Catálogo

Título :	Control autonomo de trayectoria de drones para anàlisis de cultivos
Tipo de documento:	texto impreso
Autor(es):	Bolaños Muñoz, Lina Maria, Autor ; Peña Santos, Alexander, Autor
Pie de Imprenta:	San Juan de Pasto: Editorial Universidad Cesmag
Número de páginas:	157
Descripción Física:	il., ... a color
Dimensiones:	28,5 cm
Material de acompañamiento:	CD-ROOM
Nota general:	Trabajo de grado (Ingeniero Electrónico). Universidad CESMAG. Facultad de Ingeniería, Programa de Ingeniería electrónica,2019
Idioma :	Francés
Resumen:	INTRODUCCIÓN El sistema de control autónomo de la trayectoria que debe seguir un dron en su plan de vuelo es uno de los principales desafíos para los especialistas dedicados al mapeo de la tierra, en este estudio se pretende desarrollar la simulación de un algoritmo de trayectoria para verificar su funcionamiento en un escenario real considerando las condiciones geográficas y el relieve del departamento de Nariño. Se hace necesario el modelamiento del dron basado en su cinemática y dinámica simulado en un software matemático y estadístico como lo es Matlab, que cuenta con una herramienta llamada Simulink en donde las ecuaciones sobre los modelos matemáticos se expresan en diagramas de bloques y códigos, se definió dos sistemas de ejes, el primer sistema de ejes llamado sistemas inercial, es un sistema fijo en el espacio y esta denotado por las siglas {x, y, z} en este sistema se aplican las ecuaciones dinámicas de translación; el segundo sistema es el cuerpo del dron y a él se refiere los giros de este y están denotados por las siglas {i, j, k}. El sistema de control de trayectoria se basa en el funcionamiento de los algoritmos como, el controlador PID, con la finalidad de mejorar la estabilidad del vuelo autónomo, la velocidad, la aceleración en cada instante, la dirección, la navegación, el tiempo total de la trayectoria, las distancias de los puntos intermedios, la distancia total, los vectores de posición y el filtro de Kalman, que es el encargado de disminuir el error que se le agrego a los sensores a aproximadamente a cero para mejorar el movimiento y seguimiento de trayectoria. Como resultados de este trabajo se desarrolló un algoritmo que permitan determinar la trayectoria autónoma más efectiva después de analizar como parámetros de entrada el Modelo Digital de Terreno (MDT) y las condiciones meteorológicas cambiantes velocidad del viento, lluvia y humedad. Una vez simulados los parámetros antes citados se pretende la unión de todos los bloques en Simulink y analizar el funcionamiento del controlador PID y el Filtro de Kalman; se determinaron dos algoritmos; el algoritmo punto a punto y el algoritmo de planeación de trayectorias y se determinó cuál algoritmo es el más eficaz al momento de realizar la trayectoria. 1. EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 1.1 Objeto o tema de investigación Diseño de un algoritmo para el sistema de control de trayectoria de un dron para las condiciones geográficas del departamento de Nariño. 1.2 Área de investigación Sistemas de automatización y control: El área de sistemas de automatización y control de la Institución Universitaria CESMAG desarrolla procesos investigativos orientados al modelamiento, simulación, diseño, desarrollo y evaluación de algoritmos de control, sistemas de control, sistemas inteligentes, control de procesos industriales, sistemas embebidos, acondicionamiento y procesamiento de señales, robótica, domótica e inteligencia artificial (CESMAG, pág. 3). 1.3 Línea de investigación Automatización de procesos: Estudia el diseño e implementación de controladores que permitan regular las variables de un sistema o proceso con el fin de lograr un funcionamiento deseado, buscando mejorar la productividad y la eficiencia de los procesos, como también la reducción de costos de implementación y el impacto ambiental del mismo. Entre las temáticas que aborda la línea se encuentran el control en procesos industriales, sistemas inteligentes y control visual (CESMAG, pág. 4). 1.4 Planteamiento o descripción del problema Uno de los atributos más relevantes requeridos en el control de los drones es que estos puedan seguir una trayectoria previamente calculada de manera autónoma. Los drones se utilizan en diferentes tipos de tareas, desde las civiles hasta las militares, siendo estas últimas las más conocidas o empleadas. “Dentro de las aplicaciones civiles se puede mencionar la vigilancia del tráfico en carreteras, las operaciones de búsqueda aérea y salvamento” (Silva, 2013, pág. 190). El problema en el control de trayectoria de los drones es que se requiere alternar entre distintos planes de vuelo o definir los desplazamientos óptimos de manera autónoma en función del entorno y la información recibida por los sensores (GPS, IMU, Barómetro) incorporados en el dron. Comercialmente los sistemas que existen para la planeación de trayectorias consideran condiciones geográficas diferentes a las que se encuentran en el departamento de Nariño, debido a que esta región tiene accidentes geográficos pronunciados, que no ha sido considerados para el desarrollo de un sistema de control autónomo de trayectoria. Dichos sistemas de planeación de trayectoria afectan de manera directa los tiempos de vuelo de los drones lo cual limita su capacidad para aprovechar las ventajas que trae el uso de nuevas tecnologías. De igual manera si los sistemas no son adecuados para la geografía local es posible que los drones no estén en capacidad de moverse dentro del terreno. Considerando lo anterior, es necesario el desarrollo de algoritmos que controlan el vuelo autónomo y la generación de trayectorias de un dron sin necesidad de intervención humana, permitiendo planear rutas con anterioridad o ajustar su trayectoria a medida que se va ejecutando de acuerdo con la información que obtiene el sistema de su entorno. Según Espitia (Propuesta para un algoritmo para la planeacion de trayectorias de roots móviles empleando campos potenciales y enjambres de particulas activas Brownianas, 2011, pág. 35) existen varios métodos para planeación de trayectorias entre los que se encuentran la navegación mediante cámaras, lidars, fusión sensorial, algoritmos de inteligencia artificial y mediante sensores como el GPS y las unidades inerciales, generalmente estos algoritmos permiten planear una trayectoria de manera anticipada, siendo esto una limitación para ser utilizados por ejemplo, en entornos de agricultura donde los ambientes cambian de acuerdo a las condiciones climáticas o parámetros con alta variabilidad. El algoritmo puede adecuarse al relieve del departamento de Nariño, sin embargo, se desconoce su efectividad en la adaptación del sistema de trayectoria, porque no se ha desarrollado un estudio que lo determine. En este proyecto se busca tener las herramientas necesarias para determinar la efectividad del seguimiento de trayectorias autónomas a partir de las diferentes condiciones geográficas. 1.5 Formulación del problema ¿Cuál es la efectividad de los algoritmos del sistema de control de trayectoria autónomo de un dron en la región rural de Nariño? 1.6 Objetivos Determinar la efectividad de los algoritmos para la planeación autónoma y el seguimiento de trayectorias de un dron simulado con los parámetros geográficos de la región rural de Nariño.  Simular una plataforma aérea no tripulada que cumpla con los requerimientos para sobrevolar en las condiciones de relieve del departamento de Nariño.  Diseñar un algoritmo para calcular las trayectorias de vuelo del dron.  Construir un modelo MDT que contenga los parámetros reales del entorno.  Implementar un sistema de sensores simulados considerando los errores que se encuentran en los sensores comerciales.  Simular en diferentes condiciones de relieve para evaluar la efectividad del dron a través de los algoritmos propuestos. 1.7 Justificación “Los drones en configuración de cuadrirotor pueden realizar maniobras de una manera ágil y veloz, debido a las ventajas en términos de dinámica generadas por su pequeño peso y tamaño” (Ruiz-Restrepo & Rizo-Gonzalez, Planeacion de trayectorias para un robot aéreo AR. Drone 2.0 usando GPS, 2014, pág. 8), esto hace que puedan ingresar en lugares donde los humanos difícilmente podrían, ya sea por restricciones físicas o términos de seguridad. “Una de las tareas esenciales de los drones, es la planeación de trayectoria, que permite a través de un conjunto de algoritmos o procedimientos determinar el camino más eficiente entre dos puntos; escaneado el terreno se procesa en tierra para obtener un modelo 3D con resolución centimétrica y una precisión de entre 1 y 5cm según se requiera” (Garcia-Jimenez, Serena-Encinas, Palomo, Rose-Gomez, & Millan-Castro, 2016, pág. 158). El problema en el control de los drones es que se requiere alternar entre distintos planes de vuelo o definir desplazamientos óptimos de manera autónoma en función del entorno, por esto se pretende realizar la simulación de un dron, su sistema de planeación de 1.6.1 Objetivo general. 1.6.2 Objetivos específicos. trayectorias y sus respuesta en un modelo virtual de terreno, de manera que se pueda determinar la efectividad de los algoritmos para la planeación autónoma y el seguimiento de trayectorias en la región rural de Nariño. (Rosales, 2011). Es importante desarrollar una estrategia que permita seguir una trayectoria de forma autónoma a partir de los sensores como el acelerómetro, giroscopio, GPS, y magnetómetro, ya que pueden remitir datos sobre el vuelo o la información recogida por los sensores; permitiendo planear rutas con anterioridad o a medida que se van ejecutando las diferentes acciones de vuelo. Gracias a este sistema el vehículo puede alternar entre distintos planes de vuelo o definir los desplazamientos óptimos en función del entorno y la información recibida por sus sensores. Este sistema supone un avance significativo respecto a los sistemas actualmente existentes como el eMotion que genera automáticamente un plan de vuelo completo y calcula la altitud necesaria para una correcta visualización de las parcelas. Las pruebas para evaluar la simulación de los algoritmos del dron se realizaron con las características de una finca cafetera ubicada en el casco urbano del Municipio de San Lorenzo Nariño, aunque no se va a analizar ningún parámetro de la plantación es necesario hacer previamente un modelo digital del terreno (MDT), para determinar las distintas características de la superficie terrestre derivadas de una capa de elevaciones, ya que se utilizó un algoritmo de trayectoria que consideran las características de la región rural de Nariño. 1.8 Viabilidad El proyecto es viable ya que se cuenta con el estudio y las herramientas necesarias para el desarrollo de la simulación del sistema de control autónomo de trayectorias para un dron, se dispone de las características topográficas de terreno con el cual se analizará las condiciones climáticas. El proyecto que se desarrolló se realizó a nivel de simulación. También se dispone con un medio de transporte para la movilidad hasta el lugar de las pruebas. 1.9 Delimitación El presente estudio se realizó considerando las condiciones geográficas del departamento de Nariño, se pretende desarrollar este proyecto en un año iniciando el cronograma de actividades a partir de su aprobación. El estudio se enfoca en un sistema de trayectoria para el control autónomo del vuelo de un dron, lo que se va a hacer es el diseño e implementación del algoritmo en la simulación del dron para el seguimiento de trayectoria y llegar así al análisis de los resultados.
Nota de contenido:	TABLA DE CONTENIDO 1. EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 1.1 Objeto o tema de investigación 1.2 Área de investigación 1.3 Línea de investigación 1.4 Planteamiento o descripción del problema 1.5 Formulación del problema 1.6 Objetivos 1.6.1 Objetivo general. 1.6.2 Objetivos específicos. 1.7 Justificación 1.8 Viabilidad 1.9 Delimitación 2. TOPICOS DEL MARCO TEORICO 2.1 Antecedentes 2.1.1 Modelado y estabilización de un helicóptero con cuatro rotores 2.1.2 Planeación de trayectorias para un robot aéreo AR.Drone 2.0 usando GPS. 2.1.3 Seguimiento de trayectoria de un mini-helicóptero de cuatro rotores basado en métodos numéricos. 2.1.4 Algoritmo para la planeación de trayectorias de robots móviles empleando enjambres de partículas brownianas 2.1.5 Quadcopter: Construcción, control de vuelo y navegación GPS. 2.1.6 Diseño y Simulación de Algoritmos de Guiado de Aeronaves basados en Control Predictivo 2.1.7 Modelado y Control de un Helicóptero Quadrotor 2.1.8 Control de seguimiento de trayectorias en sistemas no lineales con incertidumbre, aplicación a robots manipuladores 2.1.9 Sistema de control que permite el vuelo autónomo de drones 2.1.10 Sistemas de Control y Guiado para Vehículos Aéreos No Tripulados: Diseño de Algoritmos y Sistemas Embarcados 2.2 Enunciados de los supuestos teóricos 2.2.1 Sistema autónomo 2.2.2 Planificación de trayectorias 2.2.3 Algoritmos 2.2.3.1 Filtro de Kalman 2.2.3.2 Controlador PID 2.2.3.3 Algoritmo de generación y planeación de trayectorias 2.2.3.4 Algoritmo de movimiento y seguimiento de trayectoria 2.2.4 Modelo digital del terreno (MDT) 2.2.4.1 Métodos directos mediante sensores remotos 2.2.4.2 Métodos directos sobre el terreno 2.2.4.3 Métodos indirectos 2.2.5 Sistema de posicionamiento global (GPS) 2.2.6 Sistema GNSS 2.2.7 Sistema Glonass 2.2.8 Sistema de medida inercial (IMU) 2.2.8.1 Giroscopio 2.2.8.2 Acelerómetro 2.2.8.3 Magnetómetro 2.2.9 Barómetro 2.2.10 MODELO DINAMICO DEL QUADROTOR 2.3 Definición de conceptos 2.3.1 Definición nominal de las variables 2.3.1.1 Coordenadas geográficas del MDT 2.3.1.2 Coordenadas del dron 2.3.1.3 Eficiencia: 2.3.1.4 Eficacia: 2.3.1.5 Efectividad: 2.3.1.6 Estimación de error: 2.3.2 Definición operativa de las variables 2.3.2.1 Efectividad: 2.3.2.2 Eficiencia 2.3.2.3 Eficacia: 2.3.2.4 Estimación de error: 2.3.2.5 Coordenadas del dron 2.3.2.6 Coordenadas geográficas del MDT 2.4 Hipótesis 3. METODOLOGÍA 3.1 Enfoque 3.2 Paradigma 3.3 Método 3.4 Tipo de investigación 3.5 Diseño 3.6 Universo 3.7 Muestra 3.8 Técnicas de recolección de información 3.8.1 Validez 3.8.2 Confiabilidad 3.9 Instrumentos de recolección de información 4. RESULTADOS DE LA INVESTIGACION 4.1 Controlador PID 4.2 Control general del Dron 4.3 Bloque Quadrotor 4.4 Bloque de Trasformación 4.5 Bloque VRSink 4.6 Modelo y visualización del dron 4.7 Bloque Control Z Ángulos 4.8 Bloque de Posición XY 4.9 Bloque de Control de Trayectoria 4.10 Bloque Constate 4.11 Bloque de Viento 4.12 Bloque de humedad 4.13 Bloque Derivativo 4.14 Bloque Integrador 4.15 Boque de Saturación 4.16 Bloque de Función de Trasferencia 4.17 Bloque de Memoria 4.18 Diagrama de conexiones del bloque quadrotor 4.19 Modelo digital de terreno en 3DS MAX 4.20 Modelo digital del terreno uno: 4.21 Modelo digital del terreno dos: 4.22 Modelo digital del terreno tres: 4.23 Algoritmo punto a punto del terreno uno 4.24 Algoritmo punto a punto del terreno dos 4.25 Algoritmo punto a punto del terreno tres 4.26 Algoritmo de planeación de trayectoria para el terreno tres 4.26.1 Pruebas sin filtro de Kalman 4.26.2 Pruebas con filtro de Kalman 4.27 Algoritmo de planeación de trayectoria para el terreno dos 4.27.1 Pruebas sin filtro de Kalman 4.27.2 Pruebas con filtro de Kalman 4.28 Algoritmo de planeación de trayectoria para el terreno uno 4.28.1 Pruebas sin filtro de Kalman 4.28.2 Pruebas con filtro de Kalman 5. CONCLUSIONES 6. RECOMENDACIONES 7. ANEXOS REFERENCIA

Control autonomo de trayectoria de drones para anàlisis de cultivos [texto impreso] / Bolaños Muñoz, Lina Maria, Autor ; Peña Santos, Alexander, Autor . - [S.l.] : San Juan de Pasto: Editorial Universidad Cesmag, [s.d.] . - 157 : il., ... a color ; 28,5 cm + CD-ROOM.
Trabajo de grado (Ingeniero Electrónico). Universidad CESMAG. Facultad de Ingeniería, Programa de Ingeniería electrónica,2019
Idioma : Francés

Resumen:

INTRODUCCIÓN El sistema de control autónomo de la trayectoria que debe seguir un dron en su plan de vuelo es uno de los principales desafíos para los especialistas dedicados al mapeo de la tierra, en este estudio se pretende desarrollar la simulación de un algoritmo de trayectoria para verificar su funcionamiento en un escenario real considerando las condiciones geográficas y el relieve del departamento de Nariño. Se hace necesario el modelamiento del dron basado en su cinemática y dinámica simulado en un software matemático y estadístico como lo es Matlab, que cuenta con una herramienta llamada Simulink en donde las ecuaciones sobre los modelos matemáticos se expresan en diagramas de bloques y códigos, se definió dos sistemas de ejes, el primer sistema de ejes llamado sistemas inercial, es un sistema fijo en el espacio y esta denotado por las siglas {x, y, z} en este sistema se aplican las ecuaciones dinámicas de translación; el segundo sistema es el cuerpo del dron y a él se refiere los giros de este y están denotados por las siglas {i, j, k}. El sistema de control de trayectoria se basa en el funcionamiento de los algoritmos como, el controlador PID, con la finalidad de mejorar la estabilidad del vuelo autónomo, la velocidad, la aceleración en cada instante, la dirección, la navegación, el tiempo total de la trayectoria, las distancias de los puntos intermedios, la distancia total, los vectores de posición y el filtro de Kalman, que es el encargado de disminuir el error que se le agrego a los sensores a aproximadamente a cero para mejorar el movimiento y seguimiento de trayectoria. Como resultados de este trabajo se desarrolló un algoritmo que permitan determinar la trayectoria autónoma más efectiva después de analizar como parámetros de entrada el Modelo Digital de Terreno (MDT) y las condiciones meteorológicas cambiantes velocidad del viento, lluvia y humedad. Una vez simulados los parámetros antes citados se pretende la unión de todos los bloques en Simulink y analizar el funcionamiento del controlador PID y el Filtro de Kalman; se determinaron dos algoritmos; el algoritmo punto a punto y el algoritmo de planeación de trayectorias y se determinó cuál algoritmo es el más eficaz al momento de realizar la trayectoria. 1. EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 1.1 Objeto o tema de investigación Diseño de un algoritmo para el sistema de control de trayectoria de un dron para las condiciones geográficas del departamento de Nariño. 1.2 Área de investigación Sistemas de automatización y control: El área de sistemas de automatización y control de la Institución Universitaria CESMAG desarrolla procesos investigativos orientados al modelamiento, simulación, diseño, desarrollo y evaluación de algoritmos de control, sistemas de control, sistemas inteligentes, control de procesos industriales, sistemas embebidos, acondicionamiento y procesamiento de señales, robótica, domótica e inteligencia artificial (CESMAG, pág. 3). 1.3 Línea de investigación Automatización de procesos: Estudia el diseño e implementación de controladores que permitan regular las variables de un sistema o proceso con el fin de lograr un funcionamiento deseado, buscando mejorar la productividad y la eficiencia de los procesos, como también la reducción de costos de implementación y el impacto ambiental del mismo. Entre las temáticas que aborda la línea se encuentran el control en procesos industriales, sistemas inteligentes y control visual (CESMAG, pág. 4). 1.4 Planteamiento o descripción del problema Uno de los atributos más relevantes requeridos en el control de los drones es que estos puedan seguir una trayectoria previamente calculada de manera autónoma. Los drones se utilizan en diferentes tipos de tareas, desde las civiles hasta las militares, siendo estas últimas las más conocidas o empleadas. “Dentro de las aplicaciones civiles se puede mencionar la vigilancia del tráfico en carreteras, las operaciones de búsqueda aérea y salvamento” (Silva, 2013, pág. 190). El problema en el control de trayectoria de los drones es que se requiere alternar entre distintos planes de vuelo o definir los desplazamientos óptimos de manera autónoma en función del entorno y la información recibida por los sensores (GPS, IMU, Barómetro) incorporados en el dron. Comercialmente los sistemas que existen para la planeación de trayectorias consideran condiciones geográficas diferentes a las que se encuentran en el departamento de Nariño, debido a que esta región tiene accidentes geográficos pronunciados, que no ha sido considerados para el desarrollo de un sistema de control autónomo de trayectoria. Dichos sistemas de planeación de trayectoria afectan de manera directa los tiempos de vuelo de los drones lo cual limita su capacidad para aprovechar las ventajas que trae el uso de nuevas tecnologías. De igual manera si los sistemas no son adecuados para la geografía local es posible que los drones no estén en capacidad de moverse dentro del terreno. Considerando lo anterior, es necesario el desarrollo de algoritmos que controlan el vuelo autónomo y la generación de trayectorias de un dron sin necesidad de intervención humana, permitiendo planear rutas con anterioridad o ajustar su trayectoria a medida que se va ejecutando de acuerdo con la información que obtiene el sistema de su entorno. Según Espitia (Propuesta para un algoritmo para la planeacion de trayectorias de roots móviles empleando campos potenciales y enjambres de particulas activas Brownianas, 2011, pág. 35) existen varios métodos para planeación de trayectorias entre los que se encuentran la navegación mediante cámaras, lidars, fusión sensorial, algoritmos de inteligencia artificial y mediante sensores como el GPS y las unidades inerciales, generalmente estos algoritmos permiten planear una trayectoria de manera anticipada, siendo esto una limitación para ser utilizados por ejemplo, en entornos de agricultura donde los ambientes cambian de acuerdo a las condiciones climáticas o parámetros con alta variabilidad. El algoritmo puede adecuarse al relieve del departamento de Nariño, sin embargo, se desconoce su efectividad en la adaptación del sistema de trayectoria, porque no se ha desarrollado un estudio que lo determine. En este proyecto se busca tener las herramientas necesarias para determinar la efectividad del seguimiento de trayectorias autónomas a partir de las diferentes condiciones geográficas. 1.5 Formulación del problema ¿Cuál es la efectividad de los algoritmos del sistema de control de trayectoria autónomo de un dron en la región rural de Nariño? 1.6 Objetivos Determinar la efectividad de los algoritmos para la planeación autónoma y el seguimiento de trayectorias de un dron simulado con los parámetros geográficos de la región rural de Nariño.  Simular una plataforma aérea no tripulada que cumpla con los requerimientos para sobrevolar en las condiciones de relieve del departamento de Nariño.  Diseñar un algoritmo para calcular las trayectorias de vuelo del dron.  Construir un modelo MDT que contenga los parámetros reales del entorno.  Implementar un sistema de sensores simulados considerando los errores que se encuentran en los sensores comerciales.  Simular en diferentes condiciones de relieve para evaluar la efectividad del dron a través de los algoritmos propuestos. 1.7 Justificación “Los drones en configuración de cuadrirotor pueden realizar maniobras de una manera ágil y veloz, debido a las ventajas en términos de dinámica generadas por su pequeño peso y tamaño” (Ruiz-Restrepo & Rizo-Gonzalez, Planeacion de trayectorias para un robot aéreo AR. Drone 2.0 usando GPS, 2014, pág. 8), esto hace que puedan ingresar en lugares donde los humanos difícilmente podrían, ya sea por restricciones físicas o términos de seguridad. “Una de las tareas esenciales de los drones, es la planeación de trayectoria, que permite a través de un conjunto de algoritmos o procedimientos determinar el camino más eficiente entre dos puntos; escaneado el terreno se procesa en tierra para obtener un modelo 3D con resolución centimétrica y una precisión de entre 1 y 5cm según se requiera” (Garcia-Jimenez, Serena-Encinas, Palomo, Rose-Gomez, & Millan-Castro, 2016, pág. 158). El problema en el control de los drones es que se requiere alternar entre distintos planes de vuelo o definir desplazamientos óptimos de manera autónoma en función del entorno, por esto se pretende realizar la simulación de un dron, su sistema de planeación de 1.6.1 Objetivo general. 1.6.2 Objetivos específicos. trayectorias y sus respuesta en un modelo virtual de terreno, de manera que se pueda determinar la efectividad de los algoritmos para la planeación autónoma y el seguimiento de trayectorias en la región rural de Nariño. (Rosales, 2011). Es importante desarrollar una estrategia que permita seguir una trayectoria de forma autónoma a partir de los sensores como el acelerómetro, giroscopio, GPS, y magnetómetro, ya que pueden remitir datos sobre el vuelo o la información recogida por los sensores; permitiendo planear rutas con anterioridad o a medida que se van ejecutando las diferentes acciones de vuelo. Gracias a este sistema el vehículo puede alternar entre distintos planes de vuelo o definir los desplazamientos óptimos en función del entorno y la información recibida por sus sensores. Este sistema supone un avance significativo respecto a los sistemas actualmente existentes como el eMotion que genera automáticamente un plan de vuelo completo y calcula la altitud necesaria para una correcta visualización de las parcelas. Las pruebas para evaluar la simulación de los algoritmos del dron se realizaron con las características de una finca cafetera ubicada en el casco urbano del Municipio de San Lorenzo Nariño, aunque no se va a analizar ningún parámetro de la plantación es necesario hacer previamente un modelo digital del terreno (MDT), para determinar las distintas características de la superficie terrestre derivadas de una capa de elevaciones, ya que se utilizó un algoritmo de trayectoria que consideran las características de la región rural de Nariño. 1.8 Viabilidad El proyecto es viable ya que se cuenta con el estudio y las herramientas necesarias para el desarrollo de la simulación del sistema de control autónomo de trayectorias para un dron, se dispone de las características topográficas de terreno con el cual se analizará las condiciones climáticas. El proyecto que se desarrolló se realizó a nivel de simulación. También se dispone con un medio de transporte para la movilidad hasta el lugar de las pruebas. 1.9 Delimitación El presente estudio se realizó considerando las condiciones geográficas del departamento de Nariño, se pretende desarrollar este proyecto en un año iniciando el cronograma de actividades a partir de su aprobación. El estudio se enfoca en un sistema de trayectoria para el control autónomo del vuelo de un dron, lo que se va a hacer es el diseño e implementación del algoritmo en la simulación del dron para el seguimiento de trayectoria y llegar así al análisis de los resultados.

