En aquesta tesi, presentem una solució per a dos problemes rellevants en la teoria de control: el problema del cost quadràtic garantit i el problema del control H∞, per a un cert tipus de sistemes. Considerem els sistemes interconnectats lineals amb incerteses, sota la presència de fallades en els actuadors, i dissenyem controls descentralitzats que a més a més d'assegurar estabilitat, resolen aquests dos problemes. Treballem amb tres models diferents d'incerteses: incerteses normades o acotades, incerteses definides sobre un politop i incerteses que segueixen el model multiconvex. El model de fiabilitat emprat permet plantejar-se tant una fallada total en l'actuador com una fallada parcial. Els dos problemes tractats són:· Problema del control RGC. Sintetitzar el control fiable sota fallada en els actuadors, que assegura estabilitat i garanteix un cert nivell de rendiment o de cost, calculant una cota mínima per a la funció de cost.· Problema del control robust. Dissenyar el control que assegura estabilitat interna sota pertorbacions en el sistema, obtenint una cota per a la relació entre la pertorbació i la sortida controlable. Es considera la norma H∞ del sistema, que representa l'increment màxim en energia, entre l'entrada i la sortida del sistema..A l'hora de dissenyar ambdos controls, utilitzem les tècniques donades per les inequacions lineals matricials (LMI), que permeten una fàcil implementació numèrica. Així doncs, a part de tractar els problemes de la llei RGC i del control robust, hem determinat una relació general entre inequacions matricials lineals i no lineals, que permet obtenir caracteritzacions LMI per a un gran ventall de problemes de teoria de control. Les LMI que hem obtingut separen les dades del problema i les variables de disseny, permetent una resolució menys restrictiva. En particular, faciliten l'ús de funcions de Lyapunov paramètriques que asseguren l'estabilitat del sistema quan una funció no paramètrica no arriba a fer-ho. La formulació per mitjà de les tècniques LMI ens ha permès obtenir implementacions numèriques efectives, així com relaxacions en les condicions d'estabilitat. En el cas del problema del control RGC, trobem que quan es consideren fallades en el sistema, el model d'incerteses es veu reduït en certa manera, perdent també llibertat en la definició de la funció de cost. Un cop sintetitzat el control RGC, presentem dues maneres que permeten obtenir una cota òptima del cost garantit, així com treure'n la dependència respecte les condicions inicials. Hem dut a terme exemples numèrics que mostren l'eficiència dels mètodes enunciats, tractant els models d'incerteses normat i politòpic. Els resultats s'han obtingut usant el Toolbox LMI Control del programa Matlab.El segon problema que ens plantejem és el del control estàtic realimentat per l'estat, tal que la norma H∞ del sistema es troba acotada. Aquest fet assegura que l'efecte de pertorbacions en el sistema està dins de marges desitjats. A més a més, la síntesi obtinguda és independent del model de incerteses i, en el cas dels models normat i politòpic, hem obtingut una caracterització LMI. També fem un breu estudi del control robust realimentat per la sortida, obtenint una caracterització en termes LMI, en el cas que no se suposin errors en la medició de la sortida. / This thesis presents a design of a reliable decentralized state feedback control for a class of uncertain interconnected systems. We present a solution for two outstanding problems in the control theory: the problem of the guaranteed quadratic cost control and the H∞ problem. We have designed decentralized controls that besides assuring stability, they solve these two problems. We have considered three uncertainty models: born-normed model, polytopic model and multiconvex model. A model of failures in actuators is adopted which considers outages or partial degradation in independent actuators. The two treated problems are: · RGC Control. This problem is related to the decentralized reliable guaranteed cost control problem for interconnected systems. The presented reliable control shows that the admission of control failures imposes some restriction in the control weighting matrices in the performance criterion. Thus the designer can take some trade-off between control performance and admitted reliability.· Robust Control. The control problem considered is to design feedback controller, such that the closed loop structure is stable and has a specified performance. In the standard H problem, stability means internal stability and the performance is taken to be the H norm of the transfer function from the exogenous inputs and the regulators outputs. An estimation of worst-case H norm is required. A key point in the control design has been the formulation of a new linear matrix inequality (LMI) characterization, which uses parameter-dependent Lyapunov functions and slack variables. The obtained LMI separate the unknown variables from the system parameter data, which smoothes the numerical solution. This characterization can be useful for different classes of problems, such as guaranteed cost control, H2 or H∞ control design.We use this type of LMI to proof that the proposed decentralized control scheme guarantees the quadratic stability and a cost bound, for RGC control problem, and a H∞ norm bound for a robust control problem, for a class of failure model which considers outage or partial degradation of any independent specific actuator. We make this for the three uncertainties models. A numerical example has been included to illustrate the proposed decentralized control approach. Computations have been made by using standard Matlab's LMI Control Toolbox.

Un dels camps de la robòtica que estan despertant gran interès per part de la comunitat científica és el dels entorns multirobot. Aquest nom genèric inclou diferents tipus de sistemes amb característiques i problemàtiques força diferenciades. En aquest treball s'utilitza aquest terme per fer referència a cel·les robotitzades composades per més d'un robot treballant coordinadament, entès robot com braç manipulador. En aquesta tesis s'han abordat diferents aspectes relacionats amb la cinemàtica i el control de sistemes multirobot. Dins de la cinemàtica s'han estudiat en detall les característiques de l'espai del treball i les mesures de manipulabilitat dels sistemes multirobot. En aquesta línia s'ha proposat una nova metodologia per estudiar l'espai de treball del sistemes multirobot basada en els conceptes de figura destra i figura realitzable. Aquestes dues figures geomètriques generades a partir dels espais de treball individuals, permeten descriure l'espai de treball com la intersecció de figures geomètriques. Aquest interpretació permet dissenyar de forma intuïtiva cel·les multirobot en les que hi ha manipulació conjunta. La metodologia s'ha implementat en el cas de dos tipus de robots, SCARA, i PUMA.Dins els aspectes de dinàmica i control tractats en la tesi, cal diferenciar els referents a la dinàmica dels sistemes multirobot i els referents als sistemes en els que cadascun dels robots té un control de posició.En l'àmbit de la dinàmica pròpiament dita s'ha analitzat en detall la formulació en equacions algebraic diferencials (DAE) dels sistemes mecànics amb restriccions holònomes, cas genèric dins el que s'engloben els sistemes multirobot amb manipulació rígida d'objectes rígids. Aquesta formulació permet obtenir el comportament del sistema a partir de les equacions que descriuen el comportament individual de cadascun dels robots i dels conjunt de restriccions cinemàtiques que actuen sobre el sistema.En el cas dels robots amb control de posició, el comportament i el control presenten unes característiques totalment diferents. Per aquest tipus d'entorns s'han proposat, dos enfocs de control diferents: un basat en el control híbrid, i un altre basat en control d'impedància. En l'enfoc de control híbrid es descompossa el sistema en eixos sobre els que s'aplica control de posició i eixos en els que s'aplica control de força, aquests darrers corresponen a les forces internes. Aquest plantejament és totalment centralitzat, es a dir, hi ha un element central encarregat de controlar el comportament del sistema. Com a principal aportació dins aquesta línia, s'ha proposat una metodologia per identificar el comportament de les forces internes que actuen sobre el sistema.Com alternativa, al control híbrid s'ha desenvolupat un esquema de control basat en la imposició d'un comportament d'impedància en cadascun dels robots. Aquest plantejament és totalment desacoblat, és a dir cadascun dels controladors realitza la seva funció sense necessitat d'un intercanvi d'informació amb la resta de controladors. La principal aportació dins aquesta línia és que el comportament d'impedància s'ha plantejat sobre SE(3), el que fa que els comportaments obtinguts estiguin d'acord amb la topologia de l'espai de treball.La tesi finalitza amb una presentació de les principals conclusions i línies de treball obertes per treballs futurs. / One field in today robotics in which a lot of people are working is the one concerning multirobot systems. This generic name includes different kinds of systems, each one with its own characteristics and problems. In this work "multirobot system" refers to work cells composed by several robots working in a coordinated way. In this thesis several aspects related with kinematics and control of multirobot systems has been studied. Inside cinematic the workspace and manipulability measures for multirobots systems have been studied in detail. A new methodology to study multirobot systems workspace has been proposed, this approach is based on the dexterous figure and the reachable figure concepts. These two geometric figures are obtained from the individual workspace. A key issue in this new approach is the fact the multirobot workspace can be described as the intersection of several geometric figures, this introduces a new understanding which can be of great interest in the geometric design of multirobot workcell. This methodology has been used in the analysis and design of workcells composed by SCARA and PUMA robots.Inside dynamics and control aspects, the dissertation includes two different problems, one related with multirobot dynamics modeling and control and another related with control of multirobot systems where the different robots are position controlled.In the dynamic related aspects, a new formulation based on the formulation of robotic system with holonomic constraints as Diferential Algebraic Equation Systems (DAE). One particular case of this generic kind of systems is multirobot systems which rigidly manipulate a rigid object. This approach allows obtaining the system behavior from the dynamic equations describing the individual behavior and the set of equations describing the holonomic constrains over the systems.For the multirobot systems formed by position controlled robots, two different strategies have been proposed and tested in a real workcell. The first one is based on the hybrid control approach and the second one is based on the impedance control approach.The hybrid control approach decomposes the space in several axes, some of them are controlled in position and the others are force controlled. These force controlled axes are the ones related with internal force control. Hybrid control follows a centralized approach, so a central coordination element is needed. Inside this area a new methodology to identify and control the internal forces dynamics has been proposed.A different approach has been proposed, impedance control is based on defining an individual behaviour for each robot. This approach is decoupled by definition, in other works each robot do not need information from the other robots. Most important contributions inside this area, is the fact that the individual behaviour is defined over SE(3), this means that obtained movements are topologicaly coherent.The dissertation concludes with some conclusions and future works.

