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

La energía eléctrica es un recurso necesario en la vida de todos, verificándose que la demanda energética de un país se encuentra, por lo general, correlacionada con su PIB. Lo anterior conlleva a la instalación o reposición de nuevas centrales de energía eléctrica y a la necesidad de aumentar la eficiencia del sistema. En este contexto se introducen las tecnologías de generación distribuida (GD), basadas en energía renovable. Estas tecnologías corresponden a centrales de mediana y pequeña escala, que se encuentran conectadas directamente a los sistemas de distribución. Pueden ser propiedad de los consumidores o de las empresas distribuidoras y entregan sus excedentes de generación al sistema. Debido a su favorable ubicación, la GD puede ayudar a mejorar la calidad de servicio necesaria para los consumos. Esto es posible si existe una correcta ubicación, conexión y coordinación de la GD. En este contexto se introduce el concepto de Generador Virtual (GV), ente encargado de la coordinación de la operación de distintas unidades de GD, de manera de optimizar su desempeño conjunto. El objetivo principal del presente trabajo de título es disponer de una metodología para determinar la ubicación óptima de un GV. Para ello, se efectúa un estudio detallado de las tecnologías implementadas en GD, en particular aquellas que utilizan recursos renovables. Se establecen las condiciones necesarias para determinar el mejor emplazamiento, basado en las características del recurso energético primario con datos estadísticos y las características de las redes de distribución (ubicación y capacidad). Con el fin de estipular los parámetros que determinan el punto de conexión a la red, se estudia la influencia de la GD en el sistema, como son: la influencia que ejercen los GD en los niveles de tensión en los distintos nodos donde se encuentran insertos, la reducción de pérdidas óhmicas relacionadas con la combinación de GD y servicios que pueden proporcionar un GV (regulación de tensión, continuidad de suministro, etc. los que entregan una mayor rentabilidad a este tipo de energías). Si bien la metodología es validada en forma conjunta, se presenta su aplicación a casos específicos de energía solar, eólica, biomasa y minihidráulica en la localidad de Ovalle y Salamanca. Los resultados obtenidos corroboran el potencial de aplicación práctica de la propuesta. Por último, como trabajo a futuro se recomienda establecer los niveles máximos de penetración de las distintas tecnologías en una red de distribución y desarrollar modelos que representen los efectos de combinar diversas tecnologías de GD en una misma red.

Nuevas formas de generación basadas en recursos energéticos distribuidos asociados a cargas locales se han estado desarrollando. Sin embargo, su masificación puede tener un alto impacto en el control del flujo de potencias y frecuencia del sistema. Por lo tanto, se requiere de una arquitectura de control y gestión que permita la inclusión de los generadores distribuidos y el manejo de las potencias activas en el sistema. Una forma de aprovechar el potencial emergente de los generadores distribuidos es tomar un enfoque sistémico que considera a la generación y las cargas como un sub-sistema: una microrred. En este marco y con el objetivo de crear un innovador sistema de coordinación que permita aprovechar en forma económica los abundantes recursos energéticos en Chile, el Centro de Energía de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile, ha desarrollado una microrred aislada en el poblado de Huatacondo. En esta memoria de título se desarrolla la modelación de dos de las unidades que conforman la microrred aislada instalada de Huatacondo y que son elementos usuales de las microrredes: la unidad de generación fotovoltaica y la unidad banco de baterías de plomo ácido. El propósito es generar un aporte futuro para el desarrollo de un simulador integrado de una microrred. Además, debido a las necesidades del proyecto del Centro de Energía, se propone un estimador del estado de carga de las baterías de plomo ácido basado en el modelo no lineal de Copetti y en la metodología de estimación de estados usando filtro de Kalman extendido. El primer tema abordado es la estimación de los parámetros de 3 modelos de baterías: Thevenin, Randeles y Copetti. En el último caso se propone una metodología para que la relación entre el voltaje de