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The 0-1 test algorithm is a new nonparametric method for detecting the presence of chaos in the nonlinear science disciplines. This test applies directly to the time series and does not depend on phase-space reconstruction. This thesis take logistic map as an example, the numerical results demonstrate the advantages of the method. Then, the runoff time series (2002-2009) collected by the six hydrologic stations (Tangnaihai, Lanzhou, Toudaoguai, Longkou, Sanmenxia and Huayuankou) of Yellow River, are selected to detect the existence of chaotic behaviour in different spatial scales. The asymptotic growth rates of Kc are 0.8751, 0.8985, 0.9783, 0.9793, 0.9848 and 0.9976, respectively. Multiple spatial scales runoff data of Yellow River Basin shows chaotic characteristic. The minimum value of Kc is in the upper reaches of the Yellow River (Tangnaihai). The maximum value of Kc is in the lower reaches of the Yellow River (Huayuankou). The spatial runoff process changes greatly in temporal and spatial scales. And drainage area is an important factor in causing chaos variation. The conclusion illustrates the feasibility of this method and provides scientific data for runoff prediction.

En este artículo se presenta el modelado de un sistema de abastecimiento de energía frigorífica basado en enfriadoras de agua refrigeradas por aire, al que se le ha añadido un sistema de almacenamiento de energía. Con ello se pretende satisfacer la demanda de frío de una gran instalación. El modelado de cada uno de los elementos se ha integrado en Simscape a fin de poder simular la planta completa. En el simulador se ha supuesto el sistema controlado a bajo nivel, de tal manera que es capaz de recibir consignas de caudales desde un optimizador a un nivel jerárquicamente superior. Finalmente, se ha propuesto un problema de optimización mixto no lineal con variables enteras asociadas al funcionamiento de partes de la instalación, de forma que se optimice el coste económico de la generación del frío; y se han presentado resultados de simulación que avalan el buen funcionamiento del optimizador. This article presents the modeling of a refrigeration energy supply system based on air-cooled water chillers, to which an energy storage system (TES) has been added. This is to satisfy the cold demand of a large installation. The modeling of each of the elements has been integrated into Simscape in order to be able to simulate the complete plant. In the simulator, the lowlevel controlled system has been assumed, in such a way that it is capable of receiving flow references from an optimizer at a hierarchically higher level. Finally, a nonlinear mixed optimization problem has been proposed with integer variables associated with the operation of parts of the installation, in such a way that the economic cost of cold generation is optimized; and simulation results have been presented that support the good performance of the optimizer. Ministerio de Ciencia e Innovación – Agencia Estatal de Investigación / FEDER Proyecto RTI2018-101897-B-I00

[ES] En este tutorial se resumen las principales características de una nueva metodología de diseño de sistemas de control para el seguimiento de trayectorias en procesos no lineales. Esta metodología, denominada LAB (Linear Algebra Based), fue presentada por los autores hace más de diez años y ha tenido una fuerte repercusión por su sencillez y facilidad de aplicación, si bien no es aplicable para algunos problemas de seguimiento en sistemas no lineales. Se exponen las etapas en el diseño de un controlador LAB, tanto en tiempo continuo como en discreto. La aplicación al control de la trayectoria de un robot móvil, en tiempo continuo, sirve para ilustrar el desarrollo e implementación del control. Se analizan algunas propiedades del sistema controlado y se resaltan las condiciones de aplicación. Numerosas referencias facilitan el desarrollo de algunas características y su aplicación en diversos campos de la robótica y del control de procesos en general., [EN] In this tutorial, the main features of a new control design methodology for tracking control in nonlinear processes is summarized. The so called LAB (Linear Algebra Based) methodology was introduced by the authors more than ten years ago and it has been accepted and used by many researchers mainly due to its simplicity and easy application. Nevertheless, it is not applicable to all the tracking problems dealing with nonlinear systems. The LAB controller design procedure, both in continuous time and discretetime, is outlined. The design of the trajectory control of a mobile robot illustrates the procedure as well as its implementation. Some properties of the controlled process are discussed and the problem requirements for a successful application are pointed out. Several references allow a deeper analysis of the controlled plant features as well as its application in a variety of processes, either in robotics or in process control.

The text describes the design process and calculation of a light metal structure that supports an even lighter one: the skeleton of a whale, a specimen that has been preserved for more than 150 years. Both of them are suspended from another bidirectional and unique metallic structure that solves large spans: the roof of the Forum 2004 building in Barcelona. To find the most suitable solution, a non-linear calculation program was used. Moreover it has been achieved that the main structure to work in tension, removing the possibility of buckling, thereby reducing the resulting section needed to work in Flexural strength, so the structure could be hidden inside the skeleton. During the design phase several proposals were considered to make it easier to transport the pieces as well as to weld or join them. The text also describes the site works, which were completed in just a weekend in order to support one of the most beloved icons of Barcelona: “La balena Brava”., El texto describe el proceso de diseño y cálculo de una estructura metálica ligera que soporta otra estructura aún más ligera: el esqueleto de una ballena. Una pieza que ha sido conservada durante más de 150 años. Se encuentra suspendida de otra estructura metálica bidireccional y singular, que resuelve grandes luces: el techo del edificio Fòrum 2004 de Barcelona. Para encontrar la solución más adecuada se ha utilizado un programa de cálculo no lineal. Gracias a un diseño eficiente y a un exhaustivo análisis se ha conseguido que la estructura principal trabaje a tracción, eliminando la posibilidad de pandeo, reduciendo así la sección resultante a la necesaria para trabajar a flexo-tracción, por lo que la estructura ha podido quedar oculta dentro del esqueleto. Durante la fase de diseño se hicieron propuestas adecuadas para poder transportar las piezas y soldarlas o ensamblarlas fácilmente. Finalmente se describe la puesta en obra de la estructura, que se realizó en un fin de semana, para poder sostener a uno de los iconos más queridos por los niños de Barcelona: «La balena Brava».

This paper introduces an adaptation of a multiobjective tabu/scatter search to deal with nonlinear discrete, mixed-integer constrained engineering optimization problems. The problem is reduced to a bi-objective problem (the objective function and the constraint violation function). This approach eliminates the use of penalties for constraint handling. Its performance was proved with different standard engineering optimization problems, including mathematical function minimization and structural engineering. The results show that the proposed method performs well in terms of efficiency and robustness. ResumenEste artículo introduce una adaptación de una Búsqueda Tabú/ Dispersa multiobjetivo para problemas de ingeniería con restricciones no lineales con valores discretos y enteros-mixtos. El problema es reducido a un problema bi-objetivo, (la función objetivo y la función de violación de las restricciones). Este enfoque elimina el uso de penalidades para manipular las restricciones. El desempeño del algoritmo fue probado con diferentes problemas conocidos de la ingeniería, incluyendo algunas funciones de optimización matemática e ingeniería estructural. Los resultados muestran que el método propuesto trabaja bien en términos de eficiencia y robustez.

This paper is devoted to showing the upper semicontinuity of global attractors associated with the family of nonlinear viscoelastic equations (Formula presented.) in a three-dimensional space, for f growing up to the critical exponent and dependent on ρ ∈ [0,4), as ρ→0+. This equation models extensional vibrations of thin rods with nonlinear material density ϱ(∂tu) = |∂tu|ρ and presence of memory effects. This type of problems has been extensively studied by several authors; the existence of a global attractor with optimal regularity for each ρ ∈ [0,4) were established only recently. The proof involves the optimal regularity of the attractors combined with Hausdorff's measure. Revisado por pares

En este artículo se discuten los resultados de análisis inelásticos estáticos y dinámicos de edificios regulares de 6 y 9 pisos estructurados con marcos de acero dúctiles con contraventeo excéntrico. Las estructuras se analizaron mediante modelos detallados en OpenSees. Los resultados señalan que los marcos con contravientos excéntricos de mediana altura diseñados conforme a los principios de capacidad podrían desarrollar un comportamiento indeseable, caracterizados por una concentración de daño. Con el propósito de mejorar el conocimiento adquirido, se evaluaron con detalle los parámetros y capacidades inelásticas del sistema estructural.

