Ingeniería Mecatrónica (Mag.)
http://hdl.handle.net/20.500.12404/1750
2024-03-28T20:30:45ZDiseño de un sistema de control de una prótesis transhumeral con actuación híbrida activada por medio de señales fisiológicas
http://hdl.handle.net/20.500.12404/26271
Diseño de un sistema de control de una prótesis transhumeral con actuación híbrida activada por medio de señales fisiológicas
Gonzales Pareja, Milenko Fabian
Las complicaciones que llevan a las personas a tener alguna amputación de miembro
superior son cada vez más frecuentes, por ello para mantener la calidad de vida de estas
personas se han venido desarrollando prótesis de todo tipo a lo largo de los años. Sin
embargo, la mayoría de las prótesis funcionales no son accesibles por su elevado
precio. Lo que provocó que el desarrollo de estos sistemas se mecanice mediante la
impresión 3D, reduciendo considerablemente los costos de manufactura. Esta técnica
puede ser más barata pero no termina de ser eficiente en cuanto a su interacción. Siendo
el objetivo de estas prótesis que el usuario se fidelice con el sistema para que no lo
abandone. Un sistema de control activado por señales EMG que coloque al usuario
dentro del lazo de control con un sistema háptico, que retroalimente la fuerza de presión
de la prótesis directamente al usuario mejora este tipo de interacción de los usuarios
con el medio. El sistema de control más robusto para este tipo de aplicaciones que tiene
la practicidad y rapidez que se necesita, es el control directo de posición-fuerza.
En el presente trabajo de tesis se muestra el desarrollo de un sistema de control para
una prótesis transhumeral con actuación híbrida (actuación mecánica de codo y
mioeléctrica de mano). Este sistema será activado mediante el reconocimiento de la
intención de movimiento del usuario, que se activa mediante la lectura de señales EMG
del bíceps, y para tener un sistema de lazo cerrado con el usuario se implementa
también un sistema háptico de retroalimentación que consta de un disco vibrador que
traduce la cantidad de fuerza que ejerce el brazo con una frecuencia directamente
proporcional de vibración. El desarrollo de este sistema de control permite interactuar
al usuario con objetos y realizar la apertura y cierre de la mano de manera automática y
manual. El control tiene un tiempo de establecimiento de aproximadamente 3.623
segundos y el sistema de control puede llegar a costar 3233 soles. Por ende, se puede
mejorar las prótesis mecanizadas en impresión 3D mediante este sistema de control que
es accesible, económico, y eficiente en cuanto al control de posición-fuerza para las
personas que hayan sufrido alguna amputación de miembro superior.
2023-10-30T00:00:00ZSistema de control de una mini lavadora de fibra de vicuña por ultrasonido
http://hdl.handle.net/20.500.12404/25611
Sistema de control de una mini lavadora de fibra de vicuña por ultrasonido
Quispe Mescco, Alex Jhon
El Presente Trabajo, comprende el desarrollo del sistema de control de la minilavadora de fibra de vicuña y está comprendida en 5 capítulos
El capítulo 1 detalla la problemática, características de la fibra de vicuña, antecedentes de fabricación de máquinas similares, así como un marco teórico de los componentes utilizados durante el desarrollo de este trabajo.
En el capítulo 2, se expone las consideraciones que se han tomado en cuenta para el diseño y la fabricación del sistema de control del equipo, así como una descripción de sus características, funciones y soluciones para el desarrollo del sistema de control de la mini lavadora de vicuña.
En el capítulo 3, se describe todos los procedimientos realizados para el desarrollo del sistema de control de la máquina, previamente se explica el funcionamiento de la máquina y posteriormente se detalla el desarrollo y la implementación del sistema de control en base a controladores, sensores y actuadores industriales.
Finalmente, el capítulo 4 muestra las pruebas de funcionamiento realizadas. En el capítulo 5, se realiza una estimación de costos de los componentes y accesorios utilizados durante el desarrollo de este trabajo.
2023-08-07T00:00:00ZOptimal design of a photovoltaic station using Markov and energy price modelling
http://hdl.handle.net/20.500.12404/24949
Optimal design of a photovoltaic station using Markov and energy price modelling
Salazar Márquez, Marcio Boris
As the fight against anthropogenic global warming increases, photovoltaic (PV) systems, which
are a type of renewable energy, are increasingly being considered. In order to use PV systems, it
is necessary to develop methods to optimize their configuration, that is, the optimal number of PV
modules and inverters. The objectives are to examine the optimization of PVs subject to not only
the operational constraints but also the failure and repair events of PV inverters up to 100 kW,
while minimizing the effective levelized cost of energy. To achieve this, using Markov modelling,
a new energy price model that considers the current prices of the PV inverters is developed as part
of a new optimization framework. A case study considering six real PV inverters is developed to
show the effectiveness of the framework. In addition, real data from a reference PV station in
Germany is used to calculate the average hours per day that a panel generates its rated power to
consider the geographical location, temperature and number of sunny days in the given region.
