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CONGRESO AADECA 2020 Plenarias

3 de septiembre, 2020
CONGRESO AADECA 2020 Plenarias

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  • 27 Congreso Argentino de Control Automático Virtual

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Sponsors:
                

MIERCOLES 28

10:00 a 11:30 hs

  • Prof. Jorge Solsona, Universidad Nacional del Sur-CONICET, Bahía Blanca
    Titulo: Control no lineal de convertidores electrónicos de potencia
    Charla en castellano

14:00 a 15:30 hs.

  • Prof. Ricardo Sanfelice, University of California Santa Cruz, USA
    Titulo: Stability and Robustness via Hybrid Feedback Control with Robotic Applications
    Charla en castellano con slides en inglés


JUEVES 29

09:30 a 11:00 hs

  • Prof. Masayuki Fujita, University of Tokyo
    Título: Passivity-Based Control in Robotics: Networks, Vision and Human
    Charla en inglés

14:00 a 15:30 hs

  • Prof. Frank J. Doyle III Decano de Harvard Paulson School of Engineering & Applied Sciences, John A. and Elizabeth S. Armstrong Professor of Engineering and Applied Sciences
    Título: The Artificial Pancreas: From Engineering Research to Patient Care
    Charla en inglés


VIERNES 30

10:00 a 11:30 hs

  • Prof. Carlos Bordons, Universidad de Sevilla, España
    Título: Model Predictive Control of Microgrids
    Charla en castellano con transparencias en inglés

14:00 a 15:30 hs

  • Prof. Sanjay Lall, Stanford University, USA
    Titulo: Computation of decentralized control systems
    Charla en inglés

Type 1 diabetes mellitus (T1DM) is a chronic autoimmune disease affecting approximately 35 million individuals world-wide, with associated annual healthcare costs in the US estimated to be approximately $15 billion. Current treatment requires either multiple daily insulin injections (MDI) or continuous subcutaneous insulin infusion (CSII) delivered via an insulin infusion pump. Both treatment modes necessitate frequent blood glucose measurements to determine the daily insulin requirements for maintaining near-normal blood glucose levels.
More than 30 years ago, the idea of an artificial pancreas for patients with type 1 diabetes mellitus was envisioned. The closed-loop concept consisted of an insulin syringe, a blood glucose analyzer, and a transmitter. In the ensuing years, a number of theoretical research studies were performed with computer simulations to demonstrate the relevance of advanced process control design to the artificial pancreas, with delivery algorithms ranging from simple PID, to fuzzy logic, to model predictive control. As continuous glucose sensing technology matured, including the ability to measure interstitial glucose concentrations with sufficient accuracy every 5 minutes, and the development of hardware and algorithms to communicate with and control insulin pumps, the vision of closed-loop control of blood glucose has approached a reality.
In the last 20 years, our research group has been working with medical doctors on clinical demonstrations of feedback control algorithms for the artificial pancreas. In this talk, I will outline the difficulties inherent in controlling physiological variables, the challenges with regulatory approval of such devices, and will describe several process systems engineering algorithms we have tested in clinical and outpatient settings for the artificial pancreas. I will describe our latest work in creating an embedded version of our MPC algorithm to enable a portable implementation in a medical IoT framework.

