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Browsing by Subject "SISTEMAS DE CONTROL"

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3-Axis reaction wheel edge balanced cube
(2021-07) Belascuen, Gonzalo; Ghersin, Alejandro S
"This thesis presents the design and implementation of a 3-axis reaction wheel balanced cube capable of balancing on any of its 12 edges. Figure 1 shows a picture of the cube balancing on its edge. The first 3 sections present reaction wheel systems background, project motivation and objectives. This is followed by system electromechanical model and simulation description, which is used through the project."
7-Level asymmetric multilevel current source inverter with predictive control
(2018-01) Cossutta, Pablo; Aguirre, Miguel Pablo; Muñoz, Javier; Rivera, Marco; Melín, Pedro; Rohten, Jaime
"In this paper a 7-Level Asymmetric Multilevel Current Source Inverter is presented. The topology considers two Current Source Inverters that follow a 1:2 ratio to generate the multilevel current waveform. A Model Predictive Control is used to track the internal current and voltage references as well as to keep the asymmetric ratio between the DC currents even during transient conditions. To properly use the predictive algorithm, the modelling equations of the presented topology are systematically obtained in continuous and discrete time domains, considering the characteristic constraints of a Current Source Inverter. Simulated dynamic tests are presented in order to prove the feasibility of the asymmetric approach and the properness of the predictive control technique."
An alternative approach to the state observation problem for Lipschitz continuous systems with controls
(2010-07) Hernández, Santiago M.; García Galiñanes, Rafael
"In the present work we propose an alternative approach to the state observation problem for Lipschitz continuous systems with open-loop controls. We construct an observer based on a concept of observability weaker than that of the instantaneous observability. The resulting observation algorithm is then applicable under mild assumptions about the considered dynamical system".
Analysis and design of a tilted rotor hexacopter for fault tolerance
(IEEE, 2016) Giribet, Juan I.; Sanchez-Peña, Ricardo; Ghersin, Alejandro S.
A proof is presented of how a hexagon-shaped hexacopter can be designed to keep the ability to reject disturbance torques in all directions while counteracting the effect of a failure in any of its motors. The method proposed is simpler than previous solutions, because it does not require change of the motor rotation direction or in-flight mechanical reconfiguration of the vehicle. It consists of tilting the rotor a small fixed angle with respect to the vertical axis. Design guidelines are presented to calculate the tilt angle to achieve fault-tolerant attitude control without losing significant vertical thrust. It is also formally proved that the minimum number of unidirectional rotating motors needed to have fault tolerance is 6 and that this can be achieved by tilting their rotors. This proof is essentially a control allocation analysis that recovers in a simple way a result already known: the standard configuration (without tilting the motors) is not fault tolerant. A simulation example illustrates the theory.
Application of robust control to a cryogenic current comparator
(2016-07) Bierzychudek, Marcos E.; Götz, Martin; Sánchez-Peña, Ricardo; Tonina, Alejandra; Iuzzolino, Ricardo; Drung, Dietmar
"We describe the design and implementation of an H ∞ controller for PTB's 14-bit cryogenic current comparator (CCC). Measurement results obtained using either the newly implemented digital H ∞ controller or the conventional analog integrator are consistent. In a wide frequency range, the system's noise figure is improved when using the new controller."
Application of robust control to a cryogenic current comparator
(2017-06) Bierzychudek, Marcos E.; Götz, Martin; Sánchez-Peña, Ricardo; Iuzzolino, Ricardo; Drung, Dietmar
"This paper describes the implementation of a digital robust controller in a cryogenic current comparator. The controller was designed applying H∞ control theory and it was programmed in a home-made digital unit. Experimental comparisons of the new robust controller with the conventional analog integrator have showed a significant improvement of stability robustness and noise rejection in the system."
Barco Mako II: Sistema de control de rumbo
(2016) Palavecino, Nicola; Iribarren, Rodrigo Iñaki; Gremes Cordero, Juan Agustín; Seeber, Lucas; Herrero, Santiago
"El Barco Mako II es un sistema de navegación con control de dirección. Aplicando técnicas de control, Mako II estabilizará su ángulo de proa con respecto al norte, como se indica usualmente en el ámbito náutico. Además, este ángulo puede ser fijado desde una aplicación de smartphone por conectividad Bluetooth."
