Tesis de Mecatrónica
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Browsing Tesis de Mecatrónica by Subject "https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.00.00"
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Item Adaptación del algoritmo de FABRIK para la solución de la cinemática inversa de robots manipuladores seriales redundantes(Universidad Nacional de Trujillo, 2023-10) Orbegoso Moreno, Luis Antonio; Alva Alcántara, Josmell HenryEn el presente trabajo de tesis se desarrolla un estudio cuantitativo de alcance correlacional en donde se plantea una adaptación en el campo de la robótica del método heurístico de FABRIK, un algoritmo aplicado en los gráficos por ordenador caracterizado por su rápida convergencia y facilidad de computación, para mejorar la convergencia a la solución de la cinemática inversa de robots manipuladores seriales redundantes. Esto debido a que el aumento de los grados de libertad hace que la cinemática inversa sea una tarea que implica una elevada carga computacional para hallar una solución a este problema. Para demostrar la efectividad de la adaptación del algoritmo de planteado, se realizó un estudio comparativo entre el método propuesto y los métodos iterativos de vanguardia empleados para resolver la cinemática inversa de robots (el método Particle Swarm Optimization (PSO), el método Quantum Particle Swarm Optimization (QPSO), el método por algoritmos genéticos (GA) y el método por mínimos cuadrados amortiguados (DLS)). Este análisis comparativo se realizó para 5 cadenas cinemáticas de robots seriales redundantes de 7, 9, 11, 13 y 15 grados de libertad compuestos por articulaciones bisagra y pivote. A modo de indicadores de medición en las pruebas se consideraron al tiempo de ejecución, el número de iteraciones y el error cuadrático medio (RMSE) de dichos métodos para cada una de las 500 posturas aleatorias objetivas en el espacio predefinidas para cada una de las 5 cadenas cinemáticas robóticas. Finalmente, para validar la hipótesis de que el algoritmo propuesto supone una mejora significativa en el tiempo, número de iteraciones y RMSE, se aplicó la prueba ANOVA de Medidas Repetidas, donde se obtuvo un p-valor cercano a cero para las comparaciones del método propuesto con los otros algoritmos, lo que valida la hipótesis del presente trabajo.Item Análisis, diseño energético y control de una terma solar de tubos al vacío de150 litros adaptada a condiciones climáticas del Norte Costero del Perú(Universidad Nacional de Trujillo, 2020) Urbano Ramos, Wilmer Eddy; Mendoza Orbegoso, ElderEl proposito de este trabajo es desarrollar una herramienta numerica con la ayuda de la dinamica de fluidos computacional y el trabajo experimental en contrado en la literatura para disenar y analizar el desempeno hidraulico y termico de los calentadores de agua de vidrio de tubo devacıo solares en estado inestable. El rendimiento hidraulico y termico de este tipo de calentadorde agua solar esta influenciado por susconfiguraciones geometricas, como el numero, lalongitud, el diametro y la inclinacion de los tubos de vacıo,ası como el diametro y la longitud del tanque dealmacenamiento.Las condiciones latitudinales y climaticas influiran en el rendimiento termico e hidraulico de este equipo. Esta herramienta numerica fue desarrollada en el software Matlab donde las correlaciones empıricas asistidas por simulaciones CFD en ANSYS-CFX permitieron investigar la configuracion geometrica de un calentador de agua solarde150lt que ofrece el mejor rendimiento termico. Seanalizaron dos configuraciones de calentadores termicos(i) primera configuracion con 1m de longitud de colector y 10 tubos de vacıo y(ii) segunda configuracion con 2m de longitud decolectory 15 tubos de vacıo. Ambos calentadores de agua solar es de tubo de vacıo fueron simulados considerando cuatro dıas especıficos asociados con sus condiciones climaticas locales: (a) temperatura ambiente alta y baja,y (b) irradiancia solar alta y baja. Los resultados numericos han demostrado que el numero de tubos y la longitud del tanque de almacenamiento no influyen en la evolucion temporal del flujo masico en el limite del extremo