Año de formación: 2003 - javeriana.edu.co · basado en el sistema de tanques interactuantes no...
38
1
Transcript of Año de formación: 2003 - javeriana.edu.co · basado en el sistema de tanques interactuantes no...
1
Año de formación: 2003
Clasificación COLCIENCIAS: B (2010)
Electrónica de potencia: es el análisis y diseño de dispositivos, circuitos,
sistemas y procedimientos para el procesamiento, control y conversión de
energía eléctrica
Ingeniería de Control: desarrolla los principios y tecnologías para identificar,
evaluar, validar modelos, métodos, técnicas y herramientas para el control
automático de plantas y procesos.
2
3
Carlos Cotrino, M.Sc., State University of New York, USA.
Rafael Díez, Ph.D., Université de Toulouse, Francia
Karim Hay, M Sc. U. Javeriana
Andrés Ladino, M.sc., U. Javeriana
Camilo Otálora , M Sc. U. Javeriana
Diego Patiño, Ph.D., Nancy Université, Francia
Gabriel Perilla, M Sc., U. Javeriana
Luis D. Prieto, Ph.D., Politecnico di Torino, Italia
Fredy Ruiz, Ph.D., Politecnico di Torino, Italia
Joven Investigador Claudia Laverde
Estudiantesde Doctorado David Flórez
4
Radiación UV Mutación en ADN Desinfección
•Libre de mercurio
•Electrodos aislados
•Radiación de banda estrecha (~10 nm)
•Amplio patrón de radiación superficies
Ventajas
•Fuente de alimentación:
•Alto voltaje
•Alta frecuencia
•Carga capacitiva (C ↓↓)
Inconveniente
Lámpara excimer
Cooperación CEPIT - laboratorio LAPLACE (Toulouse), ISAD, Biotecnología ambiental e industrial.
• Modelado:
• Fuente alimentación
Punto óptimo operación
Control de potencia entregada
3 grados de libertad
Propuesta maestría (asignada): Convertidor resonante con bajas pérdidas
7
Identificación estructurada de sistemas no lineales. Aplicación al modelo eléctrico de una lámpara excimer.
•Director: Ing. Fredy Ruiz.
•Una persona
•Objetivo: Desarrollar algoritmos de identificación de sistemas tipo “caja gris”, dinámica lineal-estática no lineal y evaluarlos en datos experimentales del modelo eléctrico de una lámpara excimer.
•Requisitos: Identificación de sistemas
•Proyectos Maestría
8
OBJETIVO
Construir un sistema distribuido de generación fotovoltaica de energía eléctrica a pequeña escala, interconectado por un bus DC común y con gestión automática de asignación de energía.
PRESUPUESTO Y EQUIPOS $39.9M COP SOLRAD Solar Radiation
Measurement System PSIM Pro 9.0 Renewable
Energy (RE) XR Series Programmable DC
Power Supply + Photovoltaic Power Profile Emulation Software + License
Proyecto Pregrado:
“Plataforma de software para la integración de protocolos CAN y LXI” (K. Bernal). C. Cotrino.
Proyecto maestría:
“Operación óptima y manejo de energía de un sistema de múltiples generadores PV” (Ing. D. Ruiz). C. Cotrino y D. Patiño.
Disminución consumo horas pico Capacidad de recibir y entregar energía a la línea Uso de energía renovable
Responsables: Gabriel Perilla [email protected]
Rafael Díez [email protected]
Propuesta maestría (asignada)
Convertidores Estáticos de Energía
Responsable: Karim Hay [email protected]
Realizar el estudio de mejora de rendimiento en un panel solar con el
uso de reflectores Trabajo de grado (pregrado): Actualmente en realización.
