Ciencias Exactas y Ciencias de la Salud
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11285/551039
Pertenecen a esta colección Tesis y Trabajos de grado de las Maestrías correspondientes a las Escuelas de Ingeniería y Ciencias así como a Medicina y Ciencias de la Salud.
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- Aplicación de la Metaheurística de Recocido Simulado a un Problema de Ruteo Dinámico de Vehículos con Ventanas de Tiempo-Edición Única(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2006-12-01) Sánchez Antúnez, Jesús Antonio; Martínez Alfaro, Horacio; Valenzuela Rendón, Manuel; Terashima Marín, Hugo; ITESM-Campus Monterrey; Dieck Assad, GracianoEste trabajo de tesis estudia el problema de Ruteo Dinámico de Vehículos con Ventanas de Tiempo, conocido por sus siglas en inglés como DVRPTW, así como la realización de una plataforma la cual hace posible la aplicación de la metaheurística de recocido simulado para su solución. La versión estática de este problema, donde las demandas de los clientes se conocen por anticipado, se le considera como NP, ya que sólo es posible obtener una solución óptima en instancias de problemas relativamente pequeñas, o por lo menos en un tiempo razonable y con recursos computacionales convencionales, por lo que el uso de heurísticas para su solución se le considera la manera más adecuada de tratar dichos problemas.Se desarrolla una plataforma que pueda manejar eventos generados por los clientes los cuales no se tenían considerados. Primeramente se define el problema estático,presentando diferentes enfoques de solución que se han tratado en la literatura. Después se hace la introducción de la versión dinámica, donde se muestra que es una extensión del problema estático. Por último se explica nuestra plataforma de solución, y se hacen experimentos aplicándolos a una versión extendida de las instancias de Solomon basados en los problemas R1, los cuales tienen una ventana de tiempo angosta. La plataforma demuestra ser una manera efectiva de distribuir las demandas de los clientes en la flota de vehículos, cumpliendo con sus respectivas ventanas de tiempo, y a la vez minimizando el uso de vehículos y la distancia total recorrida.
- Optimización en la Escalabilidad del Protocolo DSR en Redes Inalámbricas Ad Hoc Mediante una Aplicación ANFIS(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2004-01-12) Hernández Vázquez, Marcos Anastacio; Martínez Alfaro, Horacio; Soto Rodríguez, Rogelio; Vargas Rosales, César; ITESMLa presente tesis es para obtener el grado de Maestro en Ciencias en Sistemas Inteligentes. El trabajo de investigación aborda el problema de optimización de ruteo en redes jerárquicas Ad Hoc. Una red Ad Hoc inalámbrica es una colección de nodos inalámbricos móviles que forman una red temporal sin el auxilio de alguna infraestructura establecida o administración centralizada. El problema que se plantea resolver es en cuanto a la cantidad de nodos que una red Ad Hoc con el protocolo DSR puede aceptar, esto sin bajar su desempeño. Ya que en cuanto mayor sea éste tamaño el desempeño de la red va en un constante decremento, con lo que se busca que la Red Ad Hoc siga funcionando de igual manera, aunque el nÚmero de nodos vaya en aumento. Para solucionar este problema se propone utilizar un Sistema de Inferencia Difuso trabajando en conjunto con una Red Neuronal con lo que obtendremos una ANFIS, la cual estará en funcionamiento dentro de la red. Una ANFIS es un Sistema de Inferencia Difuso Basado en Redes Adaptivas, con la que estaremos realizando un pronóstico de futura ubicación de un nodo dentro de la red. El protocolo con el que se trabajará será el DSR, que está enfocado al trabajo con redes inalámbricas Ad Hoc, basado en el concepto de ruteo de fuente. Además del ANFIS, se estableció el concepto de 'Non Propagating' dentro del DSR con lo que se buscó evitar demasiado ruteo dentro de la red, al realizar la bÚsqueda con limitantes de distancia entre nodos, 'Hops To Live', además de tiempo, 'Time To Live'. Los resultados que se tuvieron fueron implementados en el simulador NS, que es un simulador de eventos discretos, dirigido a la investigación en redes, en el cual se encuentra programado en protocolo DSR.
