En el mercado industrial actual existe una alta competitividad por elevar la productividad y la calidad de su producto final. Por estos motivos, se encuentra en una constante búsqueda por mejorar el control de sus procesos y para ello requiere de profesionales que se encuentren mejor capacitados en temas relacionados a la instrumentación y el control de procesos. Debido a esta necesidad, existen diversas empresas que fabrican módulos didácticos que permiten desarrollar las experiencias de control requeridas para ser competitivo dentro del ámbito industrial actual. Sin embargo, la mayoría de instituciones educativas no cuentan con los recursos económicos suficientes para la adquisición de uno de estos módulos debido al alto costo de inversión que esto significa. Por ello, el objetivo que se busca al desarrollar este proyecto es implementar un sistema de control de temperatura de bajo costo en el módulo educativo control de nivel que se encuentra actualmente en el Centro de Tecnologías Avanzadas de Manufactura (CETAM). Una vez concluido, este módulo permitirá desarrollar conocimientos teórico-prácticos en el campo de control de procesos, así como en el manejo de los equipos involucrados. Para seleccionar adecuadamente los componentes que forman parte del módulo, se establecieron como principales referentes su funcionabilidad y su costo de adquisición. Una vez realizada la implementación se obtuvo el modelo matemático de la planta y se desarrolló el algoritmo de control PID, debido a que es frecuentemente empleado por las industrias. Este algoritmo fue implementado utilizando conceptos de control por computadora, y le permitió al sistema operar correctamente lazos de control dentro del rango de temperaturas de 25 °C a 36 °C. Además, se implementó una interfaz de usuario que permite visualizar gráficamente del comportamiento de las variables del sistema y modificar de manera sencilla los parámetros del controlador que tienen una relación directa con la respuesta. / Tesis

El presente trabajo de tesis está orientado principalmente al área de Ingeniería de Control. El tema central consiste en diseñar e implementar un controlador de agua temperada enfocado al uso doméstico. Como parte introductoria, el documento contiene información acerca de productos o soluciones similares existentes en el mercado así como la problemática que los usuarios presentan con estos mismos. A lo largo del documento, se expone información técnica sobre el desarrollo de un controlador difuso, basado en microcontroladores, elaborado con componentes electrónicos y circuitos integrados del mercado peruano. Además se presenta información relacionada al modelamiento del controlador difuso, así como también muestra el diseño de circuitos para una etapa de sensado y potencia las cuales son las encargadas de monitorear y controlar, respectivamente, el proceso de calentamiento del agua. Por último, se presentan las simulaciones y pruebas del diseño propuesto para comprobar su correcto funcionamiento. El trabajo desarrollado en esta tesis pretende ofrecer una solución que se ajuste, de la mejor manera posible, con las necesidades de los usuarios para lograr resolver y mejorar los problemas existentes en los sistemas actuales. / Tesis

