Durante el tránsito Eoceno-Oligoceno en el sector NE de la Cuenca del Ebro y por encima de los depósitos marinos eocénicos, se diferencian tres complejos o sistemas deposicionales: el Sistema Aluvial Pirenaico, el Sistema Aluvial Catalánide y el Sistema Lacustre Catalán o Central.El estudio de mamíferos y carófitas fósiles hallados en los materiales del Sistema Lacustre Catalán ha permitido distinguir tres biozonas de carófitas y cuatro de mamíferos de valor estrictamente local. Estas biozonas abarcan desde el Priaboniense superior hasta la parte alta del Estampiense inferior.La asociación de facies evaporíticas y detríticas presentes en la Fm. Yesos de Barbastro y la Fm. Limolitas de Torà (Priaboniense superior) corresponden a depósitos de "playa-lake". Los procesos de deposición lacustre en este ambiente están controlados esencialmente por la estabilidad y posición del nivel freático y, subordinadamente, por otros factores como el desarrollo de tapices algales y el retrabajamiento por corrientes acuosas de materiales yesíferos previamente depositados. El relieve prácticamente llano que corresponde al momento y lugar de la sedimentación de los depósitos de las Fms. Barbastro y Torà, favorece la formación de lagunas efímeras cerradas, con márgenes someros extensos en una amplia llanura lutítica. Estos depósitos de "playa-lake" pasan gradualmente, en la vertical, a los depósitos carbonatados de lagos someros con influencia evaporítica de la Fm. Calizas de Castelltallat.Los depósitos detríticos de carácter mixto aluvial lacustre de la Fm. Areniscas de Súria (Priaboniense sup. Estampiense inf.) se depositaron en un sistema de abanicos terminales desarrollados en las partes distales del Sistema Aluvial Pirenaico. Este sistema prograda hacia el centro de la cuenca (hacia el S) sobre los depósitos de tipo "playa-Iake" priabonienses. Los depósitos del abanico se forman principalmente por agradación vertical de los materiales transportados en avenidas repentinas ("flash floods") con forma de lámina o manto ("sheet floods"). Las secuencias de progradación de los lóbulos frontales de los abanicos muestran cómo los lóbulos pueden tener su parte distal sumergida en una lámina de agua somera e hipersalina, motivo por el cual se producen procesos turbidíticos de transporte y sedimentación. La parte proximal de los lóbulos suele corresponder a la parte emergida de éstos y sus depósitos se forman a partir de corrientes deceleradas subaéreas en lámina del tipo "sheetflow".Los depósitos carbonatados con niveles de carbón asociados de la Fm. Lignitos de Calaf se encuentran intercalados entre los depósitos fluviales de la Fm. Solsona y corresponden ya a la parte alta del Estampiense inferior. Su sedimentación corresponde a lagos someros, no salinos y, seguramente, con aliviaderos. Estos lagos se sitúan en las partes más distales de los sistemas fluviales distributarios pirenaico (Fm. Solsona) y catalánide (Fm. Artés) y su lámina de agua, aunque relativamente más estable que la de las lagunas evaporíticas, sufre rápidas expansiones y retracciones. Los contornos, extensión y sedimentación de los márgenes de los lagos están fuertemente influenciados por la dinámica sedimentaria de los sistemas fluviales distributarios. Las características del carbón de la Fm. Calaf indican que su acumulación es autóctona y que está compuesto principalmente por material leñoso que se acumula y entierra rápidamente en condiciones anaerobias. El estudio del reparto espacial de los porcentajes litológicos acumulativos en los sondeos de la zona de Calaf indica que los depósitos de carbón más importantes de la Fm. Calaf se acumulan en las zonas palustres marginales de los lagos y, dentro de éstas, en los sectores más protegidos de la influencia detrítica. El desarrollo de turberas se ve favorecido durante los períodos de mayor estabilidad de la lámina de agua.El análisis mineralógico y geoquímico de las arcillas contenidas en las litofacies lutíticas refleja una relación entre la abundancia de algunos minerales del grupo de las arcillas y el paleoambiente en que se depositaron las lutitas. Buena palie de las esmectitas e interestratificados minerales con un componente expansible que componen la litofacies lutitas grises (Lg) son producto de procesos de transformación y/o neoformación mineral en ambientes lacustres. Estos procesos se ven favorecidos en los ambientes lacustres subacuáticos con mayor concentración salina y lámina de agua más perenne. La illita, clorita, caolinita y una parte de las esmectitas y arcillas expansibles presentes en los niveles de lutitas grises, más la totalidad de los minerales de arcilla presentes en las lutitas rojas, tienen un origen exclusivamente detrítico. La proporción de cada uno de los minerales detríticos en cada perfil y unidad depende de la composición de los materiales del área fuente.El análisis geoquímico revela que el contenido en elementos traza, como el Boro, Rubidio y Litio, presente en las arcillas, está más determinado por las cantidades heredadas de estos elementos y por las cantidades absorbidas en procesos diagenéticos tardíos que por las cantidades absorbidas durante los episodios lacustres en que se depositaron las arcillas.La reconstrucción paleogeográfica del sector NE de la Cuenca del Ebro se ha referido a tres etapas significativas de la evolución sedimentaria durante el tránsito Eoceno-Oligoceno: 1ª) Durante el Priaboniense superior el centro de la cubeta y buena parte de la aragonesa están ocupadas por una amplia llanura lutítica del tipo "playa-lake". En los márgenes catalánide y pirenaico se desarrollan sendos cinturones fluviales distributarios que se nutren de la carga aportada por los abanicos aluviales conglomeráticos adosados a los frentes tectónicos. 2ª) Durante el límite Priaboniense-Estampiense en el centro de la cuenca los depósitos de "playa-lake" quedan relegados a la parte occidental, si bien en aquella parte se expanden hacia el N y SE debido a la retracción de los depósitos aluviales terminales. En la parte occidental del centro de la cuenca se crea un área de sedimentación lacustre carbonatada con menor influencia evaporítica. Los depósitos aluviales de los márgenes sufren, durante esta etapa, retracciones en sectores determinados favoreciendo la expansión de la llanura lacustre central. 