Browsing by Author "González Prieto (advisor), José Antonio"
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- ItemAnálisis y documentación de requerimientos funcionales y estructurales para el desarrollo de una aplicación de gestión académica del Centro Universitario de la Defensa (CUD)(Centro Universitario de la Defensa de Marín, 2021-04-30) Díez de Tejada Faíña, Carlos; González Prieto (advisor), José Antonio; Urréjola Madriñán (advisor), SantiagoEn este trabajo se emplea Unfiyed Modeling Language (UML) para el análisis y documentación de los requerimientos de una aplicación para la gestión académica del CUD, así como de todas las actividades que se desarrollan en la Escuela Naval Militar fruto del currículum necesario para ser Oficial de la Armada. Para ello, en primer lugar, se exponen los objetivos de este trabajo, y a continuación se realiza una introducción al lenguaje estandarizado UML, explicándose los tipos de diagramas que lo componen así como sus usos y significados. Seguidamente se aplican las técnicas de modelado expuestas para analizar las necesidades funcionales y estructurales de una posible aplicación de gestión para la ENM, que sea escalable respecto al desarrollo de nuevas funciones y que permita la integración de modificaciones de forma estandarizada. Tras analizar la gestión actual de la ENM y sus necesidades respecto a la gestión de la información académicas, se ha creado una propuesta de modelado en UML que permite, en un futuro, realizar el desarrollo de una aplicación orientada a objetos que resuelva las necesidades de gestión del centro.
- ItemAplicación de una red de sensores inalámbricos distribuidos de bajo coste para el análisis de las propiedades dinámicas en 3 dimensiones de barcos en posiciones estacionarias(Centro Universitario de la Defensa de Marín, 2021-04-30) Montero de Espinosa, Rafael; González Prieto (advisor), José Antonio; González-Cela Echevarría (advisor), GerardoLa navegación es uno de los medios de transporte de mercancías y personas más importantes y variados. Dedicado principalmente al almacenaje y a la seguridad del entorno marítimo alrededor del mundo, hoy en día uno de los problemas más comunes para la ciencia es la respuesta a la pregunta de cómo mejorar las herramientas y sistemas de navegación, tanto en lo relativo a temas como la optimización de métodos de propulsión, los sistemas de navegación autónoma o los sistemas asociados a la seguridad del tráfico marítimo . Recientemente, la investigación en el área de la navegación sin emplear sensores no inerciales (como el GPS) ha cobrado mayor importancia, sobre todo como un mecanismo estratégico que permita navegar con seguridad en situaciones en las que la señal GPS no esté disponible. Para ello se analizan los métodos de fusión de diferentes sensores como cámaras (navegación mediante odometría visual), magnetómetros (orientación del objeto respecto a los ejes Norte/Sur/Este/Oeste) y las unidades inerciales. Las unidades de medida inercial (IMU) son dispositivos electrónicos, normalmente de bajo coste, que se utilizan para obtener la información de las aceleraciones lineales y las velocidades angulares del objeto en el que se encuentran instaladas, de forma que mediante técnicas de fusión y filtrado permiten estimar la orientación (ángulos) y desplazamiento relativo (posiciones x,y,z) del objeto de estudio. En este trabajo nos centramos en la aplicación de este tipo de sensores inerciales de forma que se procede a elaborar un prototipo en el que, mediante estos sensores, estudiaremos el comportamiento de dos objetos flotantes (con diferentes propiedades) dentro de una cubeta de agua por medio de la realización de una serie de tests que provoquen el movimiento de la estructura. En cada uno de los objetos se instalan una serie de sensores inerciales cuya información se envía por medio de una red wifi (protocolo MQTT) a un servidor que los recoge y almacena para su posterior procesado. Se aplicarán, además, métodos para el filtrado del ruido de las señales obtenidas y corrección del desvío provocado por los offsets en la señal recibida en reposo. Por último, se diseñarán algoritmos para la estimación de la orientación angular del objeto (roll y pitch) así como una introducción a un posible sistema de detección y localización de impactos del objeto flotante.