[EN] This paper presents a methodology for the tuning of the parameters of a nonlinear model based predictive controller (NMPC) based on an optimization technique, applied in the control of nonlinear chemical processes, with the purpose of facilitating the stage of determination of the adjustment values of this type of control strategies. The results allow to determine the performance of the NMPC tuned with the methodology proposed and validate the results with tunings developed through other strategies. The proposed methodology is applied to the control of the concentration of a reagent in a continuously stirred tank reactor (CSTR)., [ES] En este artículo se presenta una metodología para la sintonización de los parámetros de un controlador predictivo no lineal basado en modelo (NMPC) basado en una técnica de optimización, aplicado en el control de procesos químicos no lineales, con el propósito de facilitar la etapa de determinación de los valores de ajuste de este tipo de estrategias de control. Los resultados permiten determinar el desempeño de los NMPC sintonizados con la propuesta metodológica planteada y se validan los resultados con sintonizaciones desarrolladas mediante otras estrategias. La metodología propuesta se aplica al control de la concentración de un reactivo en un tanque reactor continuamente agitado (CSTR).

espanolLos actuadores neumaticos son de bajo costo, seguros, limpios y exhiben una alta relacion potencia-peso. Esta contribucion presenta una estrategia de control novedosa para resolver el problema de regulacion de un sistema de servo posicionamiento neumatico, que compensa por las no linealidades del sistema, considerando la posicion, velocidad y la diferencia de presiones en las camaras del cilindro neumatico como estados de retroalimentacion, en lugar de posicion, velocidad y aceleracion (PVA) como en los controladores mas comunes que se encuentran en la literatura. Los experimentos son realizados con un cilindro neumatico sin vastago, de 25 mm de diametro y una valvula de control proporcional de 5/3 vias. Para probar la eficiencia y aplicabilidad del esquema de control propuesto tanto simulaciones como resultados experimentales se muestran y se discuten. Los resultados demuestran que un alto desempeno en posicionamiento y respuestas simetricas en el movimiento del deslizador en ambas direcciones puede ser logrado. EnglishPneumatic actuators are low-cost, safe, clean, and exhibit a high power-to-weight ratio. This contribution presents a novel control strategy to solve the regulation problem of pneumatic servo positioning systems that cope with the nonlinearities of the system: airflow-pressure relationship through valve orifice and friction effects between contact surfaces in actuator seals, by considering the position, velocity and pressure difference in the chambers of the pneumatic cylinder, as feedback states instead of position, velocity and acceleration (PVA) as in the most common controllers found in literature. Experiments are conducted with a 25-mm bore rod-less pneumatic cylinder and a 5/3-way proportional control valve. To highlight the efficiency and applicability of the proposed control schemes, simulation, as well as experimental results are provided and discussed. The experimental and simulated results from the regulation control strategy proposed, prove that high-positioning performance and symmetrical responses in forward and backward motion are achieved.

[EN] This document presents the proposal of the authors to the Control Engineering Benchmark 2016, organized by the Control Engineering Group of the Spanish Committee of Automatica. This is the winner design in the postgraduate category. The benchmark proposes the design of a control system for a boiler, that is modelled by a nonlinear multivariable model with three input, three output, and a measurable disturbance. The control system presented in this report is based on the design of a multivariable proportional-integral-derivative (PID) controller by using convex optimization techniques. In addition, prefilters for the references and for the measurable disturbance have also been proposed. Finally, the performance of the designed control system is shown under the same scenarios to the ones considered in the benchmark., [ES] Este documento presenta la propuesta de los autores para el Concurso en Ingeniería de Control 2016 (CIC2016) organizado por el Grupo Temático de Ingeniería de Control del Comité Español de Automática (CEA). Esta propuesta resultó ganadora en la categoría de estudiantes de máster y postgrado. El concurso consiste en el diseño de un sistema de control para una caldera de vapor, que es modelada por un modelo no lineal multivariable con tres entradas, tres salidas y una perturbación medible. El sistema de control propuesto en este documento se basa en el diseño de un controlador tipo proporcional integrador derivativo (PID) multivariable, mediante técnicas de optimización convexa. Además, se contempla el uso de más grados de libertad mediante el diseño de precompensadores para referencias y para la perturbación medible. Finalmente, se analiza el desempeño del sistema de control diseñado, bajo los escenarios propuestos en el concurso., Este trabajo está financiado por el Ministerio de Economía e Innovación de España (incluyendo cofinanciación FEDER-UE) bajo los proyectos DPI2013-47100-C2-1-P y DPI2016-79278-C2-1-R.

[EN] A pendular platform is a robotic structure commonly used in the design of controllers given its nonlinear dynamics; This work presents the modeling, design and implementation of an optimal LQR controller and a Sliding Mode SMC controller applied to two commercial platforms, the Quanser rotary inverted pendulum (RotPen) and the Lego mobile inverted pendulum (NxtWay). The contribution of this work is to present a methodology of implementation of LQR and SMC controllers on pendular platforms, attending the respective restrictions of hardware and software in commercial prototypes. The article presents the behavior of the controller designed on the analytical model compared to its implementation., [ES] Una plataforma pendular es una estructura robótica comúnmente empleada en el diseño de controladores dada su dinámica no lineal; este trabajo presenta el modelamiento, diseño e implementación de un controlador óptimo LQR y un controlador en modo deslizante SMC aplicado a dos plataformas comerciales, el péndulo rotatorio invertido de Quanser (RotPen) y el péndulo móvil de Lego (NxtWay). El aporte de este trabajo es presentar una metodología de implementación de controladores sobre plataformas pendulares, atendiendo las respectivas restricciones de hardware y software en prototipos comerciales. El artículo presenta el comportamiento de los controladores diseñados sobre el modelo analítico comparado con su implementación real., Los autores agradecen al laboratorio de la facultad de Ingeniería en Automatización de La universidad de La Salle por apoyo técnico y logístico, a la Vicerrectoría de Investigación y Transferencia Salle, y a Colciencias por financiar este proyecto a través de las convocatorias VRIT 2432 y Jóvenes Investigadores e Innovadores Colciencias 761 de 2016. Se hace un reconocimiento adicional nuevamente a Colciencias, por la beca doctoral Francisco José de Caldas Generación Bicentenario de 2009 otorgada a C. H. Rodriguez-Garavito, de donde se derivó este proyecto de investigación.

The present study focuses on some tentative laboratory tests using a newly-constructed modified direct shear test apparatus. The single-stage and multistage direct shear tests were performed to determine the shear rate and test scheme of unsaturated shear test. Shear strength parameters of unsaturated soil in different conditions are obtained and the tests indicate good agreement with typical theories of unsaturated soil, the nonlinear matric suction failure envelope is determined. Some shear strength equations are also fitted through the experimental results. El presente estudio se basa en varias pruebas de laboratorio montadas en una máquina de experimentos recientemente construida y modificada para este objetivo. Se realizaron las pruebas monofase y multifase de cizallamiento para determinar el punto de corte y el modelo de cizallamiento no saturado. De esta manera se obtuvieron los parámetros de cizallamiento de suelos no saturados bajo diferentes condiciones y los resultados coincidieron con las teorías evaluadas en esta materia. También se determinó la curva de corte para la succión matricial no lineal. Algunas ecuaciones de fuerza de cizallamiento también encajan en los resultados experimentales.

