Desarrollo de un sistema de control para aplicación de fertilizantes granulados en tasa variada al voleo en cultivos de arroz en el departamento del Tolima
La agricultura de precisión en las arroceras es una necesidad urgente, especialmente en lo que respecta a la optimización del proceso de aspersión de fertilizantes. La aplicación de fertilizantes inadecuados y no uniformes en las plantaciones de arroz causa un gran desperdicio de recursos, lo que re...
- Autores:
-
Aguilar Posada, Santiago
Parada Sutachan, Luis Alberto
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2024
- Institución:
- Universidad de Ibagué
- Repositorio:
- Repositorio Universidad de Ibagué
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repositorio.unibague.edu.co:20.500.12313/4592
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/20.500.12313/4592
- Palabra clave:
- Cultivos de arroz en el departamento (Tolima) - Fertilizantes granulados
Cultivos de arroz en el departamento (Tolima) - Fertilizantes granulados - Sistema de control
Agricultura de precision
Control
Maestro-esclavo
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Precision agriculture
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La agricultura de precisión en las arroceras es una necesidad urgente, especialmente en lo que respecta a la optimización del proceso de aspersión de fertilizantes. La aplicación de fertilizantes inadecuados y no uniformes en las plantaciones de arroz causa un gran desperdicio de recursos, lo que resulta en pérdidas económicas y una disminución de la eficiencia productiva. Además, el uso excesivo o mal distribuido de fertilizantes causa degradación ambiental, que afecta la salud del suelo y el ecosistema. La posibilidad de dar solución a estos problemas se ve demostrada en el área de control. El diseño y desarrollo de un sistema de control sofisticado que utilice tecnologías modernas para maximizar la dispersión de fertilizantes se propone en este proyecto. Los datos importantes a tratar incluyen incluyen la posición de los sistemas GPS, la velocidad de movimiento del equipo de aplicación, el ancho de la faja de dispersión y la tasa de fertilización expresada en kg/m2. Se crearán archivos de formato ".shp" para crear polígonos que dividan las áreas de la parcela. Esto permitirá una dosificación diferente de fertilizantes según las necesidades específicas de cada área, basándose en las recomendaciones agronómicas. El sistema Master-Slave y el sistema de control óptimo LQR (Linear Quadratic Regulator) serán implementados para complementar este sistema de control. Van a permitir contrastar un método antiguo pero eficaz, contra un método moderno basado en herramientas como el filtro de calman y sistemas matriciales robustos, junto a un Soft Sensor creado con el objetivo de estimar el flujo másicode salida del sistema en función de la reacción del prototipo frente a la aspersión de los distintos tipos de fertilizante, teniendo en cuenta variables como velocidad, peso, voltaje, etc. |
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Barrero Mendoza, O. (2020). Sistemas de control digital. Universidad de Ibagué Espinoza William C. (2024) Desarrollo de un sistema mecánico de un prototipo automático para la aplicación de fertilizantes granulados al voleo en cultivos de arroz en el departamento del Tolima Castro Lugo Bryan (2023). Desarrollo de un sistema de control electrónico para la aplicación de fertilizantes de tasa fija y variada en cultivos de arroz del departamento del Tolima Ortega, R., & Flores, L. (1999.). Agricultura de Precisión: Introducción al manejo sitio-específico Tirado, Y., & Castilla, L. (2019). GUÍA PRÁCTICA PARA LA FERTILIZACIÓN Y NUTRICIÓN DEL CULTIVO DE ARROZ. FEDEARROZ, 54. curiel e. (2016). elaborar mapas de prescripción empleando qgis para el control de profundidad de suelo utilizando el controlador fmx. Rodrıguez González, L. J. (2020). Agricultura de precision en el mundo y en colombia: revision bibliografica. Universidad del valle. Garcia Jimenez Luis E. (2021). Design of a Linear Quadratic Gaussian Controller and a Self-Tuning Regulator Based on Pole Placement to Control the Voltage of a DC Generator Guemes Garcia Enrique. (2018). Diseño de sensores de software para el sensor de calidad de un proceso Triana camilo (2020). Acerca de los repositorios remotos de git y github - control por SSH a raspberry pi |
