DISEÑO DE CIRCUITOS, 3

Autor: BEDFORD GUAUS DAVID JUAN.
Año: 1999.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.

Resumen: El objetivo principal de la tesis es la demostración de la viabilidad del método de aceleración de campo (FAM/MAC) como sistema de control vectorial de par en la regulación de velocidad de motores asíncronos. El control propuesto se caracteriza por conseguir una solución al compromiso entre la complejidad de los sistemas usuales de altas prestaciones con control vectorial o transvectorial y los sistemas elementales con control escalar de discutibles resultados. El control se basa en una transformación denominada de Componentes Simétricas Generalizadas que permite obtener un modelo de la máquina, válido para régimen transitorio y permanente. Su implicación para motores en condiciones de alimentación por tensión simétrica sin neutro, con restricción al régimen permanente, determina el modelo fasorial en T de la máquina. Una transformación posterior elimina la reactancia del lado del estátor (configuración T2) estableciendo el modelo definitivo utilizado para formular un algoritmo basado en el método de aceleración de campo para el control del par del motor. El algoritmo de control se simula, utilizando un entorno en lenguaje C desarrollado para la tesis, para estudiar la respuesta del motor de inducción bajo el control FAM/MAC. Posteriormente, se cierra un lazo de control de velocidad del motor utilizando el controlador FAM/MAC desarrollado para el control de par. En dicho lazo, que no requiere de la utilización de un modelo de referencia, se contrastan dos tipos de controladores PI: uno digital convencional (algoritmo de Takahashi) y otro adaptativo mediante lógica difusa (fuzzy logic), específico de la tesis, basado en el análisis de la integral del error de velocidad. Se demuestra que el controlador difuso, a pesar de ser más robusto que el convencional, necesita ajustar sus parámetros ante cambios fuertes en el sistema (momento de inercia y par resistente) justificando el algoritmo adaptativo presentado, que responde correctamente en un margen muy amplio de parámetros de la carga. El sistema de control de velocidad obtenido se simula en el mismo entorno anterior. Los algoritmos de simulación se contrastan de forma experimental, mediante un banco de trabajo (constituido por el motor de inducción a controlar, un servomotor de continua de imanes permanentes que actúa como freno y una dinamo tacométrica para la medida de la velocidad), un PC con una tarjeta basada en DSP (conectada al bus ISA del primero dotando al sistema de capacidad de procesado paralelo), un inversor de potencia basado en IGBT (que genera una tensión de alimentación con el módulo, frecuencia y fase deseadas y controlado por un algoritmo de modulación vectorial, ejecutado en el DSP) y los circuitos electrónicos necesarios para la medida y adaptación de señales. A continuación se estudian los efectos de la desviación de algunos parámetros (resistencias de estátor y de rotor del modelo del motor) del controlador FAM/MAC sobre el error en la respuesta de par, la corriente magnetizante y la corriente de entrada del motor. Los resultados obtenidos detectan que el error en la respuesta de par es apreciable, por lo que es necesario añadir al sistema un lazo de identificación de dichos parámetros. Por otra parte, como la variación de la corriente magnetizante es muy pequeña de manera que no se alcanza el nivel de saturación de la máquina, el valor de la inductancia del modelo se considera constante. La obtención del error de la corriente de entrada del motor permite concluir que es posible utilizar esta magnitud como variable de entrada de un algoritmo para la identificación, y posterior adaptación, de los parámetros del motor. El lazo de identificación de parámetros se basa en la medida de la corriente de entrada al motor y su comparación con la estimada con un modelo del motor, y por tanto, no requiere de la captación de señales adicionales. En dicho lazo, se han diseñado dos tipos de controlador: uno basado en lógica difusa y otro en cálculo numérico, cuyo comportamiento ha sido verificado por simulación. De sus resultados se concluye que el controldor basado en cálculo numérico funciona mejor en un margen más amplio de puntos de trabajo del motor. Este último controlador también se verifica experimentalmente. En suma, la tesis desarrolla un sistema de control vectorial de motores de inducción, que no requiere de las complicadas transformaciones de los controles vectoriales. Aunque no introduce una mejora en las prestaciones obtenidas, por su robustez frente a desviaciones de determinados parámetros y bajo tiempo de procesado, puede constituir una excelente alternativa en accionamientos de prestaciones medias de bajo o medio coste.

Autor: ESTEVE GOMEZ VICENTE J. .
Año: 1999.
Universidad: VALENCIA.
Centro de lectura: FISICA.
Centro de realización: FACULTAD DE FISICAS.