3ª) Durante el Estampiense inferior la deposición lacustre ha perdido su carácter evaporítico y debido al avance de los sistemas aluviales y a la colmatación de la cubeta, la sedimentación lacustre se restringe a la parte suroriental del área central de la cubeta. En las zonas marginales palustres situadas al NE del depocentro lacustre se desarrollan turberas.Los materiales continentales terciarios depositados después de la regresión priaboniense quedan divididos en dos secuencias deposicionales: una secuencia inferior a Secuencia Castelltallat y otra superior a Secuencia Solsona. El límite entre estas dos secuencias prácticamente coincide con el límite Priaboniense-Estampiense. La Secuencia Castelltallat está integrada por los depósitos lacustres eocenos de las formaciones Barbastro, Torà, Castelltallat y parte inferior de la Fm. Súria. La Secuencia Solsona la integran los depósitos fluviales de las formaciones Solsona, Peraltilla, Calaf y parte alta de las Fms. Artés y Súria. El cambio sedimentario brusco que supone el paso de una secuencia a otra, en el sector central cuenca, se refiere al paso de la cuenca de condiciones de deposición lacustre evaporítica generalizada (Secuencia Castelltallat) a condiciones de sedimentación fluvial dominante con episodios lacustres aislados (Secuencia Solsona). / The purpose of this work is the stratigraphic and sedimentologic study of the Eocene-Oligocene lacustrine deposits outcroping at the must-eastern part (Catalan sector) of the Pyrenean foreland basin (Ebro Basin). Continental deposits shows thicknesses from 1.000 m in the centre and SW margin of the basin to 2.500 m in the northern margin (Pyrenean). These deposits may be subdivided in three depositional systems: Pyrenean Alluvial System, Catalanides Alluvial System and Catalan Lacustrine System. Lacustrine sediments developed on the centre of the basin distaly to the alluvial systems.Two depositional sequences have been distinguished: 1) Castelltallat Sequence (Upper Priabonian) constituted by evaporic lacustrine sediments widely extended throught the centre of the basin, and 2) Solsona Sequence (Lower Rupelian) mainly constituted by fluvial-alluvial deposits with isolated sedimentary bodies corresponding to lacustrine sediments. From the late Eocene to the early Oligocene the lacustrine depocenters shifted from NE to SW as a consequence of tectono-sedimentary evolution of the basin.Castelltallat Sequence begins with playa-lake associations (Barbastro and Torà Fms.). Playa-lake sediments change upwards gradually into shallow lacustrine carbonate rich deposits displaying also with evaporitic influence (Castelltallat Fm).At the early Oligocene, the generalized lacustrine sedimentation developed at the centre of the basin changed abruptly into a mainly fluvial-alluvial (Solsona, Artés and Súria Fm.) sedimentation with isolated and less laterally extensive lacustrine episodes (Solsona Sequence). One of these episodes (Calaf Fm.) shows shallow carbonate rich lacustrine facies and coal deposits associated, developed in no evaporitic conditions. Coal and carbonate isopleth maps in the Calaf area shows that the coal accumulation maxima took place in the margins of the lakes and in the areas of minor detritic influence.The transition of the Pyrenean Alluvial System to the Catalan Lacustrine System took place trought a terminal fan complex (Súria Fm.) which prograded over the Eocene playa-lake deposits.

La memòria recull contribucions a diversos aspectes del problema de l'estabilitat en sistemes hamiltonians quasi-integrables. Aquests aspectes inclouen resultats d'estabilitat efectiva, que comporten el confinament de trajectòries durant un interval de temps molt gran, i també resultats que estableixen l'existència de tors invariants, entre els quals distingim els tors KAM i tors de dimensió inferior.Considerem un sistema hamiltonià quasi-integrable, amb n graus de llibertat, en el qual la mida de la pertorbació és "Epsilon". Malgrat la possibilitat de difusió en aquest tipus de sistemes, els teoremes de Nekhoroshev i KAM (Kolmogorov-Arnol'd-Moser) són resultats molt valuosos que asseguren certs tipus d'estabilitat. Amb tot, les proves habituals d'aquests teoremes no posen en relleu la profunda relació que existeix entre els diferents tipus d'estabilitat a què donen lloc. Gran part de la memòria és dedicada doncs a donar un enfocament unificat per als dos teoremes.Després d'un capítol d'introducció, al capítol 2 descrivim el mètode seguit per a la prova d'ambdós teoremes, consistent a construir iterativament una transformació canònica que porti el hamiltonià de partida a una forma normal que depengui de menys angles. Per a l'obtenció de la forma normal fem ús del formalisme de les sèries de Lie, que descrivim a la secció 2.1. Aquest és un procediment molt apropiat per a aplicacions pràctiques, perquè permet dur a terme càlculs explícits en exemples concrets, i pot ésser directament implementat en ordinadors. Per tal d'evitar l'efecte causat pels petits divisors, prop de la ressonància associada a un mòdul fixat acceptem que la forma normal pugui dependre de certes combinacions d'angles. De fet només cal considerar ressonàncies fins a un ordre finit apropiat, ja que l'efecte de les ressonàncies d'ordre més alt és exponencialment petit. Basant-nos en el mètode de les sèries de Lie, construïm el procés iteratiu, el qual és finit en la prova del teorema de Nekhoroshev i infinit per al teorema KAM (en aquest darrer cas, sempre prenem el mòdul nul). De fet, descrivim un algorisme lineal i un de quadràtic. Tot i que l'algorisme lineal és d'aparença més senzilla, mostrem que el càlcul explícit de la forma normal podria ésser una mica més ràpid usant l'algorisme quadràtic.A les seccions 2.3 i 2.4 obtenim les versions lineal i quadràtica del lema iteratiu, que ens donen les fites per a un pas concret del procés iteratiu en cadascun dels dos algorismes. Utilitzem una norma per a camps vectorials hamiltonians (introduïda a la secció 2.2), la qual ens permet d'optimitzar les fites respecte les d'altres autors. Duent a terme un nombre adequat de passos, i aplicant reiteradament el lema iteratiu (en qualsevol de les seves dues versions), obtenim a la secció 2.5 el teorema de la forma normal, en el qual la fita de la resta és exponencialment petita. La prova d'aquest resultat esdevé molt simple degut al fet que el lema iteratiu ha estat optimitzat.Al capítol 3 obtenim, a partir del teorema de la forma normal, la prova del teorema de Nekhoroshev en el cas quasiconvex. En primer lloc, donem a les seccions 3.1 i 3.2 fites d'estabilitat vàlides sobre regions no ressonants i regions ressonants, respectivament (per al cas ressonant imposem la condició de quasiconvexitat). A la secció 3.3 recobrim tot l'espai de fases amb una família de conjunts, que reben el nom de blocs, associats a diferents mòduls de ressonàncies. Així obtenim a la secció 3.4 un temps d'estabilitat exponencialment gran en 1/Epsilon. per a totes les trajectòries, completant la prova del teorema de Nekhoroshev amb l'exponent òptim 1/2n.Obtenim també al capítol 3 altres resultats sobre estabilitat efectiva. Hem considerat a la secció 3.1 una pertorbació d'un sistema de n oscil·ladors harmònics amb freqüències satisfent una condició