Harmonic distortion in residential distribution networks is increasing due to the penetration of multiple nonlinear loads, including modern technologies such as plug-in electric vehicles and energy efficient lighting (e.g., compact fluorescent and LED lamps). The distributed nature of these loads introduces complexity in the analysis of harmonic propagation. Therefore, more sophisticated tools are needed to investigate this issue, on the basis of formerly established methodologies. This paper presents a literature review on the assessment of the harmonic distortion in residential distribution networks. To that end, bibliographic data of the most representative publications related to the topic were obtained. From these data, a novel citation analysis method was developed to construct a chronologically organized direct citation network. Based on the temporal evolution of the citation network, the aforementioned issue is presented, identifying lines of research and proposed methodologies. From the analysis of the literature review, the stages for modeling and simulating harmonic propagation are identified and described. The principal aspects to be addressed for obtaining an accurate harmonic analysis are also identified and detailed, namely, harmonic interaction, diversity, unbalance, and uncertainty. Finally, main conclusions are highlighted. La distorsión armónica en redes de distribución está aumentando debido a la penetración de múltiples cargas no lineales, incluyendo tecnologías modernas como los vehículos eléctricos y las lámparas de alta eficiencia energética (por ejemplo, lámparas compactas fluorescentes y LEDs). La naturaleza distribuida de estas cargas introduce complejidad en el análisis de la propagación de armónicos. Por lo tanto, se necesitan herramientas más sofisticadas para investigar esta temática, sobre la base de metodologías establecidas. Este artículo presenta una revisión literaria sobre la evaluación de la distorsión armónica en las redes de distribución residencial. Para ello, se obtuvieron datos bibliográficos de las publicaciones más representativas relacionadas con el tema. A partir de estos datos, se desarrolló un nuevo método de análisis de citas para construir una red de citas directas, organizada cronológicamente. Con base en la evolución temporal de la red, se observan las líneas de investigación y las metodologías propuestas. Además, se identifican las etapas para el modelado y simulación de la propagación de armónicos y se detallan los aspectos para obtener un análisis armónico preciso, a saber, interacción armónica, diversidad, desequilibrio e incertidumbres. Finalmente, se presentan las conclusiones.

Resumen Contexto: Al ser los sistemas realimentados muy comunes y ampliamente usados, se han desarrollado estudios de las características estructurales bajo las cuales se genera comportamiento caótico. Estos pueden ser separados en un sistema no lineal y un sistema lineal por lo menos de tercer orden. Se han usado métodos como la función descriptiva para su análisis. Metodo: Se propone un sistema realimentado a partir de un sistema lineal, un sistema no lineal y un retardo, con el fin de evaluar su comportamiento utilizando los exponentes de Lyapunov. Se evalúa con tres diferentes sistemas lineales, diferentes valores del retardo y diferentes valores para los parámetros de una característica no lineal, buscando alcanzar un comportamiento caótico. Resultados: Se realizaron cien experimentos para cada uno de los tres sistemas cambiando el valor de algunos parámetros evaluando la influencia de los mismos en la dinámica del sistema. Se realizan y analizan gráficas de contorno que relacionan estos parámetros con el máximo exponente de Lyapunov. Conclusiones: A pesar que la no linealidad es una condición para que exista caos, esto no implica que cualquier característica no lineal genera un sistema caótico, esto se evidencia en las gráficas de contorno mostrando las transiciones entre comportamiento caótico y no caótico del sistema realimentado. Abstract Context: Because feedback systems are very common and widely used, studies of the structural characteristics under which chaotic behavior is generated have been developed. These can be separated into a nonlinear system and a linear system at least of the third order. Methods such as the descriptive function have been used for analysis. Method: A feedback system is proposed comprising a linear system, a nonlinear system and a delay block, in order to assess his behavior using Lyapunov exponents. It is evaluated with three different linear systems, different delay values and different values for parameters of nonlinear characteristic, aiming to reach chaotic behavior. Results: ne hundred experiments were carried out for each of the three linear systems, by changing the value of some parameters, assessing their influence on the dynamics of the system. Contour plots that relate these parameters to the Largest Lyapunov exponent were obtained and analyzed. Conclusions: In spite non-linearity is a condition for the existence of chaos, this does not imply that any nonlinear characteristic generates a chaotic system, it is reflected by the contour plots showing the transitions between chaotic and no chaotic behavior of the feedback system.

[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] Los sistemas de control automático día a día se han convertido en elementos importantes en la vida cotidiana, en tal sentido, se deben proponer nuevas y mejores formas de incorporar modelos matemáticos y algoritmos de control adaptativos para superar la gran cantidad de cambios técnicos y físicos a los que se enfrentan para su utilización. En este artículo se realiza el control de posición y seguimiento de trayectorias para un Quadrotor. Debido a la naturaleza no lineal de este sistema subactuado, se propone el empleo de un controlador adaptativo basado en redes neuronales B-spline que permita determinar las señales de control mediante un entrenamiento dividido en dos etapas: a) uno inicial fuera de línea y; b) uno continuo en línea. Esta forma de aprendizaje permite al Quadrotor extender un desempeño satisfactorio ante diferentes condiciones operativas y seguimiento de los valores de referencia. Los resultados de simulación verifican la aplicabilidad del controlador propuesto y el impacto que se tiene en el desempeño del sistema minimizando la necesidad de contar con un modelo matemático no lineal detallado, así como el conocimiento exacto de los valores de los parámetros del Quadrotor., [EN] Automatic control systems every day become more important in everyday life; therefore, it must find new and better ways to incorporate mathematical models and adaptive control algorithms to cope with a number of technical and physical challenges for exploitation. In this paper, the algorithm of the dynamic model of a Quadrotor applied to an angular position and trajectory control as a study case is detailed. Due to nonlinear nature of this type of systems, an adaptive on line neurocontroller algorithm based on B-spline neural networks is proposed, the learning procedure is divided in two stages: a) an initial off line training and; b) an on line continuous learning. This form of learning allows the Quadrotor extend its satisfactory performance at different operating conditions and trajectory tracking. The simulation results demonstrate the applicability of the developed model and the impact of dynamic control on the system performance, diminishing the exact model requirement and the possibility to incorporate the system non linearities., Este trabajo ha sido apoyado por CONACYT bajo el proyecto 266333.

We present a local convergence analysis for a family of Steffensen-type third-order methods in order to approximate a solution of a nonlinear equation. We use hypothesis up to the first derivative in contrast to earlier studies such as [2, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 17, 16, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28] using hypotheses up to the fourth derivative. This way the applicability of these methods is extended under weaker hypothesis. Moreover the radius of convergence and computable error bounds on the distances involved are also given in this study. Numerical examples are also presented in this study. Presentamos un análisis de convergencia local para una familia de métodos de tercer orden de tipo Steffensen con el fin de aproximar una solución de una ecuación no lineal. Utilizamos hipótesis hasta la primera derivada en contraste con estudios anteriores como [2, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 17, 16, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28] utilizando hipótesis hasta la cuarta derivada. De esta manera, la aplicabilidad de estos métodos se extiende bajo hipótesis más débiles. Además, el radio de convergencia y los límites de error computables en las distancias involucradas también se dan en este estudio. También se presentan ejemplos numéricos en este estudio.

Este documento presenta un método para obtener el modelo dinámico de caja negra de un sistema univariado no lineal. Se hace una deducción teórica formal para justificar el procedimiento y se enuncian los pasos a seguir que pueden ser aplicados a cualquier sistema univariado. Dos ejemplos son utilizados para exponer la validez de la metodología: un sistema simulado univariado no lineal y un motor de corriente continua con excitación independiente. En ambos casos, el modelo discreto obtenido por ecuación en diferencias es una linealización por segmentos de la función algebraica entre las variables de entrada y salida. Los parámetros de dicha ecuación son dependientes de la variable de entrada. La metodología expuesta puede ser incluida como práctica experimental en cursos de ingeniería sobre teoría de control, modelamiento y simulación de sistemas dinámicos. This article shows a method to obtain a black box dynamic model of a nonlinear univariated system. A formal theoretical deduction is proposed to justify the procedure and steps to be followed are reported in order to implement them to any univariated system. Two examples are used to validate the explained methodology: a simulated nonlinear univariated system and a direct current motor separately excited. In both cases, the model obtained by difference equations is a segmented linearization of the algebraic function between both input and output variables. Parameters in that equation are dependent of input variable. The explained methodology can be included as an experimental practice in engineering subjects about control theory, modeling and simulation of dynamic systems. Este documento apresenta um método para obter o modelo dinâmico de caixa preta de um sistema univariado não lineal. Faz-se uma dedução teórica formal para justificar o procedimento e se estabelece os passos a seguir que podem ser aplicados a qualquer sistema univariado. Dois exemplos são utilizados para expor a validade da metodologia: um sistema simulado univariado não lineal e um motor de corrente contínua com excitação independente. Em ambos os casos, o modelo discreto obtido por equação em diferenças é uma linearização por segmentos da função algébrica entre as variáveis de entrada e saída. Os parâmetros de tal equação são dependentes da variável de entrada. A metodologia exposta pode ser incluída como pratica experimental em cursos de engenharia sobre teoria de controle, modelagem e simulação de sistemas dinâmicos.

