Fernando di Sciascio | Universidad Nacional de San Juan (original) (raw)
Papers by Fernando di Sciascio
Proceedings of Meetings on Acoustics, 2017
How is an acoustically diffuse field defined? To what extent are the equations of diffuse field t... more How is an acoustically diffuse field defined? To what extent are the equations of diffuse field theory valid? These are the questions addressed in this presentation. The answers are explained through more general theories, in turn explained with figures. The starting point is the idealization of diffuse sound field, from where the basic calculation tools used in architectural acoustics are derived. Then, we go through the physical-mathematical models of wave theory and ray theory assuming diffuse field simplifications and analyze the scope of diffuse field models. Wave models and ray models are presented in a simple format with visual support and reference to the underlying mathematical models. The criteria used to define a diffuse field in frequency domain as well as in temporal domain are analyzed. Finally, we present a review of several state of the art tools used to address the real cases when diffuse field cannot be assumed.
The sound strength factor G computed using two hundred and eighty seven time windows in six frequ... more The sound strength factor G computed using two hundred and eighty seven time windows in six frequency bands from two hundred and seventy seven uncalibrated room impulse responses (RIRs) corresponding to seven concert halls is reported. The RIRs were collected from the website of the Concert Hall Research Group of the Acoustical Society of America. The raw, processed, and compared data are provided as coma delimited, mat files and figures as well as the codes implementing the method. The maximum error across halls for mid frequencies using Flat-Top window of 30 ms was 1 dB. Figures p1, p2, p3 and p4 show the summary of the data for the 1/1 octave band centered at 125 Hz, the low frequencies, the mid frequencies, and the high frequencies, respectively. The summary data are the mean error, maximum error and correlation across halls for the average G of each hall using seven time window functions and forty-one time window lengths for each window function. The whole data can be accessed in the folder DAT_files. The data is divided in 6 groups. In the first group, the strength factor G is estimated for the six 1/1 octave frequency bands from 125 Hz to 4 kHz. Each file contains a table of six columns corresponding to the frequency bands and a number of rows corresponding to the source-receiver combinations. Each file is labelled G_R_W_L.dat. R codes the concert hall: BM: Baltimore. Joseph Meyerhoff Hall, 30 BS: Boston. Symphony Hall, 42 BK: Buffalo. Kleinhans Music Hall, 72 PA: Philadelphia. Academy Of Music, 36 WM: Worcester. Massachusetts. Mechanics Hall, 25 CS: Cleveland. Severance Hall, 36 WK: Washington. D.C. JFK Center, 36 W codes the window function: TW: Taylor, c=32 FT: Flattop, c=21 RW: Rectangular, c=100 HN: Hann, c=46 HM: Hamming, c=48 BW: Blackman, c=37 BH: Blackman Harris, c=31 L codes the minimum required time for a 5 dB rejection criterion. The codes are the following: 00, 01, …, 40. The window length can be calculated as Δt=2 c/100 L, where the value of c is given in the previous list. A group (b) of two [...]