diofàntica. En aquest cas l'exponent de les fites és 1/(Tau + 1), essent Tau l'exponent de la condició diofàntica. A la secció 3.5 veiem que podem millorar les fites de Nekhoroshev si ens restringim a un entorn de la ressonància associada a un mòdul fixat, i obtenim uns exponents d'estabilitat particulars, que depenen de la dimensió del mòdul. A més, apliquem aquestes fites al conegut exemple d'Arnol'd.Al capítol 4 provem la versió isoenergèica de teorema KAM de manera directa sense usar aplicació de Poincaré) i introduïm la noció de tor quasi-invariant. Comencem veient a la secció 4.1 les dificultats que sorgeixen en el cas isoenergètic, i les resolem amb els lemes tècnics que donem a la secció 4.2. El mètode iteratiu que usem per a provar el teorema KAM isoenergètic és paral·lel, en línies generals, al que usa Arnol'd en el cas ordinari. A la secció 4.3 donem fites per a un pas concret del procés a partir del lema iteratiu. A la secció 4.4 completem la prova del teorema KAM isoenergètic, veient que les restes tendeixen ràpidament cap a zero i obtenint tors invariants n-dimensionals (tors KAM), però només sobre un conjunt cantorià que ve donat per freqüències diofàntiques.A més, obtenim a la secció 4.5 un resultat d'estabilitat que constitueix un pont entre els teoremes KAM i de Nekhoroshev. Cal considerar les freqüències que satisfan aproximadament una condició diofàntica, fins una precisió donada r. Aquestes freqüències donen lloc a tors quasi-invariants, noció que expressa que les trajectòries que parteixen d'un d'aquests tors hi romanen a prop durant un temps exponencialment gran en 1/r. Així, la precisió r passa a constituir el paràmetre de pertorbació (per a r = 0 tenim els tors KAM). Obtenim aquest resultat dins del mateix esquema iteratiu usat per al teorema KAM però aturant-lo en el moment adequat, en comptes de dur-lo fins al límit. El resultat és molt proper, des del punt de vista quantitatiu, al teorema KAM. Qualitativament, sacrifiquem l'estabilitat perpètua dels tors KAM però, en canvi, tenim un resultat més significatiu des del punt de vista pràctic, ja que per tal d'associar un tor quasi-invariant a una freqüència donada només cal comprovar la condició diofàntica aproximadament. Aquest resultat és lleugerament diferent dels d'altres autors, que estableixen que els tors KAM són "enganxosos" (prenent com a paràmetre la distància a un tor KAM fixat). El nostre resultat és més útil a la pràctica, car no requerim l'existència prèvia d'un tor KAM.Estudiem a la secció 4.6 l'existència de tors invariants per a un hamiltonià a l'entorn d'un punt fix el·líptic. Sota les condicions adequades, el teorema KAM ens diu que en un entorn de radi r existeix un gran nombre de tors invariants. Fins i tot, si les freqüències del punt el·líptic satisfan una condició diofàntica, llavors la mesura del complementari dels tors invariants és exponencialment petita en 1/r.Al capítol 5 estudiem els tors invariants de dimensió inferior prop de la ressonància associada a un mòdul de dimensió d < n. La localització d'aquests tors, especialment els tors hiperbòlics, és important com a primer pas per a establir l'existència de difusió d'Arnol'd al llarg d'una cadena de transició. En primer lloc, posem el hamiltonià en forma normal respecte el mòdul fixat i la resta és petita. Fent un canvi canònic lineal (secció 5.2), podem suposar que la part en forma normal només depèn de d angles. Menyspreant la resta, fem un estudi de la forma normal, la qual constitueix un sistema intermedi entre el hamiltonià no pertorbat i el hamiltonià pertorbat. A la secció 5.1 donem condicions per tal que la forma normal tingui tors invariants de dimensio n-d, els quals poden ésser el·líptics, hiperbòlics i d'altres categories. Considerem a la secció 5.3 el cas d'una ressonància simple (d=1), en el qual la forma normal és integrable i per tant podem dur a terme un estudi complet de les varietats invariants dels tors hiperbòlics i les connexions homoclíniques que tenen lloc. Remarquem que, si bé l'existència dels tors hiperbòlics per al sistema original ha estat establerta per altres autors, cal esperar que aquests tors es trobin molt a prop dels de la forma normal si aquesta ha estat obtinguda fins un ordre prou alt. Llavors podem obtenir més informació sobre les varietats invariants. / The main results concerning stability in nearly-integrable Hamiltonian systems are revisited: Nekhoroshev theorem (effective stability) and KAM theorem (existence of invariant tori). We prove both theorems using a common method, which allows to stress the close relationship between them.The method consists of bringing our Hamiltonian to normal form using an iterative procedure based on Lie series. We describe two algorithms (linear and quadratic) which can both be directly implemented in computers. To give estimates for the remainder of the normal form along the iterative process, we use a vectorfield norm which allows to optimize the estimates.Iterating these estimates an appropiate (finite) number of steps, we get an exponentially small remainder. Assuming quasiconvexity, we get Nekhoroshev theorem (with the optimal exponent). Further results on effective stability are also obtained.We prove the isoenergetic version of KAM theorem in a direct way (without using a Poincaré map). In this case, in order to make the remainder tend to zero, we consider an infinite iterative process. In this way the majority of trajectories lie in invariant tori, but these tori fill a Cantorian set given by Diophantine frequencies. Moreover, we introduce the notion of nearly-invariant torus by stopping the process at an appropiate step. We associate a nearly-invariant torus to the frequencies satisfying, up to a given precision, a Diophantine condition (the precision becomes the parameter of perturbation). We also prove the existence of a large number of invariant tori near an elliptic fixed point with Diophantine frequencies: we give for the complement of the invariant tori an exponentially small estimate.Finally, we study low dimensional tori near resonances and the invariant manifolds of hyperbolic tori near simple resonances. This constitutes a first step towards finding Arnol'd diffusion in nearly-integrable Hamiltonian systems.

The anisotropic Kepler problem was introduced by Gutzwiller as a classical mechanical system which approximates the following quantum mechanical system: the study of bound states of an electron near a donor impurity of a semiconductor. As it is known the anisotropic Kepler problem exhibits many qualitative phenomena of interest in the theory of differential equations such as non-integrability and chaotic behaviour. This paper is essentially devoted to the qualitative analysis of this problem, and also surveys the recent techniques and results from it.

