El control del ángulo de las palas de las turbinas eólicas es complejo debido al comportamiento no lineal de los aerogeneradores, y a las perturbaciones externas a las que están sometidas debido a las condiciones cambiantes del viento y otros fenómenos meteorológicos. Esta dificultad se agrava en el caso de las turbinas flotantes marinas, donde también les afectan las corrientes marinas y las olas. Las redes neuronales, y otras técnicas del control inteligente, han demostrado ser muy útiles para el modelado y control de estos sistemas. En este trabajo se presentan diferentes configuraciones de control inteligente, basadas principalmente en redes neuronales y aprendizaje por refuerzo, aplicadas al control de las turbinas eólicas. Se describe el control directo del ángulo de las palas del aerogenerador y algunas configuraciones híbridas de control. Se expone la utilidad de los neuro-estimadores para la mejora de los controladores. Finalmente, se muestra un ejemplo de aplicación de algunas de estas técnicas en un modelo de turbina terrestre.
{"title":"Redes neuronales y aprendizaje por refuerzo en el control de turbinas eólicas","authors":"Jesús Enrique Sierra-García, Matilde Santos","doi":"10.4995/riai.2021.16111","DOIUrl":"https://doi.org/10.4995/riai.2021.16111","url":null,"abstract":"El control del ángulo de las palas de las turbinas eólicas es complejo debido al comportamiento no lineal de los aerogeneradores, y a las perturbaciones externas a las que están sometidas debido a las condiciones cambiantes del viento y otros fenómenos meteorológicos. Esta dificultad se agrava en el caso de las turbinas flotantes marinas, donde también les afectan las corrientes marinas y las olas. Las redes neuronales, y otras técnicas del control inteligente, han demostrado ser muy útiles para el modelado y control de estos sistemas. En este trabajo se presentan diferentes configuraciones de control inteligente, basadas principalmente en redes neuronales y aprendizaje por refuerzo, aplicadas al control de las turbinas eólicas. Se describe el control directo del ángulo de las palas del aerogenerador y algunas configuraciones híbridas de control. Se expone la utilidad de los neuro-estimadores para la mejora de los controladores. Finalmente, se muestra un ejemplo de aplicación de algunas de estas técnicas en un modelo de turbina terrestre.","PeriodicalId":54463,"journal":{"name":"Revista Iberoamericana De Automatica E Informatica Industrial","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":1.5,"publicationDate":"2021-09-30","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"88052441","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"计算机科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Jorge Luis Barahona-Avalos, Jose Antonio Juarez-Abad, G. S. Galván-Cruz, J. Linares-Flores
Este artículo presenta una aproximación mediante rechazo activo de perturbaciones para controlar, de manera indirecta, la temperatura de la cara fría de un módulo termoeléctrico alimentado por un convertidor CD-CD tipo reductor. La dinámica del módulo, es vista como una perturbación de naturaleza desconocida y variante en el tiempo, del voltaje de salida del convertidor. Dicha perturbación es estimada mediante un observador de tipo proporcional integral generalizado, el cual en combinación con el controlador permite regular la temperatura en la cara fría del módulo termoeléctrico a un valor constante deseado. El observador diseñado estima de manera simultánea el voltaje de salida del convertidor reductor y la perturbación exógena en un esquema de cancelación en línea, conocido como control mediante rechazo activo de perturbaciones. Para propósitos de comparación, se diseñan un controlador de tipo proporcional integral y un regulador cuadrático lineal, sobre la base de una linealización aproximada del modelo dinámico combinado del convertidor reductor y del módulo. Los resultados experimentales que se obtuvieron mediante un prototipo experimental, permiten mostrar la efectividad de la técnica de control propuesta para este tipo de dispositivos termoeléctricos.
