La hipótesis amiloide de la enfermedad de Alzheimer fue la base, hace algunos años, para el desarrollo de una línea de investigación cuyo objetivo principal es la obtención de pequeñas moléculas peptídicas capaces de interferir en la formación de fibras amiloides de la proteína beta-amiloide, pretendiendo reducir de esta manera la toxicidad de la misma. Así mismo, se quiere verificar la existencia de una correlación entre la presencia de fibras amiloides y la neurotoxicidad de la proteína beta-amiloide.Como pequeñas moléculas peptídicas, nos planteamos inicialmente el diseño y síntesis de una serie de N-metilpéptidos con capacidad inhibidora de la toxicidad de beta-amiloide. Esta colección de compuestos, además, se enfocó de forma que permitiese identificar los factores que favorecen la interacción proteína-inhibidor y el carácter de dicha interacción, estudiando entre otros aspectos el papel que juega la esteroquímica de los aminoácidos de estos inhibidores (L ó D) en el reconocimiento molecular. Se planteó correlacionar la inhibición de la toxicidad con la formación/ausencia de fibras amiloides. Para ello se decidió evaluar y utilizar algunos de los métodos descritos en la bibliografía para la detección y cuantificación de fibras amiloides. Para la evaluación de los inhibidores, se decidió obtener un modelo simplificado del proceso de fibrilogénesis de la proteína que tiene lugar durante la enfermedad de Alzheimer. La puesta a punto del mismo ha de permitir ensayar de forma paralela la capacidad de diversos compuestos para inhibir la toxicidad de la proteína in vitro.Por último se planteó la puesta a punto de ensayos de estabilidad de los péptidos sintetizados frente a la acción de proteasas. Este tipo de experimentos permite predecir, de forma aproximada, la biodisponibilidad relativa de diferentes péptidos en medios biológicos, pudiéndose así extrapolar su comportamiento en condiciones in vivo.

Molecular electronics is an emergent area of the new technologies related to the use of organic and biological materials in optoelectronic and electronic devices. Among the materials used in electronic applications, low molecular weight materials, or molecular materials, became of great interest in the last years, due to the advantages they present in front of the traditional polymeric materials, such as, easier synthesis, purification and characterization, and a better processability.The objectives of this thesis were the preparation and characterization of new molecular materials bearing the carbazole heterocycle (part 1), the evaluation of their charge transport properties (part 2) and their application in electronic devices, for the ones that presented the required properties (part 3).1. Materials. New compounds belonging to two groups were prepared: non-radical carbazole derivatives, mainly based in the N-phenylcarbazole aromatic core, and radical carbazole derivatives, based on structures that combine the unit tris(2,4,6-trichlorophenyl)methyl radical and the carbazole fragment. Depending on the morphology of their solid state, the sought materials were classified in liquid crystals and molecular glasses, that is, molecular materials showing glassy states. The light absorption, photoluminescence and electrochemical properties of the different derivatives and their solid state phases were determined by different techniques. The studies proved that the mesogens deriving from N-phenylcarbazole with 7 alkoxyl chains presented ordered columnar phases. These columnar mesophases were stabilized by doping with 2,4,7-trinitrofluorenone and destabilized by the presence of terminal carboxílic acids. However, the derivatives with the same aromatic core but only 4 alkoxyl chains formed lamelar phases (layers). The analogous N-phenylcarbazole derivatives with 7 and 4 methoxy groups, though, presented glassy states. Derivatives of the 1,3,5-tris(N-carbazolyl)benzene bearing tricyanovinyl moieties, which showed reversible reductions -an opposite behavior to the 1,3,5-tris(N-carbazolyl)benzene hole-transporting precursor- and high thermal stability, were prepared. The first discotic radical bearing the unpaired electron in the center of the aromatic core and showing columnar liquid-crystalline phases was prepared. A change in the magnetic behavior due to changes in the molecular disposition was detected in this radical compound at temperatures under rt. and over rt.2. Charge transport properties. The most representative glassy molecules and columnar liquid crystals were evaluated as semiconductors. The used techniques were the xerographic time-of-flight (XTOF), for molecular glasses, and the time of flight (TOF), for liquid crystals. The obtained results indicated that some of the radical molecular glasses presented charge transport with high mobility values for both holes and electrons (bipolar materials), whereas some of the non-radical molecular glasses showed moderate hole mobility values by XTOF measurements. The charge mobility of liquid crystals could not be evaluated due to the highly dispersive regime of their charge transport. A methodology to attain homeotropic alignment of the radical mesogen columns within the measure cells was found.3. Electronic devices. Organic thin film transistors (OTFTs) of two radical compounds, as well as of an N-phenylcarbazole derivative were built. A p-type semiconductor behavior was observed in some cases. Schottky type and bulk-heterojunction organic photovoltaic devices (OPVs) with N-carbazolylTTM radical were prepared. In these devices the radical adduct worked as a donor material. Acceptable open circuit voltage values and symbathic behaviors were observed in the measured cells. / De entre els materials que es fan servir per aplicacions electròniques, els materials de baix pes molecular, o materials moleculars, han estat el centre d'un gran interés en els últims anys al camp de l'electrònica molecular degut als avantatges que presenten enfront dels materials polimèrics tradicionals.El treball realitzat durant aquesta tesi tingué com a objectiu la preparació i caracterització de nous materials moleculars que continguessin l'heterocicle de carbazole (part 1), l'avaluació de les seves propietats de transport de càrrega (part 2) i la seva aplicació en dispositius electrònics (part 3). 