Object manipulation by collaborative autonomous underwater vehicles driven by a model-free second-order sliding mode controller with finite-time convergence

JOSUE GONZALEZ GARCIA (2023, [Artículo])

https://orcid.org/0000-0001-5657-380X

The use of Autonomous Underwater Vehicles (AUV) has expanded in recent years to include them in inspection, maintenance, and repair missions. These missions require the automation of tasks such as autonomous navigation and station-keeping, which are pretty challenging due to the complexity of the vehicle itself and the underwater environment. Traditional control strategies have been used to deal with those problems before, but their performance is limited since they do not consider non-linearities, external disturbances, or model uncertainties. Non-traditional controllers have been explored too, but have shortcomings such as being model-based, parameter-dependant, or so. Additionally, the nature of some objects implies the involvement of multiple vehicles to manipulate them, making the manipulation mission even harder. Collaboration of AUVs is a strong challenge since underwater communications are limited or null. An advanced control strategy dealing with the trajectory tracking and the station-keeping problem would be desirable for simplicity and robustness. If this controller could also help coordinate multiple vehicles without requiring them to communicate with each other, it would make collaborative manipulation tasks reachable. For this purpose, a model-free high-order Sliding Mode Controller (SMC) is presented in this project. Unlike other control approaches, the proposed control strategy achieves finite-time convergence to a practical zero error in a time-base that the user can arbitrarily define. This characteristic will be used to coordinate the navigation of two AUVs to manipulate an object underwater. The performance of the proposed controller was evaluated by numerical simulations and experiments in a semi-Olympic swimming pool and compared with classic and state-of-the-art control strategies regarding trajectory tracking and station-keeping problems. Results have shown that the proposed controller can achieve finite-time convergence of the tracking errors to a practical zero value in the predefined time-base. Results also demonstrated that the convergence time could be arbitrarily selected by the user and achieved by the controller resulting in, as far as the author knows, the first controller with this characteristic for AUVs navigation. The simulations and experiments also showed that the proposed controller outperformed classical and state-of-the-art controllers regarding the Root Mean Square of the tracking errors and energy consumption. Finally, the proposed model-free high-order SMC coordinated two BlueROV2 vehicles in a collaborative manipulation mission without vehicle-to-vehicle communication. Numerical simulation results confirmed that the proposed controller could manage the vehicles to follow a predefined coordinated trajectory to approach, grip, transport, and release an object without communicating with each other.

Doctor of Philosophy In Engineering Science

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE LA INSTRUMENTACIÓN INGENIERÍA DE CONTROL INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA NAVAL VEHÍCULOS SUBMARINOS

Manual para la cría masiva de Cyrtobagous salviniae utilizado en el control biológico de Salvinia molesta

MARICELA MARTINEZ JIMENEZ (2005, [Libro])

Este manual describe el proceso de cuarentena y cría masiva de Cyrtobagous Salviniae, para su uso en el control biológico integral de Salvinia molesta, considerado, después del lirio acuático, una de las principales malezas acuáticas del mundo.

Maleza acuática Contaminación del agua Control de malezas Control biológico BIOLOGÍA Y QUÍMICA

Evaluación de la interferencia de iones presentes en aguas subterráneas sobre procesos de remoción de Arsénico en condiciones sulfato reductoras

Ana Laura Salinas Torres (2022, [Tesis de maestría])

El agua subterránea contaminada con As es un problema de interés global debido a que

es la principal fuente de consumo humano en zonas áridas y semi-áridas del planeta y puede

provocar importantes efectos secundarios en la salud humana. El desarrollo de tecnologías

fisicoquímicas y biológicas se ha implementado para la eliminación del As, sin embargo, la

presencia de algunos iones disueltos en las aguas naturales, puede afectar la eficiencia de

remoción como se ha observado en distintos estudios de adsorción, intercambio catiónico,

electrocoagulación, etc. El objetivo del presente estudio fue evaluar el efecto individual y

combinado de iones como el Na+, Ca2+, Mg2+, NO3

- y F-

, en procesos de remoción de arsénico

en condiciones sulfato reductoras, empleando hierro elemental como único donador de

electrones.

