Actualmente se poseen distintos sistemas de seguridad en edificios, donde el acceso vehicular es realizado manualmente por medio de personal del edificio. Este método da lugar a esperas cuando se tiene un visitante y se tiene que autorizar su entrada, ya que se tiene que contactar con el personal para confirmar. Asimismo, para los residentes en ciertos casos puede ser un inconveniente perder su llave de acceso. La propuesta de este trabajo es la creación de un software de reconocimiento de placas vehiculares el cual será de ayuda a los sistemas de control de acceso utilizados en edificios. El software intentará automatizar el proceso de acceso de residentes y visitantes autorizados por medio de acceso basado en reconocimiento visual de la placa vehicular. En el mundo son usados sistemas de reconocimiento de placas vehiculares que apoyan en labores de vigilancia, parqueo inteligente y control de tráfico. El uso de estos sistemas es impulsado por los gobiernos que los usan, difundiendo el desarrollo a través de inversiones tecnológicas o por empresas que ofrecen el servicio, sin embargo, por ejemplo en nuestro país, aún no se tiene un sistema de este tipo que funcione adecuadamente, esto podría ser por diferentes motivos, donde el más característico es el poco control sobre la norma del uso de las placas de autos. En ese sentido nuestra propuesta se restringirá al uso del sistema dentro de un ambiente controlado como el acceso a un edificio por parte de residentes y visitantes autorizados. El principal problema que se abordará en el presente trabajo es el referido a la detección automática de la placa vehicular del sistema peruano de placas vehiculares, lo cual implica realizar un pre-procesamiento de la imagen el cual incluye la binarización y detección de bordes de la imagen, y finalmente la segmentación (detección) de la placa. Una vez detectada la placa, esta puede ser procesada por un sistema de reconocimiento óptico de caracteres (OCR). Lo que se pretende es desarrollar un método que extraiga la placa de los automóviles, teniendo como espacio de aplicación controlado el acceso vehicular de un edificio, considerando las características de las placas de autos nacionales además de los factores de error presentes en el entorno peruano. / Tesis

El presente trabajo justifica la factibilidad y viabilidad económica del cambio tecnológico de pasar de un Sistema de Control de Mina que fue el “Modular” a un sistema de control de mina mucho mas interactivo, moderno y con tecnología de punta de nombre Minestar. Las decisiones que motivaron este cambio son básicamente el incremento en la flota de la mina, el cambio de sistema de transporte de mineral mediante fajas, el obsoleto sistema de dinámico de distribución de volquetes que tiene el sistema Modular, mala distribución de los volquetes para abastecer combustible, Perforadoras eléctricas perdían señal y conectividad con el GPS y Satélites al perforar especialmente en la parte del fondo de mina (Fase 3), cabe recordar que el Sistema de control de Mina Modular es un sistema de una tecnología 20 años atrás. La tesis consiste en describir el sistema actual y el sistema que se está implementando y dar una justificación económica del cambio tecnológico expresado en producción, productividad y horas hombres, reduciendo costos de minado por tonelada. Este proyecto empezó en Febrero del 2013, primero en una fase de instalación del hardware a todos los equipos de mina ya sea Palas, Volquetes, Perforadoras, Trenes y Equipo Auxiliar. Asimismo a la par se construyó y diseño la nueva oficina de Control de mina y se instaló la red de satélites, repetidores que comprende toda la tecnología del sistema. En Julio del 2013 el sistema Minestar operaba a la par con el sistema oficial que era el “Modular”. En esa etapa se determinó las falencias del programa, cobertura de comunicación en toda la mina y ajustes a las particularidades de la Mina ya sea Trenes, Volquetes Komatsu (ya que es un sistema de Caterpillar se buscó la compatibilidad entre ambos). Desde Enero del 2014 ya se encuentra implementado y en funcionamiento al 100% comandando todos los equipos de la mina. Se pudo notar con el nuevo sistema que había una mejor distribución de los volquetes, productividad y por ende esto se reflejaba en una mayor producción y reducción de costos de minado el cual justifica el cambio tecnológico y la inversión. / Tesis

