Browsing by Author "Urdinola Restrepo, Álvaro"

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    Arquitectura de control reactiva para la plataforma robótica Turtlebot II basada en el software ROS (Robot Operating System)
    (Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid, 2016) Uribe Patiño, Thomás; Serrate Hincapié, Alejandro; Muñoz Ceballos, Nelson David; Urdinola Restrepo, Álvaro
    En el presente trabajo de grado se lleva a cabo el diseño de una arquitectura de control reactiva para la plataforma robótica TurtleBot II, haciendo uso del software ROS como herramienta de implementación del algoritmo de control. La primera parte del trabajo consiste en el estudio del sistema físico de la plataforma robótica y del sensor Kinect que interactuará con el entorno, así como también del estudio del software ROS y de las estructuras que lo conforman. Luego se hace la descripción de la cinemática empleada en la TurtleBot II, la cual es base para comprender las componentes de velocidad lineal y angular que están involucradas para la locomoción de la plataforma. Seguidamente se analizan los sensores propioceptivos y exteroceptivos que se emplean para suministrarle información de las condiciones internas y externas de la plataforma a los controladores empleados para la navegación. Luego se expone la arquitectura de control a implementar y se lleva a cabo el diseño de los tres controladores fuzzy que intervendrán en los comportamientos reactivos de orientación, desplazamiento lineal y evasión de obstáculos; así como de la conmutación de los mismos; A partir de la distancia obtenida del sensor láser del Kinect, la posición dada por la odometría y el sentido de giro del Gyrosensor de la base Kobuki. Finalmente se diseñaran unas pruebas donde se evalúan dos arquitecturas de control y se les hacen una comparación mediante métricas de desempeño.
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    Diseño de control robusto para un sistema de Levitación Magnética /
    (Medellín : Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid,, )
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    Diseño de un sistema de control adaptativo tipo servo-integrador para regular la posición angular de una compuerta accionada por una corriente de aire
    (Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid, 2016) Jiménez Guarín, Omar Alberto; Arango Osorio, Jorge Iván; García Jaimes, Luís Eduardo; Urdinola Restrepo, Álvaro
    En este trabajo se presenta el diseño del control adaptativo de la posición de una compuerta que es accionada por dos ventiladores axiales, para dicho control requiere de una captación del ángulo real del proceso a través de una cámara web y una adaptación mediante un estimador en línea para los controladores previamente diseñados, estos deben presentar un buen desempeño en su funcionamiento garantizando velocidad de repuesta y un error en estado estable bajo. El inicio del trabajo es la descripción de la planta en su estado original para entender su funcionamiento y las modificaciones realizadas para el proyecto, donde la más importante es la adquisición de datos a través de visión artificial por medio de una cámara web y la adición de un ventilador para aumentar la fuerza aplicada en la compuerta. Con la planta en un óptimo estado se procede a la identificación de la misma por métodos experimentales y métodos analíticos con el fin de obtener un modelo, e iniciar todo el proceso para la adaptación de la planta para generar los parámetros requeridos por la ley de control con lo que garantizaremos los lazos de control adaptables Los controladores son unos de los últimos pasos, para el trabajo se utilizó un controlador tipo servo con integrador adaptativo el cual se desarrolla con la intención de mejorar el sistema cada vez que la adaptación estime de nuevo los parámetros, además también se implementa un controlador PI convencional y ambos se ejecutan en el software LabView® que integra todos los sistemas, como lo es la adquisición de datos y la ejecución de los controladores. Por último se comparan los controladores realizados y se utiliza las métricas del error para realizar una evaluación entre el controlador tipo servo con integrador y el controlador PI convencional con el fin de realizar unas conclusiones y entregar una planta de carácter pedagógico donde se pueden realizar prácticas de laboratorio que simulan controles muy complejos y una planta de singulares características.