Comparative study of robust methods for motor imagery classification based on CSP and LDA
(2017-10) Villar, Ana Julia
" Common spatial patterns analysis and linear discriminant analysis are popular algorithms for spatial filtering and classifying in motor imagery. These algorithms are very sensitive to noise and artifacts which affect the classification accuracy. To deal with this issue, it is proposed to replace the usual estimators of covariance and scale used in the algorithms for robust versions. The performance of the methods are evaluated and compared on EGG data from BCI competition data sets; results show that robust methods outperformed classical techniques for subjects with poor classification accuracy. "
Control activo de ruido acústico en casos de motocicleta: estudio, identificación y control
(2015) García Violini, Demián; Sánchez-Peña, Ricardo
"Este informe aborda la problemática del control activo de ruido acústico entorno al fenómeno asociado a los cascos de motocicletas en situación de ruta. El problema se presenta teniendo en cuenta dos aspectos fundamentales. En primer lugar se propone un tratamiento desde el punto de vista de la salud y los problemas asociados al deterioro de ésta por sobreexposición a ambientes ruidosos. Por otro lado, se da una discusión sobre los aspectos técnicos referidos al desarrollo y diseño de control."
Control robusto de comparadores criogénicos de corriente
(2016) Bierzychudek, Marcos E.; Tonina, Alejandra; Sánchez-Peña, Ricardo
"En esta tesis se analiza el comportamiento dinámico de los puentes basados en comparadores criogénicos de corriente (CCC) a lazo abierto y a lazo cerrado, utilizando técnicas de la teoría de control y con el objetivo de disminuir su incertidumbre de medición. Se trabajó con dos puentes constructivamente distintos y en ambos casos se demostró que un controlador robusto diseñado según la teoría H1 mejora el balance del puente con respecto al controlador integral utilizado convencionalmente. El primer sistema CCC estudiado fue diseñado para calibrar resistores con valores nominales entre 100 k y 1 G como elementos de dos terminales. Su comportamiento fue descrito con un modelo basado en un circuito eléctrico equivalente logrando un 70% de acuerdo entre mediciones y simulaciones. Luego, se construyó una familia de modelos y se demostró que la misma representa todas las configuraciones estudiadas del sistema. También se realizaron simulaciones a lazo cerrado para comparar el balance alcanzado con el controlador integral contra el obtenido con el nuevo controlador diseñado por medio de H1. Éste último redujo los efectos de las distorsiones a la salida del SQUID en 20 dB hasta 30 Hz y en una menor medida hasta 5 kHz. El segundo puente CCC analizado mide resistores desde 1 hasta 100 M como elementos de cuatro terminales. Por ser un sistema más complejo que el anterior se necesitó seleccionar cuatro configuraciones de trabajo. Para cada una se identificó un modelo y se implementó un controlador robusto. Se demostró experimentalmente que los nuevos controladores son aptos para el uso regular en calibraciones de resistores. Además se observó que los controladores diseñados con H1 redujeron los efectos de las distorsiones en la salida del sensor SQUID hasta diez veces desde 0; 1 Hz hasta 700 Hz."
Control system to balance internal currents of a multilevel current-source inverter
(2018-03) Cossutta, Pablo; Aguirre, Miguel Pablo; Angélico Engelhardt, Mathias; Valla, María Inés
"Multilevel current-source inverters have proved to be a high-performance option for industrial applications due to reliability, fault-tolerant capabilities, quasi soft switching, and the use of lower filter capacitor values. One of its major challenges is to balance the internal currents that feed each module. Imbalances could be caused by manufacturing deviations of the reactive components, temperature drift or aging, nonlinear loads, and modulation errors, among others. Using the well-known phase-shift carrier sinusoidal pulse width modulation, a slight change in the amplitude of the carrier signals produces a variation in the average value of the internal currents. In this paper, we introduce a control strategy to balance the current of the inductors and its implementation in a prototype. Simulation and experimental results at different operating conditions show a robust behavior of the control system along with a low distortion in the output voltages and currents of the converter."