Ecological Modelling, Feb 1, 2022
Revista Iberoamericana De Automatica E Informatica Industrial, Dec 28, 2022
Lobesia botrana (L. botrana), es una plaga cuarentenaria que provoca daños a la vid, y genera per... more Lobesia botrana (L. botrana), es una plaga cuarentenaria que provoca daños a la vid, y genera perdidas económicas para la región de Cuyo en Argentina. Diferentes investigaciones han buscado salvaguardar la integridad de los viñedos, generando sistemas de alerta basados en modelos que permitan detectar los picos de ocurrencia de la plaga, y conocer el proceso de crecimiento de la polilla, de acuerdo a las condiciones ambientales de cada región. En este trabajo, se propone una metodología para la estimación de parámetros desconocidos en los modelos semi físicos basados en primeros principios (MSBPP), con una aplicación particular en el modelo de crecimiento de L. botrana, en condiciones de laboratorio. La principal contribución consiste en una metodología para la estimación de parámetros de un MSBPP, que considera un modelo matemático desarrollado por los autores en un trabajo previo, el análisis de identificabilidad estructural del modelo en cuestión y la estimación del conjunto de parámetros desconocidos que cumplen con la propiedad de identificabilidad estructural. En este trabajo se consideran, como herramientas principales para la estimación, el algoritmo de mínimos cuadrados no lineales, y un Filtro de Kalman Extendido. Se evidenció una mejoría en el ajuste del modelo matemático a los datos experimentales, con relación a los obtenidos previamente. Además, se estableció el grado de afinidad de cada estadio de crecimiento por el factor limitante del mismo, y se presentaron nuevos perfiles de mortalidad. Palabras clave: Modelado e identificación de sistemas biológicos, Estimación paramétrica, Modelado de caja gris, Lobesia botrana, Mínimos cuadrados no lineales, Identificabilidad estructural. Methodology for modeling and parameter estimation of the growth process of Lobesia botrana
IFAC Proceedings Volumes, 2008
International Journal of Automation and Computing, Feb 1, 2018
This paper models the complex simultaneous localization and mapping (SLAM) problem through a very... more This paper models the complex simultaneous localization and mapping (SLAM) problem through a very flexible Markov random field and then solves it by using the iterated conditional modes algorithm. Markovian models allow to incorporate: any motion model; any observation model regardless of the type of sensor being chosen; prior information of the map through a map model; maps of diverse natures; sensor fusion weighted according to the accuracy. On the other hand, the iterated conditional modes algorithm is a probabilistic optimizer widely used for image processing which has not yet been used to solve the SLAM problem. This iterative solver has theoretical convergence regardless of the Markov random field chosen to model. Its initialization can be performed on-line and improved by parallel iterations whenever deemed appropriate. It can be used as a post-processing methodology if it is initialized with estimates obtained from another SLAM solver. The applied methodology can be easily implemented in other versions of the SLAM problem, such as the multi-robot version or the SLAM with dynamic environment. Simulations and real experiments show the flexibility and the excellent results of this proposal.
... 2.2 Justificación del método Se supone un sistema representado por una función continua arbit... more ... 2.2 Justificación del método Se supone un sistema representado por una función continua arbitraria de M entradas y una salida dado por ( )xn f = y n donde [ ]n ... Además tiene la forma del modelo borroso dado por Takagi y Sugeno. Se refiere en adelante a estas N reglas ...
Revista Iberoamericana de Automática e Informática industrial
Este trabajo se enfoca en el proceso de Cristalización C en la industria azucarera. Su objetivo e... more Este trabajo se enfoca en el proceso de Cristalización C en la industria azucarera. Su objetivo es mejorar el desempeño de un controlador clásico, con una ley de control Proporcional - Integral- Derivativa (PID) y un Controlador Predictivo Basado en Modelo No Lineal (NMPC) desarrollados previamente. Con este fin, se propone adicionar a dichas estrategias de control una referencia de sobresaturación variable, que se obtiene aplicando una función de corrección a un valor constante. La función de corrección depende de la curva de ebullición, que relaciona el nivel en el evaporador con la concentración deseada. Con estas mejoras se influye favorablemente en el proceso, garantizando que la sobresaturación opere en valores adecuados y que se alcance la concentración final con mayor eficiencia, en términos de ahorro de tiempo y consumo de energía en el proceso.
