SISTEMAS EN TIEMPO REAL, 3

Autor: PÉREZ CASTELO FRANCISCO JAVIER.
Año: 2002.
Universidad: A CORUÑA.
Centro de lectura: INFORMÁTICA.
Centro de realización: FACULTAD DE INFORMÁTICA.

Resumen: En esta tesis se ha desarrollado un nuevo procedimiento automatizado de identificación, diseño, validación y regulación de algoritmos de control PID partiendo de que nos se tiene conocimiento del modelo del proceso a controlar. El procedimiento desarrollado, permite que el regulador PID resultante disponga de las siguientes prestaciones: autoajuste, adaptación a las no lineales del proceso y rechazo de perturbaciones de carga. El método de diseño presentado se fundamenta sobre la metodología de ajuste en el dominio de la frecuencia partiendo de especificaciones de margen de fase y de ganancia. Éstos métodos son especialmente interesantes desde el punto de vista de su automatización, dado que necesitan menor información estructural de la dinámica del proceso que los basados en un modelo de referencia. Sin embargo cuando no se conoce el modelo del proceso, eata metodología no tratan dos aspectos fundamentales. Como seleccionar la frecuencia de diseño o control para la cual se quiere obtener las especificaciones de marge de fase y/o margen de ganancia y como asegurar que el regulador resultante proporcione suficiente estabilidad en términos de margen de fase y de ganancia. Con la técnica propuesta se da solución a estos dos problemas mediante los procedimientos propuestos de selección de la frecuencia de control y de test de robustez. Ambos se basan en la información obtenida del proceso en lazo abierto, utilizando las técnicas de identificación de Función Descriptiva para Relay y de Transformada Rápida de Fourier. El algoritmo propuesto se ha implementado de forma real sobre un microcontrolador de 8 bits y se ha validado sobre plantas tipo, mediante simulación y de forma práctica. Los resultados obtendios satisfacen los objetivos de partida al verificar las especificaciones del sistema de control y responder correctamente tanto a perturbaciones de carga, como a las no linealidades y variaciones de parámetros de los procesos tipo utilizados. Esta metodología es aplicable a un amplio rango de procesos, rápidos, lentos, de fase no mínima, con tiempo muerto, etc., dado que no se asume un modelo específico de partida. A diferencia de la mayoría de métodos clásicos de ajuste, el propuesto no es un método directo, pudiendo iterar cuando el resultado no es satisfactorio, hasta ajustarse a las especificaciones de diseño dentro de un equilibrio entre robustez y prestaciones. El grado de flexibilidad del procedimiento también se ve incrementado por el hecho de que el diseño de todo el sistema de control gira fundamentalmente alrededor de un único parámetro; la frecuencia de ciclo límite. Así cualquier modificación para mejorar la respuesta del sistema se realiza de forma directa tomando como referencia este parámetro del proceso. Dado que no se parte de un modelo de referencia, una tarea clave es la selección de la frecuencia de control. Los criterios y procedimientos establecidos para su selección permiten asegurar que el regulador resultante verificará según el siguiente orden de prioridad las siguientes especificaciones: margen de fase, margen de ganancia y especificaciones de respuesta temporal. Las capacidades de adaptación a las nolinealidades, de compensación de carga y de verificar las especificaciones de diseño en términos de margen de fase y de ganancia, incrementan el grado de robustez de sistema de control resultante. En definitiva el algoritmo de identificación, ajuste, validación y control para controladores PID presentado se ha manifestado como una clara alternativa a los métodos de ajuste clásicos para éste tipo de reguladores.

Autor: OLLER PUJOL ALBERT.
Año: 2002.
Universidad: GIRONA.
Centro de lectura: ESCUELA POLITECNICA SUPERIOR.
Centro de realización: ESCOLA POLITÈCNICA SUPERIOR.

Resumen: La tesis es el resultado de años de experimentar con robots móviles, y de proponer hipótesis unificadoras del mundo de la automática y la inteligencia artificial: ¿cómo hacer que un complejo robot pueda sacar lo máximo del auto-conocimiento de la estructura de control incluida en su propio cuerpo físico, y así poder cooperar mejor con otros agentes a fin de optimizar el rendimiento a la hora de resolver problemas complejos?. En esta tesis se argumenta que la noción de CAPACIDAD como una entidad en la que los ingenieros de control depositen su conocimiento, y a la vez la CAPACIDAD vista como la utilidad en dónde un agente deposita el auto-conocimiento de su cuerpo físico que ha obtenido mediante introspección, puede ser de alto impacto científico y tecnológico, especialmente en aquellas aplicaciones en dónde el uso de conocimiento explícito de la dinámica sea crítico para evitar catástrofes, o para conseguir una mejor adaptabilidad a un entorno cambiante o bien para optimizar la solución de problemas complejos. Ejemplos concretos de dichas situaciones pueden encontrarse en el ámbito de la navegación aeroespacial o en la llamada autopista del futuro, así como en los futuros ecosistemas universales de información a los que evoluciona la sociedad de a información actual. La inclusión de la noción de capacidad se hace mediante la formalización de una arquitectura híbrida inspirada en la arquitectura InteRRaP de J.Müller: la arquitectura DPA. La nueva arquitectura consiste en una estructura vertical jerárquica con tres niveles que pueden comunicarse entre sí: control, supervisión y agente. La estructura interna de cada uno de dichos niveles es completamente modular lo cual facilita el posterior proceso de diseño del agente fisico o robot. Cada nivel o módulo dispone de cuatro canales de información: perceptual y actuación para la entrada de información, e introspección y comportamiento para la salida. A través de protocolos de comunicación basados en el estándar FIPA, el funcionamiento de DPA permite que el módulo de control reciba órdenes de alto nivel mediante un proceso top-down de actuación, o que los módulos supervisor y agente puedan recibir información de bajo nivel sobre las limitaciones impuestas por la dinámica de los controladores que gestionan el movimiento del robot (el llamado cuerpo físico del agente). El trabajo de tesis incluye un estudio detallado de la aplicación de la arquitectura DPA en dos sistemas de robots móviles: en un sistema de dos robots en situación de convoy, y en un sistema compuesto por varios robots que emular en juego del fútbol. En el primer caso se analiza cómo surge el problema de la colisión y cómo se soluciona mediante el uso de capacidades específicas en un sistema real. En el segundo caso se presta especial atención a la situación de juego cuando dos robots deciden pasarse el balón. Se analiza en detalle la complejidad del problema y cómo se soluciona satisfactoriamente mediante la metodología de diseño propuesta con DPA.