1. Materials. Es van preparar i caracteritzar nous compostos pertanyents a dos grups: derivats del carbazole no radicalaris, principalment basats en el nucli aromàtic d'N-fenilcarbazole i derivats del carbazole radicalaris, basats en estructures que combinen la unitat radicalària de tris(2,4,6-triclorofenil)metil i el fragment de carbazole. Es van determinar les propietats fotoluminiscents i electroquímiques dels diferents derivats i es van caracteritzar les seves fases cristall-líquid o vítries mijtançant diferents tècniques. Entre els materials preparats es van detectar des de cristalls líquids columnars que presentaven processos d'oxidació reversible fins a vidres moleculars amb capacitat de reduir-se reversiblement. A més, es va obtenir el primer radical discòtic que presenta l'electró desaparellat en el centre del nucli aromàtic. El comportament magnètic d'aquest radical variava en funció de la temperatura degut als canvis en la seva ordenació molecular.2. Propietats de transport de càrrega. Es van avaluar els vidres moleculars per la tècnica de temps de vol xerogràfic (XTOF) i els cristalls líquids columnars per la tècnica de temps de vol (TOF). Els resultats obtinguts més rellevants indicaven que alguns dels compostos radicalaris actuaven com a vidres moleculars bipolars (transportardors de forats i electrons). 3. Dispositius electrònics. Es va observar un comportament de semiconductor tipus-p en alguns transistors de capa fina orgànics (OTFTs) basats en compostos radicalaris i en un derivat de l'N-fenilcarbazole. Es van preparar cel·les solars (OPVs) amb el radical N-carbazolilTTM que presentaren voltatges de circuit obert amb valors acceptables i comportaments simbàtics.

En aquest treball s'ha desenvolupat un protocol de classificació supervisada (també anomenat reconeixement de patrons: Pattern Recognition) d'imatges segmentades basat en l'extracció de característiques invariants a les transformacions geomètriques no deformatives i la utilització de mètodes multi variants de classificació, optimitzant el temps de càlcul. Per tant, com que les característiques calculades són invariants, s'ha aconseguit classificar les imatges independentment de la mida d'aquestes i posició i l'orientació d'aquestes dintre de l'escena. També s'ha aconseguit una taxa d'encerts de classificació propera al 100 % en els casos pràctics duta a terme.

El presente estudio constituye una importante contribución al conocimiento de la ultraestructura de la espermiogénesis y del espermatozoide de los Platelmintos parásitos. Los caracteres ultraestructurales de la reproducción, particularmente los del espermatozoide, son de gran utilidad para la Sistemática, la Taxonomía y la Filogenia de diversos grupos zoológicos, entre ellos el de los Platelmintos. Por ello, se ha estudiado ultraestructuralmente la espermiogénesis y el espermatozoide de siete especies de Platelmintos parásitos de distintas familias: cuatro Digénidos [Scaphiostomum palaearcticum Mas-Coma, Esteban et Valero, 1986 (Brachylaimidae), Fasciola hepatica, Linnaeus, 1758 y Fasiola gigantica Cobbold, 1856 (Fasciolidae) y Notocotylus neyrai González Castro, 1945 (Notocotylidae)] y tres Cestodos Cyclophyllidea [Joyeuxiella pasqualei (Diamare, 1893) y Joyeuxiella echinorhynchoides (Sonsino, 1899) (Dipylidiidae) y Taenia parva Baer, 1926 (Taeniidae)].Los helmintos, aislados tras disección de los hospedadores, han sido procesados según la metodología pertinente para los estudios ultraestructurales a que van encaminados. En el caso de F. gigantica se ha aplicado la técnica citoquímica de Thiéry para evidenciar la presencia de glucógeno en el gameto masculino. En el estudio de F. hepatica, dada la procedencia del material de la rata negra (Rattus rattus), hemos podido diseccionar el hospedador en el laboratorio y aplicar más fácilmente otras técnicas como son: 1) las técnicas inmunocitoquímicas para evidenciar la tubulina en el citoesqueleto del espermatozoide y 2) las de "whole mount" y de microscopía electrónica de barrido destinadas a la observación de espermatozoides enteros. Las técnicas inmunocitoquímicas de inmunomarcaje ultraestructural nos han permitido de detectar la presencia de las tubulinas contenidas en el citoesqueleto del espermatozoide mediante la utilización de anticuerpos monoclonales (anti-alfa-tubulina, anti-beta-tubulina, anti-tubulina acetilada y anti-tubulina tirosinada).Los resultados obtenidos en relación las especies estudiadas forman parte de las seis publicaciones expuestas en la Memoria. El estudio de S. palaearcticum es el cuarto trabajo realizado sobre la ultraestructura del gameto masculino en la familia Brachylaimidae y el primero de la subfamilia Ityogoniminae. En el caso de N. neyrai, el presente estudio constituye la primera aportación ultraestructural para la familia Notocotylidae. En la familia Fasciolidae se ha realizado un estudio comparado de la ultraestructura de la espermiogénesis y del espermatozoide de F. hepatica (parásito de Bos taurus en España y de Rattus rattus en Córcega) con la de F. gigantica (parásito de Bos indicus en Senegal). Para el género Joyeuxiella y, por extensión, para la familia Dipylidiidae, se establece el modelo general de la espermiogénesis y del espermatozoide dada la existencia de datos en dos de los tres géneros incluidos en esta familia. En el caso de T. parva, los resultados aportados contribuyen a la determinación de las características ultraestructurales del espermatozoide para las especies de la familia Taeniidae.Se efectua una completa revisión y discusión al respecto de diversos caracteres ultraestructurales del espermatozoide de los Digénidos, como son las ornamentaciones externas de la membrana y los cuerpos espinosos. Por otra parte, se describe la formación de una expansión citoplasmática dorso-lateral en el transcurso de la espermiogénesis en F. gigantica y F. hepatica. En el caso de los Cestodos, se describe por primera vez la formación de la vaina periaxonemal durante la espermiogénesis de Joyeuxiella spp. Además, ciertos caracteres de la espermiogénesis de los Digénidos y de los Cestodos primitivos como son la presencia de raíces estriadas y de rotación flagelar son igualmente observados respectivamente en los Cyclophyllidea Joyeuxiella spp. y T. parva.