2022 IEEE Biennial Congress of Argentina (ARGENCON)
Ecological Modelling, Aug 1, 2023
[EN] A new approach for navigation of mobile robots in dynamic environments by using Linear Algeb... more [EN] A new approach for navigation of mobile robots in dynamic environments by using Linear Algebra Theory, Numerical Methods, and a modification of the Force Field Method is presented in this paper. The controller design is based on the dynamic model of a unicycle-like nonholonomic mobile robot. Previous studies very often ignore the dynamics of mobile robots and suffer from algorithmic singularities. Simulation and experimentation results confirm the feasibility and the effectiveness of the proposed controller and the advantages of the dynamic model use. By using this new strategy, the robot is able to adapt its behavior at the available knowing level and it can navigate in a safe way, minimizing the tracking error.[ES] Este trabajo presenta un enfoque basado en la teoría del álgebra lineal, los métodos numéricos y una modificación al método de fuerza ficticia, para la navegación de robots móviles en entornos dinámicos. Para el diseño del controlador se utiliza el modelo dinámico de un robot móvil no holonómico tipo uniciclo. Trabajos anteriores a menudo ignoran la dinámica del robot, por lo que sufren de singularidades en sus algoritmos. Los resultados de simulación y experimentación confirman la factibilidad y efectividad del controlador propuesto, logrando que el robot sea capaz de adaptar su comportamiento al nivel del conocimiento disponible y navegar de manera segura en entornos no estructurados, mientras se minimiza el error de seguimiento.Este trabajo fue parcialmente financiado por el Servicio Alemán de Intercambio Académico (DAAD - Deutscher Akademischer Austausch Dients), la Universidad Nacional de San Juan (UNSJ) y por el Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET - National Council for Scientific Research), Argentina.Rosales, A.; Scaglia, G.; Mut, V.; Di Sciascio, F. (2009). Navegación de Robots Móviles en Entornos no Estructurados utilizando Álgebra Lineal. Revista Iberoamericana de Automática e Informática industrial. 6(2):79-88. http://hdl.handle.net/10251/146839OJS79886
Proceedings of the ICA congress, 2019
Concave surfaces are known to focalize or diffuse sound depending on the curvature and the source... more Concave surfaces are known to focalize or diffuse sound depending on the curvature and the source position regarding the surface. Spherical rooms are frequently found as theoretical cases in the literature. In this work, results from models and measurements of the acoustics inside a 7-m-diameter gypsum sphere are compared.
Computers & Chemical Engineering, 2016
2015 XVI Workshop on Information Processing and Control (RPIC), 2015
This paper proposes a novel Model Predictive Control strategy of dissolved oxygen (DO). The contr... more This paper proposes a novel Model Predictive Control strategy of dissolved oxygen (DO). The control design finds application on the Bt delta-endotoxins batch process production. This strategy improves the DO control by preventing the usual drawbacks that appear with a step level change in the DO reference profile. Simulations results are provided as well as comparison results against a well-known Lyapunov based controller and a classical PID controller.
In this paper, a nonlinear predictive controller (NMPC) to control a unicycle-like mobile robot f... more In this paper, a nonlinear predictive controller (NMPC) to control a unicycle-like mobile robot for trajectory tracking has been developed. A dynamic model of a PIONNER 3-DX mobile robot is used, where external forces and wheels sliding have been considered. Restrictions on control actions and system states are also considered. Simulations results at both tracking and regulation (positioning) are shown, these results show the good performance of the developed controller. Finally, this paper shows that the controller can be implemented in real-time by using an analysis of the calculating times of the NMPC algorithm.
This work proposes a biomass estimator based on nonlinear filtering techniques. The performance o... more This work proposes a biomass estimator based on nonlinear filtering techniques. The performance of the proposed estimator is illustrated in a batch process, namely the ?-endotoxin production of Bacillus thuringiensis (Bt)
Este trabajo presenta un esquema de control del puntero de un computador como interfaz de asisten... more Este trabajo presenta un esquema de control del puntero de un computador como interfaz de asistencia basado en cumulantes de tercer orden recursivos. El objetivo principal del trabajo es el de beneficiar a la población discapacitada en general, ofreciendo una alternativa de procesamiento y control con señales electromiográficas de superficie (EMG). Una simple y directa entrada de control es basada en señales EMG residuales de amputados de miembro superior. El cumulante de tercer orden es calculado recursivamente y un esquema de control sin umbral es planteado para comandar el puntero del computador. Los cumulantes de las señales EMG modifican la posición del puntero y realizan el clic. Varias experimentaciones han sido realizadas satisfactoriamente por un voluntario amputado de miembro superior.
