El objetivo de esta tesis es el estudio de la dinámica de los láseres de semiconductor (LS) con realimentación óptica, tanto desde el punto de vista experimental como numérico. La reflexión de la luz emitida por el láser, debida a la presencia de un espejo externo, es capaz de inducir una dinámica caótica en su intensidad de salida. Concretamente, cuando el láser es bombeado cerca de su corriente umbral, puede entrar en el régimen de fluctuaciones de baja frecuencia (LFF), caracterizado por repentinas caídas de su intensidad a tiempos irregulares. El comportamiento pulsado, y caótico, en este régimen es de especial interés desde el punto de vista de la dinámica de sistemas no-lineales, pero también por sus aplicaciones en comunicaciones ópticas.Si queremos resumir los resultados de esta tesis ordenados cronológicamente,debemos empezar hablando de ruido. El efecto de el ruido en un sistema no-lineal puede ser de gran ayuda en la obtención de una respuesta más regular, efectos como la resonancia coherente o la resonancia estocástica han dado buena prueba de ello. Con el objetivo de observar ambos fenómenos en el comportamiento pulsado de un láser en régimen de LFF, se realizan simulaciones numéricas a partir del modelo de Lang-Kobayashi (LK), que describe la evolución del campo eléctrico y los portadores en un LS. Los resultados obtenidos demuestran que añadiendo cierta cantidad de ruido externo a través de la corriente de bombeo, los pulsos observados en la intensidad de salida se vuelven más regulares, que es la característica típica de la resonancia de coherencia (RC). Si la corriente de bombeo está modulada con una señal periódica de cierta frecuencia, se puede observar cómo el ruido externo ayuda al sistema a seguir dicha frecuencia, lo que se refleja en la intensidad de salida con unas caídas no sólo más regulares, sino también a la frecuencia de forzamiento. Este fenómeno, observado en diversos sistemas no-lineales, se conoce como resonancia estocástica (SR). Los estudios realizados permiten observar que no sólo la amplitud del ruido es importante, sino también su tiempo de correlación, debiéndose ajustar ambos parámetros para poder observar dichas resonancias. En relación con el efecto del ruido en estos sistemas, se estudia (experimental y numéricamente) el caso de un láser en LFF cuando es modulado con dos frecuencias, observando resonancia a frecuencias no presentes en el sistema. Estos resultados son la primera evidencia experimental de este fenómeno, bautizado como resonancia fantasma (GR), el cual sólo habia sido predicho teóricamente hasta el momento.Paralelamente, se analizan los efectos del acoplamiento de dos sistemas caóticos, en nuestro caso dos láseres en régimen de LFF. Los resultados demostran que el acoplamiento puede incrementar la respuesta de un sistema no lineal a un señal periódica externa.Se profundiza también en el estudio del comportamiento multimodo de los láseres de semiconductor con realimentación óptica. Se presentan resultados experimentales y numéricos del comportamiento de los modos longitudinales en el régimen de LFF, observándose como, cuando la intensidad total cae, se activan modos laterales que hasta el momento permanecian apagados. Finalmente, y continuando con el estudio de la dinámica multimodo, se analiza la sincronización de dos láseres multimodo mediante una extensión del modelo de LK, observándose sincronización generalizada y anticipada, tanto de la intensidad total, como entre los modos longitudinales de cada láser. Estos resultados sugieren la utilización de este tipo de láseres para la transmisión de mensajes multiplexados.

Two research studies have been addressed in this thesis. Both of them are of actual scientific interest and are based on processing GNSS data. The first part of this thesis is devoted to GNSS detection and monitoring of solar flares. The second one is devoted to GNSS prediction of ionospheric Total Electron Content. Regarding the first study, a new solar flare detector called SISTED has been designed and implemented. Its goal is to provide a simple and efficient way of detecting the most number of powerful X-class solar flares in real time operation. In addition, it can send early warning messages to prevent the harmful consequences of the increase of ejected particles from the Sun that may reach the Earth after a solar flare, especially in case of a Coronal Mass Ejection. The main benefit of SISTED regarding other detection techniques is that it does not require data from external providers out of the GNSS community. In addition, it can run in real-time operation and could provide value added data to GNSS users. The results show that SISTED was able to detect up to the 95% of the X-class flares reported by GOES for more than a half solar cycle. Regarding the second study, a new approach to predict Global Ionospheric vertical TEC Maps has been designed and implemented in the context of the IGS Ionosphere Working Group. The motivation to develop a UPC Predicted product was the interest of ESA's SMOS mission. A recent application using UPC Predicted products is the generation of real-time global VTEC maps as background model. In addition, the predicted VTEC maps are used to generate the combined IGS Predicted products. The results obtained in this thesis show that the model performs well when the results are compared with those obtained by the other IGS analysis centers. In addition, applying the prediction model leads to better results than the use of time-invariant ionosphere for two days ahead. In relation with this research, 4 publications in international journals indexed in JCR/ISI have been generated (and another one is under review process), and 7 presentations have been authored in international meetings, among the new UPC predicted product contributing to IGS, and the contribution to two competitive projects funded by the European Space Agency (AGIM and MONITOR).

Els sistemes RFID estan composats per tags (coneguts també amb el nom d'etiquetes electròniques) que emmagatzemen un codi d'identificació que es pot obtenir via radiofreqüència per un equip lector, i ser transmesa a la xarxa a través dels sistemes d'informació. L'RFID de baix cost integra diferents tecnologies amb un denominador comú, la limitació de recursos computacionals dels tags (és a dir el seu baix cost). La tecnologia RFID de baix cost més comuna és l'Electronic Product Code Class 1 Generation 2 (EPC Gen2). El desenvolupament dels tags d'aquesta tecnologia ha de fer front a diverses limitacions, com són el cost de fabricació, compatibilitat amb les regulacions, consum de potència i funcionalitat. Com a conseqüència, les capacitats computacionals dels tags EPC Gen2 són limitades. En aquest sentit, les especificacions de la tecnologia EPC Gen2 només considera dos funcions de seguretat en els tags: generadors de nombres pseudoaleatoris (PRNGs) i operacions protegides amb contrasenya. La pseudoaleatorietat proporcionada als tags s'empra, de fet, per xifrar les operacions protegides amb contrasenya. Els PRNGs també són la base del mecanisme d'anticol•lisió en el procés d'inventariat dels tags, i del mecanisme de comprovació de recepció de certes operacions de l'estàndard EPC Gen2 (per exemple l'escriptura en memòria o la desactivació de tags). Per tant, els PRNGs són els elements bàsics en la seguretat de la tecnologia EPC Gen2. La contribució d'aquesta tesi és la millora de l'estat de l'art en la seguretat per la tecnologia RFID EPC Gen2. Amb el coneixement obtingut de l'anàlisi de tags comercials, i l'avaluació de propostes de la literatura científica, es proposa un nou disseny de PRNG compatible amb els requisits de la tecnologia EPC Gen2, millorant-ne