Diseño de un prototipo de slider de cámara motorizado
(2024-04-30) Hansen, Leonardo Gabriel; Sales, Omar Andrés; Polano, Francisco José
En este trabajo se diseña el prototipo de un slider de cámara, basándose en el estudio de distintos modelos disponibles en el mercado para producir un nuevo modelo con mejoras en distintas características. Se elige este tema al considerar atractivo el desafío de incorporar conocimientos de mecánica y electrónica en un ámbito que no es comúnmente relacionado con la ingeniería y con el cual los disertantes, inicialmente, no estaban muy familiarizados. Contando con los recursos académicos y contactos de referentes del rubro para afrontar este proyecto, se elige un modelo representativo de la industria para realizar pruebas, definiendo en estas parámetros a tomar como puntos de partida en el diseño subsiguiente del prototipo. A pesar de problemas en las pruebas y que no se llega a mejorar todos los parámetros considerados en principio, el prototipo se considera satisfactorio.
Diseño e implementación de un neuroprocesador
(2014) Angélico Engelhardt, Mathias; Cassano, Lucas César Eduardo; Lerendegui, Norberto Marcelo
"En las últimas décadas el desarrollo de la teoría e implementación de sistemas de control no-lineal ha sido vertiginoso. Una de las técnicas que se ha promovido es la de control neuronal. Se denomina control neuronal a cualquier topología de control que incluya redes neuronales. Si bien estas estrategias son efectivas para situaciones donde se tiene un pobre conocimiento de la planta y/o la planta es tiempo variante, el uso de redes neuronales demanda una gran cantidad de cálculos. Las implementaciones en software, que usualmente son secuenciales, no logran aprovechar el paralelismo inherente que poseen las redes. Como alternativa, algunos investigadores recurren a implementaciones en hardware para una aplicación de control específica, lo que resulta caro y requiere demasiado tiempo de desarrollo. En el presente informe se detalla el desarrollo de un novedoso co-procesador para implementar redes neuronales, que si bien puede ser utilizado en otras áreas, se ha diseñado y optimizado para aplicaciones de control e identificación de modelos. El dispositivo desarrollado pretende ser una herramienta versátil, económica y de fácil uso para el ingeniero, explotando el paralelismo de las redes neuronales. Su estructura configurable permite implementar dos red es de topología RBF (Radial Basis Function) con funciones gaussianas, un máximo de 128 neuronas ocultas, 16 entradas y una salida en punto flotante de 32 bits, donde todos los parámetros pueden ser actualizados on-line. El dispositivo permite modificar la estructura de la red y acceder a la memoria interna para obtener los pesos, centros y desvíos en cada paso del algoritmo. Para validar el diseño se utilizó una FPGA Cyclone IVE de Altera. En el caso extremo, implementando dos redes de máximo tamaño y actualizando todos sus parámetros, el procesador puede operar a una frecuencia de hasta 3,66 kHz, desarrollando 51,32 MCPS y 24,36 MCUPS (C[U]PS: Con nection [Updates] PerSecond), lo que permite controlar plantas rápidas."
Diseño y prototipado de una incubadora onstage de bajo costo y código abierto: Cell-Lapse
(2020) Smucler, Joaquín; Pretel, Matías; Luzzani, Carlos; La Greca, Alejandro
"El siguiente proyecto final de carrera trata sobre el diseño, desarrollo, e implementación de una incubadora onstage (IO) de bajo costo mediante el uso de tecnologías como la impresión 3D y Arduino. Este dispositivo, que ya existe en el mercado actual, es de suma utilidad a la hora de observar y analizar fenómenos celulares ya que garantiza las condiciones adecuadas para el cultivo celular durante su observación en un microscopio. El control de las condiciones es de vital importancia para asegurar que lo que se está visualizando sea fiel a un comportamiento celular no afectado por síntomas de estrés. Sin este, la visualización del cultivo, es únicamente posible por cortos períodos de tiempo, antes de que se comprometa su viabilidad y se desencadenen fenómenos de estrés."