Proceedings of Meetings on Acoustics, 2017
How is an acoustically diffuse field defined? To what extent are the equations of diffuse field t... more How is an acoustically diffuse field defined? To what extent are the equations of diffuse field theory valid? These are the questions addressed in this presentation. The answers are explained through more general theories, in turn explained with figures. The starting point is the idealization of diffuse sound field, from where the basic calculation tools used in architectural acoustics are derived. Then, we go through the physical-mathematical models of wave theory and ray theory assuming diffuse field simplifications and analyze the scope of diffuse field models. Wave models and ray models are presented in a simple format with visual support and reference to the underlying mathematical models. The criteria used to define a diffuse field in frequency domain as well as in temporal domain are analyzed. Finally, we present a review of several state of the art tools used to address the real cases when diffuse field cannot be assumed.
The sound strength factor G computed using two hundred and eighty seven time windows in six frequ... more The sound strength factor G computed using two hundred and eighty seven time windows in six frequency bands from two hundred and seventy seven uncalibrated room impulse responses (RIRs) corresponding to seven concert halls is reported. The RIRs were collected from the website of the Concert Hall Research Group of the Acoustical Society of America. The raw, processed, and compared data are provided as coma delimited, mat files and figures as well as the codes implementing the method. The maximum error across halls for mid frequencies using Flat-Top window of 30 ms was 1 dB. Figures p1, p2, p3 and p4 show the summary of the data for the 1/1 octave band centered at 125 Hz, the low frequencies, the mid frequencies, and the high frequencies, respectively. The summary data are the mean error, maximum error and correlation across halls for the average G of each hall using seven time window functions and forty-one time window lengths for each window function. The whole data can be accessed in the folder DAT_files. The data is divided in 6 groups. In the first group, the strength factor G is estimated for the six 1/1 octave frequency bands from 125 Hz to 4 kHz. Each file contains a table of six columns corresponding to the frequency bands and a number of rows corresponding to the source-receiver combinations. Each file is labelled G_R_W_L.dat. R codes the concert hall: BM: Baltimore. Joseph Meyerhoff Hall, 30 BS: Boston. Symphony Hall, 42 BK: Buffalo. Kleinhans Music Hall, 72 PA: Philadelphia. Academy Of Music, 36 WM: Worcester. Massachusetts. Mechanics Hall, 25 CS: Cleveland. Severance Hall, 36 WK: Washington. D.C. JFK Center, 36 W codes the window function: TW: Taylor, c=32 FT: Flattop, c=21 RW: Rectangular, c=100 HN: Hann, c=46 HM: Hamming, c=48 BW: Blackman, c=37 BH: Blackman Harris, c=31 L codes the minimum required time for a 5 dB rejection criterion. The codes are the following: 00, 01, …, 40. The window length can be calculated as Δt=2 c/100 L, where the value of c is given in the previous list. A group (b) of two [...]
