Este trabalho é motivado pelos recentes avanços no projeto de controladores adaptativos robustos por modelo de referência bem como no tratamento de processos que apresentam na sua estrutura dinâmica não modelada, onde se admite somente a possibilidade de medidas de entrada e saída do processo. Inicialmente, para formalizar o problema, um algoritmo adaptativo robusto por modelo de referência (RMRAC), de significativa relevância, é analisado. Na seqüência outros três algoritmos adaptativos robustos, que relaxam importantes hipóteses sobre parâmetros e dinâmica não modelada, são resumidamente apresentados. A seguir, propõe-se algumas modificações em algoritmos já existentes com o objetivo de relaxar algumas hipóteses mais restritivas. É desenvolvido um controle adaptativo robusto - RMRAC com conhecimento reduzido da dinâmica não modelada e sem o conhecimento prévio do ganho do processo em altas freqüências. Isto é obtido relaxando-se simultaneamente as hipóteses da necessidade de se conhecer um limite inferior para a margem de estabilidade da dinâmica não modelada, e o sinal do ganho do processo em altas freqüências. Entretanto, embora duas hipóteses restritivas importantes tenham sido relaxadas, este algoritmo requer o conhecimento inferior para a magnitude do ganho do processo. Com o intuito de se eliminar esta restrição na magnitude do ganho, um novo algoritmo adaptativo robusto-RMRAC é proposto, não necessitando do conhecimento prévio de um limite inferior para a magnitude do ganho do processo, e nem o conhecimento do sinal do mesmo em altas freqüências. O esquema é desenvolvido para processos cuja parte modelada é de grau n*, mas que devido à dinâmica não modelada pode ser de ordem e grau relativo quaisquer. Diferentemente dos algoritmos anteriores que relaxam a hipótese do conhecimento do sinal do ganho em altas freqüências, este algoritmo emprega um mecanismo de chaveamento diretamente na lei de controle. Isto permite relaxar simultaneamente as hipóteses sobre o sinal e magnitude do ganho do processo. Não obstante os resultados obtidos, é desejável relaxar as hipóteses restritivas mencionadas anteriormente, em um único algoritmo. Com este objetivo, propõe-se um novo algoritmo de controle adaptativo por modelo de referência com reduzido conhecimento sobre incertezas estruturadas e não estruturadas, que é o robusto para uma classe dinâmica não modelada e para distúrbios limitados na saída do processo. O esquema desenvolvido relaxa concomitantemente as hipóteses do conhecimento de uma margem de estabilidade para a dinâmica não modelada e do conhecimento de um limite superior para a norma dos parâmetros do controlador. O mecanismo de chaveamento do algoritmo anterior é também investigado visando a possibilidade de relaxamento das hipóteses do conhecimento do sinal do ganho em altas freqüências e de um limite inferior para a magnitude do ganho do processo. A análise da robustez é desenvolvida de maneira similar aos algoritmos anteriores. Algumas simulações ilustram a robustez, desempenho e as características do algoritmo RMRAC em diversas situações de operação.

High-level noise can represent a serious risk for the health, industrial operations often represent continuous exposure to noise, thus an important trouble to handle. An alternative of solution can be the use of passive mechanisms of noise reductions, nonetheless its application cannot diminish low-frequency noise. Active Noise Control (ANC) is the solution used for low-frequency noise, ANC systems work according to the superposition principle generating a secondary anti-noise signal to reduce both. Nevertheless, the generation of an anti-noise signal with same oppose characteristics of the original noise signal presupposes the utilization of special techniques such as adaptive algorithms. These algorithms involve computational costs. The present research present the optimization of a specific ANC algorithm in the step-size criteria. Delayed Filtered-x LMS (FxLMS) algorithm using an optimal step-size is evaluated in a prototype of ANC system. / Tesis

En la presente tesis se realizó la elaboración de un programa de registro de imágenes, la cual hace uso de fotografías obtenidas desde un vehículo aéreo no tripulado (en este caso un hexacóptero), las imágenes son capturadas con dos tipos de lente que nos dan información de la imagen en espectro infrarrojo cercano y rojo visible, estas imágenes son parte de un gran área de cultivo y mediante una ráfaga continua y secuencial de capturas que poseen área en común, se intenta abarcar toda la superficie de interés, con el desarrollo de esta aplicación se busca realizar el mosaico de imágenes aéreas de campos de cultivo. El proyecto también abarca el uso de diferentes algoritmos de registro de imágenes los cuales serán comparados para observar sus características resultantes, tales como: robustez y velocidad de procesamiento. El resultado final nos facilitará información espacial que será crucial en la toma de decisiones y posterior ejecución de acciones para el mejoramiento del campo de cultivo. En el primer capítulo se dan alcances generales de la problemática así como una explicación de lo que supone la obtención de un mosaico de imágenes aéreas. En el segundo capítulo se detalla acerca de las tecnologías actuales para el registro de imágenes, así como un breve repaso de algunos conceptos que nos permitan encaminarnos en la solución del problema. En el tercer capítulo se expone una breve explicación de los algoritmos a usar en la comparativa propuesta para el registro de imágenes. Finalmente en el capítulo cuatro se realizan pruebas de rendimiento entre los algoritmos propuestos, además de mostrar los resultados de los mosaicos obtenidos. / Tesis

