Kontrol esparruan ikasketa eta garapenerako oinarrizko ingurune praktiko, ireki eta askea

Embedded system design (VHDL description) based on Xilinx's Spartan3E Development Kit to perform real-time PID control and monitoring of DC motors.

Electron flow through cytochrome P450

The cytochromes P450 (P450s) are a remarkable class of heme enzymes that catalyze the metabolism of xenobiotics and the biosynthesis of signaling molecules. Controlled electron flow into the thiolate-ligated heme active site allows P450s to activate molecular oxygen and hydroxylate aliphatic C–H bonds via the formation of high-valent metal-oxo intermediates (compounds I and II). Due to the reactive nature and short lifetimes of these intermediates, many of the fundamental steps in catalysis have not been observed directly. The Gray group and others have developed photochemical methods, known as “flash-quench,” for triggering electron transfer (ET) and generating redox intermediates in proteins in the absence of native ET partners. Photo-triggering affords a high degree of temporal precision for the gating of an ET event; the initial ET and subsequent reactions can be monitored on the nanosecond-to-second timescale using transient absorption (TA) spectroscopies. Chapter 1 catalogues critical aspects of P450 structure and mechanism, including the native pathway for formation of compound I, and outlines the development of photochemical processes that can be used to artificially trigger ET in proteins. Chapters 2 and 3 describe the development of these photochemical methods to establish electronic communication between a photosensitizer and the buried P450 heme. Chapter 2 describes the design and characterization of a Ru-P450-BM3 conjugate containing a ruthenium photosensitizer covalently tethered to the P450 surface, and nanosecond-to-second kinetics of the photo-triggered ET event are presented. By analyzing data at multiple wavelengths, we have identified the formation of multiple ET intermediates, including the catalytically relevant compound II; this intermediate is generated by oxidation of a bound water molecule in the ferric resting state enzyme. The work in Chapter 3 probes the role of a tryptophan residue situated between the photosensitizer and heme in the aforementioned Ru-P450 BM3 conjugate. Replacement of this tryptophan with histidine does not perturb the P450 structure, yet it completely eliminates the ET reactivity described in Chapter 2. The presence of an analogous tryptophan in Ru-P450 CYP119 conjugates also is necessary for observing oxidative ET, but the yield of heme oxidation is lower. Chapter 4 offers a basic description of the theoretical underpinnings required to analyze ET. Single-step ET theory is first presented, followed by extensions to multistep ET: electron “hopping.” The generation of “hopping maps” and use of a hopping map program to analyze the rate advantage of hopping over single-step ET is described, beginning with an established rhenium-tryptophan-azurin hopping system. This ET analysis is then applied to the Ru-tryptophan-P450 systems described in Chapter 2; this strongly supports the presence of hopping in Ru-P450 conjugates. Chapter 5 explores the implementation of flash-quench and other phototriggered methods to examine the native reductive ET and gas binding events that activate molecular oxygen. In particular, TA kinetics that demonstrate heme reduction on the microsecond timescale for four Ru-P450 conjugates are presented. In addition, we implement laser flash-photolysis of P450 ferrous–CO to study the rates of CO rebinding in the thermophilic P450 CYP119 at variable temperature. Chapter 6 describes the development and implementation of air-sensitive potentiometric redox titrations to determine the solution reduction potentials of a series of P450 BM3 mutants, which were designed for non-native cyclopropanation of styrene in vivo. An important conclusion from this work is that substitution of the axial cysteine for serine shifts the wild type reduction potential positive by 130 mV, facilitating reduction by biological redox cofactors in the presence of poorly-bound substrates. While this mutation abolishes oxygenation activity, these mutants are capable of catalyzing the cyclopropanation of styrene, even within the confines of an E. coli cell. Four appendices are also provided, including photochemical heme oxidation in ruthenium-modified nitric oxide synthase (Appendix A), general protocols (Appendix B), Chapter-specific notes (Appendix C) and Matlab scripts used for data analysis (Appendix D).

