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Este trabajo consiste en el diseño de un modelo de control vectorial (FOC) para el control óptimo de velocidad de un motor sincrónico de imanes permanentes (PMSM) empleando las técnicas de máximo torque por ampere (MTPA) y debilitamiento de Flujo. El proyecto abarcará las fases de simulación y validación del modelo en el entorno Simulink de MATLAB para posteriormente realizar su implementación en una plataforma HIL de prototipado rápido de dSPACE que permitirá realizar el control del motor a través de un inversor de potencia. La solución incluirá una aplicación gráfica diseñada mediante el software ControlDesk para la visualización, control y adquisición de datos en tiempo real que permitirá realizar cambios en los parámetros del modelo, logrando así, emplear las técnicas de HIL para el testeo y validación rápida del diseño. Inicialmente se abordarán de forma general los conceptos técnicos necesarios para desarrollar el modelo del motor PMSM de imanes superficiales, se describirán los componentes de hardware y software empleados para el desarrollo de la solución, para luego construir el modelo mediante los bloques disponibles en Simulink. Se empleará el método de control en cascada, con lazos de control de corriente y velocidad que se sintonizarán mediante la técnica de asignación de polos, buscando que ambos lazos de control tengan una respuesta de un sistema de primer orden, lo cual es ideal para aplicaciones de motores. Posteriormente, en el modelo desarrollado se incluirán los bloques RTI especiales para integración del software con los dispositivos I/O que se conectarán a la caja de control MicroLabBox para el control del motor. Finalmente, se construirá la interfaz gráfica que incluirá los instrumentos para la interacción con el sistema

El presente proyecto supone el diseño y construcción de un sistema de control de nivel de líquidos para ser utilizado en la Universidad Politécnica Salesiana como modulo didáctico para realizar prácticas de la asignatura de Ingeniera de Control Moderno. Este sistema se compone de una estructura hecha a base de acero al carbono, con dos tanques acrílicos acoplados uno arriba de otro, una bomba para el arranque, un tanque reservorio que contendrá el líquido a transportar y sensores de nivel que se encargan de la medición en el llenado de los tanques. Se dispone de un tablero eléctrico que está conformado principalmente por un PLC, un variador de frecuencia, un breaker para protección y una pantalla HMI donde se observara todo el funcionamiento del sistema en tiempo real. El diseño de sistema se desarrolla mediante una programación en diagramas de escalera en el software Tia Portal, en donde se especifica metódicamente todas las acciones que debe ejecutar el controlador PLC para llevar a cabo el funcionamiento del sistema, dichas acciones se mostraran en la pantalla HMI, donde también se podrá observar el controlador PID. La finalidad principal del proyecto es mostrar mediante una programación en escalera, el control de nivel del tanque, las perturbaciones en el llenado, el tiempo de llenado y el diagrama de control PID del sistema. The present project involves the design and construction of a liquid level control system to be used at Salesian Polytechnic University as a didactic module for the practices of the subject of Modern Control Engineering. This system consists of a structure made of carbon steel, with two acrylic tanks coupled one on top of another, a pump for starting, a reservoir tank that will contain the liquid to be transported and level sensors that take care of the measurement in the filling of the tanks. It has an electric board that is mainly made up of a PLC, a frequency inverter, a breaker for protection and an HMI display where the sistem operation will be observe in real time. The system design is developed by programming in block diagrams in the Tia Portal software, which methodically specifies all the actions that the PLC controller must execute to carry out the operation of the system, such actions will be displayed on the HMI display, where the PID controller will also be visible. The main purpose of the project is to show tank level control, filling disturbances, filling time and system PID control diagramm using the latter programming

[EN] Typically, the control scheme of the active power filter corresponds to a cascade controller, which consists of an outer loop for dc voltage regulation and an inner loop for the tracking of a reference current. Each control loop must be associated with controllers that allow a fast convergence to the established references. This paper presents a cascade controller for active power filter applications, employing a proportional-integral (PI) controller for the external loop, and the super-twisting algorithm (STA) for the internal loop, where the union of both controllers is called PI-STA cascade controller. On the one hand, a step response analysis for the estimation PI gains is carried out. On the other hand, the STA tuning takes place from considering the similarity between the structures of STA with a PI. In order to validate the methodology tuning consistency simulation and experimental results are presented., [ES] Típicamente el esquema de control de un filtro activo de potencia corresponde a un controlador en cascada, el cual consta de un lazo externo para la regulación del voltaje de cd y un lazo interno para el seguimiento de una corriente de referencia. Cada uno de estos lazos de control está asociado a un controlador que permite converger rápidamente a su respectiva referencia. Este trabajo emplea un controlador PI en el lazo externo y el algoritmo Super-Twisting (STA) en el lazo interno, los cuales conforman al controlador en cascada denotado como PI-STA. Este artículo presenta una metodología para sintonizar los controladores PI y STA, donde el primero se sintoniza a partir de la respuesta al escalón, mientras el STA se sintoniza a partir de considerar la similitud de su estructura con respecto a la de un PI, facilitando así la obtención de las ganancias del STA. Para validar la metodología de sintonización, se presentan resultados en simulación y experimentales., Se agradece al Instituto Tecnológico de Sonora (ITSON) por los fondos proporcionados a través de los programas PROFAPI y PFCE para la construcción del prototipo experimental.