de los tubos de vacıo y el tanque de almacenamiento. En el dia con condiciones de alta irradiancia,se obtuvieron gradientes de temperatura de hasta 26.2◦C y 74.3◦C para el agua dentro de surespectiva configuracion de primer y segundo tanque .Se obtuvieron resultados de temperatura de gradiente similares en un dıa con temperatura ambiente alta. n dıas con baja irradiancia solar y baja temperaturaambiente, el gradiente de temperatura de la segunda configuracion es tres veces el gradiente de temperatura del agua dentro de la primera configuracion.Item Determinación de la relación entre el nivel de pH de un líquido y la variación de los parámetros de dispersión en la frecuencia de resonancia de una línea de transmisión Microstrip con Stub resonante(Universidad Nacional de Trujillo, 2023-11) Becerra Pérez, Marco Antonio; Manzano Ramos, Edgar AndreEn el presente informe de investigación se describe el procedimiento para la determinación de la relación entre el cambio en la frecuencia de resonancia y el nivel de potencial de hidrogeno (pH) de una muestra líquida a través de los parámetros de dispersión o parámetros S; mediante el diseño e implementación de un sensor basado en una línea de transmisión Microstrip con Stub resonante. Para la realización del sistema sensor se ha diseñado una línea de transmisión Microstrip con un Stub en paralelo para poder obtener una resonancia en la frecuencia de 3 GHz; este diseño ha sido simulado en el software ANSYS para la realización de un análisis electromagnético. Posteriormente se ha fabricado el mencionado dispositivo mediante manufactura substractiva por medio de una CNC en FR4, material para placas de circuito impreso, que cuenta con un substrato de epoxi con una permitividad relativa de 4.4. El dispositivo electromagnético es complementado con un dispositivo microfluídico, como medio contenedor de la muestra líquida, para ello se ha hecho uso de Polidimetilsiloxano (PDMS) polímero por el cual se podrá mantener cada ensayo de medición libre de substancias líquida debido a su capacidad hidrofóbica. La geometría de la estructura de PDMS será diseñada a partir de un análisis electromagnético según las zonas de mayor intensidad de campo eléctrico de acuerdo a la simulación realizada en ANSYS HFSS, y fue fabricado usando la técnica de réplica por molde mediante impresión 3D en resina. La parte electromagnética y microfluídica se ensamblan para formar el dispositivo sensor, en donde se deposita la muestra líquida en el canal microfluídico y se procede a medir los parámetros de dispersión de la línea de transmisión resonante mediante el Analizador Vectorial de Redes (VNA); estos datos son procesados obteniendo el coeficiente de determinación 𝑅2 para el ajuste de los datos de forma que se pueda reconocer la relación que mantienen ambas variables.Item Diseño e implementación de un sistema automatizado en cámara de gasificado de arándanos del centro de acopio de Santo Domingo de DANPER TRUJILLO S.A.C.(Universidad Nacional de Trujillo, 2023) Velásquez Trelles, Roger Eduardo; Manzano Ramos, Edgar AndreRoger Eduardo Velásquez Trelles; Edgar André Manzano Ramos. Diseño e implementación de un sistema automatizado en cámara de gasificado de arándanos del centro de acopio de Santo Domingo de DANPER TRUJILLO S.A.C. Trujillo, 2022, 177 páginas. Tesis para optar el título de Ingeniero Mecatrónico, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Trujillo. En la presente tesis se diseña e implementa el sistema automatizado en cámara de gasificado de arándanos del centro de acopio de Santo Domingo de DANPER TRUJILLO S.A.C., con el fin de la mejoría de la calidad de dicho proceso. En primer lugar, se realizó una identificación del procedimiento del proceso de gasificado del arándano. Luego, seleccionamos los componentes más adecuados para la implementación del sistema automatizado mediante el método de criterios ponderados. Seguidamente se planteó la arquitectura del sistema automatizado mediante el diseño del plano P&ID, el diseño del tablero de control y los protocolos de comunicación TCP y RTU, y se desarrolló un algoritmo de control mediante la lógica Ladder, implementada en un PLC