{"title":"Control mediante rechazo activo de perturbaciones de la temperatura de un módulo termoeléctrico","authors":"Jorge Luis Barahona-Avalos, Jose Antonio Juarez-Abad, G. S. Galván-Cruz, J. Linares-Flores","doi":"10.4995/RIAI.2021.14728","DOIUrl":"https://doi.org/10.4995/RIAI.2021.14728","url":null,"abstract":"Este artículo presenta una aproximación mediante rechazo activo de perturbaciones para controlar, de manera indirecta, la temperatura de la cara fría de un módulo termoeléctrico alimentado por un convertidor CD-CD tipo reductor. La dinámica del módulo, es vista como una perturbación de naturaleza desconocida y variante en el tiempo, del voltaje de salida del convertidor. Dicha perturbación es estimada mediante un observador de tipo proporcional integral generalizado, el cual en combinación con el controlador permite regular la temperatura en la cara fría del módulo termoeléctrico a un valor constante deseado. El observador diseñado estima de manera simultánea el voltaje de salida del convertidor reductor y la perturbación exógena en un esquema de cancelación en línea, conocido como control mediante rechazo activo de perturbaciones. Para propósitos de comparación, se diseñan un controlador de tipo proporcional integral y un regulador cuadrático lineal, sobre la base de una linealización aproximada del modelo dinámico combinado del convertidor reductor y del módulo. Los resultados experimentales que se obtuvieron mediante un prototipo experimental, permiten mostrar la efectividad de la técnica de control propuesta para este tipo de dispositivos termoeléctricos.","PeriodicalId":54463,"journal":{"name":"Revista Iberoamericana De Automatica E Informatica Industrial","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":1.5,"publicationDate":"2021-09-14","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"76056543","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"计算机科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Carlos Vacca Sisterna, E. Serrano, G. Scaglia, Francisco Rossomando
Este trabajo muestra el diseño de un controlador adaptable para un buque marino; la estrategia de control que se propone es la aplicación de un controlador basado en álgebra lineal para la cinemática y una técnica de control adaptable para la parte dinámica del buque. El controlador basado en álgebra lineal (LABC) para cinemática recibe las referencias de posición deseadas y esto genera otro par de velocidad de referencia para el controlador adaptable (dinámico). El objetivo principal de la aplicación de la técnica de control adaptable se presenta en el caso de que la masa del buque varíe con su trayectoria (por ejemplo, buque pesquero, buque de reabastecimiento de combustible, etc.) donde el controlador adaptable ajusta sus parámetros mediante la ley de adaptación, que a su vez genera una acción de control que compensa las variaciones dinámicas del buque. Además, este trabajo presenta el análisis de estabilidad y la ley de ajuste adaptable basada en la teoría de Lyapunov. Los resultados de simulación muestran que el sistema puede seguir las señales de referencia con un error muy bajo aún en presencia de incertidumbre.
{"title":"Control mixto para el seguimiento de trayectoria en buques marinos","authors":"Carlos Vacca Sisterna, E. Serrano, G. Scaglia, Francisco Rossomando","doi":"10.4995/RIAI.2021.15027","DOIUrl":"https://doi.org/10.4995/RIAI.2021.15027","url":null,"abstract":"Este trabajo muestra el diseño de un controlador adaptable para un buque marino; la estrategia de control que se propone es la aplicación de un controlador basado en álgebra lineal para la cinemática y una técnica de control adaptable para la parte dinámica del buque. El controlador basado en álgebra lineal (LABC) para cinemática recibe las referencias de posición deseadas y esto genera otro par de velocidad de referencia para el controlador adaptable (dinámico). El objetivo principal de la aplicación de la técnica de control adaptable se presenta en el caso de que la masa del buque varíe con su trayectoria (por ejemplo, buque pesquero, buque de reabastecimiento de combustible, etc.) donde el controlador adaptable ajusta sus parámetros mediante la ley de adaptación, que a su vez genera una acción de control que compensa las variaciones dinámicas del buque. Además, este trabajo presenta el análisis de estabilidad y la ley de ajuste adaptable basada en la teoría de Lyapunov. Los resultados de simulación muestran que el sistema puede seguir las señales de referencia con un error muy bajo aún en presencia de incertidumbre.","PeriodicalId":54463,"journal":{"name":"Revista Iberoamericana De Automatica E Informatica Industrial","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":1.5,"publicationDate":"2021-09-08","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"87748135","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"计算机科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