Ecological Modelling, Feb 1, 2022
Revista Iberoamericana De Automatica E Informatica Industrial, Dec 28, 2022
Lobesia botrana (L. botrana), es una plaga cuarentenaria que provoca daños a la vid, y genera per... more Lobesia botrana (L. botrana), es una plaga cuarentenaria que provoca daños a la vid, y genera perdidas económicas para la región de Cuyo en Argentina. Diferentes investigaciones han buscado salvaguardar la integridad de los viñedos, generando sistemas de alerta basados en modelos que permitan detectar los picos de ocurrencia de la plaga, y conocer el proceso de crecimiento de la polilla, de acuerdo a las condiciones ambientales de cada región. En este trabajo, se propone una metodología para la estimación de parámetros desconocidos en los modelos semi físicos basados en primeros principios (MSBPP), con una aplicación particular en el modelo de crecimiento de L. botrana, en condiciones de laboratorio. La principal contribución consiste en una metodología para la estimación de parámetros de un MSBPP, que considera un modelo matemático desarrollado por los autores en un trabajo previo, el análisis de identificabilidad estructural del modelo en cuestión y la estimación del conjunto de parámetros desconocidos que cumplen con la propiedad de identificabilidad estructural. En este trabajo se consideran, como herramientas principales para la estimación, el algoritmo de mínimos cuadrados no lineales, y un Filtro de Kalman Extendido. Se evidenció una mejoría en el ajuste del modelo matemático a los datos experimentales, con relación a los obtenidos previamente. Además, se estableció el grado de afinidad de cada estadio de crecimiento por el factor limitante del mismo, y se presentaron nuevos perfiles de mortalidad. Palabras clave: Modelado e identificación de sistemas biológicos, Estimación paramétrica, Modelado de caja gris, Lobesia botrana, Mínimos cuadrados no lineales, Identificabilidad estructural. Methodology for modeling and parameter estimation of the growth process of Lobesia botrana
IFAC Proceedings Volumes, 2008
International Journal of Automation and Computing, Feb 1, 2018
This paper models the complex simultaneous localization and mapping (SLAM) problem through a very... more This paper models the complex simultaneous localization and mapping (SLAM) problem through a very flexible Markov random field and then solves it by using the iterated conditional modes algorithm. Markovian models allow to incorporate: any motion model; any observation model regardless of the type of sensor being chosen; prior information of the map through a map model; maps of diverse natures; sensor fusion weighted according to the accuracy. On the other hand, the iterated conditional modes algorithm is a probabilistic optimizer widely used for image processing which has not yet been used to solve the SLAM problem. This iterative solver has theoretical convergence regardless of the Markov random field chosen to model. Its initialization can be performed on-line and improved by parallel iterations whenever deemed appropriate. It can be used as a post-processing methodology if it is initialized with estimates obtained from another SLAM solver. The applied methodology can be easily implemented in other versions of the SLAM problem, such as the multi-robot version or the SLAM with dynamic environment. Simulations and real experiments show the flexibility and the excellent results of this proposal.
... 2.2 Justificación del método Se supone un sistema representado por una función continua arbit... more ... 2.2 Justificación del método Se supone un sistema representado por una función continua arbitraria de M entradas y una salida dado por ( )xn f = y n donde [ ]n ... Además tiene la forma del modelo borroso dado por Takagi y Sugeno. Se refiere en adelante a estas N reglas ...
Revista Iberoamericana de Automática e Informática industrial
Este trabajo se enfoca en el proceso de Cristalización C en la industria azucarera. Su objetivo e... more Este trabajo se enfoca en el proceso de Cristalización C en la industria azucarera. Su objetivo es mejorar el desempeño de un controlador clásico, con una ley de control Proporcional - Integral- Derivativa (PID) y un Controlador Predictivo Basado en Modelo No Lineal (NMPC) desarrollados previamente. Con este fin, se propone adicionar a dichas estrategias de control una referencia de sobresaturación variable, que se obtiene aplicando una función de corrección a un valor constante. La función de corrección depende de la curva de ebullición, que relaciona el nivel en el evaporador con la concentración deseada. Con estas mejoras se influye favorablemente en el proceso, garantizando que la sobresaturación opere en valores adecuados y que se alcance la concentración final con mayor eficiencia, en términos de ahorro de tiempo y consumo de energía en el proceso.