utilizando una programación estructurada; para así, optimizar los recursos del controlador. Se diseñó una interfaz de control y monitoreo en el HMI simulándola en conjunto con la programación del PLC a modo de corrección de errores. Finalmente, con la implementación del sistema automatizado se instaló una red de tuberías para la dosificación y el sistema de cierre y apertura de la compuerta mediante el servomotor, mientras que con la puesta en marcha del sistema automatizado se logró el control de temperatura, la dosificación de la cantidad de SO2 requerida y el cumplimiento de los tiempos por cada etapa del proceso.Item Diseño e implementación de un sistema para la detección de neumonía basado en pulsioximetría y algoritmos de Deep Learning aplicados al análisis de radiografías(Universidad Nacional de Trujillo, 2024-07) Aguirre Valverde, Jack Lut; Asto Rodríguez, Emerson MáximoEn el presente proyecto de ingeniería se diseñó un sistema para la detección de neumonía en niños menores de 5 años basándose en la medición de saturación de oxígeno en la sangre y del procesamiento de imágenes radiográficas por medio de algoritmos de Deep Learning. Al comparar diversos algoritmos a partir de los antecedentes consultados, se identificaron a las arquitecturas MobileNet y VGG19 como las más aptas para esta aplicación. Luego, se identificó la base de datos pública del Centro Médico de Mujeres y Niños de Guangzhou, la cual sirvió para realizar el entrenamiento, la validación y la prueba de cada uno de los modelos propuestos. Para iniciar con el desarrollo, se redimensionó las imágenes a 224x224 píxeles y se mejoró el contraste de estas por medio de la ecualización de histograma y se aplicó el método de aumento de datos para generalizar la información de entrada al modelo de Deep Learning. Es así como, se realizaron diferentes comparaciones para determinar qué modelo propuesto contaba con las mejores prestaciones. Gracias a ello se pudo identificar mejores resultados al no utilizar pesos pre entrenados para el modelo, utilizar el algoritmo de optimización SGD, hacer uso de la arquitectura MobileNet y valerse de capas de Dropout a 50% entre cada una de las capas densas añadidas al modelo. El modelo realizado fue entrenado por 20 épocas y obtuvo 90.66 % y 95.48 % para los valores de exactitud y sensibilidad, respectivamente. Finalmente, se construyó un sistema de pulsioximetría con errores bajo 1% y una desviación estándar de 0.688%, que, integrado en una interfaz gráfica de usuario (GUI) con el modelo de Deep Learning, disminuyó los falsos positivos y casos no detectados, alcanzando una exactitud del sistema integrado del 97.00%.Item Estimación de la biomasa de pastizales mediante machine learning aplicado a imágenes aéreas captadas por vehículos aéreos no tripulados para agricultura de precisión(Universidad Nacional de Trujillo, 2024-01) Carrasco Cervantes, Marcia Carolina; Asto Rodriguez, Emerson MaximoEn el presente trabajo de investigación se tuvo como objetivo plantear una manera de mejorar la precisión en el proceso de estimación de biomasa haciendo uso de imágenes aéreas y técnicas de Machine Learning, siendo este un trabajo aplicativo-descriptivo. Para esto se recopilaron los valores de precisión obtenidos en trabajos previos y se desarrolló un nuevo sistema de estimación utilizando redes neuronales artificiales, la precisión obtenida en este nuevo sistema se comparó con los valores recopilados para determinar cuál de las técnicas utilizadas es la mejor en términos de precisión. La parte innovadora en el presente trabajo es el uso de redes neuronales convolucionales combinadas con un perceptrón multicapa, ya que esta técnica no ha sido utilizada en la bibliografía revisada. Al finalizar el experimento se obtuvo como resultado un R2=0.597, R=0.772 y RMSE=16.66% haciendo uso de 403 entradas de datos y usando imágenes RGB únicamente, considerando la cantidad de datos analizados y la tecnología utilizada (Dron DJI Phantom 4), se concluyó que los resultados obtenidos representan una mejora respecto a los requerimientos del objeto de estudio y asimismo se acercan bastante a los resultados recopilados de trabajos previos.