Resumen: EN CALENTAMIENTO POR INDUCCIÓN, EL USO DE NUEVOS DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES DE POTENCIA DE FUNCIONAMIENTO DE LOS CONVERTIDORES CON LO QUE SE HAN EVIDENCIADO LOS EFECTOS PERJUDICIALES QUE PROVOCAN LAS DIVERSAS MAGNITUDES PARÁSITAS QUE APARECEN EN LOS COMPONENTES Y CONEXIONES DE ESTOS EQUIPOS. EL PRESENTE TRABAJO SE BASA EN EL ESTUDIO DE ESTOS EFECTOS Y EN EL ANÁLISIS Y DISEÑO DE CIRCUITOS CAPACES DE RESOLVER LOS PROBLEMAS QUE ESTOS PLANTEAN EN INVERSORES PERSONANTES PARALELO PARA APLICACIONES DE CALENTAMIENTO POR INDUCCIÓN CON EL OBJETO DE AUMENTAR SU RENDIMIENTO Y FIABILIDAD TRABAJANDO A ALTAS FRECUENCIAS. EN LA TESIS SE REALIZA EL ESTUDIO DE LOS CIRCUITOS RESONANTES PARALELO Y DE LAS TOPOLOGIAS ADECUADAS PARA REALIZAR EL CORRESPONDIENTE CIRCUITO INERSOR. SE REALIZA UN ESTUDIO DE LOS PROCESOS DE CONMUTACION EXISTENTES EN LOS DIVERSOS MODOS DE FUNCIONAMIENTO DANDO EXTRATEGIAS ADECUADAS PARA SU OPTIMIZACIÓN. TAMBIÉN SE ESTUDIO EL FUNCIONAMIENTO DEL INVERSOR EN CONDICIONES DE CORTOCIRCUITO EN SU SALIDA.

Autor: SUÑÉ SOCIAS VICTOR MANUEL.
Año: 1999.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.

Autor: BROSA GONZALEZ ANNA M..
Año: 1999.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: INGENIEROS DE TELECOMUNICACION.

Autor: LOPEZ LAPEÑA OSCAR.
Año: 1999.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: ETSEIB.

Resumen: En este trabajo de investigación se propone un nuevo método de diseño de controladores en modo deslizamiento denominado Método de Imposición de Dinamica. Esta técnica está basada en la imposición de una dinámica lineal a una determinada función de salida del sistema. El punto de partida de la Tesis Doctoral es la aplicación del denominado Método de Imposición de Dinámica a sistemas de estructuras variable cuya dinámica esté descrita por un modelo bilineal. Se analiza la problemática de diseño tanto de los sistemas de una entrada de control y una salida (SISO) como de los sistemas de múltiples entradas y salidas(MIMO). Para determinar la estabilidad del sistema, se define una transformación no lineal de las variables de estado para las cuales el sistema presenta una dinámica lineal y estable cuando se verifican unas condiciones determinadas. Utilizando esta técnica de diseño se proponen nuevos controladores tanto para convertidores CA/CC con alto factor de potencia como para filtros activos. Las prestaciones de estos controles se comparan con las obtenidas mediante el control clásico de la corriente promediada. Los resultados de este análisis demuestran que los controles propuestos presentan mayor estabilidad y permiten controlar sistemas más sofisticados. Por otra parte, el MID conduce en algunas ocasiones a circuitos de control complejos. Con objeto de simplificar el circuito de control se propone el diseño de controladores en modo deslizamiento para la corrección activa del factor de potencia basados en la aproximaciónd el régimen quasi-estacionario. Finalmente se propone una nueva familia de convertidores que utilizan interruptores de tres posiciones. La utilización de estos interruptores permite obtener mayor control sobre las variables de estado del convertidor sin perder por ello rendimiento.

Autor: POLO CANTERO JOSE.
Año: 1999.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.

Resumen: La medida del caudal en cauces naturales y en canales artificiales es una de las medidas hidrológicas e hidráulicas más importantes. Muchas de estas medidas son intrusivas, no obtienen una medida continua en el tiempo o dan un resultado parcial. Para suplir estas deficiencias se pensó desarrollar un caudalímetros electromagnético que además obtuviera las velocidades que se dan en el flujo. El caudalímetro se basa en la ley de Faraday que dice que cuando un conductor (agua) se mueve en un campo magnético se induce en él un campo eléctrico que es perpendicular al campo magnético y a la velocidad del conductor. Se han estudiado teóricamente las tensiones inducidas y se ha calculado la influencia de cada punto del canal en ella. También se han estudiado los perfiles de velocidad vertical y horizontal, que se dan en un canal. El primero tiene forma logarítmica. Del segundo no se ha encontrado expresión analítica. A partir de medidas empíricas se ha decidido utilizar una función del tipo X10. Para generar el campo magnético se han diseñado dos bobinas circulares formando una configuración de Helmholtz. Se utiliza una forma de onda alterna (trapecial) para evitar los desequilibrios entre los electrodos, pero este induce corrientes indeseables en el sistema de medidas durante las alternancias. Se ha obtenido un circuito equivalente del canal, los electrodos y la entrada del quipo de medida para estudiar la tensión inducida. La tensión medida sólo es válida cuando el cmapo es constante. La medida en esos instantes (el resto se descarta) se consigue con un desmodulador síncrono compuesto por un rectificador y un muestreador con retención síncrono realizado mediante capacidades conmutadas. La rectificación síncrona seguida de un muestreo síncrono de la señal detectada es unmétodo original que permite eliminar el nivel de continua sin afectar el espectro de la tensión a medir y obtener la señal modulada que es proporciona a la velocidad del agua. Se utilizan tres pares de electrodos que se pueden seleccionar mediante un multiplexor analógico situado a la entrada del sistema de medida. En este trabajo se ha confirmado que en el canal existen diferentes potenciales que son proporcionales a la velocidad del flujo en cada punto. El caudalímetro desarrollado permite obtener las tensiones inducidas en los pares de electrodos y a partir de ellas estimar el perfil de velocidades. A partir de él calcula el caudal.