circuito abierto y el estado de carga sea igual a la determinada por el fabricante. El segundo tema abordado es la estimación de los parámetros de un modelo de celda fotovoltaica que incluya el efecto de la temperatura, la dinámica del sol y la orientación de la montura. Por último, se implementa un estimador del estado de carga de las baterías usando el modelo de Copetti adaptado a un filtro de Kalman extendido. Se obtienen resultados auspiciosos con respecto a las ventajas potenciales que podría tener un estimador de estas características. Como trabajo futuro se propone el desarrollo de un simulador de una microrred que incorpore los modelos desarrollados en esta memoria. El objetivo del simulador es ser una herramienta para: la planificación de futuras plantas, el diseño de estrategias de control a nivel supervisor, el desarrollo de un administrador de contingencias, el análisis de la respuesta transitoria del sistema y la estimación de estados del sistema.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Eléctrica. Ingeniero Civil Eléctrico / En esta tesis se desarrollan y evalúan tres estrategias de control predictivo distintas en un generador de inducción de doble excitación (DFIG), que son: descentralizado, centralizado y distribuido. En la estrategia de control predictivo descentralizada el conversor back-to-back es regulado mediante dos controladores predictivos, uno para el lado rotor y el otro para el lado red, y mediante un controlador PI que mantiene el balance del voltaje en el DC-link. En la estrategia de control predictivo centralizado todo el conversor es regulado mediante un único controlador predictivo. Por último en la estrategia de control distribuido el sistema es regulado mediante dos controladores predictivos que comunican sus acciones de control. Para evaluar las estrategias de control planteadas se desarrolla un simulador que captura la dinámica de un generador doblemente alimentado mediante el uso del software Matlab-Simulink. Los controladores se programan de acuerdo a las estrategias de control implementadas y son aplicados en el simulador del generador. Se evalúa el desempeño de cada uno de estos, en base a los siguientes criterios de comparación: THD, error de seguimiento de las corrientes, error de seguimiento del voltaje de DC-Link, tiempo de ejecución del programa de cada controlador y frecuencia de switching. Se analiza también el desempeño de estas estrategias de control bajo condiciones de operación de estrés en la red, es decir, se somete el aerogenerador a una falla trifásica que implica una caída de la tensión de la red en un 70%. A partir de los resultados se concluye que es posible implementar las tres estrategias de control propuestas en el DFIG. Además se observa que el valor de la función de costos resulta ser mínimo en la estrategia de control centralizada seguida por la distribuida para presentar un menor desempeño en la estrategia de control descentralizada. En cuanto al error de seguimiento el voltaje del DC-Link es mejor para el caso centralizado, seguido por el distribuido, observándose el peor desempeño en el caso de descentralizado, con sobreniveles en torno al 4% cuando se cambia el punto de operación. Este resultado se debe a que en el caso centralizado el controlador encuentra un óptimo global, en cambio en el descentralizado los óptimos son locales. En general, los resultados de la estrategia de control distribuido son bastante similares a los obtenidos mediante la estrategia de control centralizado, con la diferencia de que se resuelve el problema de optimización dentro del tiempo de muestreo. Al analizar la distorsión armónica se observa que la frecuencia se encuentra distribuida a lo largo de todo el espectro lo que en aplicaciones reales complica el dimensionamiento de los filtros para armónicos y aumenta su costo, por lo que recientemente se han estudiado estrategias de control predictivo moduladas que utilizan una fase de modulación antes de conectarse a las compuertas de los IGBT's. Como consecuencia los armónicos se centran en torno a múltiplos de la frecuencia de la señal portadora. Por último al analizar el comportamiento de las estrategias propuestas en presencia de una caída de tensión en la red se producen sobrecorrientes en los enrollados del rotor que el convertidor lado rotor no es capaz de controlar. Además durante la contingencia es necesario utilizar un chopper para disipar el exceso de energía.