S'estudien diferents aspectes relacionats amb les característiques anatòmiques, histològiques, ultraestructurals i morfomètriques de les estructures que formen l'òrgan de la visió de sis espècies d'insectívors (Sorex minutus, S. araneus, S. coronatus, Neomys fodiens, Crocidura russula i Talpa europaea) i de deu espècies de rosegadors (Clethrionomys glareolus, Arvicola terrestris, Chionomys nivalis, Microtus gerbei, M. duodecimcostatus, M. arvalis, Apodemus sylvaticus, Mus domesticus, M. Spretus i Eliomys quercinus) capturats en els seus hàbitats naturals. Els objectius concrets de la memòria consisteixen en relacionar les diferències i similituds interespecífiques de l'òrgan de la visió amb els hàbitats i els patrons d'activitat temporal de cada espècie, tant des del punt de vista funcional com filogenètic. En definitiva, es realitza un estudi sobre l'ecologia de la visió de les espècies considerades.Excepte a T. Europaea, a on apareixen estructures oculars en estat regressiu com a resposta a la seva activitat hipogea, els ulls de les espècies d'insectívors analitzades, estan ben desenvolupats, tot i les seves reduïdes dimensions. La còrnia està coberta per una capa multilaminar formada per cèl·lules mortes que podria augmentar l'índex de refracció de la còrnia i, per tant, el poder diòptric de l'ull. A més, presenten característiques que afavoreixen la visió diürna, com una distància nodal posterior del globus ocular proporcionalment gran, un cristal·lí voluminós però amb la cara posterior més aplanada que l'anterior, i un percentatge de cons que, en general, supera el 5% del total de cèl·lules fotoreceptores, particularment en els representants del gènere Sorex. En les espècies d'aquest mateix gènere s'ha detectat la presència de mitocondris gegants (megamitocondris) als el·lipsoides dels cons. En mamífers, aquests orgànuls només han estat descrits prèviament als cons de les retines del gènere Tupaia (Scandentia) i, probablement incrementen l'eficàcia òptica d'aquests fotoreceptors. L'ull de N. Fodiens mostra adaptacions oculars pròpies dels animals semiaquàtics, i li permeten veure-hi tant a dins com a fora de l'aigua. En el cas dels rosegadors, les espècies d'arvicolins estudiades mostren millors adaptacions a una visió crepuscular o diürna que els ulls dels murins considerats, particularment M. Arvalis. Així, la densitat de bastonets és inferior a la dels murins pel que la seva sensibilitat a la llum serà també inferior. Per contra, la proporció més elevada de cons els dotarà d'una major agudesa visual. A més, els ulls són proporcionalment més petits degut a la seva activitat cavadora. Els globus oculars d'A. Terrestris conserven característiques oculars, tant anatòmiques com morfomètriques que indicarien un primer origen semiaquàtic i diürn, seguides per una readaptació a les condicions de baixa il·luminació de l'interior de les galeries. En canvi, els murins mostren característiques oculars eminentment nocturnes, no només per la seva mida, els ulls d'A. Sylvaticus són tan grans que li sobresurten del cap, sinó també per la forma dels seus dioptris i l'estructura histològica de totes les túniques oculars, especialment de la retina.Els resultats obtinguts corroboren la relació entre la morfologia i la biometria de les estructures oculars amb els hàbits i els hàbitats de les espècies considerades. S'estableix que malgrat les reduïdes dimensions oculars, les modificacions en la mida i forma de l'ull i dels seus dioptris (còrnia i cristal·lí) permeten aconseguir una visió adequada per tal que les espècies estudiades puguin adaptar-se a diferents condicions de llum ambiental. També es constata que les espècies filogenèticament emparentades comparteixen un mateix model d'ull i que és aquest model el que ha anat variant, tant des del punt de vista biològic com òptic, per permetre una millor adaptació de les espècies a nous hàbitats.

