Generación automática de VHDL mediante Simulink HDL coder y aplicación al procesado de señales

Gordon E. Moore, co-fundador de Intel, predijo en una publicación del año 1965 que aproximadamente cada dos años se duplicaría el número de transistores presentes en un circuito integrado, debido a las cada vez mejores tecnologías presentes en el proceso de elaboración. A esta ley se la conoce como Ley de Moore y su cumplimiento se ha podido constatar hasta hoy en día. Gracias a ello, con el paso del tiempo cada vez se presentan en el mercado circuitos integrados más potentes, con mayores prestaciones para realizar tareas cada vez más complejas. Un tipo de circuitos integrados que han podido evolucionar de forma importante por dicho motivo, son los dispositivos de lógica programable, circuitos integrados que permiten implementar sobre ellos las funciones lógicas que desee implementar el usuario. Hasta hace no muchos años, dichos dispositivos eran capaces de implementar circuitos compuestos por unas pocas funciones lógicas, pero gracias al proceso de miniaturización predicho por la Ley de Moore, hoy en día son capaces de implementar circuitos tan complejos como puede ser un microprocesador; dichos dispositivos reciben el nombre de FPGA, siglas de Field Programmable Gate Array. Debido a la mayor capacidad y por lo tanto a diseños más complejos implementados sobre las FPGA, en los últimos años han aparecido herramientas cuyo objetivo es hacer más fácil el proceso de ingeniería dentro de un desarrollo en este tipo de dispositivos, como es la herramienta HDL Coder de la compañía MathWorks, creadores también Matlab y Simulink, unas potentes herramientas usadas ampliamente en diferentes ramas de la ingeniería. El presente proyecto tiene como objetivo evaluar el uso de dicha herramienta para el procesado digital de señales, usando para ello una FPGA Cyclone II de la casa Altera. Para ello, se empezará analizando la herramienta escogida comparándola con herramientas de la misma índole, para a continuación seleccionar una aplicación de procesado digital de señal a implementar. Tras diseñar e implementar la aplicación escogida, se deberá simular en PC para finalmente integrarla en la placa de evaluación seleccionada y comprobar su correcto funcionamiento. Tras analizar los resultados de la aplicación de implementada, concretamente un analizador de la frecuencia fundamental de una señal de audio, se ha comprobado que la herramienta HDL Coder, es adecuada para este tipo de desarrollos, facilitando enormemente los procesos tanto de implementación como de validación gracias al mayor nivel de abstracción que aporta.

Plataforma de desenvolvimento de circuitos eletrônicos adaptativos.

Este trabalho apresenta uma arquitetura geral para evolução de circuitos eletrônicos analógicos baseada em algoritmos genéticos. A organização lógica privilegia a interoperabilidade de seus principais componentes, incluindo a possibilidade de substituição ou melhorias internas de suas funcionalidades. A plataforma implementada utiliza evolução extrínseca, isto é, baseada em simulação de circuitos, e visa facilidade e flexibilidade para experimentação. Ela viabiliza a interconexão de diversos componentes aos nós de um circuito eletrônico que será sintetizado ou adaptado. A técnica de Algoritmos Genéticos é usada para buscar a melhor forma de interconectar os componentes para implementar a função desejada. Esta versão da plataforma utiliza o ambiente MATLAB com um toolbox de Algoritmos Genéticos e o PSpice como simulador de circuitos. Os estudos de caso realizados apresentaram resultados que demonstram a potencialidade da plataforma no desenvolvimento de circuitos eletrônicos adaptativos.

环形非稳腔倒向波抑制镜抑制效果的数值模拟

对环形非稳腔激光器做数值计算模拟，给带有倒向波抑制(RWS)镜的环形非稳腔激光器的设计提供了数值参考。通过自洽方程，用Matlab计算带有倒向波抑制镜的环形非稳腔正、倒向波的稳定过程。改变腔长、放大率等参数来计算，发现使用倒向波抑制镜能明显提高正向波的输出，并能抑制倒向波。气体分子的多普勒频移导致正、倒向波的频率变化。频率分开的越小，竞争越大，抑制效果越好，正向波输出功率则有所下降。对于特定的结构，存在最佳的放大率，使正向波的输出最大。计算结果表明，倒向波抑制镜的引入能增大环形非稳腔输出功率。计算结果对实

一种改进型金属-半导体-金属光电探测器数学模型

以E. Sano的金属-半导体-金属光电探测器(MSM-PD)模型为基础,提出了一种改进型的模型。该模型以多个电流源和电容并联的形式构造,以吸收区过剩电子和空穴总数为研究对象,求解速率方程。另外计算了电容,给出了暗电流与端电压的非线性计算式,改进了传统模型中暗电流的线性计算方法。通过线性叠加给出了该模型光电流的数学解析解。通过在Matlab中的模拟计算,表明该模型具有计算量小、准确度高的特点,它不仅能反映一定偏压和光照下光电流的变化,而且能展示光电子在器件中的转化过程。这种模型也能较好地应用于微弱信号的检

Granulometría de polvos metálicos mediante procesado de imágenes.