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Barrero Mendoza, Oscar2d7e2643-9c20-40f0-a36b-4ecd5bf1e652600Aguilar Posada, Santiago706f2ac2-ecd1-483a-ace3-73e8f1d5f267-1Parada Sutachan, Luis Alberto14eed4fa-d19c-4e55-ac0c-72061d29c39b-1Hernandez Sarabia, Hector Mauriciod4f7ff9b-9d78-42e3-9027-9f12279bef786002024-12-10T14:29:21Z2024-12-10T14:29:21Z2024La agricultura de precisión en las arroceras es una necesidad urgente, especialmente en lo que respecta a la optimización del proceso de aspersión de fertilizantes. La aplicación de fertilizantes inadecuados y no uniformes en las plantaciones de arroz causa un gran desperdicio de recursos, lo que resulta en pérdidas económicas y una disminución de la eficiencia productiva. Además, el uso excesivo o mal distribuido de fertilizantes causa degradación ambiental, que afecta la salud del suelo y el ecosistema. La posibilidad de dar solución a estos problemas se ve demostrada en el área de control. El diseño y desarrollo de un sistema de control sofisticado que utilice tecnologías modernas para maximizar la dispersión de fertilizantes se propone en este proyecto. Los datos importantes a tratar incluyen incluyen la posición de los sistemas GPS, la velocidad de movimiento del equipo de aplicación, el ancho de la faja de dispersión y la tasa de fertilización expresada en kg/m2. Se crearán archivos de formato ".shp" para crear polígonos que dividan las áreas de la parcela. Esto permitirá una dosificación diferente de fertilizantes según las necesidades específicas de cada área, basándose en las recomendaciones agronómicas. El sistema Master-Slave y el sistema de control óptimo LQR (Linear Quadratic Regulator) serán implementados para complementar este sistema de control. Van a permitir contrastar un método antiguo pero eficaz, contra un método moderno basado en herramientas como el filtro de calman y sistemas matriciales robustos, junto a un Soft Sensor creado con el objetivo de estimar el flujo másicode salida del sistema en función de la reacción del prototipo frente a la aspersión de los distintos tipos de fertilizante, teniendo en cuenta variables como velocidad, peso, voltaje, etc.Precision agriculture in rice fields is an urgent need, especially concerning the optimization of the fertilizer spraying process. The improper and uneven application of fertilizers in rice plantations leads to significant resource waste, resulting in economic losses and a decrease in productive efficiency. Moreover, excessive or poorly distributed fertilizer use causes environmental degradation, impacting soil health and ecosystems. The potential solution to these problems lies in the field of control systems. This project proposes the design and development of a sophisticated control system using modern technologies to maximize fertilizer dispersion. Key data to be processed include GPS position, the application equipment's movement speed, the width of the dispersion band, and the fertilization rate expressed in kg/m². ".shp" format files will be generated to create polygons that divide the parcel into different areas. This will allow variable fertilizer dosing according to the specific needs of each area, based on agronomic recommendations. The Master-Slave system and the optimal control system LQR (Linear Quadratic Regulator) will be implemented to complement this control system. These will allow a comparison between an older yet effective method and a modern approach based on tools such as Kalman filtering and robust matrix systems, along with a Soft Sensor designed to estimate the system's mass flow output based on the prototype's reaction to the spraying of different types of fertilizers, taking into account variables such as speed, weight, voltage, etc.PregradoIngeniero ElectrónicoÍndice General 1 Introducción.....6 2 Objetivos.....7 2.1 Objetivo General.....7 2.2 Objetivos específicos.....7 3.Marco de referencia.....8 4 Diseño del sistema de flujo.....13 5 Diseño de controladores y observador.....23 5.1 Controlador PI.....23 5.2 Controlador LQR.....33 6 Validación y verificación en Campo....40 7 Resultados.....41 8 Conclusiones.....50 9 Referencias Bibliográficas.....5151 páginasapplication/pdfAguilar Posada, S. & Parada Sutachan, L.A.