Ingeniería Electrónica, Automática y Comunicaciones

Automatización integral del proceso de secado de bioproductos

En el CIGB de Camagüey se obtiene un grupo importante de bioproductos, algunos de los cuáles se comercializan en forma de líquido y polvo. Para esta última variante el producto líquido se procesa en un secador por atomización. Este se opera manualmente y posee una instrumentación obsoleta que no tiene los niveles de exactitud que exige el producto. En este trabajo se presenta el diseño, la implementación y el funcionamiento de la automatización del secador. Se tiene en cuenta aspectos técnicos y económicos. Como resultado se obtiene un proceso de secado que cumple con los requisitos establecidos, más confiable, con mayores prestaciones y elevada eficiencia.

In the IGBC of Camagüey is produced several bio-products. Some ones are commercialized in liquid and powder. For the latter variant, the liquid product is processed in a spray dryer. This is manually operated and has an obsolete instrumentation that does not have the level of accuracy required by the product. In this paper the design and performance measurement systems, and the implementation of automation of the drying process is presented. Automation takes into account technological and economic aspects. As a result a drying process that meets the more reliable, with higher performance requirements and high efficiency is obtained.

Controlador ILOS para el seguimiento de caminos en línea recta de un vehículo autónomo subacuático

Los vehículos autónomos subacuáticos representan un tema de gran interés para la comunidad científica a nivel mundial. El sistema de guiado es vital para el desarrollo de maniobras sin intervención humana. En este trabajo se diseña un controlador tipo PI para el seguimiento de caminos rectos por parte del HRC-AUV (vehículo utilizado en esta investigación), reduciéndose el error de seguimiento perpendicular al camino debido al efecto de las perturbaciones marinas. El ajuste de las ganancias del controlador se realiza en base a la geometría del camino y a las características del vehículo. La validez de la propuesta se demuestra mediante simulación, con lo cual se demuestra que el desempeño del controlador ILOS es superior al de la estrategia que actualmente se encuentra implementada en el vehículo.

Autonomous underwater vehicles (AUV) represents a topic of great interest to the scientific community worldwide. The guidance system is vital for the development of tasks without human intervention. In this research is designed a type PI controller for tracking paths straight from the HRC-AUV (vehicle used in this research), reducing the tracking error perpendicular to the path despite the effect of sea disturbances. The adjustment of gains of the controller is made based on the geometry of the way forward and the characteristics of the vehicle. The validity of the proposal is found through simulation, which is confirmed that the controller ILOS performance exceeds that of the strategy is implemented at present in the vehicle.

Detección de fallos de pequeña magnitud en sistemas industriales multimodo.

La detección de fallos de pequeña magnitud es uno de las cualidades que deben poseer las herramientas de diagnóstico basadas en datos históricos en procesos industriales multimodo. La existencia de múltiples modos de operación, las transiciones entre estos y el ruido presente en las mediciones de las variables complejiza la tarea de detectar este tipo de fallos lo cual se debe al reto que representa identificarlos datos que corresponden a cada régimen de funcionamiento estable. En este trabajo se propone un nuevo método para la identificación de modos de operación estables. Este se basa en una modificación del algoritmo de agrupamiento de las k-medianas que se ha denominado k-medianas incremental. Sus principales ventajas son la robustez ante la presencia de transiciones, datos fuera de rango (outliers) y ruido de tipo no gaussiano en los datos, no es necesario conocer la cantidad de modos de operación previamente para parametrizarlo y no requiere de múltiples corridas. A partir de los modos obtenidos se presenta el esquema de detección a utilizar. Para probar la efectividad de la estrategia propuesta se utilizó como proceso un tanque reactor-calentador continuamente agitado (CSTH por sus siglas en inglés). Los resultados obtenidos a partir de simular un fallo con diferentes magnitudes en cada modo de operación demuestran la efectividad de la propuesta realizada.

The monitoring of small magnitude faults is a specification that should be accomplished by data-driven fault diagnosis techniques in multimode industrial processes. This is a challenging problem because it is difficult to identify the data of each stable operation mode considering the presence the transitions between them and the noise of the measurements. A method for the identification of stable operation modes is proposed in this paper. This is based in a modification of the clustering algorithm known as k-medians and is named incremental k-medians. His main advantages are: is robust against the presence of transitions, outliers and noise in the dataset, it is not required to know the number of modes previously to parameterize it and it is not required to make multiple runs of it. The monitoring scheme is built upon the identified modes. The proposed strategy is tested using a continuous stirred tank heater (CSTH). Results obtained for a fault with different magnitude in each mode demonstrate the effectiveness of the proposal.

