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The MIMO technique is an essential element in the standards of communication systems (IEEE 802.11n, IEEE 802.11ac, WiMAX, and LTE) because it helps to increase their capacity. This paper employs a model order reduction (MOR) technique with a PID controller, an ACO algorithm, and the ITAE fitness function to reduce the large-scale linearity of the MIMO technique. The numerator and denominator parameters are set by minimizing the ITAE fitness function between the transient responses of the original and the reduced model. The objectives are achieved with the PID controller and the ACO algorithm for the unit step input. The simulation results show a good system performance. The controller performance is presented with regard to the dynamic response in terms of rising time, settling time, and overshoot/undershoot. Moreover, the results of the proposed method are compared with four literature reports for validation purposes. Evaluating the parameters within the time frame and the error values with and without the PID controller and ACO algorithm allowed validating the functioning of the proposed method. Furthermore, the simulation results revealed that the proposed scheme exhibited sufficient robustness and demonstrated a reduction in the time-domain response and error values., La técnica MIMO es un elemento esencial en los estándares de sistemas de comunicación (IEEE 802.11n, IEEE 802.11ac, WiMAX y LTE) porque ayuda a aumentar la capacidad del sistema. En este trabajo se utiliza una técnica de reducción del orden del modelo (MOR) con un controlador PID, un algoritmo ACO y la función fitness de ITAE para reducir la linealidad de gran escala de la técnica MIMO. Los parámetros del numerador y denominador se establecen minimizando la función de aptitud de ITAE entre las respuestas transitorias del modelo original y el modelo reducido. Se alcanzan los objetivos con el controlador PID y el algoritmo ACO para la entrada de paso unitario. Los resultados de la simulación muestran un buen rendimiento del sistema. El rendimiento del controlador se presenta con base en la respuesta dinámica en términos de tiempo de subida, tiempo de asentamiento y sobreimpulso y subimpulso. Además, los resultados del método propuesto se comparan con cuatro reportes de la literatura para su validación. La evaluación de los parámetros en el marco temporal y de los valores de error con y sin el controlador PID y el algoritmo ACO permitió comprobar el funcionamiento del método propuesto. Asimismo, los resultados de la simulación revelaron que el esquema propuesto presentaba suficiente robustez y demostraba una reducción de la respuesta en el dominio temporal y de los valores de error.

The MIMO technique is an essential element in the standards of communication systems (IEEE 802.11n, IEEE 802.11ac, WiMAX, and LTE) because it helps to increase their capacity. This paper employs a model order reduction (MOR) technique with a PID controller, an ACO algorithm, and the ITAE fitness function to reduce the large-scale linearity of the MIMO technique. The numerator and denominator parameters are set by minimizing the ITAE fitness function between the transient responses of the original and the reduced model. The objectives are achieved with the PID controller and the ACO algorithm for the unit step input. The simulation results show a good system performance. The controller performance is presented with regard to the dynamic response in terms of rising time, settling time, and overshoot/undershoot. Moreover, the results of the proposed method are compared with four literature reports for validation purposes. Evaluating the parameters within the time frame and the error values with and without the PID controller and ACO algorithm allowed validating the functioning of the proposed method. Furthermore, the simulation results revealed that the proposed scheme exhibited sufficient robustness and demonstrated a reduction in the time-domain response and error values., La técnica MIMO es un elemento esencial en los estándares de sistemas de comunicación (IEEE 802.11n, IEEE 802.11ac, WiMAX y LTE) porque ayuda a aumentar la capacidad del sistema. En este trabajo se utiliza una técnica de reducción del orden del modelo (MOR) con un controlador PID, un algoritmo ACO y la función fitness de ITAE para reducir la linealidad de gran escala de la técnica MIMO. Los parámetros del numerador y denominador se establecen minimizando la función de aptitud de ITAE entre las respuestas transitorias del modelo original y el modelo reducido. Se alcanzan los objetivos con el controlador PID y el algoritmo ACO para la entrada de paso unitario. Los resultados de la simulación muestran un buen rendimiento del sistema. El rendimiento del controlador se presenta con base en la respuesta dinámica en términos de tiempo de subida, tiempo de asentamiento y sobreimpulso y subimpulso. Además, los resultados del método propuesto se comparan con cuatro reportes de la literatura para su validación. La evaluación de los parámetros en el marco temporal y de los valores de error con y sin el controlador PID y el algoritmo ACO permitió comprobar el funcionamiento del método propuesto. Asimismo, los resultados de la simulación revelaron que el esquema propuesto presentaba suficiente robustez y demostraba una reducción de la respuesta en el dominio temporal y de los valores de error.

En este trabajo se presenta una manera alternativa y moderna para calibrar, sintonizar y diseñar óptimamente un controlador PID conociendo la función de transferencia de la planta a controlar. El método que vamos a exponer se trata de una técnica de inteligencia artificial basada en los métodos evolutivos de búsqueda global de máximos y mínimos, la cual consiste en un algoritmo genético que diseñaremos con la ayuda de la herramienta Matlab con el interfaz de OPTIMIZATION TOOL como función principal para encontrar la constante de sintonización Kp, Ki y Kd del controlador PID.

En este trabajo se presenta una manera alternativa y moderna para calibrar, sintonizar y diseñar óptimamente un controlador PID conociendo la función de transferencia de la planta a controlar. El método que vamos a exponer se trata de una técnica de inteligencia artificial basada en los métodos evolutivos de búsqueda global de máximos y mínimos, la cual consiste en un algoritmo genético que diseñaremos con la ayuda de la herramienta Matlab con el interfaz de OPTIMIZATION TOOL como función principal para encontrar la constante de sintonización Kp, Ki y Kd del controlador PID.

Introduction− The controlled PID is the most widely used mathematical algorithm as a regulatory control strategy in industrial environments. The applications are varied; however, its answer depends on the proper calculation of its three parameters: the proportional, the derivative, and the integral. Analytical tuning and experimental methods solve the problem, but new tuning possibilities are now enabled within the digital and process integration context. Objective− Automatically and remotely obtain the optimal parameters of the PID controller, taking advantage of an online connection via the OPC communication protocol to analyze the transient response of the system. Methodology− The study is carried out in three main phases; it begins with a PD3 SMAR thermal process with connection via OPC; in this phase, the mathematical model of the process is built analytically based on fundamental laws. In the second phase, using an analytical tuning method, the PID control architecture is created on which the online experimentation is carried out. In the third phase, the genetic algorithms for automatic tuning are implemented, extracting performance measures from the PID controller through the transient response of the process and optimally determining the values for the proportional, derivative, and integral parameters. Results− The automatic tuning method was tested with two properly instrumented industrial processes. The potential for application can be seen due to its good result and because it does not require specific mathematical knowledge compared to conventional tuning methods. Conclusions− The automatic tuning method can be used remotely to calculate the optimal parameters of a PID controller. The parameters are calculated from the transient response and the definition of design criteria adaptable to any need for control, response, and process.

[Resumen] Hoy en día, los controladores adaptativos son ampliamente utilizados en el control de una gran variedad de procesos industriales. En ese tipo de controladores destacan los reguladores PIDs autoajustables, por ser una solución robusta y de fácil implementación. Sin embargo, este tipo de controladores suelen caracterizarse por tener elevados tiempos de estabilización debido al proceso de identificación que ejecutan en paralelo. Por ello, en el presente trabajo de investigación se presenta un método basado en el uso de hiperesferas y centroides para reducir los tiempos de ajuste y mejorar el rendimiento del lazo de control en los algoritmos PID autoajustables.

Objective: To design and implement a measurement and control system of temperature for a laboratory scale wastewater treatment plant prototype. Methodology: The work carried out consisted in the implementation on a laboratory scale wastewater treatment plant, which carried out the secondary treatment through a biological process of activated sludge. Results: The designed and implemented temperature control allowed to guarantee adequate conditions of homeostasis to the microorganisms in charge of the wastewater treatment. It was verified through physicochemical tests on the effluent obtained after being treated. Conclusions: The implemented prototype achieved an effluent with improvements of approximately 67% in components such as BOD and 84% in suspended solids, which is significant for the work carried out, but it is not enough for it to be destined for human consumption., Objetivo: Diseñar e implementar un sistema de medición y control de temperatura para un prototipo de planta de tratamiento de aguas residuales a escala de laboratorio. Metodología: El trabajo realizado consistió en la implementación a escala de laboratorio de una planta de tratamiento de aguas residuales, la cual efectuó la etapa de tratamiento secundario del afluente disponible a través de un proceso biológico de lodos activados. Resultados: El control de temperatura diseñado e implementado permitió garantizar condiciones adecuadas de homeostasis a los microorganismos encargados del tratamiento de agua residual. Lo anterior, se verificó a través de pruebas fisicoquímicas realizadas al efluente obtenido luego de ser tratado. Conclusiones: El prototipo implementado logró un efluente con mejoras del 67% aproximadamente en componentes como el DBO y del 84% en sólidos suspendidos, lo cual es significativo para el trabajo realizado, pero no es suficiente para que pueda ser destinado al consumo humano.

Objective: To design and implement a measurement and control system of temperature for a laboratory scale wastewater treatment plant prototype. Methodology: The work carried out consisted in the implementation on a laboratory scale wastewater treatment plant, which carried out the secondary treatment through a biological process of activated sludge. Results: The designed and implemented temperature control allowed to guarantee adequate conditions of homeostasis to the microorganisms in charge of the wastewater treatment. It was verified through physicochemical tests on the effluent obtained after being treated. Conclusions: The implemented prototype achieved an effluent with improvements of approximately 67% in components such as BOD and 84% in suspended solids, which is significant for the work carried out, but it is not enough for it to be destined for human consumption., Objetivo: Diseñar e implementar un sistema de medición y control de temperatura para un prototipo de planta de tratamiento de aguas residuales a escala de laboratorio. Metodología: El trabajo realizado consistió en la implementación a escala de laboratorio de una planta de tratamiento de aguas residuales, la cual efectuó la etapa de tratamiento secundario del afluente disponible a través de un proceso biológico de lodos activados. Resultados: El control de temperatura diseñado e implementado permitió garantizar condiciones adecuadas de homeostasis a los microorganismos encargados del tratamiento de agua residual. Lo anterior, se verificó a través de pruebas fisicoquímicas realizadas al efluente obtenido luego de ser tratado. Conclusiones: El prototipo implementado logró un efluente con mejoras del 67% aproximadamente en componentes como el DBO y del 84% en sólidos suspendidos, lo cual es significativo para el trabajo realizado, pero no es suficiente para que pueda ser destinado al consumo humano.