les propietats de seguretat. Es pot concloure que el treball inclòs en aquesta tesi condueix a un nou paradigma en el disseny i recomanacions per a la seguretat en sistemes RFID de baix cost, i en particular, per la tecnologia EPC Gen2. / Los sistemas RFID se componen de tags (conocidos también como etiquetas electrónicas) que almacenan un código de identificación que se puede obtener vía radiofrecuencia por un equipo lector, y ser transmitida a la red a través del sistema de información. RFID de bajo coste integra diferentes tecnologías con un denominador común, la limitación de recursos computacionales de las etiquetas. La tecnología RFID de bajo coste más común es el Electronic Product Code Class 1 Generation 2 (EPC Gen2). El desarrollo de los tags de esta tecnologia tiene que superar diferentes limitaciones, como son el coste de fabricación, compatibilidad con las regulaciones, consumo de potencia y funcionalidad. Como consecuencia, las capacidades computacionales de los tags EPC Gen2 son limitadas. En este sentido, las especificaciones de la tecnología EPC Gen2 solo considera dos funciones de seguridad en los tags: generadores de números pseudo-aleatorios (PRNGs) y operaciones protegidas por contraseña. La pseudoaletoriedad proporcionada a los tags se utiliza, de hecho, para cifrar operaciones protegidas por contraseña. Los PRNGs también son la base del mecanismo de anticolisión en el proceso de inventariado de los tags, y del mecanismo de comprobación de recepción de ciertas operaciones del estándar EPC Gen2 (por ejemplo la escritura en memoria o la desactivación de los tags). Por tanto, los PRNGs son los elementos básicos en la seguridad de la tecnología EPC Gen2. La contribución de esta tesis es la mejora del estado del arte en la seguridad para la tecnología RFID EPC Gen2. Con el conocimiento obtenido del análisis de tags comerciales, i la evaluación de propuestas de la literatura científica, se propone un nuevo diseño de PRNG compatible con los requisitos de la tecnología EPC Gen2, mejorando sus propiedades de seguridad. Se puede concluir que el trabajo incluido en esta tesis conduce a un nuevo paradigma en el diseño y recomendaciones para la seguridad en sistemas RFID de bajo coste, y en particular, para la tecnología EPC Gen2. / RFID systems are composed by tags (also known as electronic labels) storing an identification sequence which can be wirelessly retrieved by an interrogator, and transmitted to the network through middleware and information systems. Low-cost RFID integrates different technologies, regarding the resource constrained characteristic (thus, reduced cost) of the RFID tags. The main example of low-cost RFID is the Electronic Product Code Class 1 Generation 2 (EPC Gen2) technology, which is designed to balance cost and functionality. The development of EPC Gen2 tags faces, in fact, several challenging constraints such as cost, compatibility regulations, power consumption, and performance requirements. As a consequence, the computational capabilities of EPC Gen2 tags are very simple. In this sense, the EPC Gen2 specification only considers two basic on board security features: pseudo-random number generators (PRNGs) and password-protected operations. The pseudo-randomness offered by on-board PRNGs is, indeed, used to protect the password-protected operations. PRNGs are also used as an anti-collision mechanism for inventorying processes, and to acknowledge other Gen2 specific operations (e.g., memory writing, decommission of tags, and self-destruction). PRNGs are, therefore, the crucial components that guarantee Gen2 security. The contribution of this dissertation is the improvement of the state of the art on security in RFID EPC Gen2 technology. With the knowledge obtained from the analysis of commercial EPC Gen2 tags, and the evaluation of scientific proposals, we have been able to propose a new PRNG design compatible with the hardware and statistical EPC Gen2 requirements, and with improved security properties. We can conclude that our work leads to new design paradigms and recommendations for the security in low-cost RFID, and particularly for the EPC Gen2 technology.

En aquesta tesi doctoral es proposa utilitzar la tècnica LIDAR (Light Detection And Ranging) per estudiar la deriva de pesticides. A diferència dels col·lectors in situ, aquesta tècnica permet mesurar els aerosols de forma remota, amb elevada resolució temporal i en distància. Els objectius d’aquesta tesi són (1) dissenyar un sistema lidar específic per la mesura de la deriva i (2) avaluar la capacitat d’aquesta tècnica per quantificar la concentració en els núvols de pesticides. Per la consecució de l’objectiu (1) s’ha elaborat una metodologia de disseny, validada mitjançant la construcció d’un prototipus de ceilòmetre lidar biaxial. Partint d’aquesta metodologia s’han establert els paràmetres de disseny del sistema específic per mesurar la deriva: longitud d’ona de 1550 nm, energia per pols igual a 25 μJ, etc. Respecte a l’objectiu (2), es proposa un model teòric que relaciona les mesures lidar de la deriva amb les obtingudes utilitzant col·lectors passius. La relació entre els dos tipus de sensors també s’ha estudiat experimentalment. Les mesures van mostrar que per a cada assaig existeix una elevada correlació lineal (R2≈0.9) entre el senyal lidar i els col·lectors. / En esta tesis doctoral se propone utilizar la técnica LIDAR (LIght Detection And Ranging) para monitorizar la deriva de pesticidas. A diferencia de los colectores in situ, esta técnica permite medir los aerosoles de forma remota, con elevada resolución temporal y en distancia. Los objetivos de esta tesis son (1) diseñar un sistema lidar específico para la medida de la deriva y (2) evaluar la capacidad de esta técnica para cuantificar la concentración en las plumas de pesticidas. Para la consecución del objetivo (1) se ha elaborado una metodología de diseño, validada mediante la construcción de un prototipo de ceilómetro lidar biaxial. Partiendo de esta metodología se han establecido los parámetros de diseño del sistema lidar específico para medir la deriva: longitud de onda de 1550 nm, energía por pulso igual a 25 μJ, etc. Respecto al objetivo (2), se propone un modelo teórico que relaciona las medidas lidar de la deriva con las obtenidas utilizando colectores pasivos. La relación entre ambos tipos de sensores también ha sido estudiada experimentalmente. Las medidas mostraron que para cada ensayo existe una elevada correlación lineal (R2≈0.9) entre la señal lidar y los colectores. / This doctoral thesis proposes the use of the LIDAR (LIght Detection And Ranging) technique for spray drift monitoring. Unlike in situ collectors, this technique enables remote measurement of aerosols with high temporal and range resolution. The objectives of this thesis are as follows: (1) the design of a lidar system specifically for the remote sensing of pesticide spray drift and (2) assessment of the capacity of lidar technology to quantify droplet concentration in drift clouds. For the purposes of objective (1), a design methodology was elaborated. This methodology was validated with the construction of a biaxial lidar ceilometer prototype. Taking this methodology as a starting point the design parameters of a lidar system specifically for spray drift measurement were established: 1550 nm wavelength, 25 μJ de pulse energy, etc. As for objective (2), it is proposed a quantitative analytical model which relates the lidar spray drift measurements with those obtained using passive collectors. The relationship between the two sensor types was also studied experimentally. The measurements showed that for each test there is a high linear correlation (R2≈0.9) between the lidar signal and the collectors