El presente trabajo muestra el estudio sobre los sistemas de conversión de energía eólica de pequeña y mediana potencia, en el mismo se realiza un análisis del estado del arte en relación a las diferentes topologías existentes, además del modelado de cada uno de los elementos y su efecto sobre la integración con el convertidor de potencia back-to-back. Igualmente se estudia las principales técnicas de estimación de velocidad y posición de rotor sin sensor aplicada a los generadores sincrónicos de imanes permanentes. Además, se demuestra que la técnica del estimador simplificado de Kalman presenta el mejor desempeño en la aplicación en cuestión. También es planteada la estrategia de control, aplicada al convertidor de potencia back-to-back, donde los lazos de control de corriente y tensión son diseñados tomando en cuenta el rendimiento del sistema y las característica dinámica de la turbina eólica, de la misma manera es analizado el control de potencia de salida en el generador mediante la manipulación del par electromecánico ó la velocidad de rotor. Otro aspecto estudiado en esta tesis, son los diferentes algoritmos de seguimiento de máxima potencia utilizados en estos sistemas, a su vez es propuesto una modificación del clásico algoritmo perturbar y observar, a fin de reducir las variaciones de par asociado al sistema mecánico sin disminuir significativamente el rendimiento. En relación al convertidor de potencia, es realizado un estudio sobre el efecto de la sincronización entre las señales portadoras de los moduladores PWM de las etapas rectificadora e inversora sobre la corriente en el condensador equivalente de la DC-Link. Se demuestra que es posible disminuir el rizado de corriente si se sincronizan ambas señales portadoras, de manera que se reducen las pérdidas y aumenta la vida útil en los condensadores. Las técnicas estudiadas son comprobadas de manera experimental, simulando las condiciones ambientales utilizando DSP TMS320F2812 como dispositivo de control / González Morales, LG. (2011). Mejora de la eficiencia y de las prestaciones dinámicas en procesadores electrónicos de potencia para pequeños aerogeneradores sincrónicos operando en régimen de velocidad variable [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/10915

[ES] Los generadores de vapor de las centrales nucleares de agua a presión suelen presentar, con el paso del tiempo, una obstrucción y un ensuciamiento importante debido al depósito de los productos de corrosión resultantes del circuito secundario.La obstrucción de las partes libres constituye la masa principal de los depósitos presentes en los generadores de vapor. Estos fenómenos de ensuciamiento y obstrucción modifican el comportamiento termo-hidráulico y vibratorio de los generadores de vapor con consecuencias en términos de seguridad, rendimiento del reactor y del potencial de duración de vida. Se realiza pues una limpieza química preventiva del circuito secundario del generador de vapor para mantenerlo en un estado de limpieza que garantiza un funcionamiento, durante varios ciclos, y asegura un rendimiento cercano al de fabricación. Ciertos Generadores de Vapor presentan un grado de ensuciamiento y colmatación importante unido a los depósitos de los productos de corrosión procedentes del circuito secundario. Los depósitos se localizan principalmente en las siguientes partes del secundario de un Generador de Vapor: - Sobre las diferentes placas en forma de lodos que pueden formar localmente caparazones muy duros, - En la zona de circulación de los tubos, - En la zona común de los elementos del secundario del Generador de Vapor (vasija, envolvente del haz, etc.) - En los espacios (intersticios) situados entre los tubos y las placas hasta que los llenan completamente - En los pasos foliares del agua de las placas hasta colmatarlos completamente. El objetivo principal de esta tesis es la "nuclearización" del procedimiento base de limpieza química de calderas. Entendiendo como tal la adaptación del procedimiento al entorno nuclear de manera que cumpla con el criterio de eficacia en cuanto a eliminación de depósitos, sin poner en riesgo la integridad del generador de vapor. El procedimiento químico se basa en una limpieza química "suave" entendiendo como tal la utilización de soluciones químicas para disolver parcialmente