Ingeniería de Control y Automatización

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Subject: search.filters.subject.Control predictivo

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    Diseño de un sistema de control avanzado para ósmosis inversa en una planta de agua ácida
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-11-28) Huaman Valverde, Fausto Marcelo; Sotomayor Moriano, Juan Javier
    En el contexto de la minería actual, el procesamiento del oro y la consecuente generación de aguas contaminadas cargadas con sustancias ácidas y contaminantes, representa un desafío ambiental significativo. Estas aguas deben ser tratadas antes de ser liberadas a los ríos de las comunidades cumpliendo con las normas establecidas de calidad del agua. En la actualidad, en las plantas de tratamiento de estas aguas se utiliza tecnologías como la ósmosis inversa (OI), sin embargo, el sistema de control utilizado en estas plantas presenta limitaciones en términos de eficiencia y precisión, lo que demanda la exploración de alternativas más avanzadas. La propuesta para optimizar el funcionamiento de esta planta empleando un sistema de control avanzado, implica realizar tareas tales como, obtener el modelo matemático del comportamiento dinámico de la planta de OI, el diseño del sistema de control avanzado, y comparar esta propuesta con sistemas con controladores convencionales. Esta investigación inicia con la descripción y modelado de la planta de OI. Seguido, se diseña un sistema de control predictivo generalizado multivariable (GPC), utilizando técnicas de control avanzado, este diseño se evalúa y compara con un sistema de control convencional como el PID. Los resultados demuestran que el sistema de control predictivo basado en GPC propuesto mejora significativamente la eficiencia y precisión del tratamiento del agua ácida en comparación con los controladores convencionales. Por último, se describe una propuesta de implementación del sistema de control en una planta de tratamiento de agua ácida. Así, esta propuesta representa una alternativa válida para el desarrollo de sistemas de control en plantas de tratamiento de aguas ácidas en entornos industriales.
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    Diseño e implementación de un sistema de control óptimo preview para la posición de una esfera sobre un plano
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-01-16) Huamaní Gabriel, Samir Josué; Sotomayor Moriano, Juan Javier
    El control óptimo preview se define como un control predictivo desde el enfoque de control óptimo; esto quiere decir que su funcionamiento se basa en el conocimiento de los valores futuros de la referencia, de tal manera que usa estos valores en la formulación de la ley de control; por ende, tiene un desempeño superior al control proporcional integral derivativo (PID), y también superior que el control óptimo general. En este trabajo se desarrolla un modelamiento matemático de una planta esfera sobre un plano utilizando como herramientas los análisis eléctricos, mecánico, físico, cinemático y dinámico, con el principal objetivo de conseguir una serie de ecuaciones analíticas de la planta y de esa manera poder comprender las principales variables que intervienen en dicho modelo. A partir del modelo obtenido, se elabora un controlador avanzado óptimo preview de posición y trayectoria, para luego realizar un análisis comparativo entre dicho controlador avanzado variando el tiempo preview y otro controlador convencional proporcional integral derivativo para el control de posición de una esfera sobre un plano. Se consiguió simular con éxito el control la posición, trayectoria definida y una trayectoria circular mediante el controlador avanzado diseñado, obteniendo resultados favorables a comparación con el controlador convencional proporcional integral derivativo.
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    Design of a mobile robot’s control system for obstacle identification and avoidance using sensor fusion and model predictive control
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-10-14) Barreto Guerra, Jean Paul; Morán Cárdenas, Antonio Manuel; Hopfgarten, Siegbert
    The aim of this master thesis is to design a control system based on model predictive control (MPC) with sensor data fusion for obstacle avoidance. Since the amount of obtained data is larger due to multiple sensors, the required sampling time has to be larger enough in comparison with the calculation time of the optimal problem. Then it is proposed a simplification of the mobile robot model in order to reduce this optimization time. The sensor data fusion technique uses the range information of a laser scanner and the data of a mono-camera acquired from image processing techniques. In image processing different detection algorithms are proposed such as shape and color detection. Therefore an estimation of the obstacles dimension and distance is explained obtaining accurate results. Finally a data fusion for obstacle determination is developed in order to use this information in the optimization control problem as a path constraint. The obtained results show the mobile robot behavior in trajectories tracking and obstacle avoidance problems by comparing two different sampling times. It is concluded that the mobile robot reaches the final desired position while avoiding the detected obstacles along the trajectory.
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    Desarrollo de un sistema de control predictivo multivariable de un generador de vapor de tubos de agua
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-06-03) Gonzales Lecaros, Sergio Nicolás; Morán Cárdenas, Antonio Manuel
    Partiendo de la motivación de buscar medios que permitan el ahorro de energía tanto por el aspecto económico como el ecológico se desarrolló este trabajo el cual pretende diseñar un controlador predictivo basado en modelo (CPBM) para controlar un generador de vapor de tubos de agua de forma más efectiva y eficiente que los sistemas actuales Para este fin se realizó una revisión del estado del arte de los generadores de vapor y de sus sistemas de control donde se identificaron las principales variables a controlar. Debido al bajo desempeño de estos sistemas de control se propuso, luego de un análisis previo, el uso de un controlador predictivo basado en modelo para su aplicación en el generador de vapor. Para lograr este objetivo se estudió un modelo matemático no lineal multivariable de un generador de vapor reportado en la literatura, el cual posteriormente se utilizó para realizar la simulación de la planta real. Luego para el diseño del controlador se utilizó el modelo linealizado con el fin de aligerar cálculos. El diseño del controlador multivariable está basado en un controlador predictivo que es computacionalmente más eficiente que el controlador predictivo convencional. Para la aplicación de este controlador se consideraron restricciones en la señal de control y durante las pruebas simuladas en Matlab/Simulink se le introdujo señales ruidosas y perturbaciones alcanzando buenos resultados en eficiencia energética y de control superando al sistema actual basado en controladores PID. Finalmente se propuso la implementación práctica del controlador haciendo uso de un DSP hibrido.