Para ello, se obtuvo un lodo anaerobio procedente de la planta tratadora de aguas

residuales de la localidad de Chihuahua, el cual fue acondicionado y activado durante 141 días,

previos al montaje del experimento. La evaluación del efecto individual y combinado se realizó

en ensayos en lote con agua subterránea sintética, donde se adicionaron 0.2 mg/L As5+, la

cantidad necesaria de soluciones patrón para obtener concentraciones similares a las reportadas

en estudios de caracterización de agua en la región de Chihuahua, ZVI como donador de

electrones y 10% v/v de lodo anaerobio. Durante los ensayos, se determinó el consumo de

sulfato por precipitación con BaCl2, así como la concentración de arsénico total por ICP

acoplado a un nebulizador ultrasónico para conocer la eficiencia de remoción. En los

tratamientos con el ión F-

, también se determinó ese ion utilizando un potenciómetro acoplado

a un electrodo de ion selectivo.

Agua subterránea contaminada As INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA DEL MEDIO AMBIENTE CONTROL DE LA CONTAMINACIÓN DEL AGUA CONTROL DE LA CONTAMINACIÓN DEL AGUA

Sistema de alerta preventiva ante la ocurrencia de inundaciones causadas por desbordamiento de canales en zonas urbanas

RODRIGO ULISES SANTOS TELLEZ OSCAR JESUS LLAGUNO GUILBERTO Indalecio Mendoza Uribe Miguel Angel Vazquez Zavaleta José Manuel Rodríguez Varela Velitchko Tzatchkov (2019, [Documento de trabajo])

El objetivo del proyecto es generar un sistema de alerta preventiva ante la inminencia de un desbordamiento en cauces para zonas urbanas que, a través de una red de sensores de nivel instalados en puntos estratégicos del cauce, la medición de la precipitación en la cuenca de aporte y el pronóstico del comportamiento de la misma, permita a las autoridades, cuerpos de emergencia y población en general conocer en tiempo real, a través de una aplicación para Smartphone, el comportamiento del nivel en dicho cauce (o cauces) que pudieran causar afectaciones a la comunidad y poner en riesgo la vida de los habitantes.

Control de inundaciones Sistemas de alerta Zonas urbanas INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Evaluación del funcionamiento hidráulico de las estructuras de descarga y análisis del comportamiento térmico de la cortina del proyecto Bicentenario, ubicado en el sitio Los Pilares, sobre el río Mayo, Sonora

JUAN ANTONIO LOPEZ OROZCO (2018, [Documento de trabajo])

El proyecto ha tenido como objetivo la realización de un estudio hidrológico con el fin de obtener la avenida de diseño de la obra de excedencias de la presa Bicentenario, por un periodo de retorno de 10,000 años, mediante el análisis de gastos máximos anuales registrados en la estación hidrométrica San Bernardo y mediante la modelación del proceso lluvia escurrimiento. La determinación de la avenida de diseño (para el periodo de retorno de 10,000 años) se realizó mediante dos criterios: el primero, a través de un análisis del escurrimiento, el cual consistió en el análisis de frecuencias de gastos máximos registrados en dicha estación hidrométrica, y el segundo, mediante la modelación del proceso lluvia escurrimiento.

Presas Control de crecidas Evaluación del riesgo INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Chapter 20. Insect resistance

Wuletaw Tadesse Marion Harris Leonardo Abdiel Crespo Herrera Zakaria Kehel (2022, [Capítulo de libro])

Gene Introgression Insect Resistance CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA BREEDING GENETICS INSECT CONTROL

Gender dynamics of weed management under conservation agriculture: Insights from the Eastern Indo-Gangetic Plains of South Asia

Hom Nath Gartaula (2021, [Objeto de congreso])

CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA GENDER WEED CONTROL CONSERVATION AGRICULTURE ZERO TILLAGE

DES/NORMALIZAR EL ENVENENAMIENTO. ATENCIÓN, PREVENCIÓN Y REPARACIÓN ENTRE CUIDADORES FAMILIARES Y COMUNITARIOS FRENTE AL CÁNCER CAUSADO POR LA INDUSTRIA DEL ASBESTO EN SAN PEDRO BARRIENTOS

Verónica Sayuri Gallardo Kishi (2023, [Tesis de maestría])