El objetivo de la tesis "Modelos para Comercio Electrónico basados en Sistemas Intermediarios" es el estudio, desarrollo y aplicación de una serie de modelos para sistemas de comercio electrónico abiertos que utilicen un intermediario electrónico y que contemplen todos los aspectos relacionados con la comercialización mediante medios electrónicos, de cualquier tipo de bienes.La primera parte presenta el estado del arte del comercio electrónico centrado en el análisis de las propuestas internacionales existentes en la actualidad para caracterizar un sistema abierto de comercio electrónico mediante modelos. En la segunda parte se describen las aportaciones de la tesis relacionadas con el desarrollo de una serie de modelos que sirvan para caracterizar los sistemas de comercio electrónico, especialmente los basados en intermediarios electrónicos. La tercera parte contiene las conclusiones de la tesis, las líneas de investigación abiertas y las referencias bibliográficas.En la primera parte correspondiente al estado del arte, se describen los siguientes modelos para sistemas de comercio electrónico desarrollados por diferentes iniciativas internacionales como son, EBES Buildings Blocks for Electronic Commerce, EWOS Technical Guide on Electronic Commerce, ECDTF-OMG/CommerceNet Joint Electronic Commerce Reference Model, eCo Framework (CommerceNet), IOTP (Internet Open Trading Protocol), OBI (Open Buying on the Internet), JEPI (Joint Electronic Payment Initiative) y SET (Secure Electronic Transaction). También se describen algunos proyectos europeos relacionados con el comercio electrónico y en especial aquellos basados en sistemas intermediarios, como son los proyectos ABS (An Architecture for Information Brokerage Services), ABROSE (Agent Based Brokerage Services in Electronic Commerce), COBRA (Common Brokerage Architecture), GAIA (Generic Architecture for Information Availability), OSM (An Open Service Model for Global Information) y SEMPER (A Security Framework for the Global Electronic Marketplace). Finalmente se describen algunos modelos existentes para sistemas electrónicos de gestión de derechos de la propiedad intelectual (IPR) de contenidos multimedia como los modelos de los proyectos europeos IMPRIMATUR, FILIGRANE y COPEARMS. En la segunda parte se desarrollan las principales contribuciones del trabajo de tesis. La primera contribución consiste en la caracterización de los sistemas de comercio electrónico en función de las actividades comerciales y los valores asociados. Se introducen también los conceptos de provisión de productos a medida y de servicios como una evolución de la clásica provisión de productosUna de las principales contribuciones de la tesis que consiste en caracterizar un sistema de comercio electrónico mediante un modelo jerárquico compuesto por tres niveles, modelo funcional, modelo operacional y modelo arquitectónico. Cada uno de estos niveles corresponde a una visión del sistema, desde la visión más general que corresponde al modelo funcional o de negocio, hasta el nivel de detalle relacionado con la implementación, que es el modelo arquitectónico, pasando por el nivel en el que se identifican las tareas necesarias en el sistema, que es el modelo operacional.Con el modelo funcional podemos identificar las entidades que intervienen en el modelo de negocio del sistema, cual es su rol y las relaciones entre ellas. La mayoría de modelos que hemos estudiado en el estado del arte se concentran en este tipo de modelo funcional que, aun siendo muy útil para abordar las primeras etapas de la caracterización del sistema, es claramente insuficiente para poder avanzar y acercarnos a niveles más próximos al diseño del sistema. De ahí la necesidad de introducir más niveles en la jerarquía de modelos.El modelo operacional permite identificar una serie de fases necesarias para llevar a cabo la actividad comercial. La mayor parte de los modelos analizados en el estado del arte sólo contemplan como fase final la de "acuerdo", que únicamente permite resolver el caso de la provisión de productos predefinidos o preexistentes. Una contribución de la tesis relacionada con el modelo operacional es la inclusión de una nueva fase de "postacuerdo" para aquellos sistemas de comercio electrónico en los que los bienes comercializados requieran un seguimiento posterior al acuerdo hasta la entrega final del producto elaborado a medida o del servicio encargado. Con la inclusión de la fase de postacuerdo podemos resolver la provisión de ambos tipos de bienes, es decir, productos a medida o servicios.Finalmente, el nivel de la jerarquía más relacionado con la tecnología es el modelo arquitectónico, con el que podemos identificar los módulos necesarios para implementar las operaciones que hemos descrito en el modelo operacional en función del tipo de sistema de que se trate. Cada uno de estos módulos arquitectónicos se implementarán en cada momento con la tecnología disponible más adecuada, de esta forma nuestra propuesta de modelos para sistemas de comercio electrónico no está ligada al estado de la tecnología en un momento determinado.Otra de las contribuciones de la tesis que consiste en una clasificación de los sistemas de comercio electrónico realizada en función del tipo de bienes que comercializa y que además nos da una idea de su complejidad. Mediante la clasificación hemos podido relacionar todas las aportaciones de la tesis descritas anteriormente, como son la identificación de las actividades comerciales, el modelo funcional y el modelo operacional. La clasificación consta de tres niveles, sistemas de comercio electrónico de productos (Nivel 1), sistemas de comercio electrónico de productos a medida (Nivel 2) y sistemas de comercio electrónico de servicios (Nivel 3).Con el objetivo de validar las aportaciones de la tesis descritas anteriormente, se han utilizado los modelos en la especificación y diseño de sistemas reales. Se describen dos casos reales en los que se ha podido validar la jerarquía de modelos propuesta en la tesis, se trata de dos proyectos europeos del programa ACTS, el proyecto MULTIMEDIATOR y el proyecto TRADE.Finalmente, describe un problema de los sistemas de comercio electrónico basados en intermediarios de mucho interés en la actualidad, como es la problemática asociada a la comercialización a través de la red de material sometido a derechos de autor y se hacen algunas propuestas de cómo abordar su solución. En este tipo de sistemas, el intermediario electrónico puede ser, por una parte, el elemento en el que compradores y vendedores depositen la confianza, pero también por otra parte, puede residir en el intermediario la responsabilidad de la comercialización y posterior seguimiento del cumplimiento de los acuerdos suscritos en el momento de la compra. Se hace una propuesta de un sistema, y una arquitectura asociada, para la negociación de las condiciones de comercialización de material sujeto a copyright (protocolo de negociación del IPR), la materialización del acuerdo negociado en un contrato electrónico específico para IPR y también mecanismos para el seguimiento de su cumplimiento. / The objective of the Ph. D. Thesis "Electronic Commerce Models based on Brokerage Systems" is the study, development and application of a series of models for open electronic commerce (e-commerce, in short) systems using a broker and considering all aspects related with the commercialisation, by electronic means, of any kind of goods.The first part presents the state-of-the-art of e-commerce, focussing on the analysis of the current international proposals for the characterisation of an open e-commerce system through models. The second part describes the contributions of the Thesis related to the development of a series of models to characterise e-commerce systems, mainly those based on electronic brokers. The third part contains the conclusions of the Thesis, the open research lines, and the bibliographic references.With respect to the state-of-the-art, the following models for e-commerce systems, developed by different international initiatives, are described: EBES Buildings Blocks for Electronic Commerce, EWOS Technical Guide on Electronic Commerce, ECDTF-OMG/CommerceNet Joint Electronic Commerce Reference Model, eCo Framework (CommerceNet), IOTP (Internet Open Trading Protocol), OBI (Open Buying on the Internet), JEPI (Joint Electronic Payment Initiative) and SET (Secure Electronic Transaction). Furthermore, some European projects related to e-commerce, and especially to brokerage systems, are also described, such as the ABS (An Architecture for Information Brokerage Services), ABROSE (Agent Based Brokerage Services in Electronic Commerce), COBRA (Common Brokerage Architecture), GAIA (Generic Architecture for Information Availability), OSM (An Open Service Model for Global Information) and SEMPER (A Security Framework for the Global Electronic Marketplace) projects. Finally, some existing models for the management of Intellectual Property Rights (IPR) of multimedia content are also described, such as the models coming from the European projects IMPRIMATUR, FILIGRANE and COPEARMS.In the second part, the main contributions of the work are developed. The first contribution consists on the characterisation of e-commerce systems according to the commercial activities and associated values. Also the concepts of customised products and services provision, as an evolution of the classical products provision, are introduced.One of the main contributions of the Thesis is the characterisation of an e-commerce system by means of a hierarchical model consisting of three levels: the functional, the operational, and the architectural models. Each of these models corresponds to a view of the system, from the more general one of the functional (or business) model, till the detailed level related to the implementation of the architectural model, going through the model that identifies the tasks needed in the system, that is the operational one.With the functional model we can identify the entities participating in the business model of the system, their role, and the relationships between them. Most of the models analysed in the state-of-the-art study concentrate in this kind of functional model, that, although very useful to cope with the first steps in the system characterisation, is clearly not enough to advance to levels closer to the system design. From this, the need to introduce more levels in the hierarchy of models.The operational model allows the identification of a series of phases needed to carry out the commercial activity. Most of the analysed models only consider as final phase the "agreement" one, that only allows to solve the case of the provision of existing or pre-defined products. A contribution of the Thesis in relation to the operational model is the inclusion of a "post-agreement" phase, for those e-commerce systems in which the commercialised goods require a follow-up after the agreement and until the final delivery of the customised product, or the agreed service. With the inclusion of the post-agreement step we can solve the provision of both kinds of goods, i.e., customised products or services.Finally, the level of the hierarchy more related to the technology is the architectural model, which allow us to identify the modules needed to implement the operations described in the operational model according to the kind of system. Each of these architectural modules will be implemented following the most adequate available technology. In this way, our proposal of models for e-commerce systems is independent from the technology.Another contribution of the Thesis consists on the classification of the e-commerce systems based on the kind of goods that they commercialise, giving also an idea of its complexity. With this classification, we have been able to inter-relate all the described contributions, i.e., the identification of the commercial activities, the functional model and the operational model. The classification consists of three levels: systems for e-commerce of products (Level 1), systems for e-commerce of customised products (Level 2), and systems for e-commerce of services (Level 3).With the objective of validating the contributions of the Thesis already described, we have used the models in the specification and design of real systems. We describe two real cases in which the proposed hierarchy of models has been validated. They are two European projects of the ACTS programme: the MULTIMEDIATOR project and the TRADE project.Finally, we deal with a problem of broker-based e-commerce systems, very relevent nowadays, that is the issue of the commercialisation through the network of multimedia material with property rights. We make some proposals about how to deal with this problem. In this kind of systems, the broker might be, on the one side, the element in which buyers and sellers trust, but, on the other hand, the broker might have the responsibility of the commercialisation and further follow-up of the fulfillment of the agreements reached at purchase moment. A proposal is made of a system, and an associated architecture, for the negotiation of the conditions for the commercialisation of copyrighted material (IPR negotiation protocol), the materialisation of the reached agrement in an electronic contract, specific for IPR, and also mechanisms for the control of its fulfillment.

El rendimiento de los actuales sistemas multiprocesador de memoria compartida depende tanto de la utilización eficiente de todos los componentes del sistema (procesadores, memoria, etc), como de las características del conjunto de aplicaciones a ejecutar. Esta Tesis tiene como principal objetivo mejorar la ejecución de conjuntos de aplicaciones paralelas en sistemas multiprocesador de memoria compartida mediante la utilización de información sobre el rendimiento de las aplicaciones para la planificación de los procesadores.Es una práctica común de los usuarios de un sistema multiprocesador reservar muchos procesadores para ejecutar sus aplicaciones asumiendo que cuantos más procesadores utilicen mejor rendimiento sacarán sus aplicaciones. Sin embargo, normalmente esto no es cierto. Las aplicaciones paralelas tienen diferentes características respecto a su escalabilidad. Su rendimiento depende además de parámetros que sólo son conocidos en tiempo de ejecución, como por ejemplo el conjunto de datos de entrada o la influencia que pueden ejercer determinadas aplicaciones que se ejecutan de forma concurrente.En esta tesis proponemos que el sistema no base sus decisiones solamente en las peticiones de recursos de los usuarios sino que él, dinámicamente, mida el rendimiento que están consiguiendo las aplicaciones y base, o ajuste, sus decisiones teniendo en cuenta esa información.El rendimiento de las aplicaciones paralelas puede ser medido por el sistema de forma dinámica y automática sin introducir una sobrecarga significativa en la ejecución de las aplicaciones. Utilizando esta información, la planificación de procesadores puede ser decidida, o ajustada, siendo mucho más robusta a requerimientos incorrectos por parte de los usuarios, que otras políticas que no consideran este tipo de información. Además de considerar el rendimiento, proponemos imponer una eficiencia objetivo a las aplicaciones paralelas. Esta eficiencia objetivo determinará si la aplicación está consiguiendo un rendimiento aceptable o no, y será usada para ajustar la asignación de procesadores. La eficiencia objetivo de un sistema podrá ser un parámetro ajustable dinámicamente en función del estado del sistema: número de aplicaciones ejecutándose, aplicaciones encoladas, etc.También proponemos coordinar los diferentes niveles de planificación que intervienen en la planificación de procesadores: Nivel librería de usuario, planificador de procesadores (en el S.O), y gestión del sistema de colas. La idea es establecer una interficie entre niveles para enviar y recibir información entre niveles, así como considerar esta información para tomar las decisiones propias de cada nivel.La evaluación de esta Tesis ha sido realizada utilizando un enfoque práctico. Hemos diseñado e implementado un entorno de ejecución completo para ejecutar aplicaciones paralelas que siguen el modelo de programación OpenMP. Hemos introducido nuestras propuestas modificando los tres niveles de planificación mencionados. Los resultados muestran que las ideas propuestas en esta tesis mejoran significativamente el rendimiento del sistema. En aquellos casos en que tanto las aplicaciones como los parámetros del sistema han sido previamente optimizados, las propuestas realizadas introducen una penalización del 5% en el peor de los casos, comparado con el mejor de los resultados obtenidos por otras políticas evaluadas. Sin embargo, en otros casos evaluados, las propuestas realizadas en esta tesis han mejorado el rendimiento del sistema hasta un 400% también comparado con el mejor resultado obtenido por otras políticas evaluadas.Las principales conclusiones que podemos obtener de esta Tesis son las siguientes: - El rendimiento de las aplicaciones paralelas puede ser medido en tiempo de ejecución. Los requisitos para aplicar el mecanismo de medida propuesto en esta Tesis son que las aplicaciones sean maleables y estar en un entorno de ejecución multiprocesador de memoria compartida. - El rendimiento de las aplicaciones paralelas debe ser considerado para decidir la asignación de procesadores a aplicaciones. El sistema debe utilizar la información del rendimiento para auto-ajustar sus decisiones. Además, el sistema debe imponer una eficiencia objetivo para asegurar el uso eficiente de procesadores.