The present thesis investigates a passive acoustic method to locate maneuvering aircraft. The method is based on the acoustical Doppler effect, as a particular effect of the signals received by a mesh of spatially distributed microphones. A one-dimensional version of the ambiguity function allows for the calculation of the frequency stretch factor that occurs between the sound signals received by a pair of microphones. The mathematical expression for this frequency stretch is a function of the aircraft position and velocity, both of them being estimated by a genetic algorithm. The method requires only a minimum of seven microphones and the prior knowledge of the aircraft position and velocity at a given time. The advantages of the method are that it is suitable for all kind of aircraft, not only propeller-driven, and is not restricted to low heights above the ground. Its applicability could be, for instance, to supplement aircraft noise monitoring systems or to supervise small airports activities. This doctoral research includes the theoretical background of the method as well as the detailed description of its implementation. To assess the performance of the method, results from computer simulations are discussed. First of all, noise propagation is considered in a lossless medium, thus only geometrical spreading influences the sound emitted by the source traveling to the receivers. The accuracy of each step of the method has been evaluated and the results obtained reveal acceptable performance. Due to the large distances between microphones and the aircraft in flight, the atmospheric attenuation plays a major roll. Therefore, computer simulations have also been carried out under the assumption of an homogeneous but non lossless medium to evaluate the influence of the atmospheric absorption on the aircraft location. Under these conditions, the performance of the method with respect to the microphone distribution is discussed. Moreover, the location method has also been tested for a possible inaccuracy on the microphones synchronization. Finally, an outdoor experimental validation of the acoustic method has been carried out with a radio control airplane. The description of the experimental test is detailed in the present work as well as the results obtained. / La tesi desenvolupa, implementa i valida un mètode acústic per a la localització d’aeronaus. El mètode es basa en l’efecte Doppler que es percep en els registres de diferents micròfons distribuïts al voltant d’un aeroport. La versió u-dimensional de la funció d’ambigüitat permet el còmput del factor de compressió o expansió que sorgeix entre els registres freqüencials d’ un parell de micròfons. Aquest factor Freqüencial es pot expressar matemàticament en funció de la posició i velocitat de l’aeronau, que s’estimen en aquesta tesi a partir d’algoritmes genètics. El mètode només requereix de set micròfons i el coneixement previ de la posició de l’avió en un moment donat. Els principals avantatges del mètode són que és un mètode vàlid per qualsevol tipus d’aeronau, no només per avions d’hèlix o helicòpters, i que no restringeix a vols de baixa alçada. La seva aplicació podria ser, per exemple, complementar un sistema de monitorització de soroll aeri o bé supervisar l’activitat dels aeroports petits que no disposen de sistemes de radar. Aquesta investigació inclou el desenvolupament teòric del mètode així com la descripció detallada de la seva implementació. Per tal d’avaluar l’efectivitat del mètode, es presenten i analitzen resultats obtinguts a partir de diverses simulacions. Com a primer cas, es considera que el so es propaga en un medi conservatiu, és a dir, el so que es propaga des de la font fins als receptors només es veu afectat per l’atenuació geomètrica. Sota aquest model senzill de propagació, s’ha analitzat l’accuracy de cada un dels passos del mètode i els resultats obtinguts posen de manifest una bona ... del mètode. Tenint en compte que les distàncies entre els micròfons i l’avió en vol són llargues, l’atenuació atmosfèrica influeix també en la propagació del so emès per l’avió. Per tant, el segon cas de simulacions que s’han dut a terme considera un medi de propagació homogeni i no conservatiu amb l’objectiu d’avaluar la influència de l’atenuació atmosfèrica en la localització acústica de l’aeronau. Sota aquestes condicions, també s’ha analitzat l’eficàcia del mètode en funció de la distribució de micròfons. A més, el mètode de localització s’ha posat a prova sota possibles errors en la sincronització dels set micròfons. Finalment, s’ha dut a terme una validació experimental del mètode amb una avioneta de radio control al Club Aeronàutic Egara. La descripció d’aquest test experimental es detalla en la tesis així com els resultats obtinguts que demostren la validesa satisfactòria del mètode.

La optimización de los sistemas de conversión de energía gana cada vez más importancia debido a su impacto ambiental y los limitados recursos de combustibles fósiles. Entre estos sistemas los de refrigeración tienen una contribución creciente en el consumo total de energía y en las emisiones de CO2. Los sistemas de absorción operados con energía solar son una de las alternativas más sostenibles frente a los sistemas de refrigeración convencionales. Por lo tanto, este trabajo se centra en su mejora siguiendo los métodos de optimización termo-económica y de programación matemática. El análisis exergético y la optimización termo-económica basada en el método estructural se han realizado para distintas configuraciones de ciclos de refrigeración por absorción con las mezclas de trabajo agua-LiBr y amoniaco-agua. En la sección de programación matemática se incluye la optimización multi-objetivo (frontera de Pareto), la optimización bajo incertidumbre de los precios de la energía, el uso de varios indicadores de impacto ambiental y el efecto del impuesto sobre las emisiones de CO2. Los resultados demuestran que se pueden obtener reducciones importantes del impacto ambiental frente a los sistemas convencionales. Los sistemas de refrigeración solar no sólo son atractivos para reducir el impacto ambiental, sino también pueden ser económicamente competitivos. Su implantación dependerá, en gran medida, del impuesto sobre las emisiones de CO2 y del coste de la energía. / Optimizations of energy conversion systems become more important because of their environmental impact and the limitations of the fossil fuel resources. Among these systems cooling and refrigeration machines have an increasing share in the total energy consumption and contribution to CO2 emissions. Solar assisted absorption cooling systems are sustainable alternatives compared to the conventional cooling systems. Hence, this work is focused on improving the sustainability of cooling systems following the thermoeconomic optimization and mathematical programming approaches. In the first approach the energy, exergy and structural analysis are performed for different configurations of water/LiBr and ammonia/water absorption cooling cycles. In the second approach multi-objective optimization (Pareto frontier), optimization under uncertainty of energy prices, different environmental impact indicators, and the effect of CO2 emissions tax to reduce the global warming are discussed. The results of the multi-objective optimization show that a significant environmental impact reduction can be obtained. Results indicate that these systems are attractive not only to reduce the environmental impact but also in incurring the economic benefits. However, its practical impact largely depends on the CO2 emissions tax and the increase in the energy price.

