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La presente tesis pretende establecer un puente entre el modelado, identificación y control de sistemas y la microelectrónica, aportando una herramienta con la capacidad de afrontar requerimientos de velocidad, precisión y tamaño de implementación. Así mismo pretende, implementar algoritmos de identificación que puedan ser desarrollados en un chip y proveer un análisis de los errores que se producen como consecuencia de la digitalización y operaciones de punto fijo. / This thesis aims to establish a bridge from modeling, identification and control systems to microelectronics, providing a tool with the ability to meet requirements of speed, accuracy and size of the implementation. Furthermore, implement an identification algorithm that can be implemented on the chip and provide, also, an analysis of the errors occurring as a result of digitization and fixed point operations.

Los sistemas de transmisión de energía en corriente continua han aumentado considerablemente en el último tiempo; este tipo de transmisión presenta, para ciertas aplicaciones, varias ventajas en comparación a la transmisión tradicional en corriente alterna. Entre sus principales usos se destaca la transmisión de energía a largas distancias y la transmisión subterránea, caracterizándose por su alta controlabilidad, seguridad y precisión. Estos sistemas necesitan gran cantidad de componentes, con diferentes funciones entre sí para poder operar de forma óptima, por lo que su correcta implementación presenta varios desafíos. El sistema de control de estos enlaces puede ser considerado como uno de los elementos más complejos e importantes del sistema HVDC, ya que en un alto grado determina toda la forma de funcionamiento tanto del sistema HVDC como de los sistemas AC conectados por el enlace. El objetivo general de este trabajo consiste en modelar un sistema de control de un enlace HVDC, con el cual se puedan estudiar tanto las principales fallas que afectan a estos sistemas como las acciones de control que se emplean para minimizar el efecto de estas fallas. El trabajo realizado se puede dividir en cuatro etapas: una etapa de investigación y modelación del sistema de control, una etapa de validación del sistema modelado, una etapa donde se estudia el sistema de control funcionando en el SIC con el proyecto hidroeléctrico Aysén y, finalmente, una etapa donde se analiza el enlace HVDC controlando la tensión AC en la estación inversora. Como resultado de la etapa de investigación se propone un sistema de control, con un conjunto de elementos auxiliares necesarios para el correcto funcionamiento del enlace HVDC. Para validar el sistema de control, se lo implementa en la red de prueba Benchmark de CIGRÉ, y se comparan diferentes simulaciones de fallas características de los sistemas estudiados, con simulaciones de diferentes sistemas de control encontrados en la literatura actuando en la misma red de prueba Benchmark y frente a las mismas fallas. Los resultados encontrados luego de comparar el tiempo de estabilización, de subida y peak de corriente en las fallas simuladas, validan el funcionamiento del sistema de control modelado. Al incorporar el sistema de control al enlace HVDC Aysén-SIC, y realizar estudios de flujos de potencia, de estabilidad transitoria y falla permanente de la línea DC, se pudo mostrar que en todos los casos analizados los sistemas estudiados cumplen con los requisitos exigidos por la Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicios. Para todas las contingencias simuladas, el sistema HVDC muestra un comportamiento aceptable, logrando evitar que los sistemas AC conectados por el enlace presenten problemas asociados a la estabilidad de tensión. Los resultados obtenidos en la última etapa, muestran que al incorporar un sistema de control del voltaje AC en el enlace HVDC, es posible controlar la potencia reactiva consumida por las estaciones conversoras, controlando de esta forma la tensión AC en los terminales del enlace. A lo largo del trabajo, se discute la necesidad de sincronizar la acción de este control con filtros o bancos de condensadores, con el fin de asegurar la operación económica del enlace. En cuanto a las restricciones de este control, se analiza la necesidad de limitarlo cuando se presenten disminuciones del voltaje AC.

