Feedback control procedure for energy efficiency optimization of microwave-heating ovens

This paper presents an automatic calibration procedure that permits to industrial or domestic microwaves ovens working at optimal energetic efficiency conditions. This method is based on a low-power iterative measurement of the microwave oven scattering parameters for several sample locations to find the most efficient position by measuring energy reflections at feeding ports and the coupling between them for each sample position. These low-power measurements have been validated through high-power microwave- heating tests showing that, at the optimal estimated position, microwave absorption and therefore temperature increment is maximum. The method provides good matching levels independently of the sample geometry and permittivity without the need of any external matching device.The authors wish to thank Incusa S. A. for the provision of leather samples, IMPIVA for the financial support in the development of this study, and Electrothermie Microonde of the ENSEEIHT in Toulouse for the construction of the microwave prototype

Novel Simulink blockset for image processing codesign

In this paper we present a novel Simulink blockset which is conceived especially for image processing hybrid systems. The blockset is composed of several libraries with different abstraction levels (high-level, hardware and software) allowing the co-design and simulation of an entire hardware/software system. This background setting is complemented by a set of tools that automates the transition through the different descriptions of the system and helps to make the critical decisions in the partition phase. In addition, a co-design flow is proposed to take advantage of the blockset features. All these items shape a "co-design environment" that allows an easy and quick exploration of the design space to obtain optimised solutions which satisfy the system restriction

A novel design of a robust ten-port microwave reflectometer with autonomous calibration by using neural networks

In this study, a novel ten-port waveguide microwave sensor is designed, implemented, calibrated and tested in order to obtain the reflection coefficient magnitude and phase. This reflectometer is based on the well known six-port structure but the number of detectors has been increased to eight in order to improve the sampling procedure of the standing wave present within the waveguide. In addition, a learning method based on neural networks’ usage has been implemented for autonomous calibration from the data collected by a vector network analyzer. An automated procedure consisting of a moving sample within a multimode cavity has enabled different reflection coefficients to be obtained. Neural networks have been employed in order to learn the relationship between the actual reflection parameter and the acquired signals from eight power detectors. This novel device has been calibrated with a neural architecture based on radial basis functions and the error of device measurements has been analyzed. This new design and the incorporated neural network calibration allow one to avoid problems caused by fault or nonlinearity of the detectors, and to get robustness, flexibility and adaptability characteristics for the presented device

A novel predictive architecture for microwave-assisted drying processes based on neural networks

In this contribution, a novel learning architecture based on the interconnection of two different learning-based neural networks has been used to both predict temperature and drying curves and solve inverse modelling equations in microwave-assisted drying processes. In this way, a neural model that combines the accuracy of neural networks based on Radial Basis Functions (RBF) and the algebraic capabilities of the matrix polynomial structures is presented and validated. The architecture has been trained by temperature (Tc(t)) and moisture content (Xt(t)) curves, which have been generated by a previously validated drying model. The results show that the neural model is able to very accurately predict both kind of curves for any combination of the considered input variables (electric field and air temperature) provided that an appropriate training process is performed. The proposed configuration also permits the solution of the inverse problem in the drying process by finding the optimal value for the electric field. This provides Tc(t) or Xt(t) curves that fit to a desired drying condition in a specific time slot.This work was supported in part by the SENECA Fundation (Spain) PCMC75/ 00078/FS/02, and the Spanish Science & Technology Ministry (MCYT) under TIC 2003-08164-C03-03 research project

Uso de Redes Neuronales para el Análisis de Formas Naturales

Este artículo describe una solución basada en redes neuronales para el proceso de inspección visual automatizada de frutas en conserva, en la que se usa el concepto de firma como elemento generador del espacio de características. La solución presentada se ha particularizado para un proceso de clasificación de gajos de mandarinas, que en la actualidad se lleva a cabo mediante el uso de inspectores humanos. Los resultados muestran que esta forma de automatización es adecuada para una inspección en-línea, proporcionando una mejora sustancial de la calidad ofertada con un sistema rápido y de bajo coste.Los autores desean expresar su gratitud al gobierno español por el apoyo CICYT (TIC-200-1765-C03-02) que están prestando al proyecto COSIVA, en el que está incluido el trabajo desarrollado en el presente artículo

Sistema reconfigurable para el prototipado rápido de aplicaciones basadas en Bus PCI

Uno de los principales objetivos en la implantación de un sistema de control consiste en garantizar que cumplirá determinadas restricciones temporales, las cuales dependen en gran medida del hardware usado para implementar el sistema. Actualmente, frente a los costes tanto económicos como temporales en el desarrollo de sistemas mediante ASICs, las arquitecturas reconfigurables y las técnicas de codiseño constituyen unas herramientas muy valiosas en la búsqueda del sistema óptimo. Este artículo propone una arquitectura reconfigurable basada en dispositivos FPGAs, que permite aprovechar la potencia que ofrece el bus PCI; resultando idónea para afrontar el diseño de sistemas de inspección visual automatizados desde el punto de vista de codiseño. La arquitectura que se presenta se basa en las tarjetas de desarrollo PCI Proto-Lab/PLX, de HK Meßsysteme GMBH, y en la XS40 de la empresa Xess.Los autores desean expresar su gratitud al gobierno español por el apoyo CICYT (TIC-200-1765-C03-02) que están prestando al proyecto COSIVA, en el que está incluido el trabajo desarrollado en el presente artículo

