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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- Método para la calibración del desempeño de un controlador electrónico de frenos de remolque para vehículos utilitarios deportivos(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2021-11-17) Luna Romero, Edwin Ricardo; LUNA ROMERO, EDWIN RICARDO; 866455; Santana Díaz, Alfredo; emipsanchez; López Damián, Efraín; Santana Díaz, Alfredo; Escuela de Ingeniería y Ciencias; Campus Toluca; Balbuena Campuzano, Carlos AlbertoRESUMEN Con el objetivo de minimizar la subjetividad de las pruebas de calibración de frenos eléctricos de remolque en vehículos utilitarios deportivos clasificación LDV, se busca analizar una calibración aprobada del módulo de frenos eléctricos de remolque, en la modalidad de frenos eléctricos pesados. Utilizando un remolque cercano a la capacidad máxima de arrastre del vehículo en prueba, se realizaron eventos de frenado moderado a partir de una velocidad vehicular de 64.3738 km/h y hasta llegar a 24.1402 km/h. Se consideran las mejores prácticas y lecciones aprendidas de proyecto de optimización por diseño para seis sigmas realizado con anterioridad. Se consideran los datos de Torque de frenado como entrada, y de aceleración longitudinal como salida del sistema. Estos son obtenidos del bus de datos del vehículo en prueba. Se analizan los eventos en dos fases distintas: durante la construcción inicial de torque causada por la presión inicial aplicada sobre el pedal de freno, y durante el estado estable de torque, alcanzado al mantener el pedal presionado sin aumentar o disminuir la fuerza aplicada sobre él. SUMMARY In order to minimize the subjectivity of trailer brake calibration tests performed in Sports Utility Vehicles with EPA classification LDV, the goal of this project is to analyzed an approved trailer brake module calibration, in the heavy electric brake mode. A trailer that was close to maximum towing capacity of the vehicle under test was used to perform mild braking events from a vehicle speed of 40 MPH until 15 MPH. Best practices and Lessons learned obtained from a previous Design for Six Sigma optimization project were used. Brake torque was used as an input, while vehicle longitudinal acceleration was considered the system output. This data was obtained from the vehicle communication bus. The data was analyzed in two phases: during the torque build up caused by the pressure initially applied on the brake pedal, and during the torque steady state, when the brake pedal is maintained still without increasing or decreasing the force applied to it. es
- Simulación en ros de la navegación de un vehículo de carga ligera para la comparación entre algoritmos de planificación de ruta local en diferentes entornos cerrados(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2021-06-14) Chunab Rodríguez, Marco Antonio; Chunab Rodríguez, Marco Antonio; 876197; Santana Díaz, Alfredo; puemcuervo; Esquivel Briceño, Carlos Roberto; Escuela de Ingeniería y Ciencias; Campus Toluca; Rodríguez Arce, JorgeEsta tesis de maestría discute la implementación de un conjunto de escenarios que sirvan para simular un sistema de navegación. Por esta razón se eligieron dos algoritmos de planificación de ruta local para comparar su desempeño bajo las mismas condiciones y validar la caracterización de los escenarios. Dos algoritmos de planificación de ruta local fueron elegidos como caos de estudio para validar los escenarios caracterizados en este trabajo: banda elástica (EB por sus siglas en inglés) y banda elástica en el tiempo; la precisión en cuanto al punto de llegada, el tiempo y la distancia que tarda el robot en finalizar el recorrido fueron los parámetros a medir, para su posterior análisis. Los algoritmos fueron implementados en ROS y los escenarios fueron diseñados en Gazebo para su posterior implementación en ROS. La segunda parte de la tesis profundiza en los resultados de los experimentos realizados en los tres diferentes escenarios utilizando los dos algoritmos seleccionados, así como la discusión del desempeño que tienen. Esta parte discute las ventajas de poder probar los algoritmos en un mismo escenario bajo las mismas condiciones. Ambos algoritmos fueron probados en dos rutas diferentes en los tres escenarios. Los resultados obtenidos no indican que algoritmo es mejor, sino que se demuestra que los escenarios son útiles para comparar algoritmos bajo las mismas condiciones.