Autor: GIL DOLCET ERNEST.
Año: 2001.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.
Centro de realización: FACULTAT DE MATEMATICAS Y ESTADISTICA.

Resumen: El objetivo principal de la tesis ha sido el diseño de un protocolo de comunicación, realizando para ello una especificación formal de éste basándose en el estándar OSI, un análisis posterior de su comportamiento, elaborado a partir de una herramienta de simulación construida a tal efecto, y una implementación del protocolo sobre un microcontrolador de propósito general. En un momento en que la industria del automóvil está sumergida en una intensa innovación, y en particular, en el diseño de nuevos protocolos orientados a sistemas de tiempo real, el sistema de comunciación presentado en esta tesis, denominado Rdbus, viene a ocupar un espacio no cubierto hasta el momento. El protocolo Rdbus aporta, como característica principal, un conjunto de tramas que le permite, en un modelo de funcionamiento mestro/esclavo, minimizar la elevada latencia en la detección, desde el nodo maestro, de las peticiones críticas esporádicas que pueden aparecer en los nodos esclavo, típica de este esquema de funcionamiento, sin que ello afecte excesivamente a la eficiencia de transmisión de datos. Sin embargo, el protocolo no se limita a dicha perspectiva y también aporta una serie de servicios de transferncia de datos que, en conjunto, se le puede clasificar como un protocolo equilibrado, intentando no descuidar ningún aspecto. Con todo ello, la presente tesis aporta diferentes soluciones a la integración de mensajes cíclicos, acíclicos de baja prioridad y acíclicos críticos esporádicos en un mismo ciclo de bus, empleando para ello, los servicios del citado protocolo. El protocolo Rdbus se desmarca de las actuales tendencias de investigación aplicada, las cuales están evolucionando hacia la elaboración de protocolos con exigentes requerimientos hardware para conseguir sus objetivos. El protocolo presentado consigue su propósito sin recurrir, para ello, a nuevas estructuras hardware especiales. En concreto, uno de los restos del diseño fue la elaboración de uan especificación que permitiera una implementación constituida por un microcontrolador de propósito general y un transceptor comercial. La funcionalidad del protocolo ha podido ser probada no tan sólo en el simulador anteriormente mencionado, sino también en una implementación industrial basada en un subconjunto de los principales servicios del protocolo. La investigación sobre este terreno de las comunicaciones de tiempo real, tanto en lo que se refiere al protocolo Rdbus, como en el diseño de otro protocolo de éste ámbito, han generado durante los dos útlimos años tres patentes (dos PCT y una nacional).

Autor: SANSALONI BALAGUER TRINIDAD M..
Año: 2001.
Universidad: POLITECNICA DE VALENCIA.
Centro de lectura: ESCUELA POLITECNICA SUPERIOR.
Centro de realización: ESCUELA POLITECNICA SUPERIOR DE GANDIA.

Resumen: Esta tesis Doctoral se centra en el diseño de procesadores FFT en dispositivos programables FPGA. Con este fin se ha estudiado la eficiente implantacion en esta tecnologia de sus operadores aritmeticos basicos (multiplicadores complejos y butterflies) y de las distintas arquitecturas de la FFT completa. En todos los casos se han desarrollado estructuras basadas en la aritmetica de digitos en serie, lo que permite ajustar la frecuencia de operación a la requerida por cada aplicación, minimizando el coste en area. La realizacion de la multiplicacion completa se ha desarrollado utilizando dos tecnicas: el algoritmo de Booth y la aritmetica distribuida. En la implementacion de butterflies se han utilizado los multiplicadores antes indicados y el algoritmo CORDIC. Ambos operadores han sido comparados con los resultados ofrecidos en fuentes bibliograficas. La principal aportacion del trabajo es la aplicación de los resultados del estudio anterior el desarrollo de procesadores FFT con arquitecturas pipeline y monoprocesador. Esta Tesis Doctoral concluye con la elaboración de un mapa de diseño para cada una de las longitudes de la transformada, que facilita la eleccion de la arquitectura FFT que minimiza el area dada una restriccion de velocidad.

Autor: DORMIDO CANTO RAQUEL.
Año: 2001.
Universidad: NACIONAL DE EDUCACION A DISTANCIA.
Centro de lectura: CIENCIAS.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS.

