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Generación de oscilaciones en sistemas seccionalmente lineales

Generation of oscillations in piecewise-linear systems

EDWIN ALEJANDRO VILLAVICENCIO JAUREGUI (2018)

En esta memoria se presenta un análisis del comportamiento oscilatorio de sistemas seccionalmente lineales. Se consideran modelos que corresponden a sistemas de interés práctico y se les aplican herramientas analíticas para generar oscilaciones de diversa índole. El estudio y diseño de osciladores es de gran importancia para aplicaciones en la electrónica; sin embargo, la persistencia de oscilaciones requiere que se contemplen elementos no lineales para lograr oscilaciones sostenidas. Estos elementos, para este trabajo de investigación en particular, son las funciones que definen a los sistemas seccionalmente lineales (piecewise-linear systems en inglés). La primera herramienta teórica para el estudio de comportamientos oscilatorios es el método de Melnikov, empleado para la predicción de ocurrencia de órbitas caóticas. Se proponen y estudian un par de casos, para después ilustrar uno de ellos experimentalmente por medio de un circuito oscilador. El segundo método está basado en el concepto de pasividad para sistemas retroalimentados, considerando que se contemplan sistemas disipativos con interés práctico (circuitos y mecanismos). Se propone un modelo clásico de control como base para aplicar un procedimiento en donde se busca asegurar la propiedad de pasividad en el sistema, para después, mediante variaciones paramétricas, proporcionar una condición de semipasividad al lazo de control y generar un escenario oscilatorio. Los resultados del método son ilustrados numéricamente en un modelo normalizado del convertidor Buck y experimentalmente en un mecanismo torsional.

In this report, an analysis of the oscillatory behavior of piecewise-linear systems is presented. Models of practical interest are considered, to which analytical techniques are applied to generate oscillations of various kinds. The research and design of oscillators is of great importance for applications of electronics. However, the persistence of oscillations requires that non-linear elements are taken into account to achieve sustained oscillations. These non-linear elements, for this research work in particular, are the functions that define the piecewise-linear systems. The first theoretical tool for the study of oscillatory behaviors, is Melnikov’s method, a method used for the prediction of the occurrence of chaotic orbits. A couple of case studies are proposed and illustrated in an oscillator circuit. The second method is based on the concept of passivity for feedback systems, considering that dissipative systems are of as practical interest (circuits and mechanisms). A classic model of control is proposed as the basis for applying a procedure in which the passivity property is sought in the system, for later, through parametric variations, providing a semi-passivity condition to the control loop and generating an oscillatory scenario. The results of the method are illustrated numerically in a normalized model of the buck converter and experimentally in a torsional mechanism.

Master thesis

oscilaciones, sistemas seccionalmente lineales, método de Melnikov, pasividad, semipasividad Oscillations, piecewise-linear systems, Melnikov method, passivity, semi-passivity INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA CIRCUITOS CIRCUITOS

Transmisión de SDH via sistema de satélites solidaridad para comunicaciones de multimedios

Multimedia transmission using SDH on Mexican solidaridad satellite systems

Ernesto Becerra Turrubiartes (1996)

 La geografía de nuestro país representa un reto en cuanto a desarrollar la habilidad de interconectar ciudades distantes ofreciendo multiservicios en todas las localidades, ya que no se cuenta con sistemas de cableado terrestres que proporcionen estos servicios. La disponibilidad del Sistema de Satélites Solidaridad en México permite ofrecer comunicación digital de banda ancha a cualquier lugar. La transmisión de señales SDH vía satélite presenta características especiales debido a la velocidad (155 Mbps en su trama básica STM-1). En este trabajo se analiza la factibilidad de transmisión de señales SDH para la prestación de servicios de multimedia, utilizando transponders de 36 y 72 MHz en banda C. Para lograr velocidades de 155 Mbps se requiere el uso de técnicas de modulación multinivel de tipo M-QAM y M-PSK ya que estos esquemas presentan características que nos permiten por un lado la mejor utilización del ancho de banda, así como lograr probabilidades de error adecuadas en comunicaciones a través de satélites del orden de 10-6 a 10-9. De igual forma se discuten los resultados obtenidos de acuerdo a una simulación realizada del comportamiento de los canales satelitales, con énfasis en los diferentes parámetros involucrados en el cálculo del enlace tales como ancho de banda, EIRP, y la forma en que se afecta la transmisión SDH (en comparación con la transmisión terrestre) debido a los retrasos inherentes a los enlaces satelitales.