- Diseño de sistemas de control óptimo en tiempo discreto utilizando recocido simulado(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2003-12-01) Ruiz Cruz, Martín Antonio; Martínez Alfaro, Horacio; Valenzuela Rendón, Manuel; Soto Rodríguez, Rogelio; Programa de Graduados en Ingeniería; División de Electrónica, Computación, Información y Comunicaciones; Campus MonterreyEn este trabajo se plantea el problema del control óptimo cuadrático (LQ), en donde se propone el algoritmo recocido simulado como técnica de optimización para diseñar controladores. El control moderno ofrece métodos de solución para estos sistemas, incluso en algunas aplicaciones computacionales, como Matlab, se pueden modelar con herramientas muy sencillas. En estos métodos se busca resolver la ecuación discreta de Riccati para obtener la matriz de ganancia que minimiza un determinado índice de desempeño. Similar a la solución de la ecuación de Riccati, el procedimiento propuesto consiste en obtener directamente los valores de la matriz de ganancia que minimiza dicho índice de desempeño. Lo que realiza el algoritmo durante la corrida es generar soluciones, las cuales representan a la matriz de ganancia. Por cada solución generada, el algoritmo efectúa una evaluación de la misma en algún modelo computacional, y de acuerdo al desempeño obtenido en la simulación (se busca minimizar el índice de desempeño), se aceptará o rechazará la solución. El algoritmo continúa generando soluciones y aceptándolas o rechazándolas conforme se vaya minimizando el índice de desempeño hasta que se alcanza el criterio de terminación (temperatura final). Aquella solución (matriz de ganancia) que haya producido el mejor desempeño, será la que se tomará para el diseño del controlador. Para poder determinar qué tan bueno es el controlador encontrado por el algoritmo recocido simulado, se obtiene el controlador de la misma planta con técnicas de control LQ. Los experimentos se realizaron tanto en sistemas reguladores como de seguimiento, para plantas de primero, segundo y tercer orden de una entrada y una salida (SISO). El estudio también comprende el análisis en sistemas de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO), y para esto se estudiaron los casos de plantas de segundo y tercer orden. Sin embargo, la parte más importante de este estudio recae sobre el diseño de controladores para sistemas de seguimiento, SISO y MIMO, bajo índices de desempeño no convencionales.
- Evasión de Obstáculos en 3D con Redes Neuronales-Edición Única(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2002-05-01) Cárdenas Cisneros, Gerardo Alberto; Martínez Alfaro, Horacio; Valenzuela Rendón, Manuel; Garrido Luna, Leonardo; Campus Monterrey; Garza Salazar, DavidEn esta tesis se propone emplear una red neuronal para guiar a un agente virtual para que alcance a un objeto meta, evadiendo los obstáculos que se antepongan en su camino; donde estos y el objeto meta tienen la capacidad de trasladarse por un mundo tridimensional. El tipo de red neuronal utilizado es un modelo neuronal de inhibición lateral multiplicativa, descubierto por Hodgkin y Huxley; y que presenta la capacidad de adaptación ante cambios del ambiente. Precisamente, esta característica es la que se explota en este trabajo para lograr la evasión de obstáculos, al hacer que el agente virtual se adapte a los cambios drásticos de dirección de movimiento de las entidades presentes en el ambiente (meta y obstáculos).
- Desarrollo de un Simulador Cinemático para un Robot Tipo Insecto(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 01/05/2001) Berardi González, Carlos A.; Martínez Alfaro, Horacio; Herrera Giammattei, Octavio E.; Santana Blanco, Jesús; ITESMEn esta tesis se desarrolla un simulador gráfico, flexible, interactivo y sistemático para evaluar patrones de movimiento predeterminados en un robot tipo insecto mediante cinemática directa utilizando la representación de Denavit-Hartenberg; estos patrones a su vez se generan mediante etapas de movimiento que hacen que cada articulación pase de un valor articular a otro mediante una interpolación de splines cÚbicos. En función del detalle con que se planteen las etapas de movimiento puede presentarse un pequeño error al mantener los puntos de contacto con el suelo fijos durante la interpolación entre etapas; sin embargo, este error es independiente del funcionamiento del simulador en s?. Adicionalmente el simulador cuenta con un módulo de análisis dinámico para evaluar las fuerzas y pares mínimos necesarios para efectuar el movimiento al considerar que el robot se encuentra fijo o “flotado� en el espacio, es decir, la base carga con el peso de todas las patas. Para corregir esto es necesario replantear el algoritmo de Lagrange-Euler utilizado en este módulo.