2022 IEEE Biennial Congress of Argentina (ARGENCON)
Ecological Modelling, Aug 1, 2023
[EN] A new approach for navigation of mobile robots in dynamic environments by using Linear Algeb... more [EN] A new approach for navigation of mobile robots in dynamic environments by using Linear Algebra Theory, Numerical Methods, and a modification of the Force Field Method is presented in this paper. The controller design is based on the dynamic model of a unicycle-like nonholonomic mobile robot. Previous studies very often ignore the dynamics of mobile robots and suffer from algorithmic singularities. Simulation and experimentation results confirm the feasibility and the effectiveness of the proposed controller and the advantages of the dynamic model use. By using this new strategy, the robot is able to adapt its behavior at the available knowing level and it can navigate in a safe way, minimizing the tracking error.[ES] Este trabajo presenta un enfoque basado en la teoría del álgebra lineal, los métodos numéricos y una modificación al método de fuerza ficticia, para la navegación de robots móviles en entornos dinámicos. Para el diseño del controlador se utiliza el modelo dinámico de un robot móvil no holonómico tipo uniciclo. Trabajos anteriores a menudo ignoran la dinámica del robot, por lo que sufren de singularidades en sus algoritmos. Los resultados de simulación y experimentación confirman la factibilidad y efectividad del controlador propuesto, logrando que el robot sea capaz de adaptar su comportamiento al nivel del conocimiento disponible y navegar de manera segura en entornos no estructurados, mientras se minimiza el error de seguimiento.Este trabajo fue parcialmente financiado por el Servicio Alemán de Intercambio Académico (DAAD - Deutscher Akademischer Austausch Dients), la Universidad Nacional de San Juan (UNSJ) y por el Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET - National Council for Scientific Research), Argentina.Rosales, A.; Scaglia, G.; Mut, V.; Di Sciascio, F. (2009). Navegación de Robots Móviles en Entornos no Estructurados utilizando Álgebra Lineal. Revista Iberoamericana de Automática e Informática industrial. 6(2):79-88. http://hdl.handle.net/10251/146839OJS79886
Proceedings of the ICA congress, 2019
Concave surfaces are known to focalize or diffuse sound depending on the curvature and the source... more Concave surfaces are known to focalize or diffuse sound depending on the curvature and the source position regarding the surface. Spherical rooms are frequently found as theoretical cases in the literature. In this work, results from models and measurements of the acoustics inside a 7-m-diameter gypsum sphere are compared.
Computers & Chemical Engineering, 2016
2015 XVI Workshop on Information Processing and Control (RPIC), 2015
This paper proposes a novel Model Predictive Control strategy of dissolved oxygen (DO). The contr... more This paper proposes a novel Model Predictive Control strategy of dissolved oxygen (DO). The control design finds application on the Bt delta-endotoxins batch process production. This strategy improves the DO control by preventing the usual drawbacks that appear with a step level change in the DO reference profile. Simulations results are provided as well as comparison results against a well-known Lyapunov based controller and a classical PID controller.
In this paper, a nonlinear predictive controller (NMPC) to control a unicycle-like mobile robot f... more In this paper, a nonlinear predictive controller (NMPC) to control a unicycle-like mobile robot for trajectory tracking has been developed. A dynamic model of a PIONNER 3-DX mobile robot is used, where external forces and wheels sliding have been considered. Restrictions on control actions and system states are also considered. Simulations results at both tracking and regulation (positioning) are shown, these results show the good performance of the developed controller. Finally, this paper shows that the controller can be implemented in real-time by using an analysis of the calculating times of the NMPC algorithm.
This work proposes a biomass estimator based on nonlinear filtering techniques. The performance o... more This work proposes a biomass estimator based on nonlinear filtering techniques. The performance of the proposed estimator is illustrated in a batch process, namely the ?-endotoxin production of Bacillus thuringiensis (Bt)
Este trabajo presenta un esquema de control del puntero de un computador como interfaz de asisten... more Este trabajo presenta un esquema de control del puntero de un computador como interfaz de asistencia basado en cumulantes de tercer orden recursivos. El objetivo principal del trabajo es el de beneficiar a la población discapacitada en general, ofreciendo una alternativa de procesamiento y control con señales electromiográficas de superficie (EMG). Una simple y directa entrada de control es basada en señales EMG residuales de amputados de miembro superior. El cumulante de tercer orden es calculado recursivamente y un esquema de control sin umbral es planteado para comandar el puntero del computador. Los cumulantes de las señales EMG modifican la posición del puntero y realizan el clic. Varias experimentaciones han sido realizadas satisfactoriamente por un voluntario amputado de miembro superior.