Autor: TORRE ARNANZ EDUARDO DE LA.
Año: 1999.
Universidad: POLITECNICA DE MADRID.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: ETSI INDUSTRIALES.

Resumen: El trabajo desarrollado en esta tesis aborda el uso de estructuras lógicas basadas en el estándar IEEE 1149.1(Boundary Scan) para el test, la monitorización y la depuración de los sistemas basados en macroceldas, y en particular de los sistemas micropreocesadores. Tradicionalmente los requisitos de test y de monitorización se plantean de forma separada, mientras que en el método que se propone se contemplan de forma conjunta desde las primeras fases de concepción y diseño del sistema. El método se basa en la utilización de modelos VHDL arquitecturales basados en implementaciones complejas del estándar IEEE 1149.1, que actúan como medio de acceso y de activación de los recursos de test, monitorización y depuración de los circuitos. En los modelos se pueden incluir elementos tales como subregistros, registros de observación y módulos específicos de monitorización, disponibles en una biblioteca de módulos que puede ser ampliada para soluciones a la medida. También se aborda un metodo original que diseño de la lógica de test y monitorización, el cual está soportado por un conjunto de herramientas que pretenden explotar las posibilidades de los lenguajes de descripción desde la fase de diseño arquitectural de los sistemas. En particular, se ha desarrollado un entorno de herramientas, como demostrador de la metodología, que se centran alrededor de los siguientes puntos: -Generación automática de modelos de la lógica de test y monitorización, a partir de un lenguaje de especificación original. Los modelos que se generan se integran con la descripción del resto del circuito, y contemplan la inserción de lógica de boundary scan y la inserción de módulos específicos orientados a la monitorización. -Generación automática de funciones de soporte a los bancos de pruebas para entornos de simulación, aplicables en las diferentes etapas de refinamiento del sistema. -Estimación de área de los modelos generados, previa a la síntesis, que permite evaluar el coste en área de la lógica de test añadida durante la explotación del espacio de diseño. -Prototipado virtual y real de un tester de boundary scan, con el objeto de validar las características de la lógica en tiempo de ejecución, pudiendo ser aplicados tanto en los modelos simulables como en el prototipo real del sistema. -Ejecución de programas de test de alto nivel soportados por algoritmos de generación y ensamblado de vectores de test, que se ejecutan sobre el tester de boundary scan.

Autor: TORROJA FUNGAIRIÑO YAGO.
Año: 1999.
Universidad: POLITECNICA DE MADRID.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: ETSI INDUSTRIALES.