L’objectiu d’aquest projecte és la realització d’un laboratori de control de temperatura per a aplicacions docents. El projecte consisteix en el disseny d’una placa de circuit imprès (PCB) que, conjuntament amb un Arduino MEGA 2560 Rev3, conformin una planta de temperatura la qual permeti a l’usuari controlar la temperatura de cada transistor BJT. Per tal d’aconseguir controlar la temperatura d’aquests, es dissenyaran diferents algoritmes de control amb l’ajuda de programes numèrics com són Matlab i Arduino. La planta de temperatura està formada per la PCB, l’Arduino MEGA 2560 Rev3, dos transistors BJT, dos sensors TMP36, un LED, una pantalla OLED, un teclat de 4 files per 4 columnes i un ventilador. En la memòria del projecte s’expliquen la utilitat d’aquests components. Finalment, es realitzaran simulacions i anàlisis de la PCB i, comparacions entre diferents controladors., El proyecto consiste en la realización de un laboratorio de control de temperatura para aplicaciones docentes. El proyecto consiste en el diseño de una placa de circuito imprimido (PCB) que, conjuntamente con uno Arduino UNO Rev3, conformen una planta de temperatura la cual permita al usuario controlar la temperatura de cada transistor BJT., The aim of this project is to create a temperature control lab for teaching applications. The project consists of the design of a printed circuit board (PCB) that, together with an Arduino MEGA 2560 Rev3, conform a temperature plant that allows the user to control the temperature of each BJT transistor. In order to control the temperature of these, different control algorithms will be designed with the help of numerical programs such as Matlab and Arduino. The temperature plant is composed of the PCB, the Arduino MEGA 2560 Rev3, two BJT transistors, two TMP36 sensors, one LED, an OLED display, a 4x4 keypad and a fan. In the project, the utility of this components is explained. Eventually, simulations and analysis of the PCB will be performed and comparisons between different controllers will be made.

En el presente trabajo se analiza un sistema dinamico planteado por Barbosa [1] que describe el comportamiento de ciertas moleculas dentro de un macrofago infectado con Leishmaniasis al administrar una dosis de tetraciclina (antibiotico). La investigación indica que la Leishmaniasis ataca a los macrófagos del paciente y que el proceso infeccioso se da cuando ciertas prote´ınas del parésito interact´uan con ciertas otras del macrófago [1]. La hipótesis sugiere que es posible modificar la genética del macrófago, a ótravés del uso de antibióticos, para controlar o hasta posiblemente eliminar la infección [1]. La contribución principal de este documento es la verificación de los resultados del modelo planteado para determinar su validez. Para cumplir con este objetivo, se realiza una revisión teórica y una simulación del modelo con el paquete de software Simulink. Los resultados indican que el modelo es consistente con los hallazgos reportados por Barbosa. Estos mismos son congruentes con los principios de silenciamiento genético, por tanto se concluye que el modelo es apto para su utilización en la investigación de Leishmaniasis

[Resumen] En este trabajo se presenta el diseño de un controlador basado en eventos para el control de altitud del Crazyflie 2.1. La novedad estriba en la implementación del generador de eventos mediante un umbral relativo. La adaptación de este umbral se realiza en función de la distancia a la referencia y la presencia de ruido en el sistema. Los resultados obtenidos muestran una reducción del 93% de actualizaciones de la señal de control requeridas frente a controladores basados en eventos con umbral fijo o controladores de tipo periódico., [Abstract] In this work the design of an event-based controller for the altitude controller of the Crazyflie 2.1 is presented. The novelty is based on the implementation of the event generator by means of a relative threshold. The adaptation of this threshold is carried out according to the distance to the reference and the presence of noise in the system. This obtained results show a 93% reduction of the number of control signal updates with respect to event-based controllers with a fixed threshold or periodic controllers.

En el presente trabajo se ha realizado un sistema de supresión de vibraciones para estructuras esbeltas por medio de un PLC de la marca Siemens y modelo S7-1200. El sistema de supresión de vibraciones consiste en leer la aceleración de la estructura por medio de un acelerómetro y con un controlador PID integrado en el PLC se alimenta un actuador (shaker) para que contrarreste dichas vibraciones. Primero se hace un estudio en un equipo de laboratorio (maqueta Ménsula) para ver si se puede llevar a cabo dicho control y más adelante se hace un estudio teórico de dicho control aplicado a un puente real. Por último, se hace un estudio económico de la solución que se propone, In the present work, a vibration suppression system for slender structures has been carried out by means of a PLC of the Siemens brand and model S7-1200. The vibration suppression system consists of reading the acceleration of the structure by means of an accelerometer and with an integrated PID controller in the PLC an actuator (Shaker) is moved to counteract the vibrations. First, a study is carried out in a laboratory equipment (Ménsula model) to see if a control can be carried out and then a theoretical study of said control applied to a real bridge is made. Finally, an economic study is made of the proposed solution., Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática, Grado en Ingeniería en Electrónica Industrial y Automática

[EN] In this work, a simple Simulink® model of a conductivity control system, based on a Smith’s predictor, is presented. This model has three main didactic outcomes. First, it allows to show to the students how a computational tool can be used to solve problems that would require a fair amount of work if they were solved analytically. Second, it allows to present an example of advanced controller: the Smith’s predictor. Finally, using this model, students can “play” with the system in order to study the effect of the different system and controller parameters on the performance of the controlled system., [ES] En este trabajo se presenta un modelo sencillo de Simulink de un sistema de control de conductividad, basado en un predictor de Smith. Este modelo tiene tres objetivos didácticos principales. En primer lugar, permite mostrar a los estudiantes cómo se puede usar una herramienta computacional para resolver problemas que requerirán una cantidad considerable de trabajo si se resolvieran analíticamente. En segundo lugar, permite presentar un ejemplo de controlador avanzado: el predictor de Smith. En último lugar, empleando este modelo los estudiantes pueden "jugar" con el sistema para estudiar el efecto de los diferentes parámetros del sistema y del controlador sobre el desempeño del sistema controlado.

[EN] In this work, a simple Simulink® model of a conductivity control system, based on a Smith’s predictor, is presented. This model has three main didactic outcomes. First, it allows to show to the students how a computational tool can be used to solve problems that would require a fair amount of work if they were solved analytically. Second, it allows to present an example of advanced controller: the Smith’s predictor. Finally, using this model, students can “play” with the system in order to study the effect of the different system and controller parameters on the performance of the controlled system., [ES] En este trabajo se presenta un modelo sencillo de Simulink de un sistema de control de conductividad, basado en un predictor de Smith. Este modelo tiene tres objetivos didácticos principales. En primer lugar, permite mostrar a los estudiantes cómo se puede usar una herramienta computacional para resolver problemas que requerirán una cantidad considerable de trabajo si se resolvieran analíticamente. En segundo lugar, permite presentar un ejemplo de controlador avanzado: el predictor de Smith. En último lugar, empleando este modelo los estudiantes pueden "jugar" con el sistema para estudiar el efecto de los diferentes parámetros del sistema y del controlador sobre el desempeño del sistema controlado.

[EN] In this work, a simple Simulink® model of a conductivity control system, based on a Smith’s predictor, is presented. This model has three main didactic outcomes. First, it allows to show to the students how a computational tool can be used to solve problems that would require a fair amount of work if they were solved analytically. Second, it allows to present an example of advanced controller: the Smith’s predictor. Finally, using this model, students can “play” with the system in order to study the effect of the different system and controller parameters on the performance of the controlled system., [ES] En este trabajo se presenta un modelo sencillo de Simulink de un sistema de control de conductividad, basado en un predictor de Smith. Este modelo tiene tres objetivos didácticos principales. En primer lugar, permite mostrar a los estudiantes cómo se puede usar una herramienta computacional para resolver problemas que requerirán una cantidad considerable de trabajo si se resolvieran analíticamente. En segundo lugar, permite presentar un ejemplo de controlador avanzado: el predictor de Smith. En último lugar, empleando este modelo los estudiantes pueden "jugar" con el sistema para estudiar el efecto de los diferentes parámetros del sistema y del controlador sobre el desempeño del sistema controlado.

[EN] In this work, a simple Simulink® model of a conductivity control system, based on a Smith’s predictor, is presented. This model has three main didactic outcomes. First, it allows to show to the students how a computational tool can be used to solve problems that would require a fair amount of work if they were solved analytically. Second, it allows to present an example of advanced controller: the Smith’s predictor. Finally, using this model, students can “play” with the system in order to study the effect of the different system and controller parameters on the performance of the controlled system., [ES] En este trabajo se presenta un modelo sencillo de Simulink de un sistema de control de conductividad, basado en un predictor de Smith. Este modelo tiene tres objetivos didácticos principales. En primer lugar, permite mostrar a los estudiantes cómo se puede usar una herramienta computacional para resolver problemas que requerirán una cantidad considerable de trabajo si se resolvieran analíticamente. En segundo lugar, permite presentar un ejemplo de controlador avanzado: el predictor de Smith. En último lugar, empleando este modelo los estudiantes pueden "jugar" con el sistema para estudiar el efecto de los diferentes parámetros del sistema y del controlador sobre el desempeño del sistema controlado.

[EN] In this work, a simple Simulink® model of a conductivity control system, based on a Smith’s predictor, is presented. This model has three main didactic outcomes. First, it allows to show to the students how a computational tool can be used to solve problems that would require a fair amount of work if they were solved analytically. Second, it allows to present an example of advanced controller: the Smith’s predictor. Finally, using this model, students can “play” with the system in order to study the effect of the different system and controller parameters on the performance of the controlled system., [ES] En este trabajo se presenta un modelo sencillo de Simulink de un sistema de control de conductividad, basado en un predictor de Smith. Este modelo tiene tres objetivos didácticos principales. En primer lugar, permite mostrar a los estudiantes cómo se puede usar una herramienta computacional para resolver problemas que requerirán una cantidad considerable de trabajo si se resolvieran analíticamente. En segundo lugar, permite presentar un ejemplo de controlador avanzado: el predictor de Smith. En último lugar, empleando este modelo los estudiantes pueden "jugar" con el sistema para estudiar el efecto de los diferentes parámetros del sistema y del controlador sobre el desempeño del sistema controlado.

[EN] In this work, a simple Simulink® model of a conductivity control system, based on a Smith’s predictor, is presented. This model has three main didactic outcomes. First, it allows to show to the students how a computational tool can be used to solve problems that would require a fair amount of work if they were solved analytically. Second, it allows to present an example of advanced controller: the Smith’s predictor. Finally, using this model, students can “play” with the system in order to study the effect of the different system and controller parameters on the performance of the controlled system., [ES] En este trabajo se presenta un modelo sencillo de Simulink de un sistema de control de conductividad, basado en un predictor de Smith. Este modelo tiene tres objetivos didácticos principales. En primer lugar, permite mostrar a los estudiantes cómo se puede usar una herramienta computacional para resolver problemas que requerirán una cantidad considerable de trabajo si se resolvieran analíticamente. En segundo lugar, permite presentar un ejemplo de controlador avanzado: el predictor de Smith. En último lugar, empleando este modelo los estudiantes pueden "jugar" con el sistema para estudiar el efecto de los diferentes parámetros del sistema y del controlador sobre el desempeño del sistema controlado.