"Our country geography represents a challenge concerning the ability to interconnect distant cities with Multimedia services in all locations, since the current terrestrial system backbone is insufficient to offer those services. The readiness of the Solidaridad Satellites System in Mexico allows to offer digital communication of wide band to any place. A manner of proportioning Multimedia is using ATM type terminals,

with the possibility of taking advantage of the resources of the Solidaridad Satellites. The transmission of SDH signals via satellite presents special characteristics due to the high-speed (155 Mbps in their basic module STM-1) In this work the feasibility of transmission of SDH signals to offer multimedia services, utilizing standard transponders of 36 and 72 MHz in C band is analyzed. In order to achieve high-speeds of 155 bps, the use of multilevel modulation techniques is required (M-QAM and M-PSK type) since these techniques present characteristics that allow the better utilization of the bandwidth, as well as to achieve an error probability on the order of 10-6 to 10-9 suitable for satellites communications. A simulation of the satellite system behavior is carried out, with emphasis in the several parameters involved, like: bandwidth, EIRP, FEC, etc. and the way in which the SDH transmission is affected (in comparison with the terrestrial transmission) due to the delays of inherent propagations in the satellites link. "

Master thesis

Método Melnikov CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ELECTRÓNICA

Estabilización de sistemas lineales con control escalar restringido

MARTIN AARON CARRILLO CARRANZA (2013)

Tesis de maestría en ciencias especialidad en matemáticas

Durante el desarrollo de trabajo en la presente tesis se logra resaltar los siguiente resultados:

En el capítulo 1 se establece que si el sistema lineal x = Ax + bu es controlable con controles positivos, entonces puede ser globalmente estabilizado mediante una sencilla función de realimentación no-negativa y Lipchitz en la siguiente forma:

a) Si x = Ax es inestable, entonces, la realimentación u(x) E U = [0, oo) (descrita en el capítulo 1) b) Si x= Ax es Lyapu nov-estable, entonces la realimentación u(x) E U = [0, r] resuelve el problema de estabilización global.

En el capítulo 2 se estudia el sistema lineal: i; = Ax+ blt , dado que tal sistema no cuenta con la hipótesis de controlabilidad hacemos uso de la teoría de modos deslizantes para estabilizar. Se introdujeron las ideas y los conceptos matemáticos básicos para entender el control por modos deslizantes, destacándose sus atractivas características de robustez y la posibilidad de ser aplicados en forma relativamente sencilla a sistemas lineales.

Tras una breve introducción se estudian las ideas de funcionamiento y los inconvenientes al buscar soluciones empleando métodos tradicionales de análisis de sistemas, Para ello se describen el método del control equivalente, relacionado con el movimiento deslizante ideal. Luego, se establecieron condiciones necesarias y suficientes para la existencia de régimen deslizante sobre la superficie Lx - s = 0.

Motivando el estudio de la teoría desarrollada en el capítulo 2, en el capítulo 3 se presentan algunas aplicaciones, en cada una de ellas se logra la estabilización por modos deslizantes. En la primera sección se presenta el caso de mezclas con dos tanques, en esta aplicación se obtuvieron resultados interesantes como el de la figura (3.3). Aunque desafortunadamente no existe un resultado que nos garantice esto, se presenta al final de cada aplicación una simulación (en simnon) mostrando la ganancia de aplicar el método del control equivalente Ueq · En la sección 2 se desarrolla el problema de un caso de mezclas con tres tanques, se hace un estudio minucioso sobre las entradas del vector L de tal forma que los valores propios de la matriz Aeq se más negativos que los de A, una vez definida L tenemos el control discontinuo

u(x) = {eqr2 0, si L x > k , si L x = k, si L x <: k

Este control nos garantiza deslizamiento sobre el hiperplano Lx - k = 0, es decir, al aplicar este al flujo de entrada f1 se segura una mayor rapidez para llegar al punto de equilibrio, de modo que, para condiciones iniciales dadas para las soluciones, se puede estabilizar las concentraciones en los tanques en menor tiempo a diferencia de utilizar una constante en el flujo, es decir, logramos una convergencia más rápida del punto de equilibrio x. Generalizando el estudio del problema de mezclas en la sección 3 se presenta un caso general a esta aplicación. Dado que en cada sección se hizo un estudio amplio para elegir L , se podría considerar como hipótesis que la mejor elección es tomar L = (1. ..., 1), al menos para el problema de los tanques.

En la sección 4 se presenta la estabilización de la insulina en el modelo de Sorensen.