El control en cascada es uno de los métodos más exitosos paramejorar el rendimiento del control de un lazo único frente a rechazo a perturbaciones no medibles o reducción de efecto de no linealidades sobre la variable principal del proceso. Puede mejorar drásticamente el rendimiento de las estrategias de control, disminuyendo tanto la desviación máxima como el error integral para las respuestas a una perturbación. La combinación de facilidad de implementación y mejora del rendimiento de control ha provocado la aplicación generalizada de control en cascada durante muchas décadas. El objetivo del presente Trabajo Fin de Grado (TFG) consiste en analizar cómo se distorsiona el sistema en ambos lazos de control bajo el efecto de la saturación y se incluirán mecanismos de saturación de efecto integral con el fin de que la saturación afecte al sistema lo mínimo posible. Para este fin, en primer lugar, se ha estudiado el sistema de control en cascada para el rechazo a perturbaciones, utilizando dos dinámicas distintas (primer orden con retardo e integrador con retardo en el lazo interno). Se ha provocado la saturación en el lazo interno y se ha comprobado cómo afecta al lazo externo. Para atenuar la saturación en ambos lazos, se proponen una serie de soluciones, que parten de la idea de que, para la salida de la saturación, se debe avisar al lazo externo de que satura, aspecto que no se plantea en las estrategias de control que se han revisado con anterioridad. Una vez que se ha analizado para el rechazo de perturbaciones, se propone realizar el mismo estudio en un sistema que no esté sometido a perturbaciones y que la saturación sea provocada por una gran demanda en el lazo primario, ya que este es un caso que se puede dar en la práctica. Para finalizar, se ha investigado en mejoras del esquema antiwindup y se ha aplicado una propuesta de esquema, comparándolo con el más utilizado en la industria.

Se utilizará un PLC para controlar el modelo no lineal de reactor continuo de tanque agitado encamisado simulado con LabVIEW. Desde el punto de vista del controlador, se está controlando el proceso real, pero en realidad se está controlando la implementación discreta del modelo no lineal en LabVIEW del proceso real. Se utilizará Matlab y Simulink para simular el sistema de ecuaciones diferenciales no lineales del modelo matemático, y también del modelo linealizado en torno a un punto de funcionamiento. Se implementará el modelo no lineal discreto en LabVIEW y se validará con los resultados obtenidos de la simulación con Matlab y Simulink. Además, se diseñará una interfaz de usuario atractiva y fácil de utilizar que permitirá visualizar lo que está pasando en la planta y también la configuración de los ensayos de lazo abierto y de lazo cerrado a realizar. La interfaz también permitirá la exportación de los datos de los ensayos realizados. Por último, los datos del ensayo en lazo cerrado recogidos con LabVIEW serán analizados con Matlab y Simulink para comprobar el diseño del regulador.

[ES] Durante los útlimos años se ha intentado innovar con nuevas tecnologías y estudios para la minimización de los diversos constituyentes en las estaciones depuradoras de aguas residuales. El Benchmark Simulation Moden nº1 propone, a través simulaciones de estrategias de control en un sistema de fangos activos, la minimización de los compuestos nitrogenados (nitrógeno amoniacal y total) presentes en tres tipos de afluentes. El modelo incorpora todos los procesos, parámetros químicos y cinéticos necesarios para llevar a cabo una simulación lo más realista posible que se asemeje al comportamiento de un caudal de aguas residuales que atraviesa un sistema de fangos activos convencional. El usuario se encarga de diseñar las estrategias de control que él crea conveniente para el cumplimiento de los objetivos marcados. El modelo utiliza los parámetros de índice de calidad del efluente e índice de costes operacionales para llevar a cabo una comparación objetiva entre las distinas estrategias diseñadas., [CA] Durant els ultims anys s'ha intentat innovar amb noves tecnologies i estudis per a la minimització dels diversos components a les estacions depuradores d'aigües residuals. El Benchmark Simulation Moden nº1 proposa, mitjantçant simulacions d'estratègies de control en un sistema de fangs actius, la minimització dels compostos nitrogenats (nitrògen amoniacal i total) presents en tres tipus d'afluents. El model incorpora tots els processos, paràmetres químics i cinètics necessaris per tal d'obtenir una simulació el més realista possible que s'assemble al comportament d'un caudal d'aigües residuals que atravessa un sistema de fangs actius convencional. L'usuari s' encarrega de disenyar les estrategies de control que crega convenients per al compliment dels objectius marcats. El model utilitza els paràmetres d'índex de qualitat de l'afluent i índex de costos operacionals per a dur a terme una comparació objectiva entre les distintes estratègies disenyades., [EN] Over the last decade, new technologies and studies have been discovered for nitrogen removal in wastewater treatment plants. The IWA Task Group Benchmark Simulation Model nº1, throught control strategies simulations using a sludge activated system, tries to achieve the targets set. The model incorporates all the processes and kinetic and chemical parametres essential for the correct development of it. The BSM1 uses the quality index and operational cost index as parametres to evaluate and compare the different designed alternatives.