Nota de contenido:

TABLA DE CONTENIDO 1. EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 1.1 Objeto o tema de investigación 1.2 Área de investigación 1.3 Línea de investigación 1.4 Planteamiento o descripción del problema 1.5 Formulación del problema 1.6 Objetivos 1.6.1 Objetivo general. 1.6.2 Objetivos específicos. 1.7 Justificación 1.8 Viabilidad 1.9 Delimitación 2. TOPICOS DEL MARCO TEORICO 2.1 Antecedentes 2.1.1 Modelado y estabilización de un helicóptero con cuatro rotores 2.1.2 Planeación de trayectorias para un robot aéreo AR.Drone 2.0 usando GPS. 2.1.3 Seguimiento de trayectoria de un mini-helicóptero de cuatro rotores basado en métodos numéricos. 2.1.4 Algoritmo para la planeación de trayectorias de robots móviles empleando enjambres de partículas brownianas 2.1.5 Quadcopter: Construcción, control de vuelo y navegación GPS. 2.1.6 Diseño y Simulación de Algoritmos de Guiado de Aeronaves basados en Control Predictivo 2.1.7 Modelado y Control de un Helicóptero Quadrotor 2.1.8 Control de seguimiento de trayectorias en sistemas no lineales con incertidumbre, aplicación a robots manipuladores 2.1.9 Sistema de control que permite el vuelo autónomo de drones 2.1.10 Sistemas de Control y Guiado para Vehículos Aéreos No Tripulados: Diseño de Algoritmos y Sistemas Embarcados 2.2 Enunciados de los supuestos teóricos 2.2.1 Sistema autónomo 2.2.2 Planificación de trayectorias 2.2.3 Algoritmos 2.2.3.1 Filtro de Kalman 2.2.3.2 Controlador PID 2.2.3.3 Algoritmo de generación y planeación de trayectorias 2.2.3.4 Algoritmo de movimiento y seguimiento de trayectoria 2.2.4 Modelo digital del terreno (MDT) 2.2.4.1 Métodos directos mediante sensores remotos 2.2.4.2 Métodos directos sobre el terreno 2.2.4.3 Métodos indirectos 2.2.5 Sistema de posicionamiento global (GPS) 2.2.6 Sistema GNSS 2.2.7 Sistema Glonass 2.2.8 Sistema de medida inercial (IMU) 2.2.8.1 Giroscopio 2.2.8.2 Acelerómetro 2.2.8.3 Magnetómetro 2.2.9 Barómetro 2.2.10 MODELO DINAMICO DEL QUADROTOR 2.3 Definición de conceptos 2.3.1 Definición nominal de las variables 2.3.1.1 Coordenadas geográficas del MDT 2.3.1.2 Coordenadas del dron 2.3.1.3 Eficiencia: 2.3.1.4 Eficacia: 2.3.1.5 Efectividad: 2.3.1.6 Estimación de error: 2.3.2 Definición operativa de las variables 2.3.2.1 Efectividad: 2.3.2.2 Eficiencia 2.3.2.3 Eficacia: 2.3.2.4 Estimación de error: 2.3.2.5 Coordenadas del dron 2.3.2.6 Coordenadas geográficas del MDT 2.4 Hipótesis 3. METODOLOGÍA 3.1 Enfoque 3.2 Paradigma 3.3 Método 3.4 Tipo de investigación 3.5 Diseño 3.6 Universo 3.7 Muestra 3.8 Técnicas de recolección de información 3.8.1 Validez 3.8.2 Confiabilidad 3.9 Instrumentos de recolección de información 4. RESULTADOS DE LA INVESTIGACION 4.1 Controlador PID 4.2 Control general del Dron 4.3 Bloque Quadrotor 4.4 Bloque de Trasformación 4.5 Bloque VRSink 4.6 Modelo y visualización del dron 4.7 Bloque Control Z Ángulos 4.8 Bloque de Posición XY 4.9 Bloque de Control de Trayectoria 4.10 Bloque Constate 4.11 Bloque de Viento 4.12 Bloque de humedad 4.13 Bloque Derivativo 4.14 Bloque Integrador 4.15 Boque de Saturación 4.16 Bloque de Función de Trasferencia 4.17 Bloque de Memoria 4.18 Diagrama de conexiones del bloque quadrotor 4.19 Modelo digital de terreno en 3DS MAX 4.20 Modelo digital del terreno uno: 4.21 Modelo digital del terreno dos: 4.22 Modelo digital del terreno tres: 4.23 Algoritmo punto a punto del terreno uno 4.24 Algoritmo punto a punto del terreno dos 4.25 Algoritmo punto a punto del terreno tres 4.26 Algoritmo de planeación de trayectoria para el terreno tres 4.26.1 Pruebas sin filtro de Kalman 4.26.2 Pruebas con filtro de Kalman 4.27 Algoritmo de planeación de trayectoria para el terreno dos 4.27.1 Pruebas sin filtro de Kalman 4.27.2 Pruebas con filtro de Kalman 4.28 Algoritmo de planeación de trayectoria para el terreno uno 4.28.1 Pruebas sin filtro de Kalman 4.28.2 Pruebas con filtro de Kalman 5. CONCLUSIONES 6. RECOMENDACIONES 7. ANEXOS REFERENCIA

Título :	Sistema para la deteccion de la distorsion de omda tipo notching
Tipo de documento:	texto impreso
Autor(es):	Martinez Muñoz, Aura Cristina, Autor ; Revelo Eraso, Erika Catherine, Autor ; Escobar Rosero, Edison, Asesor
Pie de Imprenta:	San Juan de Pasto: Editorial Universidad Cesmag
Número de páginas:	100
Descripción Física:	il., ... a color
Dimensiones:	28,5 cm
Material de acompañamiento:	CD-ROOM
Nota general:	Trabajo de grado (Ingeniero Electrónico). Universidad CESMAG. Facultad de Ingeniería, Programa de Ingeniería electrónica,2018
Idioma :	Francés
Resumen:	Introducción La calidad de la energía hace referencia al estándar de calidad que debe tener el suministro de corriente alterna en las instalaciones eléctricas con respecto al voltaje o tensión, la forma de onda y frecuencia. En cuanto a la forma de onda, es importante que esta no tenga ninguna distorsión o deformación, entre más sinusoidal sea y su amplitud sea cercana o igual al valor nominal, mejor calidad tendrá la onda (UPME, 2011, pág. 3). Los diferentes tipos de perturbaciones que afectan la calidad de la onda eléctrica tienen una gran importancia en la industria actual, porque las fallas asociadas con estos fenómenos pueden significar pérdidas y daños en maquinaria y equipos. Definir con exactitud las causas u orígenes de las perturbaciones que se propagan por la red es un apartado complejo que necesita siempre de una correcta monitorización y análisis para luego proponer acciones correctivas. La calidad de la energía puede verse afectada por varios fenómenos electromagnéticos que se presentan frecuentemente en los sistemas eléctricos los cuales son causados por fallas o cargas no lineales entre otras. Uno de los fenómenos que afecta la calidad de la energía son las muescas de tensión o Notch, se manifiestan cuando la corriente es conmutada de una fase a otra o cuando hay un cambio brusco de la intensidad que circula por la red, derivado de la conexión o desconexión de cargas. Los componentes de frecuencia asociados con estas muescas son generalmente altos y difíciles de detectar, durante este periodo hay un cortocircuito momentáneo entre las dos fases llevando la tensión muy cercana a cero (IEEE, 2009, pág. 20). 1. El problema de investigación Objeto o tema de investigación Sistema de detección del efecto Notching. Área de investigación Potencia y Energía: El área de Potencia y Energía del programa de Ingeniería Electrónica de la Institución Universitaria CESMAG enfoca su trabajo en el estudio de la generación, transformación, intercambio, transporte, distribución, almacenamiento y consumo de energía eléctrica de manera absoluta o por unidad de tiempo, incluyendo el diseño, análisis, control y optimización de sistemas de electrónica de potencia. Las líneas de investigación incluyen Calidad de la Energía y Energías Alternativas. Línea de investigación Calidad de la energía: La línea de investigación en Calidad de la Energía se define como el estudio de las características eléctricas que afectan el correcto funcionamiento de un sistema eléctrico y, por lo tanto, el trabajo que desarrollan los usuarios. Estas características son tensión constante, frecuencia, forma de onda sinusoidal simétrica, sistema balanceado entre otras. Aparece como un conjunto de límites en el comportamiento de los sistemas de potencia (eléctrico-electrónico) que permiten que un equipo funcione en la manera esperada sin afectar su desempeño y vida útil. Planteamiento o descripción del problema Medir la calidad de la energía puede ayudar a evitar problemas como por ejemplo variaciones o fluctuaciones en la forma onda de tensión y corriente e impidiendo que elementos electrónicos se dañen. Para cumplir con los parámetros de calidad de la energía respecto a la calidad de la onda de tensión, esta debe ser totalmente sinusoidal, y no debe presentar ninguna interrupción o fluctuación, entre más sinusoidal sea la onda y su amplitud sea cercana o igual al valor nominal, mejor calidad tendrá la onda. Uno de los fenómenos que afectan la calidad de la energía se conoce como efecto Notching. Según la norma IEEE Std. 1159-2009 (IEEE, 2009), el efecto Notching conocido también como muescas o hendiduras, consiste en una serie de perturbaciones periódicas presentes en la forma de onda de tensión causada por la conmutación de una fase a otra de la corriente o por la conexión y desconexión de cargas de la red. Este fenómeno es tratado como un caso especial ya que los componentes de frecuencia asociados a él, pueden ser tan altos que no son fácilmente detectados por su corta duración por los equipos de medición. Los equipos encargados de la detección de este tipo de fenómenos, son costosos y se basan en el monitoreo de otros fenómenos (Armónicos, ruido, sobretensión etc.). Las muescas de voltaje afectan equipos como computadores, impresoras láser, además ocasiona la disminución de la vida útil de los equipos electrónicos de alta potencia, alterando su funcionamiento, el Notching pueden afectar a todos los elementos del sistema eléctrico tanto en la red como en los receptores o cargas, y las consecuencias en los equipos dependen de la magnitud del fenómeno, es decir de la amplitud de la muesca. Dentro de los efectos negativos que se ocasionan está el mal funcionamiento en equipos de control de velocidad, este parámetro puede verse alterado de forma involuntaria, y puede afectar los sistemas digitales, produciendo un incorrecto almacenamiento de datos en la memoria. Se desconoce cómo se puede detectar la distorsión de onda tipo Notching, detallando claramente sus características más importantes como lo son la duración y la profundidad, es entonces como es necesario desarrollar un sistema capaz de hacer la detección de este fenómeno, teniendo en cuenta que los equipos ya existentes son de difícil acceso por su elevado costo y su poca disponibilidad en el país. Formulación del problema ¿Cómo se puede detectar la distorsión de la onda tipo Notching? Objetivos Desarrollar un sistema para la detección de la distorsión de onda tipo Notching.  Diseñar el sistema de detección de la distorsión de onda tipo Notching.  Implementar el sistema de detección de la distorsión de onda tipo Notching.  Evaluar el sistema desarrollado. Justificación El sistema que se desarrolló aporta a la mejora de la calidad de la energía, siendo un equipo eficiente que es capaz de detectar las muescas de voltaje, sirviendo de apoyo en un ambiente industrial en donde la calidad y la eficiencia energética han adquirido mayor importancia ya que las industrias buscan un aumento en la productividad y competitividad a través del buen aprovechamiento de la energía, puesto que su buen uso es una alternativa viable para reducir costos de operación y expandir ganancias dentro del mundo industrial. La calidad del servicio en el suministro de la energía eléctrica es importante a nivel comercial, industrial y social, es por eso que cuando suceden anomalías en la energía eléctrica muchos procesos industriales y de la vida cotidiana se ven afectados. La detección oportuna del efecto Notching evita posibles daños y previene la disminución de la vida útil de los dispositivos electrónicos de potencia. Es por ello que se desarrolló un sistema para la detección de muescas o hendiduras presentes en la onda de tensión. El desarrollo de este sistema es de ayuda al sector industrial, ya que tienen una herramienta efectiva que alerte sobre la presencia del fenómeno Notch evitando así posibles daños en motores, variadores, alarmas, sistemas de disparo, sistemas de control, instrumentación y otros dispositivos sensibles a los daños ocasionados por este fenómeno. 1.6.1 Objetivo general. 1.6.2 Objetivos específicos. Al hacer la detección oportuna de esta anomalía en las empresas se pueden evitar paradas inesperadas o fallas en los equipos y maquinaria de producción. Delimitación Esta investigación se enfoca en el desarrollo de un sistema con la capacidad de detectar uno de los fenómenos presentes en el estudio de Calidad de la Energía como lo es el tipo Notching, además el sistema debe ser capaz de operar en el rango de frecuencia definido por la norma IEEE estándar 1159 comprendido entre 0Hz – 20KHz (Rango del efecto Notching) que permite la identificación de señales eléctricas que se encuentren afectadas por muescas presentes en la onda de tensión.
Nota de contenido:	ontenido pág. Introducción 1. El problema de investigación Objeto o tema de investigación Área de investigación Línea de investigación Planteamiento o descripción del problema Formulación del problema Objetivos 1.6.1 Objetivo general 1.6.2 Objetivos específicos Justificación Delimitación 2. Tópicos del marco teórico Antecedentes 2.1.1 Detección del voltaje Notch en las señales de calidad de la energía en el espacio fase. 2.1.2 Detección de muescas de tensión y análisis usando la transformada Wavelet. 2.1.3 Detección del voltaje Notch usando un sistema experto difuso. Interacción del voltaje Notch causada por grandes unidades de velocidad ajustable en sistemas de distribución con bajas capacidades de cortocircuito. 2.1.5 Determinación de índices de muescas de voltaje mediante la transformada Wavelet Enunciados de los supuestos teóricos 2.2.1 Definición calidad de la energía. 2.2.2 Fenómenos electromagnéticos que afectan la calidad de la energía. 2.2.3 Muescas de tensión Notching. 2.2.4 Lugares donde se presenta el Notching. 2.2.5 Analizador de redes eléctricas HIOKI 2.2.6 Norma IEEE 1159 de 2009. 2.2.7 Redes Neuronales Artificiales (RNA). Definición de conceptos 2.3.1 Definición nominal de las variables 2.3.2 Definición operativa de las variables Hipótesis 3. Metodología Paradigma Enfoque Método Tipo de investigación Diseño de la investigación Universo Muestra Técnicas de recolección de información 3.8.1 Validez de la técnica. 3.8.2 Confiabilidad de la técnica. Instrumentos de recolección de información 4. Resultados Metodología usada en la implementación del sistema. 4.1.1 Diseño del generador de onda Notching. 4.1.2 Diagrama de conexión del sistema de adquisición de datos. 4.1.3 Entrada y salida de la red neuronal. 4.1.4 Entrenamiento de la red neuronal. 4.1.5 Análisis de las características del Notching. Diseño del sistema de detección de Notching. 4.2.1 Simulación del generador de onda tipo Notching 4.2.2 Entrenamiento de la red neuronal. 4.2.3 Validación de la red neuronal 4.2.4 Algoritmo de captura de datos para el sistema de detección Notch. 4.2.5 Diseño del sistema de adquisición de datos Implementación del sistema de detección de la distorsión de la forma de onda 4.3tipo Notching 4.3.1 Pruebas de funcionamiento del generador de Notch. 4.3.2 Implementación circuito para la adquisición de datos. 4.3.3 Entorno gráfico de captura de datos. 4.3.4 GUIDE para el análisis de las características del Notching. 4.3.5 Pruebas de adquisición con el sistema desarrollado. 4.3.6 Porcentaje de éxito en la detección de muescas de voltaje. Evaluación del sistema desarrollado. 4.4.1 Comparación con el HIOKI 3197. 4.4.2 Pruebas de comparación con la tarjeta de adquisición MyDAQ. 4.4.3 Porcentaje de éxito con la tarjeta MyDAQ. 5. Análisis de resultados Comparación de señales adquiridas. Comparación entre sistemas de adquisición 5.2.1 Características generales de los sistemas de adquisición. 5.2.2 Comparación de los sistemas de adquisición respecto a las variables de estudio. Análisis de costos entre los sistemas. Conclusiones Recomendaciones Referencias Anexos

Sistema para la deteccion de la distorsion de omda tipo notching [texto impreso] / Martinez Muñoz, Aura Cristina, Autor ; Revelo Eraso, Erika Catherine, Autor ; Escobar Rosero, Edison, Asesor . - [S.l.] : San Juan de Pasto: Editorial Universidad Cesmag, [s.d.] . - 100 : il., ... a color ; 28,5 cm + CD-ROOM.

Trabajo de grado (Ingeniero Electrónico). Universidad CESMAG. Facultad de Ingeniería, Programa de Ingeniería electrónica,2018

Idioma : Francés

Resumen:

Introducción La calidad de la energía hace referencia al estándar de calidad que debe tener el suministro de corriente alterna en las instalaciones eléctricas con respecto al voltaje o tensión, la forma de onda y frecuencia. En cuanto a la forma de onda, es importante que esta no tenga ninguna distorsión o deformación, entre más sinusoidal sea y su amplitud sea cercana o igual al valor nominal, mejor calidad tendrá la onda (UPME, 2011, pág. 3). Los diferentes tipos de perturbaciones que afectan la calidad de la onda eléctrica tienen una gran importancia en la industria actual, porque las fallas asociadas con estos fenómenos pueden significar pérdidas y daños en maquinaria y equipos. Definir con exactitud las causas u orígenes de las perturbaciones que se propagan por la red es un apartado complejo que necesita siempre de una correcta monitorización y análisis para luego proponer acciones correctivas. La calidad de la energía puede verse afectada por varios fenómenos electromagnéticos que se presentan frecuentemente en los sistemas eléctricos los cuales son causados por fallas o cargas no lineales entre otras. Uno de los fenómenos que afecta la calidad de la energía son las muescas de tensión o Notch, se manifiestan cuando la corriente es conmutada de una fase a otra o cuando hay un cambio brusco de la intensidad que circula por la red, derivado de la conexión o desconexión de cargas. Los componentes de frecuencia asociados con estas muescas son generalmente altos y difíciles de detectar, durante este periodo hay un cortocircuito momentáneo entre las dos fases llevando la tensión muy cercana a cero (IEEE, 2009, pág. 20). 1. El problema de investigación Objeto o tema de investigación Sistema de detección del efecto Notching. Área de investigación Potencia y Energía: El área de Potencia y Energía del programa de Ingeniería Electrónica de la Institución Universitaria CESMAG enfoca su trabajo en el estudio de la generación, transformación, intercambio, transporte, distribución, almacenamiento y consumo de energía eléctrica de manera absoluta o por unidad de tiempo, incluyendo el diseño, análisis, control y optimización de sistemas de electrónica de potencia. Las líneas de investigación incluyen Calidad de la Energía y Energías Alternativas. Línea de investigación Calidad de la energía: La línea de investigación en Calidad de la Energía se define como el estudio de las características eléctricas que afectan el correcto funcionamiento de un sistema eléctrico y, por lo tanto, el trabajo que desarrollan los usuarios. Estas características son tensión constante, frecuencia, forma de onda sinusoidal simétrica, sistema balanceado entre otras. Aparece como un conjunto de límites en el comportamiento de los sistemas de potencia (eléctrico-electrónico) que permiten que un equipo funcione en la manera esperada sin afectar su desempeño y vida útil. Planteamiento o descripción del problema Medir la calidad de la energía puede ayudar a evitar problemas como por ejemplo variaciones o fluctuaciones en la forma onda de tensión y corriente e impidiendo que elementos electrónicos se dañen. Para cumplir con los parámetros de calidad de la energía respecto a la calidad de la onda de tensión, esta debe ser totalmente sinusoidal, y no debe presentar ninguna interrupción o fluctuación, entre más sinusoidal sea la onda y su amplitud sea cercana o igual al valor nominal, mejor calidad tendrá la onda. Uno de los fenómenos que afectan la calidad de la energía se conoce como efecto Notching. Según la norma IEEE Std. 1159-2009 (IEEE, 2009), el efecto Notching conocido también como muescas o hendiduras, consiste en una serie de perturbaciones periódicas presentes en la forma de onda de tensión causada por la conmutación de una fase a otra de la corriente o por la conexión y desconexión de cargas de la red. Este fenómeno es tratado como un caso especial ya que los componentes de frecuencia asociados a él, pueden ser tan altos que no son fácilmente detectados por su corta duración por los equipos de medición. Los equipos encargados de la detección de este tipo de fenómenos, son costosos y se basan en el monitoreo de otros fenómenos (Armónicos, ruido, sobretensión etc.). Las muescas de voltaje afectan equipos como computadores, impresoras láser, además ocasiona la disminución de la vida útil de los equipos electrónicos de alta potencia, alterando su funcionamiento, el Notching pueden afectar a todos los elementos del sistema eléctrico tanto en la red como en los receptores o cargas, y las consecuencias en los equipos dependen de la magnitud del fenómeno, es decir de la amplitud de la muesca. Dentro de los efectos negativos que se ocasionan está el mal funcionamiento en equipos de control de velocidad, este parámetro puede verse alterado de forma involuntaria, y puede afectar los sistemas digitales, produciendo un incorrecto almacenamiento de datos en la memoria. Se desconoce cómo se puede detectar la distorsión de onda tipo Notching, detallando claramente sus características más importantes como lo son la duración y la profundidad, es entonces como es necesario desarrollar un sistema capaz de hacer la detección de este fenómeno, teniendo en cuenta que los equipos ya existentes son de difícil acceso por su elevado costo y su poca disponibilidad en el país. Formulación del problema ¿Cómo se puede detectar la distorsión de la onda tipo Notching? Objetivos Desarrollar un sistema para la detección de la distorsión de onda tipo Notching.  Diseñar el sistema de detección de la distorsión de onda tipo Notching.  Implementar el sistema de detección de la distorsión de onda tipo Notching.  Evaluar el sistema desarrollado. Justificación El sistema que se desarrolló aporta a la mejora de la calidad de la energía, siendo un equipo eficiente que es capaz de detectar las muescas de voltaje, sirviendo de apoyo en un ambiente industrial en donde la calidad y la eficiencia energética han adquirido mayor importancia ya que las industrias buscan un aumento en la productividad y competitividad a través del buen aprovechamiento de la energía, puesto que su buen uso es una alternativa viable para reducir costos de operación y expandir ganancias dentro del mundo industrial. La calidad del servicio en el suministro de la energía eléctrica es importante a nivel comercial, industrial y social, es por eso que cuando suceden anomalías en la energía eléctrica muchos procesos industriales y de la vida cotidiana se ven afectados. La detección oportuna del efecto Notching evita posibles daños y previene la disminución de la vida útil de los dispositivos electrónicos de potencia. Es por ello que se desarrolló un sistema para la detección de muescas o hendiduras presentes en la onda de tensión. El desarrollo de este sistema es de ayuda al sector industrial, ya que tienen una herramienta efectiva que alerte sobre la presencia del fenómeno Notch evitando así posibles daños en motores, variadores, alarmas, sistemas de disparo, sistemas de control, instrumentación y otros dispositivos sensibles a los daños ocasionados por este fenómeno. 1.6.1 Objetivo general. 1.6.2 Objetivos específicos. Al hacer la detección oportuna de esta anomalía en las empresas se pueden evitar paradas inesperadas o fallas en los equipos y maquinaria de producción. Delimitación Esta investigación se enfoca en el desarrollo de un sistema con la capacidad de detectar uno de los fenómenos presentes en el estudio de Calidad de la Energía como lo es el tipo Notching, además el sistema debe ser capaz de operar en el rango de frecuencia definido por la norma IEEE estándar 1159 comprendido entre 0Hz – 20KHz (Rango del efecto Notching) que permite la identificación de señales eléctricas que se encuentren afectadas por muescas presentes en la onda de tensión.

Nota de contenido:

ontenido pág. Introducción 1. El problema de investigación Objeto o tema de investigación Área de investigación Línea de investigación Planteamiento o descripción del problema Formulación del problema Objetivos 1.6.1 Objetivo general 1.6.2 Objetivos específicos Justificación Delimitación 2. Tópicos del marco teórico Antecedentes 2.1.1 Detección del voltaje Notch en las señales de calidad de la energía en el espacio fase. 2.1.2 Detección de muescas de tensión y análisis usando la transformada Wavelet. 2.1.3 Detección del voltaje Notch usando un sistema experto difuso. Interacción del voltaje Notch causada por grandes unidades de velocidad ajustable en sistemas de distribución con bajas capacidades de cortocircuito. 2.1.5 Determinación de índices de muescas de voltaje mediante la transformada Wavelet Enunciados de los supuestos teóricos 2.2.1 Definición calidad de la energía. 2.2.2 Fenómenos electromagnéticos que afectan la calidad de la energía. 2.2.3 Muescas de tensión Notching. 2.2.4 Lugares donde se presenta el Notching. 2.2.5 Analizador de redes eléctricas HIOKI 2.2.6 Norma IEEE 1159 de 2009. 2.2.7 Redes Neuronales Artificiales (RNA). Definición de conceptos 2.3.1 Definición nominal de las variables 2.3.2 Definición operativa de las variables Hipótesis 3. Metodología Paradigma Enfoque Método Tipo de investigación Diseño de la investigación Universo Muestra Técnicas de recolección de información 3.8.1 Validez de la técnica. 3.8.2 Confiabilidad de la técnica. Instrumentos de recolección de información 4. Resultados Metodología usada en la implementación del sistema. 4.1.1 Diseño del generador de onda Notching. 4.1.2 Diagrama de conexión del sistema de adquisición de datos. 4.1.3 Entrada y salida de la red neuronal. 4.1.4 Entrenamiento de la red neuronal. 4.1.5 Análisis de las características del Notching. Diseño del sistema de detección de Notching. 4.2.1 Simulación del generador de onda tipo Notching 4.2.2 Entrenamiento de la red neuronal. 4.2.3 Validación de la red neuronal 4.2.4 Algoritmo de captura de datos para el sistema de detección Notch. 4.2.5 Diseño del sistema de adquisición de datos Implementación del sistema de detección de la distorsión de la forma de onda 4.3tipo Notching 4.3.1 Pruebas de funcionamiento del generador de Notch. 4.3.2 Implementación circuito para la adquisición de datos. 4.3.3 Entorno gráfico de captura de datos. 4.3.4 GUIDE para el análisis de las características del Notching. 4.3.5 Pruebas de adquisición con el sistema desarrollado. 4.3.6 Porcentaje de éxito en la detección de muescas de voltaje. Evaluación del sistema desarrollado. 4.4.1 Comparación con el HIOKI 3197. 4.4.2 Pruebas de comparación con la tarjeta de adquisición MyDAQ. 4.4.3 Porcentaje de éxito con la tarjeta MyDAQ. 5. Análisis de resultados Comparación de señales adquiridas. Comparación entre sistemas de adquisición 5.2.1 Características generales de los sistemas de adquisición. 5.2.2 Comparación de los sistemas de adquisición respecto a las variables de estudio. Análisis de costos entre los sistemas. Conclusiones Recomendaciones Referencias Anexos