Dynamical models in neuroscience from a closed-loop control perspective
(2022-01-28) Martínez, Sebastián; García Violini, Demián; Belluscio, Mariano; Piriz, Joaquin; Sánchez-Peña, Ricardo
"Modifying neural activity is a substantial goal in neuroscience that facilitates the understanding of brain functions and the development of medical therapies. Neurobiological models play an essential role, contributing to the understanding of the underlying brain dynamics. In this context, control systems represent a fundamental tool to provide a correct articulation between model stimulus (system inputs) and outcomes (system outputs). However, throughout the literature there is a lack of discussions on neurobiological models, from the formal control perspective. In general, existing control proposals applied to this family of systems, are developed empirically, without theoretical and rigorous framework. Thus, the existing control solutions, present clear and significant limitations. The focus of this work is to survey dynamical neurobiological models that could serve for closed-loop control schemes or for simulation analysis. Consequently, this paper provides a comprehensive guide to discuss and analyze control oriented neurobiological models. It also provides a potential framework to adequately tackle control problems that could modify the behavior of single neurons or networks. Thus, this study constitutes a key element in the upcoming discussions and studies regarding control methodologies applied to neurobiological systems, to extend the present research and understanding horizon for this field."
Experimental validation of a fault-tolerant hexacopter with tilted rotors
(2018) Giribet, Juan I.; Pose, Claudio D.; Ghersin, Alejandro S.; Mas, Ignacio
"Recently, research reporting the advantages of flying with tilted-motor multicopters has surfaced. Particularly, it has been theoretically proven that in the case of a complete failure of one of the motors in a hexagon-shaped hexacopter, complete altitude and attitude control can be maintained. In this work, these theoretical results were experimentally validated."
Fault tolerance analysis of a multirotor with 6DOF
(2019-09) Giribet, Juan I.; Pose, Claudio D.; Mas, Ignacio
"Several works have addressed the issue of obtaining a six degree of freedom (6DOF) capable multirotor. However, the capability of keeping full control in the case of a total failure in one of the rotors has not yet been analyzed. In this work, it is proven that eight is the minimum number of rotors necessary to achive 6DOF control of a multirotor, in the case of a total failure in one of them. Also, an octorotor configuration with 6DOF control capabilities in a failure situation is proposed and analyzed through numerical simulations, comparing its flight performance in a nominal and a failure case. "
Fault tolerant control of an hexacopter with a tilted-rotor configuration
(2017) Giribet, Juan I.; Pose, Claudio D.; Mas, Ignacio
"Recently, it was shown that an hexagon-shaped hexa-rotor micro aerial vehicle with unidirectionally spinning tilted rotors is capable of fault tolerant attitude and altitude control. This result has been theoretically proven and validated by simulations. However, experimental results have never been reported yet. In this work experimental results are presented, and a comparison between a tilted-rotor hexacopter with one in a standard rotor configuration is carried out."
Fault-tolerant systems for unmanned multirotor aerial vehicles
(2020) Giribet, Juan I.; Pose, Claudio D.; Mas, Ignacio
"This chapter presents some recent results on fault-tolerant control systems for unmanned aerial systems, in particular for multirotor-type vehicles, commonly known as drones. Over the last years, these vehicles have become widely popular. Simplicity and cost-effectiveness have turned out to be very appealing and, as a consequence, an increasing number of applications have risen in many fields such as agriculture, surveillance, and photography, among others. As mission requirements become more demanding, the matter of fault tolerance emerges as a key challenge, especially if system certification is sought. Here, the focus is placed particularly on rotor failures in multirotor vehicles, and a specific definition for fault tolerance is considered based on the maneuverability capabilities in case of a failure. A geometric analysis is presented to evaluate the fault tolerant capabilities of a given vehicle, together with an experimental validation. Then, the limitations of this concept are analyzed. Finally, a novel reconfigurable structure is proposed for a fault-tolerant hexarotor, that presents good flight performance in failure cases, together with experimental results."
Grouver: control automático de ambiente para invernadores
(2012) Churuvija, Martín
"Grouver es el acrónimo de Green House Driver. Se trata de un sistema automático que permite controlar el ambiente en un invernadero, atendiendo a las necesidades de sus plantas en temperatura, riego y humedad. El Grouver está diseñado para las personas que quieren cultivar en sus casas alimentos sanos y ricos, pero que no tienen el tiempo suficiente o no recuerdan dedicarse a esta tarea. Es muy flexible, adaptándose a las diferentes dimensiones de los invernaderos, y a los gustos y necesidades de los usuarios. No necesita de conocimientos específicos o experiencia en cultivo de alimentos ya que a través de una interfaz amigable esto puede ser transparente para el usuario. En el presente trabajo se detallan las consideraciones que se tuvieron en cuenta en el diseño, la fabricación y validación del producto."

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