(2024).Desarrollo de un sistema de control para aplicación de fertilizantes granulados en tasa variada al voleo en cultivos de arroz en el departamento del Tolima. [Trabajo de grado, Universidad de Ibagué]. https://hdl.handle.net/20.500.12313/4592https://hdl.handle.net/20.500.12313/4592spaUniversidad de IbaguéIngenieríaIbaguéIngeniería ElectrónicaBarrero Mendoza, O. (2020). Sistemas de control digital. Universidad de IbaguéEspinoza William C. (2024) Desarrollo de un sistema mecánico de un prototipo automático para la aplicación de fertilizantes granulados al voleo en cultivos de arroz en el departamento del TolimaCastro Lugo Bryan (2023). Desarrollo de un sistema de control electrónico para la aplicación de fertilizantes de tasa fija y variada en cultivos de arroz del departamento del TolimaOrtega, R., & Flores, L. (1999.). Agricultura de Precisión: Introducción al manejo sitio-específicoTirado, Y., & Castilla, L. (2019). GUÍA PRÁCTICA PARA LA FERTILIZACIÓN Y NUTRICIÓN DEL CULTIVO DE ARROZ. FEDEARROZ, 54.curiel e. (2016). elaborar mapas de prescripción empleando qgis para el control de profundidad de suelo utilizando el controlador fmx.Rodrıguez González, L. J. (2020). Agricultura de precision en el mundo y en colombia: revision bibliografica. Universidad del valle.Garcia Jimenez Luis E. (2021). Design of a Linear Quadratic Gaussian Controller and a Self-Tuning Regulator Based on Pole Placement to Control the Voltage of a DC GeneratorGuemes Garcia Enrique. (2018). Diseño de sensores de software para el sensor de calidad de un procesoTriana camilo (2020). Acerca de los repositorios remotos de git y github - control por SSH a raspberry piinfo:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Atribución-NoComercial 4.0 Internacional (CC BY-NC 4.0)https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/Cultivos de arroz en el departamento (Tolima) - Fertilizantes granuladosCultivos de arroz en el departamento (Tolima) - Fertilizantes granulados - Sistema de controlAgricultura de precisionControlMaestro-esclavoLQRPrecision agricultureSoftsensorMaster-SlaveControlLQRDesarrollo de un sistema de control para aplicación de fertilizantes granulados en tasa variada al voleo en cultivos de arroz en el departamento del TolimaTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/redcol/resource_type/TPinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionPublicationLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-8134https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/3a03282c-9e1c-4080-9669-ac625bd17290/download2fa3e590786b9c0f3ceba1b9656b7ac3MD53TEXTTrabajo de grado.pdf.txtTrabajo de grado.pdf.txtExtracted texttext/plain50447https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/81d98313-a186-48fb-9613-4c42d254fc51/download65f42e5432fc5dfcfdd3fea9eaf703eaMD58Formato de autorización.pdf.txtFormato de autorización.pdf.txtExtracted texttext/plain3660https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/e059bb80-4899-4435-b8a1-e66806061119/download95c337867090955a4ebf7ba3f46c6defMD510THUMBNAILTrabajo de grado.pdf.jpgTrabajo de grado.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg9369https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/8427acbf-8acb-4515-9e97-fbb2d2406eef/download6092b26a249e4f5229343cc26ff0f4a8MD59Formato de autorización.pdf.jpgFormato de autorización.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg25183https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/699aa012-5ca9-4134-819e-31c8192392d9/download8e04d6f555a45c554511eb7d5325c562MD511ORIGINALTrabajo de grado.pdfTrabajo de grado.pdfapplication/pdf12476891https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/63fcc021-1a75-4b8e-8fb6-26faa3ef7a7d/download021c27a7cc48f9ae8d182cde504d0281MD51Formato de autorización.pdfFormato de autorización.pdfapplication/pdf233419https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/bec23e26-f6d6-4dbc-b351-36c7549dd8e0/download621866a9b4d22ba6a025086328bc8c60MD5220.500.12313/4592oai:repositorio.unibague.edu.co:20.500.12313/45922025-08-13 01:14:35.505https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/https://repositorio.unibague.edu.coRepositorio Institucional Universidad de Ibaguébdigital@metabiblioteca.comQ3JlYXRpdmUgQ29tbW9ucyBBdHRyaWJ1dGlvbi1Ob25Db21tZXJjaWFsLU5vRGVyaXZhdGl2ZXMgNC4wIEludGVybmF0aW9uYWwgTGljZW5zZQ0KaHR0cHM6Ly9jcmVhdGl2ZWNvbW1vbnMub3JnL2xpY2Vuc2VzL2J5LW5jLW5kLzQuMC8= |