En el presente trabajo se ha realizado un sistema de supresión de vibraciones para estructuras esbeltas por medio de un PLC de la marca Siemens y modelo S7-1200. El sistema de supresión de vibraciones consiste en leer la aceleración de la estructura por medio de un acelerómetro y con un controlador PID integrado en el PLC se alimenta un actuador (shaker) para que contrarreste dichas vibraciones. Primero se hace un estudio en un equipo de laboratorio (maqueta Ménsula) para ver si se puede llevar a cabo dicho control y más adelante se hace un estudio teórico de dicho control aplicado a un puente real. Por último, se hace un estudio económico de la solución que se propone, In the present work, a vibration suppression system for slender structures has been carried out by means of a PLC of the Siemens brand and model S7-1200. The vibration suppression system consists of reading the acceleration of the structure by means of an accelerometer and with an integrated PID controller in the PLC an actuator (Shaker) is moved to counteract the vibrations. First, a study is carried out in a laboratory equipment (Ménsula model) to see if a control can be carried out and then a theoretical study of said control applied to a real bridge is made. Finally, an economic study is made of the proposed solution., Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática, Grado en Ingeniería en Electrónica Industrial y Automática

En el presente trabajo se ha realizado un sistema de supresión de vibraciones para estructuras esbeltas por medio de un PLC de la marca Siemens y modelo S7-1200. El sistema de supresión de vibraciones consiste en leer la aceleración de la estructura por medio de un acelerómetro y con un controlador PID integrado en el PLC se alimenta un actuador (shaker) para que contrarreste dichas vibraciones. Primero se hace un estudio en un equipo de laboratorio (maqueta Ménsula) para ver si se puede llevar a cabo dicho control y más adelante se hace un estudio teórico de dicho control aplicado a un puente real. Por último, se hace un estudio económico de la solución que se propone, In the present work, a vibration suppression system for slender structures has been carried out by means of a PLC of the Siemens brand and model S7-1200. The vibration suppression system consists of reading the acceleration of the structure by means of an accelerometer and with an integrated PID controller in the PLC an actuator (Shaker) is moved to counteract the vibrations. First, a study is carried out in a laboratory equipment (Ménsula model) to see if a control can be carried out and then a theoretical study of said control applied to a real bridge is made. Finally, an economic study is made of the proposed solution., Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática, Grado en Ingeniería en Electrónica Industrial y Automática

En el presente trabajo se ha realizado un sistema de supresión de vibraciones para estructuras esbeltas por medio de un PLC de la marca Siemens y modelo S7-1200. El sistema de supresión de vibraciones consiste en leer la aceleración de la estructura por medio de un acelerómetro y con un controlador PID integrado en el PLC se alimenta un actuador (shaker) para que contrarreste dichas vibraciones. Primero se hace un estudio en un equipo de laboratorio (maqueta Ménsula) para ver si se puede llevar a cabo dicho control y más adelante se hace un estudio teórico de dicho control aplicado a un puente real. Por último, se hace un estudio económico de la solución que se propone, In the present work, a vibration suppression system for slender structures has been carried out by means of a PLC of the Siemens brand and model S7-1200. The vibration suppression system consists of reading the acceleration of the structure by means of an accelerometer and with an integrated PID controller in the PLC an actuator (Shaker) is moved to counteract the vibrations. First, a study is carried out in a laboratory equipment (Ménsula model) to see if a control can be carried out and then a theoretical study of said control applied to a real bridge is made. Finally, an economic study is made of the proposed solution., Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática, Grado en Ingeniería en Electrónica Industrial y Automática

Aquest document recull el procés de disseny, construcció i programació d’un braç mecànic de sis eixos de llibertat mitjançant un microprocessador de 32 bytes, per realitzar la seva lògica de control, i una APP (Aplicació informàtica), pel seu control remot. Amb aquest objectiu s’ha realitzar estudis sobre el control de motors de continua amb encoder incrementals, la capacitat de càrrega dels motors sobre l’estructura, les equacions del moviment dinàmics i cinemàtic del robot i les bases de programació d’una APP en l’entorn d’Unity amb C#. El prototip final dissenyat s’ha realitzat sobre una estructura d’open source d’Autodesk, i s’ha imprès mitjançant una impressora 3D a més, a aquesta estructura se li ha afegit una pinça pneumàtica com a element terminal. El sistema es controla mitjançant una APP compatible amb els sistemes operatius d’Android i IOS, presents a la majoria dels dispositius mòbils. Mitjançant aquesta APP, es pot moure el robot eix a eix, o donar-li indicant la posició desitjada del element terminal, es a dir, la pinça, mitjançant comunicació Bluetooth. Finalment, s’han elaborat estudis econòmics y mediambientals., Este documento recoge el proceso de diseño, construcción y programación de un brazo mecánico de seis ejes de libertad mediante un microprocesador de 32 bytes, oara realizar su lógica de control, y una APP (Aplicación informática), para su control remoto. Con este objetivo se han realizado estudios sobre el control de motores de continua con encoders incrementales, la capacidad de carga de los motores sobre la estructura, las ecuaciones del movimiento dinámicos y cinemático del robot y las bases de programación de una APP en el entorno de Unity mediante C#. El prototipo final diseñado se ha realizado sobre una estructura open source de Autodesk, y se ha impreso con una impresora 3D, además, a esta estructura se le ha añadido una pinza neumática como elemento terminal. El sistema se controla mediante una APP compatible con los sistemas operativos de Android y IOS, presentes en la mayoría de los dispositivos móviles. Mediante esta APP, se puede mover el robot eje a eje, o indicarle la posición deseada del elemento terminal, es decir, la pinza, mediante comunicación Bluetooth. Finalmente, se han elaborado estudios económicos y medioambientales., This document covers the process of designing, constructing and programming a six-axis mechanical arm using a 32-byte microprocessor, for its logic control, and an APP (Application), for its remote control. To this end, studies have been carried out on the control of continuous motors with incremental encoders, the load capacity of the motors on the structure, the equations of the dynamic and kinematic movement of the robot and the programming bases of an APP in the Unity environament with C#. The final prototype designed was made on an open source mechanical structure from Autodesk, and was printed using a 3D printer, in addition to this structure a pneumatic clamp was added as a terminal element. The system is controlled by an APP compatible with Android and IOS operating systems, present in most mobile devices. Using this APP, you can move the robot axis to axis, or give it by indicating the desired position of the terminal element, the clamp, via Bluetooth communication. Finally, economic and environmental studies have been carried out on the prototype.

Aquest document recull el procés de disseny, construcció i programació d’un braç mecànic de sis eixos de llibertat mitjançant un microprocessador de 32 bytes, per realitzar la seva lògica de control, i una APP (Aplicació informàtica), pel seu control remot. Amb aquest objectiu s’ha realitzar estudis sobre el control de motors de continua amb encoder incrementals, la capacitat de càrrega dels motors sobre l’estructura, les equacions del moviment dinàmics i cinemàtic del robot i les bases de programació d’una APP en l’entorn d’Unity amb C#. El prototip final dissenyat s’ha realitzat sobre una estructura d’open source d’Autodesk, i s’ha imprès mitjançant una impressora 3D a més, a aquesta estructura se li ha afegit una pinça pneumàtica com a element terminal. El sistema es controla mitjançant una APP compatible amb els sistemes operatius d’Android i IOS, presents a la majoria dels dispositius mòbils. Mitjançant aquesta APP, es pot moure el robot eix a eix, o donar-li indicant la posició desitjada del element terminal, es a dir, la pinça, mitjançant comunicació Bluetooth. Finalment, s’han elaborat estudis econòmics y mediambientals., Este documento recoge el proceso de diseño, construcción y programación de un brazo mecánico de seis ejes de libertad mediante un microprocesador de 32 bytes, oara realizar su lógica de control, y una APP (Aplicación informática), para su control remoto. Con este objetivo se han realizado estudios sobre el control de motores de continua con encoders incrementales, la capacidad de carga de los motores sobre la estructura, las ecuaciones del movimiento dinámicos y cinemático del robot y las bases de programación de una APP en el entorno de Unity mediante C#. El prototipo final diseñado se ha realizado sobre una estructura open source de Autodesk, y se ha impreso con una impresora 3D, además, a esta estructura se le ha añadido una pinza neumática como elemento terminal. El sistema se controla mediante una APP compatible con los sistemas operativos de Android y IOS, presentes en la mayoría de los dispositivos móviles. Mediante esta APP, se puede mover el robot eje a eje, o indicarle la posición deseada del elemento terminal, es decir, la pinza, mediante comunicación Bluetooth. Finalmente, se han elaborado estudios económicos y medioambientales., This document covers the process of designing, constructing and programming a six-axis mechanical arm using a 32-byte microprocessor, for its logic control, and an APP (Application), for its remote control. To this end, studies have been carried out on the control of continuous motors with incremental encoders, the load capacity of the motors on the structure, the equations of the dynamic and kinematic movement of the robot and the programming bases of an APP in the Unity environment with C#. The final prototype designed was made on an open source mechanical structure from Autodesk, and was printed using a 3D printer, in addition to this structure a pneumatic clamp was added as a terminal element. The system is controlled by an APP compatible with Android and iOS operating systems, present in most mobile devices. Using this APP, you can move the robot axis to axis, or give it by indicating the desired position of the terminal element, the clamp, via Bluetooth communication. Finally, economic and environmental studies have been carried out on the prototype.

[ES] Este proyecto presenta un equipo que permite reproducir las condiciones de presión, temperatura y humedad deseadas para emular condiciones de ensayo de motores de combustión. Durante el trabajo se detallan el principio de funcionamiento y modos de operación de los distintos módulos del equipo, abordando la problemática del ensayo de motores de combustión interna en condiciones de altura. El objetivo del trabajo es el desarrollo de nuevas estrategias de control que permitan un control más preciso de las distintas variables del proceso y un aumento de las prestaciones del equipo. Estas estrategias serán implementadas en el software de control y posteriormente validadas por medio de ensayos realizados en el equipo., [EN] This project presents an equipment capable of reproducing environmental conditions regarding pressure, temperature and humidity aimed for testing internal combustion engines. The working principles and operating modes of the different modules are here presented with special emphasis on the control strategies that allow to accomplish the requirements for each of the control variables simultaneously. The aim of the project is to design the software behind the monitoring of the system and to develop new control strategies that permit a more precise control leading to an increase in the performance of the equipment. Each one of the proposed strategies will be validated based on results from real-life tests., [CA] Aquest projecte presenta un equip que permet reproduir les condicions de pressió, temperatura i humitat desitjades per emular condicions d’assaig de motors de combustió. Durant el treball es detallen el principi de funcionament i les maneres d’operació dels diferents mòduls de l’equip, abordant la problemàtica de l’assaig de motors de combustió interna en condicions d’altura. L’objectiu del treball és el desenvolupament de noves estratègies de control que permeten un control més precís de les diferents variables del procés i un augment de les prestacions de l’equip. Aquestes estratègies seran implementades en el software de control i posteriorment validades per mitjà d’assajos realitzats en l’equip.

Actualmente los controladores PID son la estrategia de control más utilizada en la industria, debido a su aceptable desempeño en la mayoría de aplicaciones del ámbito industrial. Sin embargo, existen algunas aplicaciones que por características no lineales o exigencias específicas que demanda el producto final, se necesita un tipo de control más elaborado, con características que se adapten a la aplicación y de simple implementación y manejo. Implementar un control usando lógica difusa es una muy buena opción, ya que el algoritmo de control se basa en emular el pensamiento humano. El principal objetivo del presente estudio es establecer un análisis comparativo entre un controlador PID y un controlador difuso aplicado a la simulación de un proceso de nivel de un tanque de transferencia del área de manejo de relaves y recuperación de agua de una planta minera. Los resultados se cuantifican mediante el uso de indicadores clave de desempeño (KPI), que brindan valores numéricos, medibles y monitoreables para determinar objetivamente qué controlador presenta un mejor desempeño en la aplicación establecida. Palabras clave: Controlador PID / controlador difuso / comparativo / KPI.