It is known that for the study of continuous dynamical systems the discret case plays an important role because, with it we can study the continuous one by using the Poincaré return map. In the discret case we can distinguish between conservative maps (or area preserving maps, in the case of flows living on a 3-dimensional manifold) and non conservative maps. Among the last ones, there are the dissipative maps. Two of the main subjects of the study of dissipative maps are: the existence or not of attracting periodic orbits and the possible existence of strange attractors -that is, attractors that are neither periodic orbits nor invariant curves, which are minimal and contain a dense orbit. Moreover, these attractors can have sensitive dependence on the initial conditions, or have an absolutely continuous invariant measure. On the other hand there exists a transition between these two behaviours: the so-called flip or period doubling bifurcation cascade. After the final of this cascade (in a suitable set of parameters), strange attractors can appear, and also more attracting periodic orbits.This doctoral dissertation is divided in four chapters:In the first one we study the dynamics of the so called logistic map; more specifically, we study first fold and flip bifurcations of this family, giving analytical expressions of the parameter values for which they occur. In the second chapter, we consider the Hénon map with strong dissipation. In the third chapter we study the Newhouse phenomenon. To this end we prove a more complete version of the phenomenon than others proved before, in which we show the existence of generic saddle-node and flip bifurcations, for parameters close to the parameter of homoclinic tangency. In chapter four we study the behaviour of the codimension one and two bifurcations in one and two dimensional families of maps. To do this, we consider one-parameter families of diffeomorphisms, to study saddle-node and flip bifurcations, and two-parameter families of dissipative diffeomorphisms, to study cusps and codimension two flips.

Formation flying offers space-dependent disciplines such as astrophysics, astrodynamics, and geodesy, to name a few, the possibility of creating large spaceborne sensors from an array of small spacecraft flying in formation. This creates exciting scientific and technical opportunities as the formation could be arranged to work as, for example, an interferometer, thus providing a most unlimited angular resolution or a virtual telescope, thus unrestricted focal distances. Since the first mission including formation flying technology (EO-1) was selected by NASA, some of the challenges to realize full Formation Flying (FF) capabilities has been thought to be the definition of suitable algorithms to navigate and control FF missions.The focus of this dissertation is the design and evaluation of algorithms for navigation and control for formation flying missions. Given its importance, extensive research has been already conducted to fulfill the increase of accuracy, autonomy, and other requirements of the Guidance, Navigation, and Control (GNC) systems that derive from novel applications of formation flying missions. To centre the scope of present work, we have mainly focused in three of the present challenges: the difficulties of fusing different non-linear observations for relative navigation; the analysis and extension of behavioural algorithms for controlling a formation of spacecraft; and the design and validation of a control law for formation acquisition and formation keeping of a non-natural relative trajectory. These three interconnected topics cover a wide range of research in formation flying and embody the main algorithm components of formation flying algorithms from the observations to the navigation and to the control.The first challenge consisted, thus, in addressing the difficulties encountered by classical filters to estimate a state vector fusing common observations. We proposed several strategies to improve the robustness of these filters under non-linear conditions. Among these strategies, the modification of the residuals computation for the Unscented Kalman Filter (UKF) deserves special mention due to its excellent results and robustness against nonlinearities. A theoretical basis for these results became, thus, necessary regarding the new update equation of the UKF and has been developed subsequently in the frame of this thesis. This work has been published in Perea et al. (2007) and Perea and Elosegui (2008).The collective motion exhibited by some groups of animals has recently attracted the interest of many research groups who try to take advantage of the robustness and efficiency of natural patterns. With this aim, we have investigated the possibility of extending an interaction model that has shown emergent behaviour. In particular, the Cucker-Smale (CS) model has been extended for its application on spacecraft formation flying. Numerical simulations of the Darwin mission have proved that this strategy is suitable for loose formation keeping. Of special relevance is the low cost of the controller, specially compared to an alternative strategy, the Zero Relative Radial Acceleration Cones (ZRRAC).The problem of tight formation keeping is addressed previous publications. In these papers, we first study the relative dynamics of a virtual telescope that follows a non-natural relative trajectory driven by the position of an observed body and not by the natural forces in space. This analysis has originated the design of several controls based on different approximations of the relative dynamics. Their performances have been tested and compared through numerical simulations of the PROBA-3 mission using, first, computer based simulations, and then, a realistic platform with GNSS hardware and operational flight software in the loop. The main conclusions show that simple control definitions, as defined by the Linear Quadratic Regulator (LQR) and Linear Quadratic Regulator with the Integral term (LQRI), can fulfill stringent requirements for formation acquisition and tight formation keeping.KEYWORDS: Filering Theory; Control Theory; Guidance, Navigation and Control Systems; Formation Flying Missions / El vol de satèl.lits en formació ofereix a les disciplines de I'espai, com ara I'astrofísica, I'astrodinàmica i la geodesia, per anomenar-ne unes quantes, la possibilitat de crear grans sensors espacials a partir d'un petit grup de satèl·lits en formació. Disposar els satèl·lits per a operar com, per exemple, un interferòmetre, i per tant, oferint una resolució angular gairebe il.limitada, o com a telescopi virtual i aconseguir distàncies focals inimaginables amb un únic satèl·lit, crea grans oportunitats científiques i