Resumen: La aportación de la memoria en su totalidad es: El desarrollo de un conjunto de resultados que permiten en su conjunto establecer un algoritmo para la estabilización de un polinomio de cualquier orden con cualquier número de parámetros, o que indica que el polimonio no es estabilizable en su caso. La aplicación de este algoritmo al problema de diseño de controladores robustos es tan inmediata como lo es el teorema de Kharitnov para el problema de análisis. Para obtener el algoritmo general se han desarrollado diversos resultados como la descripción de niveles definidos por los distintos parámetros de las partes par e impar de plinomio, el Teorema de generación de máximos, mínimos y puntos de inflexión, o el Teorema de máximo número de puntos M-m. Se ha realizado un estudio de las condiciones necesarias de intersección y un estudio generalizado de las tendencias posibles para cualquier polinomio. Este estudio permite agrupar a los polinomios en una cuatro Clases. Con todo ello se establece un algoritmo que permite estabilizar un polinomio, o indica que no existen solución en su caso.

Autor: DORMIDO CANTO SEBASTIÁN.
Año: 2001.
Universidad: NACIONAL DE EDUCACION A DISTANCIA.
Centro de lectura: CIENCIAS .
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS.

Resumen: La Programación Dinámica es una potente herramienta que permite la resolución de una amplia familia de problemas de optimización dentro de la teoría del control. El principal inconveniente, compartido con todas las técnicas de optimización de tipo combinatorio, es su alto coste computacional. Esto hace que la solución exacta no pueda ser obtenida en ocasiones en un tiempo razonable. Por este motivo, en las últimas décadas y coincidiendo con el desarrollo de los sistemas de computación (software y hardware) se han venido desarrollando diversas técnicas que permiten una considerble reducción de la complejidad computacional, aunque a veces los niveles alcanzados siguen sin ser suficientemente válidos. Por otra parte, los algoritmos de Programación Dinámica pueden ser reformulados para su ejecución en un computador paralelo, de manera que la solución se obtenga en un tiempo mucho menor. Si bien hace pocos años los computadores paralelos eran enormemente costosos, hoy en día es posible implementar computadores paralelos virtuales, a un coste aceptable y fácilmente escalables, a su partir de redes de estaciones de trabajo ordinarias, lo que genéricamente se denomina como cluster. Frente a los supercomputadores paralelos comerciales, los clusters hacen uso del sistema operativo Linux y de herramientas de programación que siguen la filosofía del software libre. De este modo, todo el software y la documentación necesarios para montar, configurar y mantener el cluster se encuentran disponibles de manera libre y gratuita en Intenet. Así es posible obtener sistemas de muy alto rendimiento a bajo costo. En esta Tesis se desarrollan algoritmos paralelos de Programación Dinámica generales para clusters, utilizando el paso de mensajes como paradigma de programación, que sean de utilidad en el campo de control de procesos.

Autor: MUÑOZ FRIAS JOSE DANIEL.
Año: 2001.
Universidad: PONTIFICIA COMILLAS.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: ESCUELA TECNICA SUPERIOR DE INGENIERIA ICAI.

Resumen: En esta tesis se estudia la aplicación de tecnicas de control no lineal para el control de flujo y velocidad de una maquina de induccion. Se demuestra que si bien estas tecnicas dan buenos resultados cuando se simulan en tiempo continuo, su aplicación practica en tiempo discreto puede ser problemática. Para conseguir un buen comportamiento en tiempo discreto se ha desarrollado un controlador no lineal basado en una funcion de Lyapunov de los errores de seguimiento y sus integrales, mostrandose su buen comportamiento en el bando de ensayos del Laboratorio de Accionamientos Electricos. Por ultimo se ha demostrado que el controlador vectorial directo es en realidad un controlador no lineal ad-hoc, con un comportamiento similar al controlador no lineal desarrollado en esta tesis. En el trabajo realizado han quedado claras las diferencias y similitudes entre los controladores no lineales propuestos y el control vectorial directo. Desde el punto de vista de la implantación practica, cabe destacar que el sistema de control se ha implantado en un PC compatible usando el sistema operativo en tiempo real de codigo abierto RT-Linux. Ademas se ha desarrollado un circuito basado en FPGA para generador los disparos del inversor y leer los pulsos del encoder incremental para medir la velocidad de giro de la maquina.

Autor: ZULOAGA IZAGUIRRE AITZOL.
Año: 2001.
Universidad: PAIS VASCO.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE BILBAO.

Resumen: En esta Tesis se propone una arquitectura para la determinación del flujo óptico a partir de secuencias de imágenes en tiempo real. Se pretende llevar a cabo esta arquitectura utilizando básicamente dispositivos lógicos programables del tipo FPGA y por ello la arquitectura será desarrollando utilizando un lenguaje de descripción de hardware, concretamente el VHDL. El flujo óptico es un componente importante en el desarrollo de sistemas de visión que tienen que ver con el análisis del movimiento. Sus aplicaciones son muy variadas y van desde la caracterización dinámica de objetos presentes en la imágenes hasta la determinación de las características tridimensionales del entorno, pasando por la reconstrucción y mejora de imágenes. Entre las características más importantes que se han dispuesto para el sistema están las de la búsqueda del procesamiento en tiempo real y a una resolución adecuada, similares a las que se obtienen en una cámara de televisión estándar. Para el desarrollo de esta Tesis fue necesaria crear una serie de herramientas que permiten trabajar con sistemas para el procesamiento de imágenes desarrollados con VHDL, además de plantear una metodología para desarrollar un sistema hardware a partir de un modelo matemático como el utilizado para la obtención del flujo óptico.

Autor: LAZKANO BILBAO ANDONI.
Año: 2001.
Universidad: PAIS VASCO.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS DE BILBAO.