los depósitos (magnetita, óxidos de cinc y de cobre), limitando la corrosión de los materiales presurizados y de los elementos internos. Las soluciones químicas y los aclarados asociados recubren la placa tubular, la placa de reparto de caudal y el conjunto de placas intermedias, el haz tubular por completo y las estructuras internas inferiores. En esta tesis se muestra la parte de ensayos de laboratorio en maquetas que ha llevado a la definición final de un procedimiento que se ha llevado a la práctica a escala real con resultados satisfactorios y que constituye una ventaja para Electricité de France (EdF) tanto desde el punto de vista técnico como económico. / [EN] Steam generators in pressure-water nuclear power plants, often exhibit significant clogging and fouling over time due to the deposition of corrosion products resulting from the secondary circuit.The obstruction of the free parts constitutes the main mass of the deposits present in the steam generators. These fouling and clogging phenomena modify the thermo-hydraulic and vibratory behavior of steam generators with consequences in terms of safety, reactor performance and life-time potential. A preventive chemical cleaning of the secondary circuit of the steam generator is carried out to keep it in a state of cleanliness that guarantees operation for several cycles and ensures near-manufacturing performance.Certain steam generators present a degree of fouling and significant clogging in addition to the deposits of the corrosion products from the secondary circuit. The deposits are located mainly in the following parts of the secondary of a Steam Generator: ¿ On the different sheets in the form of sludge that can form locally very hard shells, ¿ In the area of circulation of the tubes, ¿ In the common zone of the secondary elements of the Steam Generator (vessel, beam envelope, etc.) ¿ In the spaces (interstices) located between the tubes and the sheets until they fill them completely ¿ In the foliar steps of the water sheets until completely closing them. The main objective of this thesis is the "nuclearization" of the basic process of chemical cleaning of boilers. Understanding as such the adaptation of the procedure to the nuclear environment so that it meets the criteria of efficiency in disposal of deposits, without endangering the integrity of the steam generator. The chemical method is based on a "soft" chemical cleaning, meaning the use of chemical solutions to partially dissolve the deposits (magnetite, cinc oxides and copper), and limiting the corrosion of pressurized materials and internal elements. Chemical solutions and associated rinses cover the tubular sheet, the flow partition sheet and the intermediate sheet assembly, the entire tubular bundle and the lower internal structures. This thesis shows the part of laboratory tests in scale models that have led to the final definition of a method that has been carried out to full scale practice with satisfactory results and which constitutes an advantage for Electricité de France ( EdF) both from the technical and economical point of view . / [CA] Els generadors de vapor de les centrals nuclears d'aigua a pressió solen presentar, amb el pas del temps, una obstrucció i un embrutiment important a causa del dipòsit dels productes de corrosió resultants del circuit secundari. L'obstrucció de les parts lliures constitueix la massa principal dels dipòsits presents en els generadors de vapor. Aquests fenòmens d'embrutiment i obstrucció en modifiquen el comportament termo-hidràulic i vibratori amb conseqüències en termes de seguretat, rendiment del reactor i del potencial de durada de vida. Es realitza doncs, una neteja química preventiva del circuit secundari del generador de vapor per mantenir-lo en un estat de neteja que en garanteix el funcionament, durant diversos cicles, i n'assegura un rendiment pròxim al de fabricació. Alguns generadors de vapor tenen un grau d'embrutiment i rebliment important unit als dipòsits dels productes de corrosió procedents del circuit secundari. Els dipòsits es localitzen principalment en les següents parts del secundari d'un generador de vapor: ¿ sobre les diferents plaques en forma de fangs que poden formar localment closques molt dures ¿ a la zona de circulació dels tubs, ¿ a la zona comuna dels