Modelamiento aproximado de sistemas dinámicos a través del operador de Koopman

dc.contributor.advisorMinchala Ávila, Luis Ismael
dc.contributor.authorVillarreal Esquivel, Marcos Lenin
dc.contributor.tutorDurán Siguenza, Juan Francisco
dc.date.accessioned2025-06-30T13:04:28Z
dc.date.available2025-06-30T13:04:28Z
dc.date.issued2025-06-23
dc.descriptionEl modelado de sistemas ha permitido una mejor comprensión y resolución de problemas complejos del mundo real, muchos de los que presentan un alto costo computacional. En este contexto, el modelado basado en datos emplea enfoques de modelos surrogados para reducir la dimensionalidad del problema y mejorar la eficiencia computacional. Este trabajo se centra en el modelado de sistemas dinámicos no lineales a partir de datos, con el propósito de obtener modelos que permitan la detección y el diagnostico de fallas en sistemas dinámicos de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO, por sus siglas en inglés). El punto de partida de la investigación es el operador de Koopman, cuya aplicación se explora en combinación con diferentes enfoques de Dynamic Mode Decomposition (DMD). La metodología de modelamiento de esta investigación implica la evaluación de métodos como Hankel Alternative View of Koopman (HAVOK) y Hankel-DMDc, con el objetivo de obtener un modelo correcto para la detección de fallas en sistemas MIMO. Los resultados obtenidos a partir de esta investigación, en un sistema de pruebas compuesto por un sistema de dos tanques interconectados, muestran que el modelo desarrollado logra un ajuste adecuado con respecto al comportamiento real del sistema y permite no solo una predicción efectiva de su dinámica, sino también una detección correcta de fugas.
dc.description.abstractSystems modeling has enabled better understanding and solving of complex real-world problems, which are computationally expensive. In this context, data-driven modeling employs surrogate modeling approaches to reduce problem dimensionality and improve computational efficiency. This work focuses on data-driven modeling of nonlinear dynamic systems, to obtain models that allow the detection and diagnosis of faults in dynamic multiple-input multiple-output (MIMO) systems. The starting point of the research is the Koopman operator, whose application is explored in combination with different Dynamic Mode Decomposition (DMD) approaches. The modeling methodology of this research involves evaluating methods such as Hankel Alternative View of Koopman (HAVOK) and Hankel-DMDc, to obtain a correct model for fault detection in MIMO systems. The results obtained from this research, in a test system composed of a system of two interconnected tanks, show that the developed model achieves an adequate adjustment concerning the real behavior of the system and allows not only an effective prediction of its dynamics but also a correct leak detection.
dc.description.uri0000-0003-0822-0705
dc.description.uri0000-0002-1997-1099
dc.formatapplication/pdf
dc.format.extent113 páginas
dc.identifier.urihttps://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/46991
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad de Cuenca
dc.relation.ispartofTM4; 2648
dc.rightshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
dc.rights.accessRightsopenAccess
dc.subjectIngeniería Eléctrica
dc.subjectEficiencia computacional
dc.subjectSistemas dinámicos
dc.subjectModelado de sistemas
dc.subject.otherIngeniería Eléctrica
dc.titleModelamiento aproximado de sistemas dinámicos a través del operador de Koopman
dc.typemasterThesis
dcterms.descriptionMagíster en Ciencias de la Ingeniería Eléctrica con Mención en Electrónica y Control
dcterms.spatialCuenca, Ecuador

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