In this work we study the topological structural stability for a family of nonlinear semigroups Th(·) on Banach spaces Xh which dependent on a parameter h. En este trabajo estudiamos la estabilidad estructural topologica para una familia de semigrupos no lineales Th(·) sobre espacios de Banach Xh dependiendo de un parametro h.

This paper presents a protective control framework for robot manipulators using sliding mode based state estimation and disturbance reconstruction. Specifically, the nonlinear dynamic state-space model of the robot is transformed into a descriptor form, allowing the design of a sliding mode observer and a sliding mode based trajectory tracking control. Different reaction strategies to protect the robot manipulator are presented according to the strength of the disturbance and whether the environment is completely perceptible. Finally, to show the effectiveness of this novel combination of sliding mode observer and protective controller, an experiment on a two degree-of-freedom manipulator is conducted.

The most promising solid electrolytes available to date consist of poly-ethylene-oxide (PEO) complexes doped with a lithium salt such as lithium perchlorate (LiClO4) or lithium iodide (LiI). At room temperature, the transport of lithium ions through these electrolytes is believed to occur by a hopping mechanism whereby, under the action of an electric field, ions jump along coordination sites available throughout the polymeric chains. Under moderate electric field intensities this mechanism results in a weakly nonlinear relation between the current density of electric charge and the electric field intensity which for most practical purposes can be approximated by a linear relation. Above a certain field intensity, however, a sudden increase of electric current is observed and the response becomes strongly nonlinear. The range of electric field intensities delimited by this threshold is known as the electrochemical stability window of the electrolyte and bears relevance to battery design for it dictates the electrochemical compatibility between electrodes and the electrolyte. Now, this window can vary consirably with microstructural properties such as crystallinity and second-phase inclusions. The purpose of this work is to put forward a multi-scale approach to estimate such variations. To that end, we consider the transport of multiple ionic species by diffusion and migration through microstructured solid electrolytes in the presence of strong electric fields. The assumed constitutive relations for the constituent phases follow from convex energy and dissipation potentials which guarantee thermodynamic consistency. The effective response is heuristically deduced from a multi-scale convergence analysis of the relevant field equations. The resulting homogenized response involves an effective dissipation potential per species. Each potential is mathematically akin to that of a standard nonlinear heterogeneous conductor. A ‘linearcomparison’ homogenization technique is then used to generate multi-scale estimates for these nonlinear potentials in terms of available estimates for corresponding linear conductors. By way of example, use is made of the Maxwell-Garnett and Effective-Medium linear approximations to generate estimates for two-phase systems with power-law dissipation. Explicit formulas are given for some limiting cases. In the case of threshold-type behavior, the estimates exhibit non-analytical dilute limits and seem to be consistent with fields localized in low energy paths. The estimates should be relevant for assessing the electrochemical stability of microstructured solid electrolytes., Facultad de Ingeniería

Recently, different algorithms for identification of several uncertain nonlinear models, referred to as Volterra-type models, were introduced in the literature. This work deals with the development of a suitable robust model predictive control (MPC) scheme able to cope with the uncertain characterization of those types of models. A discrete-time multivariable algorithm with efficient computational performance is developed. A simulation example based on a multivariable distillation column is introduced to illustrate the behavior of this methodology under the presence of uncertainties and constraints on the manipulated and controlled variables. Fil: Biagiola, Silvina Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages". Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería Eléctrica y de Computadoras. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages"; Argentina Fil: Figueroa, Jose Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages". Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería Eléctrica y de Computadoras. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages"; Argentina

A simulation study of fractional order PID (FOPID) applied to level control in a conic tank is presented in this paper. An improved mathematical model to represent better the nonlinear dynamic of the conic tank is derived first. This new model is then used to design FOPID with tunning parameters optimized using Particle Swarm Optimization (PSO). The results obtained under reference level changes, are compared with those obtained using standard PID controllers with parameters tunned using the Root Locus Method (RLM) and also with PSO. From this comparison it is concluded that PSO tunned controllers present a better behavior as compared with RLM tunned controllers, considering the Integral of the Absolute Error (IAE) index. Among the PSO tunned controllers the FOPI is the one that had the lowest IAE.

Ferrocement thin walls are the structural elements that comprise the earthquake resistant system of dwellings built with this material. This article presents the results drawn from an experimental campaign carried out over full-scale precast ferrocement thin walls that were assessed under lateral static loading conditions. The tests allowed the identification of structural parameters and the evaluation of the performance of the walls under static loading conditions. Additionally, an isotropic damage model for modelling the mortar was applied, as well as the classic elasto-plastic theory for modelling the meshes and reinforcing bars. The ferrocement is considered as a composite material, thus the serial/parallel mix theory is used for modelling its mechanical behavior. In this work a methodology for the numerical analysis that allows modeling the nonlinear behavior exhibited by ferrocement walls under static loading conditions, as well as their potential use in earthquake resistant design, is proposed. Los muros de ferrocemento de pared delgada son el elemento estructural principal que compone el sistema de resistencia sísmica de las viviendas de ferrocemento. En este artículo se presentan los resultados de una campaña experimental realizada sobre muros prefabricados de pared delgada de ferrocemento construidos a escala real 1:1, los cuales fueron probados bajo carga estática lateral.Estos ensayos permitieron identificar parámetros estructurales y evaluar la capacidad y el desempeño de los muros bajo carga estática. Adicionalmente, se aplicó el modelo de daño isótropo para la modelación del mortero y la teoría de elasto-plasticidad clásica para la modelación de las barras y la malla de refuerzo. El Ferrocemento se puede considerar como un material compuesto y por lo tanto se utilizó la teoría de mezclas serie/paralelo para modelar su comportamiento mecánico. Así, se planteó una metodología para el análisis numérico no lineal que permite modelar el comportamiento no lineal exhibido por los muros de ferrocemento bajo este tipo de cargas y su potencial uso en el diseño de muros de ferrocemento.

In this present work, the authors prove the existence of global solutions and the decay of nonlinear wave equation with thermo-elastic coupling give by the system of equation…..

[EN] The synthesis of planar mechanism represents an attractive problem to be solved using evolutionary techniques as it involves an underdetermined nonlinear set of equations that grow in number as more precision points are defined to describe the desired trajectory of the coupler. This paper presents a Genetic Algorithm (GA) based approach for optimisation of the kinematical synthesis of a 6-bar Watt type mechanism for prosthetic knee applications. The desired trajectory to be described by the coupler corresponds to the trajectory of the knee during a normal gait cycle. The generated trajectory illustrates how it naturally evolves from an erratic solution to a smooth fitted curve., [ES] La síntesis de mecanismos planos representa un problema atractivo para ser resuelto mediante técnicas de computación evolutiva, ya que ésta plantea un sistema indeterminado de ecuaciones no lineales cuyo tamaño es directamente dependiente del número de puntos de precisión definidos para describir la trayectoria deseada del acoplador. Este artículo presenta la optimización en el proceso de síntesis de mecanismos basado en algoritmos genéticos (AG) para el caso de un mecanismo plano de seis barras tipo Watt utilizado como base para el diseño de una prótesis policéntrica de rodilla. La trayectoria deseada a ser descrita por el acoplador corresponde a la descrita por la rodilla durante un ciclo normal de marcha. La metodología propuesta ilustra claramente como, por la aplicación de AG’s, la trayectoria generada evoluciona de manera natural desde una solución errática hasta una curva que se ajusta suavemente a la trayectoria deseada., Los autores de este trabajo desean agradecer al Instituto Politécnico Nacional por el apoyo recibido para la realización de la investigación que aquí se presenta mediante el proyecto SIP 20100609 y al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, proyecto 2005-49701/25232.