12
• Convertidor multinivel: Voltaje de salida elevado voltaje en interruptores es limitado por la entrada
• Estudios de las caídas de voltaje y de pérdidas usando diferentes tipos de condensadores
• Estudio de diferentes técnicas de control de los interruptores
• Implementación a 3000 V, 100 mA probada en laboratorio posible aplicación en plasmas de descarga
Alternativa
Convertidor multinivel escalera Funcionamiento celda básica Resultados experimentales
Convertidores clásicos: Voltaje de salida elevado voltaje en los interruptores es elevado
• Uso de transformadores de alto voltaje pérdidas elevadas
Problema
3000 V !!!
3000 V !!! 3000 V 3000 V
SHE
Responsable: Karim Hay [email protected]
Convertidor PWM
Disminución de la distorsión
armónica
Control de 1 de los n
convertidores en cascada
Pérdidas por conmutación se mantienen bajas
+
+ Filtro
7 niveles 3 niveles
Responsable: Gabriel Perilla gabriel.perilla@javeriana
7 niveles (SPWM)
7 niveles (SPWM)
Bajo tamaño del filtro Componentes de menor voltaje
Convertidor multinivel DC/DC de alta tensión
3 kV
400 V
Ventajas Interruptores de bajo voltaje Bajo peso Simplicidad en el control
Aplicaciones • Descargas
eléctricas • Carro eléctrico
Propuesta pregrado (asignada): Construcción de prototipo de laboratorio de bajo costo y con interfaz de usuario
16
OBJETIVOS Estudiar y formular
estrategias de control que permitan solucionar el problema de regulación alrededor de una referencia en los SDH.
Construir un sistema de tanques interactuantes no lineal.
PROBLEMA: NO EXISTEN METODOS
GENERICOS PARA LA IDENTIFICACION
Y CONTROL DE LOS SISTEMAS HIBRIDOS (SDH). TEMA AUN DE INVESTIGACION EN EL MUNDO
PROBLEMA: NO EXISTEN METODOS
GENERICOS PARA LA IDENTIFICACION
Y CONTROL DE LOS SISTEMAS HIBRIDOS (SDH). TEMA AUN DE INVESTIGACION EN EL MUNDO
Objetivo:
Construir prácticas de laboratorio para las diferentes asignaturas del programa de ingeniería electrónica basado en el sistema de tanques interactuantes no lineal
Director: Diego Patiño
Tesis de pregrado
Objetivo general: ◦ Implementar una técnica de
control no lineal para el sistema de tanques inter actuantes del laboratorio de control.
Trabajo de pregrado
Director: Andrés Ladino
Objetivos: Encontrar un estimador que observe las variables de
estado de un sistema conmutado con base en las medidas.
Encontrar las condiciones de observabilidad de un sistema conmutado.
Diseñar un observador de estado basado en la técnica de modos deslizantes.
Aplicar el observador de estado a convertidores de potencia (Basado en el voltaje de salida, obtener las diferentes variables de estado).
Tesis de maestría en investigación
Directores: Diego Patiño
Objetivo general:
• Diseñar una ley de control óptimo en lazo cerrado para sistemas conmutados que verifiquen restricciones de desigualdad.
• Establecer un problema de optimización que permita encontrar una ley de control óptimo basado en el principio del mínimo.
• Encontrar condiciones de estabilidad del control resultante en lazo cerrado.
• Implementar las leyes de control encontradas en convertidores de potencia.
Directores: Diego Patiño
Tesis de maestría en investigación
21
Entidades involucradas: • Pontificia Universidad
Javeriana • Universidad Militar • Empresa Hidraulica y
Urbanismo
Objetivo general: Diseñar y construir una plataforma robótica de bajo coste, tipo explorador y reparador de tuberías hidrosanitarias operado remotamente. La plataforma debe contar con una estación remota que lo controle - supervise y asiste al operario tanto en la labor de exploración como en la reparación
Presupuesto total:
$1'204.123.564
Objetivo general: Estudiar, seleccionar y evaluar las tecnologías para comunicación, instrumentación y sistema embebido de la plataforma.
Directores: Diego Patiño, Fredy Ruiz
Tesis de pregrado o maestría profundización
Objetivos:
1. Análisis comparativo de las arquitecturas de control y modos de funcionamiento de la plataforma.
2. Apoyo en el montaje inicial de la plataforma.
Directores: Diego Patiño, Fredy Ruiz
Tesis de maestría en investigación
24
Objetivo general: Diseñar una red inteligente piloto en un circuito de Codensa o en el de la Universidad Nacional, que incluya aplicaciones de generación distribuida, almacenamiento, eficiencia energética, medición avanzada, respuesta de la demanda y vehículos eléctricos con las herramientas tecnológicas de soporte como control, telecomunicaciones, manejo de información y de datos.
