En este espacio se encuentran alojadas las "Tesis de posgrado, Trabajos Finales, Trabajos Integradores Finales" correspondientes a "Electrónica" y a "Automatica". http://huru.unsj.edu.ar/handle/123456789/442 2026-11-05T00:28:42Z 2026-11-05T00:28:42Z Masante, Alejandro Emmanuel http://huru.unsj.edu.ar/handle/123456789/902 2026-10-30T22:12:39Z 2024-12-10T00:00:00Z

Modelado y control de estructura flexible accionada por piezoeléctrico para sistema de posicionamiento dual de ultraprecisión Masante, Alejandro Emmanuel Los dispositivos de posicionamientos de ultraprecision son una parte principal de los sistemas de fabricación y manipulación en áreas tales como nanotecnología , microfabricación, entre otras. Una manera efectiva de lograr desplazamientos con resoluciones submicrométricas se consigue mediante sistemas flexibles accionados por piezoeléctricos, los cuales resultan una solución compacta, capaces de generar elevadas velocidades de accionamiento y con una precisión de posicionado teórica ilimitada. A pesar de las ventajas mencionadas, estos sistemas presentan fenómenos vibratorios de alta frecuencia y no linealidades que pueden llegar a degradar significativamente el desempeño del sistema controlado. Adicionalmente, el rango de actuación de estos sistemas resulta limitado a varias decenas de micrómetros, teniéndose que optar por la combinación de algunas etapas de actuación para cumplir con tareas de ultraprecisión que requieran efectuar grandes recorridos con elevada resolución en todo el rango de actuación. ´ En esta tesis se persigue el objetivo de disminuir el error de posición de los ´ mecanismos duales de actuación que involucran sistemas flexibles accionados ´ por piezoeléctricos. Este objetivo se aborda a través del diseño de algoritmos de control, los cuales disponen de un compensador de la dinámica no medible de la histéresis presente en estos sistemas y de un coordinador de movimiento para prevenir la saturación de la etapa fina de actuación. En este trabajo, en primer lugar se presenta un modelo con parámetros concentrados de los sistemas flexibles accionados por piezoeléctricos con amplificación de recorrido. Adicionalmente se detalla un procedimiento metodológico para el relevamiento de los parámetros del modelo considerado. En base a este modelo, se desarrolla un controlador con compensación de la histéresis mediante el diseño de una estrategia de control por modos deslizantes adaptativa, la cual mejora significativamente el desempeño del sistema respecto a otros controladores extraídos de la literatura. Posteriormente, este algoritmo de control con compensación de la histéresis es tenido en cuenta en el desarrollo de una ley de control robusta diseñada para comandar sistemas duales de posicionamiento con disposición tipo tándem, pensada para aplicaciones que requieran efectuar grandes desplazamientos con una elevada precisión de posicionado.

2024-12-10T00:00:00Z Morales González, Humberto http://huru.unsj.edu.ar/handle/123456789/901 2026-10-30T22:11:26Z 2024-07-26T00:00:00Z

Modelado, estimación y control, aplicaciones en el proceso de cristalización en la industria azucarera Morales González, Humberto Esta tesis aborda los desafíos asociados al proceso de cristalización de sacarosa en la industria azucarera, con un enfoque particular en el monitoreo y control de la sobresaturación. Se estudian las principales variables del proceso y los desafíos relacionados con su medición. Se destaca la importancia de la sobresaturación y las dificultades para medirla directamente. Además, se realiza una revisión exhaustiva del estado del arte en modelado, monitoreo y control de la cristalización, evidenciando que, aunque el modelado del proceso está bien establecido, existen desafíos en la medición de variables clave, como la sobresaturación. Se discute la utilización de estimadores para abordar estas limitaciones. La investigación se enfoca en tres áreas principales: el modelado del sistema, la estimación de variables y parámetros, y el control del proceso. En consecuencia, se desarrolló un modelo matemático simplificado para describir el proceso de cristalización C en la industria azucarera. Este modelo se basó en la estructura básica de un modelo previo, que se fundamenta únicamente en los balances de materia y energía, evitando la complejidad asociada a la solución del balance poblacional en esta etapa. Se adopta una ecuación alternativa para describir la tasa de cristalización, prescindiendo de las ecuaciones de momentos derivadas de la solución del balance poblacional. La estructura extendida del modelo se completa con las relaciones de equilibrio de fases, expresiones cinéticas y correlaciones necesarias. Además, se propone un modelo de sobresaturación para describir la evolución de esta variable en el proceso. Los parámetros de ambos modelos se estiman con datos reales tomados del caso de estudio. Posteriormente, se diseña un estimador de sobresaturación basado en los modelos previamente desarrollados. Las estimaciones de la sobresaturación y sus errores se obtienen indirectamente en tres pasos. En primer lugar, se estiman los estados del modelo de cristalización y sus varianzas mediante un Filtro de Kalman Unscented. Luego, la sobresaturación estimada se obtiene sustituyendo los estados estimados en el modelo de sobresaturación. Por último, se calculan el sesgo y la varianza del estimador para obtener los límites de error de tres desviaciones estándar. En el diseño del estimador se emplean herramientas clásicas bien establecidas, tales como el modelado basado en primeros principios, la teoría de control aplicada al análisis de observabilidad, la teoría estadística clásica aplicada a la estimación de parámetros del modelo, y técnicas de procesamiento estadístico de señales como: i) estimadores de estados no lineales, ii) propagación de incertidumbre y iii) un análisis exhaustivo de errores de estimación. Por consiguiente, la contribución principal no reside en las herramientas utilizadas, sino en la forma en que se aplicaron para abordar un problema específico y aún abierto en la industria azucarera. La utilización de estas técnicas y herramientas, en este contexto particular, resulta en un estimador adecuado y a medida para este proceso. Finalmente, se exploran diversas estrategias para el control del proceso, resultando favorables aquellas que utilizan la sobresaturación como variable controlada. Con el objetivo de mejorar el control del proceso, se propone una referencia de sobresaturación variable, que incorpora la curva de ebullición en el control de la sobresaturación. En el seguimiento de la referencia variable, se utiliza un controlador PID y un controlador predictivo basado en modelo no lineal. La adopción de la referencia variable resulta en una reducción del tiempo de operación y una disminución del consumo de energía, lo que supone una mejora en la eficiencia del proceso.