The problem of convergence, as t → +∞, of solutions of the system (1) is considered. It is assumed that the functions α, f and g are of class C1 for all values of their arguments, furthermore g′(x) > 0, f ′(x) ≥ r > 0, 0 < n ≤ α′(y) ≤ N < +∞ and the functions a(t) and p(t) are continuous on [0, +∞) with 0 < a ≤ a(t) ≤ A < +∞ and p(t) ≥ 0. Se considera el problema de la convergencia, cuando t → +∞, de las soluciones del sistema (1). Se asume que las funciones α, f y g son de clase C1 para todos los valores de sus argumentos y que además g′(x) > 0, f ′(x) ≥ r > 0, 0 < n ≤ α′(y) ≤ N < +∞ y las funciones a(t) y p(t) son continuas sobre [0, +∞) con 0 < a ≤ a(t) ≤ A < +∞ y p(t) ≥ 0.

Electronic devices have a non-linear characteristic and emit harmonics into the low voltage grid. Different harmonic studies analyze their impact on the grids based on different types of harmonic models. The most used model is the constant current source. Measurements have shown that the harmonic currents emitted by electronic devices depend on the circuit topology and the existing supply voltage distortion. This paper quantifies the impact of supply voltage distortion on the harmonic current emission of individual devices and the summation of multiple devices. After a classification of the commonly used circuit topologies a time-domain model is developed for each of them. Then the individual and combined impact of voltage harmonics on the harmonic current emission of the modeled devices is analyzed based on simulations. Finally the impact of voltage distortion on the summation of multiple devices is analyzed and the accuracy of constant current source models is evaluated.

We study convergence of the semidiscrete and fully discrete formulations of a Fourier- Galerkin numerical scheme to approximate solutions of a nonlinear Benney-Luke-Paumond equation that models long water waves with small amplitude propagating over a shallow channel with at bottom. The accuracy of the numerical solver is checked using some exact solitary wave solutions. In order to apply the Fourier-spectral scheme in a non periodic setting, we approximate the initial value problem with x ∈ R by the corresponding periodic Cauchy problem for x ∈ [0, L], with a large spatial period L. We study convergence of the semidiscrete and fully discrete formulations of a Fourier-Galerkin numerical scheme to approximate solutions of a nonlinear Benney-Luke-Paumond equation that models long water waves with small amplitude propagating over a shallow channel with at bottom. The accuracy of the numerical solver is checked using some exact solitary wave solutions. In order to apply the Fourier-spectral scheme in a non periodic setting, we approximate the initial value problem with x ∈ R by the corresponding periodic Cauchy problem for x ∈ [0, L], with a large spatial period L.

RESUMEN. En este estudio se aborda la existencia de patrones no lineales y el comportamiento caótico de la demanda de transporte marítimo de mercancía general en contenedores en los puertos españoles, utilizando datos de frecuencia mensual para el periodo 1992-2013. Para ello en primer lugar, se aplica la metodología Box-Jenkins para el análisis de series temporales como paso preparatorio con el objetivo de eliminar la ependencia lineal. Posteriormente con el fin de evaluar la no linealidad y el comportamiento determinista se utilizan el método BDS y el test de Lyapunov, respectivamente. Los resultados obtenidos son especialmente relevantes para la modelización y predicción del tráfico marítimo de contenedores y en definitiva, para el diseño y evaluación de políticas públicas relacionadas con la planificación de las inversiones portuarias. Se concluye que existe evidencia de la existencia de no linealidad en la dinámica subyacente de la serie de tráfico de contenedores aunque ésta no es compatible con un comportamiento caótico. ABSTRACT. This paper addresses the existence of nonlinear dynamics and chaotic behavior in the Spanish maritime transport services using monthly temporarily data for the period 1992- 2013. For this purpose in first instance the Box-Jenkins approach for time series analysis as a preparatory step in order to remove linear dependence. Afterwards nonlinearity and chaotic behavior are evaluated by means of the BDS and the Lyapunov test respectively. The results are especially relevant for modeling and prediction of maritime container traffic and for the design and evaluation of public policies related to the planning and management of port investments. Our findings suggest that there is evidence for the existence of nonlinearity in the underlying dynamics of the number of traffic containers that is not compatible with a chaotic behavior.

This thesis presents the Multidisciplinary System Design Optimisation of Oscillating Water Column (OWC) Power Plants. This work is based on a stochastic nonlinear approach. A novel Vane-Less Contra-Rotating Turbine (VLCRT) has been designed which outperforms any of the existing architectures both in terms of on- and off-design characteristics. A multi-fidelity design framework together with optimisation genetic algorithms was used to develop and improve this OWC component., Departamento de Ingeniería Energética y Fluidomecánica

El modelo desarrollado busca predecir los esfuerzos y deformaciones de un pavimento de manera más real, realizando un análisis elástico tridimensional con solicitaciones de carga de ejes dobles, constituyéndose en un avance respecto de modelos axisimétricos bidimensionales que sólo representan el comportamiento bajo cargas de ejes sencillos. Etapas anteriores de esta investigación dan cuenta de modelos bidimensionales de carga simple bajo distintas hipótesis de liga entre capas y modelos constitutivos no lineales, no obstante, el propósito es avanzar en la metodología de análisis del estado tenso-deformacional ante cargas estándar. El modelo se implementó en el programa Algorã y se realizó una comparación con el programa multicapa de distribución libre Elsym5. Los resultados advierten la existencia de concentraciones de esfuerzos de corte en la capa asfáltica que pueden ser causantes de fallas importantes que no son tenidas en cuenta en los tradicionales métodos de diseño lo cual podría llevar a la posibilidad de revaluarlos. The model developed tries to predict the stresses and strains of the structure of the pavement in a more real way, doing a lineal elastic structural analysis in three dimensions with capacity to model loads of double axes, that which constitutes an advance regarding two-dimensional axisymmetrical models that only represent the state tense-deformational of the pavement under loads of simple axes. Earlier stages of this research showed two-dimensional models under different load scenarios, league between layers and nonlinear constitutive models, however the purpose is to move towards analysis methodology stress-strain state under standard loads. The model was implemented in the Algorã program and a comparison with the Elsym5 multilayer freeware was performed. The results warn the existence of shear stress concentrations that can be causing major flaws that are not considered in traditional design methods which could lead to the possibility of reassessed.