[ES] El objetivo de este Trabajo Final de Grado consiste en el desarrollo de dos diferentes técnicas de control con el fin de desarrollar un sistema automático de aterrizaje para un UAV genérico de ala fija. Este sistema se centrará en el estudio de la respuesta de la distancia entre la posición del drone y la trajectoria de aterrizaje deseada, la cual será especificada en la definición del diseño de control. La primera técnica aplicada estará basada en el controlador PID: ajustando los valores correspondientes al proporcional, integrador y derivador que dan nombre a este método, seremos capaces de alcanzar la estabilidad del sistema. Adaptaremos el systema de trajectoria de planeo acoplado de McLean a las necesidades de nuestro UAV, determinando los valores de las ganancias en los bucles para estabilizar el sistema. Después, estudiaremos el comportamiento del controlador aplicando varios tipos de perturbaciones diferentes que simularán el efecto del viento: primero con constantes para los componentes longitudinales de la velocidad, y segundo con valores aleatorios, haciendo uso del modelo de turbulencia de Dryden. Para esta aproximación, consideraremos una inclinación de la senda de planeo de 2.5º, estandard en la fase de aterrizaje, aunque dicho valor se modificará a 7º, 12º y 15º con el fin de estudiar el mayor número de escenarios posibles. La segunda técnica será el método del H infinity, perteneciente a la familia de controladores robustos. Éste método define un bucle cerrado con el modelo a considerar (determinado por la dinámica de la aeronave, actuador, etc) y el controlador. Tendremos que definir los vectores de entrada y salida del sistema con los elementos de perturbación, de referencia, medidos, los términos de los actuadores, y requerimientos de diseño. El objetivo del método es encontrar y calcular un controlador que optimice estas especificaciones. Para esta aproximación, consideraremos una inclinación de la senda de planeo de 12º, considerada realis, [EN] The aim of this Final Thesis is to accurately make use of two different techniques in control theory in order to design and develop the automatic landing system of a generic flying wing UAV. This landing system will focus on the study of the tracking error response of the distance between the actual position of the drone and the desired landing trajectory, which will be determined by specifying a certain glide path angle in the control design. The first technique to be implemented will be based on the PID controller theory: tuning the values corresponding to the proportional, integrator and derivative that give the name to this method, we will be able to reach the system stability and performance requirements. We will adapt the glide-path-coupled control system in McLean to the needs of our UAV, determining the gain values in the loops in order to stabilize the system. Then, we will study the behavior of the controller when applying different types of perturbations simulating the wind effect: firstly with constant values for the wind velocity components in the longitudinal axes, and secondly with random values, making use of the Dryden turbulence model. For this approach we will consider a desired glide path angle of 2.5º, the standard slope for aircrafts in the landing phase, although this value will change to 7º, 12º, and 15º with the aim of study the wider number os scenarios possible. The second technique will be the H infinity or gamma attenuation problem, which belongs to the family of the so called robust controllers. This method builds a closed loop system shaped by a plant model (determined by the aircraft dynamics, actuator, weightings, and so on) and the controller. We will have to define the inputs and outputs of the system, with the perturbations, commanded and measured variables, actuator terms, and tracking error and performance specifications. The aim of the process is to calculate and obtain a controller that optimizes these specifications. For

[ES] Un zeppelin o dirigible es un aerostato autopropulsado y con capacidad de maniobra para ser manejado como una aeronave. La sustentación aerostática se logra mediante depósitos llenos de un gas de menor densidad a la atmósfera circundante. El presente Trabajo de Fin de Grado tiene como objeto el desarrollo de un sistema que permita el guiado y control de un dirigible para transformarlo de esta forma en un sistema autónomo o dron, teniendo así múltiples aplicaciones como pseudosatélite, transporte, etc. Como primer paso para la realización del presente proyecto se debe modelar el comportamiento dinámico del dirigible, para ello, se hará uso de las ecuaciones de Newton y se estudiarán todas las fuerzas y momentos presentes en la dinámica de la aeronave. A través del modelo no lineal de la dinámica del dirigible, se obtendrá un modelo lineal que represente un comportamiento similar alrededor de un punto de funcionamiento que se establecerá como el punto de equilibrio del dirigible. Posteriormente, se empleará un algoritmo de control que permitirá establecer las variables escogidas a controlar en un valor de referencia escogido por el usuario. Finalmente, la tarea principal de la aeronave será viajar a varios puntos o establecerse en un punto fijo siendo dados los valores de posición (longitud, latitud, altitud) y los ángulos de Euler (alabeo, cabeceo y guiñada). Para una mayor comprensión de los resultados, se realizará un modelo en CAD y se incorporará a un simulador con entorno 3D conectado al modelo físico para poder visualizar la dinámica. El alcance del proyecto consistirá en varios elementos, explicados en sus respectivos apartados: Se realizará un modelo de la dinámica del dirigible en la plataforma Simulink de Matlab. Se realizará un control mediante PID en el rumbo, altura y velocidad de avance mediante la acción en la potencia y orientación de los motores. Se realizará una simulación en la cual el dirigible deberá ser capaz de cumplir el seguimiento de una

Resumen: este proyecto expone el control de posición de una bola a través de la programación en Arduino, para el análisis de diferentes configuraciones del controlador PID. El caso práctico desarrollado consiste en un sistema barra y bola, el cual es un sistema no lineal e inestable. Se han implementado diferentes configuraciones del controlador PID para observar su funcionamiento y obtener conclusiones acerca de ellos. El objetivo principal de este proyecto es el de utilizar un microcontrolador para el control de una maqueta de control de posición de una bola, con el objetivo de poder acercar a los alumnos que no conocen la teoría de control o que se adentran por primera vez en este mundillo de la regulación como se puede controlar un sistema de manera real. En este caso, se va a utilizar la maqueta como método de docencia. Para ello, se ha realizado todo el control del sistema en la programación de Arduino consiguiendo un control aceptable de la maqueta, puesto que el error de posición de la bola es mínimo. Con lo cual, para que un alumno que no conozca la teoría de control pueda entender cómo funciona un controlador PID, se ha implementado una interfaz de usuario en el sistema, la cual utiliza un panel de control diseñado para conseguir una comunicación interactiva entre usuario y control de la maqueta, para así poder modificar cada una de las acciones de los controladores PID implementados y ver qué sucede en el control. Hay que decir que para la consecución del proyecto, uno de los objetivos era obtener los distintos parámetros de los controladores implementados en la programación, a través de la realización de una simulación del sistema por medio de Matlab, en la cual no se tuvo éxito, debido a las aproximaciones y linealizaciones realizadas a la hora de obtener el modelo de la planta. Por ello, las constantes utilizadas en los distintos controladores implementados en el sistema se obtuvieron mediante el método de ajuste por ensayo-error logrando buenos result, Laburpena: proiektu honek bola bateko posizioaren kontrola azaltzen du, Arduinoaren programazioaren bidez kontrolatzaile desberdin analizatzeko. Garatutako kasu praktikoa barra eta pilota sistema bat da, sistema hau sistema ez lineal eta ezegonkorra da. PID-a kontrolatzailearen konfigurazio desberdinak inplementatu dira bere funtzionamendua ikusteko eta ondorioak haiei buruz lortu ahal izateko. Proiektu honen helburu nagusia, mikrokontrolatzaile bat ondo erabiltzea da maketa baten kontrola kontrolatzeko, honekin kontrolaren teoria ezagutzen ez duten edo lehen aldiz sartzen diren ikasleei hurbiltzeko. Kasu honetan, maketa irakaskuntza metodo gisa erabiliko da. Horretarako, sistemaren kontrol guztia Arduino programazioan burutu da, maketaren kontrol onargarria lortuz, zeren eta, pilotaren posizio errorea oso txikia baita. Honen bidez, kontrol-teoria ezagutzen ez duen ikasle batek PID kontroladorea nola funtzionatzen duen ulertu ahal izango du, horretarako erabiltzaile-interfazea inplementatu da sisteman, erabiltzailearen eta maketa kontrolaren arteko komunikazio interaktiboa lortzeko aginte-panel bat diseinatu da, horrekin kontrolatzaileen akzioetako bakoitza aldatu ahal izateko esta zer gertatzen den kontrolean ikusteko. Proiektuaren lorpenerako esan behar da, helburuetako bat programan ezarritako kontrolagailuen parametroak lortzea izan zen, Matlab-en bidez sistemaren simulazio bat eginez, arrakasta gabe, sistema fisikoaren modeloa lortu ahal izateko egindako hurbilketak eta linealtasunak direla eta. Hori dela eta, sisteman ezarritako kontrolagailu desberdinetan erabiltzen diren konstanteak akats-doikuntza metodoaren bidez lortu ziren, emaitza onak lortuz. Oro har, hasieran ezarritako helburu guztiak bete direla esan daiteke, eta lehenago ezezagunak ziren hainbat gairi buruzko ezagutzak eskuratu direla esan daiteke. Azterketa eta diseinu prozesu osoari esker, hainbat ondorio aurkezten dira eta hobekuntza bide batzuk proposatzen dira, esate baterako, erabiltzaile-int, this project exposes the control of position of a ball through the programming in Arduino, for the analysis of different configurations of the PID controller. The practical case developed consists of a bar and ball system, which is a non-linear and unstable system. Different configurations of the PID controller have been implemented to observe its operation and draw conclusions about them. The main objective of this project is to use a microcontroller to control a model of ball position control, with the aim of bringing students who do not know control theory understand how to control a system in a way real. In this case, the model will be used as a teaching method. For this, all the control of the system has been carried out in the Arduino programming, obtaining an acceptable control of the model, since the position error of the ball is minimal. To achieve the aforementioned objective, a user interface has been implemented in the system, which uses a control panel designed to achieve an interactive communication between user and control of the model, in order to modify each of the actions of the controllers PID implemented and see what happens in the control, and so the user can draw conclusions from each of the parameters of the different implemented PIDs. It must be said that for the achievement of the project, one of the objectives was to obtain the different parameters of the controllers implemented in the programming, through the realization of a simulation of the system by means of Matlab, in which there was no success, due to the approximations and linearizations made when obtaining the model of the plant. For this reason, the constants used in the different controllers implemented in the system were obtained by the trial-error adjustment method, achieving good results. In general, it can be said that all the objectives imposed at the beginning have been met, and that different knowledge about different subjects that were previously unknown was acq