Resumen: La Tesis Doctoral afronta el problema de las faltas de alta impedancia con arco eléctrico en el sistema de distribución de energía eléctrica, mediante la fijación de unos criterios y establecimiento de un algoritmo para la detección de la peligrosidad de este tipo de faltas. Se presenta la obtención de una base de registros de faltas de alta impedancia realizada en un trabajo de campo de contempló ensayos de faltas en laboratorio, ensayos en condiciones reales y registros de eventos en una subestación de distribución eléctrica. Se desarrolla una metodología para la definición del método de detección utilizando dos enfoques distintos. En el primero, se propone un nuevo algoritmo de detección basado en una aproximación clásica, usando las componentes armónicas más relevantes. Se realiza un análisis espectral preliminar para obtener las componentes espectrales características que pueden utilizarse para discriminar faltas de alta impedancia. En segundo lugar, se propone un innovador algoritmo de detección utilizando técnicas más avanzadas de procesado digital de señal, concretamente un análisis tiempo-frecuencia basado en la Transformada Wavelet. Ambas propuestas son evaluadas tanto en su grado de detección como en el nivel de seguridad, obteniéndose resultados aceptables para el método de detección basado en componentes armónicas y resultados muy satisfactorios en el método basado en la Transformada Wavelet. Los resultados han sido validados con el desarrollo de un prototipo que ha sido insatalado en instalaciones de distribución de energía eléctrica, comprobando al mismo tiempo la viabilidad tecnológica de los métodos propuestos.

Autor: CORTADELLAS MARTÍNEZ FRANCISCO JAVIER.
Año: 2001.
Universidad: RAMON LLULL.
Centro de lectura: INGENIERIA ELECTRÓNICA E INFORMÁTICA.
Centro de realización: E.T.S., D'ENGINYERIA ELECTRÓNICA I INFORMÁTICA LA SALLE.

Resumen: En esta tesis se ha diseñado un procesador especializado de arquitectura paralela que, juntamente con un procesador de propósito general, permite obtener velocidades de reconocimiento superiores a 100 siluetas por segundo (utilizando un procesador AMD a 1 Ghz., siluetas de 256x256 píxeles). El algoritmo de reconocimiento de siluetas que se ha desarrollado, y que implementa en parte el procesador diseñado, trabaja en el dominio de la imagen. En este dominio, los resultados de la comparación entre siluetas y modelos dependen fuertemente del proceso de normalización de la localización, la orientación y el tamaño. Tradicionalmente se realiza calculando el centro de gravedad, la orientación del eje de mínima inercia y el bounding box. El problema de esta técnica es que es muy sensible a deformaciones de la silueta. Para aumentar la robustez de la estimación de la localización y la orientación, se ha tenido que reformular el problema y la función de error a minimizar. Esto ha permitido la utilización de un m-estimator para limitar el efecto de los outliers. No obstante, el criterio que el estimador utiliza para decidir que muestras son consideradas outliers no está relacionado con la posibilidad de deformación de una silueta. Con el fin de poder influir sobre esta decisión se ha introducido una función de ponderación dependiente de la forma, que mejora la robustez del método substancialmente. El tamaño se ajusta con una técnica basada en el área que, aunque no preserva siempre toda la silueta, permite que el algoritmo sea muy insensible a cambios de localización, orientación y escala de siluetas deformables. Gracias a su buen funcionamiento, se han podido utilizar medidas de similitud basadas en la correlación y obtener asociaciones silueta-modelo muy parecidas a las que realiza el sistema visual humano. En el diseño del procesador se ha seguido una estrategia de codiseño software-hardware, realizando el particionado de manera manual. Las principales características de su arquitectura son el paralelismo, la fácil expansibilidad, y el mantenimiento de un tiempo de operación constante. Independientemente del número de modelos almacenados. Esta innovadora característica se ha conseguido, principalmente, gracias al diseño de un circuito que permite comparar, simultáneamente, un número teóricamente ilimitado de valores. Se presentan dos implementaciones de este circuito, una utilizando técnicas analógicas y otra basada en técnicas digitales, que están en proceso de ser patentadas. Las aportaciones se han validado mediante un conjunto de siluetas de objetos reales y con la implementación de un prototipo del procesador.

Autor: BALBASTRE BETORET PATRICIA.
Año: 2001.
Universidad: POLITECNICA DE VALENCIA.
Centro de lectura: INFORMÁTICA .
Centro de realización: E.U. INFORMÁTICA.

Resumen: En el diseño del sistema de control de un proceso industrial se identifican principalmente dos fases: el diseño del regulador y su posterior implementación en un sistema de tiempo real. En ambas fases se hace simplificaciones respecto de la otra fase para poder realizarlas de forma independiente. Por ejemplo, en el diseño del regulador se supone que la plataforma donde se implementa el sistema asegura un muestreo equidistante y determinista y no se tiene en cuenta la influencia del sistema operativo. Del mismo modo, en la fase de implementación se asume que los periodos de las tareas son fijos, los plazos son críticos, etc. Esto supone que, tradicionalmente, ha habido una separación entre las teorías de control y de tiempo real, o lo que es lo mismo, entre la fase de diseño del regulador y su implementación digital. La comunidad de control se ha centrado en su fase sin preocuparse en la influencia de la implementación. Lo mismo ha sucedido en el área de Sistemas de Tiempo Real. En la práctica, los sistemas no tienen el comportamiento esperado. Una de las causas del empeoramiento de la respuesta es que las simplificaciones mencionadas anteriormente desvirtúan excesivamente el funcionamiento del sistema de control. Surge, por tanto, la necesidad de dejar de considerar ambas fases como independientes. Hasta hacer relativamente poco tiempo, pocos trabajos trataban de la integración de ambas fases. Actualmente, hay una línea abierta de investigación sobre la integración del control y la planificación. Esta tesis propone un modelo general de tareas con el objetivo principal de mejorar la respuesta de un sistema de control. Para ello, se abordan dos aspectos: el análisis y reducción de los retardos introducidos por el planificador de tiempo real y la ejecucción de cómputo opcional garantizado. Respecto a los retardos introducidos por el planificador, se propone un nuevo modelo de tareas que consigue reducir en gran medida estos retardos. Como resultado, la respuesta del sistema de control mejora. Este modelo considera políticas de planificación por prioridades estáticas y dinámicas y recursos compartidos. Respecto a la ejecución de cómputo opcional, el modelo propuesto permite garrantizar a priori cuanto tiempo de cómputo extra van a poder ejecutar las tareas y cada cuánto tiempo. Esto permite mejorar la acción de control del regulador por medio de la utilización de algoritmos más complejos, o recalcular los parámetros del modelo, en un esquema de control adaptativo.

