Virtual Model Control of a Biped Walking Robot

The transformation from high level task specification to low level motion control is a fundamental issue in sensorimotor control in animals and robots. This thesis develops a control scheme called virtual model control which addresses this issue. Virtual model control is a motion control language which uses simulations of imagined mechanical components to create forces, which are applied through joint torques, thereby creating the illusion that the components are connected to the robot. Due to the intuitive nature of this technique, designing a virtual model controller requires the same skills as designing the mechanism itself. A high level control system can be cascaded with the low level virtual model controller to modulate the parameters of the virtual mechanisms. Discrete commands from the high level controller would then result in fluid motion. An extension of Gardner's Partitioned Actuator Set Control method is developed. This method allows for the specification of constraints on the generalized forces which each serial path of a parallel mechanism can apply. Virtual model control has been applied to a bipedal walking robot. A simple algorithm utilizing a simple set of virtual components has successfully compelled the robot to walk eight consecutive steps.

Virtual Model Control of a Hexapod Walking Robot

Since robots are typically designed with an individual actuator at each joint, the control of these systems is often difficult and non-intuitive. This thesis explains a more intuitive control scheme called Virtual Model Control. This thesis also demonstrates the simplicity and ease of this control method by using it to control a simulated walking hexapod. Virtual Model Control uses imagined mechanical components to create virtual forces, which are applied through the joint torques of real actuators. This method produces a straightforward means of controlling joint torques to produce a desired robot behavior. Due to the intuitive nature of this control scheme, the design of a virtual model controller is similar to the design of a controller with basic mechanical components. The ease of this control scheme facilitates the use of a high level control system which can be used above the low level virtual model controllers to modulate the parameters of the imaginary mechanical components. In order to apply Virtual Model Control to parallel mechanisms, a solution to the force distribution problem is required. This thesis uses an extension of Gardner`s Partitioned Force Control method which allows for the specification of constrained degrees of freedom. This virtual model control technique was applied to a simulated hexapod robot. Although the hexapod is a highly non-linear, parallel mechanism, the virtual models allowed text-book control solutions to be used while the robot was walking. Using a simple linear control law, the robot walked while simultaneously balancing a pendulum and tracking an object.

Autonomous underwater vehicle control using reinforcement learning policy search methods

Autonomous underwater vehicles (AUV) represent a challenging control problem with complex, noisy, dynamics. Nowadays, not only the continuous scientific advances in underwater robotics but the increasing number of subsea missions and its complexity ask for an automatization of submarine processes. This paper proposes a high-level control system for solving the action selection problem of an autonomous robot. The system is characterized by the use of reinforcement learning direct policy search methods (RLDPS) for learning the internal state/action mapping of some behaviors. We demonstrate its feasibility with simulated experiments using the model of our underwater robot URIS in a target following task

Towards Direct Policy Search Reinforcement Learning for Robot Control

This paper proposes a high-level reinforcement learning (RL) control system for solving the action selection problem of an autonomous robot. Although the dominant approach, when using RL, has been to apply value function based algorithms, the system here detailed is characterized by the use of direct policy search methods. Rather than approximating a value function, these methodologies approximate a policy using an independent function approximator with its own parameters, trying to maximize the future expected reward. The policy based algorithm presented in this paper is used for learning the internal state/action mapping of a behavior. In this preliminary work, we demonstrate its feasibility with simulated experiments using the underwater robot GARBI in a target reaching task

Semiactive backstepping control for vibration attenuation in structures equipped with magnetorheological actuatorscat

This paper deals with the problem of semiactive vibration control of civil engineering structures subject to unknown external disturbances (for example, earthquakes, winds, etc.). Two kinds of semiactive controllers are proposed based on the backstepping control technique. The experimental setup used is a 6-story test structure equipped with shear-mode semiactive magnetorheological dampers being installed in the Washington University Structural Control and Earthquake Engineering Laboratory (WUSCEEL). The experimental results obtained have verified the effectiveness of the proposed control algorithms

Self-organized sociopolitical interactions as the best way to achieve organized patterns in human social systems: going beyond the top-down control of classical political regimes

La monografía presenta la auto-organización sociopolítica como la mejor manera de lograr patrones organizados en los sistemas sociales humanos, dada su naturaleza compleja y la imposibilidad de las tareas computacionales de los regímenes políticos clásico, debido a que operan con control jerárquico, el cual ha demostrado no ser óptimo en la producción de orden en los sistemas sociales humanos. En la monografía se extrapola la teoría de la auto-organización en los sistemas biológicos a las dinámicas sociopolíticas humanas, buscando maneras óptimas de organizarlas, y se afirma que redes complejas anárquicas son la estructura emergente de la auto-organización sociopolítica.