"Los reactores tubulares son difíciles de operar debido al acoplamiento intrínsico entre los procesos de transporte, cinética no lineal y su naturaleza distribuida. Debido a las numerosas aplicaciones industriales de los reactores tubulares, el problema de monitoreo y control efectivo es de gran importancia económica y de seguridad. En este trabajo introducimos una nueva configuración del esquema de control en cascada basada en el promedio de la medición de tres temperaturas distribuidas a lo largo de la posición axial del reactor tubular (wav). La configuración del control explota la información provista por dos sensores de temperatura adicionales localizados cerca de la alimentación y salida del reactor. La configuración con (wav) mejora el comportamiento del esquema clásico de control en cascada frente a perturbaciones e incertidumbre de los parámetros del modelo. Mediante simulaciones numéricas se ilustra y compara el desempeño del control propuesto."

Este artículo describe el desarrollo de un control en cascada de flujo y nivel por métodos de lógica difusa, evaluando los algoritmos de control Mamdani y Takagi-Sugeno implementados en un sistema de mosto para la fabricación de etanol. Los algoritmos de control fueron previamente simulados en MATLAB y desarrollados en la plataforma de programación gráfica de LabVIEW 7.1 de National Instruments.Abstract: This article describes the development of a flow and level cascade control by diffuse methods, evaluating the Mamdami and Takagi-Sugeno control algorithms. They were implemented in the system for the ethanol manufacture. The algorithms were simulated with MATLAB 5.3 and developed in the graphical programming environment of LabVIEW 7.1, National Instruments. Este artículo describe el desarrollo de un control en cascada de flujo y nivel por métodos de lógica difusa, evaluando los algoritmos de control Mamdani y Takagi-Sugeno implementados en un sistema de mosto para la fabricación de etanol. Los algoritmos de control fueron previamente simulados en MATLAB y desarrollados en la plataforma de programación gráfica de LabVIEW 7.1 de National Instruments.Abstract: This article describes the development of a flow and level cascade control by diffuse methods, evaluating the Mamdami and Takagi-Sugeno control algorithms. They were implemented in the system for the ethanol manufacture. The algorithms were simulated with MATLAB 5.3 and developed in the graphical programming environment of LabVIEW 7.1, National Instruments.

Este artículo describe el desarrollo de un control en cascada de flujo y nivel por métodos de lógica difusa, evaluando los algoritmos de control Mamdani y Takagi-Sugeno implementados en un sistema de mosto para la fabricación de etanol. Los algoritmos de control fueron previamente simulados en MATLAB y desarrollados en la plataforma de programación gráfica de LabVIEW 7.1 de National Instruments. This article describes the development of a flow and level cascade control by diffuse methods, evaluating the Mamdami and Takagi-Sugeno control algorithms. They were implemented in the system for the ethanol manufacture. The algorithms were simulated with MATLAB 5.3 and developed in the graphical programming environment of LabVIEW 7.1, National Instruments.

Los avances tecnológicos alcanzados, específicamente en lo referente a sistemas de control computarizado, están facilitando al ingeniero químico el mejor manejo y control de un mayor número de variables, restricciones y especificaciones que intervienen en un proceso determinado, haciendo que estos sean más eficientes y permitiendo obtener mejores rendimientos sin descuidar la calidad del producto y los niveles de producción requeridos. El sistema de control que se plantea busca mantener el valor de la temperatura deseado para una reacción química de modo que se pueda obtener la mayor conversión posible, ante la presencia de perturbaciones que se dan en el transcurso del proceso asociadas a los flujos y concentraciones de los reactantes, así como del flujo y temperatura del vapor saturado de calentamiento. A partir del modelamiento del proceso que se plantea en este artículo y el conocimiento de los elementos involucrados tales como las válvulas de control, medidores, transmisores y transductores se puede, a partir, de un sistema SCADA con el empleo de un PLC, monitorear, supervisar y controlar el curso de la reacción en tiempo real, manteniendo la temperatura en el valor óptimo deseado. The technological progress achieved, especially regarding to computerized control systems, are facilitating the Chemical engineer a better understanding and control of a larger number of variables, restrictions and specifications that are involved in a determinate process, making them more efficient and allowing to obtain higher performances, without compromising the product’s quality and the production levels that are required. The purpose of the control system suggested is to maintain the desired temperature value for a Chemical reaction in order to obtain the best conversion as possible, in presence of disturbances that occur while the process is taking place, and are associated with the flow and concentrations of the reactants and also with the flow and temperature of the saturated heating steam. From the mathematical model presented in this article and the knowledge of other elements involved such as control valves, sensors, transmitters, and transducers, a SCADA system with the use of a PLC is able to supervise, monitor and control the Chemical reaction in real time, keeping the temperature in its optimal desired value. Revisión por pares