Escuela de Doctorado

Fecha de lectura: 09/05/2025

• DAVIS ORTIZ, ALBERTO: Development of a Fuzzy Logic-Based Algorithm for Stroke Detection in Non-Contrast Computed Tomography Images
  
  Autor/a: DAVIS ORTIZ, ALBERTO
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: INGENIERÍA BIOMÉDICA
  Departamento: Departamento de Ingeniería de Sistemas, Automática e Informática Industrial (ESAII)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 18/02/2025
  Fecha de lectura: 09/05/2025
  Hora de lectura: 16:30
  Lugar de lectura: Aula 28.8, 1a planta, Edifici I, Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona, Campus Diagonal Sud, Av. Diagonal, 64708028 Barcelona
  Director/a de tesis: AYMERICH MARTINEZ, FRANCISCO JAVIER | GORDILLO CASTILLO, NELLY
  Resumen de tesis: El presente trabajo aborda el problema de la detección temprana del ictus, no solo desde la perspectiva de la precisión en la detección, sino también enfocándose en la eficiencia computacional, considerando la limitada disponibilidad de casos para el entrenamiento. Con este propósito, se han desarrollado varios algoritmos para optimizar diferentes procesos, como un algoritmo de extracción cerebral, un algoritmo de transformación afín y un filtro adaptativo específico para el ruido en imágenes de tomografía computarizada. Esta investigación ha generado recursos valiosos, como un atlas cerebral de pacientes mexicanos sanos y una plantilla de territorios vasculares. El uso de atlas permitió la extracción de características de áreas específicas. Las características utilizadas fueron relativamente simples, como histogramas y texturas de Haralick, que se combinaron con análisis discriminante lineal y un sistema de inferencia neurodifuso adaptativo como una segunda capa de extracción de características, y finalmente con una máquina de vectores de soporte como clasificador. En conjunto, estos métodos lograron un rendimiento del 98,25%. Los resultados muestran que el uso del sistema de inferencia neurodifuso adaptativo como extractor de características mejora el rendimiento de otros clasificadores debido a su capacidad para manejar la incertidumbre e identificar relaciones no lineales entre variables. Este estudio contribuye al desarrollo de algoritmos de bajo costo computacional y proporciona nuevas perspectivas y herramientas que podrían aplicarse en un entorno real en el futuro.
  

• PUJOL TORRAMORELL, ROGER: Improving Real-Time Guarantees of Cache Coherence and Advanced Interconnections in Real-Time Systems
  
  Autor/a: PUJOL TORRAMORELL, ROGER
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORES
  Departamento: Departamento de Arquitectura de Computadores (DAC)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 18/03/2025
  Fecha de lectura: 09/05/2025
  Hora de lectura: 10:00
  Lugar de lectura: Sala C6-E101 (Edificio C6)
  Director/a de tesis: CAZORLA ALMEIDA, FRANCISCO JAVIER | ABELLA FERRER, JAIME
  Resumen de tesis: La disertación aborda la investigación para mejorar la previsibilidad temporal y el rendimiento en Critical Real-Time Embedded Systems (CRTES), centrada en Multi-Processor Systems on Chip (MPSoCs). Los CRTES son esenciales en dominios críticos como automoción y aviónica, donde se necesitan funcionalidades complejas y alto rendimiento para tareas como inteligencia artificial y procesamiento de datos multi-sensor. Sin embargo, los MPSoCs enfrentan grandes desafíos de verification and validation (V&V) temporal, especialmente en recursos compartidos como caches e interconexiones, que generan retrasos impredecibles. Esta tesis se enfoca en tres áreas clave para mejorar la previsibilidad en CRTES: coherencia de las cache, predictibilidad en interconexiones y rendimiento de aplicaciones mediante vector extensions.Coherencia de las Cache: En los MPSoCs, los protocolos de coherencia aseguran consistencia de datos entre núcleos, pero las caches compartidas generan contención que afecta la previsibilidad. Modificar protocolos suele ser costoso y complejo. Esta tesis propone el uso de hardware event monitors (HEMs) para observar la contención en caches, proporcionando datos clave para la V&V temporal sin alterar los protocolos existentes. Esta metodología se aplica a MPSoCs comerciales como NXP T1040 y T2080. También se introduce el método Remote Protocol-Contention Tracking (RPCT) para un seguimiento detallado de los retrasos por contención inter-core, ofreciendo información clave para optimizar el software. Además, el método Multiple HEM Validation (MHV) mejora la precisión al validar relaciones entre HEMs, mitigando errores conocidos de medición individual.Interconexiones: Los MPSoCs dependen de protocolos como AXI4 para transferir datos entre núcleos, pero el estándar AXI no incluye restricciones temporales, haciendo impredecible su uso en tiempo real. Para abordar esto, se propone AXI4 Real-Time (AXI4RT), una extensión del protocolo AXI que define parámetros temporales para controlar la duración de transacciones entre interfaces. Esto asegura comunicación predecible y mejora la fiabilidad para aplicaciones en tiempo real. Además, se dan pasos iniciales para rastrear la contención en interconexiones AXI5 mediante HEMs actuales y se proponen nuevos HEMs para mejorar este seguimiento.Application Performance con Vector Extensions: Para satisfacer demandas de rendimiento en CRTES, los MPSoCs utilizan GPUs y aceleradores personalizados, que presentan desafíos de certificación por su complejidad y tiempo impredecible. Esta tesis explora vector extensions (VExt) como alternativa. Las unidades Single Instruction Multiple Data (SIMD), presentes en muchos procesadores embebidos, realizan operaciones paralelas en múltiples elementos de datos, mejorando la velocidad de procesamiento. A diferencia de GPUs, las VExt están integradas en los procesadores y cumplen con estándares de alta integridad como MISRA-C, facilitando su certificación. El análisis de VExt en procesadores COTS como NVIDIA AGX Xavier muestra su potencial para mejorar el rendimiento sin comprometer la certificación.En resumen, esta tesis presenta avances en la previsibilidad de CRTES, ofreciendo soluciones para asegurar tiempos confiables en sistemas embebidos complejos. Al abordar la coherencia de las cache, predictibilidad en interconexiones y application performance, proporciona herramientas y metodologías que mejoran el análisis temporal, habilitando MPSoCs para cumplir garantías en tiempo real.
  

Fecha de lectura: 12/05/2025

• GADELHA TEIXEIRA FILHO, VINICIUS: Conceptualization, Design and Optimal Operation of Hybrid AC-DC Power Router Grids
  
  Autor/a: GADELHA TEIXEIRA FILHO, VINICIUS
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  Programa: INGENIERÍA ELÉCTRICA
  Departamento: Departamento de Ingeniería Eléctrica (DEE)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 10/04/2025
  Fecha de lectura: pendiente
  Hora de lectura: pendiente
  Lugar de lectura: pendiente
  Director/a de tesis: SUMPER, ANDREAS | BULLICH MASSAGUÉ, EDUARD
  Resumen de tesis: Impulsada por objetivos climáticos cada vez más estrictos, la necesidad de modernizar el sistema eléctrico se ha intensificado en los últimos años. La transición hacia un sistema energético inteligente distribuido y descarbonizado requiere modernizar las redes eléctricas para adaptarse a la adopción generalizada de fuentes de energía renovable (RES), vehículos eléctricos (EVs) y recursos energéticos distribuidos (DERs). Un factor clave para posibilitar esto son los avances en electrónica de potencia y su implementación generalizada. La tecnología del Router de Potencia (Power Router, PR) es crucial para esta transición, ya que facilita una gestión flexible y eficiente de la electricidad, así como la integración entre redes de corriente alterna (CA) y corriente continua (CC). Se trata de un dispositivo compuesto por múltiples puertos que proporciona una interfaz integrada entre diferentes elementos de una red eléctrica controlando la potencia entre los puertos.En la primera parte de esta tesis, se investigan diferentes tipos de conceptos de PR y se define un nuevo concepto de red basado en PRs, denominado Red de Routers de Potencia (Power Router Grid, PRG). El concepto de PR adoptado consiste en acoplar un conjunto de convertidores de fuente de voltaje a un bus de corriente continua común, en el que cada convertidor actúa como un puerto de entrada o salida diferente. El modelo de convertidor utilizado es el Convertidor Modular Multinivel (MMC), adaptable para PRs con cualquier número de puertos y cualquier nivel de potencia. Posteriormente, se presenta la teoría detrás del PRG. Primero, se propone un conjunto de reglas para garantizar la configuración y operación correctas del PRG. En segundo lugar, se definen los roles de cada PR en función de sus tareas dentro del PRG. Finalmente, en combinación con métodos de teoría de grafos, se introduce un nuevo concepto denominado árbol slack (Slack Tree, ST). El ST es la estructura que regula y asegura el equilibrio de potencia y la viabilidad operativa del PRG, y es una ruta de conexión entre todos los puertos que operan como elemento slack.En la segunda parte, todos estos conceptos innovadores detrás del PRG se combinan con modelos de flujo de potencia óptimo (Optimal Power Flow, OPF), técnicas de convexidad y modelado de pérdidas de los convertidores. El objetivo es crear una formulación OPF convexa basada en Python adecuada para cualquier red híbrida AC-DC basada en PRs. La formulación matemática se basa en una relajación de segundo orden de las ecuaciones tradicionales de flujo de potencia aplicadas a redes radiales. Sin embargo, el PRG-OPF desarrollado, gracias a las características de desacoplamiento de los PRs, se demuestra adecuado para cualquier red mallada a través de PRs. En la última parte de la tesis, esta formulación se amplía para incluir los efectos de las pérdidas de los convertidores. Adicionalmente, se desarrollan e integran otras restricciones relacionadas con líneas CC y la integración de redes CA. La formulación OPF propuesta considera las pérdidas y utiliza todo el potencial de los PRs para integrar diferentes sistemas.A lo largo de esta tesis doctoral, se presentan siete estudios de caso para demostrar la validez de los conceptos propuestos. Específicamente, los análisis de flujo de potencia muestran la viabilidad del diseño altamente flexible del PRG. Se realizan diversos análisis de sensibilidad para evaluar el impacto de las pérdidas de los convertidores y también la selección del ST en la operación óptima del PRG. Entre las conclusiones clave, los resultados demuestran que la elección del ST no afecta significativamente las pérdidas en las líneas y que, a pesar de las pérdidas adicionales de los convertidores, el PRG es más eficiente que una red tradicional en la mayoría de los escenarios, particularmente cuando se consideran cargas con factores de potencia bajos.
  

