En esta tesis se desarrolla el diseño de un sistema de control basado en un predictor de Smith modificado mediante un compensador anticipatorio, para el control efectivo de plantas con retardos de tiempo dominante y sometidas al efecto de perturbaciones externas. En el capítulo 1 se expone el estado del arte de los sistemas de control de plantas con retardos de tiempo dominante, mostrando las principales contribuciones científicas realizadas en los últimos 30 años abordando la problemática actual. En el capítulo 2 se muestran algunos ejemplos de plantas típicas con retardos de tiempo inherentes, la caracterización de las mismas y los problemas asociados. Como objeto de estudio se seleccionó un horno siderúrgico de una industria de fabricación de planchones de acero. Mediante la aplicación de las herramientas de identificación de sistemas se obtiene un modelo matemático de dicha planta. En el capítulo 3, se diseña un controlador basado en un PS modificado mediante un compensador anticipatorio para el control de plantas con retardos de tiempo y sometidas al efecto de perturbaciones medibles, localizadas en la entrada de la planta, sobre la planta y a la salida de la planta. Se muestran resultados comparativos de simulación del sistema de control desarrollado. En el capítulo 4 se realiza un análisis de robustez del controlador diseñado considerando diferentes escenarios de perturbaciones externas. Para tal fin, se utilizaron los índices de desempeño IAE (integral del error absoluto) e ISE (integral del error cuadrático). Se realiza una propuesta de implementación práctica del controlador diseñado. Finalmente, se ofrecen las conclusiones generales y las recomendaciones. / Tesis

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Industrial / En el mundo actual se ha vuelto una constante la utilización de petróleo en muchos procesos productivos y la tendencia de los últimos años indica que la demanda seguirá creciendo. Por ser un país importador de estos combustibles, Chile ha debido alzar su nivel de importaciones y en conjunto con ello se han adquirido nuevos desafíos en los procesos de abastecimiento. La importación del combustible se hace a través de buques tanqueros que realizan sus descargas en los puertos nacionales. En particular se realiza mediante el arriendo de un buque, que si bien tiene una tarifa de transporte fijada con anterioridad, esta puede verse afectada (al alza) si no se respetan las condiciones fijadas. En caso que en el transporte se viole alguna de las condiciones, se cursa reclamo que se materializa en una multa a quien faltó a las condiciones. Los reclamos son imputables exclusivamente a una falta de eficiencia en las operaciones, ya sea por una estadía mayor a la autorizada o bien por descargar combustible en puertos no considerados. En particular una empresa distribuidora nacional, ha debido alzar sus niveles de importación de combustibles en un 500% en un plazo de 6 años (y los pronósticos indican que seguirá al alza). Esto ha llevado consigo un aumento en el número de reclamos recibidos producto de operaciones no contempladas en los acuerdos iniciales. El objetivo de esta memoria es mejorar la eficiencia de las operaciones a partir de los datos operacionales de las importaciones. Para esto se plantea un sistema de gestión de datos que incorpore toda la data generada por las descargas en puertos nacionales para así poder extraer la mayor cantidad de información/ conocimiento. Y a su vez este sea considerado en la posterior toma de decisiones de la empresa referente a las importaciones. Para la implementación de este sistema de apoyo a la gestión de operaciones se implementa un data mart con las estadísticas del año 2012 y mediante la metodología KDD se plantea obtener los comportamientos durante las operaciones desagregados según tipo de productos, puerto, etc. Con el objetivo de poder hacer gestión sobre aquellos factores que generan mayores costos. Los resultados de esta implementación muestran que con las variables estudiadas, si se pueden conseguir resultados favorables para la compañía si estas se indexan a los acuerdos iniciales (por ejemplo negociar mayor tiempo de permanencia en algunos puertos o cuando se operan con ciertos combustibles), sin embargo la negociación por estos acuerdos puede traer costos similares a los beneficios. Es importante dejar en claro que la medida de mayor efecto que puede tomar la empresa es llevar una planificación acaba de sus proceso de abastecimiento, que puede ser potenciada por una simulación computacional que incluya todos los factores y comportamientos extraídos de los datos operacionales. Finalmente también se hace necesario contar con procesos internos que contribuyan a este proceso de extracción de información operacional ya que está sería la única forma de reducir los costos generados por las operaciones no consideradas dentro de los acuerdos iniciales. Como también responder de forma clara y expedita a los reclamos recibidos.