El presente proyecto de tesis consistirá en la elaboración del diseño de un sistema de seguridad vehicular que integre a la electrónica y las telecomunicaciones y que tendrá la capacidad de prevenir (seguridad activa), proteger a las víctimas durante el accidente (seguridad pasiva) y enviar alerta a múltiples destinatarios mediante mensajes de texto de Socorro que contenga las coordenadas geográficas de localización del siniestro inmediatamente ocurrido un accidente de tránsito, gracias a la integración de dos sistemas existente considerando sus ventajas de reutilización y eficiencia, como son los sensores de aceleración para automóviles utilizados en los sistemas airbag y las tecnología de rastreo GPS y GSM/GPRS. El primer capítulo está centrado en describir el escenario de trabajo analizando aspectos como la identificación del problema, justificación del proyecto y objetivos. El segundo capítulo busca presentar la investigación del marco teórico de los elementos necesarios para el desarrollo de la tesis. El tercer capítulo se enfoca en el análisis para la elección de la solución más eficiente y adaptable, además de la elección de los equipos componentes del sistema en base a sus características, disponibilidad en el mercado y precio. El cuarto capítulo presenta el estudio de mercado del proyecto con la finalidad de evaluar: la penetración de los sistemas utilizados, las necesidades del mercado peruano respecto a la seguridad vehicular y la posibilidad de aceptación del sistema en el mercado, especialmente en el interno. 3 El quinto capítulo está enfocado en el diseño final de la solución, en la adaptación e integración de los sistemas, en la descripción del diseño del esquema eléctrico del sistema, y en el desarrollo de una aplicación celular que simulará la transmisión del mensaje de Socorro. Por último, se presentan las conclusiones y recomendaciones de la presente tesis que proponen la continuación de la investigación en trabajos futuros que posibilite la realización y comercialización del producto final, para lograr en un futuro próximo, el uso masivo del producto, principalmente en nuestro país. / Tesis

El presente trabajo de tesis considera el diseño de un controlador lógico de un ascensor para un edificio de cuatro pisos empleando un microcontrolador de propósito general. El controlador diseñado se encarga de procesar la información proveniente de los diferentes sensores y dispositivos de entrada y a través de la generación de una cola dinámica logra priorizar los movimientos a realizar, teniendo por resultado un menor tiempo de espera por parte de los usuarios del sistema, además de un uso eficiente de los recursos. A pesar que el comportamiento básico del sistema obedece a una lógica secuencial, fue necesaria la implementación de eventos asíncronos para cumplir con los requisitos técnicos. Así mismo, se definió un esquema mecánico que sirvió como marco para el alojamiento del controlador lógico. Para ello se buscó la sinergia entre leyes físicas y la normatividad, dado que los aspectos mencionados deben converger en la realidad sobre la cual se sitúa. Tanto en el aspecto lógico como mecánico, prevaleció las normas en seguridad, puesto que los mínimos a considerar se encuentran estipulados. Sin perjuicio a ello, se consideró pertinente implementar mecanismos adicionales que contribuyan al correcto funcionamiento del sistema planteado. El control lógico fue implementado en una tarjeta de desarrollo, en base al microcontrolador Atmega8 de Atmel. De igual forma se empleó un simulador de acceso libre para la depuración de la lógica. Se comprobó que el controlador lógico diseñado, en base a un microcontrolador de propósito general, es capaz de ejercer el gobierno para el sistema que involucra el ascensor cumpliendo con las especificaciones técnicas requeridas. De igual forma el esquema mecánico planteado cumple con la normativa establecida para tal fin. / Tesis

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / El documento digital no refiere asesor / Presenta el diseño de un sistema frigorífico de una planta de enfriamiento de uva de la empresa Asym Industrial SAC, la cual necesita mejoras y ampliación de planta para un nuevo proceso de enfriamiento de uva. Realiza el diseño frigorífico para la ampliación de un packing de uvas en donde se realizará el proceso de enfriamiento para la uva la cual tiene como presentación final a una pasta para enfriamiento y se deben mejorar los tiempos de congelamiento. El desarrollo del proyecto comprende la evaluación del sistema actual, balance de cargas térmicas para un posterior desarrollo de ingeniería para la optimización del sistema. La planta de uva se encuentra ubicada en la ciudad de Sullana. El proyecto consta de los siguientes bloques principales: evaluación actual de la planta y descripción y selección de los componentes que constituyen la optimización del sistema: compresores, evaporadores, condensadores, válvulas, bombas, tuberías, etc. / Trabajo de suficiencia profesional