El mètode de detecció de simetria local de reflexió que es presenta, pretén ser una aportació més a la recerca en visió per computador i la robòtica. Com és sabut haches camps d'aplicació impliquen considerar el temps de processament com un paràmetre bàsic. Així doncs, en aquesta tesi no ens conformem en obtenir un algorisme eficient de detecció de simetria si no que es planteja millorar el temps de processame nt a partir de l'obtenció de metodologies i algorismes que tinguin la qualitat de permetre una fácil implantació del processament en paral· lel així com de la implementació de processadors específics.El mètode de detecció de simetria es basa en les contribucions a la simetria de les parelles de segments rectilinis de la imatge. Aquesta aproximació permet una reducció considerable de la complexitat, de la mateixa manera que altres autors utilitzen reduccions basades en diferents agrupacions de punts de contorn, com ara segments d'arcs, b-splines etc. El mètode, així concebut, serà aplicable en imatges on les línies rectes siguin predominats com és el cas de construccions artificials i entorns estructurats.Tot i que l'anterior restricció és important, és adequada per al tipus d'aplicacions que hem exposat anteriorment i ens permet obtenir un mètode de detecció contributiu, a partir de l'acumulació de contribucions locals a la simetria de les parelles de segments rectilinis de la imatge. Es tracta doncs d'un mètode basat en un anàlisi local que mostra els avantatges d'aquesta aproximació mentre que pel fet de tractar-se d'un mètode contributiu millora els dos principals inconvenients de l'aproximació local, és a dir, la sensibilitat al soroll i la inestabilitat, la qual cosa representa una aportació a la superació del dilema "anàlisi local versus anàlisi global".El mètode es composa de quatre etapes:- Obtenció de la llista de segments rectilinis de la imatge- Obtenció dels segments de contribució a la simetria- Càlcul del mapa d'acumulació dels segments de contribució- Extracció d'eixos locals de simetriaUna característica que distingeix el mètode és que proporciona l'abast de la simetria, és a dir, la llargada dels eixos de simetria, precisant-ne els punts inicial i final. Per altra banda la característica contributiva del mètode proposat, ha permès detectar els eixos de simetria local amb una ponderació associada segons la seva importància. D'aquesta forma s'evita el processat d'alt nivell posterior per tal de determinar els eixos més significatius, necessari en la majoria de mètodes basat en l'aproximació local. Respecta la millora del temps de processat i donada la complexitat i extensió del problema de la detecció de simetria, s'ha fet un primer esforç en una de les etapes del mètode de més cost de computació. Concretament s'ha accelerat un procés que forma part del càlcul del mapa d'acumulació esmentat anteriorment, consistent en l'obtenció dels píxels que aproximen, en el pla discret, un segment rectilini especificat per els seus punts inicial i finals. Aquesta millora s'ha obtingut mitjançant un algorisme paral· lel que presenta com avantatges més rellevants: la simplicitat, eficiència i que permet un directa implementació d'un processador dedicat. Per l'altra banda, amb el mateix objectiu de millorar el temps de processament i en base a l'algorisme anterior, s'ha dissenyat un processador paral· lel dedicat que té la capacitat d'obtenir i emmagatzemar simultàniament, en una matriu de registres, el conjunt de píxels que aproximen, en el pla discret, un segment rectilini caracteritzat per els seus punts inicial i final. Una característica molt remarcable del processador és que obté i registra els píxels anteriors en un únic període de rellotge.Finalment per tal de conèixer el paràmetres referents a la seva viabilitat i prestacions, s'ha obtingut, mitjançant la simulació, una versió reduïda amb tecnologia d'alta escala d'integració VLSI en un únic circuit. El disseny obtingut ha mostrat la capacitat de processar17,2 Mega Segments/seg, en el pitjor del casos, mentre que en les condicions més favorables es capaç de processar 57,3 Mega segments/segon. / The method of reflection local symmetry detection presented aims to be a new approach to the research in vision computer and robotics. As we know them, these fields of application imply to consider the processing time as a basic parameter. In this way, in this thesis we shall obtain an efficient algorithm for symmetry detection and, moreover, we will try to improve the processing time with methodologies and algorithms that will be able to embed easily in parallel architectures and the implementation of specific processors.The symmetry detection method is based in symmetry contributions from the straight segments in the image. This approximation permits a considerable reduction in the complexity in the same way that other authors use reductions based in different grouping of contour points, such as arcs, b-splines, etc. The method conceived like this will be applicable in images where straight lines are predominant like in the case of artificial buildings and structured environments.Although the above restriction is important, it is suitable for all kinds of applications that we have exposed previously and it allows us to obtain a contributive detection method from the accumulation of local contribution of symmetry in pairs of straight segments in the image. Thus, it is a method based in the local analysis that shows the advantages of this approach while it improves the two main disadvantages of local approximation because it is a contributive method. These drawbacks are the sensibility to noise and instability which represent a novel approach to the overcoming of the "local analysis versus global analysis" dilemma.Four steps compose the method: - To obtain the straight segments list in the image- To obtain the symmetry contribution segments- To calculate an accumulation map of contribution segments- To extract the local symmetry axes.A distinctive feature is that the method yields the symmetry range, that is, the length of symmetry axes, with precise position of initial and final points.On the other hand, the contributive feature of the proposed method has allowed us to detect the local symmetry axes with an associated weight to their importance. That avoids the posterior high level processing in order to determine the more significative axes needed in most of the approaches based in local approximation. With respect to the improvement of processing time, and given the complexity and extension of the symmetry detection problem, an initial effort has been made in one of the stages of higher computational cost in the method. Specifically, a process in the calculation of the accumulation map has been accelerated, consistently in the achieving of pixels that form, in the discrete plane, a straight segment specified for its initial and final points. This improvement has been obtained with a parallel algorithm that presents more relevant advantages: simplicity, efficiency and it allows a direct implementation with a dedicated processor.Furthermore, with the same objective of processing time improvement and in basis to the above algorithm, a dedicated parallel processor has been designed with the capability to obtain and store simultaneously, in an array of registers, the set of pixels that approximate, in the discrete plane, a straight segment characterised by its initial and final points. A very remarkable feature of the processor is to obtain and store those pixels in a unique clock period.Finally, in order to know the parameters concerning its viability and performance, a simulated reduced version with VLSI (very large scale integration) technology in a unique circuit has been achieved. The obtained design has shown the capability of processing 17.2 million segments per second in the worst case, while in the most favourable conditions it is able to process up to 57.3 million segments per second.