El controlador PID es la opción más común en el ámbito de las aplicaciones de control, siendo la opción predominante en el control de procesos industriales. Entre los métodos analíticos más usuales utilizados para su diseño, el Control por Modelo Interno (IMC) ha ganado una notable aceptación industrial debido a su naturaleza robusta y buenas respuestas ante cambios de consigna. Sin embargo, la aplicación tradicional del IMC da como resultado un bajo rendimiento para el rechazo de perturbaciones en carga para plantas integradoras y/o con largas constantes de tiempo. Este trabajo presenta un método de diseño, basado en IMC, que evita esta deficiencia y está diseñado para funcionar bien en plantas de complejidad moderada para las cuales, por otro lado, el ajuste analítico de un controlador PID es plausible. Por simplicidad, el diseño solo se centra en la función de sensibilidad en lazo cerrado. El enfoque proporciona un ajuste basado en modelo en términos de los compromisos robustez/rendimiento y de servo/regulación. Aunque comúnmente se considera el compromiso robustez/rendimiento, no es tan común tener en cuenta también, por ejemplo, el conflicto entre las perturbaciones de entrada y salida, también conocido como el compromiso servo/regulación. Con el objetivo de proporcionar un enfoque de ajuste unificado, se muestra como la metodología propuesta permite tratar diferentes dinámicas de proceso de manera unificada.
{"title":"Sintonía de controladores PID: un enfoque analítico basado en el moldeo de la función de sensibilidad","authors":"Ramón Vilanova, S. Alcantara, C. Pedret","doi":"10.4995/riai.2021.15422","DOIUrl":"https://doi.org/10.4995/riai.2021.15422","url":null,"abstract":"El controlador PID es la opción más común en el ámbito de las aplicaciones de control, siendo la opción predominante en el control de procesos industriales. Entre los métodos analíticos más usuales utilizados para su diseño, el Control por Modelo Interno (IMC) ha ganado una notable aceptación industrial debido a su naturaleza robusta y buenas respuestas ante cambios de consigna. Sin embargo, la aplicación tradicional del IMC da como resultado un bajo rendimiento para el rechazo de perturbaciones en carga para plantas integradoras y/o con largas constantes de tiempo. Este trabajo presenta un método de diseño, basado en IMC, que evita esta deficiencia y está diseñado para funcionar bien en plantas de complejidad moderada para las cuales, por otro lado, el ajuste analítico de un controlador PID es plausible. Por simplicidad, el diseño solo se centra en la función de sensibilidad en lazo cerrado. El enfoque proporciona un ajuste basado en modelo en términos de los compromisos robustez/rendimiento y de servo/regulación. Aunque comúnmente se considera el compromiso robustez/rendimiento, no es tan común tener en cuenta también, por ejemplo, el conflicto entre las perturbaciones de entrada y salida, también conocido como el compromiso servo/regulación. Con el objetivo de proporcionar un enfoque de ajuste unificado, se muestra como la metodología propuesta permite tratar diferentes dinámicas de proceso de manera unificada.","PeriodicalId":54463,"journal":{"name":"Revista Iberoamericana De Automatica E Informatica Industrial","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":1.5,"publicationDate":"2021-08-30","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"74742672","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"计算机科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
P. Hernández-Almudi, D. Suárez, E. Montijano, J. Merino
El aumento de la capacidad de cálculo de los procesadores embebidos ha generado una revolución en numerosos dominios de aplicación como la computación móvil o la robótica. La disipación del consumo producido por estos cálculos en una superficie tan pequeña hace que la disipación de energía suponga un problema de primer orden. Por un lado, no es posible aplicar técnicas de disipación activas y, por otro, las exigencias de diseño impiden una correcta disipación pasiva. Para resolver este problema, este trabajo presenta una metodología de control para el mantenimiento de una temperatura bajo control mediante el uso de escalado dinámico de la frecuencia del procesador (DVFS, Dynamic Voltage Frequency Scaling). La solución incluye un esquema de control de temperatura basado en realimentación junto con un supervisor que ajusta los parámetros del controlador en base al tipo de carga del trabajo. La estrategia de control propuesta se ha implementado tanto en espacio de usuario como driver dentro del kernel de Linux. Los experimentos realizados en una plataforma real demuestran que, comparado con el control existente en la actualidad, nuestra propuesta es capaz de gestionar la temperatura del procesador con más precisión, manteniendo niveles similares de eficiencia en la ejecución de benchmarks conocidos.