tècniques. Des del moment en que la NASA va seleccionar la primera missió espacial que incorporava tecnologia de vol en formació (EO-1), un dels reptes que es preveien per a realitzar autentiques missions de vol en formació es la definició d'algorismes específics per a la navegació i control dels satèl·lits.L'objectiu principal d'aquesta tesis es el disseny i avaluació d'algorismes de navegació i control apropiats per al vol de satèl·lits en formació. Donada la importancia d'aquestes missions, s'ha realitzat una extensa investigació per aconseguir acomplir amb l'increment d'objectius referents a la precisió, l'autonomia, i altres requisits del sistema de Guiat, Navegació i Control (GNC) que resulta de les noves aplicacions d'aquestes missions. El contingut d'aquesta tesis es centra en tres reptes actuals referents al sistema GNC: les dificultats de combinar diferents tipus d'observacions no lineals per a la navegació relativa; l'anàlisi i extensió d'algorismes de comportament per a controlar una formació de satèl.lits; i el disseny i la validació d'una llei de control per a l'adquisició i manteniment d'una formació en trajectòria no natural. Aquests tres temes interconnectats cobreixen una amplia àrea de recerca en el camp del vol en formació i incorpora els principals components dels algorismes de vol en formació, des de les observacions fins a la navegació i el control.

Las exacerbaciones graves de la EPOC son causa frecuente de hospitalizaciones no planeadas en pacientes con enfermedad avanzada. Este fenómeno se amplifica por factores como la existencia de co-morbilidades y el insuficiente soporte social que frecuentemente presentan estos pacientes. Los reingresos repetidos por exacerbaciones de la EPOC tienen efectos deletéreos sobre la calidad de vida de los pacientes, el progreso de la enfermedad y la mortalidad. El elevado grado de fragmentación de los sistemas sanitarios dificulta el desarrollo de políticas de prevención de eventos agudos adecuadas para los pacientes con enfermedades crónicas. Esta realidad plantea la necesidad de desarrollar un nuevo paradigma de la atención sanitaria basado en el desarrollo de servicios innovadores de atención integrada destinados a pacientes crónicos. La hipótesis central de la tesis plantea que un modelo de atención integrada, de carácter distributivo, centrado en el paciente, puede generar mejores resultados clínicos que la atención convencional, contribuir a la mejora del estilo de vida, adherencia al tratamiento de los pacientes y contribuir a la contención de costes, durante un programa de hospitalización domiciliaria y prevención de hospitalizaciones por exacerbaciones de EPOC. Las tecnologías de la información y comunicación (TIC) son esenciales para facilitar la accesibilidad a pacientes y profesionales y constituyen un elemento básico para compartir la información en un modelo sanitario de carácter distributivo.El estudio de hospitalización domiciliaria fue el primero en demostrar que la atención integrada fue coste-eficaz al alcanzar los objetivos esperados: a) un menor número de visitas a urgencias, b) mejor calidad de vida; c) cambios en el estilo de vida y mejor gestión de la enfermedad; y d) reducción de costes directos fundamentalmente relacionados con una disminución de los días de hospitalización. El estudio de prevención de hospitalizaciones demostró que la atención integrada alcanzó los objetivos esperados: a) una menor tasa de hospitalizaciones durante el período de seguimiento, comparado con el cuidado convencional, y b) un mejor conocimiento de la enfermedad y adherencia al tratamiento. Fue el primer estudio, que demostró en pacientes con EPOC, la eficacia de una intervención basada en la articulación de los recursos existentes entre la atención primaria y el hospital a través de una plataforma TIC. Asimismo, los resultados sugieren que empoderar al paciente en el autocontrol de la enfermedad puede generar cambios conductuales que disminuyan el riesgo de hospitalización por exacerbación. Los desarrollos futuros exigirán una adecuada estandarización de las intervenciones y la evaluación continuada de los resultados en un proceso de retro-alimentación. También se objetiva la necesidad de una adecuada estratificación de los grupos de pacientes diana de acuerdo a la gravedad y a otros factores que influyan en el pronóstico del paciente, como podrían ser las co-morbilidades. En definitiva, las propuestas de futuro deben incorporar una visión holística de la atención integrada, que incluya estrategias de atención a pacientes en fases iníciales de las enfermedades crónicas con el objetivo de modular el curso de las mismas y atenuar su impacto sobre el sistema sanitario. / Patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD) who show repeated emergency room (ER) consultations and/or hospital admissions due to exacerbations present a rapid progress of the disease severity with deterioration of health related quality of life (HRQL) and poor survival. Consequently, prevention of exacerbations constitutes an important end-point in COPD management. However, despite these undeniable progresses in the management of COPD, we are still confronted with a poor understanding of the underlying factors favouring "frequent hospitalisations" in frail patients.Current health care systems are essentially oriented to acute illnesses because it focuses more on physician's treatment rather than in patient's active role in the self-management of his or her disease. Healthcare systems will evolve by moving toward a model of care that can better address chronic conditions. The Chronic Care model defines new relationships between patients and professionals, and promotes re-engineering of the roles of healthcare professionals within and between levels of care. Because information sharing is a pivotal aspect of this model of care, we hypothesize that information technologies (IT) will become an essential component for a successful deployment of the new modalities of healthcare. The home hospitalization study, generated better outcomes than conventional care which included: 1) lower in-patient hospitalization rates; 2) lower rate of short-term relapses requiring ER admissions; 3) clinically relevant improvement in health related quality of life, as assessed by the Saint George Respiratory Questionnaire (SGRQ);4) higher degree of patient's satisfaction; and, 5) an important positive impact on knowledge of the disease and on patient self-management of the chronic condition. The average overall costs per home hospitalization patient were substantially lower than in conventional care essentially due to less days of in-patient hospitalization. The prevention of unplanned hospitalizations study, confirmed that the intervention group was effective on prevent unexpected hospitalisations after one-year follow-up. Integration of health care delivery across systems aiming to provide a continuum of care to target populations of patients with severe chronic diseases seems to be the emerging model most suitable to provide effective and efficient health care services.