Abstract: In this talk we discuss the problem of constructing decentralized control systems, which is an outstanding problem in control theory. For centralized control systems, there are many effective algorithms for computing controllers, and this is possible for a wide class of systems including deterministic models such as linear dynamical systems and stochastic models such as Markov decision processes.
For decentralized control the situation is very different. For many problems where the centralized counterpart is simple, such as control to minimize the mean square error, there are no known computationally tractable algorithms for the decentralized case.
We present an overview of what is known, along with our recent results, in which we show that for certain restricted classes of problems efficient algorithms for finding optimal controllers do exist, and for a more general class of systems one may compute approximately optimal controllers efficiently.
Bio: Sanjay Lall is Professor of Electrical Engineering in the Information Systems Laboratory and Professor of Aeronautics and Astronautics at Stanford University. He received a B.A. degree in Mathematics with first-class honors in 1990 and a Ph.D. degree in Engineering in 1995, both from the University of Cambridge, England. His research group focuses on algorithms for control, optimization, and machine learning. From 2018 to 2019 he was Director in the Autonomous Systems Group at Apple. Before joining Stanford he was a Research Fellow at the California Institute of Technology in the Department of Control and Dynamical Systems, and prior to that he was a NATO Research Fellow at Massachusetts Institute of Technology, in the Laboratory for Information and Decision Systems. He was also a visiting scholar at Lund Institute of Technology in the Department of Automatic Control. He has significant industrial experience applying advanced algorithms to problems including satellite systems, advanced audio systems, Formula 1 racing, the America’s cup, cloud services monitoring, and integrated circuit diagnostic systems, in addition to several startup companies.
Professor Lall has served as Associate Editor for the journal Automatica, on the steering and program committees of several international conferences, and as a reviewer for the National Science Foundation, DARPA, and the Air Force Office of Scientific Research. He is the author of over 130 peer-refereed publications.

Abstract: Hybrid systems have become prevalent when describing complex systems that mix continuous and impulsive dynamics. For instance, in cyber-physical systems, continuous dynamics usually govern the evolution of the physical variables in the system, while impulsive (or discrete) behavior is typically due to events in the control algorithm or in the communication network. A mathematical framework comprised of differential and difference equations/inclusions with constraints will be introduced to model, analyze, and design such systems. An appropriate notion of solution and basic properties on the system data will be introduced. Tools for the analysis and synthesis of robust hybrid feedback control systems will be presented. The focus will be on asymptotic stability, invariance, safety, and robustness. Relevant robotic applications will be highlighted.
Bio: Ricardo G. Sanfelice es Professor en Ingeniería Eléctrica y en Computación, Universidad de California en Santa Cruz, CA, USA. Recibió los títulos de Magíster y Doctor en 2004 y 2007, respectivamente, en la Universidad de California, Santa Barbara. Durante 2007 y 2008, se desempeñó como Postdoctoral Associate en el Laboratorio de Sistemas de Información y Decisión en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) y realizó una visita académica al Centro de Automática y Sistemas en la Ecole de Mines de París por cuatro meses. El Prof. Sanfelice recibió los siguientes premios: 2013 SIAM Control and Systems Theory Prize, el premio National Science Foundation CAREER, el Air Force Young Investigator Research Award, el 2010 IEEE Control Systems Magazine Outstanding Paper Award, y el 2012 STAR Higher Education Award por sus contribuciones a la educación STEM. Es actualmente Editor Asociado de la revista Automatica y fue el Chair del Hybrid Systems Technical Committee del IEEE Control Systems Society. Es el Director del Cyber-Physical Systems Research Center en UCSC. Sus intereses de investigacion incluyen modelado, estabilidad, control robusto, diseño de observadores y simulación de sistemas no lineales e hibridos con aplicaciones en robótica, sistemas de potencia, sistemas aeroespaciales, y biología.