Magíster en Tecnologías de la Información / La naturaleza de la competitividad de los mercados, la evolución y continuo crecimiento de las tecnologías de la información, así como una sociedad que se vuelve más demandante cada día exigiendo productos de mayor calidad y planteando nuevos desafíos a la industria, generan distintos tipos de eventos, lo que posiciona a la gestión de riesgos en un lugar de extrema importancia. Evaluar el alcance y rango de respuestas disponibles que se pueden dar a los riesgos y decidir cuál es la acción más apropiada en un contexto determinado es el corazón de la gestión de riesgos. Responder a los riesgos de forma eficiente se debe traducir en beneficios para los individuos tanto a nivel personal como laboral y para las organizaciones donde trabajan. Las empresas enfrentan una gran variedad de riesgos que pueden alterar el curso o resultado de sus operaciones. Sus resultados esperados pueden estar descritos por medio de una misión o conjunto de objetivos. Los riesgos que impactan una organización pueden interponerse en el camino de lograr sus metas, pueden representar una oportunidad, o bien pueden crear incertidumbre en el futuro cercano. La gestión de riesgos debe ofrecer una solución que se aproxime a la evaluación, control y monitoreo de los distintos tipos de riesgos que pueden ocurrir a nivel organizacional. En el mundo del aseguramiento de la calidad del software los riesgos ocurren de forma permanente y es por ello que la identificación y control de estos es una tarea fundamental. McAfee es una compañía de software relacionada con la seguridad informática. Se encarga de entregar y proveer soluciones y servicios que ayudan a asegurar sistemas, redes y dispositivos móviles alrededor del mundo. En McAfee Labs las prácticas de desarrollo de software están orientadas hacia las metodologías ágiles y los equipos de trabajo han considerado que la aplicación de prácticas ágiles ha sido suficiente para minimizar la ocurrencia de riesgos. Sin embargo, los riesgos existen y se han hecho evidentes, lo que refleja que una adecuada gestión de riesgos no puede omitirse. Los métodos ágiles no plantean lineamientos formales para identificar problemas potenciales o una manera sistemática para identificar los riesgos así como su posible control o resolución y es aquí donde CMMI v1.3 juega un rol importante. CMMI v1.3 es un modelo de madurez de mejora de procesos para el desarrollo de productos y servicios. Básicamente propone un conjunto de mejores prácticas para cubrir el ciclo de vida de un proceso de desarrollo de software. A pesar de que se ha catalogado como un modelo riguroso con respecto a las metodologías ágiles, CMMI define un área de proceso dedicada a la gestión de riesgos, cuyas prácticas proveen un marco formal para institucionalizar la gestión de riesgos en un área específica de la organización. Pero esta nueva versión 1.3 de CMMI incluye además sugerencias para llevar a cabo una gestión de riesgos de la mano con el uso de métodos ágiles, aunque sin indicar específicamente cómo hacerlo. El propósito de este trabajo de tesis es formular, diseñar y poner en marcha una estrategia de gestión de riesgos adoptando prácticas ágiles en la unidad de aseguramiento de la calidad de contenido de la división de gestión de riesgos y cumplimiento de McAfee Labs de modo que se pueda cumplir con el nivel de capacidad 2 de CMMI v1.3.

Los sistemas teleoperados siguen siendo un campo de investigación de vigente importancia en el mundo. Cuentan con diversas áreas de aplicación y por ello continuamente se desarrollan nuevos algoritmos de control con los que mejorar las prestaciones de telepresencia y estabilidad del sistema en conjunto. Sin embargo, existe la necesidad de probar la eficacia de esos algoritmos en entornos reales aparte de los simulados. La Pontificia Universidad Católica del Perú es una de las instituciones académicas que realiza investigaciones de ese tipo. En particular, la presente tesis busca contribuir a dicho trabajo mediante el diseño de una plataforma teleoperada de un GDL en la que implementar y probar nuevos algoritmos de control bilateral basados en la convergencia de estados. La estructura mecánica diseñada considera el uso de impresión 3D como tecnología para la fabricación de las piezas diseñadas. De esta manera, la plataforma será mucho más accesible para su posterior uso en trabajos de investigación que desarrollen nuevos algoritmos de control. El GDL se implementa a través de un motor brushless controlado por FOC para generar una posición angular más precisa. Finalmente, la dinámica de cada manipulador es linealizada para simular la convergencia de estados con un modelo del sistema y validar su funcionamiento en un entorno terrestre.