El presente trabajo tiene por objetivo sentar las bases necesarias para el desarrollo, diseño, control e implementación de un sistema multiagente, específicamente sobre un conjunto de robots marítimos. Este tipo de sistema tiene varias aplicaciones. Desde el punto de vista académico, el proceso de establecer un patrón de formación deseado consiste en una tarea laboriosa y desafiante. Por otro lado, la idea de usar estos robots como un conjunto permite a las industrias navales y agencias meteorológicas reducir horas de trabajos de campo e investigación. Sin embargo, para lograr estos propósitos es necesario saber las características que presentan estos sistemas y las herramientas de software y hardware con las que se cuenta, de manera que se pueda elaborar una estrategia de control de formación. Esta información es detallada en la presente tesis, cuya estructura es la siguiente: El capítulo I presenta el Estado del arte de los vehículos autónomos de superficie. Se explica cómo se inició el interés por el estudio de dichos vehículos y los modelos que se han ido desarrollando en esta área de la robótica marítima. Teniendo en cuenta ello, se presenta adicionalmente un resumen de las técnicas y algoritmos empleados para lograr un adecuado control de formación de un sistema constituido por varios robots, en el que se señalan algunas diferencias. En el capítulo II se obtuvo el modelo matemático de un vehículo de superficie. En él se definen los sistemas de referencia necesarios para describir el movimiento del robot marítimo y se obtienen las ecuaciones cinemáticas y dinámicas mediante el uso de una matriz de rotación, la aplicación de las leyes de Newton, y principios de hidrodinámica e hidrostática. Así también, se explican los modelos usados para las perturbaciones que afectan al robot. El proceso de las pruebas experimentales es detallado en el Capítulo III. Se explica brevemente las características de los sensores y actuadores empleados, y además, se presentan los parámetros a tener en cuenta en las simulaciones desarrolladas. En el capítulo IV se presenta el diseño del controlador de formación. Se usan 2 enfoques para poder comparar los resultados obtenidos con cada una de las estrategias. Asimismo, en cada una de ellas se analiza la controlabilidad y estabilidad del esquema de formación deseado. El modelo que permite relacionar las fuerzas requeridas por el sistema con las fuerzas permitidas por los actuadores se explica detalladamente en el capítulo V. El capítulo VI presenta los resultados obtenidos con los controladores diseñados en el entorno de MATLAB-Simulink. Se muestra también el efecto de las perturbaciones sobre la formación y se distinguen las principales diferencias entre una y otra estrategia. Finalmente, se mencionan las conclusiones generales y trabajos futuros planteados, así como también se sugieren algunas recomendaciones. / Tesis

La presente tesis tiene por finalidad el diseño de un sistema para comandar un brazo robótico de asistencia que estará montado sobre una silla de ruedas automatizada, y cuya operación será por medio de señales EEG, con el objetivo de asistir a pacientes postrados con limitaciones de discapacidad muscular en miembros superiores, esclerosis lateral amiotrófica, lesión de la médula espinal, entre otros. El trabajo se enfoca en la implementación de un sistema basado en el procesamiento de señales cerebrales producto de estímulos visuales modulados a frecuencias específicas, con las cuales será posible clasificar y definir comandos de movimientos básicos sobre el brazo robótico. Todo ello con el objetivo de reducir fatigas mentales producto del uso de otras técnicas, como las cognitivas, que requieren mayor esfuerzo de concentración y muchas horas de entrenamiento previo para su correcto funcionamiento. Así mismo, la investigación muestra los criterios para la implementación del sistema de generación de estímulos visuales y resultados de los experimentos durante la adquisición, el procesamiento y clasificación de las señales recolectadas a partir de un dispositivo BCI portátil, con características limitadas en precisión y ancho de banda. / Tesis

La elevada producción de minerales que está generando actualmente la minera Gabriela Mistral al sur de Chile, se debe a la eficiencia en su transporte de material por medio de camiones mineros Komatsu con desplazamiento autónomo, permitiendo interactuar con las distintas áreas de la mina por medio de un sistema GPS y sensores de ultrasonido ubicados alrededor del camión, para evitar obstáculos y vehículos alrededor de la mina. Por este motivo es que se busca en la presente tesis, el diseño de un controlador para la conducción autónoma de un camión articulado o de dos cuerpos, donde el sistema de control es más complejo debido al tipo de sistema a controlar y por la mayor cantidad de material a transportar. Por este motivo se obtiene y se presenta el modelo del camión minero articulado, el cual es utilizado para diseñar un controlador difuso y un controlador neurodifuso, permitiendo comparar ambos resultados mediante la simulación de la velocidad y dirección que otorga el camión articulado en las áreas más comunes de la minera Cerro Verde. La maniobrabilidad del sistema es obtenida a través de una base de reglas adquirida de los operadores de camiones Caterpillar 740, la cual es afinada posteriormente para conseguir un comportamiento deseado del camión a través de la variación de la velocidad ante eventos reales presentados en ruta, como es la evasión de obstáculos. La simulación se realiza en el software Matlab, y el área de los lugares que interactúa el camión articulado se obtiene a través de fotografías satelitales. La comparación de los resultados obtenidos por medio de las simulaciones gráficas y numéricas, nos permitirán indicar que el controlador neurodifuso es el adecuado para la conducción autónoma del camión minero articulado. Por este motivo es que se presenta de manera adicional, algunos alcances de la aplicación del controlador neurodifuso diseñado en el camión articulado Caterpillar 740. / Tesis

