Tag Archives: Papers

Publicació a la revista AUTOMATICA and INFORMATICS

Posted on by

El professor Dr. Jordi Cruz acaba de publicar un article a la revista AUTOMATICA and INFORMATICS, titulat “A Comparative Evaluation of the Predictive Ability of PLS and RBF ANN Calibration Techniques Applied to SW-NIR Meat Data”. Aquest treball ha estat fruit de la investigació d’en Jordi amb els Químics de la Bulgarian Academy of Sciences.

En aquest estudi s’han comparat els mètodes quimiomètrics lineals i no lineals. Els espectres de transmitància de mostres de carn de porc es van registrar mitjançant Short Wave-Near Infrared Spectroscopy (SW-NIR) (850 nm-1.050 nm).

S’han seleccionat el Partial Least Squares Regresion (PLSR) i Radial Basis Functions Neural Networks (RBF NN) per tal de determinar el contingut d’humitat i greix.

La raó per utilitzar RBF ANN és ​​la no linealitat significativa que s’exhibeix entre els espectres i el contingut de greix i humitat.

Figura 1. Els espectres NIR i els espectres preprocessats: MSC, SNV i D1+SNV del conjunt de dades de calibratge.

S’han combinat PLSR i RBF NN amb arquitectura diferent amb diferents tècniques de pretractaments de dades com la Primera Derivada (D1), Standard Normal Variate (SNV), Multiplicative Signal Correction (MSC) i les combinacions de MSC i SNV amb primera derivada. 

Els pretractaments òptims per humitat han estat MSC per a la humitat, i la combinació de D1 i SNV per al greix.

Per PLSR, els valors RMSEP  utilitzant MSC amb un 2,3% (PLSR) i un 1,3% (NN) per a la determinació de la humitat.

Figura 2. Gràfic predit versus nominal per a la determinació òptima d’humitat PLS (MSC). Gràfic predit versus nominal per a la determinació òptima d’humitat RBF ANN (MSC). EJCR i gràfic de residuals per a dos models.

En el cas de la determinació del greix PLSR emprant la combinació de SNV i D1, es va obtenir uns valors de RMSEP  de 1,7% (PLSR) i un 0,7% (NN).

Els valors d’error de predicció per a xarxes neuronals són millors que pels obtinguts amb PLSR, però l’aplicació d’aquests mètodes és costosa i la millora predictiva respecte els mètodes PLSR no és significativa per apostar per un canvi a mètodes no lineals. 

Figura 3. Gràfic predit versus nominal per a la determinació òptima de greix PLS (D1+ SNV). Gràfic predit versus nominal per a la determinació òptima de greix  RBF ANN (D1+ SNV). EJCR i gràfic de residuals per a dos models.

Aquests resultats de predicció fan el PLSR i l’espectroscòpia SW-NIR idònies a implementar en el control de la qualitat en la indústria càrnica.

Publicació a la revista: “Avances de Investigación en Educación Matemática”

Posted on by

El professor de l’EUSS Dr. Ignasi Florensa, acaba de publicar un article a la revista Avances de Investigación en Educación Matemática, titulat “Contribuciones de los recorridos de estudio e investigación en la universidad: el caso de la formación del profesorado”.

Aquest treball ha estat fruit de la investigació en col·laboració amb les doctores Berta Barquero i Marianna Bosch de la Universitat de Barcelona.

Exemples de tècniques utilitzades pels estudiants: model basat en la regla de tres (esquerra) o models geomètrics-aritmètics (dreta).

En aquest treball s’analitza la implementació de propostes de formació en l’àmbit universitari que promouen un canvi de paradigma pedagògic. En el marc de la teoria antropològica del didàctic s’han dissenyat recorreguts d’estudi i investigació com dispositius d’ensenyament en la transició entre paradigmes. Concretament, s’estudia l’adaptació d’aquests REI al cas de la formació del professorat del grau de mestre de primària i infantil.

Publicació a la revista: IEEE Transactions on Power Electronics

Posted on by

El Dr. Àngel Borrell professor de l’EUSS, acaba de publicar un nou article de recerca a la revista IEEE Transactions on Power Electronics titulat: “Collaborative Voltage Unbalance Compensation in Islanded AC Microgrids with Grid-Forming Inverters”. Aquest treball ha estat una col·laboració de l’EUSS amb els Departaments d’Electrònica i de Control Automàtic de la UPC.

La presència de càrregues desequilibrades en els sistemes d’alimentació crea desequilibris de tensió que pertorben el funcionament de càrregues sensibles com motors d’inducció, convertidors d’electrònica de potència i variadors de velocitat.

(A) Migrocrid rid illada AC genèrica amb càrrega desequilibrada en el node k, i (B) Integració de control VUC en l’esquema de control de potència existent.

En aquest article es presenta un nou esquema de control que aconsegueix un equilibri de tensió precís a qualsevol node d’una microxarxa de corrent alterna illada amb una integració perfecta amb el control jeràrquic existent de la microxarxa. S’adopta una arquitectura mestre-esclau per a la compensació del desequilibri a causa dels seus baixos requisits de trànsit de xarxa i la seva concepció modular. La compensació de desequilibri segueix un principi de col·laboració on les injeccions de corrent es calculen en funció de la capacitat de corrent de cada inversor, evitant així la tensió de sobreintensitat de la compensació de desequilibri per un únic inversor. El treball presenta l’anàlisi d’estabilitat i les directrius de disseny dels paràmetres de control. El rendiment de la proposta de control s’ha provat amb èxit en una microxarxa de laboratori. Es presenten els resultats experimentals seleccionats.