Costo total proyecto: $1'519.960.000
Entidades involucradas:
Universidad de Los Andes
Universidad Nacional de Colombia
Universidad Industrial de Santander
Pontificia Universidad Javeriana
CIDET Corporación Centro de Investigación y Desarrollo del Sector Eléctrico
Tesis de pregrado o maestría de profundización
Objetivos:
• Construir módulos para realizar la medición y control de iluminación.
• Estudiar, implementar y seleccionar el protocolo de comunicación entre los diferentes nodos y un maestro.
Responsables: Diego Patiño, Rafael Diez, Fredy Ruiz
Objetivos:
• Estudiar estrategias de control distribuido para realizar la iluminación en un edificio, con restricciones de potencia y tolerante a fallas
Tesis de maestría en investigación
Directores: Diego Patiño, Fredy Ruiz
Objetivo general: ◦ Estudiar, seleccionar e implementar en simulación
una estrategia de control predictivo para el manejo de recursos energéticos.
◦ Dirección : Andrés Ladino, Diego Patiño
Tesis de maestría en investigación
Convertidores Estáticos de
Energía
Convertidores Estáticos de
Energía
Capacidad de variar la intensidad lumínica Corrección de factor de potencia Bajo EMI
Responsables: Gabriel Perilla [email protected] Rafael Díez [email protected]
Propuesta maestría (asignada)
Convertidor Estático de
Energía
• Uso eficiente de lámparas en lugares donde no existe interconexión eléctrica
Responsables: Gabriel Perilla [email protected] Rafael Díez [email protected]
30
BIO
Modulo de
Temperatura
Modulo de PH
Modulo de
Oxigeno
Modulo de
Velocidad
1 2 3 5
4
El Instituto de Errores Innatos
del Metabolismo (IEIM), cuenta
con un Biorreactor para
crecimiento de la bacteria Pichia
pastoris con el objeto de producir
proteínas de uso terapéutico.
Objetivo
Evaluar estrategias operacionales para
minimizar el problema del elevado consumo
de oxígeno en cultivos en lote alimentado,
trabajando en condiciones de oxígeno,
metanol o temperatura limitantes.
31
Director: Ing. Fredy Ruiz. Una persona Objetivo: Determinar trayectorias óptimas
del ambiente para el crecimiento de Pichia Pastoris, con base en modelos bioquímicos.
Requisitos: ◦ Sistemas lineales ◦ Optimización
Maestría de investigación
32
Director: Ing. Fredy Ruiz. Una persona Objetivo: Evaluar el comportamiento del
metabolismo ante cambios genéticos y ambientales con base en modelos bioquímicos.
Requisitos: ◦ Optimización
Pegrado - Maestría de profundización
33
Director: Ing. Fredy Ruiz. Una persona Objetivo: Diseñar estimadores óptimos de
cantidad de biomasa durante la fermentación de la Pichia Pastoris, con base en modelos bioquímicos.
Requisitos: ◦ Sistemas lineales ◦ Optimización
34
• Proyecto Maestría de profundización
• Conectar los variadores de velocidad Micromaster vía profibus.
• Configurar la medición de velocidad empleando encoders.
• Configurar y conectar una carga para frenado dinámico.
• Estrategia de control en PLC.
• Director: Carlos Cotrino
Objetivo General: ◦ Controlar la dinámica de un helicóptero de dos
grados de libertad mediante una plataforma de comunicación inalámbrica.
Director Andrés Ladino
37
Objetivo: Evaluar la mejor alternativa y tecnología que se puede utilizar para medir y monitorear el caudal en los ríos, de forma alambrada o por redes wireless.
Seleccionar tecnologías
Investigar normatividad
Elaborar presupuesto
•Director: Ing. Ivan Nuñez- Carlos •Pregrado - Una persona