elements del secundari del generador de vapor (vas, envoltant del feix, etc.) ¿ en els espais (intersticis) situats entre els tubs i les plaques, fins que els omplen completament ¿ en els passos foliars de l'aigua de les plaques fins a reblir-los completament. L'objectiu principal d'aquesta tesi és la "nuclearització" del procediment base de neteja química de calderes; tot entenent com a tal, l'adaptació del procediment a l'entorn nuclear de manera que complesca amb el criteri d'eficàcia pel que fa a l'eliminació de dipòsits, sense posar en risc la integritat del generador de vapor. El procediment químic es basa en una neteja química "suau", entenent-se com a tal la utilització de solucions químiques per dissoldre parcialment els dipòsits (magnetita, òxids de cinc i de coure), la qual cosa limita la corrosió dels materials pressuritzats i dels elements interns. Les solucions químiques i les esbandides associats recobreixen la placa tubular, la placa de repartiment de cabal i el conjunt de plaques intermèdies, el feix tubular per complet i les estructures internes inferiors. En aquesta tesi es mostra la part d'assajos de laboratori en maquetes que ha portat a la definició final d'un procediment que s'ha dut a terme en la pràctica i a escala real, amb resultats satisfactoris. Fet que constitueix un avantatge per Electricité de France (EdF) tant des del punt de vista tècnic com econòmic. / Ruiz Martínez, JT. (2020). Nuclearización de un procedimiento químico de disolución de magnetita en el lado secundario de generadores de vapor en centrales nucleares [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/149497

Esta tesis presenta una nueva perspectiva para abordar el problema del desensamblado no destructivo de un producto. Se plantea, para llevar a cabo las tareas necesarias, un sistema flexible de desensamblado automático. Este sistema utiliza una representación de los productos basada en una jerarquización de los componentes que los forman; para generar, basándose en dicha jerarquía, la secuencia de componentes a separar, que permiten desensamblar el componente o el conjunto de componentes deseado. Dicha secuencia se genera en función de una serie de acciones que dependen de las relaciones existentes entre los componentes. Para cada componente de la secuencia se calcula: cuál es la trayectoria de movimientos que debe seguir para separarse del resto; incluyendo, en el cálculo de esta trayectoria, el robot que realiza el desensamblado. Los movimientos se calculan utilizando un modelo geométrico de los componentes. Una vez generada esta información, se fusiona en un sistema real, utilizando un sistema de visión artificial para el reconocimiento y localización de los componentes, gracias al cual se aporta flexibilidad al sistema de desensamblado. Por último se presenta el funcionamiento de la célula flexible de desensamblado sobre un sistema real; basada en un brazo robot con cinco grados de libertad, y se evalúa sobre dos tipos distintos de PC’s: uno sobremesa y otro semitorre. / This PhD thesis presents a new perspective for approaching the problem of the non-destructive disassembly of a product. A representation of the products, based on a hierarchy of its components is considered here to carry out the require tasks. This generated the disassembly sequence for the components that are to be removed, which permits the disassembly of the required component or set of components. This sequence is generated considering a series of actions that depends on the relationships that exists among the different components. For each component in the sequence, the trajectory of movements that should be follow for the removal of the reaming components is calculated, including the robot that carries out the disassembly, in the calculation of the trajectory. The movements are calculated using a geometric model of the components. One this information has been generated, it is merged into a real system, using an artificial vision system to recognize and located the components, from which the disassembly system gets its flexibility. Finally, the behaviour of the flexible disassembly cell is presented within a real system, using this cell to carry out the disassembly of two different types of PCs, a desktop and a upright, by means of a robot arm with five degrees of freedom.