El presente trabajo de tesis surgió debido a la necesidad de obtener imágenes de campos de cultivo de alta resolución a partir de un conjunto de imágenes de baja resolución capturadas por un dispositivo óptico. La propiedad de desplazamiento sub-pixel existente entre las imágenes de baja resolución capturadas por el dispositivo óptico hace posible la obtención de imágenes digitales de alta resolución mediante la aplicación de un algoritmo de reconstrucción de imágenes. Con el fin de poder incrementar la resolución de las imágenes de campos de cultivo, de tal modo que estas puedan ser procesadas y analizadas con mayor precisión, se seleccionó y programó el algoritmo POCS (Projections Onto Convex Sets) debido a su robustez, simplicidad y flexibilidad para incorporar información conocida a priori de las imágenes deseadas al proceso de reconstrucción. El presente trabajo se desarrolla en cuatro capítulos. En el primer capítulo se presenta el concepto de Agricultura de Precisión y la necesidad de aplicar técnicas que mejoren la resolución de imágenes de campos de cultivo. En el segundo capítulo se describen los principales problemas que presentan los dispositivos ópticos para aumentar la resolución de imágenes, se presenta el modelo que describe el proceso de degradación de imágenes y se realiza un recuento de los principales algoritmos que aumentan la resolución de las mismas. En el tercer capítulo se presentan los objetivos del presente trabajo de tesis, se detalla el marco teórico del algoritmo POCS y se muestra la programación del mismo. En el cuarto capítulo se definen las métricas usadas para evaluar el algoritmo y se presentan los resultados de diversas pruebas aplicadas a las imágenes de campos de cultivo. Finalmente, se concluyó que el algoritmo POCS incrementa la resolución de imágenes de campos de cultivo de manera satisfactoria, además, se concluyó que POCS presentó mejor desempeño con respecto a los algoritmos de interpolación y de deconvolución que formaron parte de las pruebas. / Tesis

Las acciones son títulos emitidos por una sociedad que representan parte de su capital social. Las acciones son atractivas para inversionistas que desean obtener rentabilidad de su capital porque confieren a sus tenedores el derecho a recibir dividendos. Además, tienden a revaluarse en el tiempo y un inversor puede beneficiarse de una operación de compra y venta. La selección de acciones para formar un portafolio de inversión ha sido un problema a resolver para los inversionistas desde el auge de los mercados de valores. En el pasado, se trataba de predecir el comportamiento de las acciones de manera rudimentaria leyendo noticias o graficando las cotizaciones. Con el pasar del tiempo, las alternativas de solución para resolver este problema han ido evolucionando y en la actualidad es común encontrar trabajos que se apoyan del poder de la informática (por ejemplo, algoritmos genéticos o redes neuronales). Seleccionar las acciones que formen parte de un portafolio de inversión es un problema de complejidad NP-difícil, lo que justifica el uso de métodos heurísticos para obtener soluciones aproximadas. El presente trabajo de fin de carrera presenta una meta heurística Búsqueda Tabú como alternativa de solución a este problema. Esta es una propuesta novedosa pues hasta el momento no se ha intentado resolver el problema de esta forma. Para medir el desempeño del algoritmo Búsqueda Tabú, se implementó un algoritmo genético que atacaba el mismo problema y se comparó las soluciones producidas por ambos algoritmos mediante una experimentación numérica. Para el juego de datos usados en este proyecto de fin de carrera, se observó que el algoritmo búsqueda tabú tuvo mejor desempeño que el algoritmo genético produciendo soluciones con mayor rentabilidad esperada y menor riesgo. Se concluye que el proyecto ha sido exitoso debido a que el algoritmo produce un portafolio de acciones rentable en un tiempo relativamente corto. El algoritmo puede ser usado para apoyar a los inversionistas en la toma de decisiones al construir un portafolio de inversión para una bolsa de valores. / Tesis

