Ingeniería de Control y Automatización

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    Energy-Based Control for the Cart-Pole System in Implicit Port-Hamiltonian Representation
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-03-19) Huamán Loayza, Alex Smith; Reger, Johann; Cieza Aguirre, Oscar B.; Pérez Zúñiga, Carlos Gustavo
    This master thesis is devoted to the design, analysis, and experimental validation of an energy-based control strategy for the well-known benchmark cart-pole system in implicit Port-Hamiltonian (PH) representation. The control scheme performs two tasks: swingup and (local) stabilization. The swing-up controller is carried out on the basis of a generalized energy function and consists of bringing the pendulum trajectories from the lower (stable) position to a limit cycle (homoclinic orbit), which passes by the upright (unstable) position, as well as the cart trajectories to the desired point. The (local) stabilizing controller is designed under a novel algebraic Interconnection and Damping Assignment Passivity-Based Control (IDA-PBC) technique and ensures the upright (asymptotic) stabilization of the pendulum as well as the cart at a desired position. To illustrate the effectiveness of the proposed control scheme, this work presents simulations and real-time experiments considering physical damping, i.e., viscous friction. The results are additionally contrasted with another energy-based control strategy for the cart-pole system in explicit Euler-Lagrange (EL) representation.
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    Diseño de un sistema de control predictivo multivariable aplicado a un proceso hidráulico de cuatro tanques acoplados
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-02-27) Sánchez Zurita, Victor Andrés; Pérez Zúñiga, Carlos Gustavo
    Teniendo en cuenta que a nivel global los fluidos son indispensables para los procesos industriales y por lo tanto el control de nivel en depósitos industriales es una de las necesidades más importantes del mercado, el presente trabajo muestra una aplicación de un sistema de control multivariable en un sistema hidráulico de cuatro tanques acoplados que emula el acoplamiento de nivel de los tanques, lo que representa una problemática típica de la industria. Se realiza un estudio del estado del arte con respecto al proceso que se utiliza incluyendo su dinámica y las soluciones previas con diferentes técnicas de control convencional, control moderno y control avanzado, y se escoge las técnicas de control que se implementan. Luego se desarrolla el modelamiento matemático de un sistema hidráulico de cuatro tanques acoplados para comprender las principales variables físicas involucradas en el proceso y se obtiene un modelo que se utiliza como objetivo de los sistemas de control que se diseñan. A partir del modelo matemático obtenido, se implementan dos sistemas de control predictivos multivariable y con los resultados que se obtienen se cuantifica la eficiencia de funcionamiento de ambos sistemas mediante parámetros estándar de desempeño con el objetivo de escoger el algoritmo de control que mejor desempeño muestra. A partir del algoritmo de control que se selecciona, se desarolla la propuesta de solución para la planta objeto de estudio con un controlador industrial comercial, y se realizan las pruebas experimentales necesarias para validar el funcionamiento del sistema de control seleccionado concluyendo que es posible mejorar el funcionamiento de la planta objeto de estudio mediante el uso de la técnica de control avanzada propuesta.