Maskay

Evaluación Estadística de Generadores de Secuencias Pseudoaleatorias para Aplicaciones de Dispersión de Energía

Resumen Se propone un conjunto de pruebas estadísticas para evaluar tres generadores de números pseudoaleatorios y dos generadores de secuencias binarias pseudoaleatorias, que se podrían aplicar en el processo de dispersión de energía. Se concluye que ninguno de los generadores cumple todas las pruebas estadísticas propuestas.

Abstract A set of statistical tests is proposed, and with them it is evaluated three pseudorandom number generators PRNGs and two pseudorandom bit sequence generators PRBSs, which could be applied in the process of energy dispersion. With the generators analyzed is reached to the conclusion that none exceeds all statistical tests proposed.

Controlador con Observador de Estados de Orden Completo para un motor de DC mediante dSPACE

RESUMEN: En este artículo se presenta el diseño, simulación e implementación de dos controladores con observadores de estado para un motor de DC con dos masas. El primer controlador es un controlador con realimentación de estados y el segundo es un controlador proporcional integral con realimentación de estados. El diseño y la simulación se la realiza en Matlab y la implementación se la realiza utilizando el módulo controlador dSPACE DS1104. El módulo dSPCE se programa mediante los bloques de Simulink utilizando el generador de código C, Real-Time Workshop de Matlab. El sistema electromecánico tiene cinco variables de estado, de las cuales se controla la posición angular del motor utilizando observadores de estado de orden completo. Se realiza una comparación del desempeño de los dos controladores implementados considerando sobre impulso, error en estado estable y tiempo de establecimiento de la respuesta a la función escalón. El controlador proporcional integral tiene la ventaja de tener menor error en estado estable, mientras que el controlador sin control proporcional integral tiene un tiempo de establecimiento menor.

ABSTRACT: This paper presents the design, simulation and implementation of two controllers with state observers for a DC motor with two masses. The first controller is a state feedback controller and the second is a proportional integral controller with state feedback. The design and simulation is realized in Matlab and the implementation is done using the controller module dSPACE DS1104. The dSPCE module is programmed through Simulink blocks using the C code generator Real-Time Workshop. The electromechanical system has five state variables, from which the motor angular position is controlled using full-order state observers. A comparison of the performance of the two controllers implemented considering over-impulse, steady state error and establishment time of the unit step response is performed. The integral proportional controller has the advantage of having a smaller steady-state error, while the controller without integral proportional control has a smaller establishment time.

Mejoramiento del Desempeño del Control Auto-Disparado Inspirado en Muestreo Óptimo en la Fase de Implementación

RESUMEN: El control auto-disparado incluye una atractiva estrategia de muestreo que se enfoca en disminuir el uso de recursos computacionales (procesador y red) mientras se preserva el mismo rendimiento de control que el obtenido a través de un controlador con muestreo periódico. Dentro de este marco, se ha desarrollado recientemente una técnica de control auto- disparado inspirada en un patrón de muestreo cuya densidad óptima minimiza el costo de control, se llama “control auto-disparado inspirado en muestreo óptimo”. Sin embargo, las estrategias utilizadas para implementarlo en sistemas controlados por microprocesadores que funcionan bajo perturbación aún no son claras; este documento aborda algunas técnicas para organizar y mejorar la implementación sobre controladores reales. La solución propuesta comprende la formulación de dos algoritmos para organizar la implementación y también la inserción de un observador de lazo cerrado para lidiar con las perturbaciones que normalmente aparecen en las plantas reales. En cuanto a los algoritmos, ciertos procesos computacionalmente costosos implicados en su implementación son tratados mediante la sustitución por polinomios ligeros ajustados en la fase de diseño. Tanto simulaciones como experimentos confirman que la solución es efectiva y que podría haber un tema de investigación abierto relacionado con la observación en las estrategias de control auto-disparado con muestreo óptimo.

ABSTRACT: The self-triggered control includes a sampling strat- egy that focuses on decreasing the use of computational resources (processor and network) while preserving the same control performance as the one obtained via a controller with periodic sampling. Within this framework it has been developed recently a self-triggered control technique inspired by a sampling pattern whose optimal density minimizes the control cost, this approach is called “optimal-sampling inspired self-triggered control”. How- ever, the strategies used to implement it on microprocessor- controlled systems working under perturbation are still unclear; this paper addresses some techniques to organize and improve the implementation on actual controllers. The proposed solution comprises both the formulation of two algorithms to organize the implementation and the insertion of a closed-loop observer to deal with the perturbation that normally appears on real plants. Regarding the former, certain computationally expensive processes involved in the implementation of this control technique are treated through their replacement by lightweight polynomials fitted at design stage. Simulations and practical experiments confirm the solution is effective and there could be an open research topic concerning observation in optimal-sampling self- triggered control strategies.