El present treball té dos objectius fonamentals: 1) Obtenir models matemàtics per a definir el comportament d’alguns materials termoplàstics específics a partir de les dades de l’anàlisi dinamo-mecànic (DMA) i poder predir els mòduls de tracció i de creep sense utilitzar la màquina universal d’assajos (MUE). 2) Obtenir codis de simulació on l’usuari pugui predir aquests mateixos mòduls de tracció i de creep introduint els paràmetres d’entrada necessaris. Aquests paràmetres són la velocitat de deformació, el temps i la temperatura. Així, el concepte bàsic d’aquest projecte és el següent: a partir de les dades de DMA, i amb l’ús de sofisticats models matemàtics, es pot predir la resposta del material en assajos de tracció o de creep (o de relaxació de tensions) sense realitzar més experiències. Per a assajos de tracció la resposta es troba en funció de la velocitat de deformació i de la temperatura del material. En assajos de creep (o de relaxació de tensions) la resposta es troba en funció del temps i de la temperatura del material. El mateix pot realitzar-se amb programes de simulació introduint els paràmetres necessaris. Una vegada feta la caracterització a partir dels valors experimentats en DMA, es poden predir altres resultats dintre del rang de treball. Això s’aconsegueix simulant altres experiments mitjançant un simulador computacional, estalviant temps i diners. En aquesta tesi, els bucles de tracció i de creep han estat realitzats per a tres materials. Així i tot, el procediment mostrat en aquest treball pot ser aplicat a diferents matrius, amb o sense fibres. Aquesta tesi presenta diverses contribucions: 1) Creació d’un nou model matemàtic per al bucle de tracció en funció de la velocitat de deformació i de la temperatura. 2) Subrutina per a poder alimentar un codi en ANSYS® permetent introduir diferents velocitats de deformació. 3) Creació de dos nous models matemàtics per al bucle de creep mitjançant la introducció de coeficients alfa en el domini de la freqüència. 4) Modificacions dels coeficients dels models matemàtics per al bucle de creep per a passar del domini de la freqüència al domini del temps. 5) Desenvolupament d’equacions per a determinar els paràmetres de les series de Prony (models generalitzats de Kelvin-Voigt i de Maxwell) amb n=1 o n=2. 6) Desenvolupament d’equacions per a determinar els coeficients del model generalitzat de Kelvin-Voigt a partir dels coeficients del model generalitzat de Maxwell o viceversa, amb n=1 o n=2, per a poder canviar de model. 7) Descripció d’un procediment per a desenvolupar els models matemàtics que poden ser aplicats a altres materials termoplàstics. En resum, amb aquestes contribucions, es proposen nous models d’equacions per a estudiar aquestes propietats mecàniques en funció de la velocitat de deformació (en tests de tracció), del temps (en tests de creep), i de la temperatura (en ambdós tests). / El presente trabajo tiene dos objetivos fundamentales: 1) Obtener modelos matemáticos para definir el comportamiento de algunos materiales termoplásticos específicos a partir de los datos del análisis dinamomecánico (DMA) y poder predecir los módulos de tracción y de creep sin usar la máquina universal de ensayos (MUE). 2) Obtener códigos de simulación donde el usuario pueda predecir estos mismos módulos de tracción y de creep introduciendo los parámetros de entrada necesarios. Estos parámetros son la velocidad de deformación, el tiempo y la temperatura. Así, el concepto básico de este proyecto es el siguiente: a partir de los datos de DMA, y con el uso de sofisticados modelos matemáticos, se puede predecir la respuesta del material en ensayos de tracción o de creep (o de relajación de tensiones) sin realizar más experiencias. Para ensayos de tracción la respuesta se encuentra en función de la velocidad de deformación y de la temperatura del material. Para ensayos de creep (o de relajación de tensiones) la respuesta se encuentra en función del tiempo y de la temperatura del material. Lo mismo puede realizarse con programas de simulación introduciendo los parámetros necesarios. Una vez realizada la caracterización a partir de los valores experimentados en DMA, se pueden predecir otros resultados cualesquiera dentro del rango de trabajo. Esto se consigue simulando otras experiencias mediante un simulador computacional, ahorrando tiempo y dinero. En esta tesis, los bucles de tracción y de creep han sido realizados para tres materiales. Sin embargo, el procedimiento mostrado en este trabajo puede ser aplicado a distintas matrices, con o sin fibras. Esta tesis presenta distintas contribuciones: 1) Creación de un nuevo modelo matemático para el bucle de tracción en función de la velocidad de deformación y de la temperatura. 2) Subrutina para poder alimentar un código en ANSYS® permitiendo introducir diferentes velocidades de deformación. 3) Creación de dos nuevos modelos matemáticos para el bucle de creep mediante la introducción de coeficientes alfa en el dominio de la frecuencia. 4) Modificaciones de los coeficientes de los modelos matemáticos para el bucle de creep para pasar del dominio de la frecuencia al dominio del tiempo. 5) Desarrollo de ecuaciones para determinar los parámetros de las series de Prony (modelos generalizados de Kelvin-Voigt y de Maxwell) con n=1 o n=2. 6) Desarrollo de ecuaciones para determinar los coeficientes del modelo generalizado de Kelvin-Voigt a partir de los coeficientes del modelo generalizado de Maxwell o viceversa, con n=1 o n=2, para poder cambiar de modelo. 7) Descripción de un procedimiento para desarrollar los modelos matemáticos que pueden ser aplicados a otros materiales termoplásticos. En resumen, con estas contribuciones, se proponen nuevos modelos de ecuaciones para estudiar estas propiedades mecánicas en función de la velocidad de deformación (en tests de tracción), del tiempo (en tests de creep), y de la temperatura (en ambos tests). / The present work has two fundamental objectives: 1) Obtaining of mathematical models to define the behavior of some specific thermoplastic materials from dynamic mechanical analysis (DMA) data and predict tensile and creep moduli without using the universal testing machine (MUE). 2) Obtaining of simulation codes where the user can predict these same tensile and creep moduli introducing the necessary input parameters. These parameters are strain rate, time and temperature. So, the base concept of this project is the following: from DMA data, and with the use of sophisticated mathematical models, the response of the material in tensile or creep (or stress relaxation) assays can be predicted without any further experimentation. For tensile assays, the response is given as a function of strain rate and temperature of the material. For creep (or stress relaxation) assays, the response is given as a function of time and temperature of the material. The same can be done with simulation programs introducing the necessary parameters. Once this characterization is done for the values experimented in DMA, one can predict any other results within the working range. It allows simulating other experiments through a computational simulator, to save time and money. In this thesis, tensile and creep loops are performed with three materials. However, the procedure shown in this work can be applied to different matrices, with or without fibers. There are several contributions of this thesis: 1) Creation of a new mathematical model for tensile loop as a function of strain rate and temperature. 2) Subroutine to feed an ANSYS® code with the introduction of different strain rates. 3) Creation of two new mathematical models for creep loop with the introduction of alpha coefficients in the frequency domain. 4) Modifications of the coefficients of the mathematical models for creep loop to pass from frequency domain to time domain. 5) Development of equations to determine the parameters of the Prony series (generalized Kelvin-Voigt and generalized Maxwell models) with n=1 or n=2. 6) Development of equations to determine the coefficients of the generalized Kelvin-Voigt model from the coefficients of the generalized Maxwell model or the other way round, with n=1 or n=2, to change the model. 7) Description of the procedure to develop the mathematical models that can be applied to other thermoplastic materials. In conclusion, with these contributions, new models of equations to study these mechanical properties are proposed as a function of strain rate (in tensile tests), time (in creep tests) and temperature (in both tests).