- ItemAplicación de una red de sensores inalámbricos distribuidos de bajo coste para estrenar el posicionamiento de objetos en 3 dimensiones mediante el uso de señales de ultrasonidos(Centro Universitario de la Defensa de Marín, 2021-04-30) Gil García, Ignacio; González Prieto (advisor), José Antonio; González Coma (advisor), José P.El desarrollo de sistemas de posicionamiento y la digitalización de experimentos constituyen una de las herramientas clave que permite el seguimiento en tiempo real, y además dota de la capacidad de realizar análisis de los datos que hayan sido almacenados. En particular, el posicionamiento de alta precisión mediante una red de sensores de ultrasonido permite evaluar, por ejemplo, el comportamiento de sistemas de navegación y posicionamiento inercial en maquetas de barcos a escala o el estudio de las deformaciones (en ciertos ensayos de materiales) realizados, ambos, en entornos de laboratorio mediante la aplicación un sistema de bajo coste. Con el objetivo de validar la posibilidad de esta propuesta, se planteó la posibilidad de crear un prototipo operativo basado en módulos de ultrasonido que, mediante técnicas de cálculo de tiempo de vuelo y posicionamiento en 3 dimensiones, permitiese calcular la distancia entre un emisor y un sensor receptor De esta forma el objetivo principal del TFG es la creación de una maqueta que permita realizar el análisis de las diferentes opciones, que permiten calcular el posicionamiento relativo de una serie de sensores distribuidos de bajo coste, y emplear esta información con múltiples receptores para estimar la posición y orientación en 3D de un objeto con respecto a unas bases emisoras de pulsos de ultrasonidos Es importante destacar que el proceso de cálculo de tiempo de vuelo requiere del uso de sincronización temporal, la cual, en este TFG, se ha realizado empleando señales de radiofrecuencia, que se encargan de informar del disparo de los pulsos de ultrasonido, empleando la diferencia de llegada entre ambas señales para poder calcular la distancia a la que se sitúa el emisor del pulso. Con el fin de poder transmitir la información procedente de los sensores, se realizó una emisión de estos en tiempo real por vía Wi-Fi empleando un servidor con soporte para el protocolo MQTT para la comunicación multipunto a punto., de forma que un programa en Python se encarga de recibir esta información y almacenarla para su procesado posterior. El primer paso del procesado de la información pasa por la reducción de los niveles de ruido presente, el cual se caracteriza por un ruido de lata frecuencia típico de los sensores, y la introducción de outliers en determinados instantes donde el receptor no llega a captar el pulso emitido. A continuación, se procede a generar un modelo de regresión que permita traducir el tiempo de vuelo calculado con respecto a la distancia real obtenida, para lo cual se realiza una serie de pruebas de toma de datos de calibración. Finalmente, se aplica un filtro de Kalman para obtener una estimación del ángulo de roll de un objeto apartide la información generada por dos receptores instalados sobre un objeto, y se comparan los resultados con los obtenidos mediante sensores inerciales (IMU).
- ItemDesarrollo de una herramienta para el análisis y diseño de sistemas de control de balanceo de barcos mediante aletas móviles(Centro Universitario de la Defensa de Marín, 2022-04-30) Gandarillas Carrara, Alejandro de; González Prieto (advisor), José AntonioEl tráfico marítimo es uno de los medios de transporte de mercancías más importante del mundo, siendo la seguridad en la navegación su elemento clave que permite que los barcos cumplan con su misión. La seguridad depende de muchos factores, sistemas y de la tripulación, por eso, durante las últimas décadas la estabilización de balanceo de los barcos se ha convertido en uno de los sistemas básicos que mejora la eficacia del transporte, el confort de los pasajeros y la seguridad de la carga. De esta forma, por medio de un sistema de estabilización adecuado se pueden lograr mejoras en la maniobrabilidad, permitiendo operar en condiciones climáticas adversas a través de la reducción de riesgos asociados a la degradación de la estabilidad. Este trabajo de fin de grado realiza un estudio de las diferentes medidas empleadas para reducir el balanceo incluyendo tanques de lastre, quillas de balanceo, giroestabilizadoras, aletas estabilizadoras y técnicas de estabilización que emplean el timón. Tras su análisis, se desarrolla el modelo matemático dinámico de balanceo de un barco, para desarrollar una herramienta que permita realizar simulaciones dinámicas de un sistema de control de balanceo de barcos empleando aletas móviles en el entorno de Matlab/Simulink.