- Los diferentes niveles de planificación deben estar coordinados para evitar interferencias entre ellos / The performance of current shared-memory multiprocessor systems depends on both the efficient utilization of all the architectural elements in the system (processors, memory, etc), and the workload characteristics.This Thesis has the main goal of improving the execution of workloads of parallel applications in shared-memory multiprocessor systems by using real performance information in the processor scheduling.It is a typical practice of users in multiprocessor systems to request for a high number of processors assuming that the higher the processor request, the higher the number of processors allocated, and the higher the speedup achieved by their applications. However, this is not true. Parallel applications have different characteristics with respect to their scalability. Their speedup also depends on run-time parameters such as the influence of the rest of running applications.This Thesis proposes that the system should not base its decisions on the users requests only, but the system must decide, or adjust, its decisions based on real performance information calculated at run-time. The performance of parallel applications is information that the system can dynamically measure without introducing a significant penalty in the application execution time. Using this information, the processor allocation can be decided, or modified, being robust to incorrect processor requests given by users. We also propose that the system use a target efficiency to ensure the efficient use of processors. This target efficiency is a system parameter and can be dynamically decided as a function of the characteristics of running applications or the number of queued applications.We also propose to coordinate the different scheduling levels that operate in the processor scheduling: the run-time scheduler, the processor scheduler, and the queueing system. We propose to establish an interface between levels to send and receive information, and to take scheduling decisions considering the information provided by the rest of levels.The evaluation of this Thesis has been done using a practical approach. We have designed and implemented a complete execution environment to execute OpenMP parallel applications. We have introduced our proposals, modifying the three scheduling levels (run-time library, processor scheduler, and queueing system).Results show that the ideas proposed in this Thesis significantly improve the system performance. If the evaluated workload has been previously tuned, in the worst case, we have introduced a slowdown around 5% in the workload execution time compared with the best execution time achieved. However, in some extreme cases, with a workload and a system configuration not previously tuned, we have improved the system performance in a 400%, also compared with the next best time.The main results achieved in this Thesis can be summarized as follows:- The performance of parallel applications can be measured at run-time. The requirements to apply the mechanism proposed in this Thesis are to have malleable applications and shared-memory multiprocessor architectures.- The performance of parallel applications 1must be considered to decide the processor allocation. The system must use this information to self-adjust its decisions based on the achieved performance. Moreover, the system must impose a target efficiency to ensure the efficient use of processors.- The different scheduling levels must be coordinated to avoid interferences between levels.

Since 2002 over a hundred public schools have been built in Catalonia using prefabricated systems. Most of them serve as examples of a well-constructed prefabricated architecture and they have drawn the author's interest.The author chose these schools as his thesis topic, and during his research the author has found 138 sample prefabricated schools. Half of these samples were built between 2002 and 2006, as a specific project by the Catalan Education Department. But the other half had been built between 1970 and 1983, together with hundreds of other schools that had been built all over Spain according to govern deals called "Pactos de la Moncloa".Mainly, this thesis studies kindergarten and elementary centers built almost entirely out of prefabricated pieces between the years 1970 and 2006. More concretely, the author limited his study to schools built in Catalonia, which permitted a more in-depth study of the sample buildings and their systems by means of the resources at hand. Moreover, the schools built from 2006 to 2008 were discarded because they didn't improve the sample, and this was the way to get an historical view of the centers selected.This investigation started with three hypotheses: the schools included in the sample are a kind of building well-suited to prefabrication, prefabricated technology will prove to be the only one capable of producing these schools within time frame and budgetary constraints, and this prefabricated architecture has had a positive but irregular evolution.These hypotheses have been corroborated in this project, which has been developed in three main parts. First, samples are catalogued; second, samples are analyzed, and finally, the author draws his conclusions.In the process to catalogue the educational centers selected, the author carried out field research. This research allowed the author to catalogue this documentation, what has been done into three types of files: a general study of the 138 schools; a detailed catalogue of the 12 construction systems used to build these centers; and an in-depth study of the most representative school built with each construction system.Following this catalogue, the author presents his analysis, which starts with a historical review of prefabricated Spanish schools, with emphasis on the details developed in Catalan schools. In continuation, the author analyzes the samples from the same three points of view used previously while cataloging the sample schools. This methodology has been successfully applied and is considered appropriate for use in other studies of prefabricated buildings.The third section of this thesis presents the conclusions based on the analyses undertaken; from these, the author draws some recommendations for the construction of prefabricated schools in the future. Both proposals presented are based on rationality and they avoid subjective approaches to the prefabricated world. Furthermore, the author considers that the majority of his recommendations and conclusions can be applied to constructing prefabricated schools throughout the country. This research project proves that prefabricated construction systems are well-suited for schools, and their evolution has been positive but irregular. As well, the author recommends a revision be undertaken on the currently available systems in order to maximize their outcome. This redesign should consider the previous experiences and adapt these systems according to future necessities, based on teamwork by all the professionals who have worked in constructing schools with prefabricated materials.Finally, this thesis shows the qualities of a new technology for today's architecture, one closer to the values of our society: security, temporality, environmental awareness.The current crisis in construction could be an ideal moment to reflect on the need to design and build employing a more up-to-date, innovative construction technology.

