Vol. 10, Núm. 2 (2014): Revista I+D TecnológicoLa Universidad Tecnológica de Panamá se complace en presentar a la comunidad científica en general la segunda edición del año 2014 de la Revista de I+D Tecnológico, correspondiente al volumen 10 número 2.https://ridda2.utp.ac.pa/handle/123456789/24532024-03-28T20:11:45Z2024-03-28T20:11:45ZDynamic, Simulation and Control Design of an Unmanned Hovercrafthttps://ridda2.utp.ac.pa/handle/123456789/21672019-12-06T14:50:23ZDynamic, Simulation and Control Design of an Unmanned Hovercraft
A simpli!ed model of the hovercraft is used having three degrees of freedom and the control is considered as having two inputs. This paper addresses the control law problem by reformulating the problem in terms of a direct Lyapunov approach whose derivation is performed using the symbolic manipulation program Maple. The proposed solution for this controller design formulation uses the control law instead of inverse dynamics to determine the coordinate histories for the unspeci!ed axes, and represents a novel approach for the control of the underactuated system such that the control law could stabilize both the actuated and underactuated axes. Simulation of the model is carried out in the MATLAB/Simulink environment, bringing a new effective method to solve the control problem of the hovercraft, which is a dif!cult system to control because its movement is subjected to nonholonomic constraints.
Vehículo Aéreo no Tripulado para Medición de Flujos Atmosféricoshttps://ridda2.utp.ac.pa/handle/123456789/18232019-12-06T14:50:23ZVehículo Aéreo no Tripulado para Medición de Flujos Atmosféricos
Este proyecto fue motivado por la creciente preocupación mundial sobre las emisiones causadas por el hombre y su posible impacto en el ciclo del carbono, calentamiento global y el cambio climático. El intercambio de carbono con la atmósfera ocurre dentro de la capa límite planetaria, y está dominado principalmente por la turbulencia. Por ende, la medición de este !ujo requiere instrumentación capaz de medir vientos en tres dimensiones, y de otros equipos para la cuanti"cación la concentración de dióxido de carbono. La primera etapa, la cual se describe en este documento, tuvo el objetivo de demostrar la factibilidad del uso de un anemómetro sónico a bordo de una aeronave no tripulada para la medición de turbulencia atmosférica. Para esto, se hizo un análisis de las limitaciones y capacidades de los sistemas anemométricos existentes, se diseñó un aeroplano no tripulado capaz de llevar un anemómetro sónico y se realizaron experimentos de campo. Los experimentos revelaron que el sistema puede medir !uctuaciones de viento, no obstante la !uctuación vertical fue mayor que la de la estación terrestre. Esto motivó el desarrollo de un modelo computacional de la aeronave a "n de cuanti"car la perturbación del avión en las mediciones. Un análisis estocástico reveló una exactitud por el orden de ±0.11 m/s. La mayor fuente de error provino del sistema de mediciones inerciales. En posteriores etapas se instalará un analizador de gases para la estimación del !ujo de CO2 basado en el cálculo de covarianzas de Eddy. Este trabajo fue previamente publicado en el trabajo de tesis llamado "Unmanned Aerial Platform for Atmospheric Flux Measurements" como requerimiento de trabajo de graduación del programa de Maestría en "Ciencias de la Ingeniería" de Purdue University.
Este proyecto fue motivado por la creciente preocupación mundial sobre las emisiones causadas por el hombre y su posible impacto en el ciclo del carbono, calentamiento global y el cambio climático. El intercambio de carbono con la atmósfera ocurre dentro de la capa límite planetaria, y está dominado principalmente por la turbulencia. Por ende, la medición de este !ujo requiere instrumentación capaz de medir vientos en tres dimensiones, y de otros equipos para la cuanti"cación la concentración de dióxido de carbono. La primera etapa, la cual se describe en este documento, tuvo el objetivo de demostrar la factibilidad del uso de un anemómetro sónico a bordo de una aeronave no tripulada para la medición de turbulencia atmosférica. Para esto, se hizo un análisis de las limitaciones y capacidades de los sistemas anemométricos existentes, se diseñó un aeroplano no tripulado capaz de llevar un anemómetro sónico y se realizaron experimentos de campo. Los experimentos revelaron que el sistema puede medir !uctuaciones de viento, no obstante la !uctuación vertical fue mayor que la de la estación terrestre. Esto motivó el desarrollo de un modelo computacional de la aeronave a "n de cuanti"car la perturbación del avión en las mediciones. Un análisis estocástico reveló una exactitud por el orden de ±0.11 m/s. La mayor fuente de error provino del sistema de mediciones inerciales. En posteriores etapas se instalará un analizador de gases para la estimación del !ujo de CO2 basado en el cálculo de covarianzas de Eddy. Este trabajo fue previamente publicado en el trabajo de tesis llamado "Unmanned Aerial Platform for Atmospheric Flux Measurements" como requerimiento de trabajo de graduación del programa de Maestría en "Ciencias de la Ingeniería" de Purdue University.
