Tecnura

Position control ball and beam system with magnetic actuator

En este artículo se realiza un control de doble lazo para el sistema bola y viga con actuadores magnéticos, además, se presenta el diseño y la construcción del prototipo correspondiente. El control se hace en tiempo real, por medio de una tarjeta de adquisición de datos y Simulink, mediante los cuales se implementan filtros y se linealizan las señales de cuatro sensores. De otra parte, se crean los algoritmos de control para los lazos, uno, de inclinación de la viga, y dos, de posición de la bola. Se trabajan dos alternativas para la estrategia de control del lazo interno, éstas son: un PID con ganancias fijas y otro con variables. Este último entrega un mejor resultado y además permite obtener un modelo del sistema, mientras que en el lazo externo (el cual se encarga de la posición de la bola), se trabaja con un PID tradicional. La experimentación con el prototipo construido muestra que no es fácil lograr la estabilización del lazo externo, debido a la latencia del actuador magnético.

This paper makes a double loop to control the ball and beam system with magnetic actuators also presents the design and construction of the corresponding prototype. The control is done in real time through a data acquisition card and Simulink, which are implemented by filters and linearized signals of 4 sensors. On the other hand, it creates the control algorithms for loops, one of inclination of the beam, and two, ball position. We work on two alternatives for the strategy to control inner loop, these are: a fixed PID gains and variables. The latter delivers better results and also allows a system model, while the outer loop (which takes care of the ball position), working with a traditional PID. Experimentation with the prototype built shows that it is not easy to achieve stabilization of the outer loop, because the latency of the magnetic actuator.

Control signal optimization for PID regulators based on a Wind-Up anti-reset architecture

El presente artículo muestra al lector los métodos de sintonización de controladores PID Kayser-Rajka (KR) y Astrom-Haglund (AH), con el ánimo de evaluar su desempeño frente a algunos métodos convencionales de sintonización como Ziegler-Nichols (ZN). Además, se muestra el método de mejoramiento de la señal de control basado en la arquitectura Antireset Wind-Up.

This paper shows the reader the methods of tuning PID controllers Kayser-Rajka (KR) and Astrom-Haglund (AH), with the aim of evaluating their performance against some conventional methods like Ziegler-Nichols tuning (ZN). It also shows the method for improving the control signal based on the architecture Antireset Wind-Up.

Starting an induction motor with a fuzzy controller

Este artículo presenta el aprovechamiento de la lógica difusa como parte de la inteligencia artificial en el área de electrónica de potencia y drivers de motores, para mejorar el desempeño durante el arranque de un motor de inducción. Para alimentar el motor de inducción, dos configuraciones de circuitos se han escogido: series de tiristores conectados en anti-paralelo y un inversor trifásico. Estrategias de control como arranque suave y Control Directo del Par incorporando control difuso han sido propuestas para reducir la corriente y mejorar el torque. Los resultados obtenidos de la simulación de un motor de inducción jaula de ardilla de 1.1 KW con estos métodos electrónicos, muestran un mejoramiento en el desempeño en el periodo de arranque, reduciendo la corriente e incrementando el torque.

This paper presents the use of fuzzy logic as part of artificial intelligence in the area of power electronics and motor drivers to improve performance during the startup of an induction motor. To feed the induction motor, two circuit conthyristors connected in ant parallel and a threephase inverter. Control strategies such as soft start and Direct Torque Control incorporating fuzzy control have been current proposals to reduce and improve torque. The results of a simulated induction motor squirrel cage of 1.1 KW to these electronic methods show an improvement in performance at boot time, reducing power and increasing the torque.

A method to implement a Takagi-Sugeno fuzzy controller using a PLC s7-300

En este artículo se presenta una metodología para implementar controladores basados en lógica difusa en un PLC S7-300 empleando el lenguaje de programación SCL (Lenguaje de control estructurado) de STEP 7. Se presenta el diseño de la función difusa, declaración de variables, diseño de la evaluación de las funciones de pertenencia y reglas del sistema difuso. A partir de este esquema se pueden implementar modelos difusos más complejos, como adaptativos o autosintonizados. Se muestra un ejemplo de aplicación para un sistema de tiempo discreto simulado en el PLC, empleando un controlador difuso PI.