En la actualidad existe una creciente necesidad de atención psicológica en nuestro país, por lo que existen muchas instituciones públicas y privadas que ofrecen esto servicios profesionales. La psicoterapia es parte de estos servicios y quienes lo brindan son profesionales especializados en la materia, los cuales atienden a pacientes de diferentes edades y estratos socioeconómicos. Estos tratamientos suelen durar mucho tiempo, por lo que muchos pacientes, por diferentes circunstancias, abandonan el proceso al poco tiempo de haberlo iniciado. La institución, el cual es el caso de estudio, maneja ciertos niveles de deserción medibles durante el tiempo. Estos niveles son manejables en el grado en el que se dan, sin embargo, un creciente aumento del mismo podría generar costos para mantener el equilibrio, el cual deberá ser aplicado a los pacientes, los cuales podrían sentir incomodidad y afectar el proceso terapéutico. La necesidad de tener un mayor control sobre los niveles de deserción y reducirlos ayudaría en gran medida a mejorar la calidad de los servicios que se brindan en la institución. Para la institución, la incertidumbre del abandono en el proceso no permite aplicar medidas correctivas que permitan mejorar los niveles de deserción, sin embargo, la información contenida en la base de datos institucional permite, por cuestiones de investigación, estudiar y analizar los patrones que conllevan al abandono del proceso. Realizar este tipo de análisis sobre una gran cantidad de información implica utilizar métodos computacionales que permitan ayudar a analizar la información de una forma rápida y eficiente. Es por ello, que surge la necesidad de apoyarnos en las ciencias de la computación, específicamente en la minería de datos, para identificar los patrones que permitan predecir y determinar la permanencia de los pacientes durante el proceso. El presente proyecto de fin de carrera pretende entender las causales de la deserción en un proceso psicoterapéutico con el fin de poder predecir, desde el primer contacto entre el paciente y la institución, la permanencia del paciente. Para esto, se plantea el desarrollo de un prototipo funcional que permita predecir la permanencia de los pacientes haciendo uso de algoritmos de árboles de decisión para la predicción. Para la elaboración del prototipo funcional y el cumplimiento de los objetivos, se hizo uso de la herramienta Weka, el cual permitió analizar y seleccionar el algoritmo a usar para la implementación del prototipo. El desbalanceo de clases dificulto el proceso de análisis algorítmico, por tal motivo, se aplicaron métodos de minería de datos para analizar los conjuntos de datos desbalanceados. El lenguaje de programación usado fue Java y los algoritmos que permitieron la predicción fueron incorporados desde las librerías del API de Weka. Los resultados obtenidos fueron satisfactorios, en base a los datos que fueron extraídos de la base de datos institucional. / Tesis

El desarrollo de las redes de sensores inalámbricas o Wireless Sensor Networks (WSN) en los últimos años ha posicionado su investigación como prioridad, a fin de ver las posibilidades que tienen estas como redes inteligentes para el futuro. Las WSN presentan varias desventajas como el consumo de la energía, la escalabilidad en la red, su adaptación a terrenos desfavorables para las comunicaciones no cableadas, las cuales dificultan su implementación. En años recientes, muchas técnicas han sido desarrolladas en esta dirección, al proponer varias alternativas acerca de qué tipo de algoritmo es más conveniente para poder minimizar el consumo energético y, a su vez, maximizar la vida de los dispositivos que son parte de la red. El objetivo principal en la presente tesis es comparar el funcionamiento de los algoritmos de gossiping o cotilleo RGA (Randomized Gossip Algorithm) y DRG (Distributed Random Grouping) aplicados en redes inalámbricas simuladas por software, por medio de la creación de librerías, posterior al cual se realizará una implementación en menor escala de los algoritmos en una red inalámbrica de sensores. En el presente trabajo se documentará los resultados logrados en las simulaciones para los dos algoritmos mencionados, así como de sus derivados, en función a parámetros de desempeño aplicables para este tipo de algoritmos de enrutamiento. De igual forma se comparará su desempeño en una red implementada y se presentará las conclusiones de los beneficios y desventajas de uno u otro para ciertas aplicaciones. / Tesis