Resumen: El trabajo desarrollado en esta tesis doctoral aborda el problema del analisis de la calidad de los circuitos digitales descritos en VHDL mediante el uso de un conjunto reducido de métricas. Este conjunto está orientado hacia la medida de la calidad de la circuitería que se obtendrá tras el proceso de síntesis de las descripciones. Tradicionalmente, las medidas de calidad de los circuitos descritos en VHDL se han realizado considerando fundamentalmente los aspectos funcionales del diseño, y teniendo en cuenta recomendaciones sobre codificación y modelado. En esta tesis, sin embargo, y de forma original, se afronta el problema analizando el diseño desde el punto de vista del estilo de diseño y su estructura lógica. El conjunto de métricas recoge y adapta el diseño mediante VHDL la mayoría de las recomendaciones clásicas sobre el diseño lógico de circuitos integrados (fundamentalmente los aspectos relacionados con el esquema de reloj y de inicialización asíncrona, analisis de los dominios de reloj, uso de señales tri-estado, inicialización de registros, etc). Además, considera algunas de las recomendaciones sobre la codificación y el modelado, aportando un enfoque e interpretación desde el punto de vista de la circuitería dichas recomendaciones. El conjunto de métricas propuesto se aplica sobre un "modelo simplificado del hardware", presentado de forma original, que considera la estructura del diseño sin aportar detalles respecto a la lógica particular que se obtendrá la síntesis. Dicho modelo se obtiene a partir de las descripciones VHDL asumiendo una serie de simplificaciones que facilitan su procesamiento mantenimiento un grado de precisión suficiente para los analisis a los que esta orientado. El modelado no solo resulta útil como elemento sobre el que aplicar las metricas, sino que puede ser utilizado en muchas otras aplicaciones relacionadas con la síntesis VHDL en las que se requiera un interpretación sencilla de la lógica inferida (estimación de area, prestaciones, testabilidad,etc). El conjunto de métricas y el modelo simplificado ha sido implementado en una herramienta informatica, denominada ARDID, que permite, bajo un mismo entorno,no sólo la aplicación de las métricas y su posterior analisis, sino también aplicar procedimientos para facilitar la gestion del diseño y la conexión con otras herramientas. La herramienta incorpora procedimientos de visualización novedosos que aportan la información de forma jerárquica y facilitan el analisis de los resultados mediante visualizaciones gráficas y retroanotación sobre el código VHDL de los problemas. El conjunto de metricas, asi como el "modelo simplificado del hardware" está respaldado por una serie de experimentos sobre diseños reales de cuyos resultados se concluye que tanto las métricas, como el modelo simplificado y la herramienta, pueden ser muy útiles para los diseñadores de circuitos integrados, pudiéndose aplicar de forma continua y eficaz durante el proceso de diseño.

Autor: MAIXE ALTES JAVIER.
Año: 1999.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.

Resumen: Con el objetivo de presentar un marco lo más amplio posible para encuadrar a todas las familia de convertidores resonantes, se ha establecido en esta tesis una clasificación de convertidores basada en la manera de acoplar los bloques de entrada y salida a la red resonante. Este acoplamiento se ha definido en terminos de dos posibles categorias: resonante y no resonante. Se han definido con precisión los conceptos de acoplamiento resonante y no resonante, y se ha definido un nuevo concepto de fuente y de carga mediante los cuales se puedan obtener automaticamente todas las posibles estructuras en cada uno de los cuadrantes derivados de la clasificacion realizada. Esto ha permitido implementar algunas estructuras nuevas de convertidores no estudiados hasta la fecha... Se ha realizado un estudio general de las caracteristicas de todas las estructuras obtenidas en funcion de la nueva clasificación. Esto ha propiciado la posibilidad de nuevas aplicaciones. Las estructuras alimentadas en corriente obtenidas en la nueva clasificacion, pueden utilizarse como correctores del factor de potencia. Las estructuras alimentadas en tension pueden ser utilizadas en el control de motores piezoelectricos, con ahorro de componentes respecto de las soluciones actuales.

Autor: EL AROUDI ABDELALI.
Año: 1999.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.

Autor: ASENSI OROSA RAFAEL.
Año: 1998.
Universidad: POLITECNICA DE MADRID.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.

Resumen: En esta tesis se aborda el tema del modelado de componentes magnéticos trabajando en alta frecuencia, y con formas de onda no sinusoidales. Aunque la principal aportación se refiere al modelado de los devanados, se presenta un modelo completo que incluye los efectos en el núcleo. Se hace uso de una herramienta de análisis por elementos finitos para extraer los parámetros resistivos, inductivos y capacitivos de los devanados, haciendo uso del teorema de superposición para simplificar esta tarea. En el capítulo 1 se estudian los efectos en los componentes magnéticos trabajando en alta frecuencia. En el capítulo 2 se muestra el estado de la técnica de modelado de componentes magnéticos. El capítulo 3 contiene la aportación de la tesis: el modelo de componentes magnético y la metodología para extraer los parámetros del mismo mediante análisis por elementos finitos. En el capítulo 4 se somete el modelo a pruebas: se comparan medidas experimentales con datos de modelos de componentes reales. Finalmente, se presentan en el capítulo 5 algunas líneas de trabajo para desarrollos futuros y las conclusiones de la tesis.

Autor: CASILARI PEREZ EDUARDO.
Año: 1998.
Universidad: MALAGA .
Centro de lectura: INGENIEROS DE TELECOMUNICACION.