2024-07-26T00:00:00Z Aguirre Zapata, Estefanía http://huru.unsj.edu.ar/handle/123456789/900 2026-10-30T22:09:58Z 2024-08-23T00:00:00Z

Interpretabilidad e identificabilidad paramétrica en el modelado de procesos biotecnológicos Aguirre Zapata, Estefanía Esta tesis doctoral aborda el desafío de la interpretabilidad en la construcción de modelos matemáticos útiles para la comprensión y optimización de sistemas complejos. La motivación central de este trabajo radica en la necesidad de establecer un marco conceptual común en todo el espectro de modelado, así como mejorar la interpretabilidad de los modelos matemáticos, especialmente en el contexto de modelos semi-físicos basados en primeros principios (MSBPP). En ella se destaca la importancia de la interpretación física de los modelos, particularmente en áreas como la biología, biotecnología y procesos agroindustriales; partiendo de la dificultad para establecer límites claros en la búsqueda de ecuaciones constitutivas durante la construcción de este tipo de modelos, a su vez que se mantiene el grado de compromiso entre la precisión del ajuste con la interpretabilidad del modelo. En respuesta a este desafío, en este trabajo se propone un nuevo marco conceptual para abordar la interpretabilidad en el espectro de modelado matemático, y se propone un índice matemático para cuantificar la interpretabilidad en MSBPP. Además, se amplía la metodología de modelado existente al integrar la interpretabilidad como un criterio adicional en la determinación del nivel de especificación durante la búsqueda de ecuaciones constitutivas. La utilidad del índice y de la metodología propuesta se evalúa en tres aplicaciones que varían en complejidad y relevancia práctica, esto es: un reactor continuamente agitado (CSTR), un modelo de regulación de glucosa en el cuerpo humano, y un modelo de crecimiento de la polilla de la vid (Lobesia botrana) particularizado para la región de Cuyo, Argentina. Las contribuciones principales incluyen el nuevo marco conceptual, el índice de interpretabilidad que acompaña la metodología para la deducción de MSBPP, y el desarrollo de un modelo específico para el proceso crecimiento y voltinismo de Lobesia botrana a partir del uso de la metodología propuesta.

2024-08-23T00:00:00Z Gómez, Juan Abel http://huru.unsj.edu.ar/handle/123456789/899 2026-10-30T19:41:37Z 2024-07-30T00:00:00Z

Monitorización y análisis continuo de cultivos para optimización y control del riego basado en modelo Gómez, Juan Abel El riego es un factor fundamental para aumentar la productividad agrícola. Sin embargo, este sector enfrenta desafíos significativos como la escasez de agua (exacerbada por el cambio climático) y la ineficiencia en su uso. Debido a esto, se destaca la necesidad de adoptar técnicas de riego de precisión, que permitan aplicar agua de manera óptima según las necesidades del cultivo y las condiciones del suelo. En este sentido, el sistema de riego debe considerar la naturaleza variante tanto espacial como temporal del sistema agua-suelo-clima-cultivo. El uso de modelos matemáticos para simular el movimiento del agua, en suelos cultivables, aceleró la necesidad de comprender aquellas variaciones temporo-espaciales, que afectan la interpretación de las variables del sistema. La utilización de modelos matemáticos que combinan características del suelo, del cultivo y del clima, integrados a sistemas de medición y control, logran la adecuada planificación, administración y gestión del riego. En orden a lo anterior, en esta tesis, se integra un modelo de distribución de agua en el suelo y un modelo de extracción de agua por parte de un cultivo. De esta manera, el primero de ellos modela el sistema agua-suelo y el restante el sistema planta-atmósfera. El modelo del sistema se prueba en simulación para el caso de ausencia y en presencia de cultivo. Los resultados, se contrastan contra mediciones obtenidas en campo para un tipo de suelo de la provincia de San Juan. Además, se desarrollan algoritmos de control adaptativos para considerar la variabilidad espacial y temporal de un suelo cultivado. Para ello, se diseñaron algoritmos basados en Redes Neuronales Artificiales (RNA) y en Control Predictivo basado en Modelo (MPC). Los controladores implementados con RNA se fundaron principalmente en dos estrategias de diseño. En la primera, se ajusta un controlador del tipo Proporcional-Integrativo (PI) en combinación con un control por superficies deslizantes. La segunda estrategia, contempla un controlador PI estático al que se le añade un termino de compensación empleando RNAs de base radial (RBF). Por último, se implementa un MPC que permita el control simultáneo de varias zonas de manejo de riego. En este caso, solo se atiende una de estas zonas, en función de la demanda hídrica de los cultivos

2024-07-30T00:00:00Z