Análisis de sensibilidad en los procedimientos de calibración de robots de cinemática paralela Aplicación al mecanismo 5R

[ES]Este proyecto investigador tiene como objetivo el ayudar con la calibración del mecanismo de cinco pares de rotación montado en el taller de Ingeniería Mecánica de la ETSI de Bilbao. En primer lugar se estudiarán los algoritmos de optimización prestando especial atención a la comparativa entre Levenberg-Marquart y Gauss-Newton. Se realizarán estudios en Matlab para concluir cuál de los dos es más eficaz tanto en rapidez como en precisión. El que sea más adecuado se implementará en un programa para la calibración del mecanismo 5R. En segundo lugar se estudiarán los índices de observabilidad. Los estudios que se han realizado sobre ellos hasta ahora son poco concluyentes asique se intentará aclarar su utilidad y determinar cuál es el que conviene utilizar en este caso. Para ello se deberá programar la resolución del problema cinemático inverso. Por último se presentarán los resultados y las conclusiones correspondientes. Se propondrá también un plan de desarrollo de una línea de investigación futura que partirá con este trabajo como base.

Diseño de un aerogenerador de muy baja potencia para la alimentación de sistemas eléctricos aislados

[ES]En este Proyecto se desarrolla el diseño y la optimización de un aerogenerador de muy pequeña potencia enfocado a alimentar sistemas eléctricos aislados; concretamente, un sistema de iluminación. Se analizan todos los componentes del sistema aerogenerador, comparando las diversas alternativas posibles y eligiendo soluciones sencillas, baratas y eficientes para cada uno de ellos. Asimismo, se lleva a cabo un primer dimensionamiento de los mismos. El esfuerzo de diseño se ha centrado en las palas, por considerarse el componente más crítico y menos normalizado. Se han estudiado herramientas para su análisis detallado y su optimización desde el punto de vista aerodinámico, y éstas han sido implementadas en Matlab. Esto ha permitido generar un diseño óptimo ajustado a las necesidades del sistema. Asimismo, se han realizado las correspondientes tareas de planificación, analizado los múltiples beneficios de tipo técnico, económico, social y ambiental que la ejecución del presente Proyecto reportará, haciendo una programación completa del mismo y un análisis de los costes que supondrá.

“Steer-by-wire” software garapena

[EU]Proiektu honek automobilen antzinako direkzio sistemak ordezkatuko dituen steer-by-wire-ren inplementazioa deskribatuko du, software-aren garapena, hain zuzen. Lan hau garatzeko, ezinbestekoa izango da orain arte egindako lanen bilketa eta azterketa egitea, baita nolako zailtasunak, arriskuak egongo diren eta posiblea izango litzatekeen etorkizun batean teknologia hau instalatzea. Programazio, mekanika eta automatika ezagutzaren bidez teknologia berri hau ordenagailu batean simulatuko da eta orain arte erabili izan diren teknologiekin alderatuko dira, ateratako emaitzekin ondorio nabarmenak ezarriz. Programazio eta simulaziorako “Labview” eta “Matlab-Simulink” software-ak erabiliko dira, beharrezkoak diren tresnen ezagutzak aurretik lortuz.

SCARA motako robot industrialaren simulazio birtuala eta interakzioa

[EU]Gradu amaierako lan honetan, Industria Ingenieritza graduan zehar emandako zenbait irakasgaietan landutako kontzeptuak oinarri bezala hartuta SCARA robot industrialaren analisia egin da. Lau askatasun gradu dituzten robot hauek oso erabiliak dira industrian beraien lan ziklo azkar, karga handiak jasateko kapazitate, errepikortasun eta aplikazio ugariengatik. Proiektua, bi zati nagusitan banandu da: SCARA motako robot baten analisi zinematikoa, robotaren irudikapena eta ibilbideen sorkuntza Matlab programa erabiliz. Adept Cobra e-Vario 600, SCARA motako prototipo errealarekin interakzioa. Proiektuan zehar garatuko diren edukien egitura ondorengoa izango da: Lehenik eta behin, proiektuko lehen atalean proiektua kokatuta dagoen testuinguruaren azalpena emango da, baita ere testuinguru horrek gaur egun, sail desberdinetan, duen garrantzia. Proiektuko bigarren atalean, lana egiterakoan proposatu diren helburuak eta proiektuak eskaintzen dituen onurak adieraziko dira. Bestetik, proiektuko hirugarren atalean, gaiaren egoeran, SCARA robotera heldu arte robotek historian zehar izan duten garapena eta hauen sailkapen desberdinak azalduko dira. Laugarren atalean, metodologian, proiektu honetan garatuko diren bi zati nagusien deskribapen zehatza emango da. Azkenik, proiektuko azken atalean, lana burutzeko bete behar izan diren ataza bakoitzaren deskribapena eta iraupena, aurrekontua, arriskuen analisia eta proiektu honetatik atera ditugun ondorioak ematen dira.

