Examinando por Materia "PID"

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    PublicaciónAcceso abierto
    Diseño y construcción de un dispositivo Quadrotor open-source para el desarrollo de prácticas de laboratorio en la Universidad EIA
    (Universidad EIA, 2022) Padilla Mendoza, Sebastián Andrés; Medina Palacio, Esteban; Carrillo Lindado, Henry David
    RESUMEN: En este trabajo se presenta el diseño y construcción de un prototipo Quadrotor y una primera aproximación de su sistema de control basado en software open-source, para el uso de estudiantes en sus prácticas de laboratorio, presentando su modelación matemática para 6DOF y un sistema de control implementado mediante el modelo teórico en dos grados de libertad Pitch y Roll, para el cual se usa como unidad de procesamiento el microcontrolador Teensy 4.0 en conjunto de una unidad inercial BNO055 que permite la obtención de ángulos de Euler y la orientación del dispositivo en quaterniones para futuras implementaciones. Previo a la construcción del quadrotor se desarrolla la metodología de diseño propuesta por George E. Dieter y Linda C. Schmidt, mediante una identificación de necesidades, uso de herramientas como PDS, casas de la calidad, matriz morfológica y matrices de PUGH, que ayudarán a escoger los debidos materiales y componentes para la construcción del dispositivo, adicionalmente se describe la cinemática y dinámica del multirotor, siendo esta última desarrollada mediante la formulación de Newton-Euler. El modelo de entrada y salida del quadrotor para la implementación de una estrategia de control fue hallada de forma teórica haciendo uso del modelo dinámico, posteriormente el cálculo del coeficiente de empuje de los rotores se realizó empíricamente realizando una aproximación lineal del mismo, mediante la toma de datos del empuje en diferentes valores de la señal de control. El controlador implementado para el acercamiento del sistema de control será un control PID por ganancia fija. Este controlador fue sintonizado mediante el modelo de entrada y salida con simplificación de dos grados de libertad en sus ángulos Pitch y Roll, aprovechando la capacidad de desacoplo de ángulos que proporciona la aproximación de ángulos pequeños, trabajando como sistema SISO (Single Input, Single Output) cada ángulo. La implementación del sistema de control y el sistema de interacción con el dispositivo (interfaz gráfica), se desarrolló de tal modo que cualquier persona pueda acceder a este (código abierto). Lo anterior, mediante la IDE Arduino con código C++ y Python 3.10.4, proporcionando plantillas de control para los estudiantes. Por último, se realizan pruebas de funcionamiento y análisis de respuesta del sistema de control implementado, además se proponen guías de laboratorio para desarrollar el planteamiento del sistema de control.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Evaluación de estrategias de control para la optimización de consumo eléctrico: Caso embarcación electrosolar a escala Proyecto Energética 2030
    (Universidad EIA, 2023) Botero Gómez, Maria Paulina; Jaramillo Herrera, Alejandro; Manrique Espíndola, Dolly Tatiana
    RESUMEN: desarrollar e implementar nuevas estrategias para la gestión de la energía y la disminución del consumo eléctrico es fundamental para minimizar la huella de carbono y garantizar una mejor calidad de vida para aquellas poblaciones en condiciones no favorables a comparación de las grandes ciudades. El progreso de las sociedades va de la mano con la aceptación de nuevas metodologías y procesos ‘verdes’, que utilicen las energías renovables como fuente de abastecimiento. La industria de transporte aporta una gran cantidad de contaminación ambiental a nivel mundial, pues los gases de efecto invernadero que esta emite son cada vez más grandes. Es por esto que la movilidad eléctrica es una estrategia para contrarrestar los efectos que actualmente tienen los medios de transporte convencionales. Sin embargo, para garantizar que la energía sea utilizada de manera óptima, es necesario hallar estrategias de control que logren realizar una correcta gestión de la energía, pues existen limitaciones y retos para cada tipo de sistema. Actualmente existen diferentes proyectos a nivel nacional que velan por el progreso del país introduciendo nuevas tecnologías que lo acerquen a dicho objetivo. Energética 2030 es un proyecto que busca crear un banco de programas I+D+i elegibles en ciertos focos estratégicos establecidos los cuales brinden resultados perdurables y sostenibles para impulsar el desarrollo regional, social y productivo del país. Este trabajo de grado se desempeña bajo el proyecto P03, el cual consta del diseño y la construcción de una embarcación electro-solar buscando mejorar la calidad de vida de comunidades de Bolívar. Para el desarrollo del proyecto, inicialmente se realizó una investigación exhaustiva para reforzar y adquirir conocimientos que nos acercaran a dicho objetivo. Segundo, se construyó una embarcación a escala 1:8, donde se tuvieron en cuenta diferentes aspectos de la embarcación real. Tercero, se identificaron variables directamente relacionadas con la dinámica de la embarcación mediante técnicas de análisis de datos con el propósito de obtener un modelo que describiera correctamente su dinámica. Finalmente, se procedió con el diseño de diferentes controladores, teniendo en cuenta restricciones específicas del sistema, para garantizar la gestión de energía y una alta eficiencia de esta.