Ingeniero Civil Electricista / En el último tiempo, la utilización de derivadas no enteras ha arrojado resultados interesantes en algunas aplicaciones, pues se ha encontrado que ecuaciones diferenciales de orden fraccionario permiten describir de mejor manera la dinámica de ciertos fenómenos. Su uso ha sido validado en ámbitos tan diversos como carga de baterías o sociología, principalmente debido a que incorporan el concepto de memoria en ellas. La observación de estados de un sistema dinámico es un problema que ha sido ampliamente estudiado debido a que permite acceder a información relevante del mismo, para ser usada con fines de control. En la literatura existen numerosos resultados con respecto a observadores fraccionarios, sin embargo el estudio de observadores cuyo orden no coincide exactamente con el del sistema a observar, no ha sido convenientemente abordado. En este contexto, en el presente trabajo de título se plantea el diseño un observador de estado de orden fraccionario para sistemas lineales SISO (Single Input - Single Output), de orden entero y parámetros conocidos. Además se analiza su desempeño y se compara con observadores de orden entero, en cuanto a la rapidez de convergencia del error de observación, y a su robustez frente a cambios en los parámetros del sistema original y presencia de perturbaciones. Mediante desarrollos teóricos y simulaciones, se analiza primero el desempeño del observador de Luenberger de orden fraccionario para una planta de orden entero. Éste se realiza tanto desde el punto de vista de la estabilidad del sistema como de la influencia de distintos parámetros en su desempeño, considerando el caso ideal y también en presencia de perturbaciones y desconocimiento en los parámetros de la planta. Posteriormente se aborda la problemática del diseño de un observador de orden fraccionario, que otorgue alguna ventaja con respecto al desempeño del observador de Luenberger fraccionario. Se analiza la obtención de observadores a partir de una dinámica deseada para el error de observación y finalmente se presenta un observador fraccionario que sigue la estructura de Luenberger fraccionario, pero incorporando una modificación en la entrada que el observador considera. Como resultado del estudio se obtienen condiciones suficientes para la estabilidad de los esquemas de observación fraccionarios planteados y ventajas de los mismos con respecto al observador de Luenberger de orden entero, en cuanto a la velocidad de convergencia para 0<alpha<1 y también respecto de la atenuación de perturbaciones de alta frecuencia para 1<alpha<2. En cuanto a sus desventajas, los observadores fraccionarios estudiados se restringen a plantas estables, con lo cual su velocidad de convergencia está limitada por las características de la planta y no puede ser manejada arbitrariamente, como en el caso Luenberger de orden entero.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Eléctrica. Ingeniero Civil Eléctrico / El cálculo fraccionario presenta un nuevo escenario de aplicaciones para la Ingeniería de Control, a través de la extensión de los controladores de orden entero al caso de orden fraccionario; al respecto, se deben investigar sus ventajas y desventajas al enfrentarse a distintos problemas de control. En este contexto, el Sistema de Estanques del Laboratorio de Automática presenta una oportunidad para validar experimentalmente estrategias de control para un sistema de tipo No Lineal, tanto en el caso SISO de control de nivel en estanque cónico, como MIMO considerando la temperatura del líquido del sistema, ambas variables de gran importancia en múltiples aplicaciones industriales. El objetivo de este trabajo es aplicar distintas estrategias de sintonización de parámetros de controladores de la familia PID, de orden entero y fraccionario, para compararlas entre sí en su aplicación en el Sistema de estanques; además, se busca definir caso a caso las posibles mejoras