- Estudio exploratorio para determinar el estilo de manejo y su efecto en el consumo de energía en vehículos eléctricos, aplicando algoritmos de inteligencia artificial(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2021-05-04) Rojas Ruiz, Carlos Arturo; Santana Díaz, Alfredo; emipsanchez; Balbuena Campuzano, Carlos Alberto; Lopez Damian, Efraín; Escuela de Ingeniería y Ciencias; Campus TolucaEste documento presenta la síntesis de una investigación sobre el estilo de manejo y cómo este influye en la autonomía de vehículos eléctricos, mostrando por medio de gráficos la relación existente entre el tipo de conducción y el consumo de energía. La primera parte consta de la definición de conceptos relacionados con el estilo de manejo y con algoritmos de inteligencia artificial, al igual que se presenta información acerca de los vehículos eléctricos y de la dinámica de estos. Posteriormente se presentan las generalidades que se tuvieron en cuenta para la ejecución de las pruebas con las que se entrenarían los algoritmos de inteligencia artificial, información acerca del vehículo que se usó, las características del circuito y la configuración de los participantes y las consignas de manejo usadas, conducción suave, normal y deportiva. Luego de recopilar la información de las pruebas, estas se procesan por medio de la librería Pandas del lenguaje Python, extrayendo valores estadísticos que caracterizan cada una de las corridas y se compilan en una tabla para el entrenamiento de los algoritmos de inteligencia artificial. Tras obtener la tabla que contiene los parámetros que definen a cada prueba, se entrenan los algoritmos con el 75% de estas pruebas, el 25% restante se empleó para la evaluación, comparando lo que se identifica con la etiqueta original, ya sea conducción suave, normal o deportiva. Son varios los algoritmos que se entrenan y se evalúan por medio de métricas como la exactitud en prueba o el tiempo de cómputo. La serie de métricas de evaluación permiten seleccionar el algoritmo con el mejor desempeño para proponerlo como método para la identificación de futuras pruebas. El algoritmo propuesto es la máquina de vectores de soporte con función polinómica de grado 2, que logra un desempeño del 100% de exactitud en prueba y 96,2% en datos de entrenamiento, presentando también el menor tiempo de cómputo de todos los algoritmos. Luego de seleccionar el algoritmo definitivo, se realiza un análisis estadístico de la relación entre el consumo de energía por kilómetro y el nivel o tipo de conductor, de tal forma que se genera un factor por cada nivel de manejo, para corregir el valor generado por la aplicación “Estimador energético y generador de ciclos WLTC para itinerarios considerando la información cartográfica disponible en la red” teniendo en cuenta la influencia del conductor. Finalmente se comprueba la relación entre el estilo de manejo y el consumo de energía en el vehículo, esto se logra al comparar las pruebas reales con los valores calculados teóricamente por la aplicación y se confirma con 120 pruebas teóricas, que tienen en cuenta el factor del conductor en el cálculo energético.
- Determinación de la aceleración positiva relativa (RPA) para un vehículo eléctrico con base en el ciclo de manejo WLTC3 considerando variaciones de pendiente(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2021) Farinango Eskola, Ronny Alexander; SANTANA DIAZ, ALFREDO; 87561; Santana Díaz, Alfredo; emipsanchez; Julio Rodríguez, Jose del Carmen; Escuela de Ingeniería y Ciencias; Campus Toluca; Jiménez Martínez, MoisésLa búsqueda de energías limpias como alternativas de movilidad para promover el desarrollo sostenible, ha llevado a los vehículos eléctricos ser una opción confiable como medio de transporte para cumplir estas expectativas. En los últimos años se ha impulsado la investigación de esta tecnología, lo que ha llevado al Centro de Investigación en Mecatrónica Automotriz (CIMA) a encontrar áreas de oportunidad en este campo de estudio y aportar considerablemente en el constante desarrollo de esta tecnología. La autonomía de un vehículo eléctrico como área de oportunidad ha sido la base de estudios previos que estiman hasta con un 92% de confiabilidad la distancia que el vehículo puede alcanzar con las baterías completamente cargadas. Es el caso del Estimador energético y generador de ciclos WLTC para itinerarios considerando la información cartográfica disponible en la red, el cual consiste en una aplicación desarrollada en el entorno Python, que estima el consumo energético de una trayectoria dada por el usuario y da una aproximación que determina si la trayectoria puede ser completada con la capacidad actual de las baterías. En las pruebas de validación en ruta para monitorear el correcto funcionamiento de la aplicación, se encontraron discrepancias con algunos parámetros que caracterizan el ciclo de manejo WLTC3, en especial con la Aceleración Positiva Relativa (RPA) que es un indicador de la capacidad de un vehículo de entregar la energía mecánica. Esta diferencia ha llevado a establecer valores de RPA que se adapten a un ciclo WLTC3 propuesto y mostrar una clara evidencia que este parámetro difiere entre un vehículo eléctrico y uno de combustión interna. La obtención de estos valores se realizó por medio de un modelo dinámico en el entorno de Matlab/Simulink con las características del vehículo eléctrico tipo miniván FAW FG60, a esto se integró las variaciones de pendientes aleatorias en cada punto del ciclo WLTC3 restringidas por la potencia del motor en cada cambio de velocidad. Al realizar un análisis estadístico de los datos de las 80 pruebas realizadas, la distribución de probabilidad normal permitió asignar un valor que estime el RPA en cada etapa del ciclo WLTC3 para un vehículo eléctrico. Los resultados fueron: 0.4571 KWs/Kg-Km para la etapa baja, 0.3659 KWs/Kg-Km para la etapa media y 0.3452 KWs/Kg-Km para la etapa alta. Los resultados obtenidos mediante simulación en el modelo dinámico propuesto mostraron tener concordancia con los resultados obtenidos en las pruebas de validación en ruta, demostrando que el tiempo de respuesta para el cambio de velocidad en un vehículo eléctrico es menor, lo que le permite entregar una mayor energía por unidad de tiempo, así también, la propuesta del ciclo WLTC3 modificado disminuyó la discrepancia existente en estudios previos con respecto a este parámetro.