[ES] Los retardos son por lo general un fenómeno indeseable en los procesos de control, debido a que estos pueden inestabilizar o producir un desempeño deficiente en la respuesta de un sistema. Sin embargo, los retardos también tienen la propiedad de coadyuvar a su estabilización. El presente artículo se beneficia de esta propiedad al proponer el diseño y sintonización de una ley de control borrosa proporcional retardada (BPR) para estabilizar una clase de sistemas no lineales. En este marco, la estabilidad del sistema no lineal se garantiza mediante la σ-estabilización de su modelo borroso del tipo Takagi-Sugeno (TS) en lazo cerrado con la ley de control BPR. El diseño del controlador BPR se propone a partir de la inclusión de una acción retardada en la estructura clásica, mientras que la sintonización del mismo se realiza asegurando σ-estabilidad sobre cada uno de los susbsistemas del modelo borroso empleando el método D-particiones. La σ-estabilización del sistema TS-BPR se garantiza mediante un análisis del lugar geométrico de las ráıces de su cuasipolinomio característico. La metodología sólo es aplicable a sistemas no lineales que se puedan modelar mediante subsistemas borrosos lineales de segundo orden. El diseño y la sintonización del controlador BPR se ejemplifican sobre una plataforma experimental carro-péndulo. El desempeño del BPR es comparado con una clásica compensación paralela., [EN] The time delays are usually an undesirable phenomenon in the control processes, because these can induce instability or a poor performance in the system. However, the time delays have the property of assisting in stabilizing. This article benefiting from this property to propose the design and tuning of a fuzzy proportional retarded controller (BPR) to stabilize a class of nonlinear systems. In this frame, the stabilization of a nonlinear system is guaranteed through the σ-stability of its Takagi-Sugeno (TS) fuzzy model in close-loop with BPR controller. The BPR controller design is based on inclusion a retarded action in the conventional structure. While the tuning of the BPR control law, has been addressed in the frequency approach using D-partition method. The stability of TS-BPR fuzzy system is ensured by analazing the root locus of its characteristic quasipolynomial. The design and tuning of BPR controller are exemplified on a car-pendulum experimental platform. The performance of BPR is compared with a parallel distributed compensation classic.

Este artículo presenta un método de control tolerante a fallas para sistemas no lineales planos. Las propiedades intrínsecas d e los sistemas planos generan redundancia analítica y permiten calcular todos los estados y las entradas de control del sistema. Los residuo s son calculados comparando las medidas reales provenientes de los se nsores y las señales obtenidas gracias al conjunto de ecuacione s del sistema plano. Fallas multiplicativas y aditivas se pueden man ejar de manera indistinta. Las señales redundantes obtenidas co n las ecuaciones del sistema plano son usadas para reconfigurar el si stema con falla. La factibilidad del método propuesto es verifi cada para fallas aditivas en un sistema de tres tanques.

In this paper we consider the nonlinear transmission problem for the wave equation with time dependent coefficients and linear internal damping. We prove global existence and exponential decay of solution. The result is achieved by considering energy like - Lyapunov functionals and suitable unique continuation theorem for the wave equation., En este trabajo, consideramos el problema de transmisión no lineal para la ecuación de onda con coeficientes dependientes del tiempo y un damping lineal interno. Probamos la existencia global y el decaimiento exponencial de la solución. Los resultados son obtenidos por la consideración de funcionales tipo Lyapunov y un adecuado teorema de continuación única para la ecuación de onda.

In this paper a nonlinear control strategy for controlling a dc/dc Buck converter feeding a constant power load is proposed. A feedback controller is combined with a feedforward strategy. A nonlinear reduced order observer is used for estimating the value of the power load and its time derivative. These estimated values are fed forward to the nonlinear feedback controller whose design is based on feedback linearization method. The proposed controller is tested via simulations and also, experimental results are presented. Fil: Solsona, Jorge Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Bahía Blanca. Instituto de Investigación En Ingeniería Eléctrica; Argentina. Universidad Nacional del Sur; Argentina Fil: Gómez Jorge, Sebastián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Bahía Blanca. Instituto de Investigación En Ingeniería Eléctrica; Argentina. Universidad Nacional del Sur; Argentina Fil: Busada, Claudio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Bahía Blanca. Instituto de Investigación En Ingeniería Eléctrica; Argentina. Universidad Nacional del Sur; Argentina

[EN] Position and velocity tracking control with high dynamic performance of induction motors has generated great interest in the control community, due to the advantageous characteristics that this rotating machine exhibits. Unfortunately, the results reported in the specialized literature about this topic are mainly focused on the study of the stability properties of the control scheme, leaving the dynamic performance as a secondary issue. In this paper, the analysis of a nonlinear controller designed using passivity concepts is presented. This analysis is mainly oriented towards the performance evaluation of the induction motor when highly variable velocity profiles are imposed. Following a Root–Cause analysis, it is evaluated the implementation facility of this control scheme and the required implementation issues that improve its dynamic response. Special attention is given to the necessity of differentiate signals that appears in the control structure and several alternatives to carry this operation out are evaluated. The results are presented in simulation, as well as, in an experimental setup. In both cases the analysis is validated by key indicators of performance that identify the scenario with the best behavior under different operation conditions. The results show that the scenario with the best performance corresponds to the basic structure considered in the literature but incorporating suitable modifications that define a tuning strategy that allows to reach excellent dynamic performance., [ES] El control de seguimiento de posición y velocidad con alto desempeño dinámico para el motor de inducción ha generado gran interés en la comunidad de control, debido a las características favorables que presenta esta máquina rotatoria. Desafortunadamente, los resultados presentados en la literatura especializada del área están enfocados principalmente a estudiar las propiedades de estabilidad de los esquemas de control y no al desempeño dinámico que estos pueden lograr. En este artículo se presenta el análisis orientado principalmente a evaluar el desempeño que puede alcanzar un motor de inducción con perfiles de velocidad altamente variables, cuando se utiliza un controlador no lineal diseñado a partir de conceptos de pasividad. Específicamente, se evalúa la facilidad que ofrece este controlador para su implementación y los procedimientos para mejorar su respuesta dinámica, estos últimos obtenidos como resultado de un análisis causa-raíz. En particular, se estudian diferentes posibilidades para abordar la necesidad de derivar señales que aparecen en la estructura del controlador. Se presentan resultados tanto en simulación como en una plataforma experimental, ambos apoyados por indicadores clave de desempeño que identifican los escenarios con los que se obtienen mejores desempeños en distintas condiciones de operación. Se muestra que el escenario de mejor desempeño facilita la implementación y relaja las condiciones impuestas en la literatura del área sobre el perfil de velocidad deseado y el par de carga. Adicionalmente, se establece una política de sintonía del controlador que permite alcanzar alto desempeño dinámico., Parte de este trabajo fue desarrollado con el apoyo de DGAPA - UNAM IN114513) y II-FI-UNAM (1111). El trabajo de Hoover Mújica fue desarrollado con el apoyo de CONACYT, México.

[EN] The program MICROSOFT-EXCEL© has a great popularity in the professional world of engineering-consulting. The authors are aware of that from own experience. This is the reason that has led us to implement a nonlienar model to predict the ultimate strenght of fuselage and wings structures. The didactic methology has been developed for the subject Aircraft Structural Design in the 4th course of Aeronautical Engineering studies at the Polythecnic University of Valencia. The students show a high level of satisfaction since they learn nonlinear computational methods, valid for real structures; they are capable of the implementation with help of the very visual and handle tool MICROSOFT-EXCEL© (without programming code) and finally they solve nonlinear optimization problems with the numerical analysis complement SOLVER ©., [ES] El programa MICROSOFT-EXCEL© tiene una gran popularidad en el mundo profesional de ingeniería-consultoría y los autores son conscientes de ello por propia experiencia. Ésta es la razón que nos ha llevado a implementar en dicha herramienta un modelo no lineal para predecir la capacidad resistente de fuselajes y alas. La metodología didáctica se enmarca dentro de la asignatura Diseño Estructural de Aviones de 4o de Ingeniería Aeronáutica (Universidad Politécnica de Valencia). Los alumnos han presentado un nivel alto de satisfacción por varias razones: se introducen métodos no lineales, adecuados para estructuras reales, son capaces de implementarlos con ayuda de una herramienta muy visual y fácil de manejar como es MICROSOFT-EXCEL©, sin código de programación y finalmente aprenden a resolver problemas de optimización con el complemento de cálculo numérico SOLVER©.