Factores para la implementación eficiente de un sistema de control de gestión en las organizaciones

La implementación del MCS es una necesidad que demandan las organizaciones en la medida en que incrementan de tamaño, pero la experiencia muestra que esta metodología tiene casos de éxito como de fracaso, por lo que es importante identificar y contemplar los factores que influyen en la implementación para que el sistema sea efectivo. Este proyecto pretende analizar las variables y herramientas para la implementación de un MCS en una organización. Para este análisis se hizo una amplia revisión literaria teórica y práctica. Finalmente el resultado que se obtuvo fue definir cuáles son los factores determinantes para la implementación de un MCS efectivo en una empresa.

De lo micro a lo macro prudencial: Un análisis de la supervisión bancaria desde la econometría espacial

La crisis que se desató en el mercado hipotecario en Estados Unidos en 2008 y que logró propagarse a lo largo de todo sistema financiero, dejó en evidencia el nivel de interconexión que actualmente existe entre las entidades del sector y sus relaciones con el sector productivo, dejando en evidencia la necesidad de identificar y caracterizar el riesgo sistémico inherente al sistema, para que de esta forma las entidades reguladoras busquen una estabilidad tanto individual, como del sistema en general. El presente documento muestra, a través de un modelo que combina el poder informativo de las redes y su adecuación a un modelo espacial auto regresivo (tipo panel), la importancia de incorporar al enfoque micro-prudencial (propuesto en Basilea II), una variable que capture el efecto de estar conectado con otras entidades, realizando así un análisis macro-prudencial (propuesto en Basilea III).

Impacto del sistema de control de gestión en el aprendizaje de las empresas multidomésticas del sector automotriz de Colombia

Las empresas multidomesticas en su direccionamiento estratégico necesitan de un sistema de control de gestión que les permita entender cómo se está desarrollando su estrategia en los diferentes mercados, frente a los objetivos planteados, de esta forma la implementación de estos sistemas de gestión generan la posibilidad de poder medir, valorar e informar sobre el cumplimiento y la evolución de los resultados previstos y ser un apoyo para la estrategia de mercados multidomesticos. Frente al contexto actual colombiano, se encontro que el mercado del sector automotriz, conformado por empresas multinacionales con una administración estratégica multidomestica, está cada vez más competitivos.Mediante la utilización de los sistemas de control de gestión es posible establecer e identificar variables que fomenten el aprendizaje organizacional, un campo de investigación académica y de práctica profesional el cual permite desarrollar variables claves dentro de la organización como lo son la innovación, la estrategia, la productividad y la toma de decisiones. Variables que favorecen el dinamismo y sostenibilidad del sector automotriz y las organizaciones que la conforman. Así garantizan un mayor aprendizaje creciente en el tiempo, por medio del cual se garantiza la perfecta armonía entre todos los empleados sin jerarquizacion y filtros para la información, dando paso al aprendizaje. Por medio de encuestas a directivos de las empresas mencionadas fue posible obtener conclusiones y encontrar similitudes entre el panorama actual contado por ellos mismos y lo que previamente se formulaba basados en fuentes teóricas, demostrando el real impacto de los sistemas de control de gestión en el aprendizaje de las empresas multidomesticas del sector automotriz en Colombia.

Desarrollo de un estado de la cuestión acerca de las interacciones entre el control de gestión y el aprendizaje organizacional.

Las organizaciones en la actualidad deben encontrar diferentes maneras de sobrevivir en un tiempo de rápida transformación. Uno de los mecanismos usados por las empresas para adaptarse a los cambios organizacionales son los sistemas de control de gestión, que a su vez permiten a las organizaciones hacer un seguimiento a sus procesos, para que la adaptabilidad sea efectiva. Otra variable importante para la adaptación es el aprendizaje organizacional siendo el proceso mediante el cual las organizaciones se adaptan a los cambios del entorno, tanto interno como externo de la compañía. Dado lo anterior, este proyecto se basa en la extracción de documentación soporte valido, que permita explorar las interacciones entre estos dos campos, los sistemas de control de gestión y el aprendizaje organizacional, además, analizar el impacto de estas interacciones en la perdurabilidad organizacional. ​

Semiactive control strategies for vibration mitigation in adaptronic structures equipped with magnetorheological dampers

Los sistemas tales como edificios y veh¨ªculos est¨¢n sujetos a vibraciones que pueden causar mal funcionamiento, incomodidad o colapso. Para mitigar estas vibraciones, se suelen instalar amortiguadores. Estas estructuras se convierten en sistemas adaptr¨®nicos cuando los amortiguadores son controlables. Esta tesis se enfoca en la soluci¨®n del problema de vibraciones en edificios y veh¨ªculos usando amortiguadores magnetoreol¨®gicos (MR). Estos son unos amortiguadores controlables caracterizados por una din¨¢mica altamente no lineal. Adem¨¢s, los sistemas donde se instalan se caracterizan por la incertidumbre param¨¦trica, la limitaci¨®n de medidas y las perturbaciones desconocidas, lo que obliga al uso de t¨¦cnicas complejas de control. En esta tesis se usan Backstepping, QFT y H2/H¡Þ mixto para resolver el problema. Las leyes de control se verifican mediante simulaci¨®n y experimentaci¨®n.