[ES]Este documento va a estudiar el desarrollo de un método alternativo de análisis granulométrico de polvos metálicos de láser cladding por procesamiento digital de imágenes. El concepto de tamaño de partícula, la cual, normalmente, tiene forma irregular, es muy importante de cara a controlar de manera fiable ciertas fases de procesos industriales. Un buen control del tamaño de partícula y de su forma repercute en una mayor calidad del proceso y del producto final. Tradicionalmente, el análisis granulométrico en procesos industriales se ha realizado por el método de tamizado, un método mecánico que consiste en que la muestra de polvo atraviese sucesivamente mallas con orificios progresivamente decrecientes. En los últimos años, los avances tecnológicos han revolucionado los procesos industriales. En concreto, campos como la visión artificial han adquirido gran presencia por tener como ventajas una alta velocidad de operación, gran capacidad de aumento, funcionamiento las 24 horas del día o la repetitividad de las medidas. Su objetivo es normalmente comprobar la conformidad de una pieza de acuerdo a ciertos requisitos especificados. Se propone un método adaptado a las nuevas tecnologías. En concreto, se busca ganar en información, fiabilidad, rapidez y repetitividad respecto a los métodos granulométricos clásicos. Se van a desarrollar algoritmos de análisis haciendo uso de herramientas informáticas y el software comercial Matlab. En el análisis, se van a crear indicadores que permitan caracterizar la muestra con la mayor fiabilidad posible. Finalmente, se van a aplicar los métodos desarrollados en muestras de polvo reales y diversas para comprobar el buen funcionamiento del método.

Desarrollo de una herramienta virtual destinada al diseño de una plataforma robótica reconfigurable.

[ES]Este proyecto tiene como objeto aumentar el conocimiento concerniente a mecanismos robóticos reconfigurables, así como ponerlo en práctica. Estos mecanismos pueden lograr rápidas transiciones y son capaces de adaptarse a sí mismos a muchos entornos diferentes, conduciendo a una reducción de costes y requerimientos de espacio. Para ello, se estudia el estado del arte, de manera que se pueda reunir información sobre las principales aplicaciones y oportunidades que este campo ofrece en diferentes áreas. A continuación, se requiere llevar a cabo un análisis cinemático de un robot específico, y junto a métodos de planificación de trayectorias, su implementación en un software gráfico para simular su movimiento. La herramienta de software “Matlab” va a ser la que permitirá llevar a cabo toda la programación y representación a lo largo de todo el proyecto.

Interacción y programación de trayectorias de robot industrial tipo SCARA.

[ES]En el desarrollo de este Trabajo de Fin De Grado (TFG) en el curso 2014-2015 se ha trabajado con un robot de tipo SCARA, muy utilizado en la industria. El objetivo era analizar su cinemática y programar trayectorias que el robot pudiera realizar. En primer lugar se ha llevado a cabo un estudio del Estado del Arte, en el que se describe la robótica industrial y su desarrollo histórico hasta nuestros días, desarrollo que presenta un futuro prometedor. Además, se han descrito las particularidades que atañen al SCARA: sus características, su relevancia y su historia. En cuanto al robot, previamente se ha realizado un análisis cinemático del SCARA. Mediante métodos matriciales se han resuelto los problemas de posiciones y velocidades, para luego programarlas en MATLAB. Una vez comprendida su cinemática, se ha interactuado con él en el taller para poder entender su funcionamiento, sus componentes y su control. Después, con los conocimientos que se han adquirido, se han programado varias trayectorias usando el lenguaje del robot, el lenguaje V+, para finalmente ejecutar esos movimientos. El Trabajo se completa con la descripción de las tareas mediante un diagrama de Gantt, el presupuesto, la declaración de gastos y el análisis de riesgos.

Diseño de un mecanismo para generar movimientos XY basado en la utilización de elementos flexibles.