que se introducen al considerar integración y derivación fraccionaria a un sistema de control. Para esto, se desarrolla una modelación fenomenológica del sistema en estudio, la cual, a través de las ecuaciones diferenciales determinadas, evidencia la no linealidad de los estados del sistema; a partir de esto, se realiza una implementación computacional en Simulink. Luego, se aplican diferentes métodos de sintonización de parámetros para los casos monovariable y multivariable, comparándose entre sí mediante simulaciones y realizando validación experimental de aquellos casos que presenten ventajas de control apreciables. A partir de la introducción de índices de desempeño, se determina que la mejor estrategia de sintonización de parámetros es mediante optimización PSO con la implementación del modelo no lineal, en desmedro de los métodos LGR, Z\&N y optimización en Frecuencia que hacen uso de linealizaciones del sistema en torno a puntos de operación. Además, en el caso de control SISO, considerando el comportamiento global de control $IAE$ y la energía $ISI$, el mejor resultado corre por cuenta del control fraccionario tanto en simulación como experimentalmente; para el caso MIMO, considerando ambos índices mencionados junto al sobrepaso $MOV$, resulta que los controladores aplicados en un esquema centralizado obtienen mejor desempeño que sus pares descentralizados, y, tanto en simulación como en el sistema real, el mejor controlador es PIOF. Como conclusión, se desprende que a través de ecuaciones fenomenológicas se puede caracterizar la dinámica de cualquier sistema, inclusive aquellas de tipo no lineal. Por otra parte, el procedimiento de optimización PSO presenta una ventaja sustancial para la determinación de parámetros, ya que hace uso de esta dinámica completa, sin recurrir a aproximaciones. Finalmente, los esquemas de control fraccionario presentan una nueva alternativa para mejorar el control de sistemas, lo que llevado a la industria puede significar mejoras sustanciales en los beneficios de un proceso.

Ingeniero Civil Mecánico / Un robot blando es una nueva clase de máquina que se caracteriza por estar conformado principalmente por materiales altamente deformables y blandos, como elastómeros. Estos robots pueden lograr tareas complejas mediante sistemas simples y de bajo costo. El presente trabajo de título consiste en el diseño y fabricación de un robot blando similar a un gusano y en la implementación de control de lazo cerrado sobre este, utilizando sensores blandos que otorgan sentido táctil. La motivación de este trabajo es producir resultados de interés científico, dado que no existen precedentes de esto en la literatura. El robot desarrollado se inspira en el cuerpo de los gusanos terrestres y cuenta con dos tipos de músculos de acción neumática: uno de deformación preferente radial (ubicados como cabeza y cola) y otro axial (entre estos dos), los cuales imitan un metámero (segmento muscular) de un gusano y permiten desarrollar un movimiento peristáltico en cavidades mediante una ejecución coordinada. Los actuadores radiales se hinchan anclándose a las paredes y el actuador axial desplaza el cuerpo del robot. El robot está conformado principalmente por resina de silicona altamente deformable. Se utiliza un diseño de sensor blando resistivo para medir deformación, compuesto de una matriz de silicona y canales internos rellenos de metal líquido. La deformación de los canales genera un cambio en la resistencia al variar la geometría del conductor. Estos sensores se ubican en el manto del actuador radial junto con una banda estriada, de esta forma, además de medir deformación, la localización de la presión en las estrías cierra rápidamente los canales al ocurrir contacto, alzando la señal del sensor. Se fabrica una serie de sensores y actuadores blandos mediante moldes impresos en 3D. Estas componentes son ensambladas y caracterizadas en diversos ensayos, demostrando que efectivamente existe un cambio perceptible en la señal del sensor cuando el actuador radial se expande y hace contacto con las paredes internas de una cavidad, luego, el uso de la derivada de la señal permite la toma de decisiones. Se propone, diseña e implementa un sistema de control para el robot, utilizando un Arduino UNO como controlador, el cual recibe la señal acondicionada de estos sensores a través de un circuito de amplificación, y manipula un arreglo de transistores para la activación de compresores y válvulas del circuito neumático. El algoritmo de movimiento se programa mediante la definición de estados y condiciones de transición basadas en el uso de la derivada promedio y el tiempo transcurrido. Finalmente, el sistema completo se ensambla y se realizan pruebas de concepto, demostrando que el robot puede trepar verticalmente en un tubo circular de diámetro variable bajo un mismo controlador, e incluso en cavidades abiertas (como planos divergentes) e irregulares.