Análisis cinemático del robot antropomórfico IRB120 de ABB

[ES]En el siguiente Trabajo Fin de Grado se va a exponer el análisis cinemático y desarrollo de un modelo virtual para la implementación de las ecuaciones cinemáticas del robot IRB120 de ABB llevados a cabo durante el curso 2013/2014. Comenzando por un estudio del Estado del Arte de la robótica industrial, se plantean seguidamente las ecuaciones de localización del robot en función de las variables de entrada mediante el método matricial. Estas ecuaciones son implementadas en un modelo de MatLab para usarlas en la resolución del problema de posición directo e inverso, y son también usadas en herramientas de creación de trayectorias. Además, sus derivadas se utilizan en el cálculo de velocidades del elemento terminal. Por último, se muestra la creación del prototipo 3D del robot, así como un interfaz gráfico de control del robot para el usuario, y los trabajos de validación llevados a cabo de los mencionados modelos virtuales sobre el robot real.

Análisis y comparación de movimientos parásitos en manipuladores de cinemática paralela 3PRS

[ES]Por lo tanto el objetivo de este trabajo es resolver el problema de posición de un manipulador paralelo analizando los movimientos parásitos y la influencia de los mismos sobre el problema. Para ello inicialmente se realizará un modelo del manipulador en un programa de CAD. Posteriormente se resolverán las ecuaciones de posición y se implementará esta resolución en un programa de cálculo como MATLAB. Finalmente se compararán los resultados obtenidos con un manipulador de características similares pero una configuración ligeramente distinta.

Diseño cinemático de un mecanismo espacial de cinemática paralela

[ES]Este Trabajo Fin de Grado está enmarcado dentro de un proyecto del grupo de investigación CompMech. El proyecto consiste en el diseño y construcción de un mecanismo de cinemática paralela para ensayos dinámicos. Este trabajo fin de grado engloba las tareas necesarias para el estudio del espacio de trabajo del mecanismo y la determinación de las dimensiones más apropiadas desde consideraciones cinemáticas. Se partirá de tres posibles mecanismos, de los que más adelante se seleccionará uno con el que terminar el ciclo de diseño. Para ello el primer paso es el análisis cinemático de los mecanismos. Se resolverán los problemas de posición y de velocidades, que serán los necesarios para el posterior estudio del espacio de trabajo. La resolución de estos problemas se programará en un programa Matlab. Después se obtendrán los espacios de trabajo de cada uno de los mecanismos, así como las posiciones singulares dentro del mismo, y su variación ante variaciones en las dimensiones. Será también de interés determinar las regiones del espacio de trabajo en las que más fácil es efectuar el movimiento del mecanismo. Conocidos los espacios de trabajo de cada mecanismo y su variabilidad con cambios en las dimensiones, se elegirá el mecanismo más apropiado para continuar con el ciclo de diseño. Para la elección se tendrán también en cuenta consideraciones adicionales aportadas por otros miembros del grupo.

Sistema de classificação da gestão ambiental pública municipal baseado em lógica nebulosa

A partir da Lei n. 6.938 de 31 de agosto de 1981, que constituiu o Sistema Nacional do Meio Ambiente, criou-se o Conselho Nacional do Meio Ambiente e instituiu-se o Cadastro Técnico Federal de Atividades e Instrumentos de Defesa Ambiental, a gestão ambiental pública ganhou um espaço cada vez maior nas administrações municipais, com a implementação de instrumentos de gestão ambiental propiciando aos municípios a possibilidade de ações efetivas que contribuam para uma melhor qualidade de vida a população. Esse trabalho propõe a criação de um método de classificação municipal que indicará qual o nível da gestão ambiental do município. Verificando o número de instrumentos de gestão ambiental constituído e o número de problemas ambientais ocorridos em cada município na visão do gestor local nos anos de 2006/2008. E ainda qual a influência do IDH tanto na implementação de tais instrumentos de gestão ambiental, como nas ocorrências dos problemas ambientais. Tal classificação tem a intenção de verificar se o município encontra-se bem aparelhado no que se refere à gestão ambiental, auxiliando para futuras decisões nas ações da política ambiental local. O foco desse trabalho serão os municípios dos estados de Minas Gerais, Piauí e Rio de Janeiro. Os resultados serão processados via o software MATLAB utilizando lógica nebulosa (fuzzy) e apresentados em um website utilizando as linguagens de programação JSP, HTML, JavaScript e esse website armazenado em um servidor TomCat e tais resultados serão apresentados nas formas de valores alfanuméricos em tabelas e espaciais através de mapas temáticos em uma solução sig-web. Os dados estão armazenados em um Sistema Gerenciador de Banco de Dados PostgreSQL com sua extensão espacial PostGIS, e o acesso aos mapas será feito através do servidor de mapas MapServer.