La fachada ventilada es aquel cerramiento caracterizado por resolver la estanquidad al agua por medio de una cámara drenante continua en todo su plano. Para la definición de dicha cámara se precisan dos hojas que la limiten: la exterior, normalmente de juntas abiertas, y la interior.En la fachada ventilada convencional conviven dos sistemas constructivos muy distintos. Así como la hoja exterior y sus mecanismos de fijación han experimentado un gran desarrollo en estos últimos años que los ha llevado a un alto nivel de tecnificación acompañada del montaje en seco confiado a especialistas; la hoja interior sigue, en general, atada a la tradición.Esta convivencia no supondría ningún problema si permitiera concebir la fachada como un conjunto. Las pocas garantías, principalmente de estabilidad y planeidad, que da la hoja interior no permiten confiar en ella como soporte. La hoja exterior se diseña de manera autónoma, fijándose únicamente a los cantos de los forjados en muchos casos e incorporando más o menos complejos mecanismos para regular la planimetría.La hoja exterior no confía para su diseño en las bondades que una hoja interior correctamente planteada podría aportar.Actualmente están proliferando algunos ejemplos de racionalización de la hoja interior, desde el tabique seco de montaje in situ hasta los paneles y las chapas, pero aún así son pocos los que consiguen una lectura conjunta del sistema de fachada.Este trabajo se centra en el desarrollo de un panel para la hoja interior de la fachada ventilada. El panel será prefabricado y deberá dar una respuesta rigurosa a las funciones y requerimientos exigidos.Se parte de la hipótesis de que el diseño del panel depende de las distintas posibilidades de agrupación de las funciones básicas de la hoja interior sobre este elemento. Estas funciones son las indispensables para dotar al espacio habitable del adecuado nivel de confort térmico, acústico y de estanqueidad al aire. Se suman la protección frente a la propagación del fuego y dar soporte al conjunto de la fachada frente a la acción del viento y al peso propio. Las funciones que no satisfaga el panel las deberán resolver capas añadidas al sistema de fachada.La función que define al panel es la portante frente acciones horizontales y peso propio. Es la función que siempre deberá satisfacer. Las posibilidades de agrupación del resto de funciones determinan los seis tipos funcionales que ordenan las propuestas de panel.Esta taxonomía funcional permite tener claramente definidos los requerimientos que satisface cada panel, facilitando el conocimiento del comportamiento global de la fachada que integran. Es la definición que falta en la forma empírica actual de construir la hoja interior de la fachada ventilada.La satisfacción de cada función está directamente relacionada con las propiedades físicas del material al que se le encomienda. Combinar funciones implica combinar propiedades físicas concretas. No todas se pueden dar, con los valores que requieren las condiciones de confort, en un único material.Las diversas morfologías que se pueden dar en un panel son la herramienta que permite llegar a conciliar propiedades físicas a priori inconciliables. Por medio del laminado, nervado, grecado, etc. es decir, la heterogenización del panel, se pueden modificar varias de sus características.Este análisis teórico deriva en la búsqueda del material, o la combinación de materiales, más adecuada para resolver las diversas morfologías asignadas a los distintos tipos funcionales. Surgen quince propuestas de panel.Todas ellas se basan en productos de mercado que, o bien ya tienen, o podrían llegar a tener, una aplicación como hoja interior de fachada ventilada.La valoración de las soluciones de panel se realiza en base al diseño de fachada ventilada que permiten realizar, es decir contemplando todos los elementos añadidos que se deban disponer para completar el sistema. Los criterios de valoración los establecen los vectores de evolución en el sector.Estos vectores son tanto socioeconómicos como metodológicos. Los primeros los dictan exigencias sociales y económicas externas al sector (crisis de responsabilidades, exigencia del cliente de que el producto se adecue a sus necesidades, optimización de los recursos disponibles); mientras que los segundos, dan respuesta a los primeros, a partir de los criterios de diseño y producción actuales. Los vectores de evolución inciden de forma distinta en los diversos escenarios.Se plantean dos escenarios: el innovador y el conservador. Si uno estimula a la industria planteando necesidades a las que ésta debe dar respuesta, el otro va a remolque de ella.La importancia de cada uno de los parámetros que se desprenden de los vectores de evolución es distinta en cada escenario. Por otra parte, no todos estos parámetros establecen criterios valorativos que permitan destacar una solución frente a las otras (para algunos de ellos se dan valores similares en las distintas soluciones de fachada que surgen de la aplicación de las propuestas de panel).A los criterios que se desprenden de los vectores de evolución se deben sumar los que derivan de la satisfacción de las funciones de servicio (no contempladas en la taxonomía), así como los parámetros relacionados con la viabilidad de cada solución.Analizadas las soluciones de fachada, y por lo tanto de panel, desde la óptica de los citados criterios, se distinguen tres grupos que se caracterizan por la mayor o menor multifuncionalidad y la optimización del diseño.Dentro de cada uno de estos grupos se destacan las propuestas morfológicas más adecuadas para la resolución del panel.En definitiva, las propuestas de panel más adecuadas para la hoja interior de la fachada ventilada son cinco, distribuidas entre los distintos tipos funcionales. Tienden a ser homogéneas y de geometría plana salvo para los dos tipos funcionales extremos: cuando la función térmica está incluida entre las que resuelve el panel; y en el caso en que éste no precisa un grueso continuo. Para el primero se recurre al sándwich mientras que para el segundo al nervado.ProspectivaComo ya se ha dicho, los escenarios son diversos y no evolucionan de la misma manera ni a la misma velocidad. En este sentido se entiende que las cinco soluciones de panel destacadas son óptimas en cuanto que dan respuesta a escenarios distintos.Paralelamente a ellas se están abriendo paso elementos capaces de dar respuesta a muchas funciones a partir de la adecuada combinación en un único componente complejo a medida de diversos materiales especializados. Este panel de fachada es siempre multifuncional ya que no se contempla añadir sucesivas capas en obra. Su diseño es optimizado y por lo tanto se basa en materiales especializados. / Ventilated façades are all those enclosures that resolve the issue of waterproofing by providing a continuous drainage cavity that underlies the entire skin of the building. By definition, these drainage cavities are encapsulated between two membranes: an outer skin, which typically exhibits open seams, and an inner skin.Two highly distinct building systems live side by side in conventional ventilated façades. Thus, even though outer membranes and the mechanisms used to attach them have evolved greatly in recent years and have reached a high level of technological sophistication when dry-assembled by specialists, inner membranes are still shackled to tradition. Therefore, the design process for the outer skin cannot gain from the benefits of having a properly planned inner skin.There has been a recent proliferation in examples of rationalized inner skins, which range from drywall assembled on site to panels and plates. Still, few of these have been conceived of as part of an all-encompassing façade system.This study focuses on the development of a panel for the inner skins of ventilated façades. Though this panel will be prefabricated, it is still intended to provide a rigorous response to the functionalities and requirements demanded of it.The hypothesis of this study is that panel design is conditioned by the different possible ways of grouping the basic inner skin functionalities; namely, whether they will be met by a specific element or delegated to a separate layer.The most basic functionalities are those that are indispensable to make a space habitable in terms of thermal comfort, acoustical insulation and being airtight. To these three functionalities we can also add fire retention and the capacity to bear wind load and self weight. Whichever functionalities are not satisfied by the panel must be resolved by layers added to the façade system.The functionality that defines a panel per se is that of load bearing capacity with respect to horizontal forces and self weight; this functionality cannot be left unsatisfied. The different possibilities for providing for the remaining functionalities or delegating them to layers outside the panel are what shape the six functional typologies under which we can group the panel proposals.Having a functional taxonomy allows one to clearly state which requirements each panel satisfies, which in turn facilitates the task of defining the overall behavior of the façades they are used to build. It is precisely this definition of a unitary behavior that is missing from the empirical construction techniques used at present in the inner skins of ventilated façades.Whether all the functionalities are satisfied is directly related to the physical properties of the materials they have been entrusted to. Combining functionalities implies combining concrete physical properties, though not every functionality can be met by a single material at the levels that are required to provide adequate comfort conditions.The diverse array of morphologies that can arise in panel design provide designers with a tool for marrying physical properties that in stand-alone materials would be irreconcilable. By using techniques such as lamination, ribbing and stamped patterns - in other words, the heterogenization of the panel - many panel characteristics can be modified.This theoretical analysis is derived from a search for the single material, or combination of materials, that best suits each of the diverse morphologies that are assigned to each of the functional typologies. As a result, we have divided these into fifteen panel proposals, all of which are based on products available on the market that either are or could come to be used in the inner skins of ventilated façades.The evaluation of these panel solutions is based on whatever ventilated façade designs they allow one to build; in other words, they are evaluated by taking into account all the added elements that one must include to complete the façade system. The criteria used to evaluate them are established by the vectors underlying the evolution of the sector.These vectors are both socioeconomic and methodological. While the former are driven by social and economic demands that are external to the sector (such as a crisis of responsibilities, clients' demands that products meet their needs, or the optimization of available resources), the latter arise in response to the former, based on whichever design and production criteria reign at present. Thus, the vectors underlying the evolution of the sector have a different effect on each individual scenario.Two scenarios have been proposed herein: an innovative scenario and a conservative one. While the first stimulates industry by imagining the necessities that must be provided with an answer, the second follows it in tow.The importance of each of the parameters that stem from the vectors driving evolution is distinct in each scenario.Likewise, not all these parameters establish criteria for evaluation that allow one to identify one solution as objectively better than the rest, as in some scenarios similar values are given by distinct façade solutions that apply the panel proposals.To the criteria that stem from the vectors underlying evolution, one must add the criteria of satisfying service functionalities (which are not encompassed in the taxonomy), in addition to parameters related to the viability of each solution.Once the façade - and panel - solutions have been analyzed from the perspective of the criteria mentioned herein, one can divide them into three groups that are characterized by a greater or lesser degree of multi-functionality and design optimization.Within each of these groups, the morphological proposal that best meets the panel requirements will come to light.In short, there are five panel proposals that best meet the requirements of the inner skins of ventilated façades; one corresponds to each of the different functional typologies. They tend to be homogeneous and flat in plane except for the two extreme functional typologies: when the thermal functionality is included amongst those met by the panel, and in the case of a panel that does not require a continuous thickness in section. The former makes use of a sandwich panel, while in the latter the panel is ribbed.Prospects for the FutureAs we have said, there is a diverse range of scenarios, none of which evolve in parallel fashion to one another, nor at the same rate. Along these lines, the five panel solutions highlighted herein are understood as optimal insofar as providing a response to distinct scenarios.In parallel fashion, other elements are arriving on the scene that are able to provide a response to many functionalities based on a suitable combination in one complex component based on a range of specialized materials. Such a façade panel will always be multifunctional, as there is no aim to add successive layers to it on site. Its design is optimized already, and is thus based on specialized materials.