Diseño de un sistema electrónico utilizando módulos XBee para transmitir voz

En el presente trabajo se muestra el diseño de un sistema electrónico que utiliza módulos XBee para transmitir voz. Dichos módulos operan sobre el estándar inalámbrico IEEE 802.15.4, el cual no está concebido originalmente para transmitir voz. Se presenta una maqueta configurable como dispositivo coordinador o terminal, se muestra el circuito impreso que da soporte a esta aplicación así como su funcionamiento. Un equipo terminal usando un microcontrolador adquiere la señal de voz, la digitaliza, la comprime y la empaqueta regido por un protocolo diseñado específicamente para tal fin. Los paquetes son entregados vía serie a un módulo XBee que permite la comunicación inalámbrica con otro módulo XBee situado en el dispositivo coordinador. El coordinador realiza la función de receptor logrando reconstruir la señal de voz. Además, se muestra la estructura de los diferentes comandos que conforman el protocolo de comunicación diseñado para lograr que el coordinador controle a los dispositivos terminales. Finalmente, se exponen los resultados obtenidos al someter a dos maquetas complementarias a una serie de pruebas de funcionamiento.

The current paper addresses the design of an electronic system using XBee modules to transmit voice. These modules operate on the IEEE 802.15.4 wireless standard, which is not originally intended to transmit voice. A configurable model is presented as both, a master or a terminal device. The printed circuit board supporting this application and operation is discussed. A terminal equipment is programmed through the use of a protocol, this specifically designed for acquiring, digitizing, compressing and packing the voice signal using a microcontroller. Packages are delivered via serial communication to an XBee module that allows wireless communication with other XBee module located in the master device. The master device performs the function of managing receiver in order to reconstruct the voice signal. Moreover, the structure of the various commands is shown. These commands are used for implement the communication protocol and allow to monitor the terminal devices by the master device. Finally, the results are obtained using two complementary models and the distortion of the received signal is analyzed.

Diseño de una antena Logarítmica Periódica Impresa en la banda de 470-890 MHz

En los últimos tiempos, con el auge de la televisión digital se ha hecho imprescindible el diseño novedoso de dispositivos para la recepción de la señal. El presente trabajo está enfocado en la obtención de una antena en tecnología impresa en la banda de 470-890 MHz para los servicios de televisión. En el mismo se analizan las principales características de las antenas de microcintas y de las logarítmicas periódicas (LPDA) como son la impedancia de entrada, diversas configuraciones, modos de alimentación; analizando las ventajas y desventajas que puede traer la fusión de ambas para el diseño. También se propone un grupo de consideraciones para el diseño de la antena, tomándose como principales objetivos lograr un menor tamaño del dispositivo, un bajo perfil y un buen rendimiento para la banda de frecuencias deseada. Las simulaciones del diseño en el software Ansoft HFSS v12 son analizadas, corroborando el cumplimiento de las metas iniciales.

In the last times, the improvement of the digital television has opened to the novel design of devices for the reception of the sign. The present work is focused in the obtaining of an antenna in printed technology in the band of 470-890 MHz for the television services. In the same one the main characteristics of the microstrip antennas are analyzed and of the logarithmic periodic (LPDA) as they are the entrance impedance, diverse configurations, feeding ways; analyzing the advantages and disadvantages that can bring the coalition of both for the design. Also intends a group of considerations for the design of the antenna, taking as main objectives to achieve a smaller size of the device, a low profile and a good yield for the wanted band of frequencies. The simulations of the design in the software Ansoft HFSS v12 is analyzed, corroborating the execution of the initial goals.

Evaluación de parámetros de calidad seleccionados de Cajas Decodificadoras para el estándar DTMB

El despliegue de la Televisión Digital Terrestre es un proyecto integral de creación de infraestructura social, con la finalidad de mejorar el nivel de vida del pueblo. El cambio tecnológico de la Televisión Analógica a la Televisión Digital Terrestre comenzó en el mundo desde el año 1998. Es un cambio inevitable que cada país tiene que enfrentar y que se enmarca en el proceso de digitalización que ya ha tenido lugar en muchas otras tecnologías. Con el objetivo de determinar la norma más conveniente para Cuba fue necesario tomar en cuenta numerosos elementos de índole político, económico y tecnológico. El presente trabajo comprende la evaluación de los parámetros de calidad de cajas decodificadoras o STB (Del Inglés Set-Top Box) para el estándar DTMB. Esta norma se encuentra en fase de adopción para la transmisión de la señal de la Televisión Digital después de más de diez años de trabajo de una Comisión Técnica creada a tal efecto. Todos los experimentos han sido llevados a cabo según la recomendación UIT-R BT.2035-2: «Directrices y técnicas para la evaluación de sistemas de radiodifusión de televisión terrenal incluida la determinación de sus zonas de cobertura». El objetivo de estas pruebas y ensayos es evaluar la calidad de funcionamiento de un sistema ante diversas configuraciones de transmisión y condiciones de recepción. Las pruebas realizadas incluyen mediciones de la calidad del funcionamiento del receptor en presencia de Ruido aleatorio, Variación del nivel de la señal RF (Margen Dinámico) e Interferencia por trayectos múltiples estáticos.