Caracterización a impacto de caucho reciclado mediante elementos finitos

Análisis de caucho reciclado de manera hiperelástica mediante métodos de ajuste de Mínimos Cuadrados con programa MATLAB y Curve fitting mediante ANSYS. Para la parte viscoelástica se usa Algoritmo de Optimicación con MATLAB. Comprobación de resultados y fiabilidad.

Análisis de los desvios de una aguja náutica mediante el estudio de sus valores cuadrantales

Se realiza un estudio en profundidad de los desvios cuadrantales relacionados con 8 datos de los rumbos (los 4 cardinales y los 4 cuadrantales) obteniendo los cinco coeficientes generados a partir de las 5 ecuaciones. Con los resultados obtenidos a través de la creación de un programa informatico en Excell y otro en Matlab, se representan a modo de curva y en polares los desvios.

Stability analysis of RF amplifiers based on MIMO pole-zero identification

Spurious oscillations are one of the principal issues faced by microwave and RF circuit designers. The rigorous detection of instabilities or the characterization of measured spurious oscillations is still an ongoing challenge. This project aims to create a new stability analysis CAD program that tackles this chal- lenge. Multiple Input Multiple Output (MIMO) pole-zero identification analysis is introduced on the program as a way to create new methods to automate the stability analysis process and to help designers comprehend the obtained results and prevent incorrect interpretations. The MIMO nature of the analysis contributes to eliminate possible controllability and observability losses and helps differentiate mathematical and physical quasi-cancellations, products of overmodeling. The created program reads Single Input Single Output (SISO) or MIMO frequency response data, and determines the corresponding continuous transfer functions with Vector Fitting. Once the transfer function is calculated, the corresponding pole/zero diagram is mapped enabling the designers to analyze the stability of an amplifier. Three data processing methods are introduced, two of which consist of pole/zero elimina- tions and the latter one on determining the critical nodes of an amplifier. The first pole/zero elimination method is based on eliminating non resonant poles, whilst the second method eliminates the poles with small residue by assuming that their effect on the dynamics of a system is small or non-existent. The critical node detection is also based on the residues; the node at which the effect of a pole on the dynamics is highest is defined as the critical node. In order to evaluate and check the efficiency of the created program, it is compared via examples with another existing commercial stability analysis tool (STAN tool). In this report, the newly created tool is proved to be as rigorous as STAN for detecting instabilities. Additionally, it is determined that the MIMO analysis is a very profitable addition to stability analysis, since it helps to eliminate possible problems of loss of controllability, observability and overmodeling.

Índice de saúde social do adolescente baseado em lógica nebulosa.

Este trabalho consiste de uma análise exploratória sobre municípios do Sudeste com população acima de 100mil habitantes abordando dois problemas: a violência e a educação. Na violência abordaremos índices de homicídios na adolescência trabalhando com a faixa de adolescentes de 12 a 18 anos. Na educação trabalharemos com o Índice de Desenvolvimento Educacionail Brasileiro referenciado ao último ano do ensino fundamental. Trabalhando com os indicadores citados, abordaremos esses problemas gerando um Índice de Saúde social do Adolescente utilizando a lógica Fuzzy, conjunto nebuloso. Classificando os municípios do Sudeste visando identificar municípios com qualidade de vida melhor para esses adolescentes, expectativa de vida e melhoria na educação. Baixos índices de homicídios e altos índices educacionais desenvolvendo uma ferramenta útil para auxiliar na tomada de decisões no tocante a políticas públicas nos Municípios e Estados gerando um indicador de municípios com qualidade de vida para os adolescentes! Trabalhamos com dados do ano de 2007 tanto para o homicídio quanto para a educação, os valores apresentados nos índices foram divididos em quintis, processados via o software MATLAB utilizando lógica nebulosa (fuzzy), classificados e apresentados nas formas de valores alfanuméricos em tabelas espaciais com o software Quantum Gis através de mapas temáticos das regiões estudadas.