Mejoras en el Entrenamiento de Esquemas de Detección de Sonrisas Basados en AdaBoosthttps://ridda2.utp.ac.pa/handle/123456789/18012019-12-06T14:50:22ZMejoras en el Entrenamiento de Esquemas de Detección de Sonrisas Basados en AdaBoost
El presente artículo aborda aspectos del entrenamiento de la máquina de aprendizaje AdaBoost con modelos de reconocimiento de objetos basados en características de apariencia tales como: Patrones Binarios Locales (LBP), Histograma de Gradientes Orientados (HOG) y características tipo Haar para la detección de sonrisas. En este contexto realizamos un estudio del impacto de varios parámetros de entrenamiento de los modelos. Proponemos un nuevo enfoque con respecto a la selección de muestras positivas utilizadas en el periodo de aprendizaje. A diferencia de otros trabajos que utilizan como muestras positivas rostros sonrientes completos, proponemos utilizar únicamente la sección del rostro correspondiente a la boca sonriente. Las pruebas realizadas muestran que nuestro enfoque ofrece hasta un 40% de disminución en el tiempo de entrenamiento y hasta un 20% de disminución en el tiempo de detección con respecto al enfoque convencional, conservando una precisión de detección comparable. Además, se estudió la in!uencia de la normalización del tamaño de las imágenes de entrenamiento y prueba en ambos enfoques de entrenamiento. También se estudió el impacto del tamaño de las ventanas de análisis en el rendimiento de los métodos de detección para el caso de entrenamiento usando bocas sonrientes como muestras positivas.
Desnitrificación del Agua Potable usando Saccharum spontaneum L. como un Sustrato Sólido Orgánico Naturalhttps://ridda2.utp.ac.pa/handle/123456789/17822019-12-06T14:50:22ZDesnitrificación del Agua Potable usando Saccharum spontaneum L. como un Sustrato Sólido Orgánico Natural
A nivel mundial existe una preocupación acerca de la creciente contaminación por nitrato de cuerpos de agua naturales, como resultado de actividades antropogénicas. Para hacer frente a esta situación, Sustratos Sólidos Orgánicos Naturales (SSON) han sido investigados como fuentes de carbono en la desnitri!cación. A pesar de los avances en este campo, aún existe una falta de conocimiento sobre los procesos cinéticos implicados en la desnitri!cación, utilizando SSON. Por esta razón hemos estudiado la desnitri!cación utilizando Saccharum spontaneum L. (S. spontaneum) como SSON, para entender mejor estos procesos cinéticos. Este documento presenta los resultados experimentales obtenidos para la liberación de carbono orgánico desde S. spontaneum y su uso por las bacterias desnitri!cantes. Pruebas de laboratorio se desarrollaron bajo condiciones anóxicas en reactores batch. Nuestros resultados mostraron que la cinética de liberación de carbono orgánico desde S. spontaneum fue de primer orden (0.08 d-1). Además, la tasa máxima de utilización de nitrato (5.61 mg N-NO3 -/mg VSS·d) y la tasa de desnitri!cación (327mgiiN-NO3 -/L·d) fueron altos. Con este estudio demostramos que es posible obtener altos rendimientos de desnitri!cación utilizando carbono orgánico liberado desde S. spontaneum. Este estudio mejora el conocimiento sobre el uso de SSON, como fuentes alternativas de carbono para la desnitri!cación.