This thesis focuses on the phonetic transcription in the framework of text-to-speech conversion, especially on improving adaptability, reliability and multilingual support in the phonetic module. The language is constantly evolving making the adaptability one of major concerns in phonetic transcription. The phonetic transcription has been addressed from a data- based approach. On one hand, several classifiers such as Decision Trees, Finite State Transducers, Hidden Markov Models were studied and applied to the grapheme-to-phoneme conversion task. In addition, we analyzed a method of generation of pronunciation by analogy, considering different strategies. Further improvements were obtained by means of application of the transformation-based error-driven learning algorithm. The most significant improvements were obtained for classifiers with higher error rates. The experimental results show that the adaptability of phonetic module was improved, having obtained word error rates as low as 12% (for English). Next, steps were taken towards increasing reliability of the output of the phonetic module. Although, the G2P results were quite good, in order to achieve a higher level of reliability we propose using dictionary fusion. The ways the pronunciations are represented in different lexica depend on many factors such as: expert¿s opinion, local accent specifications, phonetic alphabet chosen, assimilation level (for proper names), etc. There are often discrepancies between pronunciations of the same word found in different lexica. The fusion system is a system that learns phoneme-to-phoneme transformations and converts pronunciations from the source lexicon into pronunciations from the target lexicon. Another important part of this thesis consisted in acing the challenge of multilingualism, a phenomenon that is becoming a usual part of our daily lives. Our goal was to obtain such pronunciations for foreign inclusions that would not be totally unfamiliar either to a native or proficient speakers of the language to be adapted, or to speakers of this language with average to low proficiency. Nativization by analogy was applied to both orthographic and phonetic forms of the word. The results obtained show that phonetic analogy gives better performance than analogy in the orthographic domain for both proper names and common nouns. Both objective and perceptual results obtained show the validity of this proposal. / Fa tan sols uns deu anys les aplicacions de sistemes TTS eren molt més limitades, encara que un passat tan recent sembla més llunyà a causa dels canvis produïts en les nostres vides per la invasió massiva de les tecnologies intel·ligents. Els processos d’automatització de serveis també han assolit nous nivells. Què és el que defineix un bon sistema TTS avui dia? El mercat exigeix que aquest sigui molt adaptable a qualsevol tipus d’àmbit. També és imprescindible un alt nivell de fiabilitat ja que un simple error d’un TTS pot causar problemes seriosos en el nostre dia a dia. La nostra agenda és cada vegada més exigent i hem de fer front a més volums d’informació en menys temps. Deleguem les nostres tasques quotidianes als nostres dispositius intel·ligents que ens ajuden a llegir llibres, triar productes, trobar un lloc al mapa, etc. A més viatgem més i més cada dia. Aprenem a parlar noves llengües, les barregem, en un món més i més globalitzat. Un sistema TTS que no és capaç de fer front a les entrades multilingües no serà capaç de sostenir la competència. Els sistemes TTS moderns han de ser multilingües. La transcripció fonètica és el primer mòdul del TTS per la qual cosa el seu correcte funcionament és fonamental. Aquesta tesi se centra en la millora de l’adaptabilitat, fiabilitat i suport multilingüe del mòdul fonètic del nostre sistema TTS. El mòdul de transcripció fonètica del TTS va passar de ser basat en regles o diccionaris a ser automàtic, derivat de dades. La llengua està en constant evolució, igual que tots els organismes vius. És per això que l’adaptabilitat és un dels principals problemes de la transcripció fonètica. Per millorar-la es necessita un mètode basat en dades que funcioni bé per a derivar la pronunciació de paraules no trobades al lèxic del sistema. En aquesta tesi es comparen diferents mètodes G2P impulsats per dades que utilitzen les mateixes dades d’entrenament i test i es proposen millores. S’han aplicat diversos classificadors basats en dades, com ara arbres de decisió, traductors d’estats finits i models de Markov, a la tasca de transcripció fonètica, analitzant i comparant els resultats. L’algorisme TBL, basat en aprenentatge dels errors proporciona millores adicionals als classificadors esmentats. Aquest mètode permet capturar patrons d’errors i corregir-los. Les millores més significatives s’obtenen per classificadors amb taxes d’errors més gran. Els millors resultats s’obtenen mitjançant l’aplicació del millor classificador FST amb posterior correcció dels errors pel TBL. Els resultats obtingut per altres classificadors i corregits pel TBL mostren millores entre 2-4 punts percentuals en la taxa d’error de les paraules. La millora que s’obté mitjançant l’aplicació del TBL per als resultats del classificador més simple basat només en correspondències lletra-fonema presents en el corpus d’entrenament, ML, és enorme (77-83 punts percentuals depenent del lèxic), el que demostra l’eficàcia del TBL per si sol. L’èxit de l’algorisme TBL demostra l’eficàcia de l’aprenentatge basat en els errors, que és bastant similar a l’aprenentatge de llengües pels humans. Una altra tècnica que els éssers humans utilitzen de forma regular en l’aprenentatge d’idiomes és la pronunciació per analogia. Això és encara més cert per a llengües amb ortografia profunda, on la correspondència entre la forma escrita i parlada és bastant ambigua. Per millorar encara més la capacitat d’adaptació del nostre mòdul de pronunciació fonètica, es va desenvolupar un algorisme de pronunciació per analogia. Aquest algorisme troba arcs de lletres als quals correspon la mateixa pronunciació i calcula la seva freqüència. La pronunciació d’una nova paraula es construeix amb els arcs més llargs que constitueixen el camí més curt a través del graf de totes les pronunciacions disponibles per a aquesta paraula. Es basa en paràmetres com ara la freqüència d’arc, posició en la paraula, etc. Les pronunciacions que contenen el menor nombre d’arcs (si hi ha més d’una) es donen un rang i les estratègies de puntuació escullen la millor opció. En aquest treball s’han proposat noves estratègies de puntuació i s’han obtingut resultats prometedors. Una de les noves estratègies propostes clarament supera a les altres. Les noves estratègies propostes també apareixen a la llista de les millors combinacions d’estratègies. Els millors resultats per al PbA són entre 63 i 88 % paraules correctes segons el lèxic. S’han avaluat els G2P no solament per a l’anglès, si no també per altres idiomes europeus. També s’ha considerat el cas de la parla contínua. Per L’anglès, La adaptació de la pronunciació a la parla contínua considera les formes febles. Els resultats generals mostren que la capacitat d’adaptació del mòdul fonètic ha estat millorada. També s’ha actuat en línies que permeten augmentar la fiabilitat del mòdul fonètic. Tot i que els resultats experimentals per al G2P són bastant bons, encara hi ha errors que poden impedir que la intel·ligibilitat de certes paraules i, per tant, reduir la qualitat de la parla en general. Es proposa aconseguir un major nivell de fiabilitat a través de fusió de diccionaris. Les pronunciació de les paraules presents en els diccionaris depèn de molts factors, per exemple: opinió experta, especificacions de l’accent local, alfabet fonètic triat, nivell d’assimilació (per a noms propis), etc. Sovint hi ha discrepàncies entre la pronunciació de la mateixa paraula en diferents lèxics. En general, aquestes discrepàncies, encara que de vegades significatives, no obstaculitzen greument la pronunciació global de la paraula ja que totes les pronunciacions lèxic han estat prèviament validades per un lingüista expert. Aquestes discrepàncies normalment es troben a la pronunciació de vocals i diftongs. La substitució de vocals per similars no es considera un error greu perquè no afecta la intel·ligibilitat i per tant la qualitat de veu. El sistema de fusió proposat es basa en el mètode P2P, que transforma les pronunciacions del lèxic d’origen a les pronunciacions del lèxic de destí (el sistema