SISTEMAS DE CONTROL

Autor: ANGULO GARCIA FABIOLA.
Año: 2003.
Universidad: POLITÉCNICA DE CATALUÑA [www.upc.edu].
Centro de lectura: Aula 28.8 de l'ETSEIB Campus Sud.
Centro de realización: ETSEIB, EDIFICI H Campus SUD.

Resumen: En esta tesis se estudia de manera analítica y numérica el comportamiento del convertidor tipo buck cuando es manejado con PWM y el cálculo de ciclo de trabajo se hace obligando al error del sistema a tener promedio cero en cada iteración (ZAD). Esta técnica de manejo del PWM, reportada por primera vez en la literatura en el año 2001, y ampliamente estudiada en la presente tesis, promete llevar al sistema a tener características deseables tales como: frecuencia fija de conmutación, robustez y bajo error de salida; cualidades estas muy importantes en un convertidor. Los principales puntos de análisis en la presente tesis son: determinación del punto de equilibrio de la aplicación de Poincaré del convertidor manejado con PWM y ZAD. Cálculo de la estabilidad de la órbita de período 1 asociada a la aplicación de Poincaré. Este estudio se ha hecho via Exponentes de Lyapunov, Exponentes de Floquet y Multiplicadores característicos. Debido a la presencia inherente de un periodo de atraso en un esquema de PWM con pulso al centro, se analiza este caso particular. También se hace un estudio de la transición al caos, basado en la aplicación de Poincaré y se caracterizan de manera analítica las tres primeras bifurcaciones (Flip-colisión de borde-Flip). Se ha diseñado un controlador para cuando el sistema opera en zona de caos y se ha comparado con la técnica TDAS, mostrando mayor velocidad de respuesta y error más bajo. Por medio de la aplicación de la teoría de promedios se calcula una cota para el error, cuando el sistema opera en zona estable y en estado estacionario, garantizando un bajo error de salida. Finalmente los resultados experimentales corroboran algunos fenómenos no lineales y el límite de la estabilidad.

Autor: DELGADO TELLEZ DE CEPEDA MARINA.
Año: 2003.
Universidad: CARLOS III DE MADRID [www.uc3m.es].
Centro de lectura: ESCUELA POLITECNICA SUPERIOR.
Centro de realización: UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID.

Resumen: Esta memoria trata sobre los problemas de control óptimo desde el punto de vista geométrico. En la introducción se expone el problema desde el punto de vista histórico, partiendo del Principio de Máximo de Pontryaguin enunciado en 1962. En el segundo capítulo se establece el marco geométrico apropiado al problema, se diferencia entre el problema de control óptimo regular y singular y finalmente se realiza el cálculo de variaciones en los espacios adecuados. En el capítulo tercero se trabaja con el algoritmo de ligaduras desde el punto de vista más general, como ecuación diferencial implícita singular, hasta aplicarlo al problema de control óptimo singular visto como una ecuación diferencial implícita cuasilineal presimpléctica. Finalmente se ofrece la formulación hamiltoniana del algoritmo, incorporando el cálculo de ligaduras de primera y segunda clase. Se realiza el cálculo exhaustivo del algoritmo para el problema LQ y se propone un algoritmo numérico, del que aportamos resultados empíricos muy satisfactorios. En el cuarto capítulo se expone otro algoritmo, y finalmente se trabajan tres problemas singulares más generales, el frunce, el frenado óptimo de un coche, y el problema de control implícito, mostrando resultados, ejemplos, y simulaciones numéricas.

Autor: POZO MONTERO FRANCESC.
Año: 2004.
Universidad: POLITÉCNICA DE CATALUÑA [www.upc.edu].
Centro de lectura: Escola Universitària d'E.T.I. de Barcelona,.
Centro de realización: U FACULTAT DE MATEMATIQUES I ESTADISTICA SUD.