L'anàlisi i el disseny dels sistemes de control de temps real és una tasca complexa, que requereix la integració de dues disciplines, la dels sistemes de control i la dels sistemes de temps real. Tradicionalment però, els sistemes de control de temps real s'han dissenyat diferenciant, de forma independent, dues fases, primerament el disseny del controlador, i després, la seva implementació en un computador. Això ha desembocat en solucions no òptimes tant en termes de planificabilitat del sistema i com en el rendiment dels sistemes controlats.Normalment, els mètodes i models de la teoria de control de temps discret no consideren durant la fase de disseny dels controladors les limitacions que es puguin derivar de la implementació. En la fase de disseny s'assumeix que els algorismes de control s'executaran en processadors dedicats i que els processadors seran prou ràpids i determinístics per no haver-se de preocupar del comportament temporal que aquests algorismes de control tindran en temps d'execució. Tot i així, quan els recursos - per exemple, processadors - són limitats, apareixen variacions temporals en l'execució dels algorismes de control. En concret, en els sistemes de planificació de tasques de temps real, un algorisme de control s'implementa en una tasca periòdica caracterizada per restriccions temporals estàndards com períodes i terminis. És sabut que, en la planificació de tasques de temps real, les variacions temporals en l'execució d'instàncies de tasques és permesa sempre i quan les restriccions de planificabilitat estiguin garantides. Aquesta variabilitat per tasques de control viola l'estricte comporament temporal que la teoria de control de temps discret pressuposa en l'execució dels algorismes de control.Això té dos efectes negatius: la variabilitat temporal en l'execució de les tasques de control degrada el rendiment del sistema controlat, fins i tot causant inestabilitat. A més, si es minimitza la probabilitat d'aparició d'aquesta variabilitat en l'execució de les tasques de control a través d'especificacións més limitants, la planificabilitat del conjunt de tasques del sistema disminueix.Cal tenir en compte que la teoria de control no dóna directrius de com incloure, en la fase de disseny dels controladors, aquesta variabilitat en l'execució de tasques que es deriva de les limitacions d'implementació. A més, la teoria de sistemes de temps real no proporciona ni models de tasques ni restriccions temporals que puguin ser usats per garantir l'execució periòdica, i sense variabilitats temporals, de tasques sense sobrelimitar la planificabilitat dels sistema.En aquesta tesi es presenta un entorn integrat i flexible de planificació i de control per a l'anàlisi i el disseny de sistemes de control de temps real que dóna solucions als problemes esmentats anteriorment (baixa planificabilitat en el sistema i degradació del rendiment dels sistemes controlats). Mostrem que, fusionant les activitats de la comunitat de temps real amb les de la comunitat de control, això és, integrant la fase de disseny de controladors amb la fase d'implementació en un computador, es millora tant la planificabilitat del sistema com el rendiment dels sistemes controlats.També es presenta una nova aproximació al disseny de controladors de temps discret que té en compte les limitacions derivables de la implementació i relaxa les tradicionals assumpcions dels controladors de temps discret (mostreig i actuació equidistants). En lloc d'especificar, en la fase de disseny, únics valors pel període de mostreig i pel retard temporal, especifiquem un conjunt de valors tant per l'un com per l'altre. Aquesta nova aproximació al disseny de controladors es basa en la idea d'ajustar, en temps d'execució, els paràmetres del controlador d'acord amb el comportament temporal específic de la implementació (per exemple, d'acord amb la variabilitat en l'execució de les tasques deguda a la planificació). Els llaços de control resultants esdevenent sistemes variants en el temps, amb mostreig irregular i retards temporals variables. Per a aquests sistemes, i utilitzant formulació en l'espai d'estat, presentem una anàlisi completa d'estabilitat, així com l'anàlisi de la resposta. També mostrem com, a partir de les propietats temporals d'aquesta nova aproximació al disseny de controladors, podem obtenir restriccions temporals més flexibles per a les tasques de control. Les restriccions temporals estàndards, per a les tasques periòdiques en els sistemes de temps real, són constants per a totes les instàncies d'una tasca. Això és, només un sol valor per a una restricció és aplicable a totes les instàncies. Les noves restriccions temporals que presentem per a tasques de control no forcen a aplicar un valor específic, sinó que permeten aplicar valors diferents a cada instància d'una tasca, tenint en compte, per exemple, la planificabilitat d'altres tasques.Aquestes restriccions temporals flexibles per a tasques de control ens permeten obtenir planificacions viables i sistemes de control estables a partir de conjunts de tasques (incloent tasques de control i d'altres) que no eren planificables en usar mètodes estàndards tant de planificació de temps real com de disseny de controladors. A més, associant informació de rendiment de control a aquestes noves restriccions temporals per a tasques de control, mostrem com podem prendre decisions de planificació que, anant més enllà de complir amb les restriccions temporals, milloren el rendiment dels sistemes controlats quan aquests sofreixen perturbacions. / The analysis and design of real-time control systems is a complex task, requiring the integration and good understanding of both control and real-time systems theory. Traditionally, such systems are designed by differentiating two separate stages: first, control design and then its computer implementation, leading to sub-optimal solutions in terms of both system schedulability and controlled systems performance.Traditional discrete-time control models and methods consider implementation constraints only to a very small extent. This is due to the fact that in the control design stage, controllers are assumed to execute in dedicated processors and processors are assumed to be fast and deterministic enough not to worry about the timing that the controlling activities may have on the implementation. However, when resources (e.g., processors) are limited, timing variations in the execution of control algorithms occur. Specifically, a control algorithm in traditional real-time scheduling is implemented as a periodic task characterized by standard timing constraints such as period and deadline. In real-time scheduling, timing variations in task instance executions (i.e., jitters) are allowed as far as the schedulability constraints are preserved. Consequently, the resulting jitters for control task instances do not comply with the strict timing demanded by discrete-time control theory. This has two pervasive effects: the presence of jitters for control tasks degrades the controlled system performance, even causing instability. On the other hand, minimizing the likelihood of jitters for control tasks by over-constraining the control task specification reduces the schedulability of the entire task set. It is worth mentioning that control theory offers no advice on how to include, into the design of controllers, the effects that implementation constraints have in the timing of the control activities (e.g., scheduling inherent jitters). Also, real-time theory lacks task models and timing constraints that can be used to guarantee a periodic task execution free of jitters without over-constraining system schedulability. In this thesis we present a flexible integrated scheduling and control analysis and design framework for real-time control systems that solves the problems outlined above: poor system schedulability and controlled systems performance degradation. We show that by merging the activities of the control and real-time communities, that is, by integrating control design with computer implementation, both system schedulability and controlled systems performance are improved. We present a new approach to discrete-time controller design that takes implementation constraints into account and relaxes the equidistant sampling and actuation assumptions of traditionally designed discrete-time controllers. Instead