[ES] El objetivo de este Trabajo Final de Grado consiste en el desarrollo de dos diferentes técnicas de control con el fin de desarrollar un sistema automático de aterrizaje para un UAV genérico de ala fija. Este sistema se centrará en el estudio de la respuesta de la distancia entre la posición del drone y la trajectoria de aterrizaje deseada, la cual será especificada en la definición del diseño de control. La primera técnica aplicada estará basada en el controlador PID: ajustando los valores correspondientes al proporcional, integrador y derivador que dan nombre a este método, seremos capaces de alcanzar la estabilidad del sistema. Adaptaremos el systema de trajectoria de planeo acoplado de McLean a las necesidades de nuestro UAV, determinando los valores de las ganancias en los bucles para estabilizar el sistema. Después, estudiaremos el comportamiento del controlador aplicando varios tipos de perturbaciones diferentes que simularán el efecto del viento: primero con constantes para los componentes longitudinales de la velocidad, y segundo con valores aleatorios, haciendo uso del modelo de turbulencia de Dryden. Para esta aproximación, consideraremos una inclinación de la senda de planeo de 2.5º, estandard en la fase de aterrizaje, aunque dicho valor se modificará a 7º, 12º y 15º con el fin de estudiar el mayor número de escenarios posibles. La segunda técnica será el método del H infinity, perteneciente a la familia de controladores robustos. Éste método define un bucle cerrado con el modelo a considerar (determinado por la dinámica de la aeronave, actuador, etc) y el controlador. Tendremos que definir los vectores de entrada y salida del sistema con los elementos de perturbación, de referencia, medidos, los términos de los actuadores, y requerimientos de diseño. El objetivo del método es encontrar y calcular un controlador que optimice estas especificaciones. Para esta aproximación, consideraremos una inclinación de la senda de planeo de 12º, considerada realis, [EN] The aim of this Final Thesis is to accurately make use of two different techniques in control theory in order to design and develop the automatic landing system of a generic flying wing UAV. This landing system will focus on the study of the tracking error response of the distance between the actual position of the drone and the desired landing trajectory, which will be determined by specifying a certain glide path angle in the control design. The first technique to be implemented will be based on the PID controller theory: tuning the values corresponding to the proportional, integrator and derivative that give the name to this method, we will be able to reach the system stability and performance requirements. We will adapt the glide-path-coupled control system in McLean to the needs of our UAV, determining the gain values in the loops in order to stabilize the system. Then, we will study the behavior of the controller when applying different types of perturbations simulating the wind effect: firstly with constant values for the wind velocity components in the longitudinal axes, and secondly with random values, making use of the Dryden turbulence model. For this approach we will consider a desired glide path angle of 2.5º, the standard slope for aircrafts in the landing phase, although this value will change to 7º, 12º, and 15º with the aim of study the wider number os scenarios possible. The second technique will be the H infinity or gamma attenuation problem, which belongs to the family of the so called robust controllers. This method builds a closed loop system shaped by a plant model (determined by the aircraft dynamics, actuator, weightings, and so on) and the controller. We will have to define the inputs and outputs of the system, with the perturbations, commanded and measured variables, actuator terms, and tracking error and performance specifications. The aim of the process is to calculate and obtain a controller that optimizes these specifications. For

[ES] Un zeppelin o dirigible es un aerostato autopropulsado y con capacidad de maniobra para ser manejado como una aeronave. La sustentación aerostática se logra mediante depósitos llenos de un gas de menor densidad a la atmósfera circundante. El presente Trabajo de Fin de Grado tiene como objeto el desarrollo de un sistema que permita el guiado y control de un dirigible para transformarlo de esta forma en un sistema autónomo o dron, teniendo así múltiples aplicaciones como pseudosatélite, transporte, etc. Como primer paso para la realización del presente proyecto se debe modelar el comportamiento dinámico del dirigible, para ello, se hará uso de las ecuaciones de Newton y se estudiarán todas las fuerzas y momentos presentes en la dinámica de la aeronave. A través del modelo no lineal de la dinámica del dirigible, se obtendrá un modelo lineal que represente un comportamiento similar alrededor de un punto de funcionamiento que se establecerá como el punto de equilibrio del dirigible. Posteriormente, se empleará un algoritmo de control que permitirá establecer las variables escogidas a controlar en un valor de referencia escogido por el usuario. Finalmente, la tarea principal de la aeronave será viajar a varios puntos o establecerse en un punto fijo siendo dados los valores de posición (longitud, latitud, altitud) y los ángulos de Euler (alabeo, cabeceo y guiñada). Para una mayor comprensión de los resultados, se realizará un modelo en CAD y se incorporará a un simulador con entorno 3D conectado al modelo físico para poder visualizar la dinámica. El alcance del proyecto consistirá en varios elementos, explicados en sus respectivos apartados: Se realizará un modelo de la dinámica del dirigible en la plataforma Simulink de Matlab. Se realizará un control mediante PID en el rumbo, altura y velocidad de avance mediante la acción en la potencia y orientación de los motores. Se realizará una simulación en la cual el dirigible deberá ser capaz de cumplir el seguimiento de una

[ES] Un zeppelin o dirigible es un aerostato autopropulsado y con capacidad de maniobra para ser manejado como una aeronave. La sustentación aerostática se logra mediante depósitos llenos de un gas de menor densidad a la atmósfera circundante. El presente Trabajo de Fin de Grado tiene como objeto el desarrollo de un sistema que permita el guiado y control de un dirigible para transformarlo de esta forma en un sistema autónomo o dron, teniendo así múltiples aplicaciones como pseudosatélite, transporte, etc. Como primer paso para la realización del presente proyecto se debe modelar el comportamiento dinámico del dirigible, para ello, se hará uso de las ecuaciones de Newton y se estudiarán todas las fuerzas y momentos presentes en la dinámica de la aeronave. A través del modelo no lineal de la dinámica del dirigible, se obtendrá un modelo lineal que represente un comportamiento similar alrededor de un punto de funcionamiento que se establecerá como el punto de equilibrio del dirigible. Posteriormente, se empleará un algoritmo de control que permitirá establecer las variables escogidas a controlar en un valor de referencia escogido por el usuario. Finalmente, la tarea principal de la aeronave será viajar a varios puntos o establecerse en un punto fijo siendo dados los valores de posición (longitud, latitud, altitud) y los ángulos de Euler (alabeo, cabeceo y guiñada). Para una mayor comprensión de los resultados, se realizará un modelo en CAD y se incorporará a un simulador con entorno 3D conectado al modelo físico para poder visualizar la dinámica. El alcance del proyecto consistirá en varios elementos, explicados en sus respectivos apartados: Se realizará un modelo de la dinámica del dirigible en la plataforma Simulink de Matlab. Se realizará un control mediante PID en el rumbo, altura y velocidad de avance mediante la acción en la potencia y orientación de los motores. Se realizará una simulación en la cual el dirigible deberá ser capaz de cumplir el seguimiento de una

[ES] El objetivo de este Trabajo Final de Grado consiste en el desarrollo de dos diferentes técnicas de control con el fin de desarrollar un sistema automático de aterrizaje para un UAV genérico de ala fija. Este sistema se centrará en el estudio de la respuesta de la distancia entre la posición del drone y la trajectoria de aterrizaje deseada, la cual será especificada en la definición del diseño de control. La primera técnica aplicada estará basada en el controlador PID: ajustando los valores correspondientes al proporcional, integrador y derivador que dan nombre a este método, seremos capaces de alcanzar la estabilidad del sistema. Adaptaremos el systema de trajectoria de planeo acoplado de McLean a las necesidades de nuestro UAV, determinando los valores de las ganancias en los bucles para estabilizar el sistema. Después, estudiaremos el comportamiento del controlador aplicando varios tipos de perturbaciones diferentes que simularán el efecto del viento: primero con constantes para los componentes longitudinales de la velocidad, y segundo con valores aleatorios, haciendo uso del modelo de turbulencia de Dryden. Para esta aproximación, consideraremos una inclinación de la senda de planeo de 2.5º, estandard en la fase de aterrizaje, aunque dicho valor se modificará a 7º, 12º y 15º con el fin de estudiar el mayor número de escenarios posibles. La segunda técnica será el método del H infinity, perteneciente a la familia de controladores robustos. Éste método define un bucle cerrado con el modelo a considerar (determinado por la dinámica de la aeronave, actuador, etc) y el controlador. Tendremos que definir los vectores de entrada y salida del sistema con los elementos de perturbación, de referencia, medidos, los términos de los actuadores, y requerimientos de diseño. El objetivo del método es encontrar y calcular un controlador que optimice estas especificaciones. Para esta aproximación, consideraremos una inclinación de la senda de planeo de 12º, considerada realis, [EN] The aim of this Final Thesis is to accurately make use of two different techniques in control theory in order to design and develop the automatic landing system of a generic flying wing UAV. This landing system will focus on the study of the tracking error response of the distance between the actual position of the drone and the desired landing trajectory, which will be determined by specifying a certain glide path angle in the control design. The first technique to be implemented will be based on the PID controller theory: tuning the values corresponding to the proportional, integrator and derivative that give the name to this method, we will be able to reach the system stability and performance requirements. We will adapt the glide-path-coupled control system in McLean to the needs of our UAV, determining the gain values in the loops in order to stabilize the system. Then, we will study the behavior of the controller when applying different types of perturbations simulating the wind effect: firstly with constant values for the wind velocity components in the longitudinal axes, and secondly with random values, making use of the Dryden turbulence model. For this approach we will consider a desired glide path angle of 2.5º, the standard slope for aircrafts in the landing phase, although this value will change to 7º, 12º, and 15º with the aim of study the wider number os scenarios possible. The second technique will be the H infinity or gamma attenuation problem, which belongs to the family of the so called robust controllers. This method builds a closed loop system shaped by a plant model (determined by the aircraft dynamics, actuator, weightings, and so on) and the controller. We will have to define the inputs and outputs of the system, with the perturbations, commanded and measured variables, actuator terms, and tracking error and performance specifications. The aim of the process is to calculate and obtain a controller that optimizes these specifications. For

Actualmente los controladores PID son la estrategia de control más utilizada en la industria, debido a su aceptable desempeño en la mayoría de aplicaciones del ámbito industrial. Sin embargo, existen algunas aplicaciones que por características no lineales o exigencias específicas que demanda el producto final, se necesita un tipo de control más elaborado, con características que se adapten a la aplicación y de simple implementación y manejo. Implementar un control usando lógica difusa es una muy buena opción, ya que el algoritmo de control se basa en emular el pensamiento humano. El principal objetivo del presente estudio es establecer un análisis comparativo entre un controlador PID y un controlador difuso aplicado a la simulación de un proceso de nivel de un tanque de transferencia del área de manejo de relaves y recuperación de agua de una planta minera. Los resultados se cuantifican mediante el uso de indicadores clave de desempeño (KPI), que brindan valores numéricos, medibles y monitoreables para determinar objetivamente qué controlador presenta un mejor desempeño en la aplicación establecida. Palabras clave: Controlador PID / controlador difuso / comparativo / KPI.

Actualmente los controladores PID son la estrategia de control más utilizada en la industria, debido a su aceptable desempeño en la mayoría de aplicaciones del ámbito industrial. Sin embargo, existen algunas aplicaciones que por características no lineales o exigencias específicas que demanda el producto final, se necesita un tipo de control más elaborado, con características que se adapten a la aplicación y de simple implementación y manejo. Implementar un control usando lógica difusa es una muy buena opción, ya que el algoritmo de control se basa en emular el pensamiento humano. El principal objetivo del presente estudio es establecer un análisis comparativo entre un controlador PID y un controlador difuso aplicado a la simulación de un proceso de nivel de un tanque de transferencia del área de manejo de relaves y recuperación de agua de una planta minera. Los resultados se cuantifican mediante el uso de indicadores clave de desempeño (KPI), que brindan valores numéricos, medibles y monitoreables para determinar objetivamente qué controlador presenta un mejor desempeño en la aplicación establecida. Palabras clave: Controlador PID / controlador difuso / comparativo / KPI.