La tuberculosis (TBC) es la enfermedad infectocontagiosa más importante del mundo en cuanto a morbilidad y mortalidad, y se estima que un gran porcentaje de la población de nuestro país es portadora de este virus. Asimismo, la posibilidad de contagio es relativamente alta, sobretodo en personas como los transportistas y el personal de salud; ya que ellos entran en contacto con muchas personas que podrían sufrir de esta enfermedad. Esta alta incidencia de TBC incentiva a buscar formas de diagnóstico rápidas y eficaces que permitan detectar la enfermedad en sus etapas iniciales. Actualmente, el principal método de diagnóstico se basa en la baciloscopía de una muestra de esputo. Para ello, la muestra debe ser debidamente preparada mediante diversos métodos de tinción, de los cuales, la Organización Mundial de la Salud (OMS) y el Instituto Nacional de Salud (INS) recomiendan la tinción de Ziehl Neelsen, por ser más eficaz y requerir de menor tiempo. Sin embargo; está tinción debe ser realizada de manera manual por laboratoristas con experiencia, quienes se exponen a un posible contagio. Asimismo, la tinción de todas las muestras no se realiza de manera estándar, por lo cual se pueden generar diagnósticos errados. Es en medio de esa problemática que surge la necesidad de contar con un equipo que permita realizar la tinción de manera automática, disminuyendo el tiempo de contacto del laboratorista con la muestra, así como también la posibilidad de obtener un diagnóstico errado; ya que, la tinción de todas las muestras sería estándar. El presente documento busca dar las pautas para un primer diseño de un prototipo de un sistema automático de preparación de muestras de esputo para el diagnóstico de TBC, basado en la técnica de tinción de Ziehl Neelsen. Para ello, se bosqueja el equipo y se diseñan el hardware y el software que permitan automatizar el proceso y cumplir de manera fiable con las recomendaciones dadas por el INS y la OMS; para así conseguir una tinción estándar y diagnósticos precisos. / Tesis

El objetivo a perseguir de este proyecto era crear un sistema automatizado de monitoreo y control de la concentración de cloro en un tanque de 20000 litros. Para tal fin, se analizaron dos opciones nacionales y más de diez opciones internacionales de sensores de concentración de cloro, así como sensores de nivel y dosificadores de solución. Luego de haber elegido los elementos de interacción, se procedió a diseñar los circuitos controladores de estos dispositivos, así como los elementos de potencia del mismo sistema hidráulico. Todos estos controladores se enlazaron al bloque de control, gobernado por un microcontrolador, también elegido entre tres posibles candidatos. Este controlador fue programado para cumplir las especificaciones requeridas de exactitud (0.1 ppm, se logró 0.07 ppm) y rangos (medidas entre 0 y 5 ppm), y fueron estas especificaciones las que se comprobaron en la etapa final del documento. / Tesis

El algodón peruano (también llamado “oro blanco”) es considerado como uno de los mejores materiales en la industria textil del mundo. No obstante, en las últimas décadas, nuestro país ha enfrentado una pérdida de competitividad frente a variedades extranjeras y frente a otros cultivos. Una de las razones de este hecho es la escasa tecnología que existe debido a la poca inversión en estas prácticas agrícolas, específicamente en el control de malezas, las cuales pueden afectar hasta en un 90% la cosecha cuando no se efectúa ningún tipo de medida preventiva o correctiva. Dicha tarea es usualmente realizada a través de una labor manual o de un control químico. El primero exige mucho esfuerzo por parte de los trabajadores y demanda, asimismo, mucho tiempo. El segundo es perjudicial para el medio ambiente y requiere que su uso se realice por expertos, aumentando su costo. Es por ello que en el presente trabajo se planteó el diseño de un sistema mecatrónico con autonomía energética capaz de realizar la tarea de remoción mecánica de malezas en un cultivo con 120 cm de distancia entre surcos y 40 cm de distancia entre plantas. El sistema cuenta con un móvil que se moviliza a través de los surcos del cultivo siguiendo una trayectoria definida por el usuario. El control de seguimiento se logra haciendo uso de un sistema de localización y navegación basado en datos de sensores tipo IMU y GPS. El móvil cuenta con un sistema de suspensión basado en un mecanismo diferencial que permite que las ruedas estén siempre en contacto con el suelo. Finalmente, la detección de plantas, que acciona el removedor de malezas, se logra procesando información de una cámara. La metodología del diseño empezó con la delimitación del trabajo y búsqueda de información para poder desarrollar conceptos de solución y elegir el vehículo óptimo. Se definieron las funciones, las lógicas de control, los sensores y actuadores y la estructura mecánica para poder cumplir con los requerimientos propuestos. Como resultado, se tiene un móvil con un costo bajo (tomando en cuenta que actualmente no existen productos comerciales similares), que utiliza los componentes necesarios para darle una autonomía energética al sistema de aproximadamente 2 horas. Las estrategias de control planteadas permiten que el móvil se traslade por el cultivo sin la necesidad de la supervisión o intervención de un operador. / Tesis