Master thesis

QA402 .C37 Sistemas lineales ÁLGEBRA LINEAL

Modeling and control of a three-level neutral point clamped converter by transient distortion of reference signal.

VICTOR MANUEL RODRIGUEZ ZERMENO (2008)

"Utilizando la formulación de Euler–Lagrange, se desarrolla un modelo completo para el convertidor NPC–3 adecuado para efectos de diseño de control. Para introducir una entrada de control adicional, y utilizarla para alcanzar el objetivo de balanceo, una perturbación transitoria es añadida a la señal de referencia de corriente. Se propone un controlador y se estudia la estabilidad del sistema en el sentido de Lyapunov. Para probar el buen desempeño del controlador se llevaron a cabo simulaciones numéricas en las que se observaron resultados satisfactorios para el seguimiento y la regulación. Sin embargo, a partir de estas pruebas, se encontró un compromiso entre el balanceo y la distorsión armónica total, grosso modo, no es posible alcanzar el primero sin alterar al segundo."

"Modeling via the Euler–Lagrange Formulation of the NPC–3 power converter is performed providing with a complete model suitable for control purposes. A transitory perturbation is added to the current reference signal to provide with an extra control input used to reach a balance objective. A controller is proposed and its stability in the sense of Lyapunov studied. To test the performance of the controller, numerical simulations are performed, obtaining satisfactory overall results for tracking and regulation. Nevertheless, a tradeoff between balance and the THD reduction of the inductor’s currents prevents from reaching full balance."

Master thesis

Calidad de la Energia Corrección del factor de potencia Convertidores de potencia multivel Conversión de potencia AC-DC Electrónica de potencia Sistemas no lineales CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA

Diseño del sistema "insectos de la republica mexicana" una aplicación entomológica

LAURA IRERI ROMERO RAMIREZ (2014)

Tesis (Maestría en Ciencias, especialista en Cómputo Aplicado).- Colegio de Postgraduados, 2014.

Se propuso realizar un sistema que muestre información específica sobre la biodiversidad de los insectos en la República Mexicana. El proyecto se encuentra dividido en dos facetas específicas. La primera etapa, y es lo que comprende la tesis, es el plano o diseño, en donde se definió la forma de desarrollo y se especificaron los elementos que componen al sistema. En la segunda etapa se realizará la programación del sistema de acuerdo al plano diseñado en la fase uno, en otras palabras la ejecución. Con el diseño de este sistema lo que se busca es ilustrar a través de elementos multimedia la biodiversidad de la República Mexicana, siempre cumpliendo y abarcando con los requerimientos y parámetros que se han establecido. _______________ SYSTEM DESIGN OF AN ENTOMOLOGICAL APPLICATION ABOUT INSECTS OF THE MEXICAN REPUBLIC. ABSTRACT: It has proposed a system to display specific information of the biodiversity of insects of Mexico. The project is divided into two specific facets. The first stage, that comprising the thesis, is the design or plane development, where are defined and specified all the elements that for the system. In the second stage we will have the programming of the system, designed according to plan in phase one, in other words the execution will take place. With the design of this system it is searched, through the illustrated multimedia elements, the biodiversity of the Mexican Republic, always meeting and covering the requirements and parameters that have been set initially.

Master thesis

Ingeniería de software Ingeniería de requerimientos Calidad Desarrollo Innovación Proceso Método Sistema Sofware engineering Requirements engineering Quality Development Innovation Process Method System Cómputo Aplicado Maestría CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Medición en línea de la concentricidad de un componente industrial usando técnicas numéricas y modelado de geometrías

LUCIANO VELA MARTINEZ Rodolfo Rivera Barbosa José Luis Bravo Nájera Jorge Guadalupe Acevedo Muñoz EUSEBIO JIMENEZ LOPEZ (2014)

Los requerimientos actuales de productividad industrial exigen que la inspección en línea sea más común en los procesos productivos, lo cual implica altos retos tecnológicos y de innovación para asegurar una medición rápida y precisa. La detección oportuna de defectos ahorra tiempo, energía y materiales en productos defectuosos, también evita el reprocesamiento y favorece el conocimiento del proceso. La integración de nuevas tecnologías, diseños eficaces y métodos de cálculo adecuados, permite la creación de sistemas de inspección en línea robustos, rápidos y precisos. En este trabajo se presenta la aplicación de técnicas numéricas y análisis geométrico en el diseño de un dispositivo para medición en línea de concentricidad en un componente industrial; el método de inspección está basado en la medición del perfil geométrico de la pieza por medio de un sensor electrónico sin contacto, con los datos obtenidos se calcula el centro geométrico con un algoritmo de cálculo basado en la resolución de sistemas de ecuaciones lineales.