Resumen: El propósito de esta tesis es establecer un marco de trabajo en donde se clasifiquen y evalúen, bajo diversas circunstancias y de una manera sistemática, los modelos de tráfico de vídeo existentes hasta la fecha, proponiendo mejoras a los mismos y valorándolos sobre todo en función de su ajuste a series reales, su tratabilidad analítica y el número de parámetros que requieren (parsimonia). Tras definier el concpeto de modelo que se utilizará dentro del marco general del modelado, especificando la analítica y los métodos de evaluación a emplear, se pasa a categorizar los factores de influencia en el tráfico de vídeo ateniéndose a la escala de tiempo en donde su impacto es mayor. Así se concluye que para la mayoría de los problemas donde la caracterización de este tráfico puede resultar útil y considerando un modelo general, a nivel de aplicación, son la naturaleza de la señal audiovisual y los determinismos que impone el algoritmo de compresión los dos elementos más relevantes. El estudio de los modelos de la naturaleza de la señal audiovisual lleva a definir una clasificación de acuerdo con el tipo de estadísticos ajustados, distinguiéndose entre estadísticos de primer orden, caracterizables mediante la PDF (Probability Distribution Function), dependencias a corto plazo o SRD (Short Range Dependence) y dependencias a largo plazo o LRD (Long Range Dependence). De acuerdo con esta clasificación la tesis efectúa un análisis exhaustivo de los modelos existentes, comentando sus ventajas e inconvenientes y proponiendo en muchos casos mejoras de ajuste o parsimonia. Los modelos son diseñados y evaluados considerando un amplio espectro de muestras de tráfico real, correspondientes a secuencias de diversa naturaleza codificadas con distintos esquemas de compresión. Por otro lado, el mundo del modelado de tráfico se ha visto dominado durante los últimos años por la presencia de nuevos fenómenos (autosemejanza, síndrome de la varianza infinita) que pueden dar al traste con los supuestos estadísticos en los que se basan muchos controles de gestión (teorema central del límite, colas clásicas con llegadas sin memoria). La tesis analiza con detalle estos fenómenos, centrándose en el tráfico de vídeo y probando que la distribución en el tiempo del tráfico no presenta síndrome de la varianza infinita (naturaleza heavy-tailed) aunque sí características de autosemejanza. Como una filosofía estructural de capturar, al menos parcialmente, las LRD, se analiza la familia de los modelos escénicos u orientados a escena en donde se considera la existencia de un nivel superior (la escena) que modula las variaciones a más largo plazo. En este ámbito se definen las diferentes estrategias para dividir el tráfico en escenas, probándose que independientemente de éstas la duración de las escenas es heavy-tailed, lo cual ofrece una base matemática para justificar las LRD. Todas las familias de modelos consideradas son analizadas en cola, probándose que sólo con ocupaciones altas y buffers grandes (condiciones inviables para servicios en tiempo real) la LRD del tráfico cobra relevancia. En cualquier caso, las implicaciones de la LRD, más allá del impacto sobre la calidad recibida por la propia señal fractal, es analizada mediante el estudio del fenómeno de starvation, por el que una señal autosemejante de alta prioridad (vídeo) puede afectar la calidad percibida por un servicio de menor prioridad (datos) con el que comparte el enlace. Tras analizar el modelado de tráfico multiplexado y probar la aplicabilidad del teorema central del límite, se pasa a estudiar las repercusiones que sobre el tráfico presenta un esquema compresor interframe. El análisis se centra en el formato del GOP (Group of Pictures) MPEG, probándose que es necesario modelarlo de una manera estructuralista, considerando directamente la secuencia de tipo de fotogramas que impone. De nuevo se clasifican y evalúan los modelos propuestos hasta la fecha, concluyendo que la segmentación asimétrica, de acuerdo con el formato, del tráfico generado a nivel de GOP resulta un método razonable para aproximar el comportamiento en cola para ocupaciones bajas y buffers pequeños, para los que esta distribución asimétrica de la carga del GOP resulta más relevante. El estudio finaliza investigando los beneficios de la técnica de conformado Frame Spreading, las consecuencias de la alineación de los formatos en series MPEG multiplexadas y la problemática de modelar a niveles inferiores al del fotograma.

Autor: GARCIA SUAREZ OSCAR.
Año: 1998.
Universidad: POLITECNICA DE MADRID.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.

Resumen: La red eléctrica es la fuente de energía eléctrica que la mayoría de equipos electrónicos emplean para su alimentación. Los esquemas más sencillos de convertidores demandan una corriente por la red con un alto contenido armónico, ocasionando graves problemas en la red. Otra solución muy extendida consiste en demandar corriente proporcional a la tensión de red (factor de potencia unidad). Para ello se emplea un esquema de conversión que necesita dos convertidores continua/continua. Este esquema de conversión alterna/continua mediante dos etapas presenta como inconvenientes el tamaño y el rendimiento. Por otro lado, para regularizar toda la situación anteriormente comentada, recientemente se ha introducido la normativa internacional IEC 1000-3-2 que no se ponen límites al factor de potencia, sino a los armónicos de baja frecuencia de la corriente tomada de la red, abriendo así la puerta a nuevas soluciones al problema de la conversión alterna/continua. En este trabajo se proponen y se analizan de forma original cuatro familias diferentes de convertidores alterna/continua alternativas a las existentes. Las dos primeras están concebidas para mejorar ciertos aspectos de la citada conversión en dos etapas, en particular el rendimiento y el tamaño, manteniendo un factor de potencia unidad. La tercera y la cuarta familia están pensadas para cumplir la normativa de armónicos de baja frecuencia, optimizando el procesamiento de energía en la tercera, y mediante convertidores muy sencillos en la cuarta. Para todas ellas, se proponen varias topologías, reglas de diseño y métodos de control. Se analizan los armónicos de la corriente por la red y se han construido los prototipos de laboratorio reales que prueban el correcto funcionamiento y las ventajas de estas propuestas.