Resumen: este proyecto expone el control de posición de una bola a través de la programación en Arduino, para el análisis de diferentes configuraciones del controlador PID. El caso práctico desarrollado consiste en un sistema barra y bola, el cual es un sistema no lineal e inestable. Se han implementado diferentes configuraciones del controlador PID para observar su funcionamiento y obtener conclusiones acerca de ellos. El objetivo principal de este proyecto es el de utilizar un microcontrolador para el control de una maqueta de control de posición de una bola, con el objetivo de poder acercar a los alumnos que no conocen la teoría de control o que se adentran por primera vez en este mundillo de la regulación como se puede controlar un sistema de manera real. En este caso, se va a utilizar la maqueta como método de docencia. Para ello, se ha realizado todo el control del sistema en la programación de Arduino consiguiendo un control aceptable de la maqueta, puesto que el error de posición de la bola es mínimo. Con lo cual, para que un alumno que no conozca la teoría de control pueda entender cómo funciona un controlador PID, se ha implementado una interfaz de usuario en el sistema, la cual utiliza un panel de control diseñado para conseguir una comunicación interactiva entre usuario y control de la maqueta, para así poder modificar cada una de las acciones de los controladores PID implementados y ver qué sucede en el control. Hay que decir que para la consecución del proyecto, uno de los objetivos era obtener los distintos parámetros de los controladores implementados en la programación, a través de la realización de una simulación del sistema por medio de Matlab, en la cual no se tuvo éxito, debido a las aproximaciones y linealizaciones realizadas a la hora de obtener el modelo de la planta. Por ello, las constantes utilizadas en los distintos controladores implementados en el sistema se obtuvieron mediante el método de ajuste por ensayo-error logrando buenos result, Laburpena: proiektu honek bola bateko posizioaren kontrola azaltzen du, Arduinoaren programazioaren bidez kontrolatzaile desberdin analizatzeko. Garatutako kasu praktikoa barra eta pilota sistema bat da, sistema hau sistema ez lineal eta ezegonkorra da. PID-a kontrolatzailearen konfigurazio desberdinak inplementatu dira bere funtzionamendua ikusteko eta ondorioak haiei buruz lortu ahal izateko. Proiektu honen helburu nagusia, mikrokontrolatzaile bat ondo erabiltzea da maketa baten kontrola kontrolatzeko, honekin kontrolaren teoria ezagutzen ez duten edo lehen aldiz sartzen diren ikasleei hurbiltzeko. Kasu honetan, maketa irakaskuntza metodo gisa erabiliko da. Horretarako, sistemaren kontrol guztia Arduino programazioan burutu da, maketaren kontrol onargarria lortuz, zeren eta, pilotaren posizio errorea oso txikia baita. Honen bidez, kontrol-teoria ezagutzen ez duen ikasle batek PID kontroladorea nola funtzionatzen duen ulertu ahal izango du, horretarako erabiltzaile-interfazea inplementatu da sisteman, erabiltzailearen eta maketa kontrolaren arteko komunikazio interaktiboa lortzeko aginte-panel bat diseinatu da, horrekin kontrolatzaileen akzioetako bakoitza aldatu ahal izateko esta zer gertatzen den kontrolean ikusteko. Proiektuaren lorpenerako esan behar da, helburuetako bat programan ezarritako kontrolagailuen parametroak lortzea izan zen, Matlab-en bidez sistemaren simulazio bat eginez, arrakasta gabe, sistema fisikoaren modeloa lortu ahal izateko egindako hurbilketak eta linealtasunak direla eta. Hori dela eta, sisteman ezarritako kontrolagailu desberdinetan erabiltzen diren konstanteak akats-doikuntza metodoaren bidez lortu ziren, emaitza onak lortuz. Oro har, hasieran ezarritako helburu guztiak bete direla esan daiteke, eta lehenago ezezagunak ziren hainbat gairi buruzko ezagutzak eskuratu direla esan daiteke. Azterketa eta diseinu prozesu osoari esker, hainbat ondorio aurkezten dira eta hobekuntza bide batzuk proposatzen dira, esate baterako, erabiltzaile-int, this project exposes the control of position of a ball through the programming in Arduino, for the analysis of different configurations of the PID controller. The practical case developed consists of a bar and ball system, which is a non-linear and unstable system. Different configurations of the PID controller have been implemented to observe its operation and draw conclusions about them. The main objective of this project is to use a microcontroller to control a model of ball position control, with the aim of bringing students who do not know control theory understand how to control a system in a way real. In this case, the model will be used as a teaching method. For this, all the control of the system has been carried out in the Arduino programming, obtaining an acceptable control of the model, since the position error of the ball is minimal. To achieve the aforementioned objective, a user interface has been implemented in the system, which uses a control panel designed to achieve an interactive communication between user and control of the model, in order to modify each of the actions of the controllers PID implemented and see what happens in the control, and so the user can draw conclusions from each of the parameters of the different implemented PIDs. It must be said that for the achievement of the project, one of the objectives was to obtain the different parameters of the controllers implemented in the programming, through the realization of a simulation of the system by means of Matlab, in which there was no success, due to the approximations and linearizations made when obtaining the model of the plant. For this reason, the constants used in the different controllers implemented in the system were obtained by the trial-error adjustment method, achieving good results. In general, it can be said that all the objectives imposed at the beginning have been met, and that different knowledge about different subjects that were previously unknown was acq

Resumen: este proyecto expone el control de posición de una bola a través de la programación en Arduino, para el análisis de diferentes configuraciones del controlador PID. El caso práctico desarrollado consiste en un sistema barra y bola, el cual es un sistema no lineal e inestable. Se han implementado diferentes configuraciones del controlador PID para observar su funcionamiento y obtener conclusiones acerca de ellos. El objetivo principal de este proyecto es el de utilizar un microcontrolador para el control de una maqueta de control de posición de una bola, con el objetivo de poder acercar a los alumnos que no conocen la teoría de control o que se adentran por primera vez en este mundillo de la regulación como se puede controlar un sistema de manera real. En este caso, se va a utilizar la maqueta como método de docencia. Para ello, se ha realizado todo el control del sistema en la programación de Arduino consiguiendo un control aceptable de la maqueta, puesto que el error de posición de la bola es mínimo. Con lo cual, para que un alumno que no conozca la teoría de control pueda entender cómo funciona un controlador PID, se ha implementado una interfaz de usuario en el sistema, la cual utiliza un panel de control diseñado para conseguir una comunicación interactiva entre usuario y control de la maqueta, para así poder modificar cada una de las acciones de los controladores PID implementados y ver qué sucede en el control. Hay que decir que para la consecución del proyecto, uno de los objetivos era obtener los distintos parámetros de los controladores implementados en la programación, a través de la realización de una simulación del sistema por medio de Matlab, en la cual no se tuvo éxito, debido a las aproximaciones y linealizaciones realizadas a la hora de obtener el modelo de la planta. Por ello, las constantes utilizadas en los distintos controladores implementados en el sistema se obtuvieron mediante el método de ajuste por ensayo-error logrando buenos result, Laburpena: proiektu honek bola bateko posizioaren kontrola azaltzen du, Arduinoaren programazioaren bidez kontrolatzaile desberdin analizatzeko. Garatutako kasu praktikoa barra eta pilota sistema bat da, sistema hau sistema ez lineal eta ezegonkorra da. PID-a kontrolatzailearen konfigurazio desberdinak inplementatu dira bere funtzionamendua ikusteko eta ondorioak haiei buruz lortu ahal izateko. Proiektu honen helburu nagusia, mikrokontrolatzaile bat ondo erabiltzea da maketa baten kontrola kontrolatzeko, honekin kontrolaren teoria ezagutzen ez duten edo lehen aldiz sartzen diren ikasleei hurbiltzeko. Kasu honetan, maketa irakaskuntza metodo gisa erabiliko da. Horretarako, sistemaren kontrol guztia Arduino programazioan burutu da, maketaren kontrol onargarria lortuz, zeren eta, pilotaren posizio errorea oso txikia baita. Honen bidez, kontrol-teoria ezagutzen ez duen ikasle batek PID kontroladorea nola funtzionatzen duen ulertu ahal izango du, horretarako erabiltzaile-interfazea inplementatu da sisteman, erabiltzailearen eta maketa kontrolaren arteko komunikazio interaktiboa lortzeko aginte-panel bat diseinatu da, horrekin kontrolatzaileen akzioetako bakoitza aldatu ahal izateko esta zer gertatzen den kontrolean ikusteko. Proiektuaren lorpenerako esan behar da, helburuetako bat programan ezarritako kontrolagailuen parametroak lortzea izan zen, Matlab-en bidez sistemaren simulazio bat eginez, arrakasta gabe, sistema fisikoaren modeloa lortu ahal izateko egindako hurbilketak eta linealtasunak direla eta. Hori dela eta, sisteman ezarritako kontrolagailu desberdinetan erabiltzen diren konstanteak akats-doikuntza metodoaren bidez lortu ziren, emaitza onak lortuz. Oro har, hasieran ezarritako helburu guztiak bete direla esan daiteke, eta lehenago ezezagunak ziren hainbat gairi buruzko ezagutzak eskuratu direla esan daiteke. Azterketa eta diseinu prozesu osoari esker, hainbat ondorio aurkezten dira eta hobekuntza bide batzuk proposatzen dira, esate baterako, erabiltzaile-int, this project exposes the control of position of a ball through the programming in Arduino, for the analysis of different configurations of the PID controller. The practical case developed consists of a bar and ball system, which is a non-linear and unstable system. Different configurations of the PID controller have been implemented to observe its operation and draw conclusions about them. The main objective of this project is to use a microcontroller to control a model of ball position control, with the aim of bringing students who do not know control theory understand how to control a system in a way real. In this case, the model will be used as a teaching method. For this, all the control of the system has been carried out in the Arduino programming, obtaining an acceptable control of the model, since the position error of the ball is minimal. To achieve the aforementioned objective, a user interface has been implemented in the system, which uses a control panel designed to achieve an interactive communication between user and control of the model, in order to modify each of the actions of the controllers PID implemented and see what happens in the control, and so the user can draw conclusions from each of the parameters of the different implemented PIDs. It must be said that for the achievement of the project, one of the objectives was to obtain the different parameters of the controllers implemented in the programming, through the realization of a simulation of the system by means of Matlab, in which there was no success, due to the approximations and linearizations made when obtaining the model of the plant. For this reason, the constants used in the different controllers implemented in the system were obtained by the trial-error adjustment method, achieving good results. In general, it can be said that all the objectives imposed at the beginning have been met, and that different knowledge about different subjects that were previously unknown was acq

[ES] Este proyecto presenta un equipo que permite reproducir las condiciones de presión, temperatura y humedad deseadas para emular condiciones de ensayo de motores de combustión. Durante el trabajo se detallan el principio de funcionamiento y modos de operación de los distintos módulos del equipo, abordando la problemática del ensayo de motores de combustión interna en condiciones de altura. El objetivo del trabajo es el desarrollo de nuevas estrategias de control que permitan un control más preciso de las distintas variables del proceso y un aumento de las prestaciones del equipo. Estas estrategias serán implementadas en el software de control y posteriormente validadas por medio de ensayos realizados en el equipo., [EN] This project presents an equipment capable of reproducing environmental conditions regarding pressure, temperature and humidity aimed for testing internal combustion engines. The working principles and operating modes of the different modules are here presented with special emphasis on the control strategies that allow to accomplish the requirements for each of the control variables simultaneously. The aim of the project is to design the software behind the monitoring of the system and to develop new control strategies that permit a more precise control leading to an increase in the performance of the equipment. Each one of the proposed strategies will be validated based on results from real-life tests., [CA] Aquest projecte presenta un equip que permet reproduir les condicions de pressió, temperatura i humitat desitjades per emular condicions d’assaig de motors de combustió. Durant el treball es detallen el principi de funcionament i les maneres d’operació dels diferents mòduls de l’equip, abordant la problemàtica de l’assaig de motors de combustió interna en condicions d’altura. L’objectiu del treball és el desenvolupament de noves estratègies de control que permeten un control més precís de les diferents variables del procés i un augment de les prestacions de l’equip. Aquestes estratègies seran implementades en el software de control i posteriorment validades per mitjà d’assajos realitzats en l’equip.