Gràcies als avenços de l'electrònica de potència, la microelectrònica i la teoria de control s'ha generalitzat l'ús dels controls vectorials del motor d'inducció en aplicacions industrials. Les prestacions d'aquests controls són funció directa del grau de certesa en el coneixement, en tot moment, de la posició del flux a l'interior de la màquina. En conseqüència, és molt important , no solament el coneixement de la velocitat del rotor, sinó el de la posició d'aquest. En moltes de les aplicacions industrials el desig principal és eliminar el sensor de velocitat però en cap cas es desitja disminuir les prestacions dinàmiques del sistema d'accionament del motor. L'interès d'aquests accionaments sense sensor "Sensorless" és doble, cal que el sistema pugui controlar el més ampli rang possible de velocitats i, a més, tenir una ràpida resposta.De l'estudi dels diferents sistemes d'estimació s'extreu que els sistemes amb major resolució són més complexos i més difícils d'implementar i, per tant, industrialment menys viables. Els sistemes complexos necessiten un coneixement exacte dels paràmetres del motor i són molt influenciables per les seves variacions, per això necessiten rutines d'estimació de paràmetres. Finalment, els sistemes més simples són fàcils d'implementar però tenen una pitjor resposta dinàmica Els objectius plantejats en aquesta tesi són:1) Desenvolupar i validar un estimador de velocitat per a una regulació Sensorless.2) Tancar el llaç de velocitat amb un control vectorial.3) Implementar el sistema tenint en compte la seva viabilitat pràctica.En aquesta tesi es proposa implementar un sistema de control de la velocitat d'un motor d'inducció sense sensor de velocitat (Sistema sensorless) de baix cost. Per estimar la velocitat es proposa la idea de millorar la resposta dinàmica d'un estimador de velocitat en règim permanent. Per a l'estimació de velocitat, s'implementen dos estimadors de velocitat treballant en paral·lel: l'estimador en règim permanent i l'estimador en règim transitori. Per tal d'obtenir el bo i millor d'ambdós estimadors, es realitza un promig intel·ligent de les dues velocitats estimades mitjançant un sistema basat en lògica "fuzzy". Aquest sistema "fuzzy" intel·ligent, és capaç d'obtenir la relació òptima de promitjat entre les dues estimacions en funció del punt de treball del motor; punt de treball que ve determinat per la velocitat del motor i el nivell o grau de règim permanent. Per tancar el llaç de control de la velocitat amb la velocitat estimada es proposa la utilització d'un sistema de control de parell FAM i un regulador PI.L'estimador en règim transitori ofereix una velocitat estimada que difícilment és pot fer servir degut al soroll que conté, si no es realitza un procés de filtrat. Aquest soroll és conseqüència dels derivadors, de la divisió que incorpora l'algoritme d'estimació i del soroll provinent del corrent del motor. S'ha dissenyat un filtre adaptatiu (fuzzy), que en funció del punt de treball del motor, varia la seva freqüència de tall òptima. Així, s'estableix un equilibri entre el retard degut a un filtrat fort i l'excés d'arrissada que implica un filtrat massa suau. Les variables que proporcionen la informació del punt de treball per seleccionar la freqüència de tall són la pròpia velocitat estimada i la derivada d'un corrent proporcional al parell (obtingut amb l'algoritme de l'estimador en règim permanent); és a dir el nivell de règim permanent. El sistema fuzzy en conjunt s'ha dissenyat el més simple possible en pro de la viabilitat de la seva futura implementació.Per estalviar la mesura directa de la tensió del motor s'ha dissenyat un model de l'inversor a implementar.L'accionament del motor d'inducció implementat tanca el llaç de velocitat mitjançant un control vectorial emprant la velocitat estimada de l'estimador proposat en aquesta tesi. / Due to the improvements on power electronics, microelectronics and control theory, vector control of the induction motors has gained importance and its usage has grown in industrial applications. Vector controls are good induction motor drives because of its motor torque accuracy and its excellent dynamic performance. However, it is well known that this good performance depends on the knowledge of the position of the motor flux. Consequently, it is really important to know not only the rotor speed but also its exact position. Therefore, it is difficult to have a good performance with a vector control without measuring the position of the rotor, which is usually measured by encoders, etc. The usage of encoders increases the price of the drive.The main aim in many industrial applications is to avoid implementing a speed sensor in the motor because either this sensor can't be implemented in the system or a low cost system is desired. Nevertheless, the system must keep all its properties of dynamic behaviour and good performance. So the development of a sensorless induction motor drive is nowadays a wide field of research. The interest of sensorless systems is double; the system must be able to control the widest range of speed and must have a fast dynamic response. There are several classifications about sensorless systems but the most generic one is the classification that shows the difference between low cost and high cost systems. The first ones have a low cost but a low performance, whilst the second ones have a high performance but the drive has a high cost.In this thesis a low cost sensorless induction motor drive is presented. A sensorless speed estimator has been developed, the speed loop has been closed by means of a vector control and the implementation has taken in consideration its further viability. To obtain the estimated speed two estimators work at the same time. A fuzzy system filters the response of one of them in order to get a better response. The same fuzzy system makes an intelligent weighed average between the responses of both estimators to get the final estimated speed. The final response is better than the separately responses of both estimators. The value of the motor voltage is needed to estimate the speed, so a model of the inverter is presented to avoid the use of any voltage measurement over the motor. Finally, the proposed system has been experimentally tested and the results validate all algorithms and the thesis proposals.