Implementación de Controladores por Realimentación de Estados y Controlador PID aplicado a un Motor de DC con Dos Masas mediante dSPACE

Resumen Este artículo presenta el diseño e implementación de dos controladores con realimentación de estados y un controlador proporcional integral derivativo PID aplicados sobre un motor de DC que tiene acoplado una masa a su eje y una segunda masa conectada mediante una banda. La variable a controlar es la posición angular del motor de DC. Este artículo resume el diseño, implementación y pruebas de funcionamiento de tres controladores implementados y probados en el mismo hardware, pero con requerimientos diferentes para la amplitud de la posición angular del motor de DC. Las pruebas de funcionamiento de los controladores han sido realizadas sobre el motor físico con dos masas y sobre el modelo matemático del sistema electromecánico, lo que permite tener una comparación del controlador al operar sobre el hardware y sobre el sistema simulado. Cada controlador ha sido diseñado para obtener el menor tiempo de establecimiento de la respuesta a la función escalón.

Abstract This article presents the design and implementation of two state feedback controllers and a proportional integral derivative controller PID applied to a DC motor that has a coupled mass on its axis and a second mass connected by a band. The variable to be controlled is the angular position of the DC motor. This article summarizes the design, implementation and functional tests of three controllers, which have been implemented and tested on the same hardware, but with different requirements for the angular position amplitude of the DC motor. The tests of operation of the controllers have been made on the physical motor with two masses and on the mathematical model of the electromechanical system, which allows having a comparison of the controller running on the hardware and on the simulated system. Each controller has been designed to obtain the shortest settling time for the step function response.

>Desarrollo de un algoritmo en MATLAB para la optimización de la resolución de una tarjeta USRP B210 para aplicaciones SDRadar

Resumen En este documento se analizan las limitaciones y características que tiene la tarjeta USRP (Universal Software Radio Peripheral) B210 para desarrollar aplicaciones de radar definidos por software (SDRadar). Para el desarrollo del algoritmo se utilizó un radar de onda continua modulada en frecuencia (FMCW) que implementa una señal chirp, al considerar que 25 MHz es el máximo ancho de banda que la tarjeta puede proporcionar se obtiene como resultado una resolución de 6 metros. El método utilizado para optimizar la resolución de la tarjeta fue transmitir un determinado número de señales con distintos anchos de banda, lo que resulta en una resolución diferente, al detectar y almacenar el objetivo en una matriz. Después de las pruebas correspondientes el algoritmo estableció que con 14 mediciones con variaciones de ancho de banda de 0.5 MHz, entre cada señal, se obtiene la mayor optimización para mejorar la resolución de la tarjeta. Se obtuvo finalmente dos zonas de optimización, donde la primera zona está limitada por un error de medición menor a 1 metro, y en la segunda zona con un error de medición entre 1 y 2 metros con 69.15% y 30.85% de objetivos detectados respectivamente, lo que determina su efectividad y confiabilidad. Este trabajo ha demostrado que el algoritmo utilizado es útil en aplicaciones SDRadar para detectar objetivos para aplicaciones topográficas o sistemas SAR.

Abstract This paper analyzes the universal software radio peripherical (USRP) B210 limitations and characteristics to develop applications on Software Defined Radar (SDRadar). The developed algorithm uses a frequency modulated constant wave (FMCW) which implement a chirp signal, taking considering that 25 MHz is the maximum bandwidth that the USRP can provide with a maximum resolution of 6 meters. The method improves the resolution through several signals transmitted with different bandwidths obtaining different resolutions, which were stored in a simple matrix and analyzed. After simulations, it is determined that the 14 measurements done with bandwidth spacing of 0.5 MHz between every signal is the best way to improve the resolution. Finally, two scenarios are described for the optimization procedure, the first scenario is limited with a measurement error less than 1 meter and the second scenario is limited by measurement error between 1 and 2 meters getting a better effectiveness of the measurement under the first scenario with 69.15% of detected objectives compared with the 30.85% of effectiveness of the second one. This paper demonstrates that the algorithm used is useful on SDRadar applications to detect objectives, for topographic applications or SAR systems.

Análisis e implementación de diferencial GPS en configuración simple y doble

RESUMEN: El servicio de posicionamiento estándar (SPS), o medidas sin diferenciar, contiene errores en sus medidas que perturban en la solución final de posicionamiento del receptor. A través de la aplicación de técnicas de diferenciación de GPS en configuración simple (SD) y doble (DD) es posible la eliminación de errores que afectan a la señal de GPS en el trayecto de propagación, se considera los más críticos a los errores producidos por la atmósfera y tropósfera. Entre el receptor de referencia y el dispositivo receptor GPS móvil (rover) existen errores correlacionados en tiempo y espacio de acuerdo a la distancia que exista entre éstos. La eliminación de errores correlacionados incrementa la precisión en la solución final. Se diseña la aplicación denominada DGPS-Lab creada para ejecutar el proceso de diferenciación en ambas configuraciones y verificar los resultados al minimizar los errores en el posicionamiento a través del algoritmo de DGPS implementado. .

ABSTRACT: The standard positioning service (SPS), or undifferentiated measurements contains errors in its measurements affecting the final positioning solution of the receiver. The application of GPS differentiation techniques in simple (SD) and double (DD) configuration allow to eliminate errors that affect the GPS signal during to propagation path, among the most critical, are errors produced by the atmosphere and troposphere. Between the reference receiver and the mobile GPS receiver (rover) exist errors correlated in time and space according to the distance between them, the elimination of common errors increases the accuracy of the final solution. The application called DGPS-Lab is designed to execute the process of differentiation in both configurations and verify the results by minimizing the errors in the positioning through the implemented DGPS algorithm.