This paper presents a methodology for implementing fuzzy logic controllers based on a S7300 PLC using the programming language SCL (Structured Control Language) in STEP 7. We present the design of the fuzzy function, variable declarations, and the evaluation design of membership functions and rules of the fuzzy system. Since this scheme can be implemented more complex fuzzy models, such as adaptive or Auto tuner. We present an application example for a discrete time simulated in the PLC using a PI fuzzy controller.

The robotics applied to leisure

Dentro del contexto social colombiano se tiene la idea de que la electrónica, especialmente aplicada a la robótica, es un tema de gran complejidad y en el que estamos rezagados. Sin embargo, esto no es del todo cierto, por lo cual se pretende mostrar que con algo inicialmente complejo para la gran mayoría como lo es un brazo robótico, se pueden realizar ciertas actividades y tareas programadas previamente, obteniendo un sistema experto. Para el caso particular de este trabajo, se diseñó e implementó un sistema con fines lúdicos capaz de desempeñar el juego de "Tres en raya" contra un oponente humano. Para tal fin, se tuvieron en cuenta varios aspectos tales como el discernimiento de la disposición de las fichas, tanto las que están dentro del tablero de juego como las que están por fuera, el planteamiento de un algoritmo capaz de establecer la mejor jugada que debe realizar el sistema artificial de forma tal que tenga la capacidad de ganarle al humano y la ejecución de los movimientos de las fichas por parte del sistema artificial en el juego. Todas estas consideraciones conllevan a la integración de tres áreas fundamentales: procesamiento de imágenes, algoritmia y robótica.

Within the social context Colombia has the idea that electronics, especially applied to robotics, is a very complex issue and we are behind. However, this is not entirely true, which is intended to show that something initially for most complex such as a robotic arm can perform certain activities and/or preprogrammed tasks, resulting in an expert system. For the particular case of this study was designed and implemented a system able to play for fun game of Tic Tac Toe against a human opponent. For this purpose, took into account various aspects such as the perception of the willingness of both those cards in the game board as they are out, the approach of an algorithm capable of establishing the best play to be performed the artificial system in a way that has the ability to beat the man and the execution of the movements of the chips by the artificial system in the game. All these considerations lead to the integration of three key areas: image processing, algorithms and robotics.

Maximizing Throughput in a radio network based on cognitive probability of false alarm

En este artículo se muestra los problemas que existen en el enrutamiento de redes en la radio cognitiva, teniendo en cuenta un parámetro muy importante como es el comportamiento del throughput. De esta manera, se plantea un escenario para una red Ad Hoc tipo inalámbrica con características de radio cognitiva, implementando protocolos de enrutamiento como Weighted Cumulative Expected Transmission Time (WCETT) y algunos protocolos de enlace Mac. El objetivo principal de este estudio radica en implementar un algoritmo de optimización para maximizar el throughput manejando un parámetro de control, como es la probabilidad de falsa alarma. En el desarrollo de este trabajo se mostrará el modelamiento de un algoritmo de optimización que maximice el throughput en el momento que se efectúe el sensado del espectro en un entorno de radio cognitiva sin que exista cooperación en el sensado. Y de esta forma poder demostrar gráficamente el comportamiento que tiene el throughput en un entorno cognitivo analizando un parámetro de control y optimización, como la probabilidad de falsa alarma.

This paper shows the problems that exist in the routing of cognitive radio networks taking into ac count a very important parameter as the behavior of throughput. In this way, a scenario for a Wireless Ad Hoc Network with features of cognitive radio, implementing routing protocols such as Time Weighted Cumulative Expected Transmission (WCETT) and some handshakes Mac, the main objective of this study is to implement an algorithm optimization to maximize throughput handled as a control parameter is the probability of false alarm. In developing this paper will show the modeling of an optimization algorithm that maximizes throughput at the moment is made of the spectrum sensing in cognitive radio environment with no cooperation in the sensing. And in this way to graphically demonstrate the behavior that the throughput in a cognitive analysis of a parameter optimization and control as the probability of false alarm.

