1. Control de Procesos Biológicos y Químicos

El objetivo general de esta línea de investigación es el de utilizar las herramientas de la teoría de control con el fin de modelar matemáticamente, automatizar y mejorar el comportamiento global de uno (o varios) reactores biológicos o químicos, en particular aquellos utilizados en el tratamiento de aguas residuales o en la fabricación de polímeros. Este objetivo no sólo incluye la aplicación de técnicas y teorías conocidas en ambas áreas del conocimiento, sino muy fundamentalmente generar soluciones teóricas nuevas. Por otro lado es de gran importancia para el grupo que las soluciones generadas se verifiquen experimentalmente y conduzcan finalmente a productos tecnológicos que aporten soluciones apropiadas a los problemas del país. Estos dos aspectos son de gran importancia para la relevancia científica y para el impacto en las soluciones de los problemas del país. En las aplicaciones al tratamiento de aguas residuales nuestro grupo es el primero en el país con tales características. En esta área se ha desarrollado un laboratorio conjunto, con el fin de poder verificar experimentalmente los algoritmos de control propuestos a partir del análisis teórico.

Actividades principales:

a. Modelaje e Identificación de (bio)-reactores, en especial para el tratamiento biológico de aguas residuales y para procesos químicos.
b. Optimización de diseño y Control óptimo de (bio)-reactores.
c. Diseño de Observadores y Estimadores de estados y parámetros para (bio)-reactores.
d. Detección de fallas en (bio)-reactores.

2. Estimación, Control y Supervisión de Sistemas No Lineales y Sistemas con parámetros distribuidos
El objetivo general de esta línea de investigación es estudiar los problemas de estimación y observación de sistemas no lineales, modelados por sistemas de ecuaciones diferenciales ordinarias o parciales, para resolver tanto problemas de control como de supervisión de tales sistemas. Aunque los métodos a desarrollar se plantean en un contexto teórico general, el interés particular de aplicación son los (bio)-reactores en las plantas de tratamiento de aguas residuales, o los procesos en la industria química. Recientemente se ha empezado a estudiar el problema de control de motores de inducción sin sensores, es decir, sin utilizar sensores de variables mecánicas, un problema de gran interés actual.

Actividades principales:

a. Desarrollo de métodos de diseño de observadores para sistemas no lineales no completamente observables.
b. Métodos de diseño de observadores para sistemas no lineales, robustos ante incertidumbres paramétricas o dinámicas.
c. Métodos de identificación de sistemas no linealmente parametrizados.
d. Diseño de observadores con entradas desconocidas de sistemas no lineales para la detección de fallas.
e. Métodos de control por retroalimentación de salida para sistemas no lineales basados en observadores.
f. Diseño de observadores funcionales para sistemas no lineales.
g. Estabilización y control robusto de sistemas con retardos y con parámetros distribuidos.
Recientemente he iniciado seis temas de investigación particulares dentro de esta línea:

1. El estudio del diseño de observadores para sistemas no lineales descritos mediante ecuaciones en derivadas parciales.

2. Aplicación de las técnicas disipativas para el diseño de observadores para sistemas no lineales multivaluados (o inclusiones diferenciales), que representan sistemas con no linealidades muy fuertes tales como fenómenos de fricción de Coulomb, backslash, fenómenos de histéresis, sistemas suicheados, etc.

3. Aplicación de métodos disipativos para el diseño de observadores robustos, mediante la adición de inyecciones de salida discontínuas, como modos deslizantes clásicos.

4. Resolución de problemas de control por retroalimentación de la salida para sistemas no lineales, mediante el uso de observadores disipativos.

5. Estudio de métodos de diseño de controladores y observadores para sistemas no lineales no negativos, tales como procesos biológicos.

6. El diseño de observadores y controladores por modos deslizantes de orden superior mediante funciones de Lyapunov.