The deployment of Digital Terrestrial Television is an essential project of social infrastructure creation. It intends to improve people's standard of living by introducing a state-of-the-art technology. Worldwide, the technological change of Analog Television into Terrestrial Digital Television started since 1998. It's an inevitable change that each country has to face and which is part of the digitalization process that already has taken place in many other technologies. In order to determine the most convenient standard for Cuba, it was necessary to take into account several aspects of political, economic and technological natures. This paper comprises the evaluation of Set-Top Box quality parameters for DTMB digital television signal broadcasting standard. DTMB is being adopted after more than ten years of work conducted by a Technical Committee created with this purpose. All the experiments have been carried out according to the UIT-R BT.2035-2 recommendation: «Guidelines and techniques for the evaluation of digital terrestrial television broadcasting systems including assessment of their coverage areas». The objective of Digital Terrestrial Television Broadcasting (DTTB) testing and trials is to evaluate the performance of an available system in a variety of transmission configurations and reception conditions. These tests include measurements of receiver performance in the presence of Random Noise, RF signal level Variation (Dynamic Range) and Static Multipath Interference.

Sistema de navegación basado en modelo dinámico no lineal de Vehículo Autónomo Sumergible

Las investigaciones en relación con los Vehículos Autónomos Sumergibles (VAS) han tenido un gran auge en los últimos años debido fundamentalmente al desarrollo de las tecnologías de sensores y computadoras. En nuestro país el Grupo de Automatización, Robótica y Percepción conjuntamente con el Centro de Investigaciones Hidrográficas trabajan en el desarrollo de un VAS basado en una arquitectura de hardware de bajo costo. En el presente artículo se muestra el diseño de un sistema de navegación compuesto por un observador pasivo de estados. El algoritmo consta de un modelo no lineal del vehículo, al que se le han incorporado aproximaciones lineales para modelar las olas y las corrientes marinas. El procedimiento de sintonización resulta relativamente sencillo y el observador obtenido es factible de implementar en tiempo real. Los resultados de las simulaciones realizadas utilizando MatLab/Simulink. En las simulaciones realizadas utilizando MatLab/Simulink se observa una estimación adecuada de los parámetros de navegación y el filtrado de las perturbaciones marinas.

Researches related Autonomous Underwater Vehicles (AUVs) have boomed in recent years mainly due to the development of sensors and computers technologies. In Cuba the Group of Automation, Robotics and Perception and the Hydrographic Research Center have been working on the development of an AUV based on low-cost hardware architecture. In this paper the design of a navigation system based on a passive observer is shown. The algorithm consists of a nonlinear model of the vehicle in combination with linear approximations of ocean waves and currents. The tuning procedure is relatively easy and the observer obtained is feasible to implement in real time. The simulations performed using MatLab/Simulink show good results in terms of disturbances rejection and estimation of navigation parameters needed like velocities and positions.

Un nuevo método de generación de caminos para robots móviles mediante curvas clotoides

En este trabajo se aborda un nuevo método de generación de caminos suaves y libres de obstáculos, para un robot con configuración triciclo, utilizando curvas elementales y bi-elementales. Mediante dichas curvas se crean cuatro tipos de curvas básicas o primitivas. Además al emplear las clotoides se utiliza una aproximación racional para la integral de Fresnel posibilitando una mayor rapidez en su resolución. El método que aquí se propone tiene en cuenta las dimensiones reales del robot y cualquier orientación inicial y final del mismo. Mediante el método propuesto se logra generar un camino suave y muy cercano al camino planificado.

This work deals with a new smooth path generation method for a mobile robot having a tricycle configuration. The method uses elementary and bi-elementary paths in order to create four kind of basic curves or paths. The proposed algorithm takes into account the real robot dimensions and can be applied for any initial and final orientation of the robot. The method generates a smooth path which is warranted to be very near of the original planning.