta de manera original por los autores, exhibe un mejor comportamiento dinámico a expensas de requerir condiciones adicionales respecto a la estructura del punto de equilibrio a estabilizar. Se presentan pruebas formales de estabilidad de los tres esquemas de control y la comparación entre sus desempeños se realiza con base en simulaciones numéricas.

Keywords: Sincronización de sistemas
Abstract: We investigate the influence of time-delay in the dynamic behavior of coupled nonlinear systems. Specifically-by using the Poincaré method of `small' perturbations-we derive conditions for the existence and stability of synchronous solutions occurring in pairs of weakly nonlinear systems with delayed dynamic coupling. Two types of synchronization are investigated as a function of the time-delay, namely in-phase and anti-phase synchronization. Additionally, the amplitude and frequency of the synchronous solutions are analytically obtained. The proposed methodology is applied to a pair of pendula driven by a van der Pol torque and the obtained results are illustrated and supported by means of numerical simulations.

Keywords: Sincronización de sistemas, Control de Sistemas No Lineales, Sistemas Caóticos
Abstract: En este artículo, el problema de la sincronización generalizada es estudiado usando sistemas no lineales de orden fraccional y Liouvillianos. La sincronización generalizada se logra entre dos sistemas no idénticos usando el esquema maestro-esclavo a través de un mapeo funcional que es diseñado utilizando el elemento primitivo diferencial fraccional de los sistemas Liouvillianos. Se construye la Forma Canónica de Observabilidad Generalizada Fraccional (FCOGF) a través de una transformación de coordenadas para ambos sistemas cuya primer componente es la integral fraccional de la salida. Finalmente se diseña una ley de control dinámica fraccional para lograr la sincronización generalizada de los sistemas. Se da la condición para lograr la sincronización generalizada de los sistemas en sus coordenadas originales. El ejemplo numérico muestra la metodología propuesta de la sincronizacion generalizada.

Keywords: Sincronización de sistemas, Sistemas Caóticos, Control de Sistemas No Lineales
Abstract: Se propone la aplicación de un sistema caótico Liouvilliano a comunicaciones seguras, la comunicación de datos es vista desde la perspectiva de sincronización de sistemas, en esta el maestro es el transmisor de datos y el esclavo es el receptor. Se presenta como transmisor un sistema Liouvilliano y como receptor un observador de estados por modos deslizantes basado en el algoritmo de Super-Twisting.

Keywords: Sincronización de sistemas, Sistemas Caóticos, Sistemas multi-agente
Abstract: We investigate the stabilization of dynamical networks of different nodes for the case where the nodes, although different, can be make passive by feedback. The so-called V- stability characterization of the network allows for a simple set of conditions for the stabilization of the network. In particular, using the pinning control strategy to stabilized the network, the V-stability characterization proves advantageous as the stabilization condition reduces to the design of feedback gains that make a matrix negative definitive. Further, we extend these results for the tracking problem in networks, by imposing a reference trajectory to the network of different nodes by pinning some nodes to the desired solution. We illustrate our results with numerical simulation of well-known benchmark systems.