[ES] Este proyecto presenta un equipo que permite reproducir las condiciones de presión, temperatura y humedad deseadas para emular condiciones de ensayo de motores de combustión. Durante el trabajo se detallan el principio de funcionamiento y modos de operación de los distintos módulos del equipo, abordando la problemática del ensayo de motores de combustión interna en condiciones de altura. El objetivo del trabajo es el desarrollo de nuevas estrategias de control que permitan un control más preciso de las distintas variables del proceso y un aumento de las prestaciones del equipo. Estas estrategias serán implementadas en el software de control y posteriormente validadas por medio de ensayos realizados en el equipo., [EN] This project presents an equipment capable of reproducing environmental conditions regarding pressure, temperature and humidity aimed for testing internal combustion engines. The working principles and operating modes of the different modules are here presented with special emphasis on the control strategies that allow to accomplish the requirements for each of the control variables simultaneously. The aim of the project is to design the software behind the monitoring of the system and to develop new control strategies that permit a more precise control leading to an increase in the performance of the equipment. Each one of the proposed strategies will be validated based on results from real-life tests., [CA] Aquest projecte presenta un equip que permet reproduir les condicions de pressió, temperatura i humitat desitjades per emular condicions d’assaig de motors de combustió. Durant el treball es detallen el principi de funcionament i les maneres d’operació dels diferents mòduls de l’equip, abordant la problemàtica de l’assaig de motors de combustió interna en condicions d’altura. L’objectiu del treball és el desenvolupament de noves estratègies de control que permeten un control més precís de les diferents variables del procés i un augment de les prestacions de l’equip. Aquestes estratègies seran implementades en el software de control i posteriorment validades per mitjà d’assajos realitzats en l’equip.

El presente proyecto de tesis desarrolla el modelamiento y diseño de un convertidor bidireccional con supercapacitor en aplicaciones con generador eléctrico de velocidad variable, este diseño permitirá que la energía de regeneración proveniente del motor de inducción principal de elevación cuando el contenedor es transportado hacia abajo, cargue los supercapacitores a través del convertidor bidireccional, que se comportara en modo buck, luego en el siguiente ciclo de operación del equipo, es decir, cuando el contenedor es izado o cuando el spreader se traslada hacia arriba, esta energía almacenada se descargara, cambiando el modo de operación del convertidor a modo boost, alimentando el bus DC, esta energía será aprovechada por el inversor de elevación o de hoist haciendo posible el movimiento hacia arriba. La energía almacenada se ira descargando, reduciendo la potencia neta, en ese momento la energía será que necesita el motor de hoist será compensado por el generador diésel, reduciendo así el consumo de combustible que es el objetivo principal de este proyecto. En el desarrollo del proyecto, se ha visto por conveniente ejecutarlo en dos fases, la primera en mejorar el lazo de control de demanda de potencia, el cual, el actual control es un control PI a un controlador PID con filtro en la parte derivativa con dos etapas, la segunda fase el diseño del convertidor bidireccional simulado en Matlab. La implementación de la primera fase se ha realizado en el equipo, recolectando la suficiente data para poder generar indicadores de litros / movimiento, que son comparados con la simulación del convertidor bidireccional para así determinar el porcentaje de ahorro entre las mejoras, dando resultados muy interesantes y que dan un retorno de inversión la segunda fase es implementada en el equipo Palabras claves: Convertidor, Controlador PID, Ultracapacitores, Regeneración

El presente proyecto de tesis desarrolla el modelamiento y diseño de un convertidor bidireccional con supercapacitor en aplicaciones con generador eléctrico de velocidad variable, este diseño permitirá que la energía de regeneración proveniente del motor de inducción principal de elevación cuando el contenedor es transportado hacia abajo, cargue los supercapacitores a través del convertidor bidireccional, que se comportara en modo buck, luego en el siguiente ciclo de operación del equipo, es decir, cuando el contenedor es izado o cuando el spreader se traslada hacia arriba, esta energía almacenada se descargara, cambiando el modo de operación del convertidor a modo boost, alimentando el bus DC, esta energía será aprovechada por el inversor de elevación o de hoist haciendo posible el movimiento hacia arriba. La energía almacenada se ira descargando, reduciendo la potencia neta, en ese momento la energía será que necesita el motor de hoist será compensado por el generador diésel, reduciendo así el consumo de combustible que es el objetivo principal de este proyecto. En el desarrollo del proyecto, se ha visto por conveniente ejecutarlo en dos fases, la primera en mejorar el lazo de control de demanda de potencia, el cual, el actual control es un control PI a un controlador PID con filtro en la parte derivativa con dos etapas, la segunda fase el diseño del convertidor bidireccional simulado en Matlab. La implementación de la primera fase se ha realizado en el equipo, recolectando la suficiente data para poder generar indicadores de litros / movimiento, que son comparados con la simulación del convertidor bidireccional para así determinar el porcentaje de ahorro entre las mejoras, dando resultados muy interesantes y que dan un retorno de inversión la segunda fase es implementada en el equipo Palabras claves: Convertidor, Controlador PID, Ultracapacitores, Regeneración

El presente proyecto de tesis desarrolla el modelamiento y diseño de un convertidor bidireccional con supercapacitor en aplicaciones con generador eléctrico de velocidad variable, este diseño permitirá que la energía de regeneración proveniente del motor de inducción principal de elevación cuando el contenedor es transportado hacia abajo, cargue los supercapacitores a través del convertidor bidireccional, que se comportara en modo buck, luego en el siguiente ciclo de operación del equipo, es decir, cuando el contenedor es izado o cuando el spreader se traslada hacia arriba, esta energía almacenada se descargara, cambiando el modo de operación del convertidor a modo boost, alimentando el bus DC, esta energía será aprovechada por el inversor de elevación o de hoist haciendo posible el movimiento hacia arriba. La energía almacenada se ira descargando, reduciendo la potencia neta, en ese momento la energía será que necesita el motor de hoist será compensado por el generador diésel, reduciendo así el consumo de combustible que es el objetivo principal de este proyecto. En el desarrollo del proyecto, se ha visto por conveniente ejecutarlo en dos fases, la primera en mejorar el lazo de control de demanda de potencia, el cual, el actual control es un control PI a un controlador PID con filtro en la parte derivativa con dos etapas, la segunda fase el diseño del convertidor bidireccional simulado en Matlab. La implementación de la primera fase se ha realizado en el equipo, recolectando la suficiente data para poder generar indicadores de litros / movimiento, que son comparados con la simulación del convertidor bidireccional para así determinar el porcentaje de ahorro entre las mejoras, dando resultados muy interesantes y que dan un retorno de inversión la segunda fase es implementada en el equipo Palabras claves: Convertidor, Controlador PID, Ultracapacitores, Regeneración

This paper presents the design and implementation of a speed and position control system for a DC motor (12VDC - 200RPM) consisting of a MATLAB interface that communicates with a 32bit ARM® microcontroller programmed on the MBED platform. The user, through the graphic interface, can perform the design process of a control system from the acquisition of the data to identify the plant to the simulation of the system directly in the engine. This allows the user quickly visualize the operation of the newly designed controller and make adjustments in order to tune it. The equipment is currently used as a didactic tool in the University of Los Llanos, this has contributed to make the teaching process more practical and to apply the fundamentals of the control theory beyond the simulation in Matlab, Este artículo presenta el diseño e implementación de un sistema de control de velocidad y posición para un motor de corriente continua (12VDC – 200RPM) que consta de una interfaz en MATLAB® que se comunica con un microcontrolador ARM® de 32Bits programado en la plataforma MBED®. El usuario, a través de la interfaz gráfica, puede realizar el proceso de diseño de un sistema de control desde la adquisición de los datos para identificar la planta hasta la simulación del sistema directamente en el motor. Esto permite que el usuario visualice rápidamente el funcionamiento del controlador recién diseñado y pueda realizar los ajustes y sintonización del mismo. El equipo se utiliza actualmente como ayuda didáctica en la Universidad de los Llanos, esto ha contribuido a que el proceso de enseñanza sea más práctico y que se apliquen los fundamentos de la teoría de control más allá de la simulación en Matlab

This paper presents the design and implementation of a speed and position control system for a DC motor (12VDC - 200RPM) consisting of a MATLAB interface that communicates with a 32bit ARM® microcontroller programmed on the MBED platform. The user, through the graphic interface, can perform the design process of a control system from the acquisition of the data to identify the plant to the simulation of the system directly in the engine. This allows the user quickly visualize the operation of the newly designed controller and make adjustments in order to tune it. The equipment is currently used as a didactic tool in the University of Los Llanos, this has contributed to make the teaching process more practical and to apply the fundamentals of the control theory beyond the simulation in Matlab, Este artículo presenta el diseño e implementación de un sistema de control de velocidad y posición para un motor de corriente continua (12VDC – 200RPM) que consta de una interfaz en MATLAB® que se comunica con un microcontrolador ARM® de 32Bits programado en la plataforma MBED®. El usuario, a través de la interfaz gráfica, puede realizar el proceso de diseño de un sistema de control desde la adquisición de los datos para identificar la planta hasta la simulación del sistema directamente en el motor. Esto permite que el usuario visualice rápidamente el funcionamiento del controlador recién diseñado y pueda realizar los ajustes y sintonización del mismo. El equipo se utiliza actualmente como ayuda didáctica en la Universidad de los Llanos, esto ha contribuido a que el proceso de enseñanza sea más práctico y que se apliquen los fundamentos de la teoría de control más allá de la simulación en Matlab

The implementation of PID controllers in industry has as main difficulty the programming of automatisms in charge of processes, which usually is translated into on-off controllers without any kind of tuning. The goal of this research was to stablish the behaviour of some techniques of constant tuning, in a commercial programable logic controller, evaluating them into a temperature system. The system is composed of a container with water, a PID controller in the PLC s7-300, making use of the temperature control module Siemens FM 355-2C, a resistance heater AC as actuator (controlled by DC voltage), and thermocouple type as a temperature sensor. The mathematical model of the system, as well as the constants of the PID controller, were obtained making use of the Matlab PID Tuner computational tool. The identification techniques studied were: MLP neural network, the non-linear auto-regressive network with exogenous inputs (NARX) and the neuro-diffuse network (ANFIS). The results show that the previous techniques are adequate to tune a PID contoller, being useful in industrial prosecess., La implementación de controladores PID en la industria tiene como principal dificultad la programación de los autómatas encargados de los procesos, lo que usualmente se traduce en controladores on-off sin ningún tipo de sintonización. El objetivo de la investigación fue el establecer el rendimiento de algunas técnicas de sintonización de constantes, en un controlador lógico programable comercial, evaluándolas de forma práctica en un sistema temperado. El sistema está compuesto por un recipiente con agua, un controlador PID en el PLC s7-300, haciendo uso del módulo de control de temperatura Siemens FM 355-2C, una resistencia calefactora AC como actuador (controlada por voltaje DC), y termocupla tipo E como sensor de temperatura. El modelo matemático del sistema, así como las constantes del controlador PID, se obtuvieron a través del módulo PID Tuner de Matlab. Las técnicas de identificación estudiadas fueron: la red neuronal MLP, la red auto-regresiva no lineal con entradas exógenas (NARX) y la red neuro-difusa (ANFIS). Los resultados indican que las técnicas anteriores son adecuadas para sintonizar un controlador PID, siendo aplicables en procesos industriales.