Este trabajo de tesis presenta el desarrollo e implementación de un algoritmo para el diseño de árboles en cajas reductoras de velocidad con engranajes cilíndricos y ejes horizontales paralelos. El cual tiene como inputs a las cargas, condiciones de trabajo, y parámetros geométricos de rodamientos y engranes; y como outputs a los diámetros, factores de seguridad a la fluencia y fatiga y deformaciones. Con este algoritmo se consigue en el diseño de árboles de cajas reductoras, una reducción de tiempos de cálculo respecto a los métodos actuales tales como el cálculo manual. La presente tesis forma parte de un proyecto de mayor alcance con el objetivo principal de diseñar una caja reductora de media y alta potencia. Esto conduce a que el algoritmo esté concebido como parte de un módulo de cálculo de árboles, dentro de un sistema inteligente de diseño de cajas reductoras. Asimismo, este sistema inteligente establece interacciones entre el módulo de árboles y los módulos orientados a los otros componentes de la caja reductora. Este algoritmo es implementado en la plataforma Visual Basic for Applications (VBA) que se encuentra en el software Autodesk Inventor. El desarrollo e implementación del algoritmo se inicia con la recopilación de información en textos de diseño y normas técnicas internacionales acerca de procedimientos para el diseño de árboles. Con esta información se tipifican los árboles para este tipo máquinas. A continuación, se genera una librería de los árboles que es utilizada para el diseño de los mismos considerando sus formas constructivas principales y las relaciones entre sus longitudes y diámetros. Los parámetros de entrada requeridos para el cálculo de los árboles son las cargas, condiciones de trabajo y parámetros geométricos de rodamientos y engranes. Los criterios definidos para el cálculo de los árboles son el análisis de resistencia a la fluencia, análisis de resistencia a la fatiga y análisis de deflexiones. Finalmente, se obtienen los diámetros de cada sección considerando factores de seguridad a la fluencia y fatiga y deformaciones menores a las máximas admisibles. De este modo se automatiza el proceso de diseño de los árboles y su modelamiento en 3D, pudiendo así realizar pruebas con ejemplos de aplicación y visualizar de forma gráfica los resultados. Estas pruebas son las que validan el correcto funcionamiento del algoritmo realizado. / Tesis

El control automático es una rama de la ingeniería que hoy en día se encuentra presente en gran parte de procesos industriales, así como en sistemas dinámicos de diversos tipos. Es en este campo donde surge lo que se conoce como “control avanzado”, el cual no solo busca alcanzar referencias deseadas (objetivo principal del control clásico) sino también el optimizar la forma en la cual se alcanzan dichas referencias. En el presente trabajo, se diseñó un módulo de laboratorio basado en el sistema de amortiguamiento de las ruedas de un auto, con la finalidad de ser utilizado por estudiantes de ingeniería para aplicar métodos de “control avanzado” que permitan reducir las vibraciones verticales del auto (representado por una masa de peso relativamente alto) al recorrer las irregularidades del terreno (representadas por un actuador lineal eléctrico). Dicho módulo consiste en una estructura cilíndrica la cual representa la cuarta parte del auto, es decir, una sola de las ruedas del mismo. La estructura contiene masas que se pueden desplazar a lo largo de los ejes de soporte, de manera que se representen los movimientos de la rueda y carrocería del auto, así como el movimiento generado por las irregularidades del terreno. El resultado es un módulo desmontable con la capacidad de ser controlado con diversos métodos de “control avanzado”, de acuerdo a lo deseado por el usuario, gracias al uso tanto de sensores y actuadores que hacen posible la realimentación del sistema, como también de una PC junto a un NI MyRIO-1900, los cuales llevan a cabo las tareas de procesamiento y transmisión de señales, respectivamente. / Tesis

La Selección de Proyectos de Tecnología de Información es importante en la actualidad ya que gracias a estos se consiguen ventajas competitivas que permiten a la empresa en cuestión marcar diferencia en el mercado y generar ventaja competitiva. Por ello una solución que otorgue utilidades y satisfaga las expectativas de la gerencia es indispensable, es por esta razón que se propone un algoritmo metaheurístico que cumpla con dichos requisitos. La propuesta es la implementación de un algoritmo de Búsqueda Tabú (Tabu Search) de tres fases (Básica, Intensificación y Diversificación) que optimice las utilidades de un portafolio de proyectos de Tecnologías de Información. Un punto importante a tener en cuenta es que este algoritmo llega a la solución en un menor tiempo que otros métodos existentes, como son los modelos matemáticos y de simulación, obteniendo resultados iguales o mejores que con los métodos mencionados. Para tener la certeza de que la solución obtenida es buena, se contrastó con otro algoritmo de relativa complejidad (GRASP construcción) mediante métodos estadísticos, teniendo como resultado que la media del algoritmo de Búsqueda Tabú es mayor y por tanto mejor que la del GRASP. Finalmente, se demuestra que la solución propuesta, un algoritmo de Búsqueda Tabú para la selección de proyectos de Tecnología de Información, es una opción a tomar en cuenta para la toma de decisiones al momento de armar un portafolio de proyectos que permita a la empresa generar utilidades y ventaja competitiva. / Tesis