En aquest treball es defineix el concepte de generador additiu de t–normes i de t–conormes discretes. S’hi estableixen resultats generals sobre la generació additiva de disjuncions i les caracteritzacions dels generadors de les t–conormes bàsiques. Es planteja un algorisme per a decidir quan una disjunció és additivament generable, basat en l’algorisme Gamma de la teoria de convexitat. S’estudia la relació que hi ha entre la generació additiva amb la suma ordinal i amb l’anidament. S’introdueixen els conceptes de generador concau i generador convex. S’estudia la generació additiva de les disjuncions i les t–conormes suaus i bivalents sobre L*. S’insisteix amb l’aplicabilitat de la generació additiva quan es tracta de manejar la condició de T–transitivitat per a relacions d’indistingibilitat discretes. Finalment, s’estudia la relació que hi ha entre la generació additiva d’una t–conorma S i les propietats de l’S–implicació corresponent. Amb motiu de les propietats d’ordre i modus ponens generalitzat, es defineixen els generadors mixtos

Los avances en las tecnologías y en las herramientas de fabricación de circuitos integrados han permitido aumentar la cantidad de componentes que se integran en un mismo chip, dando lugar a sistemas más complejos denominados sistemas en un chip (SoCs). Para reducir costos y tiempos del mercado, una característica fundamental que buscan los fabricantes de SoCs es que sus dise~nos sean reutilizables. Por este motivo, para realizar la comunicación entre componentes se utilizan interfaces estandarizadas. En esta tesis se presenta el desarrollo de dos periféricos con un bus de comunicación denominado AMBA, creado por ARM. En primer lugar se muestra el desarrollo de un generador de números aleatorios. Este periférico obtiene su característica a partir de un fenómeno físico aleatorio como es el ruido térmico proveniente de resistencias. El ruido generado se amplifica y se utiliza para controlar la frecuencia de salida de un oscilador. Con esta se~nal se realiza el muestreo de una de mayor frecuencia provista por un oscilador de anillos. La aleatoriedad de los bits resultantes del muestreo se comprueba con las pruebas estadísticas normalizadas por el National Institute of Standards and Technology (NIST). Luego, para el aprendizaje del bus AMBA, se muestra el desarrollo de un Receptor Transmisor Asíncrono Universal (UART). Ambos periféricos se dise~nan con una interfaz AMBA APB y tienen la posibilidad de interactuar con un bus AMBA AHB por medio de un dispositivo denominado puente APB. Los perifricos y su respectiva interfaz AMBA se implementan en un proceso de Tower Jazz de 180 nm. / The advances in tool and technologies for manufacture of integrated circuits have allowed an increase in the number of components in the same chip, resulting in more complex systems called systems on a chip (SoCs). In order to reduce development costs and time to market, SoCs manufacturers require that their designs be reusable. For this reason, standardized interfaces are used for communication between components. This thesis presents the development of two peripherals that use the standardized AMBA bus, created by ARM. As a first approach to understand the bus interface, a Universal Asynchronous Receiver-Transmitter (UART) is implemented. Next, a true random number generator is designed. Its implementation relies on the physical phenomena of thermal noise intrinsic from resistance. Then this noise is amplified and used to control an oscillator's output frequency. This signal is used to sample a larger frequency signal provided by a ring oscillator. This generates an output bit stream whose randomness is verified with statistical tests standardized by National institute of standards and technology (NIST). Both peripherals are designed for work with an AMBA APB bus and have the possibility to interact with an AMBA bus through a bridge. The peripherals and their respective AMBA interfaces are implemented in a 180 nm Tower Jazz process.

The aim of this doctoral thesis is to analyse the dynamic behaviour of the doubly-fed induction generator exposed to voltage sags. This electrical machine is mainly used in variable-speed wind turbines. Due to the noticeable increase in recent years in grid integration of wind turbine energy systems, the transmission system operators have developed the grid codes, which are the technical specifications that wind turbines have to achieve when a fault occurs. Faults are the most common causes that originate voltage sags. Therefore, the first step to ensure electricity supply continuity as well as to improve power quality when this kind of faults occur is to analyse the dynamic behaviour of the generator exposed to voltage sags. The stator of the doubly-fed induction generator is directly connected to the grid, whereas its rotor is connected by means of a power converter. The converter consists of a rectifier or rotor-side converter and an inverter or grid-side converter, which are linked by a DC bus. It is assumed that the rotor-side converter keeps constant the rotor current in the synchronous reference frame during the entire event. This hypothesis allows the electrical transient to be solved analytically. The voltage limit of the rotor-side converter is also taken into account in order to determine the