Autor: PRIETO LOPEZ ROBERTO.
Año: 1998.
Universidad: POLITECNICA DE MADRID.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES .

Resumen: Debido a que las especificaciones de las fuentes de alimentación para circuitos electrónicos son cada día más exigentes, es necesario realizar diseños muy precisos de los componentes magnéticos que se incluyen en ellas. Por ello, en esta tesis doctorales se realiza un análisis detallado de los componentes magnéticos mediante técnicas de elementos finitos. Entre las aportaciones originales presentadas en este trabajo, caben destacar las siguientes: . Se establece un método de análisis de componentes magnéticos mediante herramientas de elementos finitos (HEF), que permite extraer de forma sencilla los principales parámetros de diseño. . Se aplica el citado método de análisis para estudiar en detalle la influencia de la estrategia de devanado (técnicas de entrelazado), la sensibilidad de los parámetros constructivos, el funcionamiento de los transformadores planos y el diseño del transformador del convertidor de retroceso. . Dentro del campo del modelado se ha propuesto un modelo de una dimensión para analizar componentes magnéticos planos. . Se ha establecido un método genérico para poder emplear HEF 2D para estudiar geometrías con distribución de campo 3D. Este procedimiento puede emplearse tanto para analizar como para modelar este tipo de estructuras.

Autor: MANICH BOU SALVADOR.
Año: 1998.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.

Resumen: El consumo energético de los circuitos integrados es un factor cuyo impacto en el diseño electrónico ha crecido significativamente en la década actual. Según el informe de la Semiconductor Industry Association del año 1997 se prevé que este impacto será aún mayor en la próxima década. En la bibliografía existen diversos trabajos donde se relaciona un consumo energético elevado con la degradación de las prestaciones y la fiabilidad del chip. Por esta razón, el consumo energético ha sido incorporado como otro parámetro a tener en cuenta en el diseño de los circuitos integrados. Se conoce como energía de transición la energía consumida por un circuito combinacional CMOS cuando se produce un cambio en las entradas del mismo. Una energía de transición excesivamente elevada puede afectar a la fiabilidad del chip a través de los hot spots, de la electromigration. Otros efectos como el ground bouncing y la signal integrity degradation pueden repercutir en las prestaciones del circuito. La minimización de las degradaciones mencionadas anteriormente requiere de la caracterización de la energía de transición máxima durante la fase de diseño. A este efecto, se propone en esta tesis dos metodologías que permiten la estimación de la energía de transición máxima en circuitos combinacionales CMOS. Dado que la estimación del nivel máximo exacto es inviable en circuitos a partir de tamaños medios, se propone el cálculo de dos cotas, una de inferior y otra de superior, que delimitan un intervalo de localización de dicho nivel máximo. La tesis está estructurada en los siguientes capítulos. En el capítulo 2 se introducen los modelos de estimación de la energía de transición más comúnmente utilizados a nivel lógico, que es el nivel de diseño considerado en esta tesis. Estos modelos asumen que el único mecanismo de consumo es la commutación de las capacidades parásitas del circuito. En éste mismo capítulo se propone una mejora de dichos modelos donde se incluye la componen.

Autor: BONET DALMAU JORDI.
Año: 1998.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: INGENIEROS DE TELECOMUNICACION.