Título :	Sistema de control de alimentaciòn de bagazo para el horno en la producciòn de panela
Tipo de documento:	texto impreso
Autor(es):	Figueroa Enriquez, Cristhian Camilo, Autor ; Villota Ceballos, Javier Alejandro, Autor
Pie de Imprenta:	San Juan de Pasto: Editorial Universidad Cesmag
Número de páginas:	92
Descripción Física:	il., ... a color
Dimensiones:	28,5 cm
Material de acompañamiento:	CD-ROOM
Nota general:	Trabajo de grado (Ingeniero Electrónico). Universidad CESMAG. Facultad de Ingeniería, Programa de Ingeniería electrónica,2018
Idioma :	Francés
Resumen:	INTRODUCCIÓN La panela es uno de los productos priorizados en el Departamento de Nariño, debido a que esta cadena productiva genera reconocimiento a nivel nacional por su alto nivel de producción, así como la gran cantidad de mano de obra ocupada, lo que hace que el departamento haga esfuerzos en promover y fortalecer dicha cadena Si se mejora la calidad del producto se verán beneficiados tanto el sector agroindustrial como la imagen a nivel nacional del departamento en referencia a esta cadena, lo que permitirá obtener mejores precios de comercialización. Uno de los principales problemas en la producción de panela es la alimentación continua del horno con bagazo, ya que el personal encargado de esta tarea se encuentra expuesto a altas temperaturas e igualmente necesita realizar un gran esfuerzo físico para mantener la temperatura, lo que puede generar enfermedades del tipo respiratorio y muscular. Es por ello que este proyecto tiene como objetivo diseñar un sistema de control de alimentación de bagazo, el cual elimina la necesidad de que el operario este en contacto directo con este ambiente, reduciendo la probabilidad de las enfermedades mencionadas anteriormente, así como obtener un control más efectivo del proceso, que garantiza una alta calidad del producto obtenido. Para ello se construyó un prototipo cuyo comportamiento se asemeje lo más posible al del trapiche real y así poder analizar las diferentes configuraciones del controlador PID propuesto y seleccionar la que proporcione un mejor desempeño de la planta. 1. EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 1.1 OBJETO O TEMA DE INVESTIGACIÓN Sistema de control de alimentación de bagazo para el horno en la producción de panela. 1.2 ÁREA DE INVESTIGACIÓN Sistemas de automatización y control. El área de sistemas de automatización y control de la Institución Universitaria CESMAG desarrolla procesos investigativos orientados al modelamiento, simulación, diseño, desarrollo y evaluación de algoritmos de control, sistemas de control, sistemas inteligentes, control de procesos industriales, sistemas embebidos, acondicionamiento y procesamiento de señales, robótica, domótica e inteligencia artificial. 1.3 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN Control de procesos: Estudia el diseño e implementación de controladores que permitan regular las variables de un sistema o proceso con el fin de lograr un funcionamiento deseado, buscando mejorar la productividad y la eficiencia de los procesos, como también la reducción de costos de implementación y el impacto ambiental del mismo. Entre las temáticas que aborda la línea se encuentran el control en procesos industriales, sistemas inteligentes y control visual. 1.4 PLANTEAMIENTO O DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA En el proceso de producción de panela después de una debida extracción de jugos se obtiene el residuo de bagazo de caña el cual es utilizado para la alimentación de la caldera para que así la temperatura se mantenga en condiciones ideales para la producción de panela. En la actualidad el departamento de Nariño no cuenta con implementación tecnológica en sus trapiches, ya que este proceso se realiza de una manera manual sin tener en cuenta las características que pueden favorecer al producto, destacando la temperatura del líquido que varía a medida que el agua contenida en el guarapo se va evaporando, como también la temperatura del horno no se mantiene adecuada, ya que el encargado de dosificar el bagazo hacia el horno lo hace de una manera empírica, por lo tanto al cambiar de operario no se realizará de una manera precisa, lo cual genera que la calidad de la panela no sea la más adecuada. Otro aspecto que se debe considerar es que el ambiente en el cual labora la persona que suministra el bagazo es hostil debido a que se maneja altas temperaturas y grandes esfuerzos en la alimentación de bagazo ocasionando enfermedades laborales en estas personas. De continuar así afectara la calidad de la panela generando la disminución del precio del producto, la mala imagen del trapiche y además provocara al operario enfermedades respiratorias y musculares las cuales podrían llegar a ser irreversibles. 1.5 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ¿Cuál es la efectividad de un sistema de control de alimentación de bagazo en la producción de panela? 1.6 OBJETIVOS 1.6.1 Objetivo general. Determinar la efectividad de un sistema de control de alimentación de bagazo en la producción de panela. 1.6.2 Objetivos específicos.  Caracterizar las variables que intervienen en el proceso de producción de panela  Simular un prototipo de alimentación de bagazo en la producción de panela  Diseñar un sistema de control PID para las variables que intervienen en el proceso de elaboración de la panela.  Desarrollar un sistema de control PID para las variables que intervienen en el proceso de elaboración de la panela.  Realizar pruebas de validación del sistema acoplado. 1.7 JUSTIFICACIÓN El producto de la panela en el Departamento de Nariño es de gran importancia debido a que esta cadena productiva genera reconocimiento a nivel nacional por su alto nivel de producción, ya que como se evidencia en el plan regional de competitividad de Nariño y en un Nariño mejor, el departamento quiere promover la mejora de esta cadena productiva incentivando en los agricultores el desarrollo y crecimiento de este sector panelero. La cadena productiva de panela significa el sustento de diversas familias nariñenses de esta manera si mejora la calidad del producto se verán beneficiados tanto el sector agropecuario como las personas encargadas de la producción de panela, ya que obteniendo un producto de buena calidad aumentarán los precios de comercialización y así mismo el trapiche generara prestigio a nivel nacional destacándose frente a muchos otros departamentos productores de panela. Con este proyecto se busca beneficiar la salud de las personas encargadas de realizar este proceso debido a que no se verán expuestos a diversos cambios de temperatura ni tampoco a realizar esfuerzos físicos que los afecten, disminuyendo así enfermedades respiratorias, musculares, entre otras generadas a causa de estas circunstancias. Para ello se hará un control de dicho proceso por medio de dispositivos electrónicos para obtener una temperatura y una distribución adecuada de bagazo mejorando así su calidad. 1.8 DELIMITACIÓN La investigación se llevará a cabo en el municipio de Sandona en el trapiche del señor Orlando Guerrero en el cual se tendrán en cuenta las dimensiones del trapiche para así construir un prototipo a escala que permita estudiar el control de las variables y analizarlos de igual manera en la Ciudad de Pasto. Cabe resaltar que para la alimentación del horno se utilizara un bagazo semifino que permita la distribución de manera fácil a través del dosificador.
Nota de contenido:	CONTENIDO pág. INTRODUCCIÓN 1. EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 1.1 OBJETO O TEMA DE INVESTIGACIÓN 1.2 ÁREA DE INVESTIGACIÓN 1.3 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN 1.4 PLANTEAMIENTO O DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA 1.5 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 1.6 OBJETIVOS 1.6.1 Objetivo general. 1.6.2 Objetivos específicos. 1.7 JUSTIFICACIÓN 1.8 DELIMITACIÓN 2. TÓPICOS DEL MARCO TEÓRICO 2.1 ANTECEDENTES 2.1.1 Poder calorífico del bagazo de la caña de azúcar. 2.1.2 Diseño del plan y documentación para la implementación de buenas prácticas de manufacturas para la elaboración de panela granulada para las unidades productivas paneleras de la copropap de pacto. 2.1.3 Caracterización Energética del Bagazo de Caña de Azúcar del Ingenio Valdez. Ecuador. 2.1.4 Control robusto de orden fraccionario de la presión del vapor en el domo superior de una caldera bagacera. 2.1.5 Cultivos para la producción sostenible de biocombustibles: Una alternativa para la generación de empleos e ingresos. 2.1.6 Poder calorífico superior de bagazo, médula y sus mezclas, provenientes de la caña de azúcar de Tucumán, R. Argentina. 2.1.7 Modelado en CDF de un horno de combustión piloncillero tipo cruzado. 2.1.8 Instrumentación electrónica, aplicada en el proceso de producción de panela, enfocada a microempresarios. 2.1.9 Desarrollo de sistemas de regulación y control. 2.1.10 Diseño de controladores PID en tiempo discreto, y análisis de respuesta utilizando herramientas computacionales. 2.1.11 Evaluación técnica y económica de la implementación de un sistema de evaporación de múltiple efecto en los procesos productivos de la panela. 2.1.12 Máquina extrusora de masa para la producción de bizcochos y galletas para la industria artesanal en la parroquia de san Pablo del lago. 2.2 ENUNCIADOS DE LOS SUPUESTOS TEORICOS 2.2.1 La caña de azúcar. 2.2.2 La panela 2.2.3 El proceso de la panela 2.2.4 Control pid. 2.2.5 Lugar geométrico. 2.2.6 Transportador helicoidal. 2.3 DEFINICION DE CONCEPTOS 2.3.1 Definición Nominal de las variables. 2.3.2 Definición Operativa de las variables. 2.4 HIPOTESIS 3. METODOLOGÍA 3.1 PARADIGMA 3.2 ENFOQUE 3.3 MÉTODO 3.4 TIPO DE INVESTIGACIÓN 3.5 DISEÑO DE INVESTIGACIÓN 3.6 UNIVERSO 3.7 MUESTRA 3.8 TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN 3.8.1 Validez de las técnicas e instrumentos de recolección de información 3.8.2 Confiabilidad técnica de recolección de información 3.9 INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN 4. RESULTADOS 4.1 CARACTERIZACIÓN DE LAS VARIABLES QUE INTERVIENEN EN EL PROCESO DE PRODUCCIÓN DE PANELA. 4.1.1 Caracterización del lugar 4.1.2 Diseño de un sistema para la adquisición de datos 4.1.3 Sensor de temperatura 4.1.4 Diseño y construcción de piezas para acoplamiento del sensor 4.1.5 Diseño de software y firmware en Arduino para la adquisición de los datos. 4.1.6 Creación de base de datos 4.1.7 Modelamiento del comportamiento del trapiche 4.1.8 Obtención de la función de transferencia del trapiche. 4.1.9 Análisis de la respuesta de la función de transferencia del trapiche al escalón unitario. 4.1.10 Cálculo de los parámetros del controlador PID. 4.1.11 Sistema de control de alimentación de bagazo. 4.2 DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UN PROTOTIPO DE ALIMENTACION DE BAGAZO EN LA PRODUCCION DE LA PANELA. 4.2.1 Diseño y construcción del transportador helicoidal de bagazo 4.2.2 Selección de motor. 4.2.3 Construcción del dosificador. 4.2.4 Comportamiento de la planta. 4.2.5 Obtención de la función de transferencia del prototipo. 4.2.6 Análisis de la planta del prototipo. 4.2.7 Descripción del sistema 4.2.8 Diseño de software y firmware para el control del prototipo. 4.2.9 Hardware para la implementación del sistema de control 5. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS 5.1 COMPORTAMIENTO DE LA PLANTA. 5.2 ANÁLISIS DEL CONTROLADOR PID UTILIZANDO DIFERENTES MÉTODOS DE DISCRETIZACIÓN. 5.2.1 Comportamiento del sistema de controlador PID. 5.2.2 Comportamiento del sistema de control PID discretizado por medio del método de Tustin. 5.2.3 Comportamiento del sistema de control PID discretizado por medio de Euler hacia atrás. 5.2.4 Comparación de los métodos de sintonización. 5.2.5 Comparación de la planta sin control vs la planta con controlador PID. 5.2.6 Comparación de simulación vs prototipo implementado. 5.2.7 Comportamiento del controlador PID con un porcentaje de humedad de 12.5%. 5.2.8 Comportamiento del controlador PID con un porcentaje de humedad de 25%. 5.2.9 Comportamiento del controlador PID ante una falla de energía eléctrica. 5.2.10 Costo por implementación del sistema en el trapiche 6. CONCLUSIONES 7. RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFÍA

Sistema de control de alimentaciòn de bagazo para el horno en la producciòn de panela [texto impreso] / Figueroa Enriquez, Cristhian Camilo, Autor ; Villota Ceballos, Javier Alejandro, Autor . - [S.l.] : San Juan de Pasto: Editorial Universidad Cesmag, [s.d.] . - 92 : il., ... a color ; 28,5 cm + CD-ROOM.
Trabajo de grado (Ingeniero Electrónico). Universidad CESMAG. Facultad de Ingeniería, Programa de Ingeniería electrónica,2018
Idioma : Francés

Resumen:

INTRODUCCIÓN La panela es uno de los productos priorizados en el Departamento de Nariño, debido a que esta cadena productiva genera reconocimiento a nivel nacional por su alto nivel de producción, así como la gran cantidad de mano de obra ocupada, lo que hace que el departamento haga esfuerzos en promover y fortalecer dicha cadena Si se mejora la calidad del producto se verán beneficiados tanto el sector agroindustrial como la imagen a nivel nacional del departamento en referencia a esta cadena, lo que permitirá obtener mejores precios de comercialización. Uno de los principales problemas en la producción de panela es la alimentación continua del horno con bagazo, ya que el personal encargado de esta tarea se encuentra expuesto a altas temperaturas e igualmente necesita realizar un gran esfuerzo físico para mantener la temperatura, lo que puede generar enfermedades del tipo respiratorio y muscular. Es por ello que este proyecto tiene como objetivo diseñar un sistema de control de alimentación de bagazo, el cual elimina la necesidad de que el operario este en contacto directo con este ambiente, reduciendo la probabilidad de las enfermedades mencionadas anteriormente, así como obtener un control más efectivo del proceso, que garantiza una alta calidad del producto obtenido. Para ello se construyó un prototipo cuyo comportamiento se asemeje lo más posible al del trapiche real y así poder analizar las diferentes configuraciones del controlador PID propuesto y seleccionar la que proporcione un mejor desempeño de la planta. 1. EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 1.1 OBJETO O TEMA DE INVESTIGACIÓN Sistema de control de alimentación de bagazo para el horno en la producción de panela. 1.2 ÁREA DE INVESTIGACIÓN Sistemas de automatización y control. El área de sistemas de automatización y control de la Institución Universitaria CESMAG desarrolla procesos investigativos orientados al modelamiento, simulación, diseño, desarrollo y evaluación de algoritmos de control, sistemas de control, sistemas inteligentes, control de procesos industriales, sistemas embebidos, acondicionamiento y procesamiento de señales, robótica, domótica e inteligencia artificial. 1.3 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN Control de procesos: Estudia el diseño e implementación de controladores que permitan regular las variables de un sistema o proceso con el fin de lograr un funcionamiento deseado, buscando mejorar la productividad y la eficiencia de los procesos, como también la reducción de costos de implementación y el impacto ambiental del mismo. Entre las temáticas que aborda la línea se encuentran el control en procesos industriales, sistemas inteligentes y control visual. 1.4 PLANTEAMIENTO O DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA En el proceso de producción de panela después de una debida extracción de jugos se obtiene el residuo de bagazo de caña el cual es utilizado para la alimentación de la caldera para que así la temperatura se mantenga en condiciones ideales para la producción de panela. En la actualidad el departamento de Nariño no cuenta con implementación tecnológica en sus trapiches, ya que este proceso se realiza de una manera manual sin tener en cuenta las características que pueden favorecer al producto, destacando la temperatura del líquido que varía a medida que el agua contenida en el guarapo se va evaporando, como también la temperatura del horno no se mantiene adecuada, ya que el encargado de dosificar el bagazo hacia el horno lo hace de una manera empírica, por lo tanto al cambiar de operario no se realizará de una manera precisa, lo cual genera que la calidad de la panela no sea la más adecuada. Otro aspecto que se debe considerar es que el ambiente en el cual labora la persona que suministra el bagazo es hostil debido a que se maneja altas temperaturas y grandes esfuerzos en la alimentación de bagazo ocasionando enfermedades laborales en estas personas. De continuar así afectara la calidad de la panela generando la disminución del precio del producto, la mala imagen del trapiche y además provocara al operario enfermedades respiratorias y musculares las cuales podrían llegar a ser irreversibles. 1.5 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ¿Cuál es la efectividad de un sistema de control de alimentación de bagazo en la producción de panela? 1.6 OBJETIVOS 1.6.1 Objetivo general. Determinar la efectividad de un sistema de control de alimentación de bagazo en la producción de panela. 1.6.2 Objetivos específicos.  Caracterizar las variables que intervienen en el proceso de producción de panela  Simular un prototipo de alimentación de bagazo en la producción de panela  Diseñar un sistema de control PID para las variables que intervienen en el proceso de elaboración de la panela.  Desarrollar un sistema de control PID para las variables que intervienen en el proceso de elaboración de la panela.  Realizar pruebas de validación del sistema acoplado. 1.7 JUSTIFICACIÓN El producto de la panela en el Departamento de Nariño es de gran importancia debido a que esta cadena productiva genera reconocimiento a nivel nacional por su alto nivel de producción, ya que como se evidencia en el plan regional de competitividad de Nariño y en un Nariño mejor, el departamento quiere promover la mejora de esta cadena productiva incentivando en los agricultores el desarrollo y crecimiento de este sector panelero. La cadena productiva de panela significa el sustento de diversas familias nariñenses de esta manera si mejora la calidad del producto se verán beneficiados tanto el sector agropecuario como las personas encargadas de la producción de panela, ya que obteniendo un producto de buena calidad aumentarán los precios de comercialización y así mismo el trapiche generara prestigio a nivel nacional destacándose frente a muchos otros departamentos productores de panela. Con este proyecto se busca beneficiar la salud de las personas encargadas de realizar este proceso debido a que no se verán expuestos a diversos cambios de temperatura ni tampoco a realizar esfuerzos físicos que los afecten, disminuyendo así enfermedades respiratorias, musculares, entre otras generadas a causa de estas circunstancias. Para ello se hará un control de dicho proceso por medio de dispositivos electrónicos para obtener una temperatura y una distribución adecuada de bagazo mejorando así su calidad. 1.8 DELIMITACIÓN La investigación se llevará a cabo en el municipio de Sandona en el trapiche del señor Orlando Guerrero en el cual se tendrán en cuenta las dimensiones del trapiche para así construir un prototipo a escala que permita estudiar el control de las variables y analizarlos de igual manera en la Ciudad de Pasto. Cabe resaltar que para la alimentación del horno se utilizara un bagazo semifino que permita la distribución de manera fácil a través del dosificador.

Nota de contenido:

CONTENIDO pág. INTRODUCCIÓN 1. EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 1.1 OBJETO O TEMA DE INVESTIGACIÓN 1.2 ÁREA DE INVESTIGACIÓN 1.3 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN 1.4 PLANTEAMIENTO O DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA 1.5 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 1.6 OBJETIVOS 1.6.1 Objetivo general. 1.6.2 Objetivos específicos. 1.7 JUSTIFICACIÓN 1.8 DELIMITACIÓN 2. TÓPICOS DEL MARCO TEÓRICO 2.1 ANTECEDENTES 2.1.1 Poder calorífico del bagazo de la caña de azúcar. 2.1.2 Diseño del plan y documentación para la implementación de buenas prácticas de manufacturas para la elaboración de panela granulada para las unidades productivas paneleras de la copropap de pacto. 2.1.3 Caracterización Energética del Bagazo de Caña de Azúcar del Ingenio Valdez. Ecuador. 2.1.4 Control robusto de orden fraccionario de la presión del vapor en el domo superior de una caldera bagacera. 2.1.5 Cultivos para la producción sostenible de biocombustibles: Una alternativa para la generación de empleos e ingresos. 2.1.6 Poder calorífico superior de bagazo, médula y sus mezclas, provenientes de la caña de azúcar de Tucumán, R. Argentina. 2.1.7 Modelado en CDF de un horno de combustión piloncillero tipo cruzado. 2.1.8 Instrumentación electrónica, aplicada en el proceso de producción de panela, enfocada a microempresarios. 2.1.9 Desarrollo de sistemas de regulación y control. 2.1.10 Diseño de controladores PID en tiempo discreto, y análisis de respuesta utilizando herramientas computacionales. 2.1.11 Evaluación técnica y económica de la implementación de un sistema de evaporación de múltiple efecto en los procesos productivos de la panela. 2.1.12 Máquina extrusora de masa para la producción de bizcochos y galletas para la industria artesanal en la parroquia de san Pablo del lago. 2.2 ENUNCIADOS DE LOS SUPUESTOS TEORICOS 2.2.1 La caña de azúcar. 2.2.2 La panela 2.2.3 El proceso de la panela 2.2.4 Control pid. 2.2.5 Lugar geométrico. 2.2.6 Transportador helicoidal. 2.3 DEFINICION DE CONCEPTOS 2.3.1 Definición Nominal de las variables. 2.3.2 Definición Operativa de las variables. 2.4 HIPOTESIS 3. METODOLOGÍA 3.1 PARADIGMA 3.2 ENFOQUE 3.3 MÉTODO 3.4 TIPO DE INVESTIGACIÓN 3.5 DISEÑO DE INVESTIGACIÓN 3.6 UNIVERSO 3.7 MUESTRA 3.8 TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN 3.8.1 Validez de las técnicas e instrumentos de recolección de información 3.8.2 Confiabilidad técnica de recolección de información 3.9 INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN 4. RESULTADOS 4.1 CARACTERIZACIÓN DE LAS VARIABLES QUE INTERVIENEN EN EL PROCESO DE PRODUCCIÓN DE PANELA. 4.1.1 Caracterización del lugar 4.1.2 Diseño de un sistema para la adquisición de datos 4.1.3 Sensor de temperatura 4.1.4 Diseño y construcción de piezas para acoplamiento del sensor 4.1.5 Diseño de software y firmware en Arduino para la adquisición de los datos. 4.1.6 Creación de base de datos 4.1.7 Modelamiento del comportamiento del trapiche 4.1.8 Obtención de la función de transferencia del trapiche. 4.1.9 Análisis de la respuesta de la función de transferencia del trapiche al escalón unitario. 4.1.10 Cálculo de los parámetros del controlador PID. 4.1.11 Sistema de control de alimentación de bagazo. 4.2 DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UN PROTOTIPO DE ALIMENTACION DE BAGAZO EN LA PRODUCCION DE LA PANELA. 4.2.1 Diseño y construcción del transportador helicoidal de bagazo 4.2.2 Selección de motor. 4.2.3 Construcción del dosificador. 4.2.4 Comportamiento de la planta. 4.2.5 Obtención de la función de transferencia del prototipo. 4.2.6 Análisis de la planta del prototipo. 4.2.7 Descripción del sistema 4.2.8 Diseño de software y firmware para el control del prototipo. 4.2.9 Hardware para la implementación del sistema de control 5. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS 5.1 COMPORTAMIENTO DE LA PLANTA. 5.2 ANÁLISIS DEL CONTROLADOR PID UTILIZANDO DIFERENTES MÉTODOS DE DISCRETIZACIÓN. 5.2.1 Comportamiento del sistema de controlador PID. 5.2.2 Comportamiento del sistema de control PID discretizado por medio del método de Tustin. 5.2.3 Comportamiento del sistema de control PID discretizado por medio de Euler hacia atrás. 5.2.4 Comparación de los métodos de sintonización. 5.2.5 Comparación de la planta sin control vs la planta con controlador PID. 5.2.6 Comparación de simulación vs prototipo implementado. 5.2.7 Comportamiento del controlador PID con un porcentaje de humedad de 12.5%. 5.2.8 Comportamiento del controlador PID con un porcentaje de humedad de 25%. 5.2.9 Comportamiento del controlador PID ante una falla de energía eléctrica. 5.2.10 Costo por implementación del sistema en el trapiche 6. CONCLUSIONES 7. RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFÍA

Título :	Mecanismos de caracterizaciòn del movimiento de la rodilla humana para el posicionaminento anuglar con respecto a su homologa
Tipo de documento:	texto impreso
Autor(es):	Cabrera Roque, Luis Eduardo, Autor ; Jurado Enriquez, Kevin Jessid, Autor ; Lagos Mora, Camilo Arturo, Asesor
Pie de Imprenta:	San Juan de Pasto: Editorial Universidad Cesmag
Número de páginas:	113
Descripción Física:	il., ... a color
Dimensiones:	28,5 cm
Material de acompañamiento:	CD-ROOM
Nota general:	Trabajo de grado (Ingeniero Electrónico). Universidad CESMAG. Facultad de Ingeniería, Programa de Ingeniería electrónica,2019
Idioma :	Francés
Resumen:	INTRODUCCIÓN Para comenzar, hoy en día una rama de la bioingeniería y la biomecánica, han avanzado de manera extraordinaria, sobre todo en el campo de generación de prótesis como lo dice Parra (2015), en su manera de clasificarlas en prótesis cosméticas, mecánicas y mioeléctricas. Las patologías evolucionan de manera alarmante y para evitarlas se han desarrollado herramientas antes mencionadas por Parra que a la vez cumplen con la función de medir variables como posicionamiento angular, desviación, aceleración, velocidad y demás variables que las extremidades del cuerpo humano generan. Se debe saber que estas herramientas tienen que ser cómodas para el cuerpo humano al momento de usarlo y especialmente tiene que acoplarse al cuerpo para que sea de fácil manejo como lo menciona Parra en la creación de modelos a base de titanio, aluminio o polietileno y acceso (relación costo) para que la mayoría de centros médicos, si lo desean, puedan tener acceso a ellas. Antes que nada, se comprendió la biomecánica del movimiento fisiológico articular en la parte inferior del cuerpo y las diferentes fases de la marcha humana, se empezó a crear un mecanismo con las herramientas que se tenía a disposición y a utilizar los conocimientos adquiridos durante la carrera para que el mecanismo se acoplara de buena manera a los tres puntos implicados en esta actividad (cadera, rodilla y tobillo). Por otro lado, es importante resaltar que para la recolección de datos, se utilizaron sensores que se pensaron eran los más apropiados, dando como resultado el uso de un giroscopio y/o acelerómetro en la rodilla que es el eje de esta investigación y el acople de potenciómetros en la cadera y tobillos, que a pesar de su desgaste con el tiempo, ha mostrado un resultado aceptable para el desarrollo de la investigación. Así sucesivamente, la relación costo, es una de las características más destacadas del prototipo, en la industria existen dispositivos que superan por mucho los costos en comparación almecanismo utilizado en esta investigación, la efectividad puede ser menor, pero es un aproximado para caracterizar el movimiento de la rodilla. Continuando, en el documento se encuentra información sobre el desarrollo del estudio, en el primer punto del trabajo se abarco el problema de la investigación, donde se impulsa el proceso científico, en una segunda instancia se encuentra el marco teórico que sirve de soporte conceptual de la teoría que se tuvo en cuenta para el planteamiento del problema, en un tercer lugar está la metodología haciendo referencia de todos los procedimientos utilizados para alcanzar los objetivos, en la cuarta parte están los resultados donde se proyectan los informes finales de la estructura del mecanismo para pasar por ultimo al análisis de resultados donde se compara al mecanismo resultante frente a otras herramientas ya existentes. Para finalizar, con este trabajo se espera fomentar el interés de futuras generaciones por la investigación y el desarrollo de herramientas que faciliten el estudio del comportamiento del cuerpo, además de aportar en otras investigaciones relacionadas con el tema y a la vez solucionar algunos interrogantes que se puedan presentar y esclarecer de manera exitosa el comportamiento de una pequeña parte de las muchas otras que presenta el cuerpo, además de orientarse a obtener un producto que aporte al campo de la medicina, que de alguna manera mejore las prácticas actuales. 1. EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 1.1 Objeto de investigación Mecanismo de caracterización del movimiento de la rodilla humana con respecto a su homóloga. 1.2 Área de investigación Sistema de automatización y control de procesos. El área de sistemas de automatización y control de la Institución Universitaria CESMAG desarrolla procesos investigativos orientados al modelamiento, simulación, diseño, desarrollo y evaluación de algoritmos de control, sistemas de control, sistemas inteligentes, control de procesos industriales, sistemas embebidos, acondicionamiento y procesamiento de señales, robótica, domótica e inteligencia artificial. 1.3 Líneas de investigación Biometría. La línea de investigación en biometría hace referencia a la identificación medición y análisis de las características fisiológicas (morfología de las manos, huellas digitales, iris en los ojos) y de comportamiento (forma de caminar, forma de teclear) de un individuo a través del uso combinado de sistemas hardware y software. 1.4 Planteamiento o Descripción del problema En la actualidad se pueden encontrar diferentes problemas de salud humana relacionadas con enfermedades del sistema locomotor. Una manera de evaluar estos problemas es caracterizando la forma correcta en que deben comportarse las partes del cuerpo en perfecto funcionamiento y luego comparar con las que no tienen un comportamiento adecuado. Hoy en día, existen sistemas de caracterización los cuales realizan este proceso, algunos de estos son por medio de software (KINOVEA, s.f.), y otros son mecánicos, también, se puede destacar algunos proyectos de grado acerca de mecanismos similares al de esta investigación (FERNÁNDEZ ESPINOSA, 2008), (RODRIGUEZ PALACIOS & PEÑARETE RODRIGUEZ, 2011), (CHUYA SUMBA, CUENCA SOTO, & DELGADO , 2013), el problema que existe es que algunos de estos sistemas son de un costo económico elevado, como es el caso del Kinovea, (KINOVEA, s.f.), y otro inconveniente, es que estas investigaciones buscan un caso particular, es decir, que las investigaciones llevan un proceso para encontrar soluciones a problemas concretos, como ejemplo, se toma un proyecto de estos en el cual solo realizan la caracterización para el desarrollo de prótesis (BRAVO & RENGIFO, 2014), en cambio, el estudio que se hace para este trabajo de grado; es poder caracterizar a nivel general, en otras palabras, obtener una identificación del movimiento para hombres y mujeres, con lo cual el sistema pueda determinar la movilidad a cualquier persona sin excepción alguna, por lo tanto, se desconoce la efectividad del mecanismo que se va a realizar para esta investigación, ya que no se ha realizado un estudio detallado acerca del sistema a realizar. De esta manera, al no realizarse este estudio, se perdería la posibilidad de poder caracterizar el movimiento de la rodilla con respecto a su homóloga en una marcha normal con una mayor efectividad y obtener datos más eficientes con respecto a la toma de datos efectuada por los médicos expertos en esta área, también se desaprovecharía el uso de este tipo de dispositivos para obtener información para posibles tratamientos médicos que puedan usar los expertos en esta área, además esta investigación puede servir de partida para nuevos proyectos con los cuales puedan ayudar a las personas, como por ejemplo prótesis automatizadas, teniendo en cuenta los distintos modelos dinámicos de la marcha humana. Así mismo, se perdería un avance biotecnológico que puede servir de aporte y avance para la región, además, se desaprovecharía la oportunidad de vincular este tipo de dispositivos a varios centros de rehabilitación para personas que tengan problemas de salud con enfermedades del aparato locomotor, los cuales les puede servir de apoyo para la recuperación de estos individuos. De igual forma, con este tipo de dispositivos, se podría obtener un análisis más complejo del movimiento humano. También, las personas que al caminar su movimiento no sea el adecuado puede que tengan complicaciones en un futuro y los médicos expertos en este tema ayudarían a corregir esto, gracias a la investigación que se desarrollaría con esta herramienta. Por otra parte 19 no se podría dar un aporte a la biomecánica que cada día crece más y se enriquece de nuevos conocimientos, igualmente, no existirá la posibilidad de adicionar este tipo de mecanismos a laboratorios de biometría. 1.5 Formulación del problema ¿Cuál es la efectividad de un mecanismo de caracterización del movimiento de la rodilla humana para el posicionamiento angular de esta con respecto a su homóloga, teniendo en cuenta, los resultados médicos? 1.6 Objetivos Determinar la efectividad de un mecanismo de caracterización del movimiento de la rodilla humana para posicionamiento angular con respecto a su homóloga, teniendo en cuenta, los resultados médicos.  Analizar y estudiar la anatomía, estructura y comportamiento de la rodilla con respecto a su homóloga.  Diseñar un prototipo, para la caracterización del movimiento de la rodilla con respecto a su homóloga.  Implementar el prototipo, para la caracterización del movimiento de la rodilla con respecto a su homóloga.  Evaluar los resultados finales de cada una de las pruebas realizadas para saber qué tan efectivo es el mecanismo con respecto a los resultados médicos existentes. 1.7 Justificación La presente investigación, se enfoca en desarrollar un mecanismo el cual servirá para poder caracterizar el movimiento de la rodilla con respecto a su homóloga, el cual podrán usar los médicos o fisioterapeutas para obtener resultados con mayor facilidad y que estos resultados sean precisos con respecto a los estudios médicos que se han hecho. Continuando, el impacto económico que causa este mecanismo frente a otros mecanismos ya existentes, es de vital importancia para la investigación, siendo una de las principales características, ya que en primer lugar se busca minimizar costos de producción, para que sea más accesible para entidades de salud (KINOVEA, s.f.). De igual forma, el estudio a tratar puede servir en un futuro como aporte para crear nuevas prótesis que ayuden a las personas a tener una mejor movilidad, así mismo, se podría ayudar a las personas que sufren de alguna patología creando algún método para que puedan superar este tipo de enfermedad, anticipándose a futuras lesiones. Por tanto, los datos recolectados en la investigación estarían basados en personas que tengan una movilidad normal, con el cual, se desarrollará la caracterización del movimiento que usarían los médicos expertos en el tema para ayudar a las personas. De ahí que, en el ámbito social se espera llenar vacíos de conocimiento y generar un gran impacto en la sociedad, colaborar para futuras prácticas similares y enriquecer poco a poco las investigaciones en el área de la biometría, maximizando el interés por realizar nuevos proyectos que se relacionen al estudio de la constitución y movimiento del cuerpo humano, con ello aumentando la confiabilidad en las herramientas elaboradas. Por consiguiente, el mecanismo de caracterización del movimiento de la rodilla con respecto a su homóloga se lo vinculara al laboratorio de biometría de la IU CESMAG el cual será de utilidad para los estudiantes de educación física y así poner a su disposición un dispositivo que pueda ayudarles para un control en su rendimiento físico, también los estudiantes de ingeniería electrónica lo pueden usar incentivando a la investigación de nuevos elementos de biometría. 1.8 Viabilidad El proyecto de grado es viable porque para el desarrollo de este se tienen diferentes elementos los cuales son fáciles de conseguir, además, para poder hacer la caracterización y la toma de datos se tiene que llevar un proceso de análisis y programación los cuales se ha aprendido a lo largo de la carrera, también, se cuenta con el apoyo del asesor el cual está capacitado en el campo de sistemas de automatización y control de procesos, los investigadores financiarán el proyecto en el contexto de la adquisición de materiales para el desarrollo del prototipo, además se cuenta también con los materiales de laboratorio de la IU CESMAG que serán facilitados para poder trabajar con ellos. 1.9 Delimitación del problema Espacial: El mecanismo se desarrollará para obtener una base de datos acerca del movimiento de la rodilla con respecto a su homóloga de personas sanas y con el cual se realizará un proceso de programación, diseño y un análisis estadístico para saber cómo es el correcto funcionamiento de la articulación el cual se llevará a cabo en la IU CESMAG y las casas de los investigadores de la ciudad San Juan de Pasto. Temporal: Para realizar esta investigación se tomará el segundo periodo del año 2016, todo el periodo del año 2017 y 2018. Técnica: El estudio corresponde al posicionamiento angular de una rodilla humana teniendo en cuenta que se va a hacer en una marcha normal.
Nota de contenido:	CONTENIDO pág. 1. EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 1.1 OBJETO DE INVESTIGACIÓN 1.2 ÁREA DE INVESTIGACIÓN 1.3 LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN 1.4 PLANTEAMIENTO O DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA 1.5 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 1.6 OBJETIVOS Objetivo General. Objetivos Específicos. 1.7 JUSTIFICACIÓN 1.8 VIABILIDAD 1.9 DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA 2. TÓPICOS DEL MARCO TEÓRICO 2.1 ANTECEDENTES Modelo Biomecánico de una Prótesis de Pierna. Diseño e implementación de un sistema para el análisis del movimiento humano usando sensores Kinect. Análisis y caracterización 3D del caminado humano bajo diversas condiciones utilizando visión. Análisis cinemático y cinético de la articulación de la rodilla en maniobras de alta demanda: bajada escalones, quiebro y vuelta. Simulación del comportamiento del fémur distal y de la rodilla humana en estado sano y tras implantación protésica. Análisis Biomecánico de la esgrima mediante sistemas opto electrónicos de análisis de movimiento. Caracterización del movimiento de la rodilla y diseño de un mecanismo poli céntrico. 2.2 ENUNCIADOS DE LOS SUPUESTOS TEÓRICOS Anatomía y mecánica de la rodilla. Ortesis y Exoesqueleto. Sensores de posición angular. Hardware para el procesado de señales. Software para el procesamiento digital. Compiladores. Software para base de datos. 2.3 DEFINICIÓN DE CONCEPTOS Definición nominal Definición operativa 2.4 HIPÓTESIS Hipótesis Descriptiva. 3. METODOLOGIA 3.1 PARADIGMA 3.2 ENFOQUE 3.3 MÉTODO 3.4 TIPO 3.5 DISEÑO DE INVESTIGACIÓN. Diseño experimental 3.6 UNIVERSO 3.7 MUESTRA Muestra NO probabilística. 3.8 TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN Validez técnica. Confiabilidad técnica. 3.9 INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN 4. RESULTADOS 4.1 ANÁLISIS DE REQUERIMIENTOS 4.2 ANÁLISIS DE REQUERIMIENTOS PARA EL ACONDICIONAMIENTO Y PROCESAMIENTO DE SEÑALES. 4.3 SELECCIÓN DE HARDWARE Y SOFTWARE Selección del sistema de sensado. Selección de hardware para el procesado de la señal. Selección de software para el procesamiento digital. 4.4 DISEÑO GENERAL DEL SISTEMA Diseño mecánico del dispositivo. Diagrama de bloques general. Diagrama de bloques del Sistema de adquisición de datos. Diagrama de Conexiones de la tarjeta de adquisición de datos Diagrama de Flujo. 4.5 IMPLEMENTACIÓN DEL SOFTWARE 4.6 CONSTRUCCIÓN E IMPLEMENTACIÓN DEL MECANISMO 4.7 PROCESO PARA LA TOMA DE DATOS 5. ANÁLISIS DE RESULTADOS 5.1 ANÁLISIS DE DATOS PARA DETERMINAR LA EFECTIVIDAD DEL MECANISMO 5.2 DESCRIPCIÓN DEL EXPERIMENTO. 5.3 ANÁLISIS DE DATOS PARA LA CARACTERIZACIÓN DEL MOVIMIENTO DE LAS RODILLAS.

Mecanismos de caracterizaciòn del movimiento de la rodilla humana para el posicionaminento anuglar con respecto a su homologa [texto impreso] / Cabrera Roque, Luis Eduardo, Autor ; Jurado Enriquez, Kevin Jessid, Autor ; Lagos Mora, Camilo Arturo, Asesor . - [S.l.] : San Juan de Pasto: Editorial Universidad Cesmag, [s.d.] . - 113 : il., ... a color ; 28,5 cm + CD-ROOM.

Trabajo de grado (Ingeniero Electrónico). Universidad CESMAG. Facultad de Ingeniería, Programa de Ingeniería electrónica,2019

Idioma : Francés

Resumen:

INTRODUCCIÓN Para comenzar, hoy en día una rama de la bioingeniería y la biomecánica, han avanzado de manera extraordinaria, sobre todo en el campo de generación de prótesis como lo dice Parra (2015), en su manera de clasificarlas en prótesis cosméticas, mecánicas y mioeléctricas. Las patologías evolucionan de manera alarmante y para evitarlas se han desarrollado herramientas antes mencionadas por Parra que a la vez cumplen con la función de medir variables como posicionamiento angular, desviación, aceleración, velocidad y demás variables que las extremidades del cuerpo humano generan. Se debe saber que estas herramientas tienen que ser cómodas para el cuerpo humano al momento de usarlo y especialmente tiene que acoplarse al cuerpo para que sea de fácil manejo como lo menciona Parra en la creación de modelos a base de titanio, aluminio o polietileno y acceso (relación costo) para que la mayoría de centros médicos, si lo desean, puedan tener acceso a ellas. Antes que nada, se comprendió la biomecánica del movimiento fisiológico articular en la parte inferior del cuerpo y las diferentes fases de la marcha humana, se empezó a crear un mecanismo con las herramientas que se tenía a disposición y a utilizar los conocimientos adquiridos durante la carrera para que el mecanismo se acoplara de buena manera a los tres puntos implicados en esta actividad (cadera, rodilla y tobillo). Por otro lado, es importante resaltar que para la recolección de datos, se utilizaron sensores que se pensaron eran los más apropiados, dando como resultado el uso de un giroscopio y/o acelerómetro en la rodilla que es el eje de esta investigación y el acople de potenciómetros en la cadera y tobillos, que a pesar de su desgaste con el tiempo, ha mostrado un resultado aceptable para el desarrollo de la investigación. Así sucesivamente, la relación costo, es una de las características más destacadas del prototipo, en la industria existen dispositivos que superan por mucho los costos en comparación almecanismo utilizado en esta investigación, la efectividad puede ser menor, pero es un aproximado para caracterizar el movimiento de la rodilla. Continuando, en el documento se encuentra información sobre el desarrollo del estudio, en el primer punto del trabajo se abarco el problema de la investigación, donde se impulsa el proceso científico, en una segunda instancia se encuentra el marco teórico que sirve de soporte conceptual de la teoría que se tuvo en cuenta para el planteamiento del problema, en un tercer lugar está la metodología haciendo referencia de todos los procedimientos utilizados para alcanzar los objetivos, en la cuarta parte están los resultados donde se proyectan los informes finales de la estructura del mecanismo para pasar por ultimo al análisis de resultados donde se compara al mecanismo resultante frente a otras herramientas ya existentes. Para finalizar, con este trabajo se espera fomentar el interés de futuras generaciones por la investigación y el desarrollo de herramientas que faciliten el estudio del comportamiento del cuerpo, además de aportar en otras investigaciones relacionadas con el tema y a la vez solucionar algunos interrogantes que se puedan presentar y esclarecer de manera exitosa el comportamiento de una pequeña parte de las muchas otras que presenta el cuerpo, además de orientarse a obtener un producto que aporte al campo de la medicina, que de alguna manera mejore las prácticas actuales. 1. EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 1.1 Objeto de investigación Mecanismo de caracterización del movimiento de la rodilla humana con respecto a su homóloga. 1.2 Área de investigación Sistema de automatización y control de procesos. El área de sistemas de automatización y control de la Institución Universitaria CESMAG desarrolla procesos investigativos orientados al modelamiento, simulación, diseño, desarrollo y evaluación de algoritmos de control, sistemas de control, sistemas inteligentes, control de procesos industriales, sistemas embebidos, acondicionamiento y procesamiento de señales, robótica, domótica e inteligencia artificial. 1.3 Líneas de investigación Biometría. La línea de investigación en biometría hace referencia a la identificación medición y análisis de las características fisiológicas (morfología de las manos, huellas digitales, iris en los ojos) y de comportamiento (forma de caminar, forma de teclear) de un individuo a través del uso combinado de sistemas hardware y software. 1.4 Planteamiento o Descripción del problema En la actualidad se pueden encontrar diferentes problemas de salud humana relacionadas con enfermedades del sistema locomotor. Una manera de evaluar estos problemas es caracterizando la forma correcta en que deben comportarse las partes del cuerpo en perfecto funcionamiento y luego comparar con las que no tienen un comportamiento adecuado. Hoy en día, existen sistemas de caracterización los cuales realizan este proceso, algunos de estos son por medio de software (KINOVEA, s.f.), y otros son mecánicos, también, se puede destacar algunos proyectos de grado acerca de mecanismos similares al de esta investigación (FERNÁNDEZ ESPINOSA, 2008), (RODRIGUEZ PALACIOS & PEÑARETE RODRIGUEZ, 2011), (CHUYA SUMBA, CUENCA SOTO, & DELGADO , 2013), el problema que existe es que algunos de estos sistemas son de un costo económico elevado, como es el caso del Kinovea, (KINOVEA, s.f.), y otro inconveniente, es que estas investigaciones buscan un caso particular, es decir, que las investigaciones llevan un proceso para encontrar soluciones a problemas concretos, como ejemplo, se toma un proyecto de estos en el cual solo realizan la caracterización para el desarrollo de prótesis (BRAVO & RENGIFO, 2014), en cambio, el estudio que se hace para este trabajo de grado; es poder caracterizar a nivel general, en otras palabras, obtener una identificación del movimiento para hombres y mujeres, con lo cual el sistema pueda determinar la movilidad a cualquier persona sin excepción alguna, por lo tanto, se desconoce la efectividad del mecanismo que se va a realizar para esta investigación, ya que no se ha realizado un estudio detallado acerca del sistema a realizar. De esta manera, al no realizarse este estudio, se perdería la posibilidad de poder caracterizar el movimiento de la rodilla con respecto a su homóloga en una marcha normal con una mayor efectividad y obtener datos más eficientes con respecto a la toma de datos efectuada por los médicos expertos en esta área, también se desaprovecharía el uso de este tipo de dispositivos para obtener información para posibles tratamientos médicos que puedan usar los expertos en esta área, además esta investigación puede servir de partida para nuevos proyectos con los cuales puedan ayudar a las personas, como por ejemplo prótesis automatizadas, teniendo en cuenta los distintos modelos dinámicos de la marcha humana. Así mismo, se perdería un avance biotecnológico que puede servir de aporte y avance para la región, además, se desaprovecharía la oportunidad de vincular este tipo de dispositivos a varios centros de rehabilitación para personas que tengan problemas de salud con enfermedades del aparato locomotor, los cuales les puede servir de apoyo para la recuperación de estos individuos. De igual forma, con este tipo de dispositivos, se podría obtener un análisis más complejo del movimiento humano. También, las personas que al caminar su movimiento no sea el adecuado puede que tengan complicaciones en un futuro y los médicos expertos en este tema ayudarían a corregir esto, gracias a la investigación que se desarrollaría con esta herramienta. Por otra parte 19 no se podría dar un aporte a la biomecánica que cada día crece más y se enriquece de nuevos conocimientos, igualmente, no existirá la posibilidad de adicionar este tipo de mecanismos a laboratorios de biometría. 1.5 Formulación del problema ¿Cuál es la efectividad de un mecanismo de caracterización del movimiento de la rodilla humana para el posicionamiento angular de esta con respecto a su homóloga, teniendo en cuenta, los resultados médicos? 1.6 Objetivos Determinar la efectividad de un mecanismo de caracterización del movimiento de la rodilla humana para posicionamiento angular con respecto a su homóloga, teniendo en cuenta, los resultados médicos.  Analizar y estudiar la anatomía, estructura y comportamiento de la rodilla con respecto a su homóloga.  Diseñar un prototipo, para la caracterización del movimiento de la rodilla con respecto a su homóloga.  Implementar el prototipo, para la caracterización del movimiento de la rodilla con respecto a su homóloga.  Evaluar los resultados finales de cada una de las pruebas realizadas para saber qué tan efectivo es el mecanismo con respecto a los resultados médicos existentes. 1.7 Justificación La presente investigación, se enfoca en desarrollar un mecanismo el cual servirá para poder caracterizar el movimiento de la rodilla con respecto a su homóloga, el cual podrán usar los médicos o fisioterapeutas para obtener resultados con mayor facilidad y que estos resultados sean precisos con respecto a los estudios médicos que se han hecho. Continuando, el impacto económico que causa este mecanismo frente a otros mecanismos ya existentes, es de vital importancia para la investigación, siendo una de las principales características, ya que en primer lugar se busca minimizar costos de producción, para que sea más accesible para entidades de salud (KINOVEA, s.f.). De igual forma, el estudio a tratar puede servir en un futuro como aporte para crear nuevas prótesis que ayuden a las personas a tener una mejor movilidad, así mismo, se podría ayudar a las personas que sufren de alguna patología creando algún método para que puedan superar este tipo de enfermedad, anticipándose a futuras lesiones. Por tanto, los datos recolectados en la investigación estarían basados en personas que tengan una movilidad normal, con el cual, se desarrollará la caracterización del movimiento que usarían los médicos expertos en el tema para ayudar a las personas. De ahí que, en el ámbito social se espera llenar vacíos de conocimiento y generar un gran impacto en la sociedad, colaborar para futuras prácticas similares y enriquecer poco a poco las investigaciones en el área de la biometría, maximizando el interés por realizar nuevos proyectos que se relacionen al estudio de la constitución y movimiento del cuerpo humano, con ello aumentando la confiabilidad en las herramientas elaboradas. Por consiguiente, el mecanismo de caracterización del movimiento de la rodilla con respecto a su homóloga se lo vinculara al laboratorio de biometría de la IU CESMAG el cual será de utilidad para los estudiantes de educación física y así poner a su disposición un dispositivo que pueda ayudarles para un control en su rendimiento físico, también los estudiantes de ingeniería electrónica lo pueden usar incentivando a la investigación de nuevos elementos de biometría. 1.8 Viabilidad El proyecto de grado es viable porque para el desarrollo de este se tienen diferentes elementos los cuales son fáciles de conseguir, además, para poder hacer la caracterización y la toma de datos se tiene que llevar un proceso de análisis y programación los cuales se ha aprendido a lo largo de la carrera, también, se cuenta con el apoyo del asesor el cual está capacitado en el campo de sistemas de automatización y control de procesos, los investigadores financiarán el proyecto en el contexto de la adquisición de materiales para el desarrollo del prototipo, además se cuenta también con los materiales de laboratorio de la IU CESMAG que serán facilitados para poder trabajar con ellos. 1.9 Delimitación del problema Espacial: El mecanismo se desarrollará para obtener una base de datos acerca del movimiento de la rodilla con respecto a su homóloga de personas sanas y con el cual se realizará un proceso de programación, diseño y un análisis estadístico para saber cómo es el correcto funcionamiento de la articulación el cual se llevará a cabo en la IU CESMAG y las casas de los investigadores de la ciudad San Juan de Pasto. Temporal: Para realizar esta investigación se tomará el segundo periodo del año 2016, todo el periodo del año 2017 y 2018. Técnica: El estudio corresponde al posicionamiento angular de una rodilla humana teniendo en cuenta que se va a hacer en una marcha normal.

Nota de contenido:

CONTENIDO pág. 1. EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 1.1 OBJETO DE INVESTIGACIÓN 1.2 ÁREA DE INVESTIGACIÓN 1.3 LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN 1.4 PLANTEAMIENTO O DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA 1.5 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 1.6 OBJETIVOS Objetivo General. Objetivos Específicos. 1.7 JUSTIFICACIÓN 1.8 VIABILIDAD 1.9 DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA 2. TÓPICOS DEL MARCO TEÓRICO 2.1 ANTECEDENTES Modelo Biomecánico de una Prótesis de Pierna. Diseño e implementación de un sistema para el análisis del movimiento humano usando sensores Kinect. Análisis y caracterización 3D del caminado humano bajo diversas condiciones utilizando visión. Análisis cinemático y cinético de la articulación de la rodilla en maniobras de alta demanda: bajada escalones, quiebro y vuelta. Simulación del comportamiento del fémur distal y de la rodilla humana en estado sano y tras implantación protésica. Análisis Biomecánico de la esgrima mediante sistemas opto electrónicos de análisis de movimiento. Caracterización del movimiento de la rodilla y diseño de un mecanismo poli céntrico. 2.2 ENUNCIADOS DE LOS SUPUESTOS TEÓRICOS Anatomía y mecánica de la rodilla. Ortesis y Exoesqueleto. Sensores de posición angular. Hardware para el procesado de señales. Software para el procesamiento digital. Compiladores. Software para base de datos. 2.3 DEFINICIÓN DE CONCEPTOS Definición nominal Definición operativa 2.4 HIPÓTESIS Hipótesis Descriptiva. 3. METODOLOGIA 3.1 PARADIGMA 3.2 ENFOQUE 3.3 MÉTODO 3.4 TIPO 3.5 DISEÑO DE INVESTIGACIÓN. Diseño experimental 3.6 UNIVERSO 3.7 MUESTRA Muestra NO probabilística. 3.8 TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN Validez técnica. Confiabilidad técnica. 3.9 INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN 4. RESULTADOS 4.1 ANÁLISIS DE REQUERIMIENTOS 4.2 ANÁLISIS DE REQUERIMIENTOS PARA EL ACONDICIONAMIENTO Y PROCESAMIENTO DE SEÑALES. 4.3 SELECCIÓN DE HARDWARE Y SOFTWARE Selección del sistema de sensado. Selección de hardware para el procesado de la señal. Selección de software para el procesamiento digital. 4.4 DISEÑO GENERAL DEL SISTEMA Diseño mecánico del dispositivo. Diagrama de bloques general. Diagrama de bloques del Sistema de adquisición de datos. Diagrama de Conexiones de la tarjeta de adquisición de datos Diagrama de Flujo. 4.5 IMPLEMENTACIÓN DEL SOFTWARE 4.6 CONSTRUCCIÓN E IMPLEMENTACIÓN DEL MECANISMO 4.7 PROCESO PARA LA TOMA DE DATOS 5. ANÁLISIS DE RESULTADOS 5.1 ANÁLISIS DE DATOS PARA DETERMINAR LA EFECTIVIDAD DEL MECANISMO 5.2 DESCRIPCIÓN DEL EXPERIMENTO. 5.3 ANÁLISIS DE DATOS PARA LA CARACTERIZACIÓN DEL MOVIMIENTO DE LAS RODILLAS.