El presente trabajo de tesis, del área de Sistemas Digitales, tiene como meta principal convertir al teléfono celular en un periférico de la computadora, con esta sociedad, vista como una unidad, la computadora adquiere la capacidad de procesar datos que son enviados a grandes distancias vía mensajes de textos desde teléfonos celulares, potenciando las aplicaciones de ambos dispositivos. Para lograr la fusión entre el celular y la computadora ha sido necesario analizar, implementar y validar el funcionamiento del protocolo de comunicación que se debe establecer entre el teléfono celular y la computadora. La diversidad de aplicaciones que pueden ser desarrolladas es amplia, pudiendo ser empleada en áreas de telecontrol, telemedicina, domótica, entre otras, así pues, para demostrar la utilidad de la implementación del protocolo, se ha validado su funcionamiento mediante dos aplicaciones prototipo, la primera de ellas denominada Matrícula, la cual permite realizar la matrícula de alumnos a través de mensajes de texto y la segunda denominada Monitor – Supervisor, para aplicaciones de telecontrol y envió de alertas vía mensajes de textos, las cuales han sido probadas obteniéndose los resultados esperados. En el segundo prototipo ha sido necesario diseñar una tarjeta que comunica el puerto paralelo de la computadora con los sensores y actuadores de los procesos seleccionados. Como consecuencia, al describir todos los detalles para el análisis e implementación del protocolo y sus aplicaciones, se provee a otros investigadores interesados la mayor cantidad de información sobre este tema, la cual es escasa en nuestro medio.

El objetivo general de la presente memoria es diseñar y evaluar el desempeño de un Plan de Defensa contra Contingencias Extremas (PDCE) para el Sistema Eléctrico del Norte Grande (SING), con el fin de preservar, según se establece en la Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio (NT) del año 2005, la Seguridad y Calidad de Servicio (SyCS) del mismo frente a contingencias de alta severidad para las cuales no es factible o conveniente adoptar medidas a nivel de la programación. El SING, como todo sistema eléctrico de potencia, es vulnerable a contingencias de alta severidad; pudiendo entonces derivar en situaciones de apagón total o parcial, de las cuales se puede o no tener registros previos, por ausencia de elementos de control dedicados. El PDCE contempla acciones de control de emergencia que sean capaces de contener al sistema frente a ese tipo de contingencias, basando su control en la formación inducida de islas eléctricas. La Dirección de Operación del CDEC-SING (DO), de acuerdo a lo establecido en la NT, ha definido criterios para seleccionar las contingencias a ser consideradas por el PDCE; los cuales permiten orientar inicialmente el diseño del PDCE a aquella contingencia caracterizada por la desconexión de los dos circuitos de la Línea 220 kV Central Tocopilla-Crucero. En ausencia de este elemento de control, los efectos en el SING, para condiciones de despacho específicas, se caracterizan por fuertes subtensiones en la zona de Chuquicamata y Calama, y la aceleración y pérdida de sincronismo de las unidades de la central Tocopilla. Un análisis detallado de los efectos de la contingencia indicada determina que es necesario que el PDCE integre un conjunto de esquemas de control independientes y supervisados, que sean capaces de formar una isla eléctrica entre las instalaciones de la Central Tocopilla y el consumo Chuquicamata, aliviar las subtensiones observadas en torno a la Zona Chuquicamata-Calama y establecer un equilibrio entre generación y consumo en la isla para distintas condiciones de operación del SING. Los esquemas utilizados corresponden básicamente a un Esquema de Desconexión Automática de Carga (EDAC) por subtensión para la zona de Chuquicamata-Calama y un Esquema de Desconexión Automática de Generación (EDAG) para la Central Tocopilla. La evaluación del desempeño del PDCE mediante simulación digital en el software DIgSILENT entrega resultados satisfactorios para los 6 despachos analizados. Se concluye que el PDCE diseñado cumple con los requerimientos establecidos por la NT y además presenta ciertas conveniencias económicas para la operación del SING.