La fritura es un proceso de naturaleza muy complejo donde aceites o grasas son repetidamente calentados a elevadas temperaturas durante prolongados periodos de tiempo y en presencia de aire. Este proceso permite reacciones de hidrólisis, oxidación y polimerización de los TG de los aceites o grasas, las cuales pueden originar diferentes compuestos de alteración que comprometen la calidad del producto frito e incluso la seguridad y repercusión nutricional del mismo. Este trabajo nace de la necesidad de las empresas fabricantes de patatas fritas y productos de aperitivos de un buen control del proceso de fritura industrial y de contar con mayores conocimientos básicos y aplicados sobre algunas características implicadas en los procesos de fritura. Para ello, deben de disponer de herramientas eficaces para el control de la calidad del producto obtenido durante la fritura en continuo. Por tanto, con este objetivo se seleccionaron, optimizaron y aplicaron diferentes métodos analíticos simples y rápidos que pudieran realizarse por parte de cualquier tipo de industria, sin excesivos requisitos técnicos, humanos y materiales y otros más complejos utilizados como referencia. En dicha selección de métodos analíticos se escogieron tanto métodos físicos, químicos y cromatográficos que evalúan diferentes características relacionadas con la alteración (ej. hidrólisis de TG, grado de oxidación primaria o secundaria, destrucción de AGPI,.).En un primer etapa, se estudió el control del proceso de fritura en continuo mediante dos experimentos (el primero mediante el control de la alteración a lo largo de una semana en varias empresas y un segundo donde se evaluó el control de la alteración a lo largo de 5 semanas consecutivas en varias empresas) poniendo de manifiesto la utilidad de algunos de estos métodos para el seguimiento adecuado de los cambios que se producen durante la fritura (ej. el índice de p-anisidina, el porcentaje de polímeros de TG, la extinciones específicas a 232, 270 y 280 nm y la constante dieléctrica), los cuales podrían complementar y/o sustituir al grado de acidez (parámetro habitualmente utilizado por las empresas fabricantes de productos fritos como método analítico de control). Además, durante esta etapa, los resultados obtenidos en el producto frito pone de manifiesto un grado de alteración moderado-bajo y uniforme, reflejo en parte del medio de fritura, pudiendo considerar una uniformidad en la calidad del producto.Posteriormente, en una segunda etapa, mediante dos diseños factoriales se evaluó la influencia de diferentes combinaciones de antioxidantes, y diferentes condiciones de trabajo (tipos de aceite, presencia o no de antioxidantes, tiempos de fritura, tiempos de almacenamiento, y envasado o no en atmósfera de N2) sobre la alteración del medio de fritura y la estabilidad oxidativa y aceptabilidad sensorial del producto. Con los resultados de estos estudios se concluyó que es el palmitato de ascorbilo el único antioxidante que presentó una efectividad clara para evitar la formación de compuestos de oxidación en las condiciones estudiadas, no presentando efecto sinérgico con los otros dos antioxidantes en estudio (ácido cítrico y extracto de tocoferoles). Por otro lado, el envasado en atmósfera de nitrógeno fue la condición tecnológica que previno de forma más clara la pérdida de calidad sensorial del producto frito. Además, la determinación del contenido de hidroperóxidos lipídicos y en menor medida la K232 fueron los parámetros que se vieron afectados más claramente por el tiempo de almacenamiento y las condiciones tecnológicas (adición de antioxidantes y envasado en atmósfera de nitrógeno). Finalmente, cabe considerar el índice de p-anisidina un buen parámetro de predicción de la vida útil del producto especialmente en medios más oxidables. / Continuous deep-fat frying operation is a quite complex process where several factors such as oil composition, transport, packaging and storage of oil, the nature of the food fried and its interaction with the frying oil, frying equipment, process of frying and evaluation of the quality of the frying oil influence the quality of the frying oil, and threfore those of fried products.The changes in quality characteristics of frying medium and lipid extracted of potato chips and fried extruded or non-extruded snacks made by six-large scale Spanish producers were studied by means of two experimental design. Analytical methods applied to monitor lipid degradation included acid value, lipid UV absorption, dielectric constant, viscosity, C18:2n-6/C16:0, anisidine value, iodine value, polymer and diacylglycerol content. In this study, acid value, dielectric constant, anisidine value, lipid UV absorption and polymer content were capable of monitoring changes occurring during frying cycle taking into account the replenishment guidelines of fryer and frying system.For all tested conditions, oxidation analytical methods such as anisidine value, lipid UV absorption, polymer content and dielectric constant showed to be and alternative of acid value in continuous deep frying. Thus, lipid extracts from crisps and snacks foods were analysed and the results were of similar magnitude to those obtained for their counterpart oils.The effects of several combinations of antioxidants on the changes in quality characteristics of palm olein and oxidative stability and consumer acceptability of fried products snacks at 0, 8 and 16 months were evaluated in factorial design. Ascorbyl palmitate is the only one that prevent formation of oxidation compounds in frying medium and fried products. Furthermore, under conditions, there is no sinergistic effects with the rest of antioxidants assayed (citric acid and tocopherols extract).Finally, a factorial design was used to study the effect of type of oil, frying time, presence or absence of combinations of antioxidants, packaging and storage temperature at 0, 4, 8 months on quality of frying oil and composition, oxidative stability and sensorial characteristics of potato crips. The extent of alteration was assessed by different chemical and physical parameters. The combinations of antioxidants show effectiveness against lipid oxidation in frying oil and fried chips. Moreover, nitrogen packaging avoided higher formation of lipid hidroperoxide content during storage and improved consumer acceptability. The p-anisidine value seems to be a good index to predict the self-life of potato chips in frying media more prone to oxidation.