- ItemDiseño y validación en el entorno CarSim© de un sistema de control no lineal adaptativo para suspensiones activas en vehículos de transporte(Centro Universitario de la Defensa de Marín, 2020-04-30) Pérez Cerezuela, Fernando Calendario; González Prieto (advisor), José Antonio; Falcón Oubiña (advisor), PabloEn los últimos años la industria del automóvil y del transporte terrestre en general, está bajo un proceso de intensa transformación debido a la necesidad de modificar los paradigmas asociados a la movilidad de pasajeros y mercancías. La integración de nuevos medios de actuación eléctricos menos contaminantes y la incorporación de sistemas de sensores que permiten establecer las condiciones del escenario bajo las cuales se mueven los vehículos, son dos de los campos de estudio en donde más esfuerzo se ha estado realizando. Una de las nuevas necesidades auxiliares que deben resolverse, resulta de la integración de la toma de decisiones de los sistemas ADAS de ayuda a la conducción (o de conducción autónoma en un futuro próximo), con las órdenes de control que los actuadores deben ejercer sobre el vehículo, de forma que se mejore el confort y las prestaciones de estabilidad del vehículo en todo tipo de situaciones de conducción. Algunos ejemplos de los sistemas más importantes que han sido desarrollados con este fin son: los sistemas de asistencia en la frenada (ABS), los sistemas de control de exceso de aceleración angular mediante el control individual del par aplicado en las ruedas o los sistemas de suspensiones activas que permiten crear soluciones que mejoren las prestaciones del vehículo respecto a las dinámicas verticales, de cabeceo y de alabeo. Este proyecto se ha centrado en el análisis de los sistemas de suspensiones activas, así como en el desarrollo y validación de un algoritmo de control que permita generar mejoras en el confort y la seguridad de la conducción respecto a vehículos con sistemas de suspensiones pasivas. De esta forma durante el desarrollo de este proyecto se ha implementado un algoritmo de control no lineal adaptativo basado en la técnica de modos deslizantes al sistema mecánico que modela las suspensiones; se han ejecutado pruebas numéricas básicas del algoritmo sobre el modelo matemático planteado, y por último se han validado los resultados de la solución propuesta empleando el software de simulación vehicular avanzado CarSim©, el cual es considerado un estándar en la industria del automóvil durante todas las etapas del desarrollo de nuevos productos
- ItemSistema de simulación y evaluación de maniobras compatibles col la regulación COLREG en barcos con múltiples barcos(Centro Universitario de la Defensa de Marín, 2022-04-30) Barón Argos, Pablo; González Prieto (advisor), José AntonioLas colisiones continúan siendo una de las fuentes de accidentes más importantes que involucran barcos en entornos marítimos, por lo que su prevención mediante el cumplimiento de las normas de navegación, COLREG, es de vital importancia. De esta forma, una parte importante asociada a la investigación de este tipo de normativas, consiste en la creación de herramientas que permitan realizar simulaciones de encuentros entre múltiples barcos en donde se evalúe el cumplimiento de las normas COLREG. Desde un punto de vista formativo, interesa el caso en el que es un usuario/alumno el que maneja el barco objetivo que debe maniobrar mediante el manejo de un joystick. Para ello, inicialmente se ha procedido a proponer un algoritmo que analiza situaciones de cruce entre dos barcos para establecer, mediante unos índices normalizados (0,1), la probabilidad de estar incumpliendo una norma relativa a la posible colisión o al cruce de dos barcos. Una vez validado el algoritmo se preparan los escenarios empleando modelos cinemáticos para los barcos a simular, es decir, sin tener en cuenta las dinámicas asociadas a las masas, fuerzas hidrodinámicas o las acciones generadas por el oleaje y el viento.