Ramos Silvestre, Edgar Roberto

La lógica booleana propuesta por von Neumann presenta problemas a la hora de abordar ciertas tareas del mundo real. Los sistemas borrosos o difusos inciden sobre la lógica booleana asignando valores intermedios entre 1 y 0, emulando el razonamiento del ser humano. Los sistemas levitadores aerodinámicos se caracterizan por su comportamiento no lineal y hacen del sistema difuso un candidato adecuado para su control.Para el diseño del control difuso, primero se calcula el modelo matemático de los sistemas levitadores aerodinámicos de una esfera y una viga. Se explica los actuadores usados y sus propiedades aerodinámicas: ventilador y motor Brushless. Se realizó la simulación de las ecuaciones diferenciales calculadas en SIMULINK (herramienta usada para diseños basados en modelos) bajo entradas no estándar. Se ajustaron las constantes con los datos reales obtenidos usando MATLAB (laboratorio de matrices o Matrix Laboratory, por sus siglas en inglés). Se asignaron las variables lingüísticas de entrada y salida con sus respectivas particiones empleando MATLAB. Se simularon los diseños del control difuso en SIMULINK obteniendo resultados óptimos. Se implementó estos valores con ligeros cambios de sintonía en el entorno de desarrollo integrado de la tarjeta de desarrollo electrónico Arduino y se guardaron los datos de respuesta real. Se realizó la comparación de los resultados de simulación obteniendo una coherencia con los resultados simulados y reales. El sistema de control difuso ayudó a realizar un control adecuado y sencillo para sistemas levitadores aerodinámicos.

El diseño de un controlador digital para el control de nivel de líquido de un tanque se inició obteniendo la función de transferencia de la planta: sistema de nivel líquido. Se tomó en cuenta la estructura de un sistema de control digital seleccionando el sensor, el actuador y el circuito de potencia adecuados para la planta. Continuando con un breve repaso sobre  la teoría de control digital, se estudiaron los métodos de discretización de la función de transferencia y el diseño de controladores digitales usando el método de lugar de raíces. Se adquirieron de datos para caracterizar la planta usando MATLAB; luego se comparó con la función de transferencia, inicialmente encontrada para el ajuste final, se usó la función rltool de MATLAB para el diseño digital. Se procedió a la simulación en bloques en SIMULINK, configurando las limitaciones físicas reales del sistema. Se implementó el código del controlador digital diseñado en el entorno de desarrollo integrado de la tarjeta de desarrollo electrónico Arduino, hallando al transformada Z inversa previamente. Se almacenó los datos en MATLAB y se procedió a la comparación de los resultados de simulación mostrando coherencia. Se observó que es suficiente un diseño de control proporcional para este tipo de sistemas de primer orden que cuentan con su polo en el origen. Los sensores de ultrasonido son precisos en la medición de altura de nivel de agua a diferencia de los sensores infrarrojos.