Resumen: En esta tesis se ha abordado el problema de la determinación directa del régimen permanente de circuitos no lineales autónomos con parámetros distribuidos en el dominio temporal. Con la obtención de las ecuaciones de equilibrio en el dominio transformado de Laplace, es posible escribir directamente el sistema de ecuaciones discretizado en el dominio temporal, donde las incógnitas son el periodo de oscilación y las muestras de las variables de control. La formulación obtenida es tal que posibilita el posterior desarrollo analítico de la sensibilidad del sistema de ecuaciones discretizado respecto al periodo de oscilación y las muestras de las variables de control, permitiendo una eficaz resolución del sistema de ecuaciones utilizando métodos globalmente convergentes basados en modificaciones del método de Newton. Además, con el método de análisis propuesto, es posible reconvertir un problema de optimización de un circuito autónomo en un problema de análisis y, en consecuencia, de menor complejidad. Además, la utilización de los aproximantes de Padé multipunto, para aproximar una línea de transmisión RLCG con elementos de parámetros concentrados y una línea de transmisión ideal, permite extender el método propuesto a los circuitos que incorporan estos elementos. Una vez determinadas las soluciones en régimen permanente, el siguiente problema a abordar es el estudio de la estabilidad de estas soluciones, utilizándose los resultados de este estudio para detectar bifurcaciones de Hopf, de desdoblamiento de órbitas y puntos límite. En esta tesis se describe una técnica que permite seguir a) la rama que continua tras la aparición de un punto limite y b) la rama de periodo doble existente en una bifurcación de desdoblamiento de órbitas, como se comprueba sobre el circuito de Chua retardado (TDCC). Otra aportación de esta tesis, desarrollada integramente en el plano teórico, ha consistido en estrechar los lazos existentes entre el estudio de la estabilidad en el dominio temporal y el dominio frecuencial. El punto de partida se encuentra en la obtención de una transformación que permite trasladar cualquier formulación de análisis del dominio frecuencial al temporal y viceversa. La extensión de estos vínculos al estudio de la estabilidad deriva en la obtención de importantes resultados. Destaca, entre éstos la obtención de la formulación de estabilidad utilizada por el método de balance armónico (HB), partiendo de un estudio de la estabilidad realizado en el dominio temporal. Con la finalidad de no avanzar en el vacío, las ideas que aparecen en esta tesis han sido siempre contrastadas, en algunos casos por más de una vía. Así, el circuito de Van der Pol se analiza con el método de BH y con el método propuesto utilizando tres formulaciones distintas. El estudio de la estabilidad de los puntos de equilibrio del TDCC se contrasta con resultados analíticos. La determinación de las regiones de funcionamiento del circuito de Van der Pol excitado y la construcción de su curva solución se comparan con los resultados obtenidos usando BH. Los resultados de análisis del TDCC con línea RLCG son contrastados con los resultados obtenidos utilizando métodos de integración. Finalmente, se realiza una validación experimental del oscilador con línea de transmisión, sobre el cual se resuelve un problema de análisis y otro de optimización.

Autor: FOUSSIER PHILIPPE.
Año: 1998.
Universidad: AUTONOMA DE BARCELONA.
Centro de lectura: CIENCIAS.

Resumen: Pocos trabajos han investigado el tema de la integración de sistemas de control de maquinas eléctricas, y ninguno ha propuesto un estudio sistemático del problema. Actualmente, la integración del control se hace mediante procesadores especializados tipo microcontrolador o DSP, conectado a veces con un ASIC dedicado a la generación de los pulsos PWM de control del ondulador. Esta forma de concebir sistemas es muy poco reactiva a cambios de especificaciones y no permite tratar algunos problemas que identificamos en esta tesis (Verificación de modelos, exploración del espacio de soluciones...etc,). Para resolver estos problemas, proponemos utilizar una metodología de Codiseño hardware/software que consiste en desarrollar conjuntamente la parte hardware (ASIC) y software (processador) de un sistema integrado, partiendo de un modelo de especificación común. Como nuestra metodología se limita a los sistemas de control, hemos adaptado algunas tareas de diseño para tratar problemas específicos como la prueba formal de propiedades matemáticas del sistema. A partir de esta metodología, proponemos un flujo de diseño utilizando diferentes lenguajes (VHDL, Grafcet, script MATLAB) y herramientas correspondientes. En el caso de Grafcet, demostramos que modificando sus reglas de funcionamiento basándose en la hypotesis de sincronismo fuertes, es posible modelar el sistema a nivel funcional. Utilizando un conjunto de reglas y técnicas que definimos, se puede entonces analizar los modelos Grafcet en vista a su integración. Para demostrar la validez de procedimiento seguido, hemos integrado un ASIC de control vectorial de motor asíncrono. En cada etapa de diseño, se expone las soluciones a los diferentes problemas. En concreto, proponemos utilizar el algoritmo CORDIC para calcular la mayoría de las funciones matemáticas (p.e. las rotaciones). Finalmente, el ASIC se ha prototipado con una FPGA y conectado a un banco de pruebas (ondulador, motor y carga). Gracias a las medidas de corriente, de tensión y de par, el sistema se ha podido validar.

Autor: BAUTISTA DELGADO TOMAS.
Año: 1998.
Universidad: LAS PALMAS DE GRAN CANARIA.
Centro de lectura: INGENIEROS DE TELECOMUNICACION.