En esta tesis se desarrolla el diseño de un sistema de control basado en un predictor de Smith modificado mediante un compensador anticipatorio, para el control efectivo de plantas con retardos de tiempo dominante y sometidas al efecto de perturbaciones externas. En el capítulo 1 se expone el estado del arte de los sistemas de control de plantas con retardos de tiempo dominante, mostrando las principales contribuciones científicas realizadas en los últimos 30 años abordando la problemática actual. En el capítulo 2 se muestran algunos ejemplos de plantas típicas con retardos de tiempo inherentes, la caracterización de las mismas y los problemas asociados. Como objeto de estudio se seleccionó un horno siderúrgico de una industria de fabricación de planchones de acero. Mediante la aplicación de las herramientas de identificación de sistemas se obtiene un modelo matemático de dicha planta. En el capítulo 3, se diseña un controlador basado en un PS modificado mediante un compensador anticipatorio para el control de plantas con retardos de tiempo y sometidas al efecto de perturbaciones medibles, localizadas en la entrada de la planta, sobre la planta y a la salida de la planta. Se muestran resultados comparativos de simulación del sistema de control desarrollado. En el capítulo 4 se realiza un análisis de robustez del controlador diseñado considerando diferentes escenarios de perturbaciones externas. Para tal fin, se utilizaron los índices de desempeño IAE (integral del error absoluto) e ISE (integral del error cuadrático). Se realiza una propuesta de implementación práctica del controlador diseñado. Finalmente, se ofrecen las conclusiones generales y las recomendaciones. / Tesis

Actualmente, en respuesta a la necesidad de vehículos eléctricos que utilicen una fuente de energía diferente a la gasolina o petróleo, debido al agotamiento, se han creado vehículos capaces de funcionar con energía eléctrica almacenada en una batería interna. El dispositivo interno encargado del proceso del control de carga de la batería eléctrica es un convertidor electrónico DC-AC, pues la batería necesita una corriente continua para recargarse. A razón de esta interacción entre el vehículo eléctrico y la red eléctrica, se han planteado diferentes estrategias de control que permitan el intercambio de potencia entre la batería y la red eléctrica, para asegurar el funcionamiento correcto de la red durante el proceso de recarga o en caso de fallas en la red eléctrica. A este tipo de estrategias se le denominan comúnmente “Vehicle-to-Grid” (V2G). Este trabajo de tesis plantea una estrategia de control V2G denominada “Grid Forming”, la cual permite controlar el intercambio de potencia entre la red eléctrica y la batería emulando el comportamiento dinámico de una maquina síncrona. No obstante, dado que la estrategia de control se implementa en un convertidor electrónico de potencia, este es dimensionado para que trabaje a potencia nominal y no para corrientes de cortos circuitos, dado que esto incrementaría considerablemente el costo del convertidor o podría acarrear daños irreparables en su estructura. Es debido a la problemática anteriormente planteada, que esta tesis busca evaluar e implementar una nueva estrategia de control V2G de tipo “Grid Forming”, que permita al vehículo dar soporte a la red y recibir energía de la misma a través del control del voltaje y frecuencia y, proponer un método más sencillo de limitación de corriente en caso de fallas en la red eléctrica. Además, se analiza el impacto de los armónicos a bajas frecuencias en la transferencia de energía entre la red y el vehículo.

En la actualidad, la industria minera se encuentra migrando hacia el uso de nuevas tecnologías para la automatización de casi todos sus procesos debido a que permite obtener un ahorro significativo de costos operativos, mano de obra, planificación, tiempo, seguridad para el operador y toma de decisiones inmediata para la mejora de procesos. Por ello la automatización de procesos en áreas donde existen una mayor demanda de costos como lo es la molienda es de mucha importancia para la planta de procesamiento de mineral. En el proceso de molienda, los gastos de activos que demandan mayor cantidad de dinero al año son el consumo de bolas. Por ello, el automatizar este proceso para optimizar el consumo de bolas, sin afectar el rendimiento en un molino, representan un gran ahorro en cualquier planta de procesamiento de mineral, por consiguiente, se espera controlar el flujo de bolas en una molienda SAG que, por lo general, cuenta con diámetros de 4.5” y 5”. Entonces, el presente trabajo involucra el diseño de un sistema automatizado alimentador de bolas de 4.5” y 5” para molino SAG, con características particulares que satisfacen los requerimientos de un alimentador de molinos SAG convencional existentes. Finalmente, el diseño del sistema propuesto garantiza un flujo constante de bolas el cual consiste en una tolva de almacenamiento de bolas que son descargadas, de manera controlada, mediante una compuerta accionada por un pistón neumático hacia un dosificador accionado por un motor eléctrico. Este dosificador permite regular la velocidad de descarga de las bolas dirigiéndolas hacia un sensor para que sean contabilizadas y analizadas al final de su recorrido previo al ingreso del molino. El sensor, el motor eléctrico y la compuerta de descarga son controlados mediante un panel de control.