Resumen: Los convertidores electrónicos de potencia juegan un rol fundamental en la habilitación del desarrollo y empleo de las tecnologías asociadas a los nuevos paradigmas de generación, distribución y utilización de la energía eléctrica.
En las dos últimas décadas la generación distribuida ha ganado un espacio mucho mayor que el que tenía y, lo que es más importante, existe una tendencia a incrementarla en los próximos años, ya que es uno de los pilares de la “smart grid”. A pesar de ello, la generación en grandes plantas no ha sido abandonada, pero una nueva tendencia es basar las mismas en energía primaria proveniente de fuentes “limpias”. La necesidad del transporte de energía durante largas distancias y la integración de grandes plantas que se encuentran lejos de los centros de consumo utilizan convertidores electrónicos, pues éstos facilitan la conversión de la forma de onda de alterna a continua y viceversa, en distintos niveles de potencia.
El sistema de transporte automotor también se está modificando. Los vehículos de tracción eléctrica y/o híbrida empiezan a ocupar distintos segmentos del mercado. Los nuevos esquemas de tracción incluyen el intercambio de energía a través de convertidores electrónicos.
De lo expuesto en los párrafos anteriores es claro que en un futuro muy cercano, un enorme número de equipos, dispositivos y sistemas contarán con convertidores electrónicos y que el buen desempeño de los mismos dependerá, en gran medida, de las estrategias de control que se utilicen.
Motivados por lo manifestado anteriormente, en esta charla se abordará el diseño de estrategias no lineales de control que son o han sido usadas en convertidores electrónicos de potencia, repasando la evolución tecnológica que ha obligado y permitido la implementación de las mismas.
Bio: Jorge Solsona recibió los títulos de Ingeniero en Electrónica y Doctor en Ingeniería de la Universidad Nacional de La Plata. Entre 1987 y 1997 formó parte del Laboratorio de Electrónica Industrial, Control e Instrumentación de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de La Plata. De 1997 a 2003 fue miembro del Grupo de Control Automático y Sistemas de la Universidad Nacional del Comahue. Desde 2003 se desempeña como Docente-Investigador en el Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica “Alfredo Desages” (IIIE-UNS-CONICET), dependiente de la Universidad Nacional del Sur y el CONICET. Su área principal de trabajo incluye la teoría de control y sus aplicaciones en sistemas electrónicos de potencia y en sistemas electromecánicos, habiendo publicado más de 200 trabajos en revistas y congresos de su especialidad. Actualmente trabaja como Editor Asociado para IEEE Transactions on Industrial Electronics, para IEEE Open Journal of the Industrial Electronics Society y para IET Electric Power Applications.
Ha sido Editor Temático para Latin American Applied Research y Editor Asociado Invitado para el número especial Complex Vector Theory and its Application in Power Electronic Systems, publicado en IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics.

Resumen:  La actualidad se está produciendo una transición desde el sistema energético basado en combustibles fósiles a un nuevo sistema con implantación de energías renovables y sistemas eléctricos de transporte, lo que hace necesario el desarrollo de nuevas técnicas que permitan gestionar los aspectos relacionados tanto con la naturaleza estocástica y distribuida de la generación como con los nuevos perfiles de consumo. Las microrredes pueden jugar un papel muy importante en esta transición, por lo que están recibiendo gran interés en la actualidad.  El control de microrredes, que son sistemas energéticos de pequeña escala formados por un conjunto de cargas, sistemas de generación (principalmente basados en energías renovables) y unidades de almacenamiento, presenta nuevos retos que deben ser abordados con avanzadas técnicas de control.
Esta conferencia presenta los principales problemas de control que aparecen en las microrredes y propone soluciones basadas en Control Predictivo (Model Predictive Control, MPC). Se aborda especialmente el diseño del sistema de gestión de energía (Energy Management System, EMS) dentro de una estructura de control jerárquica. En esta charla se tratan temas relacionados con una operación segura de la microrred, incluyendo los aspectos económicos como los precios de la energía eléctrica y la degradación de los sistemas de almacenamiento, y la participación de microrredes en el mercado eléctrico. El uso de MPC, con distintos tipos de modelos y de funciones objetivo, permite aportar soluciones en los diversos niveles de control de la microrred, desde el control de los convertidores electrónicos de potencia a la interconexión de microrredes, minimizando el coste de la operación. A lo largo de la conferencia se muestra cómo se pueden adaptar diversas técnicas usadas en  MPC (como modelos híbridos, inclusión de perturbaciones, métodos distribuidos, etc.) para resolver los principales problemas. Se incluyen simulaciones y resultados experimentales en una microrred de laboratorio.
Biografía: Carlos Bordons Alba es Dr Ingeniero Industrial por la Universidad de Sevilla y Catedrático del Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática de dicha universidad desde 2008, siendo director del mismo entre 2013 y 2017. Su campo de trabajo es el Control Avanzado, con especial interés en el Control Predictivo Basado en Modelo y los sistemas de energías renovables. Ha trabajado en diversos proyectos con administraciones y empresas en temas como el control de microrredes de energías renovables, el control de vehículos híbridos, la automatización de la elaboración del aceite de oliva, la climatización de edificios mediante energía solar o el control de pilas de combustible.
Ha sido miembro del Consejo de EUCA (European Union Control Association) desde 2007 hasta 2015 y de CEA-IFAC desde 2008 a 2014. Ha sido Director Gerente de AICIA (Asociación de Investigación y Cooperación Industrial de Andalucía), entidad que se encarga de llevar a cabo proyectos de investigación entre la Universidad y la Empresa, entre 2008 y 2012. Desde 2015 forma parte del patronato de CTA (Corporación Tecnológica de Andalucía) como representante de los grupos de investigación andaluces.
Ha publicado 4 libros sobre Control Predictivo Basado en Modelo, uno de ellos específico sobre el tema de la conferencia (Model Predictive Control of Microgrids) y dirigido 15 tesis doctorales. Su investigación actual se centra en el desarrollo de nuevas metodologías de control aplicables a sistemas energéticos híbridos, en particular la microrredes con integración de fuentes renovables y los vehículos eléctricos e híbridos. Es editor de las revistas Control Engineering Practice, Energies y Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial y lo ha sido de IEEE Transactions on Industrial Electronics. Es Senior Member de IEEE.