està capacitat per aprendre aquestes transformacions). Per entrenar el classificador, es seleccionen les entrades comunes entre el lèxic font i destí. Els experiments es duen a terme tant per paraules comuns com per a noms propis. Els experiment realitzat s’han basat en les tècniques DT i FST. Els resultats mostren que la qualitat de la parla en general es pot millorar significativament donadas les baixes taxes d’error de G2P i una àmplia cobertura del diccionari del sistema. El sistema TTS final és més adaptable i fiable, més preparat per afrontar el repte del multilingüisme, el fenomen que ja forma part habitual de les nostres vides quotidianes. Aquesta tesi considera contextos que contenen la barreja de llengües, on la llengua pot canviar de forma inesperada. Aquestes situacions abunden en les xarxes socials, fòrums, etc. Es proposa un esquema de G2P multilingüe incloent la nativització. El primer component d’un TTS multilingüe és el mòdul d’identificació d’idioma. S’ha desenvolupat un identificador d’idioma basat en n -gramas (de lletres) obtenint bons resultats. Els contextos amb llengües mixtes han de ser tractats amb especial delicadesa. En general, cada frase o paràgraf tenen una llengua principal i les paraules estrangeres presents s’hi consideren inclusions. A l’hora de decidir com pronunciar frases en diverses llengües es poden considerar dos escenaris: 1) aplicar, per cada llengua el diferents G2P classificadors propis de la llengua (es produiria canvis fonètics bruscs que sonarien molt poc natural); 2) aplicar el classificador G2P per a l’idioma principal de la frase suposant que aquesta pronunciació seria més acceptable que la que conté fonemes estrangers. I si cap de les propostes anteriors es acceptada? Per països com Espanya, on el domini de llengües estrangeres per la població general és bastant limitat, proposem nativitzar la pronunciació de paraules estrangeres en frases espanyoles. Quins criteris s’han d’utilitzar tenint en compte les significatives diferències en l’inventari de fonemes? El nostre objectiu és obtenir pronunciacions que no són del tot desconegudes i que siguin acceptades tant per parlants nadius o amb alt domini de l’idioma estranger com per parlants d’aquesta llengua amb nivell mitjà o baix. En aquest treball la nativització es porta a terme per a les inclusions angleses i catalanes en frases en castellà. Quan hi ha diferències significatives en els inventaris de fonemes entre les llengües nativització presenta reptes addicionals. Per tal de validar ràpidament la idea de nativització es van crear taules de mapeig de fonemes estrangers als nativizats, també es va dur a terme una avaluació perceptual. La nativització basada en taules mostra un major nivell d’acceptació per part del públic que la síntesi sense cap nativiztació. Per tal de millorar encara més els resultats de nativització de forma eficaç es necessita un mètode basat en dades. Com a gran part de pronunciacions estrangeres s’aprenen per analogia, l’aplicació del PbA a aquesta tasca és idoni, sobretot perquè ja ha demostrat excel·lents resultats per a la tasca de transcripció fonètica. Per a això s’explora l’analogia tant en el domini ortogràfic com fonètic. Tots els mètodes basats en dades requereixen un corpus d’entrenament i PbA, per descomptat, no és una excepció. Ja que cap corpus de nativització adequat per a la tasca estava disponible es va prendre la decisió de crear un corpus d’entrenament i test per entrenar i validar el nostre classificador per inclusions angleses en castellà, i un altre joc per a les catalanes. Tots els dos corpus d’entrenament contenen 1.000 paraules i són ortogràficament equilibrats. S’aplica la nativització per analogia basada en la forma ortogràfica de la paraula G2Pnat i també basada en la forma fonètica acs ppnat per tal d’nativitzar paraules comunes i noms propis en anglès i paraules comunes en català en frases en castellà. Els resultats obtinguts mostren que l’analogia fonètica dóna un millor rendiment que l’analogia en el domini ortogràfic pels noms propis i paraules comunes. No obstant això, els resultats obtinguts per als noms propis anglesos es troben uns 12 punts percentuals per sota dels obtinguts per a les paraules comunes en anglès. Això és degut al fet que la pronunciació noms propis està influenciada per factors més complexos i fins i tot per als éssers humans presenta importants reptes. L’algorisme TBL també s’ha aplicat per millorar els resultats de nativización per inclusions angleses. S’obtenen millores per als resultats obtinguts per P2Pnat, així com per als resultats obtinguts per les taules de nativiztació. Els bons resultats obtinguts per l’algorisme TBL aplicat a la predicció del mètode ML demostra l’eficàcia del mètode d’aprenentatge a partir d’errors, també per a aquesta tasca. A l’avaluació perceptual duta a terme per inclusions angleses en castellà, es va demanar als oients que votessin el millor dels tres mètodes disponibles: G2P (per castellà), NatTAB i P2Pnat. P2Pnat és triat com el millor en el 50 % dels casos mentre que el G2P per a espanyol obté la majoria de vots negatius (45 % dels casos). Aquests resultats perceptuals i els encoratjadors resultats objectius demostren la idoneïtat de nativització per sistemes TTS multilingües / Hace tan sólo unos diez años, las aplicaciones de sistemas TTS estaban mucho más limitadas, aunque un pasado tan reciente parece más lejano debido a los cambios producidos en nuestras vidas por la invasión masiva de las tecnologías inteligentes. Los procesos de automatización de los servicios han alcanzado a nuevos niveles. ¿Qué es lo que define un buen sistema TTS hoy en día? El mercado exige que éste sea muy adaptable a cualquier tipo de ámbito. También es imprescindible un alto nivel de fiabilidad, ya que un simple error de un TTS puede causar problemas serios en nuestro día a día. Nuestra agenda es cada vez más exigente y tenemos que hacer frente a un volumen cada vez mayor de información en menos tiempo. Delegamos nuestras tareas cotidianas a nuestros dispositivos inteligentes que nos ayudan a leer libros, elegir productos, encontrar un lugar en el mapa, etc. Además, cada día viajamos más, aprendemos a hablar nuevas lenguas, las mezclamos, volviéndonos más y más globalizados. Un sistema TTS que no sea capaz de hacer frente a las entradas multilngües no será capaz de sostener la competencia. Los sistemas TTS modernos tienen que ser multilngües. La transcripción fonética es el primer módulo del TTS por lo cual su correcto funcionamiento es fundamental. Esta tesis se centra en la mejora de la adaptabilidad, fiabilidad y soporte del módulo fonético de nuestro sistema TTS. El módulo de transcripción fonética del TTS pasó de ser basado en reglas o diccionarios a ser automática, basada en datos. La lengua está en constante evolución al igual que todos los organismos vivos. Es por eso que la adaptabilidad es uno de los principales problemas de la transcripción fonética. Para mejorarla se necesita un método basado en datos que funcione bien para derivar la pronunciación de palabras no encontradas en el léxico del sistema. En esta tesis se comparan diferentes métodos G2P basados en datos, utilizando los mismos datos de entrenamiento y test y se proponen mejoras. Se han estudiado clasificadores basados en datos, tales como árboles de decisión, traductores de estados finitos y modelos de Markov, aplicados a la tarea de transcripción fonética y comparando los resultados. El algoritmo TBL, basado en aprendizaje de los errores y que permite capturar patrones de errores y corregirlos ha aportado nuevas mejoras, que han sido especialmente significativas para los clasificadores con tasa de error más alta. Los mejores resultados se obtienen mediante la aplicación del mejor clasificador FST con posterior corrección de los errores por el TBL. Los resultados obtenido por otros clasificadores y corregidos por el TBL muestran mejoras entre 2-4 puntos porcentuales en la tasa de error de las palabras. La mejora que se obtiene mediante la aplicación del TBL para a los resultados del clasificador más simple, basado solamente en correspondencias letra-fonema presentes en el corpus de entrenamiento, ML, es enorme (77-83 puntos porcentuales dependiendo del léxico), lo que demuestra la eficacia del TBL por si solo. El éxito del algoritmo TBL demuestra la eficacia del aprendizaje basado en los errores, que es bastante similar al aprendizaje de lenguas por los humanos. Otra técnica que los seres humanos utilizan