This work proposes an active disturbance rejection approach for the establishment of a sliding mode control strategy in fault-tolerant operations. The core of the proposed active disturbance rejection assistance is a Generalized Proportional Integral (GPI) observer which is in charge of the active estimation of lumped nonlinear endogenous and exogenous disturbance inputs related to the creation of local sliding regimes with limited control authority. Possibilities are explored for the GPI observer assisted sliding mode control in fault-tolerant schemes. Convincing improvements are presented with respect to classical sliding mode control strategies. As a collateral advantage, the observer-based control architecture offers the possibility of chattering reduction given that a significant part of the control signal is of the continuous type. The case study considers a classical DC motor control affected by actuator faults, parametric failures, and perturbations. Experimental results and comparisons with other established sliding mode controller design methodologies, which validate the proposed approach, are provided.

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In this paper, a data-driven method for disturbance estimation and rejection is presented. The proposed approach is divided into two stages: an inner stabilization loop, to set the desired reference model, together with an outer loop for disturbance estimation and compensation. Inspired by the active disturbance rejection control framework, the exogenous and endogenous disturbances are lumped into a total disturbance signal. This signal is estimated using an on-line algorithm based on a datadriven predictor scheme, whose parameters are chosen to satisfy high robustness-performance criteria. The above process is presented as a novel enhancement to design a disturbance observer, which constitutes the main contribution of the paper. In addition, the control strategy is completely presented in discrete time, avoiding the use of discretization methods for its digital implementation. As a case study, the voltage control of a DC-DC synchronous buck converter affected by disturbances in the input voltage and the load is considered. Finally, experimental results that validate the proposed strategy and some comparisons with the classical disturbance observer-based control are presented.

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* Autor a quien debe ser dirigida la correspondenciaRecibido Ago. 13, 2016; Aceptado Oct. 7, 2016; Versión final Nov. 11, 2016, Publicado Abr. 2017 Resumen Este artículo presenta un estudio sobre el desempeño eléctrico de aisladores cerámicos (ANSI 52-1, ANSI 55-2) y poliméricos (ANSI DS-15) usados en sistemas eléctricos de media tensión (entre 7kV y 35 kV) ante el crecimiento de los hongos Phanerochaete chrysosporium y Penicillium Sp. en su superficie. La contaminación biológica de aisladores eléctricos es una problemática que ha sido reportada en áreas tropicales de Europa, Asia y Oceanía y puede reducir la confiabilidad de los sistemas eléctricos de potencia. La biocontaminación se realizó en Bogotá, Colombia durante 50 días consecutivos (para cada microorganismo) usando una cámara que controla la luz, la humedad y la temperatura. Durante la investigación se realizaron pruebas de tensión de flameo y corrientes de fuga. Después de la biocontaminación se reportaron reducciones en las tensiones de flameo de 21% y 8% para aisladores cerámicos y poliméricos, respectivamente. En todos los casos, las corrientes de fuga aumentaron por encima del 20%. Palabras clave: biocontaminación; aisladores de distribución; tensión de flameo; corriente de fuga; Penicillium Sp.; Phanerochaete chrysosporium Performance Evaluation of Ceramic and Polymeric Electrical Distribution Insulators under Fungus Biocontamination AbstractThis paper presents a study on the electrical performance of ceramic (ANSI 52-1, ANSI 55-2) and polymeric (ANSI DS-15) insulators used in medium voltage electrical systems (between 7kV y 35 kV) when fungi growth of Phanerochaete chrysosporium and Penicillium Sp. on their surface is presented. Biological contamination of electrical insulators is a problem that has been reported in tropical areas in Europe, Asia and Oceania and it may reduce the reliability of electric power systems. The biocontamination was conducted in Bogota, Colombia for 50 consecutive days (for each microorganism) using a chamber that controls light, moisture and temperature. Laboratory tests of flashover voltages and leakage currents were performed. After fungus biocontamination reductions in flashover voltages about 21% and 8% were reported for ceramic and polymeric insulators, respectively. In all cases, the leakage currents increased by 20% or higher.

Este artículo propone una alternativa para la estimación de parámetros de un helicóptero de dos grados de libertad que opera bajo control de lazo cerrado. Como principal contribución se plantea una variante de la metodología algebraica de identificación, la cual involucra el uso de observadores proporcional integral generalizados (GPI). Estos observadores están encargados de proveer la estimación de las derivadas de las salidas del sistema para su computo directo en los casos donde existen operaciones no lineales de difícil manipulación analítica. Inicialmente, se establece un identificador algebraico para cada ecuación no-lineal del sistema a fin de estimar los parámetros de interés. Posteriormente, para la selección de los parámetros estimados se adopta el criterio de la integral del cuadrado del error y el correspondiente índice de error. Finalmente, se presentan resultados experimentales que permiten validar la estrategia de identificación utilizada y los parámetros estimados con respecto al modelo asumido.

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In electrical systems the most critical disturbance is the interruption of the power service. However, the main concern for many commercial and industrial users is the mal-operation produced by voltage sags. This paper presents a study about the performance of a distribution system in presence of voltage sags using a distribution generation (DG) unit and a distribution static compensator (DSTATCOM). The analysis is performed by using a method for stochastic generation of disturbances and the ATP/EMTP software tool. Several case studies using the IEEE-13, bus test feeder taking to account different DG locations and penetration levels for DG unit are presented. In addition, the relation between the injected DSTATCOM reactive power, the type of sag and the location of affected nodes is considered. Simulations show that for IEEE-13 system the DSTATCOM is the best alternative for sags mitigation at a specific point in the system. However, the DG unit is an alternative that can be considered in larger distribution systems to reduce the effects of voltage sags.Keywords: ATP/EMTP, DSTATCOM, Distributed Generation, Sags Mitigation, Voltage Sag. ResumenEn los sistemas eléctricos la perturbación más crítica que se presenta es la interrupción del servicio. Sin embargo, el principal problema para muchos clientes comerciales e industriales es la mala operación producida por los hundimientos de tensión (sags). Este artículo presenta un estudio sobre el desempeño de un sistema de distribución en presencia de sags usando una unidad de generación distribuida (DG) y un compensador estático de distribución (DSTATCOM). El análisis es llevado a cabo a partir de un método estocástico de generación de perturbaciones y el uso de la herramienta de simulación ATP/EMTP. Se presentan varios casos de estudio usando el sistema de distribución IEEE-13, teniendo en cuenta diferentes ubicaciones y niveles de penetración para la unidad DG. Adicionalmente, se considera la relación entre la potencia reactiva inyectada por el DSTATCOM, el tipo de sag y la ubicación del nodo afectado. Las simulaciones muestran que para el sistema IEEE-13 el DSTATCOM es la mejor alternativa para la mitigación de sags en un punto específico del sistema. Sin embargo, la unidad DG es una alternativa que puede ser considerada para reducir los efectos de sags en sistemas de distribución de gran tamaño.