Setting parameters in the cold chain

Breaks in the cold chain are important economic losses in food and pharmaceutical companies. Many of the failures in the cold chain are due to improper adjustment of equipment parameters such as setting the parameters for theoretical conditions, without a corresponding check in normal operation. The companies that transport refrigerated products must be able to adjust the parameters of the equipment in an easy and quick to adapt their functioning to changing environmental conditions. This article presents the results of a study carried out with a food distribution company. The main objective of the study is to verify the effectiveness of Six Sigma as a methodological tool to adjust the equipment in the cold chain. The second objective is more specific and is to study the impact of: reducing the volume of storage in the truck, the initial temperature of the storage area in the truck and the frequency of defrost in the transport of refrigerated products.

Las rupturas en la cadena de frío representan importantes pérdidas económicas en las empresas farmacéuticas y alimentarias. Muchos de los fallos en la cadena de frío se deben a un inadecuado ajuste en los parámetros de los equipos, como por ejemplo el ajuste de los parámetros para condiciones teóricas, sin su correspondiente verificación en condiciones normales de operación. Las empresas que transportan productos refrigerados deben ser capaces de ajustar los parámetros de los equipos de una manera fácil y rápida para adaptar su funcionamiento a los cambios en las condiciones ambientales. En este artículo se presentan los resultados de un estudio llevado a cabo con una empresa distribuidora de alimentos. El principal objetivo de estudio es verificar la efectividad de la metodología "Seis sigma" como herramienta metodológica para ajustar los parámetros de los equipos en la cadena de frío. El segundo objetivo es más específico y consiste en estudiar el impacto de: la reducción del volumen de almacenamiento en el camión, la temperatura inicial del área de almacenamiento en el camión y la frecuencia de descarche en el transporte de productos refrigerados.

Need for review of seismic threat studies due to Tohoku earthquake 2011

Este artículo plantea la necesidad de la revisión y actualización de los estudios de amenaza sísmica en Colombia, a raíz de los catastróficos efectos del sismo de Tohoku del 11 de marzo de 2011 en Japón en razón a: a) la insuficiente instrumentación sismológica en Colombia; b) la insuficiente información de las fallas geológicas activas; c) la inexistente instrumentación en el área de los tsunamis, a pesar de haber sufrido varios en el siglo XX, en especial el de magnitud Mw = 8.8 del 31 de enero de 1906; d) la norma colombiana de construcción sismorresistente no es conservadora; e) resultados de investigaciones muestran valores de pga mayores a la norma vigente.

This paper discusses the need for reviewing and updating the seismic hazard studies in Colombia following the catastrophic effects of the Tohoku earthquake March 11th, 2011 in Japan, knowing that: a) Insufficient seismological instrumentation Colombia; b) Insufficient information on active fault lines; c) Lack of implementation in the area of the tsunami, in spite of having suffered several in the twentieth century, especially the magnitude Mw = 8.8 of January 31, 1906; d) The Colombian earthquake-resistant construction standard is not conservative; e) Results of research show pga values greater than the current standard.

Routing based on Dijkstra's algorithm to a cognitive radio network

En este artículo se presentan los resultados de la evaluación de un protocolo de enrutamiento para una red de radio cognitiva, basado en el algoritmo de Dijkstra, en el que los nodos buscan el camino más óptimo, dependiendo de los pesos de cada ruta o enlace. Para el desarrollo se uso Network Simulator 2 (NS2). En esta herramienta se implementa el protocolo, se genera el tráfico y se simula la movilidad de los nodos de la red de radio cognitiva.

This paper presents the results of the evaluation of a routing protocol for cognitive radio network, based on Dijkstra's algorithm, in which nodes seek the most optimal way, depending on the implements the protocol; the traffic is generated weights of each path or link. For development, and simulates the mobility of the nodes of the netwe used Network Simulator 2 (NS2). This tool work of cognitive radio.

Optimal location of distributed generation in distribution systems using a model of nonlineal whole mixed programming

En este artículo se presenta un modelo de programación matemática para la ubicación óptima de generación distribuida en sistemas de distribución. Se considera una empresa de distribución que puede comprar energía del mercado mayorista, y alternativamente puede instalar generación distribuida en su red. El modelo propuesto consiste en un problema de programación no lineal enero mixto, el cual es resuelto usando un software de optimización comercial. El modelo permite valorar de forma implícita el impacto de la generación distribuida y utilizar esta valoración para guiar las decisiones de inversión. Para mostrar la efectividad del modelo se realizan pruebas en un sistema de distribución de 34 barras, considerando diferentes precios de energía en el mercado mayorista. Los resultados muestran que la generación distribuida, cuando se ubica de manera óptima, puede contribuir al mejoramiento del perfil de tensiones y a la reducción de pérdidas.

This paper presents a mathematical programming model for optimal location of distributed generation in distribution systems. A distribution company is considered when it can buy power wholesale market, and alternatively, you can install distributed generation network. The proposed model is a nonlinear programming problem which is mixed in January solved using commercial optimization software. The model implicitly allows assessment of the impact of distributed generation and uses this assessment to guide investment decisions. To show the effectiveness of the model is tested on show that distributed generation, when it placed a distribution of 34 bars considering different en-in an optimum manner, can contribute to improvergy prices in the wholesale market. The results ing the voltage profile and reduce losses.

Design and construction of a prototype device for measuring sinusoidal homogeneous magnetic fields in low frequencies

En este artículo se describe el diseño y construcción de un equipo prototipo para la medición de campo magnético homogéneo sinusoidal con frecuencia de trabajo de 60 Hz, utilizando como principal herramienta un sensor de efecto Hall. El medidor cuenta con tres etapas de construcción, patronamiento del sensor de efecto Hall, programación del microcontrolador y visualización en pantalla. El patronamiento cuenta con dos etapas, filtrado de la señal de alimentación a la bobina de Helmholtz y calibración del sensor de efecto Hall. La parte final es la simulación del campo magnético en COMSOL como verificación del funcionamiento, tanto del elemento generador como del equipo medidor.

This paper describes the design and construction of a prototype equipment for measuring homogeneous magnetic field with working frequency sinusoidal 60 Hz, using as the main tool hall effect sensor. The meter has three stages of construction, patterns hall effect sensor, microcontroller programming and screen display. The employer has two stages, gating power to the Helmholtz coil and calibration of the Hall Effect sensor. The final part is the simulation of the magnetic field performance verification COMSOL as both a generator and the measuring equipment.

On-Off model applications to communication networks aggregated traffic

Los modelos que permiten recrear trazas de tráfico generadas en una red de comunicaciones, pueden utilizarse en predicciones y estimaciones de tráfico a fin de optimizar el uso de los recursos de la red; uno de estos es el modelo On/Off, el cual permite describir el comportamiento del tráfico agregado por una o más fuentes de información. La importancia de este artículo se centra en la incidencia que dicho modelo ha tenido al aplicarse en diversas tecnologías de comunicaciones, para esto se evalúan y contrastan diferentes tipos de documentos propuestos por varios autores. Con base en los resultados, podría decirse que los modelos On/Off aún siguen vigentes para el modelamiento de tráfico, y pueden ser aplicables en cualquier nivel del modelo ISO/OSI. Asimismo, los resultados observados indican que dependiendo del tipo de fuente On/Off (sencilla o multiplexada) los planteamientos varían en gran proporción, y que la complejidad matemática que se puede llegar a tener en los modelos con multiplexación de fuentes On/Off podría ser una limitante para tener en cuenta a la hora de su implementación.

The models to recreate traffic traces generated in a communications network can be used in predictions and estimates of traffic in order to optimize the use of network resources, one of these is the model On/Off, which allows describing the behavior of aggregate traffic by one or more sources of information. The importance of this article focuses on the impact that this model has been applied to various communications technologies, for this are evaluated and contrasted different types of documents proposed by several authors. Based on the results, arguably Models On/Off are still in place for traffic modeling, and can be applied at any level of ISO/OSI model. Also, the results observed indicate that depending on the type of power On/Off (single or multiple) the approaches vary greatly, and the mathematical complexity that can have models with source multiplexing On/Off could be a constraint to take into account in its implementation.