of specifying a single value for the sampling period and a single value for the time delay at the design stage, we specify a set of values for both the sampling period and for the time delay. This new approach for the controller design relies on the idea of adjusting controller parameters at run time according to the specific implementation timing behaviour, i.e., scheduling inherent jitters. The resulting closed-loop systems are based on irregularly sampled discrete-time system models with varying time delays. We have used state space formulation to present a complete stability and response analysis for such models.We also show how to derive more flexible timing constraints for control tasks by exploiting the timing properties imposed by this new approach to discrete-time controller design. Real-time scheduling standard timing constraints for periodic tasks are constant for all task instances. That is, a single value of a constraint (e.g., period or deadline) holds for all task instances. Our flexible timing constraints for control tasks do not set specific values. Rather, they provide ranges and combinations to choose from (at each control task instance execution), taking into account, for example, schedulability of other tasks. That is, these more flexible timing constraints for control tasks allow us to obtain feasible schedules and stable control systems from task sets (including control and non-control tasks) that are not feasible using traditional real-time scheduling and discrete-time control design methods. In addition, by associating control performance information with these new timing constraints for control tasks, we show how scheduling decisions, going beyond meeting timing constraints, can be taken to improve the performance of the controlled systems when they are affected by perturbations.

Des dels anys 80, els sistemes basats en el coneixement, programes que utilitzen una gran quantitat de informació per modelar situacions i resoldre problemes, han adquirit gran importància en el camp industrial, financer i científic. La complexitat d'aquests sistemes fa que el seu ús presenti més dificultats que altres aplicacions informàtiques. La comunicació entre els sistemes basats en el coneixement i l'usuari presenta, doncs, nous reptes. Tot i que el llenguate natural es especialment apropiat per comunicar-se amb aquests sistemes, són pocs els que incorporen interfícies en llenguatge natural. Els motius principals són els problemes d'eficiència que presenta el processament del llenguatge natural i l'elevat cost de desenvolupar les bases de coneixement (conceptual i lingüístic) necessàries per a cada aplicació. L'objectiu d'aquesta tesi és millorar la comunicació en llenguatge natural amb els sistemes basats en el coneixement. Aquesta recerca s'ha centrat en el disseny d'una representació reutilitzable dels diferents tipus de coneixement involucrats en aquesta comunicació, que permetir de generar de forma automàtica la interfície més adequada per a cada aplicació. S'ha desenvolupat un sistema, GISE (Generador de Interfaces a Sistemas Expertos), que genera interfícies en llenguatge natural per diferents tipus d'aplicacions. Aquest sistema adapta automàticament les bases de coneixement lingüístic generals als requeriments d'una aplicació concreta, obtenint la gramàtica més apropiada. El disseny del sistema està basat en una representació reutilitzable i modular dels diferents tipus de coneixement necessaris en la comunicació en llenguatge natural. Aquesta informació consisteix en els conceptes de l'aplicació, les tasques de comunicació, el coneixement lingüístic i les relacions generals entre el coneixement conceptual i la seva realització lingüística. Tres bases de coneixement s'han dissenyat per representar aquesta informació: la ontologia conceptual, la ontologia lingüística i un conjunt de relges de producció. El coneixement conceptual s'ha representat en la ontologia conceptual. Aquest coneixement inclou aspectes sobre el domini i la funcionalitat. Tota la informació necessària per modelar l'aplicació i tots els possibles actes de comunicació estan representats en la ontologia conceptual. La complexitat dels sistemes basats en el coneixement fa necessària una representació formal i explícita de la seva funcionalitat i domini.El coneixement lingüístic general necessari per expressar en llenguatge natural les possibles tasques del sistema es representen en la ontologia lingüística.La informació que permet relacionar el coneixement lingüístic general a una aplicació concreta per tal d'obtenir la gramàtica més adequada es representada mitjançant un conjunt de regles de producció.L'organització modular dels diferents tipus de coneixement que intervenen en la comunicació facilita l'adaptació del sistema a diferents tipus d'aplicacions i usuaris.Les gramàtiques generades pel sistema GISE utilitzen un llenguatge alhora ric i precís, adaptat a l'aplicació. La interfície del sistema incorpora un sistema de finestres que guia a l'usuari a introduir les opcions en llenguatge natural que el sistema reconeix.GISE s'ha aplicat a diferents sistemes: a SIREDOJ, un sistema expert en lleis i a un sistema que dóna informació sobre trens. / Since the 1980's, knowledge based systems (KBSs), programs that use knowledge to model situations and solve problems, have spread throughout industry, finance and science. Human communication with these systems deals with complex concepts and relationships that are not present in other software applications. Allthough the natural language (NL) is especially appropriate for expressing these concepts, there are not many KBSs incorporating NL interfaces. The main reasons for this are problems of efficiency in NLI performance, lack of adequacy to the communication needs of the applications and the high cost of developing and maintaining them.The aim of this thesis is to study how the communication process and engineering features can be improved in NL interaction with KBSs. This study has been focused on the efficient and reusable representation of the knowledge involved in NL communication with KBSs. GISE (Generador de Interfaces a Sistemas Expertos), a system supporting NL communication with KBSs has been developed. This system adapts the general linguistic resources to application requirements in order to automatically obtain application-restricted grammars. The main issue of the system design is a separate and reusable representation of all types of knowledge involved in communication with KBSs. This knowledge consists of the application knowledge appearing in the communication, the tasks of communication, the linguistic knowledge supporting their expression and the general relationships between conceptual knowledge and its linguistic realization. Three general bases were designed to represent all this knowledge : the Conceptual Ontology (CO), the Linguistic Ontology (LO) and a set of control rules.Conceptual knowledge is represented in the CO. This conceptual knowledge includes domain and functionality issues. All knowledge required to model the applications as well as the description of all possible communication acts is provided in the CO. The CO is the skeleton for anchoring the domain and the functionality of the applications. The complexity of KBS performance makes a formal and explicit representation of their domain and functionality necessary. The general linguistic knowledge needed to cover the expression in NL of the tasks the system performs is represented by means of the LO and a set containing all possible realizations of the application terms. The LO is domain and application independent. The control information to relate the general linguistic knowledge to conceptual application knowledge in order to generate the application-restricted grammars is represented by a set of production rules. The modular organization of the relevant knowledge into separate data structures provides great flexibility for adapting the system to different types of applications and users.The grammars generated by GISE use expressive and precise language tuned to the application and adapted to the evolution of the communicative process. A menu-system to guide the user in introducing the NL is integrated into the GISE interface. GISE has been applied to a couple of applications: SIREDOJ, an ES in law and a railway communication system.