OBJETIVOS.El objetivo global de la presente tesis doctoral consiste en el estudio de la incorporación de las características de sintonizabilidad y ajuste en estructuras integradas analógicas de tiempo continuo para filtrado de señal. La tesis se ha concentrado en el diseño, implementación, caracterización experimental y modelizado de un sistema de sintonía automática para un filtro pasa-banda de tiempo continuo que permite la sintonía tanto de su frecuencia central como de su factor de calidad.A tenor de las motivaciones, los antecedentes históricos y la contextualización en el estado del arte, se han planteado como principales objetivos particulares del presente trabajo de investigación los siguientes aspectos:- Partiendo de una topología de filtrado MOSFET-C fijada al comienzo de la tesis, proponer una mejora de la estructura original para conseguir independizar los lazos de control de la frecuencia central y del factor de calidad y obtener una estructura completamente balanceada. Asimismo se pretende incorporar la célula MRC (MOS Resistive Circuit) a la topología de manera que permita el control electrónico de los parámetros de la misma.- Obtener un modelo completo de la estructura MRC, que contemple todos los aspectos posibles de su comportamiento no lineal.- Diseñar y realizar un filtro microelectrónico analógico de tiempo continuo con sintonía automática on-chip, con el consiguiente proceso de integración sobre silicio de estas estructuras mediante herramientas CAD, y su posterior validación funcional a través tanto de resultados de simulación post-layout como de resultados experimentales en el laboratorio.- Como último objetivo, se considera la propuesta de un proceso sistemático y general para el modelizado en pequeña señal de filtros con capacidad de sintonía automática, con el fin de realizar un estudio de estabilidad local del sistema. Dicho estudio genérico se pretende complementar con el diseño de los controladores para los lazos de control de la frecuencia central y del factor de calidad del filtro particular presentado en la presente tesis.METODOLOGÍA, FASES DEL TRABAJO Y RESULTADOS.La metodología ha consistido en enmarcar históricamente el trabajo realizado en técnicas de filtrado, así como presentar la situación actual del estado del arte, incluyendo explícitamente una revisión de los diversos métodos de sintonía que en los últimos años han aparecido publicados. El estudio se acompaña de una crítica sobre los métodos analizados, donde se ponen de relieve los puntos fuertes y débiles que se han observado.A continuación se ha llevado a cabo un estudio detallado del comportamiento y modelizado del MRC, para así conocer con exactitud los efectos no deseados que puede presentar esta célula, y prever cómo influirán sobre las características del filtro de tiempo continuo a sintonizar. Por un lado, se ha determinado el comportamiento no lineal de la célula MRC, y se ha puesto de manifiesto cómo el popular modelo BSIM3 no modeliza adecuadamente el transistor MOS, pues muestra un comportamiento no simétrico que no corresponde con la natural simetría de la célula. Se ha propuesto, tras el estudio de modelos alternativos al BSIM3 para el transistor como es el caso del EKV, una modificación del modelo BSIM3 que permite corregir la deficiencia detectada.El estudio en profundidad del MRC que se presenta se ha concluido con la propuesta de un nuevo modelo para el mismo que no sólo contempla el efecto no lineal introducido por la no igualdad de sus terminales de salida, sino también el efecto de la movilidad no constante de los portadores, función del campo eléctrico transversal en el transistor MOS. Este estudio ha permitido además obtener unas recomendaciones de diseño para circuitos que incluyan la célula MRC, de las que la más destacada es la necesidad de ser usado en circuitos completamente balanceados (fully-balanced).A continuación se ha realizado el estudio, diseño e implementación de un filtro pasa-banda CMOS de segundo orden con su sistema de ajuste on-chip. Se propone la modificación introducida en el filtro TQE (Transimpedance Q-Enhancement) que permite independizar el proceso de sintonía del factor de calidad de la sintonía de su frecuencia central. Se han descrito los lazos de sintonía de frecuencia y factor de calidad implementados, con detalles sobre aquellos bloques novedosos que se plantean en la presente tesis, como son la realización de los detectores de amplitud con células multiplicadoras MRC, o la propuesta de un circuito desfasador que permite realizar un desfase de -90º a una frecuencia sintonizable a través de una tensión de control.Seguidamente se han presentado las simulaciones pertinentes y los resultados experimentales que corroboran la funcionalidad del prototipo del filtro diseñado con sus correspondientes lazos de sintonía, que se ha implementado en una tecnología CMOS de 0.8 m. Los resultados han permitido validar la funcionalidad del filtro y su sistema de autoajuste tanto en frecuencia como en factor de calidad.Finalmente se ha propuesto el proceso sistemático general para el modelizado lineal en pequeña señal de filtros analógicos de tiempo continuo que posean capacidad de sintonía automática mediante ajuste de sus constantes de tiempo, y recoge el caso particular del modelizado lineal para pequeña señal del conjunto filtro más lazos de control considerado en la presente tesis, con el fin de realizar un estudio de estabilidad local alrededor del punto de trabajo. A partir de dicho modelo se proponen sendos controladores para la sintonía de frecuencia