Control and optimization of an SBR for nitrogen removal: from model calibration to plant operation

En aquesta tesis s'ha desenvolupat un sistema de control capaç d'optimitzar el funcionament dels Reactors Discontinus Seqüencials dins el camp de l'eliminació de matèria orgànica i nitrogen de les aigües residuals. El sistema de control permet ajustar en línia la durada de les etapes de reacció a partir de mesures directes o indirectes de sondes. En una primera etapa de la tesis s'ha estudiat la calibració de models matemàtics que permeten realitzar fàcilment provatures de diferents estratègies de control. A partir de l'anàlisis de dades històriques s'han plantejat diferents opcions per controlar l'SBR i les més convenients s'han provat mitjançant simulació. Després d'assegurar l'èxit de l'estratègia de control mitjançant simulacions s'ha implementat en una planta semi-industrial. Finalment es planteja l'estructura d'uns sistema supervisor encarregat de controlar el funcionament de l'SBR no només a nivell de fases sinó també a nivell cicle.

Robust Control of Systems Subjected to Uncertain Disturbances and Actuator Dynamics

Esta tesis está enfocada al diseño y validación de controladores robustos que pueden reducir de una manera efectiva las vibraciones structurales producidas por perturbaciones externas tales como terremotos, fuertes vientos o cargas pesadas. Los controladores están diseñados basados en teorías de control tradicionalamente usadas en esta area: Teoría de estabilidad de Lyapunov, control en modo deslizante y control clipped-optimal, una técnica reciente mente introducida : Control Backstepping y una que no había sido usada antes: Quantitative Feedback Theory. La principal contribución al usar las anteriores técnicas, es la solución de problemas de control estructural abiertos tales como dinámicas de actuador, perturbaciones desconocidas, parametros inciertos y acoplamientos dinámicos. Se utilizan estructuras típicas para validar numéricamente los controladores propuestos. Especificamente las estructuras son un edificio de base aislada, una plataforma estructural puente-camión y un puente de 2 tramos, cuya configuración de control es tal que uno o mas problemas abiertos están presentes. Se utilizan tres prototipos experimentales para implementar los controladores robustos propuestos, con el fin de validar experimentalmente su efectividad y viabilidad. El principal resultado obtenido con la presente tesis es el diseño e implementación de controladores estructurales robustos que resultan efectivos para resolver problemas abiertos en control estructural tales como dinámicas de actuador, parámetros inciertos, acoplamientos dinámicos, limitación de medidas y perturbaciones desconocidas.

The Spanish system of food controls - its administration and enforcement

Following a number of major food safety problems in Europe, including in particular the issues of BSE and dioxin, consumers have become increasingly concerned about food safety. This has led authorities in Europe to revise their systems of food control. The establishment of the European Food Safety Authority (EFSA) is one of the main structural changes made at the moment within the European Union, and similar action at national level has been or is being taken by many EU member states. In Spain a law creating the Spanish Agency of Food Safety has been approved. This has general objectives that include the promotion of food security and offering guarantees and the provision of objective information to consumers and food businesses in the Spanish agrifood sector. This paper reviews the general structure of the current food control system in Spain. At a national level this involves three different Ministries. Spain however also has a devolved system involving Autonomous Communities the paper considers Castilla y Leon as an example. In conclusion the paper recognises that Spain has a complex system for food control. and considers that it will take time before a full evaluation of the new system is possible. (C) 2003 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Use of a continuous culture fermentation system to investigate the effect of GanedenBC30 (Bacillus coagulans GBI-30, 6086) supplementation on pathogen survival in the human gut microbiota

Single-stage continuous fermentation systems were employed to examine the effects of GanedenBC30 supplementation on the human gastrointestinal microbiota in relation to pathogen challenge in vitro. Denaturing gradient gel electrophoresis analysis demonstrated that GanedenBC30 supplementation modified the microbial profiles in the fermentation systems compared with controls, with profiles clustering according to treatment. Overall, GanedenBC30 supplementation did not elicit major changes in bacterial population counts in vitro, although notably higher Bcoa191 counts were seen following probiotic supplementation (compared to the controls). Pathogen challenge did not elicit significant modification of the microbial counts in vitro, although notably higher Clit135 counts were seen in the control system post-Clostridium difficile challenge than in the corresponding GanedenBC30-supplemented systems. Sporulation appears to be associated with the anti-microbial activity of GanedenBC30, suggesting that a bi-modal lifecycle of GanedenBC30 in vivo may lead to anti-microbial activity in distal regions of the gastrointestinal tract.