Este artículo presenta un algoritmo nuevo basado en una extensión del método algorítmico simplex de Nelder Mead para la identificación de al menos un óptimo local cuando se usa en problemas no lineales enteros mixtos irrestrictos. Este método algorítmico, denominado Algoritmo Simplex Entero Mixto (ASEM) por el autor, se basa en una doble estructura de símpleces que está compuesta por una estructura simplex real de dimensión n (simplex real) y otra estructura simplex entera de igual dimensión n (simplex entero). Las operaciones propuestas originalmente por Nelder Mead se ejecutan sobre el simplex real. Por otra parte, un grupo de nuevas operaciones presentadas en este artículo se emplean en el simplex entero. Este conjunto de nuevas operaciones junto con las operaciones originales del método de Nelder Mead garantizan que en cada iteración del ASEM se arroje un nuevo punto de prueba definido en el campo numérico de dimensión 2n enteros mixtos {\textstyle {\mathbb {R} }^{n}\times {\mathbb {Z} }^{n}} , con el objetivo de garantizar la identificación del óptimo local entero mixto, sin convertir las variables enteras en variables reales. This article presents a new algorithm based on the Nelder-Mead simplex algorithmic method for identifying a local optimum, at least on unconstrained nonlinear mixed-integer problems. The algorithmic method, Integer Mixed Simplex Algorithm (IMSA), so called by the author, is based on a double simplex structure, which is composed of a real n -dimensional simplex structure (real simplex) and an integer n -dimensional simplex structure (integer simplex). The original Nelder-Mead operations are applied on the real simplex. Meanwhile, a novel group of operations are applied on the integer simplex. This new set of operations, together with the original Nelder-Mead operations, guarantee a new trail point at each IMSA iteration in the search of the local optimum in the integer real mixed 2n -dimensional numerical field {\textstyle {\mathbb {R} }^{n}\times {\mathbb {Z} }^{n}} without the need of integer to real conversions.

En el presente trabajo se estudia una estrategia para un tipo de problema convexo, Tratamos un problema de programación lineal cuyos coeficientes de las variables de decisión en la función objetivo tienen un comportamiento no lineal. Cuando los coeficientes son constantes el Método Simplex resuelve estos problemas sin mayor dificultad, pero cuando los coeficientes dejan de ser constantes ya el simplex no funciona, Se propone una técnica que explota el comportamiento convexo de dichos coeficientes y hace uso de la teoría de aproximación por funciones lineales a trozos., In the present’s paper studying a strategy for a typo of convex problem, we treat a linear programming problem whose coefficient of decision variables in the objective function has a nonlinear behavior. When the coefficients are constant the Simplex Method solves these problems without much difficulty, but when the coefficients are no longer constant and the Simplex does not work. We propose a technique that exploits the convex behavior of these coefficients and uses the theory of approximation by piecewise linear functions.

En este artículo se presenta el análisis, diseño y construcción de un simulador virtual, que representa gráficamente el comportamiento de un sistema no lineal como el del péndulo invertido rotacional. Esta interfaz se presenta por medio de un Applet de Java que permite a los usuarios hacer la variación de los parámetros del modelo, formando un puente entre los conceptos teóricos y los comportamientos reales del proceso. Del lado del servidor se utiliza Matlab/Simulink como motor de cálculo numérico dada su facilidad para construir modelos no lineales mediante diagramas de bloques. La interfaz de usuario ha sido diseñada mediante la herramienta de software gratuito Easy Java Simulations, que permite crear aplicaciones gráficas con alto grado de interactivi-dad como interfaces con objetos en 3D. Esta herramienta es de gran ayuda para la enseñanza del control automático. This paper presents the analysis, design and construction of a virtual simulator, in which the behavior of a non-lineal system as the rotational inverted pendulum is represented graphically in an interface. This uses an Applet of Java that allows users change parameters of the model. The use of this tool is a good alternative for bridging the gap between the theoretical concepts and the actual behaviors of a process. The server uses Matlab/Simulink as a calculation engine, taking advantage of its ease for constructing non-lineal models by using block diagrams. The user interface has been created by a free software tool called Easy Java Simulations that allows designing interactive graphical applications as 3D interfaces. Easy Java results an interesting tool for automatic control system education.

[EN] Many approaches in fuzzy systems literature express LMI conditions for a Takagi-Sugeno model and finish the problem once those conditions are feasible. However, studying the obtained region of attraction and its relationship with the original nonlinear problem is forgotten. This paper proposes to obtain a predefined-shape zone, as large as possible, belonging to the local domain of attraction of the origin of a nonlinear system. In order to do this, local fuzzy polynomial models are used whose analysis can be carried out by convex optimization (sum of squares). Moreover membership information is used in order to do iterations with the fuzzy modeling region, maximizing the size of the proven domain of attraction, which reduces conservatism over existing results., [ES] La mayor parte de referencias de la literatura en control borroso plantean condiciones LMI para un modelo Takagi-Sugeno y dan por terminado el problema una vez se obtienen resultados factibles. No obstante, dejan sin estudiar la región de atracción obtenida. Este tra-baajo propone probar que una zona, de forma prefijada, lo más grande posible, peertenece al dominio de atracción del origen de un sistema no lineal. Para ello, se usan modelos borrosos polinomiales cuyo análisis puede ser llevado a cabo mediante optimización convexa (su-mas de cuadrados). Asimismo, se utiliza información de la forma de las funciones de pertenencia para realizar iteraciones con la región de modelado borroso, maximizando la región de atracción probada, lo cual reduce el conservadurismo sobre otras propuestas., Este trabajo ha sido realizado parcialmente gracias al apoyo del Gobierno de España (DPI2008-06731-C02-01). El primer autor en particular agradece al Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN) por la beca FPI BES-2009-013882.

[ES] En este artículo se presenta el modelado matemático y control de un nuevo sistema bola viga con levitación magnética. El sistema propuesto, es una combinación de un sistema de levitación magnética de un grado de libertad y un sistema bola viga convencional. De está manera, el sistema resultante es no lineal y subactuado, el cual presenta características que resultan desafiantes desde el punto de vista de control para su uso como banco de pruebas en un laboratorio. El modelo dinámico del sistema es obtenido utilizando el método de Lagrange. Los algoritmos de control no lineal de ganancias programadas y modos deslizantes son utilizados para estabilizar el sistema en simulaciones y pruebas reales., [EN] This paper shows the mathematical model and control of a new ball and beam system with magnetic levitation. The proposed system is a combination between the magnetic levitation system of one degree of freedom and the conventional ball and beam system. The given system is nonlinear and under actuate showing interesting characteristics from the control point of view for using it in a control lab. The dynamic model of the system is obtained based on the Lagrange's method. The algorithms of gain scheduling and sliding mode are used to stabilize the system in simulations and in the lab.

Estudiamos la existencia y unicidad de soluciones y entropía debil para el problema no lineal inhomogeneos de Neumann con valores de frontera que involucra el Laplace de la forma en Omega, sobre , donde Omega es en un dominio abierto suave y acotado en para . Probamos la existencia y unicidad de una solución débil para , la existencia y unicidad de una solución de entropía paradata f y ö independiente de u y la existencia de soluciones debiles para f dependiente sobre .We study the existence and uniqueness of weak and entropy solutions for the nonlinear inhomogeneous Neumann boundary value problem involving the Laplace of the form - where is a smooth bounded open domain in . We prove the existence and uniqueness of a weak solution for data , the existence and uniqueness of an entropy solution for data f and ö independent of u and the existence of weak solutions for f dependent on u and .