Se define la intención como la voluntad de una persona a realizar una acción, previo a desarrollarla, y denotada por su movimiento y actitud. En un escenario realista, el peatón podría tomar decisiones de riesgo para cruzar o no frente a un vehículo. La detección de caminar en la vereda y detenerse o caminar cerca de la calle no es suficiente para reconocer que el peatón pasará por delante del vehículo. La presente tesis aborda esta problemática para poder brindar a los vehículos que interactúan con peatones, información fundamental para mejorar los sistemas de seguridad en la búsqueda de la prevención de accidentes. El principal desafío es determinar el tipo de información obtenida de los peatones, que debe ser medida y comunicada para que, a partir de la implementación de estrategias de aprendizaje automático, esta intención pueda ser determinada. En esta tesis se evalúa en primer lugar el desempeño del uso de información egocéntrica, con datos provistos y generados por el propio peatón. Las aceleraciones y velocidades de las extremidades del cuerpo se obtienen con sensores montados en diferentes partes del cuerpo. Estos datos dan indicios del tipo de actividad que realizará un peatón al cruzar o no frente a un vehículo. Sin embargo, esta aproximación tiene algunas desventajas, especialmente porque todos los peatones que se acercan al vehículo deben estar instrumentados. Aunque hoy es posible depender de teléfonos o pulseras inteligentes, estos dispositivos no siempre tienen la capacidad de comunicarse efectivamente con un vehículo. Las cámaras, sensores que todos los vehículos inteligentes ya poseen, permiten reemplazar la información provista por los sensores montados en los peatones, extrayendo información dinámica por medio del procesamiento de imágenes. Para esto se extrae un esqueleto virtual del cuerpo de la persona en línea de vista del vehículo y se procesan varios cuadros consecutivos del video. De este modo se demuestra que la calidad de la información dinámica extraída por este medio es comparable con la provista por los sensores montados en las personas. Con esta información se presenta un análisis del desempeño de algoritmos de estimación de la intención basados en redes neuronales. Los resultados demuestran que el objetivo de determinar la intención de que una persona cruce frente a un vehículo es posible de lograr y de hacerlo en forma confiable ante situaciones de tránsito diversas y reales. / The intention is defined as the will of a person to perform an action, prior to developing it, and denoted by its movement and attitude. In a realistic scenario, the pedestrian can take risky decisions to cross or not in front of a vehicle. The detection of walking in the sidewalk and stopping or walking near the street is not enough to recognize that the pedestrian will cross in front of the vehicle. This thesis addresses this problem in order to provide vehicles that interact with pedestrians fundamental information to improve safety systems in search of accident prevention. The main challenge is to determine the kind of information obtained from pedestrians, which must be measured and communicated so that, based on the implementation of automatic learning strategies, the intention can be determined. In this thesis, the performance of the use of egocentric information is evaluated with data provided and generated by the pedestrian himself. Accelerations and velocities of the limbs are obtained with sensors mounted on different parts of the body. These data gives indications of the kind of activity that a pedestrian will perform when crossing or not in front of a vehicle. However, this approach has some disadvantages, especially because all pedestrians approaching the vehicle must be instrumented. Although today it is possible to rely on smartphones or wristbands, these devices do not always have the ability to communicate effectively with a vehicle. The cameras and sensors that all intelligent vehicles already have, allow to replace the information provided by the sensors mounted on pedestrians, extracting dynamic information through the processing of images. For this, a virtual skeleton of the body of the person in the line of sight of the vehicle is extracted and several consecutive pictures of the video are processed. In this way, it is demonstrated that the quality of the dynamic information extracted by this means is comparable with the information provided by the sensors mounted on people. With this information, an analysis of the performance of intention estimation algorithms based on neural networks is presented. The results demonstrate that the objective of determining the intention of a person crossing in front of a vehicle is possible to achieve and to do it in a reliable way before diverse and real trafic situations.