Resumen: Lâanàlisi i el control de sistemes amb incerteses són un dels problemes més interessants en l'àmbit de la teoria de control. En les últimes dues dècades hi ha hagut un augment important en la recerca dedicada a resoldre de forma analítica problemes de control on les incerteses poden aparèixer tant en la representació del sistema com en les mesures. No obstant, la profusió de la producció científica amb una marcada orientació teòrica no ha estat acompanyat d'una recerca similar dels aspectes d'un caire més aplicat. Aquesta tesi pretén contribuir en la comprensió d'alguns aspectes pràctics d'algoritmes de control específics. Més concretament, tractem el popular mètode anomenat backstepping i una recent tècnica computacional per resoldre el problema de la síntesi de sistemes no lineals.Respecte als sistemes no lineals, els anys 90 van començar amb un important avenç: el backstepping, mètode de control recursiu per a sistemes no lineals i no restringit a fites lineals. La verdadera força d'aquest mètode va ser descoberta quan es van desenvolupar els dissenys de control per a sistemes no lineals amb incerteses estructurades. La manera com el backstepping incorporava les incerteses i els paràmetres desconeguts va contribuir a la seva difusió i acceptació. Aquesta tesi es dedica, d'una banda, a aplicar aquest mètode de control en el camp de l'enginyeria civil i, d'altra banda, a fer un estudi de la sensibilitat numèrica de la implementació computacional del mètode.En l'aplicació d'enginyeria civil, es considera un sistema de control híbrid per estructures amb aïllament de base histerètic (control passiu) i un sistema de control actiu. L'objectiu de la component de control actiu, aplicat a la base de l'estructura, és mantenir els desplaçaments relatius de la base amb el terra, i de l'estructura amb la base dintre d'un rang raonable, d'acord amb el disseny de l'aïllament de base. L'aïllament de base exhibeix un comportament histerètic no lineal, descrit pel model de Bouc-Wen. El sistema es formula representant la dinàmica del sistema en dos sistemes de coordenades: absolutes (respecte un eix inercial) i relatives al terreny. Es presenta una comparació entre les dues alternatives a través de simulacions numèriques i sâobserva com, efectivament, la llei de control backstepping garanteix l'estabilitat i un bon comportament transitori del llaç tancat.Una altra línia de recerca ha estat l'estudi de la sensibilitat numèrica del backstepping adaptatiu. En aquest sentit, la complexitat de la llei de control fa imprescindible l'ajut del càlcul numèric per a fer les computacions del senyal de control. El nostre treball estudia per primer cop els aspectes de sensibilitat numèrica del disseny de sistemes de control mitjançant backstepping. Es demostra que, tot i que l'augment dels paràmetres de disseny millora teòricament la resposta del sistema, aquest augment provoca l'aparició d'altes freqüències en el senyal de control.La tercera línia de recerca que tractem en aquest treball és la utilització de solucions numèriques a problemes de control quan solucions analítiques âcom ara el backsteppingâ fallen o són molt difícils d'implementar. De fet, una limitació de la tècnica del backstepping és la necessitat de que el sistema controlat tingui una certa estructura triangular. D'altra banda, una altra limitació pràctica d'aquest mètode és la sensibilitat numèrica o la complexitat de la llei de control. Com una alternativa a les solucions analítiques del problemes de control, es presenta una nova tècnica numèrica. La tècnica està basada en un criteri de convergència recentment desenvolupat âdual del segon teorema de Lyapunovâ i en un programari que verifica la positivitat de polinomis de vàries variables basant-se en una 8 descomp 360 osició en sumes de quadrats. Les nostres contribucions en aquesta àrea consisteixen a estendre aquestes tècniques a sistemes racionals i la inclusió d'incerteses paramètriques en la formulació del problema de síntesi

Autor: RAMOS CUELI JOSÉ.
Año: 2004.
Universidad: SEVILLA [www.us.es].
Centro de lectura: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS.
Centro de realización: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS.