{"title":"Control inteligente mediante escalado dinámico voltaje-frecuencia (DVFS) de la temperatura en procesadores embebidos","authors":"P. Hernández-Almudi, D. Suárez, E. Montijano, J. Merino","doi":"10.4995/RIAI.2021.14200","DOIUrl":"https://doi.org/10.4995/RIAI.2021.14200","url":null,"abstract":"El aumento de la capacidad de cálculo de los procesadores embebidos ha generado una revolución en numerosos dominios de aplicación como la computación móvil o la robótica. La disipación del consumo producido por estos cálculos en una superficie tan pequeña hace que la disipación de energía suponga un problema de primer orden. Por un lado, no es posible aplicar técnicas de disipación activas y, por otro, las exigencias de diseño impiden una correcta disipación pasiva. Para resolver este problema, este trabajo presenta una metodología de control para el mantenimiento de una temperatura bajo control mediante el uso de escalado dinámico de la frecuencia del procesador (DVFS, Dynamic Voltage Frequency Scaling). La solución incluye un esquema de control de temperatura basado en realimentación junto con un supervisor que ajusta los parámetros del controlador en base al tipo de carga del trabajo. La estrategia de control propuesta se ha implementado tanto en espacio de usuario como driver dentro del kernel de Linux. Los experimentos realizados en una plataforma real demuestran que, comparado con el control existente en la actualidad, nuestra propuesta es capaz de gestionar la temperatura del procesador con más precisión, manteniendo niveles similares de eficiencia en la ejecución de benchmarks conocidos.","PeriodicalId":54463,"journal":{"name":"Revista Iberoamericana De Automatica E Informatica Industrial","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":1.5,"publicationDate":"2021-07-09","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"78831980","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"计算机科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Se presenta una estrategia de control para garantizar la estabilidad de sistemas de teleoperación formados por mecanismos de n grados de libertad (nGDL), con incertidumbres paramétricas, perturbaciones externas, medición parcial de los vectores de estado y sin el uso de sensores de fuerza. Se asume que los mecanismos se encuentran lo suficientemente cercanos uno del otro, de tal forma que el problema de retardos ocasionados por el medio de comunicación es despreciable. La estrategia se basa en la aplicación de la estructura de control con compensación activa de perturbaciones, la cual incorpora observadores de estado discontinuos y filtros paso bajo que permiten la estimación de las variables de estado y otras señales no medidas, así como los términos de perturbación presentes en ambos sistemas, que permiten la implementación de los controladores. El desempeño de la estrategia de teleoperación se ilustra a través de experimentos con mecanismos de uno y dos grados de libertad.