Present requirements of productivity in the industry demand a more common on-line inspection in productive processes, which imply high technological and innovation challenges to assure fast and accurate measurement methods. Opportune detection of defects saves time, energy and materials in defective products; also avoid reworks and encourage a better knowledge of the process. The effective integration of new measurement technologies, designs and suitable methods of calculation, allows the creation of robust, fast and accurate on-line inspection systems. In this work, the implementation of numerical techniques and geometrical analysis in the design of a device for the concentricity measurement of an industrial component, is presented; the inspection method is based on the indirect measurement of the geometric profile of the piece with a non-contact electronic sensor, collected data are used to calculate the center of the geometric place through an algorithm based on the resolution of a system of linear equations

Article

Diseño Medición Concentricidad Cálculo Sistemas de ecuaciones no lineales Design Measurement Concentricity Calculation Nonlinear equations system INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA INDUSTRIAL NIVELES ÓPTIMOS DE PRODUCCIÓN

La inter-transdisciplina como ethos de la Universidad en la era global

J. LORETO SALVADOR BENITEZ SERGIO GONZALEZ LOPEZ (2015)

Las disciplinas científicas generan conocimiento desde el rigor de un método experimental; pero no es sólo uno, hay métodos diferenciados como ciencias. Otra manera de abordar la investigación y al objeto de estudio es posible desde la convergencia de varias ciencias que pueden compartir marcos epistemológicos, teóricos y metodológicos. Estas experiencias surgen en la interdisciplina, –transferencia de métodos de investigación, hacia la innovación, formación profesional–, y en la transdisciplina –lo que está entre, a través y más allá de la disciplina–. Ambas usualmente denotan la misma práctica, con ciertos matices. La propuesta de una ―educación transdisciplinar‖ universitaria en la era global, es posible cuestionar como una imposición en la educación e investigación terciarias.

Article

Conocimiento disciplina interdisciplina método universidad CIENCIAS SOCIALES

El bajo peso al nacer en México 2003

GUADALUPE ISABEL CEBALLOS ALVAREZ (2006)

La mortalidad infantil es un indicador confiable que permite evaluar las condiciones generales de desarrollo de un país; sin embargo, representa uno de los más graves problemas que enfrentan los países en desarrollo; por ello surge la imperante necesidad de dirigir la investigación hacia la búsqueda de las causas que la originan (Angulo, 1998; Casanueva, 1988).

Una de las causas de muerte temprana está relacionada con el peso al nacer del infante, ya que se encuentra estrechamente vinculado con la mortalidad neonatal y post neonatal (Kramen, 1987), además que es causante de problemas de salud, de rendimiento escolar, entre otros, al que niño se pudiera enfrentar.

Master thesis

Nacer Factores variables modelo método CIENCIAS SOCIALES DEMOGRAFÍA

Un método iterativo monótono para la solución numérica de ecuaciones diferenciales fraccionarias

Guerrero Arroyo , Edgar Alejandro (2012)

Las ecuaciones diferenciales fraccionales, EDFs, han ganado una considerable importancia debido a su variedad de aplicaciones en varios campos de ciencias aplicadas e ingeniería. Se ha encontrado que el comportamiento de muchos sistemas físicos puede ser propiamente descrito mediante el uso de la teor a de sistemas de orden fraccional. Las derivadas fraccionales proporcionan un excelente instrumento para la descripci on de propiedades de materiales y procesos, tales como la memoria o la herencia. Las ventajas reales de los sistemas de orden fraccional son que tenemos más grados de libertad en el modelo y que una memoria de estados anteriores es incluída en dicho modelo. En décadas recientes el campo del cálculo fraccional ha atraído el interés de investigadores en varias areas incluyendo matemáticas, física, química, ingeniería e incluso finanzas y ciencias sociales. Pero, ¿por qué es tan importante el cálculo fraccional? Como se comenta, hasta hace tiempos recientes, el cálculo fraccional era considerado una mera teoría esotérica sin aplicaciones, pero en la ultima década(s) ha habido una explosión de actividades de investigación en la aplicación del cálculo fraccional a muchos campos científicos diversos que van desde la física del fenómeno de difusión y advección, el control de sistemas hasta finanzas y economía.

Master thesis

Método, Solución numérica, Iterativo, Monótono, Ecuaciones diferenciales fraccionarias, No lineales. CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA MATEMÁTICAS