situations where the rotor current can be controlled. This doctoral thesis is structured as follows. Firstly, the mathematical model of voltage sags is given. Secondly, both dynamic and steady-state models of the doubly-fed induction machine are obtained. Thirdly, the steady-state behaviour of the doubly-fed induction generator is analysed for different generated powers and it is studied, by means of an analytical approach, its electrical transient when exposed to voltage sags. The analytical results are validated by numerical integration of the system of equations with a MATLAB ode solver and by means of the PSpice circuit simulator. It is also carried out an exhaustive study of the effect that voltage sags cause on the doubly-fed induction generator, considering all the typologies (symmetrical and unsymmetrical voltage sags) and varying their parameters (duration and depth). Moreover, the fault-clearing process is taken into account, which has a strong influence on the voltage that the rotor-side converter requires to control the rotor current. The terms abrupt sag and discrete sag stand for voltage sags whose voltage recovery is produced instantaneously or in different steps, respectively. Finally, by means of an analytical study, which is validated by the simulation of different loads exposed to voltage sags, a grouping of voltage sags whose voltage recovery is produced in different steps is proposed. It is observed that from the fourteen discrete voltage sag types in the literature, it is enough to consider only five types. This is a significant advantage, as the number of simulations or laboratory tests carried out on an electrical device exposed to voltage sags is reduced. / El objetivo principal de la presente tesis doctoral es analizar el comportamiento dinámico del generador de inducción doblemente alimentado sometido a huecos de tensión. La aplicación por excelencia de esta máquina eléctrica se encuentra en los aerogeneradores de velocidad variable. Debido al considerable aumento en los últimos años de la integración a la red eléctrica de los sistemas eólicos de generación de energía eléctrica, los operadores del sistema de distintos países han creado los códigos de red, en los cuales se especifican las características de funcionamiento que deben cumplir los aerogeneradores cuando se produce una falta en la red. Las faltas son las causas más comunes que provocan huecos de tensión. Por tanto, el primer paso para garantizar una continuidad del suministro y unos determinados niveles de calidad de la energía eléctrica cuando se originan este tipo de perturbaciones es analizar el comportamiento dinámico del generador sometido a huecos de tensión. El generador de inducción doblemente alimentado se caracteriza por tener tanto el estator como el rotor conectados a la red eléctrica, el estator directamente y el rotor por medio de un convertidor electrónico. El convertidor está constituido por un rectificador o convertidor del lado de rotor y por un inversor o convertidor del lado de red, unidos mediante un bus de continua. Se considera que el convertidor del lado de rotor permite mantener constante la corriente del rotor en referencia sincronismo durante todo el evento. Esta hipótesis permite resolver analíticamente el transitorio eléctrico de la máquina. También se tiene en consideración el límite de tensión de dicho convertidor con el fin de determinar las situaciones en las que se puede controlar la corriente del rotor. La presente tesis doctoral se estructura de la siguiente manera. En primer lugar, se modelizan los huecos de tensión. En segundo lugar, se obtiene el modelo dinámico y el de régimen permanente de la máquina de inducción doblemente alimentada. En tercer lugar, se analiza el comportamiento de régimen permanente del generador de inducción doblemente alimentado para distintas potencias generadas y se estudia analíticamente el transitorio eléctrico del mismo cuando se somete a los distintos huecos de tensión. Los resultados analíticos se validan por medio de la integración numérica del sistema de ecuaciones mediante MATLAB y también utilizando el programa de simulación de circuitos PSpice. Por último, se realiza un estudio exhaustivo del efecto de los huecos de tensión sobre el generador de inducción doblemente alimentado, considerando todas las tipologías de huecos (simétricos y asimétricos) y la variación de sus parámetros (duración y profundidad). Además, se tiene en cuenta la influencia de la recuperación de la tensión, lo cual repercute notablemente en la tensión requerida por el convertidor para controlar la corriente del rotor. Los términos hueco abrupto y hueco discreto hacen referencia a un hueco de tensión cuya recuperación se produce de forma instantánea o por etapas, respectivamente Finalmente, por medio de un estudio analítico, validado por la simulación de distintas cargas sometidas a huecos de tensión, se propone un agrupamiento de los huecos con recuperación por etapas. Se observa que de las catorce tipologías de huecos discretos de la literatura, tan sólo es necesario estudiar cinco de ellas. Esto supone una notable ventaja, ya que se reduce considerablemente el número de simulaciones o de ensayos de laboratorio de un dispositivo eléctrico sobre el cual se desean estudiar los efectos de los huecos de tensión.