Resumen: En esta tesis se ha establecido una metodología basada en VHDL para estudiar de forma cómoda y versátil la incidencia de diferentes estrategias microarquitecturales y de diseño en las prestaciones finales de un procesador generado como un núcleo para sistemas integrados en un chip. Esta metodología se apoya en el empleo eficiente de un entorno gráfico de modelado. Esta eficiencia se orienta principalmente a facilitar el control de los diferentes detalles de la microarquitectura, tanto en la concepción y el modelado como en la fase de síntesis lógica y física. Con frecuencia los entornos de diseño han concentrado su capacidad de análisis en los niveles arquitecturales, lo que se hademostrado insuficiente en núcleos destinados a sistemas empotrados. Empleando esta metodología se ha desarrollado un modelo de un núcleo de una Unidad de Enteros de un Procesador SPARC, de sus extensiones VIS, y de la Unidad de Coma Flotante. Partiendo de estos modelos se han desarrollado distintas versiones con idéntica Arquitectura de Juego de Instrucciones pero con pequeñas variaciones tanto microarquitecturales como de diseño. De esta forma, y gracias al flujo de diseño establecido, ha resultado sencillo evaluar el impacto de algunas de las cuestiones de diseño que intervienen en estas versiones. Esta evaluación se realiza en forma de análisis de sensibilidad. Al realizarse la medida de algunos de los parámetros característicos de las síntesis físicas resultantes se ha puesto de relieve la importancia que tiene el haber establecido los mecanismos para determinar la influencia que presenta cada decisión de diseño. Esta relevancia se ha manifestado en la gran dispersión de prestaciones y en la naturaleza heterogénea de las características que han resultado en los núcleos generados. Se aumenta así la visibilidad del espacio de diseño a explorar, su dispersión y sus causas. El análisis cuantitativo ha permitido establer la relación entre el diferente comportamiento de las propiedades estudiadas y las distintas estrategias de diseño empleadas. Las experiencias demuestran la necesidad de integrar de forma más interactiva las etapas de diseño microarquitectural, lógico y físico con las etapas arquitecturales de más alto nivel. Las ayudas al flujo de diseño aportadas y las experiencias de análisis de sensibilidad permiten diseñar con óptimas presentaciones núcleos procesadores para sistemas empotrados. El caso de núcleos SPARC ha sido el referente tomado y sobre el que se ha hecho un completo análisis con más de cien implementaciones generadas..

Autor: HERNANDEZ PERDOMO WILMAR.
Año: 1998.
Universidad: RAMON LLULL.
Centro de lectura: INGENIERIA ELECTRONICA E.
Centro de realización: ESCUELA TECNICA SUPERIOR DE INGENIERIA ELECTRONICA E INFORMATICA LASALLE.

Resumen: Esta tesis muestra un analisis comprensivo del estudio de la teoria de control HT aplicada a sistemas electronicos de potencia. La mayoria de los problemas analizados en esta tesis son resueltos aplicando la teoria de control clasico y la teoria de control post-moderno. Y, en cada ejemplo de estudio, se hace una comparacion entre ambas tecnicasde control para demostrar la importancia y ventajas del control robusto HT. Como sabemos, la mayoria de los sistemas electronicos de potencia necesitan retroaccion. El diseño de las etapas de potencia esta muy influenciado por la necesidad de implementar este con un lazo de retroaccion, siendo realmente imposible considerar la etapa de potencia sin tener en consideracion las necesidades del sistema de control. El resultado de este trabajo muestra la utilidad de las tecnicas de control optimo y robusto HT, cuando nos enfrentamos a problemas tales como incertidumbres, perturbaciones,nolinealidades, cambios en las condiciones de operación, distorsion, errores de modelacion, imperfecciones en los dipositivos de medicion, etc. Para sistemas SISO de fase minima y con incertidumbres, demostrando que la aplicación de una compensacion robusta (control post-moderno) es esencial. El ingeniero electronico usualmente combina el conocimiento electronica heuristico con el avanzado, para diseñar el equipamiento electronico. Sin embargo, no debemos olvidar que estos son sistemas dinamicos y que muchas veces la optimizacion matematica muestra mejores resultados que utilizar la teoria de electronica pura. En esta tesis, el problema de rechazo a las perturbaciones es resuelto satisfactoriamente utilizando. La teoria de control lineal. Sin esta es imposible resolver el problema de rechazo a las perturbaciones en sistemas electronicos MIMO. Esta tesis es una combinacion de las teorias de sistemas electronicos y de sistemas lineales, con su aplicación para diseñar mejores convertidores de conmutacion de dc-dc y amplificadores de audio de potencia clase-B de baja distorsion. A la vez, se introduce un nuevo enfoque de diseño electronico utilizando tecnicasde despliegue de funciones de calidad (QDF) para solucionar los compromisos presentes en cada problema de diseño.

Autor: ALTET SANAHUJES JOSEP.
Año: 1997.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES .
Centro de realización: DEPARTAMENTO: ENGINYERIA ELECTRONICA PROGRAMA DE DOCTORADO: ENGINYERIA ELECTRONICA .