- Análisis y simulación de trayectorias de cohetes meteorológicos(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2000-06-01) Aguilar Cuéllar, Artemio Josué; Martínez Alfaro, Horacio; Viramontes Brown, Federico; Gordillo Moscoso, José Luis; Acevedo Mascarúa, Joaquín; ITESM-Campus Monterrey; Programa de Graduados en Ingeniería; División de Ingeniería y Arquitectura; Campus MonterreyEl uso de modelos matemáticos asociados con simulaciones computacionales es una técnica bien establecida para predecir las trayectorias de cohetes. Por razones de confidencialidad, las pruebas de campo, los modelos matemáticos completos y los programas computacionales que describen trayectorias de cohetes meteorológicos, no se encuentran totalmente disponibles para dominio público en la literatura. Este trabajo de tesis presenta los resultados obtenidos en la simulación de trayectorias de cohetes meteorológicos, así como la realización de pruebas experimentales para validar los resultados de la simulación. El trabajo está dividido en tres tipos de modelos matemáticos a analizar; Modelo matemático 1: Un modelo matemático general que considera al cohete meteorológico como un cuerpo rígido con seis grados de libertad en movimiento tridimensional y con aletas de estabilización no móviles, viajando sobre la atmósfera terrestre y considerando a la tierra como un elipsoide. Modelo matemático 2: Un modelo matemático simplificado que considera al cohete meteorológico como una partícula con dos grados de libertad con movimiento plano y con una fuerza de arrastre aerodinámica. Modelo matemático 3: Un modelo matemático simplificado que considera al cohete meteorológico como una partícula con dos grados de libertad con movimiento plano y viajando en el vacío. En esta tesis se consideran los tres modelos matemáticos con la finalidad de llevar a cabo comparaciones de la exactitud obtenida en las simulaciones de las trayectorias con cada uno de éstos, de esta manera se puede estimar el error que se espera cuando el problema bajo análisis aumenta de complejidad. Las soluciones del modelo matemático 3 se obtienen mediante un tratamiento analítico, mientras que las soluciones de los modelos matemáticos 1 y 2 se obtienen mediante la utilización de métodos numéricos y de programas computacionales. Con la finalidad de validar el modelo matemático 2, se diseñaron y fabricaron cohetes a escala Tonatiuh para ser lanzados en pruebas de campo. Los resultados obtenidos en las pruebas de campo preliminares reflejaron que, como una primera i RESUMEN aproximación a la solución, el programa computacional que utiliza el modelo matemático 2 proporciona resultados satisfactorios. El programa computacional que utiliza el modelo matemático 1, fue validado con el programa computacional que utiliza el modelo matemático 2, considerando las mismas condiciones iniciales. La validación mediante pruebas de campo, del programa computacional que utiliza el modelo matemático 1 con todas sus consideraciones, queda como una propuesta para trabajo a futuro. Los modelos matemáticos y los programas computacionales presentados en este trabajo de tesis, pueden ser utilizados para realizar simulaciones de trayectorias de una extensa variedad de motores y cohetes meteorológicos, tanto de tamaños a escala como de tamaños reales. También se pueden hacer simulaciones con una combinación de varios motores y cohetes previamente cargados en las bases de datos de los programas, lo que da a relucir la flexibilidad que tienen estos programas computacionales Finalmente, en el presente trabajo de tesis, se documenta la información del tema, la cual no había sido recopilada anteriormente en esta institución, además de que se desarrolla una forma de análisis que en su conjunto tiene diferentes ideas de estrategias de solución a cada uno de los tres modelos matemáticos, estas ideas a las soluciones no se encuentran reportadas en los diferentes artículos consultados.
- Síntesis de Mecanismos de Cuatro Barras para N Puntos de Precisión con Restricciones de Espacio Empleando el Algoritmo de Recocido Simulado(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 01/12/2000) de Valle Galván, José A. J.; Martínez Alfaro, Horacio; Herrera Giammattei, Octavio E.; Elías Zúñiga, Alex; ITESMEn esta tesis se desarrolla un método para la síntesis de mecanismos de cuatro barras, Grashof y No-Grashof, generadores de trayectoria, para “N� puntos de precisión con varias restricciones adicionales respecto a los métodos clásicos, tales como la longitud de los eslabones especificando la razón de la longitud máxima del eslabón a la distancia total de la trayectoria deseada, o el espacio de operación especificando su dimensión y forma mediante “n� vértices del polígono deseado. El problema de síntesis se transforma en uno de optimización, y para su solución se emplea el algoritmo de Recocido Simulado. De esta manera, la trayectoria deseada se puede especificar mejor al proporcionar más puntos de los cinco permitidos en los métodos clásicos de síntesis de díadas. Aunque los mecanismos obtenidos por esta técnica no cumplen exactamente con la trayectoria deseada en todos los puntos especificados, se logra un mejor control sobre el mecanismo solución y de la trayectoria global que genera.