http://huru.unsj.edu.ar/handle/123456789/13 http://www.fi.unsj.edu.ar 2026-11-04T21:58:14Z http://huru.unsj.edu.ar/handle/123456789/909 Esquema de protección ultra-rápido mediante morfología matemática considerando el efecto de generación basada en inversores conectada al sistema de transmisión Quispe Huarcaya, Juan Carlos Este trabajo desarrolla un nuevo algoritmo de protección a distancia para líneas de transmisión utilizando señales transitorias de alta frecuencia generadas por fallas mediante una nueva técnica de filtrado digital basada en la teoría de morfología matemática y energía espectral. Además, este método determina el comportamiento de las señales en el dominio tiempo-frecuencia mediante un análisis multirresolución con una ventana de tiempo de 5 ms, lo que hace de este muy rápido y evite el efecto de las fuentes de energía renovables en comparación con los sistemas de protección tradicionales. Por lo tanto, el desarrollo de esta tesis proporciona las siguientes contribuciones: Un estudio detallado de las características de respuesta ante cortocircuitos de los generadores basado en inversores y su influencia en las principales funciones de protección de las líneas de transmisión (distancia, diferencial, sobre corriente, direccional). Un estudio detallado del comportamiento de las señales transitorias de alta frecuencia causadas por las señales de onda viajera de cortocircuito en las líneas de transmisión. Por último, se presenta una metodología novedosa para la protección de distancia utilizando señales transitorias de alta frecuencia mediante el desarrollo de un nuevo filtro morfológico digital y técnicas de comparación basado en umbrales de frecuencia y energía espectral. 2024-03-22T00:00:00Z http://huru.unsj.edu.ar/handle/123456789/908 Mejoramiento de la respuesta inercial de sistema eléctricos con alta penetración de generación no convencional Leiva Roca, Daniel Alejandro La continua búsqueda de fuentes de energía limpias y renovables, ha impulsado la conexión de gran cantidad de tecnologías de generación no convencionales. Esta conexión se lleva a cabo mediante convertidores electrónicos de potencia convencionales, cuyo funcionamiento está limitado a los algoritmos de control programados en ellos. Esto ocasiona problemas en el sistema de suministro de energía eléctrica SSEE, comprometiendo la seguridad de operación del mismo. Entre los principales inconvenientes causados por la generación conectada electrónicamente destaca su impacto en la respuesta inercial de los SSEEs. Esto se debe a que los convertidores desacoplan eléctricamente al generador de la red, provocando una disminución de la constante de inercia, en detrimento de la estabilidad de frecuencia. Entre las alternativas para mejorar la respuesta inercial, la emulación de inercia se presenta como una solución sustentable y escalable. La emulación de inercia implica replicar el comportamiento inercial de los generadores convencionales, para lo cual es necesario contar con reserva de potencia instantánea. Pero, un servicio seguro y confiable sólo es posible si se dispone de reservas de potencia adecuadas. En virtud de lo expresado y, con el objetivo de mejorar la respuesta inercial de SSEEs con alta penetración de generación no convencional, en este trabajo se determina la reserva de potencia instantánea imprescindible en función de la programación de la asignación de generadores del día siguiente. Para ello, se desarrolla una metodología fácilmente programable y flexible que utiliza un modelo lineal extendido del sistema eléctrico. Dicho modelo también es desarrollado en el marco de este trabajo. Los resultados demuestran que se mejora la respuesta inercial del sistema eléctrico ya que la metodología permite determinar la reserva de potencia requerida con gran precisión y velocidad. Por lo tanto, sirve como respaldo para la toma de decisiones en lo referido al despacho de reserva de potencia y favorece la incorporación de mayor cantidad de fuentes de energías renovables sin comprometer la seguridad de operación de los SSEEs. 2024-07-29T00:00:00Z http://huru.unsj.edu.ar/handle/123456789/902 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 http://huru.unsj.edu.ar/handle/123456789/901 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