{"title":"Teleoperación robusta de sistemas mecánicos basada en la estructura de control con compensación activa de perturbaciones","authors":"D. Almeida, E. G. Solís, G. Díaz","doi":"10.4995/RIAI.2021.14433","DOIUrl":"https://doi.org/10.4995/RIAI.2021.14433","url":null,"abstract":"Se presenta una estrategia de control para garantizar la estabilidad de sistemas de teleoperación formados por mecanismos de n grados de libertad (nGDL), con incertidumbres paramétricas, perturbaciones externas, medición parcial de los vectores de estado y sin el uso de sensores de fuerza. Se asume que los mecanismos se encuentran lo suficientemente cercanos uno del otro, de tal forma que el problema de retardos ocasionados por el medio de comunicación es despreciable. La estrategia se basa en la aplicación de la estructura de control con compensación activa de perturbaciones, la cual incorpora observadores de estado discontinuos y filtros paso bajo que permiten la estimación de las variables de estado y otras señales no medidas, así como los términos de perturbación presentes en ambos sistemas, que permiten la implementación de los controladores. El desempeño de la estrategia de teleoperación se ilustra a través de experimentos con mecanismos de uno y dos grados de libertad.","PeriodicalId":54463,"journal":{"name":"Revista Iberoamericana De Automatica E Informatica Industrial","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":1.5,"publicationDate":"2021-07-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"75569687","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"计算机科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
En este artículo se presenta un algoritmo híbrido bio-inspirado para la detección de formas aplicado a la estimación solar en plantas solares. Se tiene como objetivo localizar y caracterizar la forma de una nube sobre una planta solar basándose en medidas de niveles bajos de la irradiancia con una pequeña flota de vehículos aéreos no tripulados (UAVs en inglés) equipados con sensores capaces de medir la irradiancia directa normal. El algoritmo híbrido propuesto se inspira y adapta las ideas del algoritmo de optimización de colonia de hormigas (ant colony optimization, ACO) y también usa un algoritmo estándar de cobertura de área, separándose el campo de la planta solar en dos mallados, uno para cada capa del algoritmo, para encontrar el área afectada por la nube. Cuando un UAV localiza la zona de baja irradiancia, los otros van a ayudarle. Dicho equipo delimita el borde de la nube usando conceptos de técnicas de procesamiento de imágenes. Finalmente, se prueba el algoritmo propuesto mediante simulaciones.
{"title":"Algoritmo para la detección de formas aplicable a la estimación solar","authors":"J. Aguilar-López, R. A. García, E. F. Camacho","doi":"10.4995/riai.2021.14765","DOIUrl":"https://doi.org/10.4995/riai.2021.14765","url":null,"abstract":"En este artículo se presenta un algoritmo híbrido bio-inspirado para la detección de formas aplicado a la estimación solar en plantas solares. Se tiene como objetivo localizar y caracterizar la forma de una nube sobre una planta solar basándose en medidas de niveles bajos de la irradiancia con una pequeña flota de vehículos aéreos no tripulados (UAVs en inglés) equipados con sensores capaces de medir la irradiancia directa normal. El algoritmo híbrido propuesto se inspira y adapta las ideas del algoritmo de optimización de colonia de hormigas (ant colony optimization, ACO) y también usa un algoritmo estándar de cobertura de área, separándose el campo de la planta solar en dos mallados, uno para cada capa del algoritmo, para encontrar el área afectada por la nube. Cuando un UAV localiza la zona de baja irradiancia, los otros van a ayudarle. Dicho equipo delimita el borde de la nube usando conceptos de técnicas de procesamiento de imágenes. Finalmente, se prueba el algoritmo propuesto mediante simulaciones.","PeriodicalId":54463,"journal":{"name":"Revista Iberoamericana De Automatica E Informatica Industrial","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":1.5,"publicationDate":"2021-07-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"82713519","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"计算机科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Fabio Ricardo Llorella, Eduardo Iáñez, J. Azorín, Gustavo Patow
Las interfaces cerebro-máquina (Brain-Computer Intarface, BCI, en inglés) son una tecnología que permite la comunicación directa entre el cerebro y el mundo exterior sin necesidad de utilizar el sistema nervioso periferico. La mayoría de sistemas BCI se centran en la utilización de la imaginación motora, los potenciales evocados o los ritmos corticales lentos. En este trabajo se ha estudiado la posibilidad de utilizar la imaginación visual para construir un discriminador binario (brain-switch, en inglés). Concretamente, a partir del registro de señales EEG de siete personas mientras imaginaban siete figuras geométricas, se ha desarrollado un BCI basado en redes neuronales convolucionales y en la densidad de potencia espectral en la banda α (8-12 Hz), que ha conseguido distinguir entre la imaginación de una figura geométrica cualquiera y el relax, con un acierto promedio del 91 %, con un valor Kappa de Cohen de 0.77 y un porcentaje de falsos positivos del 9 %.