de forma regular en el aprendizaje de idiomas es pronunciación por analogía. Esto es aún más cierto para lenguas con ortografía profunda, donde la correspondencia entre la forma escrita y hablada es bastante ambigua. Para mejorar aún más la capacidad de adaptación de nuestro módulo de pronunciación fonética, se ha estudiado un algoritmo de pronunciación por analogía. Este algoritmo encuentra arcos de letras a los que corresponde la misma pronunciación y calcula su frecuencia. La pronunciación de una nueva palabra se construye con los arcos más largos que constituyen el camino más corto a través del grafo de todas las pronunciaciones disponibles para esta palabra. Se basa en parámetros tales como la frecuencia de arco, posición en la palabra, etc., las pronunciaciones que contienen el menor número de arcos (si hay más de una ) se dan un rango y las estrategias de puntuación escogen la mejor opción. En esta tesis se han propuesto nuevas estrategias de puntuación, obteniéndose resultados prometedores. Una de las nuevas estrategias propuestas claramente supera a los demás. Además, las estrategias propuestas también aparecen seleccionadas al observar las mejores combinaciones de estrategias. Los mejores resultados para PbA son entre 63 y 88% palabras correctas según el léxico. Se obtienen resultados G2P no solamente para el inglés, sino también para otros idiomas europeos. También se ha considerado el caso del habla continua, adaptando la pronunciación para el habla continua del inglés, utilizando las llamadas formas débiles. Los resultados generales muestran que la capacidad de adaptación del módulo fonético ha sido mejorada. Otra línea de investigación en esta tesis se encamina a aumentar la fiabilidad del módulo fonético. Aunque, los resultados experimentales para el G2P son bastante buenos, todavía existen errores que pueden impedir que la inteligibilidad de ciertas palabras y, por lo tanto, reducir la calidad del habla en general. Para lograr un mayor nivel de fiabilidad se propone utilizar la fusión de diccionarios. Las pronunciación de las palabras presentes en los distintos diccionarios depende de muchos factores, por ejemplo: opinión experta, especificaciones del acento local, alfabeto fonético elegido, nivel de asimilación (para nombres propios), etc. A menudo hay discrepancias entre la pronunciación de la misma palabra en diferentes léxicos. Por lo general, estas discrepancias, aunque a veces significativas, no obstaculizan gravemente la pronunciación global de la palabra ya que todas las pronunciaciones léxico han sido previamente validadas por un lingüista experto. Estas discrepancias normalmente se encuentran en la pronunciación de vocales y diptongos. La sustitución de vocales por otras similares no se considera un error grave porque no afecta la inteligibilidad y por lo tanto la calidad de voz. El sistema de fusión estudiado es un sistema P2P que transforma las pronunciaciones del léxico de origen en pronunciaciones del léxico destino (el sistema está capacitado para aprender estas transformaciones). Para entrenar el clasificador, se seleccionan las entradas comunes entre el léxico fuente y destino. Se han realizado experimentos tanto para las palabras comunes como para los nombres propios, considerando los métodos de transformación basados en DT y FST. Los resultados experimentales muestran que la calidad del habla en general se puede mejorar significativamente dadas las bajas tasas de error de G2P y la amplia cobertura del diccionario del sistema. Un sistema TTS adaptable y fiable tiene que estar preparado para afrontar el reto del multilingüísmo, fenómeno que ya forma parte habitual de nuestras vidas cotidianas. Esta tesis también ha considerado contextos que contienen la mezcla de lenguas, en los que la lengua puede cambiar de forma inesperada. Este tipo de contextos abundan en las redes sociales, foros, etc. Se propone un esquema de G2P multilngüe incluyendo la nativización. El primer componente de un TTS multilngüe es el módulo de identificación de idioma. Se ha desarrollado un identificador de idioma basado n -gramas (de letras) que proporciona buenos resultados. Los contextos en los que intervienen varias lenguas deben ser tratados con especial delicadeza. Por lo general, cada frase o párrafo tienen una lengua principal y las palabras extranjeras presentes en ella se consideran inclusiones. Al definir la estrategia sobre cómo pronunciar frases en varias lenguas puede partirse de dos escenarios: 1) aplicar a cada lengua un clasificador G2P distinto e independiente (que produciría cambios fonéticos bruscos que sonarían muy poco natural); 2) aplicar el clasificador G2P para el idioma principal de la frase suponiendo que esta pronunciación sería más aceptable que la que contiene fonemas extranjeros. Pero, ¿y si ninguno de los escenarios anteriores ofrece una calidad aceptable? Para países como España, donde el dominio de lenguas extranjeras por la población general es bastante limitado proponemos nativizar la pronunciación de palabras extranjeras en frases españolas. ¿Qué criterios se deben utilizar dadas las significativas diferencias en el inventario de fonemas? El objetivo ha sido obtener pronunciaciones que no son del todo desconocidas y que sean aceptadas tanto por hablantes nativos o con alto dominio del idioma extranjero como por hablantes de esa lengua con nivel medio o bajo. La nativización se lleva a cabo estudiando específicamente las inclusiones inglesas y catalanas en frases en castellano. Cuando hay diferencias significativas en los inventarios de fonemas entre las lenguas nativización presenta retos adicionales. Con el fin de validar rápidamente la idea de nativización se crearon tablas de mapeo de fonemas extranjeros a los nativizados y se llevó a cabo una evaluación perceptual. La nativización basada en tablas muestra un mayor nivel de aceptación por parte del público que la síntesis sin nativización. A fin de mejorar aún más los resultados de nativización de forma eficaz se propone aplicar un método basado en datos. Como gran parte de pronunciaciones extranjeras se aprenden por analogía, la aplicación del PbA a esta tarea es idóneo, sobre todo porque ya ha demostrado excelentes resultados para la tarea de transcripción fonética. Para ello se explora la analogía tanto en el dominio ortográfico como fonético. Todos los métodos basados en datos requieren un corpus de entrenamiento y PbA, por supuesto, no es una excepción. Ya que ningún corpus de nativización adecuado para la tarea estaba disponible se tomó la decisión de crear un corpus de entrenamiento y test para entrenar y validar nuestro clasificador para inclusiones inglesas en castellano y otro similar para las catalanas. Ambos corpus de entrenamiento contienen 1.000 palabras y son ortográficamente equilibrados. Se aplica la nativización por analogía basada en la forma ortográfica de la palabra G2Pnat y también basada en la forma fonética P2Pnat con el fin de nativizar palabras comunes y nombres propios en inglés y palabras comunes en catalán en frases en castellano. Los resultados obtenidos muestran que la analogía fonética da un mejor rendimiento que la analogía en el dominio ortográfico para los nombres propios y palabras comunes. Sin embargo, los resultados obtenidos para los nombres propios ingleses se encuentran unos 12 puntos porcentuales por debajo de los obtenidos para las palabras comunes en inglés. Esto es debido al hecho de que la pronunciación nombres propios está influenciada por factores más complejos e incluso para los seres humanos presenta importantes retos. El algoritmo TBL también se ha aplicado para mejorar los resultados de nativización para inclusiones inglesas. Se han obtenido mejoras tanto para los resultados obtenidos por P2Pnat, como para los resultados obtenidos por las tablas de nativización. Los buenos resultados obtenidos por el algoritmo TBL aplicado a la predicción del método ML demuestra la eficacia del método de aprendizaje a partir de errores también para esta tarea. En la evaluación perceptual llevada a cabo para ilusiones inglesas en castellano, se pidió a los oyentes que votaran el mejor de los tres métodos disponibles: G2P (para castellano), NatTAB y P2Pnat. P2Pnat es elegido como el mejor en el 50 % de los casos mientras que el G2P para español obtiene la mayoría de votos negativos (45 % de los casos). Estos resultados perceptuales así como los alentadores resultados objetivos demuestran la idoneidad de nativización para sistemas TTS multilngües.