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Eléctrica / En esta Tesis se presenta el uso de un control fraccionario proporcional-integral (FOPI) para convertidores de potencia, el cual es comparado con un control de orden entero proporcional-integral (PI), utilizado dentro del algoritmo de control vectorial, aplicadas a generadores síncronos de imanes permanentes (GSIP), operando con una red a frecuencia constante, interconectados mediante dos convertidores de potencia en una topología Back-To-Back (BTB). La idea de esta estrategia es transformar corrientes y voltajes en un marco de referencia giratorio (dq), donde las corrientes controladas son constantes en estado estacionario y posteriormente transformar las salidas de los controladores (FOPI y PI) en marco de referencia fijo (αβ) entregadas a un algoritmo de Modulación de Espacio Vectorial (SVM) que se encarga de generar los ciclos de trabajo necesarios para la conmutación de los elementos semiconductores que conforman los convertidores. El control del convertidor del lado GSIP tiene como objetivo principal el control de velocidad de la maquina eléctrica, mientras que el convertidor en lado de la red es, mantener el nivel de voltaje en el enlace de corriente continua (Dc-Link) que interconecta ambos convertidores. El sistema de control es tratado en el contexto de recuperación de energía en un mineroducto, pensado en que el sistema de control pueda tener la capacidad de realizar el mismo trabajo de las estaciones de choque, encargadas de mantener la velocidad de la pulpa mineral que transporta, sin embargo con este tipo de sistemas propuesto se podría recuperar parte del potencial energético disponible en el sistema y, emplearla de alguna manera más eficiente, proponiendo en este trabajo que sea conectada a una red eléctrica, buscando de esta manera que el sistema propuesto pueda ser una alternativa que cumpla la función de las estaciones disipadoras y además la recuperación de energía, aprovechando las ventajas de los controladores de orden fraccionario. Cabe mencionar que en este documento solo trata lo correspondiente a la parte de control del sistema eléctrico. El estudio de comparación se realiza a nivel de simulación mediante el uso de programas computacionales Matlab-Simulink y Plecs, para los sistemas de control y los sistemas eléctricos respectivamente. Para determinar los escenarios de simulación del sistema se toma en cuenta los posibles escenarios que pueda presentarse en el mineroducto, siendo estos, una prueba sin posibles cambios en el torque de entrada, dos más cuando sufre cambios de +15% y -15% de la entrada nominal, una más cuando la entrada del sistema se torna de forma oscilante entre ±15%, en la última de las simulaciones se realizan combinación de controladores FOPI y PI dentro del algoritmo de control.

En este proyecto profesional se presenta el “Diseño y la Implementación de un Sistema Automático de Matizado de Colores” que permite reproducir colores de pintura deseados mediante la combinación y dosificación de cinco colores base. El funcionamiento del equipo de matizado se desarrolla en 3 etapas. La primera es la etapa de obtención del color de la pintura que se desea reproducir, y que se puede realizar de manera manual o automática a través de un sensor de color. La segunda es la etapa de procesamiento en la cual, a través de ciertos algoritmos, se determinan las cantidades de pinturas base que se deben mezclar para generar el color deseado y producir la cantidad de pintura requerida. La tercera etapa es la de control, la cual consiste en controlar la apertura y cierre de válvulas, de acuerdo a las cantidades volumétricas de pintura encontradas y a la lectura de los sensores de nivel que permiten determinar la cantidad de cada pintura base que ha ingresado al recipiente de mezclado. En esta etapa también se controla el mezclado de la pintura a través del movimiento de las paletas de mezclado y homogenización. / Tesis