This thesis addresses the problem of learning in physical heterogeneous multi-agent systems(MAS) and the analysis of the benefits of using heterogeneous MAS with respect tohomogeneous ones. An algorithm is developed for this task; building on a previous work on stability in distributed systems by Tad Hogg and Bernardo Huberman, and combining two phenomena observed in natural systems, task partition and hierarchical dominance. This algorithm is devised for allowing agents to learn which are the best tasks to perform on the basis of each agent's skills and the contribution to the team global performance. Agents learn by interacting with the environment and other teammates, and get rewards from the result of the actions they perform. This algorithm is specially designed for problems where all robots have to co-operate and work simultaneously towards the same goal. One example of such a problem is role distribution in a team of heterogeneous robots that form a soccer team, where all members take decisions and co-operate simultaneously. Soccer offers the possibility of conducting research in MAS, where co-operation plays a very important role in a dynamical and changing environment. For these reasons and the experience of the University of Girona in this domain, soccer has been selected as the test-bed for this research. In the case of soccer, tasks are grouped by means of roles.One of the most interesting features of this algorithm is that it endows MAS with a highadaptability to changes in the environment. It allows the team to perform their tasks, whileadapting to the environment. This is studied in several cases, for changes in the environment and in the robot's body. Other features are also analysed, especially a parameter that defines the fitness (biological concept) of each agent in the system, which contributes to performance and team adaptability.The algorithm is applied later to allow agents to learn in teams of homogeneous andheterogeneous robots which roles they have to select, in order to maximise team performance. The teams are compared and the performance is evaluated in the games against three hand-coded teams and against the different homogeneous and heterogeneous teams built in this thesis. This section focuses on the analysis of performance and task partition, in order to study the benefits of heterogeneity in physical MAS.In order to study heterogeneity from a rigorous point of view, a diversity measure is developed building on the hierarchic social entropy defined by Tucker Balch. This is adapted to quantify physical diversity in robot teams. This tool presents very interesting features, as it can be used in the future to design heterogeneous teams on the basis of the knowledge on other teams.

The aim of this thesis is to narrow the gap between two different control techniques: the continuous control and the discrete event control techniques DES. This gap can be reduced by the study of Hybrid systems, and by interpreting as Hybrid systems the majority of large-scale systems. In particular, when looking deeply into a process, it is often possible to identify interaction between discrete and continuous signals. Hybrid systems are systems that have both continuous, and discrete signals. Continuous signals are generally supposed continuous and differentiable in time, since discrete signals are neither continuous nor differentiable in time due to their abrupt changes in time. Continuous signals often represent the measure of natural physical magnitudes such as temperature, pressure etc. The discrete signals are normally artificial signals, operated by human artefacts as current, voltage, light etc.Typical processes modelled as Hybrid systems are production systems, chemical process, or continuos production when time and continuous measures interacts with the transport, and stock inventory system. Complex systems as manufacturing lines are hybrid in a global sense. They can be decomposed into several subsystems, and their links. Another motivation for the study of Hybrid systems is the tools developed by other research domains. These tools benefit from the use of temporal logic for the analysis of several properties of Hybrid systems model, and use it to design systems and controllers, which satisfies physical or imposed restrictions.This thesis is focused in particular types of systems with discrete and continuous signals in interaction. That can be modelled hard non-linealities, such as hysteresis, jumps in the state, limit cycles, etc. and their possible non-deterministic future behaviour expressed by an interpretable model description. The Hybrid systems treated in this work are systems with several discrete states, always less than thirty states (it can arrive to NP hard problem), and continuous dynamics evolving with expression: with Ki ¡ Rn constant vectors or matrices for X components vector. In several states the continuous evolution can be several of them Ki = 0.In this formulation, the mathematics can express Time invariant linear system. By the use of this expression for a local part, the combination of several local linear models is possible to represent non-linear systems. And with the interaction with discrete events of the system the model can compose non-linear Hybrid systems.Especially multistage processes with high continuous dynamics are well represented by the proposed methodology. Sate vectors with more than two components, as third order models or higher is well approximated by the proposed approximation. Flexible belt transmission, chemical reactions with initial start-up and mobile robots with important friction are several physical systems, which profits from the benefits of proposed methodology (accuracy).The motivation of this thesis is to obtain a solution that can control and drive the Hybrid systems from the origin or starting point to the goal. How to obtain this solution, and which is the best solution in terms of one cost function subject to the physical restrictions and control actions is analysed. Hybrid systems that have several possible states, different ways to drive the system to the goal and different continuous control signals are problems that motivate this research.The requirements of the system on which we work is: a model that can represent the behaviour of the non-linear systems, and that possibilities the prediction of possible future behaviour for the model, in order to apply an supervisor which decides the optimal and secure action to drive the system toward the goal.Specific problems can be determined by the use of this kind of hybrid models are: - The unity of order.- Control the system along a reachable path.- Control the system in a safe path.- Optimise the cost function.