Publicació a la revista Energy Science & Engineering: anàlisi de l’ús d’energia del tràfic transitori

Posted on by

El professor de l’EUSS, Dr. Ulises Diego-Ayala acaba de publicar un article de recerca a la revista Energy Science & Engineering titulat “Transient traffic energy‐use analysis employing video‐tracking and microscopic modeling techniques: A case study using electric and combustion engine vehicles”. Aquest treball ha estat una col·laboració de l’EUSS amb l’Instituto de Ciencias de la Atmósfera y Cambio Climático i la Facultat d’ Arquitectura de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

En aquest treball es proposa un mètode per determinar l’ús d’energia i les emissions en trànsit transitori dels vehicles. Funciona a una escala de temps microscòpica d’1 segon, capturant dinàmiques crítiques de “parada i arrancada” del vehicle en un entorn computacional controlat i repetible. Això permet la definició d’una funció de sensibilitat que vincula l’ús d’energia amb el flux de trànsit, proporcionant un paràmetre de comparació addicional. Per obtenir les dades dinàmiques, crucials per a la implementació i validació del modelatge de trànsit transitori, s’utilitza una tècnica de seguiment de vídeo per superar les deficiències de les dades del velocímetre i del GPS. Aquest enfocament permet observar i reproduir l’escena de trànsit.

Una vegada que el sistema conté dinàmiques precises, es pot implementar per a escenaris de trànsit com ara interseccions, zones escolars o futurs projectes de carreteres. Qualsevol tecnologia vehicular simulada es pot incorporar a l’anàlisi. Es va implementar un estudi de cas utilitzant 1.000 vehicles elèctrics i amb motor de combustió que interactuaven amb camions, autobusos i motocicletes, mentre es monitoraven sistemes de vehicles individuals. Aquests inclouen el tren de propulsió i la frenada regenerativa per aconseguir l’ús d’energia i les emissions. Els vehicles elèctrics no només van ser més eficients, sinó també menys sensibles a l’acumulació de trànsit que els motors de combustió.

Les tècniques que es presenten en aquest article presten al disseny i avaluació tecnològics i permeten provar sistemes de vehicles reals per a la planificació energètica i de trànsit sostenible.

(A) Fluxe d’informació proposada i (B) procés de validació del model de tràfic microscòpic basat en agents.

Publicació al Journal of Chemistry Education: REI en Química sobre la qualitat de l’aigua

Posted on by

Els doctors, Miquel Àngel Amer, Carles Luque i la Dra. Elena Bartolomé acaben de publicar un article de recerca a la revista, Journal of Chemical Education titulat “Study and Research Path for Learning General Chemistry: Analyzing the Quality of Drinking Water”.

En aquest treball s’ha investigat l’ús de la metodologia REI (Recorregut d’Estudi i Investigació) per a l’aprenentatge de la Química general, una assignatura que sovint es troba al pla d’estudis de primer any de moltes titulacions tècniques. 

En els darrers anys els REIs han sorgit com una metodologia molt interessant basada en la recerca I l’estudi de projectes pràctics. En el REI, la cerca d’una resposta a una pregunta generatriu proposada a la classe (Q0) deriva en un esquema arborescent de preguntes i respostes, que es resumeixen en un mapa Q−A.

Exemple de mapa Q-A mapa derivat de la subpregunta Q03- “Quin és el pH de l’aigua de l’aixeta de la teva Ciutat?”

En el cas d’estudi del present treball, es va dissenyar, implementar i analitzar un REI específic per l’assignatura de Química del Grau d’Enginyeria impartit a l’EUSS. La pregunta generatriu del REI, va ser “Quina és la qualitat de l’aigua de l’aixeta a la teva ciutat?”. Aquesta pregunta va portar a l’alumnat a familiaritzar-se amb els estàndards i aprendre diferents tècniques d’anàlisi químiques per determinar els paràmetres de qualitat de l’aigua (com ara la duresa, el pH, el residu sec, la concentració de sulfats i clorurs).

Diferents activitats d’estudi i investigació durant el REI de Química impartit a l’EUSS el curs 2020-2021: (a) Presentació d’una subpregunta generatriu i dibuix del mapa Q-A mapa general en la pissarra (b) discussió entre membres del grup (c) determinació dels clorurs (d) mesura del pH (e) discussió entre professorat i l’alumnat (f) presentació oral dels mapes Q-A i discussió.

Els resultats de la primera edició del REI en Química mostren que aquesta metodologia va ser molt enriquidora per a l’aprenentatge de l’assignatura, va ampliar resultats en una ampliació dels recursos d’aprenentatge respecte al curs tradicional. El disseny específic del REI va ajudar a superar els problemes didàctics identificats en l’organització anterior, mitjançant la integració dels continguts teòrics i experimentals, millorant les competències de treball en el laboratori de l’alumnat.

El REI va donar-li un “sentit” al curs, augmentant així la motivació. Tant l’alumnat com el professorat es van adaptar fàcilment al nou format d’instrucció.

Els resultats d’aquest treball obren noves oportunitats per a l’aplicació dels REIs en altres cursos de Química.