Autor: JIMÉNEZ MACÍAS EMILIO.
Año: 2001.
Universidad: LA RIOJA.
Centro de lectura: ENSEÑANZAS CIENTÍFICAS Y TÉCNICAS.
Centro de realización: CENTRO DE ENSEÑANZAS CIENTÍFICAS Y TÉCNICAS DE LA UNIVERSIDAD DE LA RIOJA.

Resumen: La tesis presenta una metodología para la mejora de los procesos productivos en plantas industriales, sistemas SCADA, herramientas gráficas de modelado de sistemas, sistemas dinámicos de eventos discretos, simulación, autómatas programables, supervisión, ingeniería gráfica, e ingeniería térmica y de fluidos. La pretensión de que la producción científica resultante sea directamente aplicable a la industria, y el enfoque hacia las necesidades de la industria regional, se concretan en la aplicación a un proceso real industrial de un sector importante en La Rioja: una planta de producción de elementos cerámicos de última generación. La tesis se apoya en tres pilares: el trabajo de investigación RdP y SCADAs en Automatización, Simulación y Supervisión de Procesos Industriales. Aplicación a Plantas Industriales de Cerámica, la línea de investigación Técnicas de Análisis de Sistemas Dinámicos de Eventos Discretos y el proyecto de investigación Estudio de Implantación de Técnicas de Control Avanzadas en Procesos Industriales, y se ve complementada por diversidad de publicaciones, en forma de libros y artículos, en los que se descargan y amplian gran parte de los trabajos y resultados de la investigación. Inicialmente se presentan los elementos de la automatización que van a ser utilizados: los autómatas programables, los paquetes SCADA, y los formalismos (para modelado, análisis, implementación …) de sistemas discretos: GRAFCET y RdP. De todos ellos se realiza una presentación desde los niveles más básicos, con abundantes definiciones, clasificaciones, y referencias de todo tipo (artículos, tesis, direcciones de Internet, etc.), con la idea de que pueda servir de partida para los lectores que nos ean expertos o que quieran profundizar en alguno de los temas. Posteriormente se analiza la metodología y arquitectura para la simulación y el control automático de procesos complejos, y la mejora de prestaciones mediante el uso coordinado de los autómatas programables y los SCADAs. De esa forma, se presenta un control redundante adaptativo, capaz de detectar errores en el automatismo o desviaciones en el funcionamiento del sistema respecto al modelo esperado. En el siguiente apartado se desarrolla una metodología para la implementación de las automatizaciones en los dispositivos industriales de control automático, partiendo de los modelos desarrollados con formalismos de alto nivel. La implementación en los dispositivos de los modelos de la automatización y del sistema, y la correcta interrelación entre ellos, conduce a la simulación semifísica, que permite verificar el correcto funcionamiento de la automatización antes de emplearla con el sistema real, o simular, en tiempo real, maniobras y operaciones complicadas. Posteriormente se presenta un análisis metodológico similar al anterior desde el punto de vista del computador. Con ello se pueden emplear los modelos, de la automatización y del sistema, para la simulación de la producción con horizontes temporales mayores, con capacidad de almacenamiento de la información para su análisis, y con posibilidad de implementar otras prestaciones adicionales. En el siguiente apartado se presentan ciertas técnicas avanzadas para la automatización adaptativa de cierto tipo de procesos flexibles, basándose en un análisis sobre restricciones y prioridades y su adaptación a los dispositivos de control y a los programas de simulación y análisis de prestaciones. Posteriormente se presentan ciertas aplicaciones desarrolladas con diversos lenguajes de progrmación en las que se implementan técnicas de inteligencia artificial y se integran las aplicaciones de control de elementos complejos (robots) en la gestión global del proceso. Todo ello, unido a las aplicaciones de 3D y realidad virtual, desemboca en el concepto de Fábrica Virtual. Finalmente se aplica todo lo anterior a una planta de última generación de producción de elementos cerámicos. Para ello en primer lugar se analiza metodológicamente el tipo de procesos (desde sus diversos subsistemas) y el comportamiento que presentan las herramientas de modelado debido a sus peculiaridades, y se determinan las aplicaciones adicionales necesarias para la trazabilidad total del proceso. Con todo ello, se desarrolla el conjunto de aplicaciones que implementan los resultados conseguidos, en el proceso real, y que sirve de modelo práctico de aplicación de los resultados obtenidos y de ejemplo para la aplicación a otros sectores industriales

Autor: MUÑOZ MORENO ISRAEL.
Año: 2001.
Universidad: GIRONA .
Centro de lectura: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR.
Centro de realización: ESCOLA POLITÉCNICA SUPERIOR.