Un molino SAG, equipo principal en el circuito de molienda de minerales tiene como objetivo reducir el tamaño de su mineral alimentado del área de chancado y adaptarlo para etapa de flotación buscando la mayor eficiencia y optimización de cada una de sus variables de control y mejorando las habilidades de sus operadores de sala de control. Esta tesis se centrará en el desarrollo de un modelo matemático comprendiendo las principales variables del molino y ajustando su respuesta según datos tomados de distintas plantas a nivel mundial. Posteriormente se configurará y enlazará un sistema de control básico con el modelamiento previamente creado y sintonizado, dicho sistema presentará el sistema de control primario encargado de evaluar las condiciones básicas de arranque y parada del molino y sus grupos de control involucrados, así como también los lazos de control básicos para su operación. Además, se diseñará e integrará el sistema de supervisión respectivo para el control de operador y supervisor de dicho proceso modelado. El sistema de control avanzado diseñado implementa estrategias de control de optimización en tiempo real para el proceso de molienda primaria. La lógica de control considerada se basa en decisiones secuenciales que ejecutarán controladores predictivos basados en modelos o lógica difusa orientando el proceso a buscar estabilidad y luego optimización de cada variable crítica, esto se conseguirá extrayendo las variables de proceso del sistema de control primario y calculando su respectiva acción según cada objetivo; este sistema considera la evaluación de las variables críticas del molino SAG cuando el sistema experto esté encendido y haciendo el seguimiento respectivo cuando esté apagado. Finalmente se realizará la evaluación y comparación de variables críticas del molino considerando dos escenarios, cuando el sistema experto se encuentre encendido teniendo este control sobre los actuadores del molino SAG y cuando el sistema experto se encuentre apagado y se pueda operar cada actuador de forma manual.

Las complicaciones que llevan a las personas a tener alguna amputación de miembro superior son cada vez más frecuentes, por ello para mantener la calidad de vida de estas personas se han venido desarrollando prótesis de todo tipo a lo largo de los años. Sin embargo, la mayoría de las prótesis funcionales no son accesibles por su elevado precio. Lo que provocó que el desarrollo de estos sistemas se mecanice mediante la impresión 3D, reduciendo considerablemente los costos de manufactura. Esta técnica puede ser más barata pero no termina de ser eficiente en cuanto a su interacción. Siendo el objetivo de estas prótesis que el usuario se fidelice con el sistema para que no lo abandone. Un sistema de control activado por señales EMG que coloque al usuario dentro del lazo de control con un sistema háptico, que retroalimente la fuerza de presión de la prótesis directamente al usuario mejora este tipo de interacción de los usuarios con el medio. El sistema de control más robusto para este tipo de aplicaciones que tiene la practicidad y rapidez que se necesita, es el control directo de posición-fuerza. En el presente trabajo de tesis se muestra el desarrollo de un sistema de control para una prótesis transhumeral con actuación híbrida (actuación mecánica de codo y mioeléctrica de mano). Este sistema será activado mediante el reconocimiento de la intención de movimiento del usuario, que se activa mediante la lectura de señales EMG del bíceps, y para tener un sistema de lazo cerrado con el usuario se implementa también un sistema háptico de retroalimentación que consta de un disco vibrador que traduce la cantidad de fuerza que ejerce el brazo con una frecuencia directamente proporcional de vibración. El desarrollo de este sistema de control permite interactuar al usuario con objetos y realizar la apertura y cierre de la mano de manera automática y manual. El control tiene un tiempo de establecimiento de aproximadamente 3.623 segundos y el sistema de control puede llegar a costar 3233 soles. Por ende, se puede mejorar las prótesis mecanizadas en impresión 3D mediante este sistema de control que es accesible, económico, y eficiente en cuanto al control de posición-fuerza para las personas que hayan sufrido alguna amputación de miembro superior.

Actualmente, el proceso de refinación de petróleo crudo se encuentra estrechamente relacionado con la eficiencia energética y la contaminación ambiental debido a la utilización de un combustible fósil que constituye un recurso no renovable de precio volátil y alto en el mercado internacional [1]. Ello se debe al elevado consumo de energía y a la emisión de gases contaminantes producto de las reacciones químicas del proceso de refinación del petróleo crudo [1]. La mayoría de las empresas dedicadas a la refinación del petróleo crudo batallan constantemente con estos temas, ya que ello está regulado por las leyes peruanas y acuerdos internacionales, y además la optimización de sus procesos logra aumentar la eficiencia y disminuir la contaminación ambiental redundando en una mayor rentabilidad para las empresas [1,4]. Por esta razón, muchas investigaciones científicas presentemente se enfocan en buscar alternativas para lograr la optimización del proceso de refinación del petróleo crudo, entre las que se encuentra el aumento de la efectividad y robustez en el control de la temperatura del petróleo crudo en la salida del horno de precalentamiento [1, 4, 14]. En esta tesis para el control efectivo de la temperatura del petróleo crudo en la salida de un horno de precalentamiento de una refinería se diseña un controlador robusto de orden fraccionario.