{"title":"Discriminador binario de imaginación visual a partir de señales EEG basado en redes neuronales convolucionales","authors":"Fabio Ricardo Llorella, Eduardo Iáñez, J. Azorín, Gustavo Patow","doi":"10.4995/RIAI.2021.14987","DOIUrl":"https://doi.org/10.4995/RIAI.2021.14987","url":null,"abstract":"Las interfaces cerebro-máquina (Brain-Computer Intarface, BCI, en inglés) son una tecnología que permite la comunicación directa entre el cerebro y el mundo exterior sin necesidad de utilizar el sistema nervioso periferico. La mayoría de sistemas BCI se centran en la utilización de la imaginación motora, los potenciales evocados o los ritmos corticales lentos. En este trabajo se ha estudiado la posibilidad de utilizar la imaginación visual para construir un discriminador binario (brain-switch, en inglés). Concretamente, a partir del registro de señales EEG de siete personas mientras imaginaban siete figuras geométricas, se ha desarrollado un BCI basado en redes neuronales convolucionales y en la densidad de potencia espectral en la banda α (8-12 Hz), que ha conseguido distinguir entre la imaginación de una figura geométrica cualquiera y el relax, con un acierto promedio del 91 %, con un valor Kappa de Cohen de 0.77 y un porcentaje de falsos positivos del 9 %.","PeriodicalId":54463,"journal":{"name":"Revista Iberoamericana De Automatica E Informatica Industrial","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":1.5,"publicationDate":"2021-06-15","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"78887694","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"计算机科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
U. Vázquez, J. González-Sierra, G. Fernández-Anaya, Eduardo Gamaliel Hernández-Martínez
Este trabajo aborda el problema de seguimiento de trayectorias de un robot móvil tipo diferencial considerando una extensión dinámica del modelo cinemático y, controlando un punto frontal situado a una cierta distancia perpendicular al eje medio de las ruedas. Se proponen dos tipos de controladores, un controlador PID de orden fraccionario (PIdeltaDmu) y un controlador PD fraccionario (PDmu), ambos basados en errores de seguimiento. Los controladores propuestos se obtienen empleando la técnica de linealización entrada-salida. Por otra parte, los términos fraccionarios del controlador se basan en el operador de Caputo. Se presentan simulaciones numéricas con diferentes órdenes fraccionarios y se comparan con el controlador PID de orden entero, mostrando las variaciones ocurridas al cambiar únicamente el orden del controlador.
