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Examinando Doctorados por Autor "Alcázar Rojas, Hermann Enrique"

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    Acceso Abierto
    Cálculo de Los Parámetros del Controlador PID, Por Sintonización y Simulación, Para el Posicionamiento Lineal de Un Cilindro Hidráulico
    (Universidad Católica de Santa María, 2019-09-03) Quispe Ccachuco, Marcelo Jaime
    El posicionamiento lineal de un cilindro hidráulico es una aplicación industrial que se usa en el posicionamiento de aletas de vuelo, procesos de moldeo por inyección, perforado de rocas, etc. Una de las técnicas de control más usada es el control PID (Proporcional Integral Derivativo), el problema de esta técnica es la sintonización de sus tres parámetros. En el año 1942, Ziegler y Nichols establecieron 2 métodos empíricos de sintonización de los parámetros Kp, Ki, Kd; (es claro que para cada proceso estos parámetros son distintos). Desde que se dieron a conocer estos métodos de sintonización, hubo muchos estudios de variaciones y mejoras de estos métodos. En la actualidad se tienen algoritmos metaheurísticos de optimización, muchos de ellos inspirados en la naturaleza. Primero se hizo la identificación experimental de la función de trasferencia del sistema de control usando la adquisición de datos, el toolbox ident de MATLAB. Luego se implementaron en códigos de MATLAB dos algoritmos bioinspirados: el algoritmo de enjambre de partículas (PSO) y el algoritmo de colonia de hormigas (ACO); cada algoritmo requiere un índice de desempeño, en esta investigación se utilizó la Integral del tiempo multiplicado por el valor absoluto del error (ITAE). Se probaron los códigos en trabajos de investigación anteriores, se pulió hasta que quedaron listos para cualquier función de transferencia. Luego se probaron estos algoritmos en la función de transferencia identificada previamente, logrando resultados satisfactorios. Finalmente esos valores de los parámetros PID hallados se probaron en el módulo de posicionamiento lineal del Laboratorio de Oleohidráulica y Neumática de la UCSM. Logrando también resultados satisfactorios en el desempeño del sistema controlado, tiempo de establecimiento, tiempo de subida y sobreimpulso, los cuales se muestran y fueron obtenidos por adquisición de datos. Los mejores resultados se obtuvieron con el algoritmo de colonia de hormigas, para 20 hormigas, con 1000 nodos y 100 tours. Para el sistema sin carga la mejor solución fue Kp= 10.01, Ki= 3.00 y Kd=4.81, Para el sistema con caga la mejor solución fue Kp= 11.01, Ki= 5.51 y Kd=3.71. Se mejoraron los resultados al hacer una mejor identificación experimenta l del sistema, también se mejoró la solución al aumentar el número tours y el número de nodos a costa de un costo computacional. Con el controlador implementado se redujo el tiempo de establecimiento de 2.5 hasta 0.6 segundos. Palabras clave: Posicionamiento lineal, ACO, PSO, Metaheurístico, identificac ión experimental, índice de desempeño.
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    Acceso Abierto
    Hp-adaptabilidad automática aplicando reconstrucción del gradiente por mínimos cuadrados en la resolución numérica de leyes de conservación por el método de Rothe y formulaciones en elementos finitos estabilizados con difusividad implícita
    (Universidad Católica de Santa María, 2021-09-16) Mamani Condori, Fermín Flavio
    En la presente tesis se presenta un esquema numérico en tiempo y espacio para realizar simulaciones numéricas de modelos en leyes de conservación. El esquema se basa en el método de Rothe, considerando primero la discretización de la variable tiempo, y después discretiza la variable espacial en la que se ha desarrollado un algoritmo multinumérico y hp-auto-adaptativo. La auto-adaptatividad se realiza con una estrategia basada en la detección de gradientes reconstruidos a partir de una linealización de la solución aproximada en un paso de tiempo. Esa reconstrucción se realiza desde los valores de la solución aproximada en los elementos vecinos a un elemento dado via el método de mínimos cuadrados. El esquema es multi-numérico posibilitando el uso de la formulación H1-conforme utilizando funciones continuas o la formulación conocida como Discontinuous Galerkin que utiliza espacios de aproximación con funciones discontinuas. En cualquier formulación es necesario estabilizar el esquema, lo que se hace incrementando un término difusivo implícito, el cual controla las oscilaciones en los interiores de los elementos finitos. Los algoritmos desarrollados utilizan la biblioteca NeoPZ que disponibiliza excelentes herramientas para desarrollar algoritmos en elementos finitos. Esta biblioteca está en continua evolución y utiliza el paradigma de la programación orientada para objetos. Por esa razón, todas las implementaciones que fueron desarrollados para la presente tesis fueron también realizados en el lenguaje C++. Fueron realizados experimentos numéricos, inclusive para las ecuaciones de Euler con un modelo con dos discontinuidades, que muestran la estabilidad, eficiencia y robustez del esquema propuesto.