Estudio de las relaciones hídricas en cerezos sometidos a ciclos de supresión – Recuperación del riego

En climas áridos y semiáridos, donde los recursos hídricos son escasos, es necesario aumentar la eficiencia en el uso del agua. Para ello, el conocimiento de las relaciones hídricas se convierte en un factor determinante. Con el objetivo de estudiar la respuesta fisiológica y vegetativa de cerezos jóvenes (Prunus avium L.) “Lapins” se realizó un experimento en 2019 consistente en la aplicación de dos ciclos de supresión - recuperación del riego a partir de tres tratamientos: i) control, CTL, regado al 115 % de sus necesidades hídricas máximas durante todo el ensayo; ii) déficit moderado-severo, MS, regado como CTL hasta finales de junio, momento a partir del cual se alternaron 2 ciclos consecutivos de supresión - reanudación del riego; iii) déficit severo, SS, similar a MS pero con árboles sometidos a un estrés de mayor intensidad y duración. Los indicadores de suelo y planta estudiados fueron sensibles al estrés hídrico, lo que provocó la caída de los potenciales matricial del agua en el suelo e hídrico de tallo a mediodía, y un aumento de la temperatura de la copa y de los índices derivados de ésta. Todos los indicadores estudiados alcanzaron valores similares a CTL durante los periodos de recuperación. El crecimiento vegetativo se vio drásticamente afectado por la intensidad y duración del déficit hídrico.Este trabajo fue financiado por el Ministerio de Economía, Industria y Competitividad del Gobierno de España, MICIIN (Ref. AGL2016-77282-C3-3-R) y la Fundación Séneca de la Región de Murcia (Grupo de excelencia 2016-2019, Ref. 19895/GERM/15)

Evaluación de líneas de referencia de potencial de tallo y máxima contracción diaria de rama para la programación del riego en cerezo. Póster

Conocer el estado hídrico de la planta es clave para reducir los volúmenes de agua a aplicar en relación a sus necesidades máximas sin penalizar la producción. En árboles frutales, el potencial hídrico de tallo a mediodía se considera el indicador de referencia; sin embargo, presenta la limitación de que no se puede automatizar. Por ello, indicadores que pueden ser obtenidos a partir demedidas continuas en tiempo real y de fácil automatización, como la máxima contracción diaria de rama, tienen gran interés.Este trabajo fue financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad del Gobierno de España y fondos FEADER (ref: AGL2013-49047-C2-1-R y AGL2016- 77282-C3-3-R) y por la “Fundación Séneca” de la Región de Murcia bajo el programa de Grupos de Excelencia 19895/GERM/15. Los autores agradecen a Pedro y Agustín Carrión-Guardiola, propietarios de “Finca Toli” todas las facilidades puestas a nuestro alcance para el correcto desarrollo de los ensayos

Estimation of microwave-assisted drying parameters using adaptive optimization inverse techniques

In this work, a parametric adaptive optimization architecture is applied for modelling the direct problem of microwave-assisted drying processes. The proposed architecture, based upon the Levenberg–Marquardt (LM) algorithm, gives a solution for the inverse problem in a complex mathematical model. Experimental results with leather samples in an pre-industrial installation have verified the capabilities of the proposed model for the estimation of optimum non-variable and time-dependent parameters, which are difficult to measure in a real drying process, such as internal evaporation, electric field, and heating-up period. In order to verify the reliability of proposed architecture, some well-known parameters, such as specific heat coefficients, are estimated and contrasted. For parameter and functions estimation, temperature at the centre of the material and moisture content are measured and simultaneously considered. Finally, from analysis of obtained results, some conclusions are extracted with reference to improve the knowledge of internal characterization of microwave-assisted drying processes

Generación automática de aplicaciones mixtas Sw/Hw mediante la integración de componentes COTS

Los grandes avances realizados en el mundo de la electrónica han dado lugar a la proliferación de sistemas mixtos que combinan la flexibilidad de las rutinas Software (Sw) con la velocidad del procesamiento Hardware (Hw). En este artículo se presenta un nuevo enfoque para el desarrollo de este tipo de sistemas mixtos Sw/Hw, que cubre todas las fases de su ciclo de vida. La propuesta que aquí se recoge integra dos de los paradigmas de desarrollo de software más en boga actualmente: el desarrollo de software basado en componentes y la generación automática de software (meta-programación). Si bien este trabajo se centra en el desarrollo de aplicaciones mixtas Sw/Hw en el dominio de los Sistemas de Procesamiento de Información Visual (VIPS), los resultados obtenidos son fácilmente trasladables a otros dominios como los de las aplicaciones de control o de telecomunicación. Como parte de este trabajo se ha desarrollado la herramienta visual IP-CoDER que permite la construcción incremental de VIPS desde el diseño de prototipos funcionales y su particionado en módulos Sw/Hw, hasta la generación automática del código final de la aplicación.Este trabajo ha sido parcialmente financiado por el Proyecto Europeo EFTCOR (DPI2002-11583-E), y por los proyectos CICYT COSIVA (TIC 2000- 1765-C03-02) y ANCLA (TIC 2003-07804-C05-02)