Título :	Detecciòn de objetos utilizando una camara multiespectral modular en los canales entre los 300nm-1100nm.
Tipo de documento:	texto impreso
Autor(es):	Jojoa Guerrero, Ivan Andres, Autor
Pie de Imprenta:	San Juan de Pasto: Editorial Universidad Cesmag
Número de páginas:	109
Descripción Física:	il., ... a color
Dimensiones:	28,5 cm
Material de acompañamiento:	CD-ROOM
Nota general:	Trabajo de grado (Ingeniero Electrónico). Universidad CESMAG. Facultad de Ingeniería, Programa de Ingeniería electrónica,2019
Idioma :	Francés
Resumen:	NTRODUCCIÓN En este documento se evidencia el estudio de la eficacia de un Sistema de Reconocimiento de objetos (vegetación, agua y suelo) haciendo uso de una Cámara Multiespectral modular en los canales desde espectro visible al infrarrojo cercano en relación al sensor orbital Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) de la NASA, este sensor realiza mediciones en 36 canales espectrales en longitudes de onda de 0.41 a 14.5 μm. (Barnes, Che, & Xiong, 2006). Con base en lo anterior, se tomaron fotografías a un prototipo, a cultivos y a la isla de La Corota de la Laguna de La Cocha en el municipio de Pasto. Se aplicó índices de vegetación a las imágenes los cuales permiten diferenciar los objetos presentes en una imagen, tales como, NDVI (Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada), GNDVI (Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada del Verde), GLI (Índice de Hoja Verde) y, SAVI (Índice de Vegetación Ajustado al Suelo), el índice que arroja mejores resultados en esta investigación corresponde al NDVI, logrando separar el agua y el suelo en los rangos negativos del índice y diferenciar las especies de vegetación presentes en una imagen de acuerdo a los rangos positivos en que se normaliza la imagen analizada, puesto que, la vegetación sana logra su mayor reflectancia en los rangos del infrarrojo cercano y el infrarrojo medio, mientras que otros tipos de plantas logran una buena reflectancia en el canal rojo del espectro visible (Chuvieco, 1995). El uso de una cámara fotográfica comercial causó que en esta investigación no se utilice algoritmos de corrección geométrica para eliminar la distorsión en las imágenes presentes en los referentes revisados, fue posible analizar las imágenes sin la necesidad de estos procedimientos. La eficacia del sistema está dada a partir de los resultados obtenidos por los índices de vegetación al reconocer los objetos definidos (vegetación, agua, suelo) la diferencia en los rangos con respecto a los resultados obtenidos en el prototipo, la comparación entre la respuesta espectral del filtro infrarrojo FB850-40 de Thorlabs y su similitud con la respuesta espectral de la banda 2 del sensor MODIS. El diseño modular del dispositivo óptico permite la adecuación de diferentes filtros para la adquisición de imágenes en los diferentes canales espectrales entre el espectro visible al infrarrojo, además la estructura cuenta con soportes que permiten la implementación en diferentes plataformas haciendo posible su uso en aplicaciones de teledetección, con la capacidad de determinar comportamientos de fenómenos presentes en la naturaleza para realizar un análisis detallado de acuerdo a las respuestas espectrales del sensor. El capítulo 1 comprende el Problema de Investigación, posteriormente, el capítulo 2 comprende el Marco Teórico de este documento, el capítulo 3 contiene la Metodología de estudio, el capítulo 4 describe los Resultados Obtenidos, el capítulo 5 expone el Análisis de Resultados, finalmente, se exponen las Conclusiones y las Recomendaciones de esta investigación. 1. EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 1.1 Objeto o tema de investigación. Sistema de reconocimiento de objetos (vegetación, agua y suelo) de acuerdo a los canales espectrales entre 300nm – 1100nm haciendo uso de una Cámara Multiespectral modular de 6 canales. 1.2 Área de investigación Sistemas de Automatización y Control: El área de sistemas de automatización y control de la Institución Universitaria CESMAG desarrolla procesos investigativos orientados al modelamiento, simulación, diseño, desarrollo y evaluación de algoritmos de control, sistemas de control, sistemas inteligentes, control de procesos industriales, sistemas embebidos, acondicionamiento y procesamiento de señales, robótica, domótica e inteligencia artificial. (Programa de Ingeniería Electrónica, 2015) 1.3 Línea de investigación Procesamiento Digital de Señales: Conocido como DSP por sus siglas en inglés (Digital Signal Processing), esta línea de investigación desarrolla proyectos relacionados con la recolección, análisis y síntesis de señales uni o multidimensionales, de origen natural o artificial, discretizadas (digitalizadas). Apoya sus análisis en algoritmos y modelos matemáticos que permiten reconocer sus diferentes características en los dominios espacial, temporal y espectral. (Programa de Ingeniería Electrónica, 2015) 1.4 Planteamiento o descripción del problema El reconocimiento de objetos utilizando sus propiedades espectrales se logra a partir de verificar como estos reaccionan espectralmente ante determinados estímulos y condiciones. Diferentes dispositivos son utilizados para verificar la respuesta espectral de un objeto (espectroradiómetros, espectrofotómetros) el más común de ellos son las cámaras 20 fotográficas las cuales son capaces de capturar la respuesta que un objeto tiene en los canales azul, verde y rojo. (Chuvieco, 1995) Estos resultados son útiles para reconocer objetos que contrastan en estas longitudes de onda. Sin embargo, su información se ve afectada cuando se desea verificar las leves variaciones de la intensidad de la reflectancia (ejemplo, agua pura y agua con poco material particular). Lo anteriormente expuesto, hace posible la implementación de dispositivos que cuenten con una mayor cantidad de bandas espectrales las cuales sean capaces de capturar esas leves variaciones en la intensidad de luz. (Yue, Wenjiang, Juhua, Linsheng, & Xianfeng, 2017) Este estudio se propone determinar la eficacia de un Sistema de Reconocimiento de objetos haciendo uso de una Cámara Multiespectral modular de 6 canales con lo cual sea posible identificar objetos y sus parámetros físicos. La eficacia de este sistema está relacionada con la respuesta espectral obtenida por este dispositivo y su similitud con las respuestas espectrales determinadas por el sensor orbital MODIS. 1.5 Formulación del problema ¿Cuál es la eficacia del Sistema de Reconocimiento de objetos (vegetación, agua y suelo) de acuerdo a los canales espectrales entre 300nm – 1100nm haciendo uso de una Cámara Multiespectral modular de 6 canales? 1.6 Objetivos Determinar la eficacia del Sistema de Reconocimiento de objetos (vegetación, agua y suelo) de acuerdo a los canales espectrales entre los 300nm – 1100nm haciendo uso de una Cámara Multiespectral modular de 6 canales.  Diseñar la arquitectura modular para la Cámara Multiespectral.  Construir la plataforma modular del dispositivo óptico para la adquisición de imágenes multiespectrales.  Desarrollar los algoritmos para la identificación de objetos para la estimación de parámetros físicos. 1.6.1 Objetivo general. 1.6.2 Objetivos específicos. 21  Desarrollar los algoritmos de corrección geométrica para eliminar distorsiones en las imágenes obtenidas.  Verificar la respuesta espectral del dispositivo óptico con respecto a las respuestas espectrales del sensor MODIS. 1.7 Justificación La radiación electromagnética en el rango del espectro visible (400nm – 700nm) incide sobre múltiples objetos, causando que la luz se refleje y pueda ser percibida por el ojo humano, de esta manera, es posible identificar los colores y objetos del medio (Luque, 2010). Una técnica que aprovecha el fenómeno ondulatorio electromagnético para capturar la energía retrodispersada por un objeto en una determinada longitud de onda es la teledetección. De esta forma, al medir este valor físico resultante del movimiento ondulatorio electromagnético, que puede venir dado en escalas de radiancia o reflectancia en rangos espectrales cuidadosamente definidos, es posible identificar, separar y clasificar objetos. Actualmente se cuenta con plataformas orbitales que capturan esos valores físicos, uno de los más utilizados es el sensor espectroradiométrico MODIS el cual realiza mediciones utilizando 36 bandas espectrales recolectando las emisiones de radiación diariamente. (Barnes, Che, & Xiong, 2006). El éxito obtenido por el sensor MODIS en la clasificación y observación de la dinámica de fenómenos ambientales permiten inferir que es posible adaptar los canales comprendidos entre los 300 a 1100nm (azul a infrarrojo cercano) en un dispositivo óptico modular. Este estudio tiene como fin determinar la eficacia de la Cámara para la identificación de diferentes objetos (vegetación, agua, suelo) y sus parámetros físicos. En ese contexto, los resultados que se esperan obtener es un dispositivo óptico con 6 canales espectrales que pueda ser adaptado en el uso en diferentes plataformas y que a partir de los datos generados sea posible el análisis de fenómenos que el ojo humano no es capaz de percibir. 22 1.8 Delimitación El proyecto está orientado a determinar la eficacia de un Sistema de Reconocimiento de objetos haciendo uso de una Cámara Multiespectral modular en los canales espectrales de 300nm – 1100nm de acuerdo a su capacidad de reconocimiento de objetos (vegetación, agua, suelo) y caracterización de sus parámetros físicos con respecto a los canales espectrales presentes en el sensor orbital MODIS. Por lo tanto, la resolución espacial se establecerá en un mínimo de 0.5cm. Los objetos que se reconocerán están en un rango de 1cm a 2m, las imágenes serán capturadas a una distancia máxima de 5m de altura. Dicho esto, el sistema pretende construir un mínimo de 6 canales espectrales, se contempla que además de los rangos de operación en el espectro visible de un dispositivo óptico comercial sea implementado filtros para análisis en el espectro infrarrojo, rojo y verde, por lo tanto, los algoritmos de reconocimiento de objetos a partir de procesamiento de las imágenes obtenidas serán desarrollados haciendo uso de software que posee las herramientas necesarias para el análisis de la reflectancia de los objetos y la respuesta espectral del sensor.
Nota de contenido:	CONTENIDO Índice de Tablas Índice de Figuras Glosario Introducción 1. El Problema de Investigación 1.1 Objeto o tema de investigación. 1.2 Área de investigación 1.3 Línea de investigación 1.4 Planteamiento o descripción del problema 1.5 Formulación del problema 1.6 Objetivos 1.6.1 Objetivo general. 1.6.2 Objetivos específicos. 1.7 Justificación 1.8 Delimitación 2. Tópicos del Marco Teórico 2.1 Antecedentes 2.1.1 Can Commercial Digital Cameras Be Used as Multispectral Sensors? A Crop Monitoring Test. 2.1.2 Diseño de una Cámara Multiespectal de 4 Bandas para Agricultura de Precisión. 2.1.3 Desarrollo de un Sistema Multiespectral para Aplicaciones en Agricultura de Precisión Usando Dispositivos Embebidos. 2.1.4 Detection and Discrimination of Pests and Diseases in Winter Wheat based on Spectral Indices and Kernel Discriminant Analysis. 2.1.5 Estudio de la variabilidad espacial del viñedo mediante métodos de Teledetección de Alta Resolución. 2.1.6 Comprobación del NDVI en Imágenes RapidEye para Determinar Cobertura Vegetal y usos de la Tierra en la Provincia de Manabí, Ecuador. 2.2 Enunciados de los Supuestos Teóricos 2.2.1 Espectro Electromagnético. 2.2.2 Teledetección 2.2.3 Moderate Resolution Imaging Spectrorradiometer MODIS 2.2.4 Sensor CMOS 2.2.5 Filtros Digitales 2.2.6 Filtro Pasabanda 2.2.7 Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI) 2.2.8 Índice de Vegetación Ajustado al Suelo (SAVI) 2.2.9 Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada del Verde (GNDVI) 2.2.10 Índice de Hoja Verde (GLI) 2.3 Definición de Conceptos 2.3.1 Definición Nominal de Variables 2.3.2 Definición Operativa de Variables 2.4 Hipótesis 2.5 Hipótesis de Investigación (Hi) 2.6 Hipótesis Nula (Ho) 2.7 Hipótesis Alternativa (Ha) 3. Metodología 3.1 Paradigma 3.2 Enfoque 3.3 Método 3.4 Tipo de Investigación 3.5 Diseño de Investigación 3.6 Universo 3.7 Muestra 3.8 Técnicas de Recolección de la Información 3.8.1 Validez 3.8.2 Confiabilidad 3.9 Instrumentos de Recolección de la Información 4. Resultados 4.1 Conceptos previos para diseño de Sistema de Detección de Objetos. 4.1.1 Respuestas Espectrales Sensor MODIS 4.1.2 Identificación de Filtro de la Cámara Multiespectral 4.1.3 Selección de Tecnologías 4.1.4 Diagrama de bloques del sistema 4.1.5 Diseño y Construcción de Estructura Modular 4.1.6 Algoritmo de Corrección Geométrica 4.1.7 Consideraciones Cámara Fotográfica 4.2 Desarrollo del sistema de Detección de Objetos. 4.2.1 Índices de Vegetación. 5. Análisis de Resultados. 5.1 Respuesta de la Cámara Multiespectral. 5.2 Evaluación de Índices de Vegetación y Estimación de Eficacia del Sistema. Conclusiones Recomendaciones Referencias Anexos

Detecciòn de objetos utilizando una camara multiespectral modular en los canales entre los 300nm-1100nm. [texto impreso] / Jojoa Guerrero, Ivan Andres, Autor . - [S.l.] : San Juan de Pasto: Editorial Universidad Cesmag, [s.d.] . - 109 : il., ... a color ; 28,5 cm + CD-ROOM.
Trabajo de grado (Ingeniero Electrónico). Universidad CESMAG. Facultad de Ingeniería, Programa de Ingeniería electrónica,2019
Idioma : Francés

Resumen:

NTRODUCCIÓN En este documento se evidencia el estudio de la eficacia de un Sistema de Reconocimiento de objetos (vegetación, agua y suelo) haciendo uso de una Cámara Multiespectral modular en los canales desde espectro visible al infrarrojo cercano en relación al sensor orbital Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) de la NASA, este sensor realiza mediciones en 36 canales espectrales en longitudes de onda de 0.41 a 14.5 μm. (Barnes, Che, & Xiong, 2006). Con base en lo anterior, se tomaron fotografías a un prototipo, a cultivos y a la isla de La Corota de la Laguna de La Cocha en el municipio de Pasto. Se aplicó índices de vegetación a las imágenes los cuales permiten diferenciar los objetos presentes en una imagen, tales como, NDVI (Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada), GNDVI (Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada del Verde), GLI (Índice de Hoja Verde) y, SAVI (Índice de Vegetación Ajustado al Suelo), el índice que arroja mejores resultados en esta investigación corresponde al NDVI, logrando separar el agua y el suelo en los rangos negativos del índice y diferenciar las especies de vegetación presentes en una imagen de acuerdo a los rangos positivos en que se normaliza la imagen analizada, puesto que, la vegetación sana logra su mayor reflectancia en los rangos del infrarrojo cercano y el infrarrojo medio, mientras que otros tipos de plantas logran una buena reflectancia en el canal rojo del espectro visible (Chuvieco, 1995). El uso de una cámara fotográfica comercial causó que en esta investigación no se utilice algoritmos de corrección geométrica para eliminar la distorsión en las imágenes presentes en los referentes revisados, fue posible analizar las imágenes sin la necesidad de estos procedimientos. La eficacia del sistema está dada a partir de los resultados obtenidos por los índices de vegetación al reconocer los objetos definidos (vegetación, agua, suelo) la diferencia en los rangos con respecto a los resultados obtenidos en el prototipo, la comparación entre la respuesta espectral del filtro infrarrojo FB850-40 de Thorlabs y su similitud con la respuesta espectral de la banda 2 del sensor MODIS. El diseño modular del dispositivo óptico permite la adecuación de diferentes filtros para la adquisición de imágenes en los diferentes canales espectrales entre el espectro visible al infrarrojo, además la estructura cuenta con soportes que permiten la implementación en diferentes plataformas haciendo posible su uso en aplicaciones de teledetección, con la capacidad de determinar comportamientos de fenómenos presentes en la naturaleza para realizar un análisis detallado de acuerdo a las respuestas espectrales del sensor. El capítulo 1 comprende el Problema de Investigación, posteriormente, el capítulo 2 comprende el Marco Teórico de este documento, el capítulo 3 contiene la Metodología de estudio, el capítulo 4 describe los Resultados Obtenidos, el capítulo 5 expone el Análisis de Resultados, finalmente, se exponen las Conclusiones y las Recomendaciones de esta investigación. 1. EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 1.1 Objeto o tema de investigación. Sistema de reconocimiento de objetos (vegetación, agua y suelo) de acuerdo a los canales espectrales entre 300nm – 1100nm haciendo uso de una Cámara Multiespectral modular de 6 canales. 1.2 Área de investigación Sistemas de Automatización y Control: El área de sistemas de automatización y control de la Institución Universitaria CESMAG desarrolla procesos investigativos orientados al modelamiento, simulación, diseño, desarrollo y evaluación de algoritmos de control, sistemas de control, sistemas inteligentes, control de procesos industriales, sistemas embebidos, acondicionamiento y procesamiento de señales, robótica, domótica e inteligencia artificial. (Programa de Ingeniería Electrónica, 2015) 1.3 Línea de investigación Procesamiento Digital de Señales: Conocido como DSP por sus siglas en inglés (Digital Signal Processing), esta línea de investigación desarrolla proyectos relacionados con la recolección, análisis y síntesis de señales uni o multidimensionales, de origen natural o artificial, discretizadas (digitalizadas). Apoya sus análisis en algoritmos y modelos matemáticos que permiten reconocer sus diferentes características en los dominios espacial, temporal y espectral. (Programa de Ingeniería Electrónica, 2015) 1.4 Planteamiento o descripción del problema El reconocimiento de objetos utilizando sus propiedades espectrales se logra a partir de verificar como estos reaccionan espectralmente ante determinados estímulos y condiciones. Diferentes dispositivos son utilizados para verificar la respuesta espectral de un objeto (espectroradiómetros, espectrofotómetros) el más común de ellos son las cámaras 20 fotográficas las cuales son capaces de capturar la respuesta que un objeto tiene en los canales azul, verde y rojo. (Chuvieco, 1995) Estos resultados son útiles para reconocer objetos que contrastan en estas longitudes de onda. Sin embargo, su información se ve afectada cuando se desea verificar las leves variaciones de la intensidad de la reflectancia (ejemplo, agua pura y agua con poco material particular). Lo anteriormente expuesto, hace posible la implementación de dispositivos que cuenten con una mayor cantidad de bandas espectrales las cuales sean capaces de capturar esas leves variaciones en la intensidad de luz. (Yue, Wenjiang, Juhua, Linsheng, & Xianfeng, 2017) Este estudio se propone determinar la eficacia de un Sistema de Reconocimiento de objetos haciendo uso de una Cámara Multiespectral modular de 6 canales con lo cual sea posible identificar objetos y sus parámetros físicos. La eficacia de este sistema está relacionada con la respuesta espectral obtenida por este dispositivo y su similitud con las respuestas espectrales determinadas por el sensor orbital MODIS. 1.5 Formulación del problema ¿Cuál es la eficacia del Sistema de Reconocimiento de objetos (vegetación, agua y suelo) de acuerdo a los canales espectrales entre 300nm – 1100nm haciendo uso de una Cámara Multiespectral modular de 6 canales? 1.6 Objetivos Determinar la eficacia del Sistema de Reconocimiento de objetos (vegetación, agua y suelo) de acuerdo a los canales espectrales entre los 300nm – 1100nm haciendo uso de una Cámara Multiespectral modular de 6 canales.  Diseñar la arquitectura modular para la Cámara Multiespectral.  Construir la plataforma modular del dispositivo óptico para la adquisición de imágenes multiespectrales.  Desarrollar los algoritmos para la identificación de objetos para la estimación de parámetros físicos. 1.6.1 Objetivo general. 1.6.2 Objetivos específicos. 21  Desarrollar los algoritmos de corrección geométrica para eliminar distorsiones en las imágenes obtenidas.  Verificar la respuesta espectral del dispositivo óptico con respecto a las respuestas espectrales del sensor MODIS. 1.7 Justificación La radiación electromagnética en el rango del espectro visible (400nm – 700nm) incide sobre múltiples objetos, causando que la luz se refleje y pueda ser percibida por el ojo humano, de esta manera, es posible identificar los colores y objetos del medio (Luque, 2010). Una técnica que aprovecha el fenómeno ondulatorio electromagnético para capturar la energía retrodispersada por un objeto en una determinada longitud de onda es la teledetección. De esta forma, al medir este valor físico resultante del movimiento ondulatorio electromagnético, que puede venir dado en escalas de radiancia o reflectancia en rangos espectrales cuidadosamente definidos, es posible identificar, separar y clasificar objetos. Actualmente se cuenta con plataformas orbitales que capturan esos valores físicos, uno de los más utilizados es el sensor espectroradiométrico MODIS el cual realiza mediciones utilizando 36 bandas espectrales recolectando las emisiones de radiación diariamente. (Barnes, Che, & Xiong, 2006). El éxito obtenido por el sensor MODIS en la clasificación y observación de la dinámica de fenómenos ambientales permiten inferir que es posible adaptar los canales comprendidos entre los 300 a 1100nm (azul a infrarrojo cercano) en un dispositivo óptico modular. Este estudio tiene como fin determinar la eficacia de la Cámara para la identificación de diferentes objetos (vegetación, agua, suelo) y sus parámetros físicos. En ese contexto, los resultados que se esperan obtener es un dispositivo óptico con 6 canales espectrales que pueda ser adaptado en el uso en diferentes plataformas y que a partir de los datos generados sea posible el análisis de fenómenos que el ojo humano no es capaz de percibir. 22 1.8 Delimitación El proyecto está orientado a determinar la eficacia de un Sistema de Reconocimiento de objetos haciendo uso de una Cámara Multiespectral modular en los canales espectrales de 300nm – 1100nm de acuerdo a su capacidad de reconocimiento de objetos (vegetación, agua, suelo) y caracterización de sus parámetros físicos con respecto a los canales espectrales presentes en el sensor orbital MODIS. Por lo tanto, la resolución espacial se establecerá en un mínimo de 0.5cm. Los objetos que se reconocerán están en un rango de 1cm a 2m, las imágenes serán capturadas a una distancia máxima de 5m de altura. Dicho esto, el sistema pretende construir un mínimo de 6 canales espectrales, se contempla que además de los rangos de operación en el espectro visible de un dispositivo óptico comercial sea implementado filtros para análisis en el espectro infrarrojo, rojo y verde, por lo tanto, los algoritmos de reconocimiento de objetos a partir de procesamiento de las imágenes obtenidas serán desarrollados haciendo uso de software que posee las herramientas necesarias para el análisis de la reflectancia de los objetos y la respuesta espectral del sensor.

Nota de contenido:

CONTENIDO Índice de Tablas Índice de Figuras Glosario Introducción 1. El Problema de Investigación 1.1 Objeto o tema de investigación. 1.2 Área de investigación 1.3 Línea de investigación 1.4 Planteamiento o descripción del problema 1.5 Formulación del problema 1.6 Objetivos 1.6.1 Objetivo general. 1.6.2 Objetivos específicos. 1.7 Justificación 1.8 Delimitación 2. Tópicos del Marco Teórico 2.1 Antecedentes 2.1.1 Can Commercial Digital Cameras Be Used as Multispectral Sensors? A Crop Monitoring Test. 2.1.2 Diseño de una Cámara Multiespectal de 4 Bandas para Agricultura de Precisión. 2.1.3 Desarrollo de un Sistema Multiespectral para Aplicaciones en Agricultura de Precisión Usando Dispositivos Embebidos. 2.1.4 Detection and Discrimination of Pests and Diseases in Winter Wheat based on Spectral Indices and Kernel Discriminant Analysis. 2.1.5 Estudio de la variabilidad espacial del viñedo mediante métodos de Teledetección de Alta Resolución. 2.1.6 Comprobación del NDVI en Imágenes RapidEye para Determinar Cobertura Vegetal y usos de la Tierra en la Provincia de Manabí, Ecuador. 2.2 Enunciados de los Supuestos Teóricos 2.2.1 Espectro Electromagnético. 2.2.2 Teledetección 2.2.3 Moderate Resolution Imaging Spectrorradiometer MODIS 2.2.4 Sensor CMOS 2.2.5 Filtros Digitales 2.2.6 Filtro Pasabanda 2.2.7 Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI) 2.2.8 Índice de Vegetación Ajustado al Suelo (SAVI) 2.2.9 Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada del Verde (GNDVI) 2.2.10 Índice de Hoja Verde (GLI) 2.3 Definición de Conceptos 2.3.1 Definición Nominal de Variables 2.3.2 Definición Operativa de Variables 2.4 Hipótesis 2.5 Hipótesis de Investigación (Hi) 2.6 Hipótesis Nula (Ho) 2.7 Hipótesis Alternativa (Ha) 3. Metodología 3.1 Paradigma 3.2 Enfoque 3.3 Método 3.4 Tipo de Investigación 3.5 Diseño de Investigación 3.6 Universo 3.7 Muestra 3.8 Técnicas de Recolección de la Información 3.8.1 Validez 3.8.2 Confiabilidad 3.9 Instrumentos de Recolección de la Información 4. Resultados 4.1 Conceptos previos para diseño de Sistema de Detección de Objetos. 4.1.1 Respuestas Espectrales Sensor MODIS 4.1.2 Identificación de Filtro de la Cámara Multiespectral 4.1.3 Selección de Tecnologías 4.1.4 Diagrama de bloques del sistema 4.1.5 Diseño y Construcción de Estructura Modular 4.1.6 Algoritmo de Corrección Geométrica 4.1.7 Consideraciones Cámara Fotográfica 4.2 Desarrollo del sistema de Detección de Objetos. 4.2.1 Índices de Vegetación. 5. Análisis de Resultados. 5.1 Respuesta de la Cámara Multiespectral. 5.2 Evaluación de Índices de Vegetación y Estimación de Eficacia del Sistema. Conclusiones Recomendaciones Referencias Anexos

Título :	Anàlisis de algoritmos de control respecto a error de posiciòn y velocidad de respuesta aplicados a un quadcopter utilizado en agricultura de precisiòn.
Tipo de documento:	texto impreso
Autor(es):	Chinchajoa Nupan, Alvaro Daniel, Autor ; Jojoa Mora, John Edison, Autor ; Unigarro Calpa, Edgar Alberto, Asesor
Pie de Imprenta:	San Juan de Pasto: Editorial Universidad Cesmag
Número de páginas:	163
Descripción Física:	il., ... a color
Dimensiones:	28,5 cm
Material de acompañamiento:	CD-ROOM
Nota general:	Trabajo de grado (Ingeniero Electrónico). Universidad CESMAG. Facultad de Ingeniería, Programa de Ingeniería electrónica,2018
Idioma :	Francés
Resumen:	RESUMEN ANALÍTICO DEL ESTUDIO (RAE) CODIGO: O02018003. PROGRAMA ACADÉMICO: Facultad de Ingeniería, Programa de Ingeniería Electrónica. Institución Universitaria CESMAG. FECHA DE ELABORACIÓN: AUTORES: ALVARO DANIEL CHINCHAJOA NUPÁN, JOHN EDISON JOJOA MORA. TITULO DE LA INVESTIGACION: ANÁLISIS DE ALGORITMOS DE CONTROL RESPECTO A ERROR DE POSICIÓN Y VELOCIDAD DE RESPUESTA APLICADOS A UN QUADCOPTER UTILIZADO EN AGRICULTURA DE PRECISIÓN. PALABRAS CLAVES: Quadcopter, Estabilidad, Controlador, Drone, DESCRIPCIÓN: En este trabajo de grado se presenta el análisis y comparación de los algoritmos de control mediante simulación para la implementación en Quadcopter de riego para la agricultura de precisión, donde se pueden visualizar e identificar claramente el porcentaje de error respecto a una posición específica y el tiempo que tarda en estabilizarse ante perturbaciones en dicha tarea. CONTENIDO: El presente trabajo de grado consta de siete capítulos los cuales se dividen de la siguiente manera: En el primer capítulo se encontrará el “Problema de Investigación”, se describe el tema de investigación, formulación del problema, objetivos, justificación y viabilidad empleados. En el segundo capítulo los “Tópicos del Marco Teórico” se describen los antecedentes de proyectos a fin con esta tesis, los enunciados de los supuestos teóricos donde se habla sobre la cinemática y dinámica del Quadcopter, la definición de conceptos y las hipótesis. El tercer capítulo “Metodología”, se muestra las actividades correspondientes a las metas de trabajo de grado. El cuarto capítulo “Resultados de la Investigación” donde se muestran los productos obtenidos de la investigación. El quinto capítulo “Análisis y discusión de resultados”. El sexto capítulo “Conclusiones”. El séptimo capítulo “Recomendaciones y trabajos futuros”. El octavo capítulo “Bibliografía”. METODOLOGÍA:  Establecer requerimientos de un Quadcopter aplicado a la agricultura de precisión.  Revisar bibliografía de modelos del Quadcopter.  Determinar variables y parámetros del Quadcopter.  Obtención de la función de transferencia del sistema y representación del modelo en variables de estados.  Realizar la revisión de literatura de algoritmos de control.  Simulación de los diferentes algoritmos de control.  Ajuste de los algoritmos de control al Quadcopter.  Sintonización y simulación.  Establecer dos escenarios de simulación considerando las perturbaciones.  Simulación de los algoritmos bajo un escenario de aplicación específica.  Evaluación de parámetros que intervienen en el sistema, recopilación de datos y respuesta de los algoritmos.  Análisis y comparación de la respuesta de los algoritmos seleccionados. ÁREA Sistemas de automatización y control: El área de sistemas de automatización y control de la Institución Universitaria CESMAG desarrolla procesos investigativos orientados al modelamiento, simulación, diseño, desarrollo y evaluación de algoritmos de control, sistemas de control, sistemas inteligentes, control de procesos industriales, sistemas embebidos, acondicionamiento y procesamiento de señales, robótica, domótica e inteligencia artificial. LÍNEA Robótica: La línea de investigación en robótica estudia el diseño, implementación y desempeño de sistemas capaces de desarrollar tareas de montaje, manipulación, vigilancia y transformación que impliquen posicionarse en el espacio y orientarse de manera autónoma o semiautónoma en diferentes aplicaciones, a través de la utilización de modelos matemáticos y estructuras de control que arrojen resultados que impliquen precisión y confiabilidad.
Nota de contenido:	CONTENIDO INTRODUCCIÓN 1. EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 1.1 TEMA DE INVESTIGACIÓN 1.2 ÁREA DE INVESTIGACIÓN 1.3 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN 1.4 PLANTEAMIENTO O DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA 1.5 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 1.6 OBJETIVOS 1.6.1 Objetivo general: 1.6.2 Objetivos específicos: 1.7 JUSTIFICACIÓN 1.8 VIABILIDAD 1.9 DELIMITACIÓN 2. TÓPICOS DEL MARCO TEÓRICO 2.1.1 Comparación Cuantitativa De Métodos De Control De Orientación Y Posición Para Aplicaciones De Precisión De Un Cuadricóptero. 2.2 ANTECEDENTES 2.2.1 Diseño, Implementación Y Prueba De Técnicas De Control Robusto Aplicadas A La Operación De Un Uav (Unmanned Air Vehicle). 2.2.2 Aterrizaje De Un Quadcopter Ardrone 2.0 Sobre Una Base Móvil Usando La Lógica Difusa. 2.2.3 Fuzzy Lógica Basado Self-Tuning Autopilotos Para El Seguimiento De La Trayectoria De Un Quadcopter De Bajo Costo: Un Estudio Comparativo 2.3 ENUNCIADOS DE LOS SUPUESTOS TEÓRICOS. 2.3.1 Modelo cinemático y dinámico del drone Quadcopter. 2.3.2 Aplicación de drones en la agricultura de precisión. 2.3.3 CONTROLADORES: PID, DIFUSO Y PREDICTIVO. 2.4 DEFINICIÓN DE CONCEPTOS 2.4.1 DEFINICIÓN NOMINAL DE CONCEPTOS 2.4.2 DEFINICIÓN OPERATIVA DE CONCEPTOS 2.5 HIPÓTESIS 2.5.1 Hipótesis de investigación 2.5.2 Hipótesis Nula 2.5.3 Hipótesis Alternativa 3. METODOLOGÍA 3.1 PARADIGMA 3.2 ENFOQUE 3.3 MÉTODO 3.4 TIPO 3.5 DISEÑO 3.6 UNIVERSO 3.7 MUESTRA 3.7.1 Confiabilidad de la técnica. 3.8 TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE DATOS 3.8.1 Validez de la técnica. 3.9 INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN 4. RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN 4.1 MODELAMIENTO MATEMÁTICO 4.2 IMPLEMENTACIÓN DE LOS ALGORITMOS DE CONTROL 4.2.1 Control general del drone Quadcopter 4.2.2 Controlador lazo interno: 4.2.3 Controlador lazo externo: 4.2.4 Construcción de las señales de control 4.2.5 Controlador PID 4.2.6 Controlador difuso (FUZZY) 4.2.7 CONTROLADOR PREDICTIVO (MPC) 4.2.8 PRUEBA CON PERTURBACIONES EN MASA AL CONTROLADOR PID 4.2.9 PRUEBA CON PERTURBACIONES EN LA MASA AL CONTROLADOR FUZZY 4.2.10 PRUEBAS CON PERTURBACIONES EN LA MASA AL CONTROLADOR PREDICTIVO (MPC) 4.2.11 EVALUACIÓN DE LOS ALGORITMOS DE CONTROL 5. ANÁLISIS DE RESULTADOS 6. CONCLUSIONES 7. RECOMENDACIONES Y TRABAJOS FUTUROS 8. BIBLIOGRAFÍA

Anàlisis de algoritmos de control respecto a error de posiciòn y velocidad de respuesta aplicados a un quadcopter utilizado en agricultura de precisiòn. [texto impreso] / Chinchajoa Nupan, Alvaro Daniel, Autor ; Jojoa Mora, John Edison, Autor ; Unigarro Calpa, Edgar Alberto, Asesor . - [S.l.] : San Juan de Pasto: Editorial Universidad Cesmag, [s.d.] . - 163 : il., ... a color ; 28,5 cm + CD-ROOM.
Trabajo de grado (Ingeniero Electrónico). Universidad CESMAG. Facultad de Ingeniería, Programa de Ingeniería electrónica,2018
Idioma : Francés

Resumen:

RESUMEN ANALÍTICO DEL ESTUDIO (RAE) CODIGO: O02018003. PROGRAMA ACADÉMICO: Facultad de Ingeniería, Programa de Ingeniería Electrónica. Institución Universitaria CESMAG. FECHA DE ELABORACIÓN: AUTORES: ALVARO DANIEL CHINCHAJOA NUPÁN, JOHN EDISON JOJOA MORA. TITULO DE LA INVESTIGACION: ANÁLISIS DE ALGORITMOS DE CONTROL RESPECTO A ERROR DE POSICIÓN Y VELOCIDAD DE RESPUESTA APLICADOS A UN QUADCOPTER UTILIZADO EN AGRICULTURA DE PRECISIÓN. PALABRAS CLAVES: Quadcopter, Estabilidad, Controlador, Drone, DESCRIPCIÓN: En este trabajo de grado se presenta el análisis y comparación de los algoritmos de control mediante simulación para la implementación en Quadcopter de riego para la agricultura de precisión, donde se pueden visualizar e identificar claramente el porcentaje de error respecto a una posición específica y el tiempo que tarda en estabilizarse ante perturbaciones en dicha tarea. CONTENIDO: El presente trabajo de grado consta de siete capítulos los cuales se dividen de la siguiente manera: En el primer capítulo se encontrará el “Problema de Investigación”, se describe el tema de investigación, formulación del problema, objetivos, justificación y viabilidad empleados. En el segundo capítulo los “Tópicos del Marco Teórico” se describen los antecedentes de proyectos a fin con esta tesis, los enunciados de los supuestos teóricos donde se habla sobre la cinemática y dinámica del Quadcopter, la definición de conceptos y las hipótesis. El tercer capítulo “Metodología”, se muestra las actividades correspondientes a las metas de trabajo de grado. El cuarto capítulo “Resultados de la Investigación” donde se muestran los productos obtenidos de la investigación. El quinto capítulo “Análisis y discusión de resultados”. El sexto capítulo “Conclusiones”. El séptimo capítulo “Recomendaciones y trabajos futuros”. El octavo capítulo “Bibliografía”. METODOLOGÍA:  Establecer requerimientos de un Quadcopter aplicado a la agricultura de precisión.  Revisar bibliografía de modelos del Quadcopter.  Determinar variables y parámetros del Quadcopter.  Obtención de la función de transferencia del sistema y representación del modelo en variables de estados.  Realizar la revisión de literatura de algoritmos de control.  Simulación de los diferentes algoritmos de control.  Ajuste de los algoritmos de control al Quadcopter.  Sintonización y simulación.  Establecer dos escenarios de simulación considerando las perturbaciones.  Simulación de los algoritmos bajo un escenario de aplicación específica.  Evaluación de parámetros que intervienen en el sistema, recopilación de datos y respuesta de los algoritmos.  Análisis y comparación de la respuesta de los algoritmos seleccionados. ÁREA Sistemas de automatización y control: El área de sistemas de automatización y control de la Institución Universitaria CESMAG desarrolla procesos investigativos orientados al modelamiento, simulación, diseño, desarrollo y evaluación de algoritmos de control, sistemas de control, sistemas inteligentes, control de procesos industriales, sistemas embebidos, acondicionamiento y procesamiento de señales, robótica, domótica e inteligencia artificial. LÍNEA Robótica: La línea de investigación en robótica estudia el diseño, implementación y desempeño de sistemas capaces de desarrollar tareas de montaje, manipulación, vigilancia y transformación que impliquen posicionarse en el espacio y orientarse de manera autónoma o semiautónoma en diferentes aplicaciones, a través de la utilización de modelos matemáticos y estructuras de control que arrojen resultados que impliquen precisión y confiabilidad.

Nota de contenido:

CONTENIDO INTRODUCCIÓN 1. EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 1.1 TEMA DE INVESTIGACIÓN 1.2 ÁREA DE INVESTIGACIÓN 1.3 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN 1.4 PLANTEAMIENTO O DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA 1.5 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 1.6 OBJETIVOS 1.6.1 Objetivo general: 1.6.2 Objetivos específicos: 1.7 JUSTIFICACIÓN 1.8 VIABILIDAD 1.9 DELIMITACIÓN 2. TÓPICOS DEL MARCO TEÓRICO 2.1.1 Comparación Cuantitativa De Métodos De Control De Orientación Y Posición Para Aplicaciones De Precisión De Un Cuadricóptero. 2.2 ANTECEDENTES 2.2.1 Diseño, Implementación Y Prueba De Técnicas De Control Robusto Aplicadas A La Operación De Un Uav (Unmanned Air Vehicle). 2.2.2 Aterrizaje De Un Quadcopter Ardrone 2.0 Sobre Una Base Móvil Usando La Lógica Difusa. 2.2.3 Fuzzy Lógica Basado Self-Tuning Autopilotos Para El Seguimiento De La Trayectoria De Un Quadcopter De Bajo Costo: Un Estudio Comparativo 2.3 ENUNCIADOS DE LOS SUPUESTOS TEÓRICOS. 2.3.1 Modelo cinemático y dinámico del drone Quadcopter. 2.3.2 Aplicación de drones en la agricultura de precisión. 2.3.3 CONTROLADORES: PID, DIFUSO Y PREDICTIVO. 2.4 DEFINICIÓN DE CONCEPTOS 2.4.1 DEFINICIÓN NOMINAL DE CONCEPTOS 2.4.2 DEFINICIÓN OPERATIVA DE CONCEPTOS 2.5 HIPÓTESIS 2.5.1 Hipótesis de investigación 2.5.2 Hipótesis Nula 2.5.3 Hipótesis Alternativa 3. METODOLOGÍA 3.1 PARADIGMA 3.2 ENFOQUE 3.3 MÉTODO 3.4 TIPO 3.5 DISEÑO 3.6 UNIVERSO 3.7 MUESTRA 3.7.1 Confiabilidad de la técnica. 3.8 TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE DATOS 3.8.1 Validez de la técnica. 3.9 INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN 4. RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN 4.1 MODELAMIENTO MATEMÁTICO 4.2 IMPLEMENTACIÓN DE LOS ALGORITMOS DE CONTROL 4.2.1 Control general del drone Quadcopter 4.2.2 Controlador lazo interno: 4.2.3 Controlador lazo externo: 4.2.4 Construcción de las señales de control 4.2.5 Controlador PID 4.2.6 Controlador difuso (FUZZY) 4.2.7 CONTROLADOR PREDICTIVO (MPC) 4.2.8 PRUEBA CON PERTURBACIONES EN MASA AL CONTROLADOR PID 4.2.9 PRUEBA CON PERTURBACIONES EN LA MASA AL CONTROLADOR FUZZY 4.2.10 PRUEBAS CON PERTURBACIONES EN LA MASA AL CONTROLADOR PREDICTIVO (MPC) 4.2.11 EVALUACIÓN DE LOS ALGORITMOS DE CONTROL 5. ANÁLISIS DE RESULTADOS 6. CONCLUSIONES 7. RECOMENDACIONES Y TRABAJOS FUTUROS 8. BIBLIOGRAFÍA

Título :	Anàlisis de desempeño de tràfico en una red Ipv6 + Iptv
Tipo de documento:	texto impreso
Autor(es):	Cuero Marquinez, Didier Alejandro, Autor ; Vega Caicedo, Christian Fernando, Asesor
Pie de Imprenta:	San Juan de Pasto: Editorial Universidad Cesmag
Número de páginas:	110
Descripción Física:	il., ... a color
Dimensiones:	28,5 cm
Material de acompañamiento:	CD-ROOM
Nota general:	Trabajo de grado (Ingeniero Electrónico). Universidad CESMAG. Facultad de Ingeniería, Programa de Ingeniería electrónica,2018
Idioma :	Francés
Resumen:	INTRODUCCIÓN Latinoamérica se proyecta como una de las regiones emergentes Top en inversión de TIC1. Aunque este crecimiento plantea cambios estratégicos en la inversión y mercadeo, en el mundo actual la infraestructura de TIC es fundamental. En las últimas décadas el avance tecnológico en esta área ha sido asombroso y han ampliado considerablemente el espectro de posibilidades y servicios. La conectividad a Internet desde muchos medios ha ampliado mucho más estas posibilidades y servicios. Actualmente su uso es masivo, convirtiéndose en un servicio indispensable, sobre el cual se han desarrollado tecnologías en forma de aplicaciones transformando los paradigmas de comunicación y la forma de ver el mundo para todas las comunidades, acortando distancias, llevando información a todas partes, de forma real y precisa. 1 Fuente: TrustedTek, (en línea). En: TrustedTek (consultada: 15, Diciembre, 2017). Disponible en la dirección electrónica http://trustedtek.com/index.php?option=com_content&view=article&id=48:noticias- 2 RUEDA PEPINOSA, D. F. y RAMOS RODRÍGUEZ, Z. I. Evaluación del desempeño de la red En Colombia la CNTV (Comisión Nacional de Televisión “En liquidación”) reemplazada por la ANTV (Autoridad Nacional de Televisión), CRC (Comisión de Regulación Nacional de Comunicaciones) y el MINTIC (Ministerio de tecnologías de la información y las comunicaciones de Colombia), viene preparando al país desde hace unos años para la transición hacia la difusión de televisión pública digital y la consecuente dada de baja al servicio analógico de televisión. Además de la televisión digital, a nivel mundial también ha incursionado la televisión IP (Protocolo de Internet) o IPTV (Televisión por protocolo de Internet), en la cual se realizan transmisiones de tipo streaming sobre el protocolo de Internet, ofreciendo grandes ventajas de ancho de banda e interactividad del usuario. Actualmente en los planes de la ANTV y del MINTIC, no se ha previsto la forma de cómo articular estas dos tecnologías en el país. En el desarrollo del trabajo de grado se abordó un análisis de desempeño que implicó el planteamiento de una metodología la cual permitió caracterizar el trafico IPTV tanto en IPV4 como IPV6, así mismo se formuló un modelo de clasificación de tráfico que permite relacionar experiencia del usuario con las métricas de desempeño. El despliegue de soluciones IPTV a pesar de ser recientes, han tenido buena acogida por el público en general, el cual ha ido creciendo de manera exponencial, dada la flexibilidad y opciones de personalización que ofrece estos sistemas. Se trabajó en el nuevo protocolo de internet IPV6 que llega para solucionar el problema de la falta de direcciones IP en el anterior protocolo IPV4, pasando de direcciones de 32 bits a direcciones de 128 bits. Esto hace que el número de IP disponibles en el nuevo protocolo sea prácticamente ilimitadas, y puedan desarrollarse aplicaciones en él. 20 1. EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 1.1 OBJETO O TEMA DE ESTUDIO Tráfico en una Red IPV6+IPTV. 1.2 ÁREA DE INVESTIGACIÓN Comunicaciones Electrónicas. El área de Comunicaciones Electrónicas de la Institución Universitaria CESMAG centra su trabajo investigativo en el estudio de las tecnologías, métodos, técnicas, algoritmos y desarrollos utilizados en los procesos de transmisión, recepción y procesamiento de la información de manera local y remota mediante el uso de circuitos electrónicos. Los trabajos desarrollados en esta área incluyen el diseño, modelado, simulación, análisis de sistemas análogos y digitales para telecomunicaciones, telemetría y redes de datos. 1.3 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN Red de Datos. La línea de redes de datos se enfoca en el estudio de los procesos de comunicación a nivel local, metropolitano y extenso, incluyendo el diseño de arquitecturas, la interconexión, los servicios, la gestión, la optimización de recursos y la seguridad de redes. 1.4 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA El crecimiento exponencial de las TIC a nivel global ha llevado al mundo a una nueva era, donde las comunicaciones y los medios de comunicación son la columna vertebral. Las aplicaciones desarrolladas y emergentes son la base de esta era donde las comunicaciones acortan distancia, la información y personas que están a miles de kilómetros de distancia, están a tan solo un clic. Con el crecimiento de las TIC los medios de comunicación se han ido actualizando, pasando desde la primera generación de telefonía celular, los cuales eran equipos muy grandes, pesados, costoso y de poco acceso al público en general, a los ya hoy conocidos como cuarta generación los cuales son los hoy conocidos Smartphone, siendo estos el ejemplo más notorio de los medios de comunicación más usados en la actualidad. Las tecnologías emergentes llegan para solucionar problemas conocidos y optimizar recursos. Dos de estas nuevas TIC se vienen implementando poco a poco llamadas una de ellas IPV6 la cual llega a solucionar el problema de las pocas direcciones IP del protocolo IPV4 y a mejorar la escalabilidad para dar llegada al Internet de las cosas, la otra TIC se conoce como IPTV la cual se vienen implementando poco a poco en Colombia desde julio de 2008. Al ser estas tecnologías emergentes se tiene poco conocimiento sobre su desempeño y trabajo 21 conjunto, el cual es muy poco conocido. Las redes IPV6+IPTV tendrán mejoras en su rendimiento a diferencia de las redes trabajadas en IPV4, así mismo tendrán diferentes problemas. Al trabajar con IPTV la red usada debe tener un gran ancho de banda ya que esta TIC ocupa un gran ancho de canal al tener video y voz en ella. Las redes de área local al transportar estos dos protocolos en conjunto sufrirán problemas, los cuales son posibles identificar si se realiza un análisis de desempeño, para optimizar y dar soluciones. Problemas comunes de estas redes pueden ser el bajo throughput ya que es la capacidad efectiva de transferencia de datos sobre el enlace, alto delay (retardo) y un alto jitter el cual es una fluctuación en el retardo en la transmisión de paquetes, ocasionando una posible pérdida de paquetes de información valiosos para el usuario. Para explicar esto más claro se considerará el siguiente ejemplo en el cual se toma una configuración típica de una red LAN, se realizará una conferencia por video en tiempo real sobre Internet con un acceso de 5Mb/s para 10 equipos, los cuales se espera un promedio de 0.5Mb/s de throughput, según la topología de red y equipos usados, esto hará que se reduzca la tasa de transmisión efectiva de cada usuario, limitando su experiencia. Aparte llenando de spam el canal con información innecesaria, la investigación realizada en este trabajo de grado, determino el desempeño de este tipo de red propuesto en el pequeño ejemplo, ya que se determinó porque se disminuye la velocidad de transmisión de datos, la cual puede ser por la demanda de ancho de banda, pero a esto se le suma más factores externos que pueden influir en el tráfico al efectuarse transmisión de datos, lo cual se debe conocer para optimizar la red. Se propone realizar un análisis al desempeño del tráfico de la red en la transmisión de IPTV, usando herramientas en calidad de hardware y software, para la identificación de problemas futuros a causa de los fallos de la red, como lo son un colapso en la red, niveles bajos de Throughput, alto jitter, y la pérdida de paquetes de información. al tener detectadas fallas se puede tomar acciones para evitarlas, porque al suceder esto, información valiosa para el usuario podría perderse, y la red seguirá presentando fallos al no tener identificado los problemas más comunes que esta presenta, siendo esto un problema para un buen desarrollo de las actividades de trabajo diaria de los usuarios. 1.5 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ¿Cómo determinar el desempeño de tráfico en una red IPV6 para prestar el servicio de IPTV garantizando los requerimientos mínimos de calidad, donde se presentan problemas de alto jitter, perdida de paquete de datos y retardos en la red? 22 1.6 OBJETIVOS General 1.6.1 Analizar el desempeño de una red IPV6+IPTV Específicos 1.6.2 • Determinar los protocolos empleados para la transmisión IPV6+IPTV. • Determinar los requerimientos para el escenario de pruebas para una red IPV6 que soporte el servicio IPTV. • Diseñar la red IPV6 y el servicio de IPTV de acuerdo a los requerimientos establecidos. • Implementar la red IPV6 +IPTV de acuerdo al diseño propuesto. • Evaluar el desempeño de la red IPV6+IPTV. 1.7 JUSTIFICACIÓN En la actualidad para que un sistema de las TIC este diseñado y enfocado correctamente, debe cumplir con una condición casi indispensable: debe ser escalable. Para poder adaptarse a los cambios y actualizaciones que el ámbito de las TIC ofrece constantemente. Hablando del crecimiento de la radiodifusión de televisión se enfrenta la articulación de dos tecnologías de gran acogida y desarrollo: IPV6 e IPTV. Por lo tanto, se realizó una investigación con un nivel de estudio y conocimiento en redes y tecnologías de la información, donde se analizó el desempeño de estas dos tecnologías trabajando juntas en el desarrollo y ejecución de este proyecto de grado, detectando fallas para su respectiva corrección y mejoramiento. La comunidad estudiantil conocerá sobre la IPTV como también el uso del protocolo IPV6 las cuales son tecnologías emergentes de las TIC. En Colombia estas dos tecnologías no llevan más de 10 años ya que la primera empresa en implementar la IPTV fue EPM en julio de 2008, con esta investigación se enriquecerá el conocimiento sobre estas tecnologías. 23 La comunidad en general que no conozca el tema será la más beneficiada al conocer este trabajo, ya que contará con un conocimiento más extenso y dejará de ignorar un poco sobre los nuevos protocolos y las aplicaciones emergentes en las TIC, en este caso IPV6+IPTV. La comunidad nariñense fue beneficiada al realizarse este estudio en el ámbito regional, para que la misma comunidad tenga conocimiento sobre algunos de los estudios en calidad de TIC realizados en el departamento. A nivel ingenieril se realizó un trabajo de investigación usando herramientas de hardware y software las cuales ayudaron a ejecutar este proyecto. 1.8 VIABILIDAD Se contó con recursos físicos y financieros necesarios para la ejecución de dicho proyecto. Se contó además con la asesoría de personal profesional en el tema de investigación. Se contó con la aprobación del programa para la utilización de equipos del laboratorio de redes. 1.9 DELIMITACIÓN En el estudio se contó con 2 routers, 2 switch, 3 equipos de cómputo, se trabajó con topología punto a punto con salto de enrutamiento, se tuvo un equipo central encargado de inyectar el tráfico a la red, y herramientas de software como wireshark, iptraffic, etc. Esta investigación se realizó en el laboratorio de redes de la Institución Universitaria CESMAG donde se ofreció un servicio Expedited Forwarding. La investigación se llevó a cabo por un periodo de 12 meses en el cual se realizó la revisión de antecedentes, protocolos que fueron usados, escenarios de prueba, y datos tomados en la investigación. La investigación se llevó a cabo en las instalaciones de la Institución Universitaria CESMAG, específicamente en el laboratorio de redes de la facultad de ingeniería Electrónica ubicada en el bloque B, de dicha universidad.
Nota de contenido:	TABLA DE CONTENIDO INTRODUCCIÓN 1. EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 1.1 OBJETO O TEMA DE ESTUDIO 1.2 ÁREA DE INVESTIGACIÓN 1.3 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN 1.4 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA 1.5 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 1.6 OBJETIVOS General Específicos 1.7 JUSTIFICACIÓN 1.8 VIABILIDAD 1.9 DELIMITACIÓN Delimitador Temporal. Delimitador Espacial. 2. MARCO TEÓRICO 2.1 antecedentes Evaluación de desempeño de la red LTE para la entrega del servicio de 24 2 .1.1 IPTV Parámetro técnico y normativo para la implementación de IPTV sobre las 2.1.2redes DVB-C e Internet en IPV6 con QoS. 24 Quality of service for IPTV using Xcast in IPV6 network. 25 2. 1.3 Análisis de tráfico para la red de datos de las instituciones educativas del 2.1.4núcleo 5 de la ciudad de Pereira. 25 IPTV Performance in IEEE 802.11n WLANs 26 2 .1.5 2.2 ENUNCIADOS DE LOS SUPUESTOS TEÓRICOS 26 Definición nominal de conceptos 26 2 .2.1 Variables de estudio. 28 2 .2.2 Definición empírica u operativa de conceptos 28 2 .2.3 2.3 FORMULACIÓN DE HIPÓTESIS Hipótesis Afirmativa (Ha) 2.3.1 Hipótesis Nula (Ho) 31 2 .3.2 Hipótesis Alternativa (Hi) 31 2 .3.3 3. METODOLOGÍA 3.1 PARADIGMA 3.2 MÉTODO 3.3 ENFOQUE 3.4 TIPO DE INVESTIGACIÓN 3.5 DISEÑO DE Investigación 3.6 UNIVERSO 33 3.7 MUESTRA 33 3.8 TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN Validez de la técnica 34 3 .8.1 Confiabilidad de la técnica 34 3 .8.2 3.9 Instrumentos de recolección de información 4. RESULTADOS. 35 4.1 diseño de RED IPV6 + IPTV. 35 Topología. 35 4 .1.1 Asignación de direcciones IPV4 eIPV6 36 4 .1.2 Configuración de escenarios de simulación 38 4 .1.3 Aplicaciones usadas. 38 4 .1.4 Metodología de Clasificación de Datos. 39 4 .1.5 Etiquetado de Datos. 40 4 .1.6 4.2 Implementación. 42 Red de pruebas montaje del servicio. 42 4 .2.1 Montaje del servidor. 43 4 .2.2 Funcionamiento del servicio. 43 4 .2.3 4.3 Datos obtenidos. 48 Tablas y gráficos del análisis en IPV4. 48 4 .3.1 Tablas y gráficos del análisis en IPV6 63 4 .3.2 5. Análisis de resultados. 80 5.1 Análisis descriptivo estadístico 80 Análisis para IPV4. 80 5 .1.1 Análisis para IPV6. 82 5.1.2 5.2 Resultado de los escenarios. 84 Throughput IPV4 vs Throughput IPV6. 84 5 .2.1 Delay IPV4 vs Delay IPV6. 84 5 .2.2 Jitter IPV4 vs Jitter IPV6. 85 5 .2.3 Prueba T- Student 86 5 .2.4 5.3 Análisis con relacion a la calidad. 87 Clasificacion de los Datos IPV4 vs IPV6. 90 5. 3.1 6. CONCLUSIONES. 93 7. RECOMENDACIONES. 94 8. ANEXOS. 95 8.1 Pruebas Ping. 95 Pruebas ping del servicio en IPV4. 95 8 .1.1 Pruebas ping del servicio en IPV6. 102 8 .1.2 Bibliografía

Anàlisis de desempeño de tràfico en una red Ipv6 + Iptv [texto impreso] / Cuero Marquinez, Didier Alejandro, Autor ; Vega Caicedo, Christian Fernando, Asesor . - [S.l.] : San Juan de Pasto: Editorial Universidad Cesmag, [s.d.] . - 110 : il., ... a color ; 28,5 cm + CD-ROOM.
Trabajo de grado (Ingeniero Electrónico). Universidad CESMAG. Facultad de Ingeniería, Programa de Ingeniería electrónica,2018
Idioma : Francés

Resumen:

INTRODUCCIÓN Latinoamérica se proyecta como una de las regiones emergentes Top en inversión de TIC1. Aunque este crecimiento plantea cambios estratégicos en la inversión y mercadeo, en el mundo actual la infraestructura de TIC es fundamental. En las últimas décadas el avance tecnológico en esta área ha sido asombroso y han ampliado considerablemente el espectro de posibilidades y servicios. La conectividad a Internet desde muchos medios ha ampliado mucho más estas posibilidades y servicios. Actualmente su uso es masivo, convirtiéndose en un servicio indispensable, sobre el cual se han desarrollado tecnologías en forma de aplicaciones transformando los paradigmas de comunicación y la forma de ver el mundo para todas las comunidades, acortando distancias, llevando información a todas partes, de forma real y precisa. 1 Fuente: TrustedTek, (en línea). En: TrustedTek (consultada: 15, Diciembre, 2017). Disponible en la dirección electrónica http://trustedtek.com/index.php?option=com_content&view=article&id=48:noticias- 2 RUEDA PEPINOSA, D. F. y RAMOS RODRÍGUEZ, Z. I. Evaluación del desempeño de la red En Colombia la CNTV (Comisión Nacional de Televisión “En liquidación”) reemplazada por la ANTV (Autoridad Nacional de Televisión), CRC (Comisión de Regulación Nacional de Comunicaciones) y el MINTIC (Ministerio de tecnologías de la información y las comunicaciones de Colombia), viene preparando al país desde hace unos años para la transición hacia la difusión de televisión pública digital y la consecuente dada de baja al servicio analógico de televisión. Además de la televisión digital, a nivel mundial también ha incursionado la televisión IP (Protocolo de Internet) o IPTV (Televisión por protocolo de Internet), en la cual se realizan transmisiones de tipo streaming sobre el protocolo de Internet, ofreciendo grandes ventajas de ancho de banda e interactividad del usuario. Actualmente en los planes de la ANTV y del MINTIC, no se ha previsto la forma de cómo articular estas dos tecnologías en el país. En el desarrollo del trabajo de grado se abordó un análisis de desempeño que implicó el planteamiento de una metodología la cual permitió caracterizar el trafico IPTV tanto en IPV4 como IPV6, así mismo se formuló un modelo de clasificación de tráfico que permite relacionar experiencia del usuario con las métricas de desempeño. El despliegue de soluciones IPTV a pesar de ser recientes, han tenido buena acogida por el público en general, el cual ha ido creciendo de manera exponencial, dada la flexibilidad y opciones de personalización que ofrece estos sistemas. Se trabajó en el nuevo protocolo de internet IPV6 que llega para solucionar el problema de la falta de direcciones IP en el anterior protocolo IPV4, pasando de direcciones de 32 bits a direcciones de 128 bits. Esto hace que el número de IP disponibles en el nuevo protocolo sea prácticamente ilimitadas, y puedan desarrollarse aplicaciones en él. 20 1. EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 1.1 OBJETO O TEMA DE ESTUDIO Tráfico en una Red IPV6+IPTV. 1.2 ÁREA DE INVESTIGACIÓN Comunicaciones Electrónicas. El área de Comunicaciones Electrónicas de la Institución Universitaria CESMAG centra su trabajo investigativo en el estudio de las tecnologías, métodos, técnicas, algoritmos y desarrollos utilizados en los procesos de transmisión, recepción y procesamiento de la información de manera local y remota mediante el uso de circuitos electrónicos. Los trabajos desarrollados en esta área incluyen el diseño, modelado, simulación, análisis de sistemas análogos y digitales para telecomunicaciones, telemetría y redes de datos. 1.3 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN Red de Datos. La línea de redes de datos se enfoca en el estudio de los procesos de comunicación a nivel local, metropolitano y extenso, incluyendo el diseño de arquitecturas, la interconexión, los servicios, la gestión, la optimización de recursos y la seguridad de redes. 1.4 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA El crecimiento exponencial de las TIC a nivel global ha llevado al mundo a una nueva era, donde las comunicaciones y los medios de comunicación son la columna vertebral. Las aplicaciones desarrolladas y emergentes son la base de esta era donde las comunicaciones acortan distancia, la información y personas que están a miles de kilómetros de distancia, están a tan solo un clic. Con el crecimiento de las TIC los medios de comunicación se han ido actualizando, pasando desde la primera generación de telefonía celular, los cuales eran equipos muy grandes, pesados, costoso y de poco acceso al público en general, a los ya hoy conocidos como cuarta generación los cuales son los hoy conocidos Smartphone, siendo estos el ejemplo más notorio de los medios de comunicación más usados en la actualidad. Las tecnologías emergentes llegan para solucionar problemas conocidos y optimizar recursos. Dos de estas nuevas TIC se vienen implementando poco a poco llamadas una de ellas IPV6 la cual llega a solucionar el problema de las pocas direcciones IP del protocolo IPV4 y a mejorar la escalabilidad para dar llegada al Internet de las cosas, la otra TIC se conoce como IPTV la cual se vienen implementando poco a poco en Colombia desde julio de 2008. Al ser estas tecnologías emergentes se tiene poco conocimiento sobre su desempeño y trabajo 21 conjunto, el cual es muy poco conocido. Las redes IPV6+IPTV tendrán mejoras en su rendimiento a diferencia de las redes trabajadas en IPV4, así mismo tendrán diferentes problemas. Al trabajar con IPTV la red usada debe tener un gran ancho de banda ya que esta TIC ocupa un gran ancho de canal al tener video y voz en ella. Las redes de área local al transportar estos dos protocolos en conjunto sufrirán problemas, los cuales son posibles identificar si se realiza un análisis de desempeño, para optimizar y dar soluciones. Problemas comunes de estas redes pueden ser el bajo throughput ya que es la capacidad efectiva de transferencia de datos sobre el enlace, alto delay (retardo) y un alto jitter el cual es una fluctuación en el retardo en la transmisión de paquetes, ocasionando una posible pérdida de paquetes de información valiosos para el usuario. Para explicar esto más claro se considerará el siguiente ejemplo en el cual se toma una configuración típica de una red LAN, se realizará una conferencia por video en tiempo real sobre Internet con un acceso de 5Mb/s para 10 equipos, los cuales se espera un promedio de 0.5Mb/s de throughput, según la topología de red y equipos usados, esto hará que se reduzca la tasa de transmisión efectiva de cada usuario, limitando su experiencia. Aparte llenando de spam el canal con información innecesaria, la investigación realizada en este trabajo de grado, determino el desempeño de este tipo de red propuesto en el pequeño ejemplo, ya que se determinó porque se disminuye la velocidad de transmisión de datos, la cual puede ser por la demanda de ancho de banda, pero a esto se le suma más factores externos que pueden influir en el tráfico al efectuarse transmisión de datos, lo cual se debe conocer para optimizar la red. Se propone realizar un análisis al desempeño del tráfico de la red en la transmisión de IPTV, usando herramientas en calidad de hardware y software, para la identificación de problemas futuros a causa de los fallos de la red, como lo son un colapso en la red, niveles bajos de Throughput, alto jitter, y la pérdida de paquetes de información. al tener detectadas fallas se puede tomar acciones para evitarlas, porque al suceder esto, información valiosa para el usuario podría perderse, y la red seguirá presentando fallos al no tener identificado los problemas más comunes que esta presenta, siendo esto un problema para un buen desarrollo de las actividades de trabajo diaria de los usuarios. 1.5 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ¿Cómo determinar el desempeño de tráfico en una red IPV6 para prestar el servicio de IPTV garantizando los requerimientos mínimos de calidad, donde se presentan problemas de alto jitter, perdida de paquete de datos y retardos en la red? 22 1.6 OBJETIVOS General 1.6.1 Analizar el desempeño de una red IPV6+IPTV Específicos 1.6.2 • Determinar los protocolos empleados para la transmisión IPV6+IPTV. • Determinar los requerimientos para el escenario de pruebas para una red IPV6 que soporte el servicio IPTV. • Diseñar la red IPV6 y el servicio de IPTV de acuerdo a los requerimientos establecidos. • Implementar la red IPV6 +IPTV de acuerdo al diseño propuesto. • Evaluar el desempeño de la red IPV6+IPTV. 1.7 JUSTIFICACIÓN En la actualidad para que un sistema de las TIC este diseñado y enfocado correctamente, debe cumplir con una condición casi indispensable: debe ser escalable. Para poder adaptarse a los cambios y actualizaciones que el ámbito de las TIC ofrece constantemente. Hablando del crecimiento de la radiodifusión de televisión se enfrenta la articulación de dos tecnologías de gran acogida y desarrollo: IPV6 e IPTV. Por lo tanto, se realizó una investigación con un nivel de estudio y conocimiento en redes y tecnologías de la información, donde se analizó el desempeño de estas dos tecnologías trabajando juntas en el desarrollo y ejecución de este proyecto de grado, detectando fallas para su respectiva corrección y mejoramiento. La comunidad estudiantil conocerá sobre la IPTV como también el uso del protocolo IPV6 las cuales son tecnologías emergentes de las TIC. En Colombia estas dos tecnologías no llevan más de 10 años ya que la primera empresa en implementar la IPTV fue EPM en julio de 2008, con esta investigación se enriquecerá el conocimiento sobre estas tecnologías. 23 La comunidad en general que no conozca el tema será la más beneficiada al conocer este trabajo, ya que contará con un conocimiento más extenso y dejará de ignorar un poco sobre los nuevos protocolos y las aplicaciones emergentes en las TIC, en este caso IPV6+IPTV. La comunidad nariñense fue beneficiada al realizarse este estudio en el ámbito regional, para que la misma comunidad tenga conocimiento sobre algunos de los estudios en calidad de TIC realizados en el departamento. A nivel ingenieril se realizó un trabajo de investigación usando herramientas de hardware y software las cuales ayudaron a ejecutar este proyecto. 1.8 VIABILIDAD Se contó con recursos físicos y financieros necesarios para la ejecución de dicho proyecto. Se contó además con la asesoría de personal profesional en el tema de investigación. Se contó con la aprobación del programa para la utilización de equipos del laboratorio de redes. 1.9 DELIMITACIÓN En el estudio se contó con 2 routers, 2 switch, 3 equipos de cómputo, se trabajó con topología punto a punto con salto de enrutamiento, se tuvo un equipo central encargado de inyectar el tráfico a la red, y herramientas de software como wireshark, iptraffic, etc. Esta investigación se realizó en el laboratorio de redes de la Institución Universitaria CESMAG donde se ofreció un servicio Expedited Forwarding. La investigación se llevó a cabo por un periodo de 12 meses en el cual se realizó la revisión de antecedentes, protocolos que fueron usados, escenarios de prueba, y datos tomados en la investigación. La investigación se llevó a cabo en las instalaciones de la Institución Universitaria CESMAG, específicamente en el laboratorio de redes de la facultad de ingeniería Electrónica ubicada en el bloque B, de dicha universidad.

Nota de contenido:

TABLA DE CONTENIDO INTRODUCCIÓN 1. EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 1.1 OBJETO O TEMA DE ESTUDIO 1.2 ÁREA DE INVESTIGACIÓN 1.3 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN 1.4 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA 1.5 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 1.6 OBJETIVOS General Específicos 1.7 JUSTIFICACIÓN 1.8 VIABILIDAD 1.9 DELIMITACIÓN Delimitador Temporal. Delimitador Espacial. 2. MARCO TEÓRICO 2.1 antecedentes Evaluación de desempeño de la red LTE para la entrega del servicio de 24 2 .1.1 IPTV Parámetro técnico y normativo para la implementación de IPTV sobre las 2.1.2redes DVB-C e Internet en IPV6 con QoS. 24 Quality of service for IPTV using Xcast in IPV6 network. 25 2. 1.3 Análisis de tráfico para la red de datos de las instituciones educativas del 2.1.4núcleo 5 de la ciudad de Pereira. 25 IPTV Performance in IEEE 802.11n WLANs 26 2 .1.5 2.2 ENUNCIADOS DE LOS SUPUESTOS TEÓRICOS 26 Definición nominal de conceptos 26 2 .2.1 Variables de estudio. 28 2 .2.2 Definición empírica u operativa de conceptos 28 2 .2.3 2.3 FORMULACIÓN DE HIPÓTESIS Hipótesis Afirmativa (Ha) 2.3.1 Hipótesis Nula (Ho) 31 2 .3.2 Hipótesis Alternativa (Hi) 31 2 .3.3 3. METODOLOGÍA 3.1 PARADIGMA 3.2 MÉTODO 3.3 ENFOQUE 3.4 TIPO DE INVESTIGACIÓN 3.5 DISEÑO DE Investigación 3.6 UNIVERSO 33 3.7 MUESTRA 33 3.8 TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN Validez de la técnica 34 3 .8.1 Confiabilidad de la técnica 34 3 .8.2 3.9 Instrumentos de recolección de información 4. RESULTADOS. 35 4.1 diseño de RED IPV6 + IPTV. 35 Topología. 35 4 .1.1 Asignación de direcciones IPV4 eIPV6 36 4 .1.2 Configuración de escenarios de simulación 38 4 .1.3 Aplicaciones usadas. 38 4 .1.4 Metodología de Clasificación de Datos. 39 4 .1.5 Etiquetado de Datos. 40 4 .1.6 4.2 Implementación. 42 Red de pruebas montaje del servicio. 42 4 .2.1 Montaje del servidor. 43 4 .2.2 Funcionamiento del servicio. 43 4 .2.3 4.3 Datos obtenidos. 48 Tablas y gráficos del análisis en IPV4. 48 4 .3.1 Tablas y gráficos del análisis en IPV6 63 4 .3.2 5. Análisis de resultados. 80 5.1 Análisis descriptivo estadístico 80 Análisis para IPV4. 80 5 .1.1 Análisis para IPV6. 82 5.1.2 5.2 Resultado de los escenarios. 84 Throughput IPV4 vs Throughput IPV6. 84 5 .2.1 Delay IPV4 vs Delay IPV6. 84 5 .2.2 Jitter IPV4 vs Jitter IPV6. 85 5 .2.3 Prueba T- Student 86 5 .2.4 5.3 Análisis con relacion a la calidad. 87 Clasificacion de los Datos IPV4 vs IPV6. 90 5. 3.1 6. CONCLUSIONES. 93 7. RECOMENDACIONES. 94 8. ANEXOS. 95 8.1 Pruebas Ping. 95 Pruebas ping del servicio en IPV4. 95 8 .1.1 Pruebas ping del servicio en IPV6. 102 8 .1.2 Bibliografía

Título :	Anàlisis de desempeño de tràfico en una red Ipv6 + Iptv
Tipo de documento:	texto impreso
Idioma :	Francés

Anàlisis de desempeño de tràfico en una red Ipv6 + Iptv [texto impreso] . - [s.d.].
Idioma : Francés

Título :	Sistema de control para una maquina extrusora tipo rosca de eps para la empresa ICOTALLA S.A.S
Tipo de documento:	texto impreso
Autor(es):	Cordoba Ruiz, Julian Mateo, Autor ; Suarez Jaramillo, Javier Alexander, Autor ; Lagos Mora, Camilo Arturo, Asesor
Pie de Imprenta:	San Juan de Pasto: Editorial Universidad Cesmag
Número de páginas:	136
Descripción Física:	il., ... a color
Dimensiones:	28,5 cm
Nota general:	Trabajo de grado (Ingeniero Electrónico). Universidad CESMAG. Facultad de Ingeniería, Programa de Ingeniería electrónica,2018
Idioma :	Español
Resumen:	Introducción El poliestireno expandible EPS es un material polímero el cual al ser compactado a base de vapor a altas presiones se convierte en un material comúnmente conocido como Icopor que sirve como envase protector, laminado para construcción y arte, este material una vez cumple su corto plazo de utilidad pasa a ser desechado por lo cual se encuentra afectando al medio ambiente. Existen máquinas especializadas en la extrusión de polímeros donde a partir de un material paletizado se encargan de dar nueva forma y reúso a diferentes materiales conformados por este tipo de materia prima, estas constan de diferentes sistemas de pultrusión que conforman las partes principales de la máquina que comúnmente son tolva de alimentación, cilindro, tornillo sin fin o husillo, torque de empuje y dado de salida, dependiendo del diseño de cada una de estas máquinas, las partes anteriormente nombradas constan de sistemas hidráulicos, mecánicos y mixtos que se encargan del correcto funcionamiento de la máquina. Para cada diseño de máquina existe un sistema de control encargado de que se cumpla de forma correcta el funcionamiento y fin de la máquina, a pesar de esto se desconoce un sistema de control el cual contribuya a lograr un funcionamiento adecuado, disminuir fallas de funcionamiento, operación de la máquina, mejorar el producto final y de igual manera contribuye a disminuir los desperdicios generados por productos deformes los cuales causan impactos ambientales. El presente trabajo de grado consta de cinco capítulos donde se describe la importancia de cada uno de ellos. En el capítulo uno se plantea el tema de investigación, área de investigación, línea de investigación, descripción del problema, formulación, objetivo general, objetivos específicos, justificación y delimitación; donde se da a conocer cuál es el objeto principal de investigación junto con los problemas que lo conforman, la solución que se plantea en los objetivos específicos llevando un debido orden y hasta donde se desarrollará el proyecto. En el capítulo dos se encuentra el marco teórico donde se describe cada uno de los antecedentes, recursos teóricos para desarrollar el proyecto, de igual manera se define cada variable involucrada para el desarrollo del sistema de control; En el tercer capítulo se describe la SISTEMA DE CONTROL PARA UNA MÁQUINA EXTRUSORA 26 metodología sobre la cual se desarrolla este proyecto de grado, también se encuentra el capítulo cuatro donde se detalla los resultados obtenidos en la implementación de los sistemas de control y para finalizar en el capítulo cinco se analiza y discute los resultados. SISTEMA DE CONTROL PARA UNA MÁQUINA EXTRUSORA 27 Sistema de control para una máquina extrusora tipo rosca de Poliestireno Expandible (EPS). El área de sistemas de automatización y control de la Institución Universitaria CESMAG desarrolla procesos investigativos orientados al modelamiento, simulación, diseño, desarrollo y evaluación de algoritmos de control, sistemas de control, sistemas inteligentes, control de procesos industriales, sistemas embebidos, acondicionamiento y procesamiento de señales, robótica, domótica e inteligencia artificial. Estudia el diseño e implementación de controladores que permitan regular las variables de un sistema o proceso con el fin de lograr un funcionamiento deseado, buscando mejorar la productividad y la eficiencia de los procesos, como también la reducción de costos de implementación y el impacto ambiental del mismo. Entre las temáticas que aborda la línea se encuentran el control en procesos industriales, sistemas inteligentes y control visual. Objeto o Tema de Investigación Área Línea SISTEMA DE CONTROL PARA UNA MÁQUINA EXTRUSORA 28 Hoy en día existen diferentes tipos de equipos extrusores de plásticos los cuales constan de diversos sistemas de control, entre estos se encuentra la máquina de extrusión tipo rosca de Poliestireno Expansible (EPS) de la empresa ICOTALLA S.A.S, la cual permite llevar a pultrusión este tipo de materiales que son de forma inconsistente en acabado y calidad de producto, para este tipo de máquina se desconoce un sistema de control que siga un proceso adecuado y permita corregir el error presente sobre la máquina que genera imperfecciones de terminado y mal comportamiento de trabajo de la misma. Por ello se pretende evaluar el error y la rapidez con la que se controlan las variables que se ven involucradas dentro de este proceso las cuales son velocidad de rotación y temperatura, que delimitan la capacidad de producción y comportamiento de la misma. Si este sistema no se realiza, el proceso de extrusión puede presentar inconsistencias debido al mal comportamiento de las variables y de igual manera se puede ver afectado el acabado final de la resina de Poliestireno Expandible (EPS). Además, la empresa ICOTALLA S.A.S no podrá reutilizar los desechos que genera a partir de este tipo de material. En la actualidad estos desechos se encuentran afectando al medio ambiente causando un impacto ambiental negativo, por ende, la ausencia del sistema de control en la máquina extrusora impide la mitigación de estos materiales. ¿Cuál es el sistema de control que logre mejorar el funcionamiento de una máquina extrusora tipo rosca de Poliestireno Expandible (EPS) presente en la empresa ICOTALLA S.A.S.? Formulación del problema SISTEMA DE CONTROL PARA UNA MÁQUINA EXTRUSORA 29 Desarrollar un sistema de control que logre mejorar el funcionamiento de una máquina extrusora tipo rosca de Poliestireno Expandible (EPS) presente en la empresa ICOTALLA S.A.S.  Realizar el modelamiento matemático para la máquina extrusora tipo rosca de EPS para la empresa ICOTALLA S.A.S.  Diseñar estrategias de control para la máquina extrusora tipo rosca de EPS.  Acoplar las estrategias de control a la máquina extrusora, según las condiciones del funcionamiento adecuado de las variables.  Evaluar diferentes estrategias de control sobre el proceso de extrusión. Objetivos SISTEMA DE CONTROL PARA UNA MÁQUINA EXTRUSORA 30 El proyecto desarrollado en la Institución Universitaria CESMAG permite optimizar la máquina extrusora tipo rosca de Poliestireno Expandible (EPS), a partir de la implementación de un sistema de control el cual controla el desempeño de velocidad de rotación y temperatura, permitiendo obtener el setpoint correcto de cada variable, disminuyendo imperfecciones que se puedan presentar en este proceso; De igual manera este sistema de control previene daños en el interior de la máquina, reduciendo gastos y tiempo de mantenimiento. El presente trabajo aporta a los procesos de manufactura en el departamento de Nariño, ya que en el sector industrial dedicado al poliestireno expandible la cantidad de máquinas extrusoras de este tipo de material es mínima. Por otra parte, el sistema de control contribuye al aprovechamiento del EPS generado por la empresa ICOTALLA S.A.S, mitigando el impacto ambiental que se genera en el departamento. Este trabajo se podría convertir en un referente o punto de partida para proyectos de grado relacionados con este tema, ya que actualmente se encuentra mínima información sobre antecedentes para el diseño de sistemas de control en máquinas extrusoras de EPS. Este proyecto fue ejecutado hasta la fase de implementación del sistema de control para la máquina extrusora tipo rosca de Poliestireno Expandible (EPS), debido a que se contó con acceso ilimitado a esta. Los sistemas fueron los esquemas de Control Proporcional Integral Derivativo (PID) y Control Predictivo por Modelo (MPC) los cuales son dos tipos de controladores ampliamente aplicados en procesos industriales ya que han demostrado superioridad frente a otros sistemas de control para este tipo de procesos.
Nota de contenido:	Contenido Dedicatoria Agradecimientos Índice de tablas Índice de figuras Índice de gráficas Índice de anexos Glosario Resumen analítico del estudio (rae) Título de investigación Palabras claves Descripción Contenido Metodología Área Sistemas de automatización y control Línea Control de procesos Tipo de investigación Investigación descriptiva Introducción El problema de investigación Objeto o tema de investigación Área Sistemas de automatización y control Línea SISTEMA DE CONTROL PARA UNA MÁQUINA EXTRUSORA Control de procesos Planteamiento o descripción del problema Formulación del problema Objetivos Objetivo general. Objetivos específicos. Justificación Delimitación Tópicos del marco teórico Antecedentes Modelo numérico del proceso de pultrusión en materiales compuestos Control de una extrusora de plásticos usando pi difuso adaptado con el error de predicción del Modelo Automatización de una extrusora monohusillo para trabajar materiales plásticos y compuestos Enunciados de los supuestos teóricos Poliestireno expandible (EPS). Propiedades y características. Propiedades del poliestireno expandible EPS. Extrusión. Máquinas extrusoras. Tipos de máquinas extrusoras Extrusoras de dislocamiento positivo Extrusora de pistón (inyectora) Extrusoras de fricción Extrusora de cilindros Extrusora tipo rosca o de tornillo Elementos que conforman una extrusora tipo rosca Variables involucradas en las máquinas extrusoras SISTEMA DE CONTROL PARA UNA MÁQUINA EXTRUSORA Etapas del proceso de extrusión Sistemas de control para máquinas extrusoras Definición de conceptos Definición nominal o teórica de las variables Temperatura (t) Velocidad (v) Error (e) Tiempo de levantamiento (tr) Tiempo de asentamiento (ts) Sobrepaso máximo (sm) Definición operativa o empírica de las variables Temperatura (t) Velocidad (v) Error (e) Tiempo de levantamiento (tr) Tiempo de asentamiento (ts) Sobrepaso máximo (sm) Hipótesis Metodología Paradigma Neopositivismo Enfoque Método Tipo de investigación Investigación descriptiva Diseño de investigación Universo Muestra Técnicas de recolección de información Validez de una técnica SISTEMA DE CONTROL PARA UNA MÁQUINA EXTRUSORA Confiabilidad de la técnica Instrumentos de recolección de información Resultados Modelo matemático de la máquina extrusora tipo rosca. Descripción máquina extrusora. Definición del punto de referencia. Parámetros variables y restricciones. Parámetros. Variables. Restricciones. Selección termopar. Selección del sistema embebido para captura de datos. Linealización del termopar tipo k con el Max 6675 de arduino. So. Sck. Cs. Acoplamiento de los termopares tipo k sobre la máquina extrusora de EPS. Selección sensor de corriente. Acoplamiento de los sensores de corriente ACS 712 sobre la máquina extrusora. Función de transferencia de la máquina extrusora. Diseño de estrategias de control para la máquina extrusora tipo rosca de EPS. Simulación de los controladores PID en simulink de matlab Discretización de la máquina con el método de diferencias hacia delante Diseño del controlador MPC para la máquina extrusora. Acoplamiento de las estrategias de control PID y MPC en la máquina extrusora, según las condiciones del funcionamiento adecuado de las variables Acoplamiento del controlador PID en la máquina extrusora. Hardware controlador PID SISTEMA DE CONTROL PARA UNA MÁQUINA EXTRUSORA Diseño de escenarios para pruebas de implementación del controlador PID y MPC. Resultados del controlador PID en los escenarios propuestos. Acoplamiento del controlador MPC a la máquina extrusora. Hardware controlador MPC. Resultados del controlador MPC en los escenarios propuestos. Análisis y evaluación de los resultados obtenidos por los controladores PID y MPC. Análisis comparativo de los controladores PID y MPC para cada uno de los escenarios diseñados. Análisis en base al primer escenario Análisis en base al segundo escenario. Análisis en base al tercer escenario. Análisis en base al cuarto escenario. Análisis del consumo de energía de los controladores PID y MPC. Consumo de energía hasta alcanzar el punto de referencia Análisis del consumo de energía en el punto de referencia de R1 y R2 con controlador PID y MPC Análisis del costo por consumo energético de los controladores capacidad de respuesta ante perturbaciones de los controladores PID y MPC. Comparación de costos de implementación del control PID y MPC. Conclusiones Recomendaciones Referencias Anexos SISTEMA DE CONTROL PARA UNA MÁQUINA EXTRUSORA

Sistema de control para una maquina extrusora tipo rosca de eps para la empresa ICOTALLA S.A.S [texto impreso] / Cordoba Ruiz, Julian Mateo, Autor ; Suarez Jaramillo, Javier Alexander, Autor ; Lagos Mora, Camilo Arturo, Asesor . - [S.l.] : San Juan de Pasto: Editorial Universidad Cesmag, [s.d.] . - 136 : il., ... a color ; 28,5 cm.
Trabajo de grado (Ingeniero Electrónico). Universidad CESMAG. Facultad de Ingeniería, Programa de Ingeniería electrónica,2018
Idioma : Español

Resumen:

Introducción El poliestireno expandible EPS es un material polímero el cual al ser compactado a base de vapor a altas presiones se convierte en un material comúnmente conocido como Icopor que sirve como envase protector, laminado para construcción y arte, este material una vez cumple su corto plazo de utilidad pasa a ser desechado por lo cual se encuentra afectando al medio ambiente. Existen máquinas especializadas en la extrusión de polímeros donde a partir de un material paletizado se encargan de dar nueva forma y reúso a diferentes materiales conformados por este tipo de materia prima, estas constan de diferentes sistemas de pultrusión que conforman las partes principales de la máquina que comúnmente son tolva de alimentación, cilindro, tornillo sin fin o husillo, torque de empuje y dado de salida, dependiendo del diseño de cada una de estas máquinas, las partes anteriormente nombradas constan de sistemas hidráulicos, mecánicos y mixtos que se encargan del correcto funcionamiento de la máquina. Para cada diseño de máquina existe un sistema de control encargado de que se cumpla de forma correcta el funcionamiento y fin de la máquina, a pesar de esto se desconoce un sistema de control el cual contribuya a lograr un funcionamiento adecuado, disminuir fallas de funcionamiento, operación de la máquina, mejorar el producto final y de igual manera contribuye a disminuir los desperdicios generados por productos deformes los cuales causan impactos ambientales. El presente trabajo de grado consta de cinco capítulos donde se describe la importancia de cada uno de ellos. En el capítulo uno se plantea el tema de investigación, área de investigación, línea de investigación, descripción del problema, formulación, objetivo general, objetivos específicos, justificación y delimitación; donde se da a conocer cuál es el objeto principal de investigación junto con los problemas que lo conforman, la solución que se plantea en los objetivos específicos llevando un debido orden y hasta donde se desarrollará el proyecto. En el capítulo dos se encuentra el marco teórico donde se describe cada uno de los antecedentes, recursos teóricos para desarrollar el proyecto, de igual manera se define cada variable involucrada para el desarrollo del sistema de control; En el tercer capítulo se describe la SISTEMA DE CONTROL PARA UNA MÁQUINA EXTRUSORA 26 metodología sobre la cual se desarrolla este proyecto de grado, también se encuentra el capítulo cuatro donde se detalla los resultados obtenidos en la implementación de los sistemas de control y para finalizar en el capítulo cinco se analiza y discute los resultados. SISTEMA DE CONTROL PARA UNA MÁQUINA EXTRUSORA 27 Sistema de control para una máquina extrusora tipo rosca de Poliestireno Expandible (EPS). El área de sistemas de automatización y control de la Institución Universitaria CESMAG desarrolla procesos investigativos orientados al modelamiento, simulación, diseño, desarrollo y evaluación de algoritmos de control, sistemas de control, sistemas inteligentes, control de procesos industriales, sistemas embebidos, acondicionamiento y procesamiento de señales, robótica, domótica e inteligencia artificial. Estudia el diseño e implementación de controladores que permitan regular las variables de un sistema o proceso con el fin de lograr un funcionamiento deseado, buscando mejorar la productividad y la eficiencia de los procesos, como también la reducción de costos de implementación y el impacto ambiental del mismo. Entre las temáticas que aborda la línea se encuentran el control en procesos industriales, sistemas inteligentes y control visual. Objeto o Tema de Investigación Área Línea SISTEMA DE CONTROL PARA UNA MÁQUINA EXTRUSORA 28 Hoy en día existen diferentes tipos de equipos extrusores de plásticos los cuales constan de diversos sistemas de control, entre estos se encuentra la máquina de extrusión tipo rosca de Poliestireno Expansible (EPS) de la empresa ICOTALLA S.A.S, la cual permite llevar a pultrusión este tipo de materiales que son de forma inconsistente en acabado y calidad de producto, para este tipo de máquina se desconoce un sistema de control que siga un proceso adecuado y permita corregir el error presente sobre la máquina que genera imperfecciones de terminado y mal comportamiento de trabajo de la misma. Por ello se pretende evaluar el error y la rapidez con la que se controlan las variables que se ven involucradas dentro de este proceso las cuales son velocidad de rotación y temperatura, que delimitan la capacidad de producción y comportamiento de la misma. Si este sistema no se realiza, el proceso de extrusión puede presentar inconsistencias debido al mal comportamiento de las variables y de igual manera se puede ver afectado el acabado final de la resina de Poliestireno Expandible (EPS). Además, la empresa ICOTALLA S.A.S no podrá reutilizar los desechos que genera a partir de este tipo de material. En la actualidad estos desechos se encuentran afectando al medio ambiente causando un impacto ambiental negativo, por ende, la ausencia del sistema de control en la máquina extrusora impide la mitigación de estos materiales. ¿Cuál es el sistema de control que logre mejorar el funcionamiento de una máquina extrusora tipo rosca de Poliestireno Expandible (EPS) presente en la empresa ICOTALLA S.A.S.? Formulación del problema SISTEMA DE CONTROL PARA UNA MÁQUINA EXTRUSORA 29 Desarrollar un sistema de control que logre mejorar el funcionamiento de una máquina extrusora tipo rosca de Poliestireno Expandible (EPS) presente en la empresa ICOTALLA S.A.S.  Realizar el modelamiento matemático para la máquina extrusora tipo rosca de EPS para la empresa ICOTALLA S.A.S.  Diseñar estrategias de control para la máquina extrusora tipo rosca de EPS.  Acoplar las estrategias de control a la máquina extrusora, según las condiciones del funcionamiento adecuado de las variables.  Evaluar diferentes estrategias de control sobre el proceso de extrusión. Objetivos SISTEMA DE CONTROL PARA UNA MÁQUINA EXTRUSORA 30 El proyecto desarrollado en la Institución Universitaria CESMAG permite optimizar la máquina extrusora tipo rosca de Poliestireno Expandible (EPS), a partir de la implementación de un sistema de control el cual controla el desempeño de velocidad de rotación y temperatura, permitiendo obtener el setpoint correcto de cada variable, disminuyendo imperfecciones que se puedan presentar en este proceso; De igual manera este sistema de control previene daños en el interior de la máquina, reduciendo gastos y tiempo de mantenimiento. El presente trabajo aporta a los procesos de manufactura en el departamento de Nariño, ya que en el sector industrial dedicado al poliestireno expandible la cantidad de máquinas extrusoras de este tipo de material es mínima. Por otra parte, el sistema de control contribuye al aprovechamiento del EPS generado por la empresa ICOTALLA S.A.S, mitigando el impacto ambiental que se genera en el departamento. Este trabajo se podría convertir en un referente o punto de partida para proyectos de grado relacionados con este tema, ya que actualmente se encuentra mínima información sobre antecedentes para el diseño de sistemas de control en máquinas extrusoras de EPS. Este proyecto fue ejecutado hasta la fase de implementación del sistema de control para la máquina extrusora tipo rosca de Poliestireno Expandible (EPS), debido a que se contó con acceso ilimitado a esta. Los sistemas fueron los esquemas de Control Proporcional Integral Derivativo (PID) y Control Predictivo por Modelo (MPC) los cuales son dos tipos de controladores ampliamente aplicados en procesos industriales ya que han demostrado superioridad frente a otros sistemas de control para este tipo de procesos.

Nota de contenido:

Contenido Dedicatoria Agradecimientos Índice de tablas Índice de figuras Índice de gráficas Índice de anexos Glosario Resumen analítico del estudio (rae) Título de investigación Palabras claves Descripción Contenido Metodología Área Sistemas de automatización y control Línea Control de procesos Tipo de investigación Investigación descriptiva Introducción El problema de investigación Objeto o tema de investigación Área Sistemas de automatización y control Línea SISTEMA DE CONTROL PARA UNA MÁQUINA EXTRUSORA Control de procesos Planteamiento o descripción del problema Formulación del problema Objetivos Objetivo general. Objetivos específicos. Justificación Delimitación Tópicos del marco teórico Antecedentes Modelo numérico del proceso de pultrusión en materiales compuestos Control de una extrusora de plásticos usando pi difuso adaptado con el error de predicción del Modelo Automatización de una extrusora monohusillo para trabajar materiales plásticos y compuestos Enunciados de los supuestos teóricos Poliestireno expandible (EPS). Propiedades y características. Propiedades del poliestireno expandible EPS. Extrusión. Máquinas extrusoras. Tipos de máquinas extrusoras Extrusoras de dislocamiento positivo Extrusora de pistón (inyectora) Extrusoras de fricción Extrusora de cilindros Extrusora tipo rosca o de tornillo Elementos que conforman una extrusora tipo rosca Variables involucradas en las máquinas extrusoras SISTEMA DE CONTROL PARA UNA MÁQUINA EXTRUSORA Etapas del proceso de extrusión Sistemas de control para máquinas extrusoras Definición de conceptos Definición nominal o teórica de las variables Temperatura (t) Velocidad (v) Error (e) Tiempo de levantamiento (tr) Tiempo de asentamiento (ts) Sobrepaso máximo (sm) Definición operativa o empírica de las variables Temperatura (t) Velocidad (v) Error (e) Tiempo de levantamiento (tr) Tiempo de asentamiento (ts) Sobrepaso máximo (sm) Hipótesis Metodología Paradigma Neopositivismo Enfoque Método Tipo de investigación Investigación descriptiva Diseño de investigación Universo Muestra Técnicas de recolección de información Validez de una técnica SISTEMA DE CONTROL PARA UNA MÁQUINA EXTRUSORA Confiabilidad de la técnica Instrumentos de recolección de información Resultados Modelo matemático de la máquina extrusora tipo rosca. Descripción máquina extrusora. Definición del punto de referencia. Parámetros variables y restricciones. Parámetros. Variables. Restricciones. Selección termopar. Selección del sistema embebido para captura de datos. Linealización del termopar tipo k con el Max 6675 de arduino. So. Sck. Cs. Acoplamiento de los termopares tipo k sobre la máquina extrusora de EPS. Selección sensor de corriente. Acoplamiento de los sensores de corriente ACS 712 sobre la máquina extrusora. Función de transferencia de la máquina extrusora. Diseño de estrategias de control para la máquina extrusora tipo rosca de EPS. Simulación de los controladores PID en simulink de matlab Discretización de la máquina con el método de diferencias hacia delante Diseño del controlador MPC para la máquina extrusora. Acoplamiento de las estrategias de control PID y MPC en la máquina extrusora, según las condiciones del funcionamiento adecuado de las variables Acoplamiento del controlador PID en la máquina extrusora. Hardware controlador PID SISTEMA DE CONTROL PARA UNA MÁQUINA EXTRUSORA Diseño de escenarios para pruebas de implementación del controlador PID y MPC. Resultados del controlador PID en los escenarios propuestos. Acoplamiento del controlador MPC a la máquina extrusora. Hardware controlador MPC. Resultados del controlador MPC en los escenarios propuestos. Análisis y evaluación de los resultados obtenidos por los controladores PID y MPC. Análisis comparativo de los controladores PID y MPC para cada uno de los escenarios diseñados. Análisis en base al primer escenario Análisis en base al segundo escenario. Análisis en base al tercer escenario. Análisis en base al cuarto escenario. Análisis del consumo de energía de los controladores PID y MPC. Consumo de energía hasta alcanzar el punto de referencia Análisis del consumo de energía en el punto de referencia de R1 y R2 con controlador PID y MPC Análisis del costo por consumo energético de los controladores capacidad de respuesta ante perturbaciones de los controladores PID y MPC. Comparación de costos de implementación del control PID y MPC. Conclusiones Recomendaciones Referencias Anexos SISTEMA DE CONTROL PARA UNA MÁQUINA EXTRUSORA

Título :	Evaluaciòn de algoritmos de control de posiciòn angular aplicados al pèndulo invertido rotacional QUANSER
Tipo de documento:	texto impreso
Autor(es):	Cordoba Palacios, Juan Jose, Autor ; Urbano Naranjo, Carlos Alberto, Autor
Pie de Imprenta:	San Juan de Pasto: Editorial Universidad Cesmag
Número de páginas:	108
Descripción Física:	il., ... a color
Dimensiones:	28,5
Nota general:	Trabajo de grado (Ingeniero Electrónico). Universidad CESMAG. Facultad de Ingeniería, Programa de Ingeniería electrónica,2018
Idioma :	Español
Resumen:	El péndulo invertido rotaciònal es un sistema en el cual el objetivo es que el brazo del sistema mantenga el péndulo en una posición vertical con el lado no sujeto al sistema en la parte superior,manteniéndose estable ante las perturbaciones que puedan ocurrir. Se debe mencionar que este sistema es ampliamente estudiado en la academia y utilizado en la experimentación de algoritmos de control dada la dificultad que representa el proceso por todas las variables y perturbaciones que se pueden presentar durante el desarrollo del controlador que se desee aplicar, por lo cual, desde el punto de vista de la investigación es interesante probar el funcionamiento de diferentes algoritmos de control. En este proyecto se experimentará con los algoritmos de control difuso, PID y óptimo para evaluar el desempeño de cada uno sobre el péndulo invertido rotacional, se seleccionaron estos tres algoritmos ya que cada uno permite abordar la solución del problema de control a partir de varios enfoques específicos; el controldifuso trata de adaptar las elecciones realizadas por el pensamiento humano, las cuales debería tomar la maquina endonde se aplica el algoritmo, esto quiere decir que es autónomo en tomar las decisiones correctas cuando se presente un problema; El controlador óptimo tiene su base matemática fundamentada en las series de Taylor las cuales se utilizan para resolver los problemas dentro de un sistema en el tiempo que son susceptibles a influencias externas logrando así analizar el comportamiento futuro de las variables de control,el controlador PID consta de tres parámetros el proporcional el cual toma en consideración los datos presentes, el integral que se basa en los datos pasados y el derivativo el cual es una predicción de los errores futuros y por medio de estos tres realiza lo necesario para evitarlos y solucionar el problema que se presente. Por otro lado, el desarrollo del trabajo puede aportar significativamente al uso de esta herramienta facilitada por el laboratorio de la institución el cual no ha sido propicio, de esta manera se desea realizar la prueba de diferentes algoritmos en el sistema del péndulo 14 invertido rotacional para así dejar un precedente en la institución y fomentar el desarrollo de estas importantes prácticas. En las siguientes páginas se encontrará en el capítulo 1 una profundización del problema de investigación, objetivos y justificación del proyecto, en el capítulo 2 se puede encontrar los tópicos del marco teórico, en el capítulo 3 la metodología de investigación, en el capítulo 4 se encontrara lo correspondiente a resultados en donde se explica detalladamente el proceso que se realizó con respecto a los algoritmos aplicados al péndulo invertido rotacional, finalmente en el capítulo 5 se puede ver el análisis realizado a partir de los resultados encontrados en el capítulo anterior donde se compara los valores correspondientes a cada controlador con respecto a sobrepaso, ITAE y tiempo de asentamiento. 15 1. EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 1.1 OBJETO DE INVESTIGACIÓN Algoritmos para el control de un péndulo invertido rotacional. 1.2 ÁREA DE INVESTIGACIÓN El área de sistemas de automatización y control de la Institución Universitaria CESMAG desarrolla procesos investigativos orientados al modelamiento, simulación, diseño, desarrollo y evaluación de algoritmos de control, sistemas de control, sistemas inteligentes, control de procesos industriales, sistemas embebidos, acondicionamiento y procesamiento de señales, robótica, domótica e inteligencia artificial. 1.3 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN Control de Procesos.Estudia el diseño e implementación de controladores que permitan regular las variables de un sistema o proceso con el fin de lograr un funcionamiento deseado, buscando mejorar la productividad y la eficiencia de los procesos, como también la reducción de costos de implementación y el impacto ambiental del mismo. Entre las temáticas que aborda la línea se encuentran el control en procesos industriales, sistemas inteligentes y control visual. 1.4 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Se desconoce cuál es el rendimiento de los algoritmos de control difuso, control óptimo y el control PID, enfocados ala disminución del error y al tiempo de respuesta en el sistema permitiendo comprender el funcionamiento y desempeño del péndulo invertido rotacional. Esto se debe a que no se ha realizado estudio a nivel regional referente a la comparación del desempeño de los algoritmos del control de un péndulo invertido rotacional QUANSER QUBE-SERVO ya que la mayoría de los antecedentes encontrados referentes a este tema no realizan una comparación adecuada haciendo uso de medidas tales 16 como error, sobrepaso y tiempo de respuesta, además no existe una herramienta apropiado de software para realizar la comparación de algoritmos con respecto a las variables de error y tiempo de respuesta o prácticas de control en plataformas como MATLAB y V-REP. Si no se lleva a cabo la investigación no se conocerá el desempeño de cada uno de los algoritmos a usar con respecto a la corrección del error y el tiempo de respuesta y así poder mejorar las condiciones del sistema.Además, no se aprovechará el sistema péndulo invertido rotacional como herramienta didáctica en el área de control. 1.5 FORMULACIÓNDEL PROBLEMA ¿Cuál es el desempeño de los algoritmos de control difuso, control óptimo y PID, respecto a error y tiempo de respuesta aplicados en elmodelamiento del péndulo invertido rotacional QUANSER? 1.6 OBJETIVOS Evaluar algoritmos de control difuso, control óptimo y control PID respecto a error y tiempo de respuesta aplicados al modelamiento delpéndulo invertido rotacional QUANSER.  Modelar el sistema del péndulo invertido rotacional QUANSER.  Implementar controladoren modelo simulado del péndulo invertido rotacional en V-REP.  Implementar la interfaz de software para sintonizar las ganancias usando el programa MATLAB.  Analizar los sistemas de control aplicados al modelo del péndulo invertido rotacional. 1.7 JUSTIFICACIÓN Esta investigación puede servir como un apoyo para el desarrollo de prácticas de laboratorio de control en un futuro en la institución y facilitar el entendimiento de estas 1.6.1 Objetivo general. 1.6.2 Objetivos específicos. 17 temáticas con el uso del software planteado por el proyecto, además de darle un mejor uso de los recursos que brinda el laboratorio de la Institución Universitaria CESMAG. El desarrollo de la interfaz para la comparación de los diferentes algoritmos de control podría causar un gran impacto a nivel regional en tanto al aprendizaje del área de control en otras universidades, ya que se podría tomar como base para otros proyectos o para realizar esta práctica permitiendo así a los estudiantes una mejor apropiación del conocimiento con respecto a esta área ya que la implementación se llevara a cabo en software como MATLABy V-REPlas cuales son herramientas que también se usan con fin académico en la mayoría de las áreas facilitando el aprendizaje y la comprensión de los algoritmos, otro punto a favor de este proyecto es la implementación de un algoritmo poco utilizado dentro de las prácticas como lo es el control optimo, el desarrollo de esta investigación permitirá conocer el comportamiento real de estas variables como son el tiempo de respuesta y el error en cada uno de los algoritmos teniendo en cuenta todas las perturbaciones externas que pueden presentarse al realizar la implementación sobre la simulación de la planta del Péndulo Invertido Rotacional QUANSER. 1.8 DELIMITACIÓN Los algoritmos de control a utilizar en este proyecto serán:  Control Óptimo.  Controlador PID.  Lógica difusa. Los algoritmos serán probados en el sistema simulado del péndulo invertido rotacional en V-rep.
Nota de contenido:	CONTENIDO pág. 1. EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 1.1 OBJETO DE INVESTIGACIÓN 1.2 ÁREA DE INVESTIGACIÓN 1.3 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN 1.4 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.5 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 1.6 OBJETIVOS 1.6.1 Objetivo general. 1.6.2 Objetivos específicos. 1.7 JUSTIFICACIÓN 1.8 DELIMITACIÓN 2. TÓPICOS DEL MARCO TEÓRICO 2.1 ANTECEDENTES 2.1.1 Sistema con péndulo invertido utilizando lógica fuzzy. 2.1.2 Diseño e Implementación de un Péndulo Invertido Sobre un Carro Móvil para el Laboratorio de Mecánica de la FIMCP Aplicando Estrategias de Control Proporcional Integral y Derivativo (PID). 2.1.3 Comparación de un algoritmo de control moderno y uno difuso en un péndulo invertido rotacional. 2.1.4 Desarrollo de un controlador PID por sintonización difusa aplicado a un sistema rotacional (Péndulo invertido). 2.1.5 Control de un péndulo invertido en tiempo real usando lógica difusa. 2.1.6 Lógica difusa aplicada al control local del péndulo invertido con rueda de reacción. 2.1.7 Desarrollo y experimentación de un vehículo basado en péndulo invertido (PPCAR) 2.2 ENUNCIADOS DE LOS SUPUESTOS TEÓRICOS 2.2.1 Modelamiento dinámico del péndulo invertido rotacional. 2.2.2 Sistemas de control. 2.2.3 Medidas de desempeño de un controlador 2.2.4 Herramientas de software a utilizar 2.3 DEFINICIÓN DE CONCEPTOS 2.3.1 Definición nominal de conceptos 2.3.2 Definición empírica de variables 2.4 HIPÓTESIS 3. METODOLOGÍA 3.1 PARADIGMA 3.2 ENFOQUE 3.3 MÉTODO 3.4 TIPO DE INVESTIGACIÓN 3.5 DISEÑO 3.6 UNIVERSO 3.7 MUESTRA 3.8 TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN 3.8.1 Validez de una técnica. 3.8.2 Confiabilidad de la técnica. 3.9 INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN 4. RESULTADOS 4.1 MODELAMIENTO DEL SISTEMA DEL PÉNDULO INVERTIDO ROTACIONAL QUANSER DE 5 ESTADOS. 4.2 DESARROLLO DE ALGORITMOS DE CONTROL AL SISTEMA DEL PÉNDULO INVERTIDO ROTACIONAL QUANSER. 4.2.1 Diseño controlador PID 4.2.2 Diseño controlador óptimo 4.2.3 Diseño controlador Difuso. 4.3 MODELAMIENTO DEL SISTEMA DEL PÉNDULO INVERTIDO ROTACIONAL QUANSER DE 4 ESTADOS. 4.3.1 Control PID aplicado al modelamiento del péndulo invertido rotacional de 4 estados 85 4.3.2 Controlador LQR aplicado al modelamiento del péndulo invertido rotacional de 4 estados 4.3.3 Controlador difuso aplicado al modelamiento del péndulo invertido rotacional de 4 estados. 4.4 IMPLEMENTACIÓN DE CONTROLADO EN LA HERRAMIENTA V-REP. 90 4.5 IMPLEMENTACIÓN DE LA INTERFAZ DEL SOFTWARE PARA SINTONIZAR LAS GANANCIAS USANDO MATLAB. 5. ANALISIS DE RESULTADOS 5.1 ESCENARIO 5.2 ESCENARIO 6. CONCLUSIONES 7. BIBLIOGRAFÍA

Evaluaciòn de algoritmos de control de posiciòn angular aplicados al pèndulo invertido rotacional QUANSER [texto impreso] / Cordoba Palacios, Juan Jose, Autor ; Urbano Naranjo, Carlos Alberto, Autor . - [S.l.] : San Juan de Pasto: Editorial Universidad Cesmag, [s.d.] . - 108 : il., ... a color ; 28,5.
Trabajo de grado (Ingeniero Electrónico). Universidad CESMAG. Facultad de Ingeniería, Programa de Ingeniería electrónica,2018
Idioma : Español

Resumen:

El péndulo invertido rotaciònal es un sistema en el cual el objetivo es que el brazo del sistema mantenga el péndulo en una posición vertical con el lado no sujeto al sistema en la parte superior,manteniéndose estable ante las perturbaciones que puedan ocurrir. Se debe mencionar que este sistema es ampliamente estudiado en la academia y utilizado en la experimentación de algoritmos de control dada la dificultad que representa el proceso por todas las variables y perturbaciones que se pueden presentar durante el desarrollo del controlador que se desee aplicar, por lo cual, desde el punto de vista de la investigación es interesante probar el funcionamiento de diferentes algoritmos de control. En este proyecto se experimentará con los algoritmos de control difuso, PID y óptimo para evaluar el desempeño de cada uno sobre el péndulo invertido rotacional, se seleccionaron estos tres algoritmos ya que cada uno permite abordar la solución del problema de control a partir de varios enfoques específicos; el controldifuso trata de adaptar las elecciones realizadas por el pensamiento humano, las cuales debería tomar la maquina endonde se aplica el algoritmo, esto quiere decir que es autónomo en tomar las decisiones correctas cuando se presente un problema; El controlador óptimo tiene su base matemática fundamentada en las series de Taylor las cuales se utilizan para resolver los problemas dentro de un sistema en el tiempo que son susceptibles a influencias externas logrando así analizar el comportamiento futuro de las variables de control,el controlador PID consta de tres parámetros el proporcional el cual toma en consideración los datos presentes, el integral que se basa en los datos pasados y el derivativo el cual es una predicción de los errores futuros y por medio de estos tres realiza lo necesario para evitarlos y solucionar el problema que se presente. Por otro lado, el desarrollo del trabajo puede aportar significativamente al uso de esta herramienta facilitada por el laboratorio de la institución el cual no ha sido propicio, de esta manera se desea realizar la prueba de diferentes algoritmos en el sistema del péndulo 14 invertido rotacional para así dejar un precedente en la institución y fomentar el desarrollo de estas importantes prácticas. En las siguientes páginas se encontrará en el capítulo 1 una profundización del problema de investigación, objetivos y justificación del proyecto, en el capítulo 2 se puede encontrar los tópicos del marco teórico, en el capítulo 3 la metodología de investigación, en el capítulo 4 se encontrara lo correspondiente a resultados en donde se explica detalladamente el proceso que se realizó con respecto a los algoritmos aplicados al péndulo invertido rotacional, finalmente en el capítulo 5 se puede ver el análisis realizado a partir de los resultados encontrados en el capítulo anterior donde se compara los valores correspondientes a cada controlador con respecto a sobrepaso, ITAE y tiempo de asentamiento. 15 1. EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 1.1 OBJETO DE INVESTIGACIÓN Algoritmos para el control de un péndulo invertido rotacional. 1.2 ÁREA DE INVESTIGACIÓN El área de sistemas de automatización y control de la Institución Universitaria CESMAG desarrolla procesos investigativos orientados al modelamiento, simulación, diseño, desarrollo y evaluación de algoritmos de control, sistemas de control, sistemas inteligentes, control de procesos industriales, sistemas embebidos, acondicionamiento y procesamiento de señales, robótica, domótica e inteligencia artificial. 1.3 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN Control de Procesos.Estudia el diseño e implementación de controladores que permitan regular las variables de un sistema o proceso con el fin de lograr un funcionamiento deseado, buscando mejorar la productividad y la eficiencia de los procesos, como también la reducción de costos de implementación y el impacto ambiental del mismo. Entre las temáticas que aborda la línea se encuentran el control en procesos industriales, sistemas inteligentes y control visual. 1.4 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Se desconoce cuál es el rendimiento de los algoritmos de control difuso, control óptimo y el control PID, enfocados ala disminución del error y al tiempo de respuesta en el sistema permitiendo comprender el funcionamiento y desempeño del péndulo invertido rotacional. Esto se debe a que no se ha realizado estudio a nivel regional referente a la comparación del desempeño de los algoritmos del control de un péndulo invertido rotacional QUANSER QUBE-SERVO ya que la mayoría de los antecedentes encontrados referentes a este tema no realizan una comparación adecuada haciendo uso de medidas tales 16 como error, sobrepaso y tiempo de respuesta, además no existe una herramienta apropiado de software para realizar la comparación de algoritmos con respecto a las variables de error y tiempo de respuesta o prácticas de control en plataformas como MATLAB y V-REP. Si no se lleva a cabo la investigación no se conocerá el desempeño de cada uno de los algoritmos a usar con respecto a la corrección del error y el tiempo de respuesta y así poder mejorar las condiciones del sistema.Además, no se aprovechará el sistema péndulo invertido rotacional como herramienta didáctica en el área de control. 1.5 FORMULACIÓNDEL PROBLEMA ¿Cuál es el desempeño de los algoritmos de control difuso, control óptimo y PID, respecto a error y tiempo de respuesta aplicados en elmodelamiento del péndulo invertido rotacional QUANSER? 1.6 OBJETIVOS Evaluar algoritmos de control difuso, control óptimo y control PID respecto a error y tiempo de respuesta aplicados al modelamiento delpéndulo invertido rotacional QUANSER.  Modelar el sistema del péndulo invertido rotacional QUANSER.  Implementar controladoren modelo simulado del péndulo invertido rotacional en V-REP.  Implementar la interfaz de software para sintonizar las ganancias usando el programa MATLAB.  Analizar los sistemas de control aplicados al modelo del péndulo invertido rotacional. 1.7 JUSTIFICACIÓN Esta investigación puede servir como un apoyo para el desarrollo de prácticas de laboratorio de control en un futuro en la institución y facilitar el entendimiento de estas 1.6.1 Objetivo general. 1.6.2 Objetivos específicos. 17 temáticas con el uso del software planteado por el proyecto, además de darle un mejor uso de los recursos que brinda el laboratorio de la Institución Universitaria CESMAG. El desarrollo de la interfaz para la comparación de los diferentes algoritmos de control podría causar un gran impacto a nivel regional en tanto al aprendizaje del área de control en otras universidades, ya que se podría tomar como base para otros proyectos o para realizar esta práctica permitiendo así a los estudiantes una mejor apropiación del conocimiento con respecto a esta área ya que la implementación se llevara a cabo en software como MATLABy V-REPlas cuales son herramientas que también se usan con fin académico en la mayoría de las áreas facilitando el aprendizaje y la comprensión de los algoritmos, otro punto a favor de este proyecto es la implementación de un algoritmo poco utilizado dentro de las prácticas como lo es el control optimo, el desarrollo de esta investigación permitirá conocer el comportamiento real de estas variables como son el tiempo de respuesta y el error en cada uno de los algoritmos teniendo en cuenta todas las perturbaciones externas que pueden presentarse al realizar la implementación sobre la simulación de la planta del Péndulo Invertido Rotacional QUANSER. 1.8 DELIMITACIÓN Los algoritmos de control a utilizar en este proyecto serán:  Control Óptimo.  Controlador PID.  Lógica difusa. Los algoritmos serán probados en el sistema simulado del péndulo invertido rotacional en V-rep.

Nota de contenido:

CONTENIDO pág. 1. EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 1.1 OBJETO DE INVESTIGACIÓN 1.2 ÁREA DE INVESTIGACIÓN 1.3 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN 1.4 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.5 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 1.6 OBJETIVOS 1.6.1 Objetivo general. 1.6.2 Objetivos específicos. 1.7 JUSTIFICACIÓN 1.8 DELIMITACIÓN 2. TÓPICOS DEL MARCO TEÓRICO 2.1 ANTECEDENTES 2.1.1 Sistema con péndulo invertido utilizando lógica fuzzy. 2.1.2 Diseño e Implementación de un Péndulo Invertido Sobre un Carro Móvil para el Laboratorio de Mecánica de la FIMCP Aplicando Estrategias de Control Proporcional Integral y Derivativo (PID). 2.1.3 Comparación de un algoritmo de control moderno y uno difuso en un péndulo invertido rotacional. 2.1.4 Desarrollo de un controlador PID por sintonización difusa aplicado a un sistema rotacional (Péndulo invertido). 2.1.5 Control de un péndulo invertido en tiempo real usando lógica difusa. 2.1.6 Lógica difusa aplicada al control local del péndulo invertido con rueda de reacción. 2.1.7 Desarrollo y experimentación de un vehículo basado en péndulo invertido (PPCAR) 2.2 ENUNCIADOS DE LOS SUPUESTOS TEÓRICOS 2.2.1 Modelamiento dinámico del péndulo invertido rotacional. 2.2.2 Sistemas de control. 2.2.3 Medidas de desempeño de un controlador 2.2.4 Herramientas de software a utilizar 2.3 DEFINICIÓN DE CONCEPTOS 2.3.1 Definición nominal de conceptos 2.3.2 Definición empírica de variables 2.4 HIPÓTESIS 3. METODOLOGÍA 3.1 PARADIGMA 3.2 ENFOQUE 3.3 MÉTODO 3.4 TIPO DE INVESTIGACIÓN 3.5 DISEÑO 3.6 UNIVERSO 3.7 MUESTRA 3.8 TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN 3.8.1 Validez de una técnica. 3.8.2 Confiabilidad de la técnica. 3.9 INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN 4. RESULTADOS 4.1 MODELAMIENTO DEL SISTEMA DEL PÉNDULO INVERTIDO ROTACIONAL QUANSER DE 5 ESTADOS. 4.2 DESARROLLO DE ALGORITMOS DE CONTROL AL SISTEMA DEL PÉNDULO INVERTIDO ROTACIONAL QUANSER. 4.2.1 Diseño controlador PID 4.2.2 Diseño controlador óptimo 4.2.3 Diseño controlador Difuso. 4.3 MODELAMIENTO DEL SISTEMA DEL PÉNDULO INVERTIDO ROTACIONAL QUANSER DE 4 ESTADOS. 4.3.1 Control PID aplicado al modelamiento del péndulo invertido rotacional de 4 estados 85 4.3.2 Controlador LQR aplicado al modelamiento del péndulo invertido rotacional de 4 estados 4.3.3 Controlador difuso aplicado al modelamiento del péndulo invertido rotacional de 4 estados. 4.4 IMPLEMENTACIÓN DE CONTROLADO EN LA HERRAMIENTA V-REP. 90 4.5 IMPLEMENTACIÓN DE LA INTERFAZ DEL SOFTWARE PARA SINTONIZAR LAS GANANCIAS USANDO MATLAB. 5. ANALISIS DE RESULTADOS 5.1 ESCENARIO 5.2 ESCENARIO 6. CONCLUSIONES 7. BIBLIOGRAFÍA