“La presente tesis explora el diseño, descripción, análisis y hallazgos de la investigación respecto a los procesos de normalización y desnormalización del envenenamiento en San Pedro Barrientos (SPB), una problemática profunda que tiene a los cánceres por asbesto como uno de los puntos más crudos y brutales. En la breve presentación doy a conocer la estructura de la tesis, y algunas reflexiones iniciales sobre mi implicación en el trabajo de campo y respecto a la antropología encarnada. La primera parte de la tesis está compuesta por dos capítulos; en el primer capítulo desarrollo el contexto de producción de la investigación y la relevancia que tuvo la convergencia de cinco grandes procesos organizativos para establecer las condiciones de posibilidad del Proyecto de Investigación-Incidencia en SPB y con ello mi aproximación al tema. Reconozco así el modo en que estas genealogías influyeron en el desarrollo, el diseño metodológico de la investigación, expongo el planteamiento del problema, el desarrollo, el diseño metodológico de la investigación y la delimitación de actores en el cual se corresponde con la propuesta teórica en tanto relacional, ecológica, con un énfasis en la observación y participación. En el segundo capítulo formulo el encuadre teórico-conceptual de la investigación el cual, partiendo del enfoque relacional de la antropología médica crítica (AMC), busca describir, analizar y establecer relaciones entre las prácticas de prevención, reparación y atención con bastante centralidad la ecología política del problema de investigación y lo que denominaré como la ecología política de la enfermedad y las prácticas y representaciones del proceso de salud-enfermedad-atención-prevención-reparación (p-s-e-a-p-r) el cual está nutrido de los prolíficos estudios desde la ecología política en salud, una subdisciplina de la ecología política con una larga trayectoria articulando procesos de salud enfermedad con elementos ecológico-políticos”.

Cáncer - Prevención. Condiciones precancerosas. Trabajadores expuestos a asbesto. Asbesto - Efectos fisiológicos. Seguridad laboral - México - San Pedro Barrientos, Tlalnepantla de Báez. Industria del asbesto - Aspectos sanitarios - Estado de México - Tlalnepantla de Báez. Tesis - Maestría en Antropología Social, CDMX. CIENCIAS SOCIALES SOCIOLOGÍA PROBLEMAS SOCIALES ENFERMEDAD ENFERMEDAD

Pobres pero democráticos: Análisis de las dinámicas del poder y sus instituciones en seis municipios mexicanos

MARTIN DONJUAN GONZALEZ (2021, [Tesis de doctorado])

"Este trabajo busca exponer algunas características de los gobiernos municipales en seis municipios considerados marginados, se utiliza como base teórica la literatura sobre el tema de la calidad de la democracia en el ámbito subnacional, añade el enfoque a unidades de observación en condición de vulnerabilidad económica. Aquí se

consideran cinco dimensiones componentes de la democracia para evaluar su calidad: la capacidad estatal, la libertad individual, la igualdad, la participación ciudadana en el gobierno y la soberanía popular. Con ello se busca exponer la forma en que las condiciones de pobreza matizan la calidad de la democracia. La pregunta que se pretende responder a lo largo de esta investigación es, ¿cómo es la democracia de los pobres?, la hipótesis de este trabajo considera que las

condiciones de pobreza, dan lugar a formas de gobierno patrimonialistas, con prácticas autoritarias y opacas. Son democráticos porque tienen instituciones y procesos institucionales, propios de la democracia, sin embargo, se pretende

evidenciar que el desarrollo económico condiciona y matiza el sistema democrático, mismo que interioriza las condiciones culturales, sociales y los arreglos institucionales, propios de una condición de vulnerabilidad."

Pobreza -- México Democracia -- México Ciudades y pueblos -- México -- Condiciones económicas Gobierno municipal -- México CIENCIAS SOCIALES CIENCIAS SOCIALES

Monitoreo de playas prioritarias

NORMA RAMIREZ SALINAS JUAN LEODEGARIO GARCIA ROJAS (2012, [Documento de trabajo])

Se presentan los resultados obtenidos en la prueba, para Enterococos en agua de mar, llevada a cabo en 37 playas de Campeche, Chiapas, Guerrero, Jalisco, Nayarit y Veracruz.

Control de calidad del agua Análisis bacteriológico Agua de mar Campeche Chiapas Guerrero Jalisco Nayarit Veracruz INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA