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Sistemas de estimación caótica para señales Chirp en presencia de altos niveles de ruido
Full text linkLa teoría del caos es una rama de los sistemas dinámicos relativamente reciente, esta ha permitido el desarrollo de nuevos sistemas y dispositivos para la transmisión eficiente de información, encriptación, enmascaramiento de datos, detección de señales y sincronización, esto se debe a su alta capacidad para producir secuencias pseudoaleatorias y a su resistencia al ruido. Particularmente, estos sistemas suelen ser robustos y de fácil implementación para la valoración de fallas mecánicas y estructurales, detección de señales biomédicas, o detección de señales para comunicaciones, radar o sonar. Recientemente, han sido desarrollados mecanismos de detección de señales no estacionarias en frecuencia, como es el caso del Sistema de Osciladores Duffing Adaptativo (SODA), el cual conduce al sistema hacia el régimen de intermitencia entre secuencias periódicas y caóticas, logrando altas tasas de detección con relación señal a ruido de -17 dB. Sin embargo, bajo el esquema mencionado anteriormente, no han sido explorados otros sistemas no lineales y caóticos para evaluar y comparar su desempeño en condiciones de ruido severo. Esta investigación presenta el diseño de sistemas no lineales de segundo orden a partir de la teoría de Liènard, lo que permite definir funciones para producir un ciclo límite estable (oscilaciones periódicas). Una vez definidos, los sistemas pueden conducirse hacia un régimen de caos intermitente usando un método de búsqueda y sintonización de parámetros diseñado para tal propósito. A diferencia del sistema Duffing con SODA, los nuevos sistemas propuestos mostraron un incremento de la sensibilidad y mejor rendimiento con relaciones señal-ruido extremadamente bajas (-35 dB). Adicionalmente, los nuevos sistemas resultaron completamente compatibles con mecanismos de detección no estacionaria como el denominado Stopping Oscillations, el cual aprovecha las características no lineales de un simple oscilador, en vez de conducirse en régimen de caos.Chaos theory is a recent branch of study of dynamic systems that has allowed the development of new systems and devices for the efficient transmission of information, masking, data encryption, signal detection, and synchronization, all due to its high capacity to produce pseudo-random sequences and its resistance to noise. In particular, these systems tend to be robust and easy to implement for evaluation of mechanical and structural failures, detection of biomedical signals, communication signals, radar or sonar. Recently, new mechanisms have been developed for non-stationary signal detection as in the case of Adaptive Duffing Oscillator System (ADOS), which drives the system into a chaotic and periodic intermittence regime, achieving high detection rates with a signal-to-noise ratio of -17 dB. Nevertheless, under the scheme mentioned above, other no lineal and chaotic systems have not been tested yet, in order to compare and evaluate their performance in severe noise conditions. This research presents the design of second-order nonlinear systems based on Liènard's theory, which allows defining functions to produce a stable limit cycle (periodic oscillations). Once systems have been defined, they can be lead to a regime of intermittent chaos using a properly design method of parameter search and tuning. Unlike the Duffing system using ADOS, the new systems proposed showed an increase in sensitivity and better performance with an extremely low signal-to-noise ratio (- 35 dB). Furthermore, the new systems proved to be fully compatible with non-stationary detection mechanisms such as the so-called Stopping Oscillation (SO), which takes advantage of the non-linear characteristics of a single oscillator, rather than leading to a regime of chaos
Estimación de la forma y rotación de objetos quasi-amorfos reflectivos a partir de su luminosidad.
Full text linkUna de las estrategias que permite estudiar las características de objetos quasi-amorfos es la manera en que estos reflejan la luz que incide en su superficie, para luego llegar a un observador. El registro de la variación en intensidad lumínica captada por el receptor es denominado curva de luz, la cual se encuentra ligada a la geometría de observación, rotación y forma del objeto. En este trabajo se presenta una estrategia para la inversión de curvas de luz, con el objetivo de obtener la forma, rotación y polo de un objeto quasi-amorfo a partir de la recopilación de curvas de luz registradas bajo distintas geometrías de observación. Posteriormente, la forma del objeto será modelada para ser presentada en una animación donde se visualice la dinámica del objeto frente al observador. La metodología será puesta a prueba al procesar curvas de luz generadas computacionalmente para distintos objetos como cilindros, elipsoides triaxiales y cubos. Además, se complementarán los resultados al presentar la inversión de curva de luz de asteroides tomadas de la base de datos de fotometría de curvas de luz de asteroides DAMIT. Los modelos obtenidos a través de la técnica de inversión serán comparados con objetos conocidos y modelos tridimensionales presentes en bases de datos en el caso de asteroides
Estrategias de Control para la Sincronización de Orientación bajo Vuelo en Formación de VANT
Full text linkEn esta tesis, abordamos el desafiante problema de la sincronización de
orientación en vehículos aéreos no tripulados (UAV) que vuelan en formación.
Nuestro enfoque se centra en la sincronización de formaciones, donde se manejan conjuntos de dos o más vehículos, y específicamente nos adentramos en la dinámica de la formación líder-seguidor. En este contexto, se introduce un líder virtual que se comunica con un único vehículo de la formación. Luego, este vehículo actúa como intermediario al distribuir la información de orientación al resto de los vehículos seguidores, siguiendo la topología definida por un grafo no dirigido de interconexión.
Para abordar este desafío, empleamos métodos basados en el control por consenso, lo que nos permite lograr un control colectivo efectivo en la formación de UAV. La comunicación entre los vehículos se activa mediante eventos, lo que asegura un flujo eficiente y oportuno de la información de los estados de los vehículos. Para evaluar la estabilidad del sistema, aplicamos la teoría de Lyapunov, una herramienta fundamental en el análisis de sistemas dinámicos.
Mediante este enfoque, demostramos la estabilidad del sistema de sincronización de orientación en formación líder-seguidor, lo que garantiza un vuelo coordinado y seguro de los UAV.
Para validar la eficacia de nuestro enfoque, llevamos a cabo simulaciones exhaustivas utilizando el entorno de programación MATLAB. Estas simulaciones se llevaron a cabo en diversos escenarios y condiciones. Los resultados obtenidos fueron altamente satisfactorios, mostrando una sólida sincronización de orientación entre los UAV en formación. Esto respalda la viabilidad y robustez de nuestro enfoque propuesto en situaciones prácticas.In this thesis, we tackle the challenging problem of attitude synchronization
in unmanned aerial vehicles (UAV) flying in formation. Our approach focuses
on formation synchronization, where sets of two or more vehicles are managed, and specifically, we delve into the dynamics of leader-follower formations. In this context, a virtual leader is introduced, which communicates with a single vehicle in the formation. Subsequently, this vehicle acts as an intermediary, distributing attitude information to the rest of the follower vehicles, following the topology defined by an undirected interconnection graph.
To address this challenge, we employ methods based on consensus control,
allowing us to achieve effective collective control in the UAV formation. Communication between the vehicles is triggered by events, ensuring an efficient and timely flow of vehicle state information. To evaluate the stability of the system, we apply Lyapunov theory, a fundamental tool in the analysis of dynamic systems. Through this approach, we demonstrate the stability of the leader-follower formation attitude synchronization system, ensuring coordinated and safe flight of the UAVs.
To validate the effectiveness of our approach, we conduct comprehensive simulations using the MATLAB programming environment. These simulations are carried out in various scenarios and conditions. The obtained results are highly satisfactory, showing a strong attitude synchronization among the UAVs in formation. This supports the feasibility and robustness of our proposed approach in practical situations
Entropía Kolmogorov-Sinaí: Análisis y un caso de aplicación
Full text linkThe document presents a comprehensive analysis of the Kolmogorov-Sinaí metric, briefly explaining the background, interpretation, and needs to identify behaviors in either deterministic or stochastic dynamic systems. In the end, a particular application case is exposed to identify chaos in the discrete Henón map
Método de Melnikov: Análisis y Aplicaciones
No full textA lo largo de los siglos, los científicos han intentando desarrollar diversos métodos para entender los fenómenos en la naturaleza. Algunos métodos, principalmente los matemáticos, inicialmente consistían en aproximar de manera algebraica lineal diversos los fenómenos observados, este hecho marcó el inicio de la comunión entre dos populares estudios, las matemáticas y las naturaleza. En la actualidad, es bien sabido que la gran mayoría de los fenómenos naturales son de carácter no lineal y donde sus modelos matemáticos son cada vez más complejos descritos sobre todo con ecuaciones diferenciales no lineales cuyas soluciones, en general, son difíciles de alcanzar. Por si fuera poco, a finales del siglo XIX se descubrió que ciertos fenómenos regidos por modelos matemáticos no lineales, eran capaces de producir comportamientos complejos aparentemente aleatorios bajos ciertas condiciones especiales. Este comportamiento denominado “caos” no sólo se encuentra en fenómenos naturales tales como crecimiento de población de especies [1] o variaciones en las condiciones del clima [2], sino también puede ser producido en laboratorio. Así el caos es descrito como “un comportamiento aparentemente aleatorio de ciertos sistemas dinámicos no lineales, con alta sensibilidad a sus condiciones iniciales, lo que puede producir múltiples trayectorias no convergentes entre sí en el espacio fase” [3]. Recientemente, los sistemas dinámicos con tal comportamiento continúan siendo explorados permitiendo al mismo tiempo el desarrollo de infinidad de aplicaciones dentro de diversos campos de ingeniería, esto gracias a sus características particulares tales como la resistencia a fuertes perturbaciones externas (ruido) y su capacidad de generación de valores pseudo aleatorios. Las investigaciones correspondientes a estos sistemas denominados ahora sistemas caóticos, tienden a requerir métodos analíticos especializados para su comprensión pudiéndose encontrar: 1. Exponentes de Lyapunov, el cual provee una medida cuantitativa de la tasa exponencial promedio de divergencia o convergencia de las trayectorias vecinas en el espacio fase que describen al sistema [4]. 2. Mapa de Poincaré, que consiste en remplazar un sistema de tiempo continuo de orden n, por un mapa discreto de orden n-1, de modo que es posible realizar un muestreo de puntos de las trayectorias existentes en el espacio fase sobre una superficie en IR2 ortogonal a dichas trayectorias [5]
Método de detección de señales estacionarias ‘STILE’ para sistemas basados en caos
Full text linkThis report presents the development and results for a new detection method applied to chaotic systems, that is inspired in Lyapunov Exponents called “short-time Inspired by Lyapunov Exponent” (STILE). This method is useful for detecting weak stationary frequencies in high noise conditions, when a chaotic system drives itself through the chaos route Type-I intermittence. The method is tested over Duffing system where computer model simulations provide encouraging results for detection of signals with a signal-to-noise of -25 dB
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Full text linkThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Variations on the Author
Full text link“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
Appropriate Similarity Measures for Author Cocitation Analysis
Full text linkWe provide a number of new insights into the methodological discussion about author cocitation analysis. We first argue that the use of the Pearson correlation for measuring the similarity between authors’ cocitation profiles is not very satisfactory. We then discuss what kind of similarity measures may be used as an alternative to the Pearson correlation. We consider three similarity measures in particular. One is the well-known cosine. The other two similarity measures have not been used before in the bibliometric literature. Finally, we show by means of an example that our findings have a high practical relevance.information science;Pearson correlation;cosine;similarity measure;author cocitation analysis
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