Resumen: La finalidad de este trabajo es la obtención de mejoras en el control de dos tipos bien diferenciados de procesos. Éstos pueden ser procesos definidos en torno a un punto de operación y sometidos a perturbaciones de tipo periódico, o bien procesos tipo batch o por lotes. El problema de control ha surgido en aplicaciones como la fase de preparación del proceso de extracción de aceite de oliva o una gran cantidad de procesos industriales que funcionan por lotes (químicos, polimerización, microelectrónica, producción de medicamentos, etc.). Para conseguir mejorar en el control de estos procesos, se han diseñado controladores óptimos, basados en la aplicación de la metodología del control predictivo basado en modelo en ambos casos. El control de procesos sometidos a perturbaciones periódicas se puede abordar, entre otras técnicas, mediante un control IMPC al cual se le añade un bloque de predicción óptima de las perturbaciones. En el caso delos procesos por lotes se ha incorporado al controlador la capacidad de aprendizaje de lotes anteriores usando información pasada. Los controladores propuestos, se han probado en simulación, lineal y no lineal, así como en aplicaciones reales: una planta de laboratorio y la almazara.

Autor: DORIA CEREZO ARNAU.
Año: 2006.
Universidad: POLITÉCNICA DE CATALUÑA [www.upc.edu].
Centro de lectura: AULA 28.8, ETSEIB. CAMPUS SUD.
Centro de realización: ETSEIB, EDIFICI H Campus SUD.

Autor: SANS SANGORRIN JORGE.
Año: 2006.
Universidad: JAUME I DE CASTELLON [www.uji.es].
Centro de lectura: E.S.DE TECNO.Y CIE. EXPERIMENTALES.
Centro de realización: E.S.DE TECNO.Y CIE. EXPERIMENTALES.

Autor: SEDANO FRANCO JAVIER.
Año: 2006.
Universidad: LEÓN [www.unileon.es].
Centro de lectura: ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIAL E INFORMÁTICA.
Centro de realización: ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIAL E INFORMÁTICA.

Resumen: La presente tesis trata de sintetizar el basto y disperso conocimiento existente en la identificación de sistemas, buscando un compromiso entre este y el adquirido de la experiencia. La tesis busca la formulación de un dominio, de manera que su explotación por parte de un sistema basado en el conocimiento sea posible. El objetivo fundamental es la creación de una metodología, de un procedimiento, en definitiva de un modelo conceptual, que ayude al identificador y que le aporte intangibles como la intuición, la perspicacia, la experiencia y que conste de etapas, pautas, reglas y consejos de manera que el sistema propuesto sea representativo del sistema identificado. Para tal fin se fijan tres fase: Primera fase: Desarrollo del procedimiento de identificación, esta se desarrollará a partir del conocimiento existente, estado del arte y benchmarking. Nuestro procedimiento tata de aglutinar el conocimiento de grandes maestros y expertos como Iserman, Söderström, Stoica, Young, Rivera, Haber, Nelles, Heuberger, Nørgaard, Ljung, ... y deberá ser flexible y personalizable con el sistema a identificar. Segunda fase: Contrastación por la experiencia y educción de las reglas asociadas, para tal fin deberemos implementar el procedimiento de identificación anterior, en un procedimiento práctico (software de identificación) que conste de algoritmos y comandos y que cuente con señales de excitación, métodos y modelos de evaluación e indicadores. El procedimiento práctico se pondrá a prueba ante sistemas, las experiencias se recogerán del comportamiento de los sistemas ante este software de identificación. La contrastación y educción de las reglas se producirá si se cumple la definición del profesor Ljung, de que un buen modelo será aquel que dé una buena predicción, i.e., proporcione pequeños errores cuando se le apliquen los datos observados. Tercera fase: Creación del modelo conceptual, esta se desarrollará a partir del conocimiento y de la base experimental, educiendo del conocimiento y de los experimentos, tanto en su diseño, como en su desarrollo, como en su análisis un conjunto de reglas; reglas que se adscriben a etapas y a pautas, con el fin de completar el procedimiento y reinvertir know how al mismo.