Una gran variedad de sistemas reales están compuestos por subsistemas compartidos. Por razones estructurales y/o computacionales es a menudo conveniente construir controladores descentralizados. Encontramos un sinfín de problemas de control en áreas tan diversas como problemas de tráfico, estructuras flexibles, sistemas de potencia, etc. en donde se hace imprescindible aplicar este tipo de técnicas. Todo ello ha motivado la creación de un marco matemático conocido como Principio de Inclusión, en donde se dan las condiciones bajo las cuales se pueden desarrollar y aplicar tales procedimientos.El Principio de Inclusión fue introducido a principios de los años ochenta dentro del contexto del análisis y del control de los sistemas de gran escala. Esencialmente, dicho principio establece las condiciones para que dos sistemas dinámicos de dimensiones distintas puedan tener comportamientos relacionados. Esto significa que es posible construir un sistema de mayor dimensión que el sistema dado a través de una expansión, de tal forma que el sistema expandido contenga toda la información a cerca del sistema dado. También es posible extraer la información del sistema de mayor dimensión a través de un proceso de contracción.El Principio de Inclusión se basa en la elección de unas apropiadas transformaciones lineales entre los espacios de estado, salida y control. Dichas transformaciones están influenciadas por una matrices conocidas como matrices complementarias. El papel que juegan las matrices complementarias ha sido extensamente probado. Sin embargo, a lo largo de la historia únicamente se han utilizado dos tipos concretos de expansiones, llamadas restricciones y agregaciones, aunque el estudio de otras posibilidades ha sido considerado como un problema de gran interés.El diseño de controladores descentralizados centra nuestra atención. Básicamente, la idea consiste en expandir el sistema inicial con subsistemas solapados ("overlapping") a un sistema de mayores dimensiones en donde los subsistemas aparezcan ahora disjuntos y lo más débilmente acoplados posible entre sí. Entonces, se diseñan controladores descentralizados para cada subsistema aplicando técnicas estándar de diseño. La principal contribución de la Tesis consiste en ofrecer una nueva y mucho más general caracterización de las matrices complementarias así como un procedimiento para su selección. Además, los resultados se han extendido a otros temas de interés, tales como la estabilidad, la controlabilidad y la observabilidad de sistemas, problemas sobre control óptimo, suboptimalidad, etc. Finalmente, se presenta un ejemplo ilustrativo en donde se pueden apreciar las ventajas que conlleva el uso de las nuevas matrices complementarias. / A large variety of real world systems consists of subsystems sharing common parts. For either structural or computational reasons it is often convenient to construct decentralized controllers by using overlapping information sets. There exist control problems in different areas such as traffic problems, flexible structures or power systems, where this is a particularly effective way to proceed. This has motivated to formalize these ideas and conditions in a general mathematical framework, which has been named Inclusion Principle. The Inclusion Principle was proposed in the early eighties in the context of analysis and control of complex and large-scale systems. Essentially, this principle establishes a mathematical framework in which two dynamic systems with different dimensions have a related behavior. This means that the big system can be built from the small one through an expansion process, in such a way that the big system contains the essential information about the behavior of the small system and the other way this information can be extracted from the big system by a contraction process. The Inclusion Principle relies on the choice of appropriate linear transformations between the inputs, states and outputs of both systems, which have the freedom of the selection of the so-called complementary matrices. The important role of the complementary matrices within this context has been proved. However, only two simple standard choices have been commonly used in practice, restrictions and aggregations, while the exploitation of the degree of freedom offered by the selection of the complementary matrices has been considered as one of interesting research issues. Particular attention has been given in the design of overlapping decentralized controllers. Basically, the idea is to expand the system with overlapped components into a larger dimensional system that appears decomposed into a number of disjoint subsystems. Then, decentralized controllers are designed for the expanded system and contracted to be implemented in the original system by using well-known control design methods. The main contribution of this thesis is to present a new characterization of the complementary matrices, which gives a more explicit way for their selection. A general structure for the complementary matrices together with a procedure to select them is presented. Moreover, these results have been extended to other issues such as stability, contractibility and observability of systems, linear quadratic optimal control problem, suboptimality concept, etc. Finally, an illustrative example to demonstrate the advantages of the new characterization of the complementary matrices is supplied.

Les ciutats d'avui en dia es caracteritzen per un progressiu creixement de la població dins un territori físic limitat. Aquest creixement comporta problemes diversos, com ara la falta d'autocontenció de la ciutat; la segregació espacial de segments de població heterogenis, ja sigui per raons econòmiques o bé per raons socials o culturals; el col·lapse de les infraestructures de transport, o la manca de zones verdes, entre molts altres que podríem destacar. La present tesi doctoral pretén facilitar l'anàlisi de la sostenibilitat d'un sistema, en concret d'un sistema urbà, proposant una metodologia d'anàlisi de la sostenibilitat de sistemes urbans, aplicable a municipis mitjans europeus. La metodologia que proposem es basa en un marc conceptual format per tres components. Un primer component és determinat per la definició de desenvolupament sostenible, la qual solament es pot aplicar si es té una visió sistèmica, transversal i multidisciplinària dels sistemes.Un segon component és determinat per la consideració del sistema com a sistema complex, format per múltiples interrelacions entre els elements que el constitueixen, i entre aquests elements i el seu entorn, cosa que determina una de les principals característiques dels sistemes que cal considerar, la complexitat, la qual planteja greus reptes del sistema a tots els nivells, que fins i tot poden arribar a provocar ne el col·lapse. Un tercer component que cal tenir en compte en parlar de sistemes complexos és la incertesa que els caracteritza. Amb el suport d'aquest marc conceptual i fruit de l'estudi i l'anàlisi de les eines de mesura i modelització de la sostenibilitat existents, la metodologia proposada conforma un procés a partir d'un conjunt d'eines (models, correlacions entre variables, indicadors, índexs i escenaris de futur) que possibiliten analitzar un sistema urbà, caracteritzat per una sèrie de problemàtiques concretes, amb la finalitat de poder definir estratègies o polítiques per aconseguir un desenvolupament sostenible del sistema objecte d'estudi. La metodologia desenvolupada s'ha aplicat en un cas d'estudi concret, el municipi de Terrassa.El desenvolupament de la proposta metodològica aplicada al cas d'estudi ha permès la identificació de les problemàtiques que poden produir impactes significatius en el desenvolupament sostenible de la ciutat, cosa que ens ha permès definir estratègies adequades per aconseguir-ne la contenció. / Modern cities are characterised by progressive population growth in limited physical spaces.This growth gives rise to many problems, including lack of self-containment of cities, spatial segregation of heterogeneous population sectors (whether for economic, social or cultural reasons), the collapse of transport infrastructures, and the lack of green areas.The aim of this doctoral thesis is to facilitate the analysis of a system's sustainability. It examines a particular urban system and puts forward a methodology for analysing the sustainability of urban systems that can be applied to medium-size European towns.The methodology proposed is based on a three part conceptual framework. Firstly, sustainable development can only be applied through a systematic, transversal and multidisciplinary approach. Secondly urban systems must be considered as being inherently complex, as they are made up of multiple interrelationships between their component parts, which in turn interact with their surroundings. This complexity means that the systems are faced with enormous challenges at all levels, and may even face collapse. Thirdly, one of the features that must be taken into account in dealing with complex systems is their high level of uncertainty.The proposed methodology is based on this conceptual framework and a review of existing tools for measuring and modelling sustainability. The result is a process based on a set of tools (models, correlations between variables, indicators, indices and future scenarios) that can be used to analyse urban systems characterised by specific problems and to define strategies and policies for achieving sustainable development in these systems.Through the application of the methodology to a specific case study, the municipality of Terrassa, it was possible to identify problems that may have a significant impact on the town's sustainable development and to define suitable strategies for achieving urban containment.