Fecha de lectura: 14/05/2025

• , DUOLAN: Integration of Spatial and Temporal Patterns for ecological environment management in River-Riparian System
  
  Autor/a: , DUOLAN
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: INGENIERÍA CIVIL
  Departamento: Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos de Barcelona (ETSECCPB)
  Modalidad: Compendio de publicaciones
  Fecha de depósito: 18/03/2025
  Fecha de lectura: 14/05/2025
  Hora de lectura: 12:00
  Lugar de lectura: ETSECCPBC/Jordi Girona 1-3, edificio C2Sala de Conferencias (2ª planta)Barcelona
  Director/a de tesis: BLADE CASTELLET, ERNEST | SANCHEZ JUNY, MARTI
  Resumen de tesis: Los ríos son transportadores fundamentales de recursos hídricos y componentes esenciales de los ecosistemas. En algunas regiones, los ríos han sido artificialmente estrechados, las áreas ribereñas han sido invadidas, los recursos ribereños han sido sobreexplotados y se han impuesto restricciones artificiales en los cauces. Esto ha resultado en la pérdida de la capacidad de los ríos para recibir y almacenar aguas de inundación, provocando el colapso de las orillas y la destrucción de diques, afectando gravemente la estabilidad del río, amenazando la seguridad de puentes, alcantarillas y otras infraestructuras críticas relacionadas con los ríos, y poniendo en peligro el medio ambiente ecológico.La definición de las zonas ribereñas es particularmente importante para la gestión y protección de los ríos. En la implementación de políticas para promover la gestión fluvial en diversos países, se ha puesto énfasis en fortalecer la gestión de las zonas ribereñas, garantizando la seguridad en el control de inundaciones y aprovechando plenamente los beneficios ecológicos integrales de los ríos. En los últimos años, varios países han propuesto leyes y regulaciones principalmente para controlar la sobreexplotación, restaurar el crecimiento de la vegetación natural en las zonas ribereñas, proteger los hábitats y mejorar el control de inundaciones.Con el desarrollo social ligado al agua, se resalta la armonía entre impacto ambiental y beneficios ecológicos. Cambios en la forma de los ríos, lechos artificiales y construcción de orillas afectan la vida acuática y destruyen hábitats terrestres. Además, la regulación de ríos altera el ecosistema. Para reducir estos efectos, agencias gubernamentales aplican protocolos de evaluación y monitoreo, como análisis del hábitat físico, hidromorfología y cambios en el régimen hidrológico.La investigación comienza con un análisis retrospectivo como punto de partida para comprender cómo las leyes y regulaciones existentes sobre desarrollo y restauración carecen de una integración efectiva y presentan una adaptabilidad limitada. Se desarrolla un modelo río-ribera basado en modelado hidráulico bidimensional integrado con modelado numérico, utilizando datos topográficos, hidrológicos, de vegetación y de suelo para analizar el ciclo hidroecológico dentro de la zona ribereña y delinear sus límites. El modelo busca proporcionar un enfoque específico para la delimitación de la zona ribereña. Además, se propone un sistema de parámetros para la evaluación del estado ecológico, enfocado en las principales contradicciones entre la conservación ambiental y los servicios ecosistémicos de las zonas ribereñas. Con el fin de desarrollar y analizar estrategias para lograr un buen estado ecológico de los cuerpos de agua y las zonas ribereñas, la metodología de delimitación de zonas ribereñas ofrecerá herramientas para mejorar la coordinación entre las necesidades del desarrollo de recursos ribereños y la protección y uso de los ecosistemas, mientras que el sistema de evaluación del entorno ecológico evaluará la calidad hidromorfológica y fomentará un desarrollo saludable del medio ambiente ecológico.Los hallazgos de esta investigación proponen un método práctico y efectivo para la delimitación de zonas ribereñas, aplicable universalmente. Se destaca por su utilidad en la gestión de prácticas ribereñas y como referencia para el desarrollo de estrategias políticas. El método de evaluación cuantitativa cubre los aspectos clave de la calidad hidromorfológica, eliminando la subjetividad en la asignación de pesos y clasificación de niveles de evaluación, y evitando cálculos complejos. El método de evaluación de áreas fluviales y ribereñas permite a los tomadores de decisiones analizar fácilmente los problemas a través de los resultados obtenidos y sentar las bases para soluciones futuras.
  