Aquest treball de recerca ha estat enfocat cap a l'aprofitament de les similituds existents entre l'arquitectura d'un satèl·lit (panells solars, bateries, unitat de control de potència, bus d'alimentació en corrent continua, plataforma i càrrega útil) i el disseny d'una arquitectura elèctrica basada en piles de combustible (FCs). En aquesta última, les FCs substituiran els panells solars, mentres que els dispositius d'emmagatzematge auxiliar (ASDs), unitat de control i buses seguiran existint adaptats al nou context de càrregues. Bàsicament es pretén adaptar a aquests sistemes basats en FCs algoritmes de gestió d'energia en estratègies, arquitectures i eines utilitzades en l'àmbit espacial. L'element clau de les diferents topologies híbrides (conjunts conformats per FC, ASD i convertidors commutats dc-dc) analitzades, estudiades i implementades en aquest estudi, és un convertidor modular buck-boost no inversor que presenta les següents característiques: capacitat d'elevar i reduir tensió, alta eficiència i baix arrissat en els seus corrents d'entrada i de sortida. Aquest mòdul pot controlar la seva corrents d'entrada i de sortida amb un ampli ample de banda, la qual cosa facilita el disseny del us diferents llaços de control i protecció requerits pel control mestre, el qual serà implementat digitalment. / Este trabajo de investigación ha sido enfocado hacia el aprovechamiento de las similitudes existentes entre la arquitectura de un satélite (paneles solares, baterías, unidad de control de potencia, bus de alimentación en corriente continua, plataforma y carga útil) y el diseño de una arquitectura eléctrica basada en pilas de combustible (FCs). En esta última, las FCs sustituirán a los paneles solares, mientras que los dispositivos de almacenamiento auxiliar (ASDs), unidad de control y buses seguirán existiendo adaptados al nuevo contexto de cargas. Básicamente se pretende adaptar a estos sistemas basados en FCs algoritmos de gestión de energía en estrategias, arquitecturas y herramientas utilizadas en el ámbito espacial. El elemento clave de las diferentes topologías híbridas (conjuntos conformados por FC, ASD y convertidores conmutados dc-dc) analizadas, estudiadas e implementadas en este estudio, es un convertidor modular buck-boost no inversor que presenta las siguientes características: capacidad de elevar y reducir tensión,alta eficiencia y bajo rizado en sus corrientes de entrada y de salida. Este módulo puede controlar su corrientes de entrada y de salida con un amplio ancho de banda, lo cual facilita el diseño del os diferentes lazos de control y protección requeridos por el control maestro, el cual será implementado digitalmente. / This research work has been focused toward the use of the similarities between a satellite architecture (solar panels, batteries, power control unit, DC power bus, plataform and useful load) and the design of an electrical architecture based ond fuel ells (FCs), in which the FC will replace the solar panels, while the auxilary storage devices (ASDs), control unit and buses will continue exist adapted to the new load context. Basically, the main objective is adapt these FCs algorithms based on energy management strategies, architectures an tools that have been used in the spatial systems field. The key element of the different hybrid topologies (FC, ASD in conjuction with dc-dc switching converters) is a modular non-inverting buck-boost converter wich has been analyzed, studied and implemented in this study and has the following features: voltage step-up and step-down properties, high efficiency, and low input an output current ripples. This module can control its input and output currents, with a wide bandwidth, which eases the design of the digital master control. This master control will be implemented digitally.

The increasing use of DC electronic devices connected to mains lead to numerous complications of harmonic distortion and efficiency reduction in electrical energy transmission. These devices behave as a marked non linear lads, which behavior lie in their topology and structure, but also in mains impedance as well as the neighbor loads impedance. In order to correct this situation, these loads can be modified or filters can be introduced. Filters are usually connected in parallel to de loads, to reduce harmonic generation. These filters can be active or passive. This thesis is devoted to parallel active filter topology and control method study; it also analyses and the filter behavior as soon as they are connected to the mains. More specifically, the thesis is focused in to hybrid filters study, coupled to the mains by a passive LC filter. The main contributions of this thesis, one and all supported by publications, are: a) Filter Topology: Various filter topologies show several problems, which are explained in detail on the document. Hybrid filter coupled to the mains by passive LC filters is adopted in this thesis and a new topology called "Neutral to Negative" (NtN) is proposed. This topology uses only one capacitor in the DC bus and therefore removes the DC balance requirement characteristic of split capacitors VSI topologies. b) Control and PWM modulation techniques: In these area contributions are concentrated in two features; a transformation based on 60º angles is proposed by contrast of the classic aß orthogonal transformation. This adaptation considerably simplifies to procure the VSI stages in case of systems without neutral wire. Furthermore a current controller and modulation technique has been developed to follow current track, in three and four-wire mains. c) Leading current control: A new method to reduce leading current in low load conditions has been developed. This method regulates the available voltage across coupling capacitors in order to obtain a specific di/dt; and is operational without losing filter properties. d) Non linear loads model: Harmonic filter introduction in power lines disturbs non-linear-loads (NLL) behavior and produce some harmonic amplification problems introduced in the last chapter. This chapter is devoted to obtain a NLL model in order to predict the load response when a filter is introduced. A model based in Neural Networks (NN) has been developed. This model is created making use of measure collection made where the filter is going to be connected. This NN model has been completed with an iterative method allowing to predict harmonic current changes in NLL when an active filter is connected. / La proliferación de equipos electrónicos alimentados en CC, conectados a la red, provoca multitud de problemas de distorsión armónica y una reducción de la eficiencia en la transmisión de la energía eléctrica. Estos equipos se comportan como cargas fuertemente no lineales, cuyo comportamiento depende de su topología y estructura, pero también de la impedancia de la red que los alimenta y de otras posibles cargas en paralelo, alimentadas por la misma red. Para corregir esta situación se puede optar por modificar las cargas o por introducir filtros, generalmente en paralelo con las mismas, para reducir la generación de armónicos. Los filtros para corregir esta situación pueden ser de dos tipos: activos o pasivos. La tesis se ha centrado en el estudio de la topología, los métodos de control y el comportamiento una vez conectados a la red de los filtros activos paralelo, denominados también APLC (Active Power Line Conditioners). Más concretamente, la tesis está centrada en el estudio de filtros híbridos, acoplados a red mediante un filtro pasivo LC serie. Las aportaciones básicas de la tesis, todas ellas avaladas por publicaciones, son las siguientes: a) Topología del filtro: Distintas topologías de filtros presentan diversos problemas, que se explican detalladamente en la memoria. En la tesis se ha optado por utilizar filtros híbridos acoplados a la red mediante un conjunto LC y se propone una nueva topología llamada "Neutro a Negativo" (NtN). La topología propuesta utiliza un solo condensador en el bus de CC y por tanto elimina la necesidad de equilibrar la tensión respecto a otras topologías basadas en convertidores VSI con bus de continua partido. b) Control y técnicas de modulación PWM: En el apartado de control, la tesis hace aportaciones en dos aspectos: Por una parte se ha introducido una transformación basada en ejes de referencia a 60º, en vez de la clásica descomposición en ejes ortogonales ( , ).Este cambio simplifica enormemente la obtención de los estados del VSI cuando el sistema al que va destinado es un filtro que no dispone de neutro. Por otra parte se ha desarrollado un regulador de corriente, y una nueva técnica de modulación para seguimiento rápido de la consigna, desarrollada para trabajar con redes de 3 y 4 hilos. c) Control de la corriente reactiva: Se ha desarrollado un nuevo método que permite reducir la corriente reactiva capacitiva que requiere el filtro híbrido en condiciones de poca carga. El método regula la tensión disponible en el condensador de acoplo, adaptándolo a la necesidad de crear un determinado di/dt. El método es aplicable sin pérdida de prestaciones del filtro. d) Modelado de cargas: La inserción de filtros de armónicos en la red, altera el funcionamiento de las cargas no lineales que los producen y genera ciertos problemas de amplificación que se han tratado en el último capítulo de la tesis, dedicado a obtener un modelo de dichas cargas no lineales y a poder predecir los resultados de la inserción de los filtros. Se ha desarrollado un modelo de las cargas basado en Redes Neuronales, que permite predecir el fenómeno de amplificación. El modelo se genera a partir de un conjunto de medidas tomadas en el punto donde se pretende conectar el filtro activo. Este modelo se ha completado con un método iterativo que permite predecir la variación de las corrientes armónicas consumidas por las cargas no lineales cuando se introduce un filtro activo en una instalación