Resumen: Esta tesis doctoral aborda el problema del aprendizaje en sistemas multi-agente físicos y heterogéneos y el análisis de los beneficios de trabajar con sistemas heterogéneos con respecto a homogéneos. Para llevar a cabo esta tarea se parte del trabajo realizado por Tad Hogg y Bernardo Huberman y de varios procesos observados en la naturaleza como es la distribución de tareas a través de la lucha entre los miembros de un grupo de animales. Mediante este algoritmo los agentes aprende a seleccionar aquellas tareas que están mejor relacionadas con respecto a sus características físicas y su contribución al rendimiento global del sistema. Este algoritmo está especialmente concebido para un grupo de robots que cooperan y trabajan conjuntamente para alcanzar los objetivos del grupo. Un posible ejemplo de este problema corresponde a la distribución de roles en un equipo de fútbol robótico. El fútbol ofrece la posibilidad de investigar en Sistemas Multi-Agentes en entornos donde el entorno cambia continuamente y donde la cooperación entre los miembros del equipo juega un papel muy importante. Una de las características más importantes del algoritmo desarrollado, aparte de dotar al sistema multi-agente de la capacidad de aprender, es la capacidad de adaptación que presenta el sistema. Este algoritmo permite a un equipo adaptarse al entorno mientras este sigue funcionando de una forma aceptable. Estas características se estudia en diferentes escenarios, cambios en el entorno y cambios en las capacidades físicas en uno de los robots. Otros aspecto interesante es la presencia de un parámetro tomado de los procesos observados en los procesos naturales que permite al sistema de rendir mejor y mejorar su capacidad de adaptación este algoritmo es aplicado más tarde a varios equipos de componentes homogéneos y heterogéneos para que aprendan a seleccionar roles de forma que maximizen el rendimiento del equipo. Los equipos son evaluados y comparados jugando entre sí y contra una serie de equipos tipo seleccionados previamente. Los resultados muestran claramente que los equipos heterogéneos rinden mejor que los homogéneos. Finalmente se establece una medida de la diversidad física en el sistema que permite analizar de una forma rigurosa los resultados de los equipos homogéneos y heterogéneos. Los resultados muestran que esta medida de la diversidad puede ser muy útil para diseñar equipos de robots heterogéneos a partir de los resultados conocidos de varios equipos.

Autor: MARTÍ COLOM PAU.
Año: 2001.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: INFORMÁTICA.

Autor: ARBOLEDA AGUINAGA JUAN PABLO.
Año: 2001.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.

Resumen: La presente tesis doctoral aporta una metodología que se basa en la información proveniente de un sistema híbrido de sensores para conseguir la puesta en correspondencia geométrica de imágenes reales con imágenes virtuales en escenarios exteriores. El conjunto de sensores escogidos, junto con el método para integrar su información de tal manera que se complementen convenientemente, permiten obtener secuencias de imágenes de alta calidad de un mundo de Realidad Aumentada. El procedimiento presentado permite estimar la posición y orientación de un par de cámaras de vídeo montadas en un vehículo que se desplaza por una avenida de una ciudad. Una vez obtenida la posición de la cámara real, se traslada también este resultado a la cámara virtual. Las imágenes capturadas pertenecen a lo que en el área de la Realidad Aumentada se le llama "mundo real". Por otro lado, el "mundo virtual" está formado por objetos virtuales generados por computador que se encuentran comúnmente en escenas urbanas y que son los que enriquecen las escenas del mundo real. La dificultad característica de los sistemas de Realidad Aumentada se refleja en la percepción de cierta incongruencia con respecto al mundo real del objeto virtual insertado, dando a entender que el objeto parece no pertenecer al entorno donde ha sido insertado. En los sistemas de Realidad Aumentada existen dos puntos de vista: el del observador (que puede ser una persona o una cámara real) y el punto de vista de la cámara virtual, el cual proporciona la visión del modelo desde ese punto de vista. Alinear correctamente los mundo respectivos, el mundo real como el mundo virtual, es el problema en el que se centra esta tesis. Raramente se encuentran sistemas de Realidad Aumentada en escenarios exteriores, debido a la dificultad en preparar el escenario con marcas, o detectar puntos característicos durante todo el tiempo y el espacio que cubre la aplicación. La solución a este problema, como se propone en esta tesis, pasa por la utilización de diferentes sensores, llevando con ello al manejo de un alto volumen de datos de diferente procedencia que necesitan ser procesados y enlazados. El método propuesto para la puesta en correspondencia se basa también en el contenido de un modelo CAD. Básicamente las siguientes son las funciones de cada sensor en el proceso de puesta en correspondencia: la posición del GPS se utiliza como una primera aproximación a la posición absoluta de inicio y la visión por computador permite afinar esta posición. El odómetro entrega la velocidad del vehículo y con base en este dato y el tiempo transcurrido se conoce la distancia que se avanza. La visión por computador permite conocer la orientación que ha seguido el vehículo, y cancelar el error cometido en el proceso de "dead-reckoning". Como resultado se obtiene una secuencia de escenas estereoscópicas aumentadas que van cambiando en el tiempo, con vistas reales de la carretera y observadas desde un punto de vista similar al que tiene el conductor cuando mira hacia el frente, con algunas adiciones, los objetos virtuales, ubicados congruentemente. Se ha mostrado también la factibilidad de un ambiente controlado de Realidad Aumentada; las características del método permiten modificar el entorno virtual dinámicamente, de acuerdo con las reacciones de una persona frente a un mundo de Realidad Aumentada, o sincronizadamente con otro tipo de eventos. En el documento se muestran algunos ejemplos de aplicaciones basadas en la metodología propuesta. El presente trabajo ha sido clasificado dentro de la taxonomía global de "Mixed Reality". La clasificación dentro de dicha taxonomía de la metodología aquí propuesta, proporciona un punto de referencia más a otros grupos de investigación.