Fecha de lectura: 15/05/2025

• MORADMAND JAZI, HAMED: Design and implementation of lowinterference, high efficiency, power electronicbased power system for PV applications
  
  Autor/a: MORADMAND JAZI, HAMED
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: INGENIERÍA ELECTRÓNICA
  Departamento: Departamento de Ingeniería Electrónica (EEL)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 13/03/2025
  Fecha de lectura: 15/05/2025
  Hora de lectura: 11:30
  Lugar de lectura: Escola d'enginyeria de Barcelona Est. Edifici A, Aula Polivalent A0.03https://meet.google.com/fty-smyy-fgj
  Director/a de tesis: MARTINEZ GARCIA, HERMINIO | VELASCO QUESADA, GUILLERMO
  Resumen de tesis: En la actualidad, los convertidores elevadores con respuesta dinámica rápida son demandados en gran número de aplicaciones, como son los sistemas de alimentación ininterrumpida, utilizados para alimentar cargas sensibles, y los convertidores DC-DC en microinversores fotovoltaicos conectados a la red, que garantizan la extracción de la máxima potencia de los paneles fotovoltaicos. Se han realizado varios estudios sobre convertidores elevadores con el fin de aumentar la ganancia en tensión y la eficiencia, así como para reducir el estrés de voltaje en los semiconductores, mientras que en una primera instancia se ha prestado menos atención a su respuesta dinámica.Un convertidor que pueda compensar rápidamente las variaciones de carga tendría una respuesta dinámica más rápida y unos menores sobreimpulso y subimpulso en el voltaje y la corriente de salida. En esta investigación, se estudiarán diversos convertidores conmutados para lograr nuevas topologías que tengan la capacidad de ofrecer una respuesta dinámica más rápida y una mayor ganancia en tensión para las aplicaciones mencionadas. La combinación de algunos convertidores tiene el potencial de eliminar el cero en el semiplano derecho y permitir que los convertidores respondan a las variaciones de carga a un ritmo más rápido sin realizar cambios en el circuito de control ni de filtrado.Si el convertidor integrado puede transferir energía desde la entrada hasta la carga en todos los modos de operación, independientemente de si el interruptor está activado o no, el convertidor podría compensar las variaciones de carga con una menor interrupción. Esta teoría puede evaluarse y demostrarse mediante cálculos teóricos sobre la respuesta del control y la situación de los ceros y polos de la función de transferencia en lazo cerrado del convertidor. Para evaluar los logros de esta investigación, se pueden analizar las magnitudes dinámicas en la respuesta a un escalón de los convertidores (como el sobreimpulso máximo, el tiempo de subida y el tiempo de establecimiento). Además, la ganancia en tensión y la eficiencia de los convertidores son cualidades importantes que deben considerarse en las comparaciones que se realizarán.