- Estimador energético y generador de ciclos WLTC para itinerarios considerando la información cartográfica disponible en la red(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2020) Herrera Sandoval, Cesar Augusto; Santana Díaz, Alfredo; emipsanchez/tolmquevedo; Escuela de ingeniería y Ciencias; Campus TolucaAnte la necesidad ambiental de encontrar alternativas de movilidad que sustituyan los vehículos a combustión, la energía eléctrica se plantea como solución a futuro para la generación de potencia motriz. Uno de los principales inconvenientes de estas tecnologías emergentes, es la incertidumbre por parte del usuario respecto a la capacidad energética del vehículo. Es por esto, que el objetivo de este estudio es calcular la energía requerida en (Wh) para un itinerario definido por el conductor. Para esto se implementaron aplicaciones de Google que permitieron obtener el perfil de elevación y la información pertinente a la distancia y duración de la ruta. Asimismo, se desarrolló un código en Python que permite generar ciclos de manejo, basados en el ciclo WLTC, según la velocidad promedio, asignando las fases del ciclo respectivamente (baja, media, alta y extra-alta velocidad). Al conocerse la elevación, velocidad y aceleración del vehículo en la ruta, se ingresa la información del vehículo en la interfaz desarrollada, mediante el entorno de elaboración de aplicaciones en la web (Dash), para determinar el consumo energético de la ruta seleccionada. Para las pruebas experimentales, se usaron dos vehículos eléctricos y se condujo en dos circuitos en la ciudad de Toluca, México. Los resultados de la tesis fueron satisfactorios respecto a la predicción energética comparada con el consumo medido en los vehículos, siendo el mayor porcentaje de variación 11.86 (%), sobreestimando el valor medido, lo que garantiza que el conductor no tenga una medida errónea y pueda quedarse sin carga. Se realizaron 5 pruebas de conducción por vehículo para cada uno de los circuitos, dando un total de 20 experimentos. Además, la aplicación se ejecutó 30 veces por muestra, arrojando como resultado positivo que la mayor desviación estándar correspondió a ±135.55 Wh.
- Diseño y simulación de sistema de control de tracción para un vehículo eléctrico con motores embebidos en las ruedas.(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2020) López Albarrán, Leobardo; SANTANA DIAZ, ALFREDO; 87561; Santana Díaz, Alfredo; emipsanchez; Chirinos Gamboa, Luciano; López Damián, Efraín; Escuela de ingeniería y Ciencias; Campus TolucaEl mejoramiento de la dinámica de un vehículo eléctrico (VE), su eficiencia y seguridad, son temas de gran interés en los últimos tiempos. Diversos autores han sugerido mejoras en estas áreas a través del accionamiento de los sistemas de tracción, dirección y suspensión de manera independiente en cada rueda. Una de estas propuestas es emplear más de un motor en la propulsión del vehículo, aprovechando sus características. En esta tesis se parte de la modelación del comportamiento estático y dinámico de un VE con motores embebidos en las ruedas (IWM) traseras. Se hace una propuesta de diseño de un sistema de control de tracción conformado por un diferencial electrónico basado en el principio de Ackerman, un control PI enfocado en la velocidad angular de los IWM y un controlador difuso, dedicado al ángulo de derrape y la velocidad angular de guiñada del VE. Se lleva a cabo la simulación del modelo dinámico del VE, del diferencial electrónico y el control PI.