El desarrollo de este trabajo surgió por la necesidad de controlar la temperatura del flujo de gases proporcionado por el sub-sistema de ventilación pulmonar del Prototipo de Equipo de Soporte de Vida Neonatal que se viene desarrollando en la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP). Este trabajo tuvo como objetivo diseñar e implementar el algoritmo de control de temperatura para dicho flujo de gases que logre mantener su temperatura en un rango de 36 °C a 37 °C con una precisión de +/- 0.5 °C. Para realizar el diseño e implementación del algoritmo de control de temperatura, primero se obtuvo el modelo matemático de la planta y luego se realizó el estudio de acciones de control proporcional (P), proporcional integrativa (PI) y proporcional integrativa derivativa (PID). Para esto se emplearon simulaciones con ayuda del software Matlab para poder determinar la acción de control más adecuada. Este trabajo incluye además, el diseño e implementación de la etapa de adquisición de datos y la etapa de acondicionamiento para el sensor de temperatura utilizado. El resultado obtenido fue la implementación del algoritmo de control en la planta, con el cual se logró mantener la temperatura del flujo de gases constante en un rango de 36 °C a 37 °C con un error de +/ - 0.3 °C, cumpliendo así con los objetivos establecidos.

In this thesis, the design and implementation of a Portable Feedback Active Noise Controller Headphone System, which is based on Texas Instruments TMS320VC5416PGE120 Fixed Point DSP, is described. Problems resulted from fixed-point implementation of LMS algorithm and delays existing in digital ANC implementation are determined. Effective solutions to overcome the aforementioned problems are proposed based on the literature survey. Design of the DSP based control card is explained and crucial points about analog-digital-mixed board design for noise sensitive applications are explained. Filtered input LMS algorithm, filtered input normalized LMS algorithm and filtered input sign-sign LMS algorithm are implemented as adaptation algorithms. The advantages and disadvantages of using modified LMS algorithms are indicated. The selection of the parameters of these algorithms is based on theoretical results and experiments. The real time performances of different adaptation algorithms are compared with each other as well as with a commercial analog ANC headphone under different types of artificial and natural noise signals. Moreover, practical conditions such as put on - put off case and dynamic range overflow case are handled with additional software implementations. It is shown that adaptive ANC systems improve the noise reduction significantly when the noise is within a narrow frequency range and this reduction can be applied to a wider frequency range. It is also shown that the problems of digitally implemented adaptive filters which are based on tracking capability, stability, dynamic range and portability can be fixed to challenge with the analog commercial ANC systems.

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