[ES]El objetivo de este proyecto es diseñar un mecanismo que proporcione desplazamientos XY en una plataforma empleando barras flexibles. Para ello se partirá de la teoría de vigas de Euler-Bernoulli con el objeto de conocer la relación entra las cargas y momentos actuantes en los extremos y la deformada de las barras. Se utilizarán integrales elípticas y métodos numéricos que se implementarán en un programa Matlab para resolver las ecuaciones que facilitan el cálculo de la elástica. Por último, se diseñará el mecanismo y se construirá un prototipo para comparar resultados analíticos y experimentales.

Faltas de alta impedancia. Comportamiento y características.

[ES]El objetivo del presente trabajo es realizar un estado del arte sobre las faltas de alta impedancia en sistemas de distribución, sus características, causas y consecuencias. El estudio se acompaña con simulaciones software que se llevarán a cabo mediante el software Matlab a través de un modelo que represente su carácter no lineal y aleatorio.

Análisis de las corrientes de energización en transformadores.

[ES]El objetivo principal de este trabajo es analizar las corrientes de energización, haciendo uso para ello de la herramienta software MatLab. Mediante esta herramienta, se estudiará el comportamiento y la evolución de dichas corrientes en función de varios parámetros de entrada. De este modo se podrán evaluar qué métodos son más eficientes en la reducción de los efectos perjudiciales que dichas corrientes pueden producir en los equipos.

Comparativa entre diferencial de baja impedancia de generador y de baja impedancia de transformador.

[ES]El objetivo principal de TFG es analizar y comparar el funcionamiento de las protecciones diferenciales de baja impedancia de generador y de transformador de potencia. Para ello, se describirán sus características principales de forma teórica y se realizarán simulaciones mediante el módulo SimPowersSystems contenido en Matlab.

Control de frecuencia en parques eólicos.

[ES]de generación convencional basada en grandes centrales de generación térmica por lo que es necesaria la contribución de este tipo de generación en el mantenimiento de las magnitudes básicas del sistema. El objetivo del T.F.G, será analizar el impacto de la generación eólica en la frecuencia del sistema, así como las diferentes propuestas para que este tipo de generación participe en el control de frecuencia. En primer lugar se describen los aspectos técnicos de la generación eólica. A continuación se analiza el control de frecuencia y se examinan diferentes mecanismos de contribución de la generación eólica al control de frecuencia. Finalmente se realizará un ejemplo práctico mediante el programa de simulación Matlab/Simulink con objeto de analizar de forma simplificada el comportamiento de control de frecuencia en sistemas eléctricos con generación eólica.

Desarrollo de una herramienta analítica para resolución del problema directo e inverso de un robot serie de 6 grados de libertad.

[ES]En el presente trabajo de fin de grado se expondrá el análisis cinemático de un robot IRB120 de ABB y el desarrollo de una herramienta grafica para su visualización. Comenzando por un estudio del estado del arte de la robótica industrial. El análisis cinemático es plantear las ecuaciones del robot y la resolución del problema directo e inverso mediante el software Matlab. Por último, la herramienta grafica muestra el movimiento del robot y los sistemas de referencia en la trayectoria introducida por el usuario.

Análisis de los requisitos de microfresado de un molde para fabricar microlentes.

[Es]Este documento muestra un análisis de los requisitos para el micro-fresado de un molde. Es importante remarcar que este molde será usado para producir micro-lentes. La herramienta realizará una matriz de cavidades en una pieza cilíndrica y el tamaño de estas coincidirá con el tamaño de las microlentes. Este proyecto será programado mediante el software de MATLAB. El objetivo es calcular tanto la trayectoria de la herramienta, como su inclinación, velocidad, aceleración y jerk. Además este programa calculará las fuerzas de corte en cada instante del mecanizado. Por último, cabe mencionar que los resultados de este proyecto darán soporte a otros proyectos.

Análisis cinemático de una máquina de cinemática híbrida XY3PRS.

[Es]El objetivo principal de este Trabajo Fin de Grado consiste en calcular los movimientos que son necesarios en los actuadores de la plataforma de un mecanismo de cinemática paralela, a fin de poder localizar la pieza en la posición adecuada para poder llevar a cabo la operación de microfresado de la misma. Para desarrollar el proyecto se necesitará un software de programación como es Matlab. Este trabajo surge de la necesidad de dar soporte a un proyecto mayor que consiste en el diseño de un manipulador de cinemática paralela cuyas juntas funcionan por deformación. Se pretende que mientras la herramienta se encuentra inmóvil, se consiga el microfresado de moldes para la fabricación de microlentes mediante el movimiento del manipulador. Se ha resuelto la cinemática inversa y se ha calculado el espacio de trabajo. En este documento se van a presentar las tareas, el presupuesto y los riesgos del proyecto así como unos anexos en los que se incluirá el código de la programación.