y del factor de calidad, que mejoran las prestaciones del sistema de sintonía automática.CONCLUSIONES Y VALORACIÓN DE RESULTADOS.Un resultado destacado que se deriva de este trabajo es el análisis detallado y la propuesta de un nuevo modelo para la célula MRC (MOS Resistive Circuit). El resultado de dicho estudio ha sido citado por R.L. Geiger et al. en Electronics Letters, vol. 37 (nº23): pp. 1386-1387, Noviembre del 2001 ([SCH01]).Por otra parte, el análisis y diseño del filtro paso banda de segundo orden que se ha implementado en tecnología CMOS 0.8 m, y el estudio detallado de su comportamiento han permitido la realización de varias propuestas entre las que destacan la nueva estructura de filtrado basada en la denominada TQE, y el diseño de amplificadores operacionales y células MRC específicos para la aplicación requerida.En cuanto a los lazos de sintonía que se han diseñado e implementado se pueden destacar las siguientes conclusiones y realizaciones:- Se ha presentado una estructura consistente en un desfasador sintonizable, necesaria en la sintonía de frecuencia, que implementa un par polo-cero simétrico respecto el eje j del plano s, gracias, por un lado, a la fácil realización de resistencias negativas mediante la célula MRC y, por otro, a la posibilidad de sintonía del mismo.- Se han propuesto y realizado comparadores con diferentes niveles de tensión de salida, según las necesidades de la situación en el circuito donde estén destinados.- Se ha diseñado e implementado una estructura de sintonía que es eficaz y a la vez no excesivamente compleja comparada con la estructura del filtro principal, cuyos parámetros (frecuencia y factor de calidad) desean ser ajustados.- Se ha utilizado el MRC como elemento multiplicador de cuatro cuadrantes, lo que conlleva, por una lado, una reducción en el área utilizada frente a otras alternativas posibles y una homogeneización del diseño global y, por otro lado, la posiblidad de trabajar a elevadas frecuencias.- Se ha propuesto un nuevo lazo de control para la sintonización del factor de calidad Q. En dicho lazo se utiliza el MRC como multiplicador en lugar de detectores de pico para la realización de la detección de amplitud.Para finalizar, uno de los resultados más destacables de la presente tesis es el proceso sistemático y general para el modelizado del conjunto filtro más lazos de control en pequeña señal que se propone. Este análisis tiene como objetivo permitir el estudio de estabilidad local del sistema de sintonía automática. La aproximación considera un modelo incremental linealizado, partiendo de la característica bilineal de este tipo de filtros adaptativos o con capacidad de sintonía, así como una modulación en banda base para tener en cuenta la naturaleza sinusoidal de la señal de referencia de entrada. Como ejemplo, el proceso de modelizado se ha particularizado al filtro integrado analógico que ha servido como circuito sintonizable para la implementación del sistema de sintonía automática propuesto en la presente tesis. A este respecto se ha completado el estudio con el diseño de sendos controladores para los lazos de control de la frecuencia central y del factor de calidad del filtro que mejoran las prestaciones del implementado inicialmente.Continuidad de la investigaciónDebido, por un lado, a la gran cantidad de aplicaciones que pueden llevar al uso de filtros de tiempo continuo, el rango frecuencial que éstos pueden alcanzar, la gran cantidad de topologías y técnicas a emplear que existen para su implementación y, por otro, a la problemática que conlleva su utilización, las posibles líneas futuras a seguir en sistemas de sintonía automática para los mismos son bastante amplias. Sin embargo, se pueden resumir las principales y más inminentes:- En base al modelizado matemático del conjunto filtro más lazos de control planteado en la presente tesis, puede plantearse la búsqueda de sistemas de control adaptativos y controladores no lineales compatibles con las técnicas empleadas para la implementación de filtros de tiempo continuo, con el fin de realizar sistemas de sintonía más eficaces tanto en régimen estacionario como transitorio.- La utilización de los lazos de control para nuevas estructuras de los filtros master y slave.- A partir del diseño presentado en la presente tesis, realizar el estudio de las posibles modificaciones para poder plantear nuevos y mejores algoritmos de sintonía, así como su utilización en áreas más amplias del procesado analógico de la señal, como pueden ser:- Diseños de estructuras amplificadoras de la señal con control automático de ganancia (AGC).- Diseños de filtros autosintonizados para aplicaciones de filtrado en radiofrecuencia, como por ejemplo, filtros sintonizados para recepción de señales de radio, filtros programables para las etapas de filtrado en telefonía móvil de tercera generación, etc. A este respecto, hay que decir que ya se está trabajando ([ALA01a], [ALA01b]) en estructuras basadas en bancos de MRCs donde sus relaciones de aspecto (W/L) están convenientemente escaladas, y conllevan una programabilidad mixta digital y analógica, con el objetivo de incrementar el rango frecuencial de funcionamiento a través de la conmutación de un MRC a otro según la banda frecuencial donde ha de trabajar el sistema.- Sistematizar la síntesis de topologías de filtrado a partir de las matrices obtenidas mediante el modelizado propuesto en la presente tesis, para obtener estructuras que proporcionen independencia entre la sintonía del factor de calidad y de la frecuencia natural del filtro.