La tuberculosis es una enfermedad infectocontagiosa con gran índice de morbilidad y mortalidad a nivel mundial donde más del 95% de las muertes registradas a causa de esta enfermedad ocurren en países en vías de desarrollo. En el Perú, el diagnóstico de TBC se realiza a través de la baciloscopía de una muestra de esputo sometida a la tinción Ziehl Neelsen. Este método es realizado de manera manual por expertos técnicos de laboratorio quienes inevitablemente realizan un diagnóstico con amplia variabilidad; debido a esto, la automatización de diagnósticos médicos se presenta como una solución que permite corregir los errores presentes en la intervención humana. La Sección de Electricidad y Electrónica de la facultad de Ciencias e Ingeniería de la Pontificia Universidad Católica del Perú ha desarrollado dos sistemas de preparación automático de muestras de esputo para el diagnóstico de TBC (PAME) a fin de estandarizar el proceso de tinción ZN. El primero de estos realiza la tinción de una sola muestra por proceso; así mismo, el segundo sistema realiza la preparación de siete muestras en simultáneo, lo cual implica que este sea voluminoso y pesado para formar parte de un equipo portátil de diagnóstico de TBC requerido en los centros de salud del país. Debido a esto, esta tesis realiza el diseño de un sistema automático de tinción de cuatro muestras de esputo en simultáneo para el diagnóstico de TBC, el cual solucionará los inconvenientes presentes en los sistemas PAME’s, para formar parte de un sistema completo de diagnóstico de TBC que involucra el conteo de bacilos a través de un microscopio automatizado. / Tesis

La tuberculosis (TBC) es una enfermedad que posee un gran índice de morbilidad y mortalidad a nivel mundial, especialmente en países con economías en vías de desarrollo como el Perú. Se estima que un tercio de la población de nuestro país es portadora de esta bacteria. El método de diagnóstico usado en el presente trabajo es la baciloscopía de una muestra de esputo usando la técnica de tinción de Ziehl Neelsen .Este método requiere de un trabajo agotador por parte de los laboratoristas quienes se exponen a un posible contagio y realizan un diagnóstico con amplia variabilidad los cuales pueden generar diagnósticos errados. Es por ello que surge la preocupación por el desarrollo de equipos automatizados que disminuyan el tiempo de contacto del laboratorista con la muestra y brinden un diagnóstico estandarizado. Es por tal motivo que la Sección de Electricidad y Electrónica de la Pontificia Universidad Católica del Perú ha desarrollado un sistema de preparación automático de muestras de esputo en simultáneo para el diagnóstico de TBC (PAME) con el objetivo de estandarizar el proceso de tinción. La presente tesis tiene como objetivo realizar el diseño e implementación del equipo, ofreciendo una descripción del funcionamiento de las partes que lo conforman y su funcionamiento en conjunto. Los resultados más importantes por lo tanto serán obtener errores menores a 2°C en las pruebas de calentamiento de muestras y lograr precisiones en los actuadores menores del 5% para el desplazamiento de muestras y del 4% para la dosificación de reactivos. / Tesis