This paper presents the modeling and simulation on continuous-time of the control loops of the biphasic separation system V-41101A/B of Processing Fluids Centre of the mixed company Petrourica S.A, which is responsible of the extraction and processing of hydrocarbons on the Junin 4 block for the Orinoco Oil Belt (OOB). Using a projective research, mathematical models of control loops for the Horizontal Biphasic Separator were developed for a future implementation on Matlab using the Simulink resource. The implemented models allowed the estimation of the system behavior in front a perturbation of fluids composition from field, giving as result a stable control loops with PID controllers of fast responses, low error steady state and overshoot less than 10%., Este artículo presenta el modelado y simulación en tiempo continuo de los lazos de control del sistema de separación bifásica V-41101A/B del Centro de Procesamiento de Fluidos de la empresa mixta Petrourica S.A, la cual se encarga de la extracción y procesamiento de hidrocarburos en el Bloque Junín 4 de la Faja Petrolífera del Orinoco (FPO). Haciendo uso de una investigación proyectiva, se desarrolló el modelado matemático de los lazos de control para el separador bifásico horizontal, para luego ser implementado en Matlab, específicamente haciendo uso de la herramienta Simulink. El modelo implementado permitió estimar el comportamiento del sistema ante perturbaciones de la composición de fluido multifasico proveniente del campo, dando como resultado lazos de control totalmente estable con controladores PID de respuestas rápidas, bajo error de estado estable y sobreimpulso menores al 10%.

[ES] En este artículo se presenta un esquema de control para una máquina utilizada para fabricación de películas delgadas, con un motor de corriente directa sin escobillas, basada en el método de centrifugación. Se incluye el modelo no lineal del motor sin escobillas, que corresponde a una máquina síncrona trifásica, con los flujos del rotor y las corrientes en el estator, como las dinámicas eléctricas, además de la velocidad en el rotor, como la dinámica mecánica. El objetivo de control es la regulación de la velocidad del rotor. Se utilizó la técnica de control por bloques y así obtener una variedad deslizante. Se eligió la técnica de control por modos deslizantes para garantizar que la variedad elegida sea atractiva y obtener robustez en lazo cerrado. Para completar el esquema de control se incluye un observador para estimar los estados no medibles, en este caso, los flujos del rotor. Se implementó el esquema de control propuesto en la máquina para fabricación de películas delgadas, además de un controlador basado en un PID con ganancias programadas, lo anterior para realizar la comparación de ambas técnicas. El esquema de control por modos deslizantes propuesto presenta ventajas sobre el controlador PID, ya que se obtiene la regulación de la velocidad del rotor, sin error en estado estacionario, considerando variaciones paramétricas., [EN] This paper presents a control scheme for a machine used to make thin films, with a brushless direct current motor, based on the spin-coating method. The nonlinear brushless motor model is included, which corresponds to a three-phase synchronous machine, with rotor flux linkages and stator currents, as the electric dynamics, and the rotor speed, as the mechanical dynamics. In order to achieve the speed regulation, the block control technique was used to obtain a sliding manifold. The sliding mode control technique was applied to ensure that the chosen manifold is attractive and to obtain robustness in the closed - loop system. To complete the control scheme, an observer is included to estimate the unmeasurable states, in this case, the rotor flux linkages. The proposed control scheme was implemented in a machine to make thin films, as well as a controller based on a gain scheduling PID, to perform the comparison of both controllers. The proposed sliding mode control scheme shows some advantages over the PID controller, since the rotor speed regulation is obtained, without steady state error, considering parameter variations.

Es bien conocido que las maniobras de aterrizaje y despegue son las más complejas del vuelo de las aeronaves. En efecto, un gran porcentaje de los accidentes aéreos se da en la ejecución de estas operaciones. Si además se tiene en cuenta que la mayoría de estos accidentes se deben a errores humanos, es evidente la necesidad de un control automático que garantice la correcta ejecución de estas fases de vuelo. En este artículo se plantea una estrategia de aterrizaje sencilla y eficaz que hace uso de una estructura jerárquica de controladores PID. Para modelar la dinámica de la aeronave se empleará FlightGear, que es un simulador de vuelo de código abierto que ofrece un alto grado de realismo. El sistema de control de vuelo (flight control system, FCS) se incluye en un programa en C que se comunica con FlightGear mediante sockets UDP. Para llevar a cabo esta maniobra se ha desarrollado un sistema de guiado que se encarga de enviar las consignas a los controles implementados. Finalmente, cabe destacar que el aterrizaje se realizará en el aeropuerto de Sevilla con una Cessna 172P.

[ES] En este artículo se presenta un esquema de control para una máquina utilizada para fabricación de películas delgadas, con un motor de corriente directa sin escobillas, basada en el método de centrifugación. Se incluye el modelo no lineal del motor sin escobillas, que corresponde a una máquina síncrona trifásica, con los flujos del rotor y las corrientes en el estator, como las dinámicas eléctricas, además de la velocidad en el rotor, como la dinámica mecánica. El objetivo de control es la regulación de la velocidad del rotor. Se utilizó la técnica de control por bloques y así obtener una variedad deslizante. Se eligió la técnica de control por modos deslizantes para garantizar que la variedad elegida sea atractiva y obtener robustez en lazo cerrado. Para completar el esquema de control se incluye un observador para estimar los estados no medibles, en este caso, los flujos del rotor. Se implementó el esquema de control propuesto en la máquina para fabricación de películas delgadas, además de un controlador basado en un PID con ganancias programadas, lo anterior para realizar la comparación de ambas técnicas. El esquema de control por modos deslizantes propuesto presenta ventajas sobre el controlador PID, ya que se obtiene la regulación de la velocidad del rotor, sin error en estado estacionario, considerando variaciones paramétricas., [EN] This paper presents a control scheme for a machine used to make thin films, with a brushless direct current motor, based on the spin-coating method. The nonlinear brushless motor model is included, which corresponds to a three-phase synchronous machine, with rotor flux linkages and stator currents, as the electric dynamics, and the rotor speed, as the mechanical dynamics. In order to achieve the speed regulation, the block control technique was used to obtain a sliding manifold. The sliding mode control technique was applied to ensure that the chosen manifold is attractive and to obtain robustness in the closed - loop system. To complete the control scheme, an observer is included to estimate the unmeasurable states, in this case, the rotor flux linkages. The proposed control scheme was implemented in a machine to make thin films, as well as a controller based on a gain scheduling PID, to perform the comparison of both controllers. The proposed sliding mode control scheme shows some advantages over the PID controller, since the rotor speed regulation is obtained, without steady state error, considering parameter variations.

[ES] En este artículo se presenta un esquema de control para una máquina utilizada para fabricación de películas delgadas, con un motor de corriente directa sin escobillas, basada en el método de centrifugación. Se incluye el modelo no lineal del motor sin escobillas, que corresponde a una máquina síncrona trifásica, con los flujos del rotor y las corrientes en el estator, como las dinámicas eléctricas, además de la velocidad en el rotor, como la dinámica mecánica. El objetivo de control es la regulación de la velocidad del rotor. Se utilizó la técnica de control por bloques y así obtener una variedad deslizante. Se eligió la técnica de control por modos deslizantes para garantizar que la variedad elegida sea atractiva y obtener robustez en lazo cerrado. Para completar el esquema de control se incluye un observador para estimar los estados no medibles, en este caso, los flujos del rotor. Se implementó el esquema de control propuesto en la máquina para fabricación de películas delgadas, además de un controlador basado en un PID con ganancias programadas, lo anterior para realizar la comparación de ambas técnicas. El esquema de control por modos deslizantes propuesto presenta ventajas sobre el controlador PID, ya que se obtiene la regulación de la velocidad del rotor, sin error en estado estacionario, considerando variaciones paramétricas., [EN] This paper presents a control scheme for a machine used to make thin films, with a brushless direct current motor, based on the spin-coating method. The nonlinear brushless motor model is included, which corresponds to a three-phase synchronous machine, with rotor flux linkages and stator currents, as the electric dynamics, and the rotor speed, as the mechanical dynamics. In order to achieve the speed regulation, the block control technique was used to obtain a sliding manifold. The sliding mode control technique was applied to ensure that the chosen manifold is attractive and to obtain robustness in the closed - loop system. To complete the control scheme, an observer is included to estimate the unmeasurable states, in this case, the rotor flux linkages. The proposed control scheme was implemented in a machine to make thin films, as well as a controller based on a gain scheduling PID, to perform the comparison of both controllers. The proposed sliding mode control scheme shows some advantages over the PID controller, since the rotor speed regulation is obtained, without steady state error, considering parameter variations.

[ES] En este artículo se presenta un esquema de control para una máquina utilizada para fabricación de películas delgadas, con un motor de corriente directa sin escobillas, basada en el método de centrifugación. Se incluye el modelo no lineal del motor sin escobillas, que corresponde a una máquina síncrona trifásica, con los flujos del rotor y las corrientes en el estator, como las dinámicas eléctricas, además de la velocidad en el rotor, como la dinámica mecánica. El objetivo de control es la regulación de la velocidad del rotor. Se utilizó la técnica de control por bloques y así obtener una variedad deslizante. Se eligió la técnica de control por modos deslizantes para garantizar que la variedad elegida sea atractiva y obtener robustez en lazo cerrado. Para completar el esquema de control se incluye un observador para estimar los estados no medibles, en este caso, los flujos del rotor. Se implementó el esquema de control propuesto en la máquina para fabricación de películas delgadas, además de un controlador basado en un PID con ganancias programadas, lo anterior para realizar la comparación de ambas técnicas. El esquema de control por modos deslizantes propuesto presenta ventajas sobre el controlador PID, ya que se obtiene la regulación de la velocidad del rotor, sin error en estado estacionario, considerando variaciones paramétricas., [EN] This paper presents a control scheme for a machine used to make thin films, with a brushless direct current motor, based on the spin-coating method. The nonlinear brushless motor model is included, which corresponds to a three-phase synchronous machine, with rotor flux linkages and stator currents, as the electric dynamics, and the rotor speed, as the mechanical dynamics. In order to achieve the speed regulation, the block control technique was used to obtain a sliding manifold. The sliding mode control technique was applied to ensure that the chosen manifold is attractive and to obtain robustness in the closed - loop system. To complete the control scheme, an observer is included to estimate the unmeasurable states, in this case, the rotor flux linkages. The proposed control scheme was implemented in a machine to make thin films, as well as a controller based on a gain scheduling PID, to perform the comparison of both controllers. The proposed sliding mode control scheme shows some advantages over the PID controller, since the rotor speed regulation is obtained, without steady state error, considering parameter variations.