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    Diseño e implementación de un controlador predictivo GPC para modelo físico de horno de panadería
    (Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid, 2016) Rodríguez Vera, Carlos Arturo; Londoño Sánchez, Juan Carlos; Bustamante, Julián; Urdinola Restrepo, Álvaro
    Los hornos automáticos han venido facilitando mucho el trabajo en las panaderías Industriales, comerciales y residenciales, estos ayudan a minimizar bastante los tiempos de cocción, en comparación a los hornos manuales. Una de la desventaja que frecuentemente presentan los hornos comúnmente conocidos en las panaderías, es que tienen controladores del tipo ON-OFF los cuales ostentan poca precisión en variable contralada, generando temperaturas con mucho error respecto al set-point programado. Aunque existen hornos con mucha tecnología en los paneles electrónicos y controladores de temperatura para la manipulación del set-point, control y visualización de la variable, los controladores utilizados en los hornos de panadería sen san la temperatura, realizan sus cálculos internos y su ley de control programada es abrir y cerrar un contacto auxiliar que energiza una resistencia o un quemador. En esos controladores de temperatura la configuración normalmente realizada es prender y apagar el elemento final de control unos grados por encima y unos grados por debajo de la variable medida. En este trabajo de grado se implementó un controlador avanzado predictivo GPC con el fin de minimizar los tiempos de cocción, el ahorro energético y la velocidad de respuesta, incluso cuando se presenten perturbaciones”, porque el algoritmo del GPC tiene la capacidad de predecir la salida hacia el elemento final de control y este comportamiento ayuda a que el esfuerzo de control sea mayor o menor de acuerdo a dicha perturbación. Para la implementación de esta solución se fabricó y se identificó el modelo físico horno de panadería que permitió simular el comportamiento real de los hornos industrialmente usados. Al horno de panadería se le instaló una turbina que mueve al aire caliente al interior del horno, se colocó una resistencia como elemento final de control que permitió aumentar o disminuir la temperatura según la ley de control generada por el algoritmo del control predictivo. Se desarrolló una interfaz gráfica de usuario en LabView® para poder colocar un set-point variable y a su vez visualizar el comportamiento de la variable temperatura en el modelo físico de horno de panadería. En la etapa de diseño e implementación se pudo evidenciar que el controlador avanzado GPC requería un tratamiento matemático riguroso y también una implementación más detallada para su buen comportamiento. Todo este preámbulo es justificable debido a que es un controlador que permite varias configuraciones según las necesidades planteadas. Aparte de la implementación del control GPC de temperatura queda abierta la posibilidad de realizar otro tipo de controladores al modelo físico de horno de panadería como controlador de humedad para el crecimiento de los productos, controlador de velocidad para turbina y controlador de fallas en el sistema con propósitos de monitoreo y así poder analizar la aplicabilidad de los diferentes controles avanzados en la industria alimenticia.
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    Diseño e implementación de un sistema de control y monitoreo de un invernadero para cultivos hidropónicos
    (Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid, 2016) Ceballos Cano, Julián; Gaviria Cardona , Sebastián; Muñoz Ceballos , Nelsón David; Urdinola Restrepo, Álvaro
    Se elabora un trabajo de grado que tiene como finalidad el Diseño e implementación de un sistema para controlar y monitorear localmente y a distancia las variables temperatura y humedad relativa, de un invernadero para cultivos hidropónicos. Este proyecto surge de la necesidad de controlar el ambiente del invernadero localizado en el Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid, Sede Poblado, que es parte del convenio de cooperación entre el Politécnico y la empresa IBA GLOBAL SA. Para desarrollar el proyecto en el invernadero, se identifica el comportamiento de la temperatura y humedad relativa en su ambiente. Conviene subrayar que los principales actuadores, con los cuales se automatiza el invernadero son: un ventilador que homogeniza el aire en el interior del invernadero, un ventilador que ingresa aire más fresco y un extractor que evacua el aire más caliente. Los tipos de controladores que se utilizan para automatizar el invernadero se programan en un Arduino Yún, estos son: controlador predictivo generalizado para la temperatura y un controlador proporcional más integral adaptativo para la humedad relativa. En donde el elemento final de control para el controlador predictivo es el extractor que evacua el aire caliente, en cuanto al controlador adaptativo es el ventilador que ingresa aire fresco. Durante el tiempo que se desarrolla el trabajo se logra validar el impacto que tienen los controladores en el crecimiento de las plantas, esto debido a que se comparan las plantas que estaban en el ambiente no automatizado con las plantas que están en el ambiente automatizado, de lo cual se observa que el impacto de los controladores influye en la calidad de las plantas y disminuye o evita la presencia de plagas en el ambiente.
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    RFID. control de registro de autobuses /
    (Medellín : Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid,, )