{"title":"Análisis del desempeño de un control PID de orden fraccional en un robot móvil diferencial","authors":"U. Vázquez, J. González-Sierra, G. Fernández-Anaya, Eduardo Gamaliel Hernández-Martínez","doi":"10.4995/RIAI.2021.15036","DOIUrl":"https://doi.org/10.4995/RIAI.2021.15036","url":null,"abstract":"Este trabajo aborda el problema de seguimiento de trayectorias de un robot móvil tipo diferencial considerando una extensión dinámica del modelo cinemático y, controlando un punto frontal situado a una cierta distancia perpendicular al eje medio de las ruedas. Se proponen dos tipos de controladores, un controlador PID de orden fraccionario (PIdeltaDmu) y un controlador PD fraccionario (PDmu), ambos basados en errores de seguimiento. Los controladores propuestos se obtienen empleando la técnica de linealización entrada-salida. Por otra parte, los términos fraccionarios del controlador se basan en el operador de Caputo. Se presentan simulaciones numéricas con diferentes órdenes fraccionarios y se comparan con el controlador PID de orden entero, mostrando las variaciones ocurridas al cambiar únicamente el orden del controlador.","PeriodicalId":54463,"journal":{"name":"Revista Iberoamericana De Automatica E Informatica Industrial","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":1.5,"publicationDate":"2021-06-08","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"88809662","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"计算机科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
M. Rodríguez, M. Pérez, A. Gutiérrez–Giles, Emmanuel Nuño
Los sistemas bilaterales de teleoperación son útiles en una amplia gama de tareas que pueden resultar peligrosas o inaccesibles para un humano. Sin embargo, cuando aparecen retardos variantes en el tiempo en el canal de comunicación, ya no se puede garantizar una transparencia perfecta. En cambio, se pueden perseguir otros objetivos de control, como la correspondencia cinemática entre los robots local y remoto. Además, dado que la mayoría de los robots disponibles comercialmente no están equipados con sensores de velocidad, para garantizar un cierto nivel de transparencia o correspondencia cinemática, el controlador no puede depender de las mediciones de velocidad. Este artículo está enfocado en presentar los resultados experimentales de un esquema robusto ante los retardos en el tiempo para manipuladores no lineales conectados a través de un canal de comunicación. Las ventajas principales del esquema propuesto son: i) no es necesario conocer los parámetros dinámicos de los manipuladores, ii) no es necesario imponer restricciones acerca del comportamiento del operador humano y de la superficie remota, iii) se obtiene una estimación de velocidades através de un filtro lineal de segundo orden, iv) un término que garantiza el seguimiento de fuerza fue agregado al esquema. Con el objetivo de mostrar el buen desempeño del esquema propuesto, se reportan un conjunto de experimentos que se han llevado a cabo entre diferentes ciudades de México utilizando Internet como canal de comunicación.
{"title":"Resultados experimentales del control de un sistema de teleoperación bilateral de robots con retardos variantes en el tiempo","authors":"M. Rodríguez, M. Pérez, A. Gutiérrez–Giles, Emmanuel Nuño","doi":"10.4995/RIAI.2021.14834","DOIUrl":"https://doi.org/10.4995/RIAI.2021.14834","url":null,"abstract":"Los sistemas bilaterales de teleoperación son útiles en una amplia gama de tareas que pueden resultar peligrosas o inaccesibles para un humano. Sin embargo, cuando aparecen retardos variantes en el tiempo en el canal de comunicación, ya no se puede garantizar una transparencia perfecta. En cambio, se pueden perseguir otros objetivos de control, como la correspondencia cinemática entre los robots local y remoto. Además, dado que la mayoría de los robots disponibles comercialmente no están equipados con sensores de velocidad, para garantizar un cierto nivel de transparencia o correspondencia cinemática, el controlador no puede depender de las mediciones de velocidad. Este artículo está enfocado en presentar los resultados experimentales de un esquema robusto ante los retardos en el tiempo para manipuladores no lineales conectados a través de un canal de comunicación. Las ventajas principales del esquema propuesto son: i) no es necesario conocer los parámetros dinámicos de los manipuladores, ii) no es necesario imponer restricciones acerca del comportamiento del operador humano y de la superficie remota, iii) se obtiene una estimación de velocidades através de un filtro lineal de segundo orden, iv) un término que garantiza el seguimiento de fuerza fue agregado al esquema. Con el objetivo de mostrar el buen desempeño del esquema propuesto, se reportan un conjunto de experimentos que se han llevado a cabo entre diferentes ciudades de México utilizando Internet como canal de comunicación.","PeriodicalId":54463,"journal":{"name":"Revista Iberoamericana De Automatica E Informatica Industrial","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":1.5,"publicationDate":"2021-05-12","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"86163885","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"计算机科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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