- Modularity of controlThe proposed model solves the specified problems in the switching models problem, the initial condition calculus and the unity of the order models. Continuous and discrete phenomena are represented in Linear hybrid models, defined with defined eighth-tuple parameters to model different types of hybrid phenomena. Applying a transformation over the state vector : for LTI system we obtain from a two-dimensional SS a single parameter, alpha, which still maintains the dynamical information. Combining this parameter with the system output, a complete description of the system is obtained in a form of a graph in polar representation.Using Tagaki-Sugeno type III is a fuzzy model which include linear time invariant LTI models for each local model, the fuzzyfication of different LTI local model gives as a result a non-linear time invariant model. In our case the output and the alpha measure govern the membership function.Hybrid systems control is a huge task, the processes need to be guided from the Starting point to the desired End point, passing a through of different specific states and points in the trajectory. The system can be structured in different levels of abstraction and the control in three layers for the Hybrid systems from planning the process to produce the actions, these are the planning, the process and control layer.In this case the algorithms will be applied to robotics ¡V a domain where improvements are well accepted ¡V it is expected to find a simple repetitive processes for which the extra effort in complexity can be compensated by some cost reductions. It may be also interesting to implement some control optimisation to processes such as fuel injection, DC-DC converters etc.In order to apply the RW theory of discrete event systems on a Hybrid system, we must abstract the continuous signals and to project the events generated for these signals, to obtain new sets of observable and controllable events. Ramadge & Wonham¡¦s theory along with the TCT software give a Controllable Sublanguage of the legal language generated for a Discrete Event System (DES). Continuous abstraction transforms predicates over continuous variables into controllable or uncontrollable events, and modifies the set of uncontrollable, controllable observable and unobservable events. Continuous signals produce into the system virtual events, when this crosses the bound limits. If this event is deterministic, they can be projected. It is necessary to determine the controllability of this event, in order to assign this to the corresponding set, , controllable, uncontrollable, observable and unobservable set of events.Find optimal trajectories in order to minimise some cost function is the goal of the modelling procedure. Mathematical model for the system allows the user to apply mathematical techniques over this expression. These possibilities are, to minimise a specific cost function, to obtain optimal controllers and to approximate a specific trajectory.The combination of the Dynamic Programming with Bellman Principle of optimality, give us the procedure to solve the minimum time trajectory for Hybrid systems. The problem is greater when there exists interaction between adjacent states.In Hybrid systems the problem is to determine the partial set points to be applied at the local models. Optimal controller can be implemented in each local model in order to assure the minimisation of the local costs. The solution of this problem needs to give us the trajectory to follow the system. Trajectory marked by a set of set points to force the system to passing over them.Several ways are possible to drive the system from the Starting point Xi to the End point Xf. Different ways are interesting in: dynamic sense, minimum states, approximation at set points, etc. These ways need to be safe and viable and RchW. And only one of them must to be applied, normally the best, which minimises the proposed cost function. A Reachable Way, this means the controllable way and safe, will be evaluated in order to obtain which one minimises the cost function.Contribution of this work is a complete framework to work with the majority Hybrid systems, the procedures to model, control and supervise are defined and explained and its use is demonstrated. Also explained is the procedure to model the systems to be analysed for automatic verification.Great improvements were obtained by using this methodology in comparison to using other piecewise linear approximations. It is demonstrated in particular cases this methodology can provide best approximation.The most important contribution of this work, is the Alpha approximation for non-linear systems with high dynamics While this kind of process is not typical, but in this case the Alpha approximation is the best linear approximation to use, and give a compact representation.

The investigation of the influence of emotions on human cognition and behavior challenges scientist since a long time. So far the most popular approach to investigate this phenomenon was to observe brain processes and behavior. In the recent decade the field of computational neuroscience proposed a new methodology: the construction of embodied models of emotions and their verification in real world environments. In this thesis we present different studies that use computational models of emotions to control the behavior and the expressions of situated agents. Using different methodologies we evaluate both, the performance of the models and the behavioral responses of humans interacting with them. Our results add to a deeper understanding of the multidimensional phenomena of emotions on three levels: Perception, interaction and how the processing of emotional cues influences learning and behavior / La investigació/recerca sobre la influència de les emocions en la cognició i el comportament humà constitueix un repte científic des de fa molt temps. Fins ara el mètode més popular per a investigar aquest fenòmen ha estat el d'observar els processos cerebrals i el comportament. En l'última dècada el camp de la neurociència computacional ha proposat una nova metodologia: la construcció dels models incorporats d’emocions i la seva verificació en entorns del món real. En aquesta tesi presentem diferents estudis que han utilitzat models computacionals de les emocions per controlar el comportament i les expressions d’agents localitzats. Utilitzant diferents metodologies, hem avaluat tant el rendiment d’aquests models així com les respostes conductuals dels éssers humans que han interactuen amb ells.Els nostres resultats se sumen a una comprensió més profunda dels fenòmens multidimensionals de les emocions en tres nivells: la percepció, la interacció i com el processament dels senyals emocionals influeixen en l'aprenentatge i el comportament