Autor: ORTIZ ZAMORA FRANCISCO.
Año: 2001.
Universidad: ALICANTE.
Centro de lectura: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR.
Centro de realización: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR.

Resumen: La presente Tesis Doctoral se orienta en el estudio e investigación de la extensión de las operaciones morfológicas a imágenes en color. El campo de aplicación concreto se centra en las transformaciones geodésicas vectoriales. Para la extensión del procesamiento morfológico a imágenes en color se realiza un estudio de las diferentes estrategias de ordenación vectorial y su interacción con la familia de espacios HSI. Se presentan diferentes métodos de orden y se muestra como la ordenación lexicográfica se adapta perfectamente al mapa de valores HSI. Se desarrolla un nuevo método de ordenación vectorial, basado en el concepto lexicográfico, que permite flexibilizar la rigidez del método de orden anterior y lograr así una transición entre diferentes orientaciones del retículo (intensidad o matriz). En la adecuación de la familia de espacios cromáticos HSI para procesamiento de imágenes se trata la indefinición del matiz. En particular, se desarrolla un algoritmo que, en base a un umbral de saturaciones, decide el cambio de prioridades en la ordenación lexicográfica cuando el matriz no sea significativo. En relación a las transformaciones geodésicas, se analizan minuciosamente los aspectos teóricos de las operaciones geodésicas implementadas en mapas cromáticos vectoriales. Asimismo, se comprueba el cumplimiento de sus propiedades gracias al mantenimiento de un mismo criterio de orden vectorial en todas las operaciones, tanto morfológicas, como de minimización maximización de funciones. La eficiencia de estas operaciones se ha comprobado en aplicaciones de segmentación, eliminación de brillos o atenuación de ruido.

Autor: MORA PASCUAL JERÓNIMO MANUEL.
Año: 2001.
Universidad: ALICANTE.
Centro de lectura: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR.
Centro de realización: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR.

Resumen: La concepción y realización de las primitivas computacionales para procesamiento sujeto a restricciones temporales constituye el objeto fundamental que se recoge en esta memoria. Al ampliar el ámbito de la utilería para tiempo real al nivel de la capa física de los computadores, la consecuencia inmediata es que aumenta la flexibilidad y versatilidad de diseño de los sistemas de tiempo real: Los aspectos relacionados con las restricciones temporales puden ser abordados también al nivel físico, compartida o alternativamente a su tratamiento a los niveles superiores. En concreto, el objetivo ha sido la obtención de un modelo de cálculo aritmético que flexibilice el tiempo de procesamiento de las operaciones, sin perjuicio del rendimiento. Se ha profundizado en los distintos aspectos que debía atender un sistema de cálculo aritmético en coma flotante, especialmente en aquellos que tienen que ver con la elaboración de la respuesta por refinamiento sucesivo. La operación está basada en el empleo de funciones iterativas a fín de poder mejorar la precisión del resultado según el tiempo de proceso disponible. Los pasos de iteración utilizan memorias con datos precalculados buscando, sobre todo, la sistematización en la implementación de primitivas de bajo nivel que parametrizan el tiempo de procesamiento. Desde el punto de vista de modelos y arquitectura, se ha realizado un esfuerzo integrador de las restricciones temporales como propiedades dentro de la evaluación de las primitivas, de forma que permiten un tratamiento homogéneo con el resto de las características de estas unidades. El resultado es FRAU (Flexible Real Aritmetic Unit), que incluye las operaciones suma, producto, división y raíz cuadrada con prestaciones de tiempo real. Las operaciones suma y producto se ha construido mediante la fragmentación de los operadores en bloques de tamaño predefinido cuya composición (suma o producto) está almacenada en tablas look-up. El resultado de la operación se obtiene componiendo los resultados parciales, bien de forma paralela, en árbol, o secuencialmente, empezando por la izquierda. Se consigue velocidad por el uso de las tablas y posibilidad de incidir en la duración, mediante las iteraciones. La división y la raíz cuadrada están basadas en la técnica de Newton-Raphson (N-R) de aproximación de raíces. Se consigue incidir en la duración desde dos niveles: en grano más fino porque se utilizan las primitivas suma y producto y, al nivel global de operación, por las características iterativas de N-R. Como resumen global, se considera que este trabajo representa un avance dentro del desarrollo de arquitecturas específicas para tiempo real de bajo nivel. Propone vrios métodos que permiten procesar de forma aproximada, consiguiendo acotar el error cometido a niveles operativos. La iteratividad del cálculo sugiere, a su vez, dos posibles líneas de acción: operatoria esencialmente secuencial, en cuyo caso la flexibilidad iterativa puede explotarse para el juego entre precisión del resultado y el tiempo disponible de operación. Paralelización de los pasos de iteración, para acumular los resultados parciales con máxima rapidez, al consabido precio de complicar la circuitería. La posibilidad de doble actuación, sobre el tiempo disponible y sobre el grado de paralelización, proporciona posibilidades de diseño francamente sugerentes para la obtención de algoritmos intermedios que ofrezcan el adecuado equilibrio entre su complejidad y las prestaciones que hayan de proporcionar.

Autor: CLIMENT FERRER AUGUST.
Año: 2001.
Universidad: RAMON LLULL.
Centro de lectura: INGENIERIA ELECTRÓNICA E INFORMÁTICA.
Centro de realización: E.T.S. D'ENGINYERIA ELECTRÓNICA I INFORMÁTICA LA SALLE.