Abstract: Passivity concepts have been a topic of interest widely in systems and control. In particular, they have provided unified fundamental tools for a variety of robot control problems. In this talk, I shall describe new developments in passivity-based control in robotics; namely in cooperative control of robotic networks and in visual feedback with visual motion observer. First the talk begins with output synchronization for networked robotics, consisting of nonlinear passive dynamics and of rigid body networks on SE(3). Then it focuses on systematic construction of visual motion observer for three-dimensional dynamic motion estimation, which enables us to synthesize visual feedback control. By exploiting passivity concepts further, an emerging topic of human robotic-networks teaming is also examined and discussed. Rich experimental case studies with hands-on robotic testbeds are effectively demonstrated throughout the talk.
Short Bio: Masayuki Fujita is a Professor at The University of Tokyo and a Visiting Professor at Tokyo Institute of Technology. He is also the Vice President of SICE, Japan, in 2020. He was the Research Supervisor (Program Officer) for Japan Science and Technology Agency (JST) Core Research for Evolutional Science and Technology (CREST) during 2012-2020. He received the Dr. of Eng. degree in Electrical Engineering from Waseda University, Tokyo, in 1987. Prior to his appointment at The University of Tokyo, he held professor/faculty appointments at Tokyo Institute of Technology, Kanazawa University and Japan Advanced Institute of Science and Technology. His research interests include passivity-based control in robotics and robust control. He is the coauthor of the book “Passivity-Based Control and Estimation in Networked Robotics” (Springer, 2015). He was the IEEE CSS Vice President Conference Activities and a member of the IEEE CSS Board of Governors. He served as the General Chair of the 2010 IEEE Multi-conference on Systems and Control (MSC). He also served as an Associate Editor for the IEEE Transactions on Automatic Control, the IEEE Transactions on Control Systems Technology, Automatica, and Asian Journal of Control. His recent service includes the Award Chair of the IFAC Control Engineering Practice Paper Prize for 2017-2020 and a Steering Committee Member of the IFAC Cyber-Physical & Human Systems. He is a recipient of the 2008 IEEE Transactions on Control Systems Technology Outstanding Paper Award, was a Plenary Lecturer of the 54th IEEE Conference on Decision and Control (CDC) in 2015, and was an IEEE CSS Distinguished Lecturer during 2017-2019. He is a Fellow of IEEE and SICE.

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