Proyectos de investigación

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Proyectos en Ejecución

Diseño y Simulación de un Sistema Fotovoltaico conectado a la Red Eléctrica basado en Micro-inversor con Conversor Flyback de entrada y Control No-Lineal para aplicaciones Residenciales y Comerciales.

Diseño y Simulación de un Sistema Fotovoltaico conectado a la Red Eléctrica basado en Micro-inversor con Conversor Flyback de entrada y Control No-Lineal para aplicaciones Residenciales y Comerciales.

Director: PABLO RIVERA
Código: PII-DACI-2019-01
Fecha de inicio: 20/02/2019
Fecha de fin: En ejecución

Descripción:
En los últimos años, el uso de energías verdes para la protección del medio ambiente, haincrementado el interés por el uso de fuentes fotovoltaicas de energía. Adicionalmente, con la reduccción de costos de las celdas fotovoltaicas, se prevé que las fuentes de nergías solar sean el principal cotribuidor de energía eléctrica en los años 2040. Los módulos fotovoltaicos de corriente alterna, llamdos micro-inversores, están incursionando en el campo de la producción de energía eléctrica debido a la ventajas que representan frente a las topologías de conexiones en serie y/o paralelo de los módulos solares, Sin embargo de que, en la literatura los investigadores han propuesto distintos métodos para evitar pérdidas de potencia debido al efecto sombra, el micro-inversor ofrece las ventajas de utilizar métodos convencionales para obtener la máxima potencia incrementado la eficiencia del conjunto de módulos incluido a esto que los costos de producción e instalación son reducidos sumados a la fácil instalación, Conociendo que los sistemas fotovoltaicos son sistemas no-lineales, en este proyecto se propone en primera instancia diseñar y simular un micro-inversor tipo flyback conectado a la red de energía eléctrica para controlar la potencia activa inyectada a la red utilizando técnicas de control no-lineal tales como Control Backstepping, pero dependiendo de las necesidades en el diseño se podría añadir otros tipos de control

Estudio y determinación de un algoritmo de control para procesos de propagación en sistemas complejos

Estudio y determinación de un algoritmo de control para procesos de propagación en sistemas complejos

Director: DANILO CHÁVEZ
Código: PIS-17-05
Fecha de inicio: 09/04/2018
Fecha de fin: En ejecución

Descripción:El presente proyecto se enfoca en el estudio de los procesos de propagación (Spread processes) que se dan en sistemas o redes complejas desde una perspectiva de control de sistemas multi-agentes con el objeto de establecer algoritmos de control para mitigar, o disminuir, la difusión de comportamientos no desesados en el sistema. Para este proyecto se analizarán distintos modelos de propagación tanto en sistemas complejos como en sistemas biológicos, donde han sido ampliamente estudiados. En base al análisis de estos sistemas, se propondrá estrategias de control que exploren las configuraciones o las relaciones entre los distintosd agentes de la red. Adempas se busca entender el papel fundamental de la red tanto en el proceso de propagación así como la ubicación de los canales de control. Finalmente, se pretende usar el algoritmo encontrado, o una variación de éste en una aplicaión, específicamente en el control de epidemias.

Una Plataforma Autonómica Como Servicio para Ambientes Inteligentes Educativos caracterizados en la EPN

Una Plataforma Autonómica Como Servicio para Ambientes Inteligentes Educativos caracterizados en la EPN

Director: DANILO CHÁVEZ
Código: PIJ-17-10
Fecha de inicio: 01/03/2018
Fecha de fin: En ejecución

Descripción:
Este proyecto tiene como propósito desarrollar las bases para la "Inteligencia Ambiental" en el ámbito educativo, desarrollando formalismos y tecnologías que permitan un comportamiento autónomo de los componentes (hardware y software) en el ambiente. En particular, se aspira desarrollar servicios de aprendizaje basados en el razonamiento y aprendizaje, entre otras cosas, para permitir que emerjan aplicaciones sensibles al contexto educativo (perfiles de estudiantes, dispositivos disponibles, etc.) y poder contextualizarlos en la EPN. La Inteligencia Ambiental requiere la integración de diferentes tecnologías, paradigmas y teorías que se abordarán en este proyecto: Sistemas Inteligentes, Computación Autonómica, Sistemas Distribuidos, Automatización, Control de Procesos, etc. Se implementará un primer prototipo de ambientes inteligentes, que sirva como espacio de prueba de conceptos, desarrollo de prototipos tecnológicos, etc. Además, se definirán índices/criterios de calidad de los ambientes inteligentes, a fin de medir el impacto de los mismos en las diferentes actividades académicas (procesos de enseñanza-aprendizaje).

Estudio, coordinación y consenso de sistemas multi-agentes heterogéneos con aplicaciones en robótica móvil

Estudio, coordinación y consenso de sistemas multi-agentes heterogéneos con aplicaciones en robótica móvil

Director: JACKELINE ABAD
Código: PIS-17-02
Fecha de inicio: 01/03/2018
Fecha de fin: En ejecución

Descripción:
El presente proyecto se enfoca en la problemática de coordinación y control de sistemas formados por múltiples agentes con características no necesariamente idénticas entre ellos. Típicamente, para la formación de grupos de multi-agentes se asume que todos sus integrantes tienen características homogéneas. No obstante, un solo tipo de robots limita el espectro de tareas que se pueden cumplir ya que no se tienen a disposición necesariamente todos los recursos exigidos por la tarea a resolver.
Por eso, este proyecto se enfoca en el estudio de la heterogeneidad en sistemas distribuidos conformado por múltiples agentes. Con el fin de evaluar las implicaciones de esta característica fundamental, se toma como base el problema concreto de la coordinación de un gran número de agentes móviles. La estrategia de control, que se propone estudiar y desarrollar para efectuar esta coordinación, se centra en que los agentes alcancen un consenso donde todos se ubiquen en localizaciones específicas dentro del grupo al mismo tiempo que se realiza una tarea global en conjunto, como el seguimiento de una trayectoria predefinida. Se propone el validar los resultados obtenidos tomando como caso de estudio un grupo de robots móviles heterogéneos tanto para pruebas en simulación como experimentales.

Desarrollo de estrategias de control avanzado para procesos industriales que presentan grandes retardos de tiempo

Desarrollo de estrategias de control avanzado para procesos industriales que presentan grandes retardos de tiempo

Director: YADIRA BRAVO
Código: PIS-17-04
Fecha de inicio: 01/03/2018
Fecha de fin: En ejecución

Descripción:
Los procesos con grandes retardos de tiempo son difíciles de controlar usando técnicas estándar de control (PID’s) esto se debe a que: los efectos de las perturbaciones no se sienten sino hasta luego de un considerable lapso de tiempo, el efecto de la acción de control toma un tiempo hasta ser percibida por la variable controlada, y que la acción de control aplicada se basa en el error actual que trata de corregir una situación que fue originada un tiempo anterior. En este proyecto se pretende desarrollar estrategias de control combinando teorías de control de modelo interno, predictor de Smith y control por modo deslizante, pretendiendo obtener controladores de estructura variable, robustos y con mayor desempeño, estas estrategias serán probadas mediante simulación y en experimentación en al menos tres procesos industriales que presenten grandes retardo de tiempo.

Desarrollo y construcción de un prototipo de PID robusto basado en las técnicas de control avanzado para mejorar la robustez de los procesos industriales

Desarrollo y construcción de un prototipo de PID robusto basado en las técnicas de control avanzado para mejorar la robustez de los procesos industriales

Director: LEICA ARTEAGA PAULO CÉSAR
Código: PIJ-15-17
Fecha de inicio: 01/03/2016
Fecha de fin: En ejecución

Descripción:
Los sistemas donde el problema de control adquiere mucha importancia son los procesos industriales con operación batch o fed-batch tales como: producción de alimentos, productos de la química y bioquímica, etc. Además, el avance de la tecnología ha hecho imprescindible la implementación de sistemas robóticos dentro de los procesos industriales.
La tendencia actual no es solo controlar estos sistemas, sino además que puedan operar en puntos de equilibrio inestables de ser necesario, y que las variables de estado del sistema sigan una trayectoria temporal determinada. En función de esto, el presente proyecto pretende desarrollar e implementar técnicas de control avanzado a sistemas de producción de distinta naturaleza, poniendo énfasis en el desarrollo de herramientas que puedan ser aplicadas independientemente de la naturaleza del proceso, con una baja carga computacional, buen desempeño y robustez ante perturbaciones e incertidumbre de los parámetros.
Para esto se pretende desarrollar, implementar y construir un prototipo PID-ROBUSTO que tenga mejores prestaciones y características de un PID comercial en lo referente a la robustez de control de procesos, basado en Técnicas de Control Avanzado, para esto se pretende cotejar el desempeño del prototipo desarrollado PID-ROBUSTO con un PID comercial, resolviendo problemas reales del control de procesos industriales como procesos de la industria petroquímica, en los cuales se utilizan reactores químicos tipo CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor), procesos batch, procesos de manufactura, así como sistemas robóticos, buscando demostrar que el prototipo sirve para sistemas de cualquier naturaleza

Estudio y optimización del control vectorial en lazo cerrado de máquinas eléctricas y sus aplicaciones

Estudio y optimización del control vectorial en lazo cerrado de máquinas eléctricas y sus aplicaciones

Director: PAUL MARCELO POZO PALMA
Código: PIJ-15-25
Fecha de inicio: 01/06/2016
Fecha de fin: En ejecución

Descripción:
A pesar que actualmente los conceptos tradicionales de control vectorial en lazo cerrado de máquinas eléctricas funcionan bien y son muy eficientes (como los muy populares Control por Orientación de Campo y Control Directo de Torque), la teoría moderna de control inteligente ofrece muchas alternativas para optimizar la operación de los semiconductores de potencia dentro de los convertidores estáticos de energía en el control de máquinas eléctricas, en la red eléctrica y con fuentes de energía renovables, tanto en régimen dinámico como en estado estable. Alternativas de control como por ejemplo el control óptimo, el control predictivo, el control deslizante, etc., los cuales se los quiere implementar en el control de máquinas eléctricas y sus aplicaciones como por ejemplo la emulación de cargas industriales, la integración de fuentes de energía renovables a la red, sistemas de transporte eléctrico, entre otras. Para realizar tanto control inteligente como la modelación matemática es necesario sistemas digitales muy eficientes y rápidos; hoy en día se cuenta ya con dispositivos que pueden procesar señales e información en el orden de los nanosegundos, como son los microprocesadores en paralelo con FPGA´s (por sus siglas en inglés: Field Programmable Gate Array). El presente proyecto servirá como plataforma inicial para ir progresivamente implementando control inteligente a la conversión estática de la energía para diferentes aplicaciones.

Proyectos Ejecutados

Estudio y determinación de un algoritmo para la coordinación y control de agentes móviles aplicando técnicas de consenso

Director: JACKELINE ABAD
Código: PII-DACI-01-2017
Fecha de inicio: 15-03-2017
Fecha de fin: 14-03-2018

Descripción:
El presente proyecto estudia la problemática de coordinación, control y formación de agentes móviles (líderes y seguidores). Típicamente, para la formación de grupos de sistemas de múltiples agentes se posee un líder que contiene toda la información para coordinación y control del grupo de agentes; y seguidores, los cuales que basados en la información de los líderes pueden desarrollar una determinada tarea en conjunto. Este enfoque basado en líder generalmente conlleva dos problemáticas:
i) un problema de vulnerabilidad, pues la pérdida del líder representa el colapso del sistema, y
ii) un problema de escalabilidad a formaciones más numerosas y complejas, debido a la limitación en cuando al número de agentes para la coordinación y formación. Sin embargo, la presencia de más líderes (agentes con información) y la aplicación de una arquitectura distribuida del controlador, permitirá no solamente tener un sistema más seguro, sino también formaciones más flexibles y escalables.
El algoritmo de control que se pretende desarrollar aprovechará la información que se puede obtener de la interacción de los agentes, es decir implícitamente todos los agentes podrán desarrollar tareas colaborativas en conjunto como seguimiento de trayectorias, decrementando o eliminando la vulnerabilidad e incrementando la escalabilidad del grupo de agentes.
Los agentes alcanzarán un consenso cuando todos se encuentren ubicados en una localización específica en el grupo y puedan realizar una tarea en conjunto como el seguimiento de trayectorias por parte de una formación de robots móviles. Se analizará y garantizará la estabilidad de los algoritmos desarrollados.

Investigación de soluciones tecnológicas inteligentes para exploración y transporte de objetos en zonas nocivas para seres humanos

Director: SOTOMAYOR OROZCO NELSON GONZALO
Código: PIMI-14-04
Fecha de inicio: 23/10/2014
Fecha de fin: 31/12/2017

Descripción:
Después de los desastres industriales producidos en Japón muchos grupos de investigación como DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), han demostrado interés en sistemas inteligentes que puedan reconocer entornos y mapearlos con el fin de usar soluciones robóticasen la búsqueda de personas o realizar trabajos en lugares de alto riesgo.
El presente proyecto se realizará una investigación analítica de sistemas robóticos que desarrollen tareas de exploración y recolección en ambientes no estructurados y a distancia, con la finalidad de desarrollar una herramienta adecuada para que el personal de rescate tenga el menor riesgo posible al operar en ambientes nocivos. Se consideran ambientes nocivos aquellos en los que se manipula objetos explosivos o el ingreso a estructuras colapsadas por fenómenos naturales o no naturales El sistema robótico será teleoperado con ayuda de algoritmos inteligentes para evasión de obstáculos y tendrá un tiempo de autonomía que le permita cumplir una misión de al menos una hora.

Estudio e implementación de plataformas de desarrollo digitales modernas para ser utilizadas en aplicaciones con convertidores estáticos de energía

Director: PAUL MARCELO POZO PALMA
Código: PIS-15-13
Fecha de inicio: 01/03/2016
Fecha de fin: 31/12/2017

Descripción:
En la actualidad los semiconductores de potencia (que son parte de las diferentes topologías de convertidores estáticos de energía) tienen la capacidad de operar a altas frecuencias y potencias. Para poder trabajar en estos puntos de operación es necesario procesar tanto las señales de medición como las de información de forma digital y así mismo a una alta velocidad y volumen. Hasta hace algunos años éste procesamiento digital se lo hacía por medio de sistemas microprocesados mediante programación secuencial, sin embargo debido justamente a la cantidad de información a procesar en corto tiempo estos sistemas digitales ya no son suficientes para las aplicaciones requeridas en la conversión estática de la energía. Como solución a este problema digital de procesamiento ultra-rápido de información hoy en día se tiene diferentes alternativas de plataformas de desarrollo digitales con microcontroladores y/o microprocesadores en operación en paralelo con FPGA´s.
El presente proyecto pretende realizar un estudio de las diferentes alternativas de plataformas de desarrollo digitales y escoger las más adecuadas para aplicaciones en convertidores estáticos de energía y sus aplicaciones como por ejemplo control electrónico de máquinas eléctricas y en fuentes de energía renovables. Como aplicación particular se pretende definir una plataforma digital en la cual sea posible realizar mediciones de voltaje y corriente eléctrica y de posición angular, acondicionando las señales con ADC-ΔΣ, y como salida señales PWM de disparo para un inversor.