Uno de los campos más importantes de la Electrónica de Potencia es el de los convertidores de potencia conmutados, que debido a sus características de alto rendimiento energético, reducido tamaño, posibilidades de regulación del factor de potencia y de elevación de tensión, etc., están presentes en un gran número de las etapas de alimentación de los equipos electrónicos actuales.Las mejoras tecnológicas en ámbitos como el de la integración de circuitos han permitido importantes reducciones en el tamaño de los equipos (por ejemplo en los ordenadores). Sin embargo, este proceso de reducción de tamaño que, además, suele venir unido a unas especificaciones más rígidas en cuanto a costes, rendimiento, seguridad y prestaciones en general, no se ha producido en igual medida en las etapas de alimentación. El estudio de los convertidores conmutados es por lo tanto un campo necesitado de esfuerzos de investigación y desarrollo.Para potencias superiores a 25 W, y especialmente en potencias superiores a 150 W, una de las estrategias utilizadas para mejorar las prestaciones de los convertidores es el uso del denominado "interleaving" o entrelazado , definido como la puesta en paralelo de N convertidores idénticos desfasando sus señales de control de forma uniforme a lo largo del periodo de conmutación.Con el objetivo principal de reducir al máximo los rizados de la tensión de salida y de la corriente de entrada, en esta tesis se estudian casos particulares de "interleaving" en estructuras convertidoras continua-continua que utilizan el convertidor elevador ("boost") como célula básica y cuyas tensiones de salida son, idealmente y operando en modo de conducción continua, múltiplos enteros positivos de la tensión de entrada, de ahí la denominación de multiplicadores de tensión que aparece en el título de tesis propuesto. Posteriormente se analizan las posibilidades de regulación de tensión que presentan algunos de los casos de estudio, a costa de incrementar los rizados.

El principal objetivo de esta Tesis ha sido establecer nuevas estrategias de control para convertidores de potencia simples y paralelizados, que siguen consignes variables en el tiempo.En la Tesis Doctoral se propone una metodología para la síntesis de controladores basados en la linealització por realimentación usando el promediado de estados del convertidor. Esta técnica presenta la ventaja de conseguir controladores sencillos de implementar y que no necesitan sensado de corriente. Esta técnica se ha probado con éxito obteniendo resultados satisfactorios para el caso de seguimiento de señal en convertidores CC/CA y CA/CC, y en la paralelización de estos convertidores.Los objetivos de la investigación han sido los siguientes: a) La síntesis de controladores basados en el modo deslizante y la linealización por realimentación. b) La aplicación de estas estrategias de control para onduladores, filtros activos y rectificadores con elevado factor de potencia. c) La extensión de estos controles a sistemas modulares formados por diversos convertidores en paralelo. d) La simulación de los controles y verificación experimental de los mas representativos, implementándolos digitalmente en una DSP.Estos objetivos se han desarrollado y han quedado plasmados en la redacción de esta Tesis Doctoral y en las diversas publicaciones que se citan en la bibliografía particular de los autores.La metodología que hemos usado en nuestra investigación se puede desglosar en los siguientes puntos:1. Modelado del convertidor o sistema de convertidores.2. Síntesis de los controladores utilizando las técnicas de control seleccionadas para cada casuística.3. Simulación del sistema, obteniendo así sus características dinámicas, a la vez que se valida el controlador.4. Verificación experimental de los resultados de simulación.Las diferentes fases de la Tesis se han desarrollado siguiendo aproximadamente el orden de los capítulos del documento: El primer capítulo expone el alcance de la Tesis y el estado del arte en la tecnología de control de los sistemas que se trataran. En el segundo capítulo se exponen las ideas del seguimiento en la teoría del control.En el tercer capítulo se desarrolla la teoría básica del control no lineal, haciendo especial énfasis en el control en modo deslizante y el control de linealización por realimentación, que serán aplicados a diversos tipos de convertidores electrónicos de potencia.En el cuarto capítulo se aplican las técnicas de control no lineal a los rectificadores con elevado factor de potencia.En el quinto capítulo se trata de los onduladores y se desarrollan diversos controles no lineales para su control.En el sexto capítulo se trata de los filtros activos correctores de la distorsión harmónica de la corriente de red y diversos controles aplicados.En el séptimo capítulo se trata del diseño de controles para la paralelización de convertidores de potencia con consignas variables en el tiempo.El último capítulo aborda las conclusiones de la Tesis y los futuros caminos para la investigación en este campo abiertos por la Tesis doctoral. / The main objective of this Thesis was obtain new control strategies for simple power converters and for converters in parallel.We propose a methodology to synthesize controllers based in feedback linearization, using the converter state averaging. This technique presents the advantage of obtain simple implementation controllers, and that avoids the use of current sensors. This technique was successfully used in this work, with satisfying results for AC/DC converters and DC/AC converters. Good performance was obtained too in the control of multi-module systems, composed of some converters in parallel.The research objectives of the Thesis are the following:a) The controller synthesis, using sliding mode control and feedback linearization.b) The application of this control strategies to inverters, active filters and rectifiers with unity power factor.c) The extension of this controls to modular systems.d) The controller simulation and experimental verification, implementing the control in a DSP platform.Our research methodology was:a) The converter modeling.b) The controller synthesis, using the optimal control techniques for each purpose.c) The system simulation, obtaining its dynamic characteristics to validate the controller.d) The experimental verification of the simulation results.The different stages of the Thesis were developed following approximately the chapter's order of the Thesis document: The first chapter exposes the objectives of the Thesis. The state of the art in the control technology for the converters to study is presented too. The second chapter explains the main objectives in the control theory for signal following converters.The third chapter develops the basic non-linear control theory, with special emphasis in sliding mode control and feedback linearization control.In the fourth chapter the non-linear techniques are used for unity power factor rectifier control synthesis.In the fifth chapter we develop some non-linear controllers for inverters.In the sixth chapter some active filter controls are designed.In the seventh chapter we develop non-linear controllers for power converters in parallel.The conclusions and future perspectives are exposed in the last chapter.