Unlike previous work, local and global optimal solutions are found using PV inverters in the range
of 15 kW to 100 kW. Therefore, the new findings of this study will be considered in the future, for
example, when considering the failure and repair events of PV modules.; Im Rahmen des Kampfes gegen die anthropogene Erderwärmung werden zunehmend
Photovoltaikanlagen (PV-Anlagen) in Betracht gezogen, welche zu den erneuerbaren Energien
zählen. Um PV-Anlagen nutzen zu können, müssen Methoden zur Optimierung ihrer
Konfiguration, d. h. der optimalen Anzahl von PV-Modulen und Wechselrichtern, entwickelt
werden. Ziel dieser Arbeit ist es, die Optimierung von PV-Anlagen zu untersuchen, wobei nicht
nur die betrieblichen Randbedingungen, sondern auch die Ausfall- und Reparaturereignisse von
PV-Wechselrichtern bis zu 100 kW berücksichtigt werden, um dabei die effektiven
Stromgestehungskosten zu minimieren. Um dies zu erreichen, wird ein neues Energiepreismodell
entwickelt, das die aktuellen Preise der PV-Wechselrichter, sowie die Markoff-Modellierung als
Teil eines neuen Optimierungsrahmens berücksichtigt. Anhand einer Fallstudie unter
Berücksichtigung von sechs realen PV-Wechselrichtern wird die Wirksamkeit des Rahmens
aufgezeigt. Außerdem werden reale Daten einer Referenz-PV-Anlage in Deutschland verwendet,
um die durchschnittlichen Stunden pro Tag zu berechnen, in denen ein Modul seine Nennleistung
erzeugt. Dazu werden die geografische Lage, die Temperatur und die Anzahl der Sonnentage in
der jeweiligen Region berücksichtigt. Im Gegensatz zu früheren Arbeiten werden lokal und global
optimale Lösungen mit PV-Wechselrichtern im Bereich von 15 kW bis 100 kW gefunden. Daher
können die neuen Erkenntnisse dieser Studie in Zukunft beispielsweise bei der Betrachtung von
Ausfall- und Reparaturereignissen von PV-Modulen berücksichtigt werden.; Ante la creciente lucha contra el calentamiento global antropogénico, los sistemas fotovoltaicos,
que son un tipo de energía renovable, están siendo cada vez más considerados. Para usar sistemas
fotovoltaicos, es necesario desarrollar métodos para optimizar su configuración, es decir, el
número óptimo de módulos e inversores fotovoltaicos. Los objetivos de esta tesis son examinar la
optimización de los sistemas fotovoltaicos sujetos, no sólo a las restricciones operativas, sino
también a los eventos de falla y reparación de los inversores fotovoltaicos de hasta 100 kW,
mientras se minimiza el costo efectivo nivelado de la energía. Para lograrlo, empleando el modelo
de Márkov, se desarrolla un nuevo modelo del precio de la energía que considera los costos
actuales de los inversores fotovoltaicos como parte de un nuevo esquema de optimización. Se
desarrolla un caso de estudio considerando seis inversores fotovoltaicos reales para mostrar la
efectividad del esquema. Asimismo, se utilizan datos reales de una estación fotovoltaica de
referencia en Alemania para calcular el promedio de horas al día en que un panel genera su
potencia nominal teniendo en cuenta la ubicación geográfica, la temperatura y el número de días
soleados de la región. A diferencia de trabajos anteriores, se encuentran soluciones locales y
globales óptimas empleando inversores fotovoltaicos en el rango de 15 kW a 100 kW. Por lo tanto,
los nuevos hallazgos de este estudio se tomarán en cuenta en el futuro, por ejemplo, cuando se
contemplen los eventos de falla y reparación de los módulos fotovoltaicos.
2023-05-09T00:00:00ZDiseño de un sistema de rastreo, orientación y posicionamiento automático de una antena reflectora satelital para sistemas TVRO
http://hdl.handle.net/20.500.12404/24144
Diseño de un sistema de rastreo, orientación y posicionamiento automático de una antena reflectora satelital para sistemas TVRO
Carrión Pillaca, Oscar Andrés
En esta tesis se realiza el diseño de un sistema de orientación de una antena reflectora
satelital que tiene un movimiento giratorio de dos grados de libertad. Para realizar el
diseño se aplican conocimientos que combinan la ingeniería electrónica, mecánica e
informática.
El diseño mecánico se basa en diversos tipos de antenas satelitales ya existentes de los
cuales se modifica la montura o mecanismo de orientación de acimut y elevación. Para
el movimiento de acimut se usa un motor acoplado a una base giratoria con rodamiento
axial y para la elevación se usa un mecanismo conocido como gusano engranaje con un
eje y 2 rodamientos radiales.
El control de los movimientos de la antena se diseñó a partir de un circuito electrónico
basado en el módulo Arduino como controlador PID. Además, el circuito está
compuesto por un DAC que usa un arreglo R-2R y controladores de velocidad (ESC)
para el control de los motores que realizan el movimiento, un giroscopio que sensa la
posición angular de los ejes de orientación y una etapa de potencia para la alimentación
de todos los componentes activos, sensores y actuadores.
En la parte informática se diseñó un programa en VISUAL BASIC que actúa como
interfaz de usuario y permite ingresar los ángulos deseados (setpoints) y conocer los
ángulos alcanzados por los motores (valores finales). Además, el programa almacena
datos de las posiciones orbitales de los satélites geoestacionarios y esta información es
usada para orientar la antena rápidamente hacia el satélite deseado.
Todas las partes descritas se combinan en un sólo sistema mecatrónico integrado que
permitirá el control de la orientación de la antena parabólica satelital en acimut y
elevación con el fin que el dipolo de la antena este alineado con el satélite
geoestacionario indicado. En una eventual implementación del sistema, es deseable que
corrija el alineamiento automáticamente en caso de desapuntamiento.
2023-01-26T00:00:00Z