[EN] In this arcicle, a linear observer-linear controller approach is proposed for the robust trajectory tracking task in a large class of nonlinear differentially flat systems, including multi-variable nonlinear flat systems. A non-phenomenological model of the input-to-flat-output dynamics is proposed which only retains the orders of the Kronecker integration subsystems and, the control input gain matrix, as key controller design elements. The additive influence of the rest of the nonlinear state dependent dynamics, including exogenous unknown perturbation inputs, is considered as unknown but uniformly absolutely bounded disturbance that is shown to be algebraically observable and it can, hence, be approximately determined, to any desired degree of accuracy, by means of a set of linear observers with suitable, self-updating, time-polynomial internal models of the unknown disturbances. The controller design task is reduced to that of canceling the additive disturbances while imposing a desired linear dynamics, via estimated state feedback, obtained from the proposed observer itself. A convincing simulation example dealing with rather complex nonlinear physical system is provided. Two experimental implementations on laboratory prototype systems are also reported., [ES] En este trabajo se proponen controladores basados en observadores lineales para el control robusto de una clase amplia de sistemas no lineales conocidos como sistemas diferencialmente planos, sean estos monovariables o multivariables. Se establece primeramente el modelo dinámico entrada - salida plana, simplificándolo a un modelo de carácter no fenomenológico que solamente considera como elementos claves en el diseño del controlador el orden de integración del sistema y el factor de ganancia de entrada, en el caso monovariable, y, los órdenes de los subsistemas de integración de Kronecker y la matriz de ganancias del vector de entradas en el caso multivariable. El resto de las alinealidades, dependientes del estado o de naturaleza exógena, son consideradas, en general, como perturbaciones desconocidas pero acotadas que toman valores en el tiempo. Se demuestra que estas perturbaciones son algebraicamente observables, permitiendo su determinación aproximada mediante observadores lineales de orden arbitrario. Estos observadores, llamados observadores GPI, incluyen mo\-de\-los internos que representan polinomios en el tiempo, cuya actualización es de índole automática, permitiendo aproximaciones arbitrariamente cercanas a las perturbaciones desconocidas. El diseño del controlador se reduce entonces a lograr la cancelación de las perturbaciones aditivas a la vez de imponer una dinámica lineal en lazo cerrado mediante realimentación de estados estimados, los cuales se obtienen directamente del mismo observador lineal propuesto. Se presenta un ejemplo de simulación que considera un sistema físico no lineal de complejidad reconocida. También se incluyen resultados experimentales sobre dos prototipos de laboratorio.

Se presentan resultados numéricos en dos dimensiones de flujos isotérmicos/térmicos de fluidos incompresibles y viscosos modelados matemáticamente por las ecuaciones de Navier-Stokes y por la aproximación de Boussinesq respectivamente en la formulación velocidad-vorticidad. Los flujos térmicos corresponden tanto a convección natural como a convección mixta. Los resultados se obtienen con un método simple el cual se basa en un proceso iterativo de punto fijo para resolver el sistema elíptico no lineal que resulta después de una discretización apropiada en el tiempo. El proceso iterativo lleva a la solución de problemas elípticos lineales, simétricos, bien condicionados y desacoplados para los cuales existen resolvedores eficientes sin importar la discretizacón espacial.

En este artículo se muestra una revisión de algunos métodos propuestos en la literatura para la estimación del estado en procesos químicos. La revisión se hace sólo para el caso de estimadores de estado con tiempo de muestreo fijo. El análisis se hace considerando los tipos de estimadores, los tipos de modelos utilizados por los estimadores, las aplicaciones que se le han dado a los estimadores y las ventajas y limitaciones de los mismos. Finalmente, se muestra un problema real que necesita la estimación de estado en un proceso industrial. This paper shows a literature review of some proposed methods for state estimation in chemical processes industry. The revision is made for estimators of fixed sampling time. The analysis is done considering the types of estimators, the types of models used by the estimators, the reported applications for those estimators, the advantages and the limitations of estimators use. Finally, a real problem of state estimation in an industrial process is exposed.

[ES] El problema del seguimiento de trayectoria en robots manipuladores ha sido abordado aplicando una gran variedad de controladores, desde estructuras sencillas basadas en PD hasta otras más complejas basadas en controladores adaptativos y robustos. Estas últimas técnicas presentan inconvenientes como la presunción de ciertas cotas en los términos de la ecuación dinámica del robot o la no inclusión de las ligaduras del sistema en el algoritmo de control. En el presente trabajo se hace una revisión de las técnicas clásicas de control de manipuladores y se introduce un conjunto de técnicas novedosas de control robusto y de control predictivo, con las que se evitan los problemas comentados. En particular se describe un controlador con una acción robusta autoadaptativa, necesaria para evitar los errores en la cancelación de términos no lineales de la dinámica del robot. Este esquema es mejorado mediante técnicas predictivas que permiten la inclusión de las ligaduras de movimiento del robot en el algoritmo de control. Se incluyen resultados reales y en simulación en un robot PUMA-560 de Unimation que prueban la bondad de dichos controladores., [EN] The tracking problem in robot manipulators has been afforded by applying a great variety of controllers, since easy designs based on PD controllers until complex control designs based on adaptive and robust algorithms. These last techniques show some drawbacks, i.e., some bounds in the robot dynamics have to be considered or the controller does not afford with the system constraints. This work makes a revision of the existing classical control techniques for manipulators and proposes a new set of robust and predictive controllers in order to avoid the mentioned problems. Particularly, a self-adaptive robust controller is described which avoids the error produced by an inexact cancellation of the nonlinear dynamics terms. This controller is improved by means of predictive algorithms that include the robot constraints in the control law. This work includes real and simulation results of a PUMA-560 arm of Unimation, which prove the satisfactory performance of the proposed controllers.

[ES] Aunque el control borroso nació como una metodología heurística, las formulaciones en desigualdades matriciales lineales del control borroso se han convertido en la herramienta más utilizada en dicho área desde los años 90. Muchos sistemas no lineales pueden ser modelados como sistemas borrosos (con la metodología de sector no lineal) de modo que el control borroso puede considerarse como una técnica para el control no lineal. Aunque se han obtenido muchos y buenos resultados, quedan algunas fuentes de conservadurismo cuando se comparan con otros enfoques de control no lineal. Este artículo discute dichas cuestiones de conservadurismo (sombras) y plantea algunas ideas (luces) para resolverlas, aunque muchas de las propuestas tienen alto coste computacional., [EN] Even if fuzzy control was born as an heuristic methodology, the linear matrix inequality formulations became the most used tool since the 1990's. Many nonlinear systems can be modelled as fuzzy systems (with the sector-nonlinearity technique) so fuzzy control can be considered a generic non-linear control technique. Even if significant results have been obtained, some sources of conservativeness appear when fuzzy approaches are compared to other non-linear control strategies. This article discusses some of such conservativeness issues (shadows) and outlines some ideas to solve them (lights)., Este trabajo ha sido realizado parcialmente gracias al apoyo del Ministerio de Educación y Ciencia, programa FPU, proyecto DPI2008-06731-c02(-01 y -02), y de la Generalitat Valenciana, proyecto PROMETEO/2008/088.

[ES] En este trabajo se presenta una estrategia de control no lineal para la estabilización de un helicóptero de cuatro rotores. El algoritmo de control se basa en el análisis de Lyapunov y en la técnica de las saturaciones anidadas. La estrategia de control es muy fácil de implementar, siendo tal que es independiente del helicóptero de cuatro rotores que se pretenda controlar. El ajuste de las ganancias del algoritmo de control es muy sencillo, en comparación con otros algoritmos propuestos en la literatura. La estrategia de control propuesta ha sido implementada sobre un sistema de tiempo real para el control de un mini- helicóptero de cuatro rotores. Los resultados obtenidos, comparados con un algo- ritmo lineal LQR, muestran que las prestaciones del algoritmo propuesto son muy superiores a las obtenidas a partir de un algoritmo lineal LQR., [EN] We present in this paper a nonlinear control algorithm to stabilize a mini-helicopter having four rotors. The control strategy is based on the Lyapunov analysis and on a nested saturation functions. The control law is simple to implement and very easy to tuning with respect to the others proposed in the literature. The proposed strategy has been successfully applied to the mini-rotorcraft, and the experimental results have shown that the controller performs satisfactorily even when significant disturbances are introduced into the system. Further, experimental results show that the proposed nonlinear controller performs better than an LQR linear controller., Este trabajo ha sido parcialmente subvencionado por el Ministerio de Educación y Ciencia Español, dentro del programa de ayudas a jóvenes investigadores en su convocatoria del año 2004, y por el proyecto CICYT DPI2005-09327-C02.