Resumen: En este trabajo se presenta un algoritmo nuevo de control de concurrencia para sistemas gestores de bases de datos distribuidos, Speculative Two Phase Locking SP2PL. Primero se hace un estudio de los algoritmos Strict Two Phase Locking S2PL, Distrubuted Time Ordering DTO, Wound Wait Two Phase Locking WW2PL y Optimistic Distributed Time Ordering ODTO. Estos algoritmos se han estudiado mucho para sistemas gestores centralizados, pero hace falta mejorar su estudio para sistemas gestores distribuidos. Este análisis se ha extendido para sistemas transaccionales y con existéncia de replicación. Las principales aportaciones de esta tesis son: 1,- Estudio detallado de los principales algoritmos de control de concurrencia para sistemas gestores distribuidos transacionales y con existéncia de replicación. 2,- Propuesta de un algoritmo nuevo SP2PL a partir de la ampliación de los modos de compatibilidad de las adquisiones. 3,- Modelización del sistema distribuido y simulación de los diferentes algoritmos para concluir que el algoritmo SP2PL tiene un mejor comportamiento que los otros algoritmos.

Autor: SÁEZ LÓPEZ JUAN.
Año: 2001.
Universidad: VIGO.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: E.T.S. DE INGENIERÍA INDUSTRIAL.

Resumen: En esta tesis se trata la problemática del retorno de experiencias en el entorno industrial y su aplicación a sistemas automáticos de manutención industrial. Esta problemática se puede esquematizar en los siguientes puntos: * Necesidad de integración de retorno de experiencias desde las primeras fases de diseño y desarrollo del sistema. * Necesidad de un tratamiento sistémico para contemplar todos los aspectos multidisciplinares de la información a retomar. * Automatización del retorno de experiencias de modo que se pueda disponer de datos fiables en tiempo real. * Necesidad de modelos y formatos de intercambio de información estándar y abiertos como soporte del retorno de experiencias. Ante esta problemática se plantea un objetivo: disponer de un sistema de Retorno de Experiencias Integrado (REI) y automático que permita obtener en tiempo real la información válida para la mejora del sistema (rediseño), la mejora de la explotación (mantenimiento) y la mejora de los ssitemas de información de alto nivel (gestión de la información de empresa) en los sistemas automáticos de manutención industrial, validándolo en un transportador ligero "Power & Free" de una línea de producción industrial. Para abordar esta problemática se parte de un planteamiento sistémico del problema, estudiando y presentando herramientas de modelado y sistemas y de intercambio de información como apoyo a este planteamiento. Esquemáticamente se utilizan las siguientes bases de partida: * Tratamiento sistémico del problema bajo el punto de vista de la Ingeniería de Sistemas.

Autor: ZAPATA PÉREZ JUAN FRANCISCO.
Año: 2001.
Universidad: POLITECNICA DE CARTAGENA.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: E.T.S. INGENIERÍA INDUSTRIAL.

Resumen: Existe por parte de los facultativos una continua y cada vez mayor demanda de sistemas de análisis automático de imágenes biomédicas 2D y 3D, donde en concreto las imágenes de ultrasonidos juega un papel crucial en diversas disciplinas médicas, en particular en medicina cardiovascular. Sin embargo, las imágenes de corazón obtenidas mediante ultrasonidos se caracterizan por altos niveles de rudio multiplicativo (speckle). Este tipo de ruido, coherente con la misma naturaleza del ultrasonido, es una de las principales fuentes de degradación en la resolución y de la detectabilidad de los objetos que componen la imagen, enmascarando el contenido de la información clínica. Por otra parte, los contornos activos deformables, y sus generalizacions multidimensionales, permiten disponer de un mecanismo de seguimiento flexible que es conducido por un sistema de fuerzas derivadas de la imagen y del mismo contorno, pero en el que el uso de ordenadores de pronóstico general no permite cumplir las exigencias de tiempo de cómputo, sobre todo cuando se trata de requerimientos de tiempo real. En este sentido, las características de los sistemas DSPs los hacen una buena solución en este dominio, permitiendo dar respuesta a las exigencias temporales demandadas por nuestra aplicación en la tarea del seguimiento del endocardio en imágenes ecocardiográficas en tiempo real. El objetivo principal de esta tesis doctoral consiste, en resumidas cuentas, en proporcionar una herramienta que pueda integrase en un sistema de análisis automático de imágenes biomédicas para el seguimiento del movimiento no-rígido de ciertas estructuras anatómicas cardiacas. Como consecuencia del trabajo realizado en la consecución de este objetivo, las principales aportaciones de esta Tesis se pueden resumir en los siguientes puntos: * Hemos propuesta una nueva técnica basada en un ajuste por medio de una spline cública para la reducción del ruido speckle en imágenes ecocardiográficas. Los resultados alcanzados mejoran los de los trabajos previos reportados en la bibliografía. * A la técnica de minimización local, utilizada en el proceso de minimización energética de los contornos activos deformables, se le ha realizado aportaciones novedosas para adecuar la técnica a las imágenes objeto de nuestro estudio. * Se ha realizado una validación de las técnicas sobre diferentes secuencias ecocardiográficas de diversos pacientes y para cada una de las cámaras del corazón y se han comparado con las propuestas de un experto, obteniendo grados de concordancia por encima del 90%. * Por último, se ha realizado una proyección de las técnicas sobre un DSP. Posteriormente se ha sometido al sistema a un proceso de verificación de los tiempos de respuesta, proporcionando unos resultados que lo hacen operativo en el análisis de las cuatro cámaras a la frecuencia de vídeo, ocupando tan sólo la quinta parte del tiempo de cómputo del DSP.