Στην διπλωματική αυτή εργασία παρουσιάζονται οι πτυχές σχετικά με τον έλεγχο του φωτισμού στα θερμοκήπια με τη χρήση των φακών Fresnel ως διαφανή καλύμματα καθώς και τα αποτελέσματα του συνδυασμού των γραμμικών φακών Fresnel με θερμικά (Τ), φωτοβολταικά (PV) ή υβριδικά φωτοβολταϊκά/θερμικά (PV/T) συστήματα μετατροπής της πλεονάζουσας ηλιακής ακτινοβολίας εντός του θερμοκηπίου σε ηλεκτρική ενέργεια και θερμότητα. Τα συστήματα αυτά μελετούνται σχετικά με την απόδοσή τους στην κάλυψη των θερμικών και ηλεκτρικών αναγκών μιας χαρακτηριστικής θερμοκηπιακής μονάδας, δίνοντας κατ / We present aspects and results concerning irradiation control in greenhouses by using glass type fresnel lenses as transparent covering material. We also present results of the combination of the fresnel lenses with thermal (T), photovoltaic (PV) or hybrid photovoltaic/thermal (PV/T) type absorbers to convert the surplus of the solar radiation inside the greenhouse into electricity and heat. The suggested systems are studying regarding their performance in covering thermal and electrical needs of a typical greenhouse unit, giving also the estimated benefits.

La SNCF cherche à mettre en place des solutions innovantes permettant d’améliorer la sécurité et les conditions de travail des chargés d’études lors des travaux d’automatisation. En partant de l’étude théorique du projet jusqu’à sa validation sur site, en passant par la mise en œuvre des programmes, du câblage des armoires, et de leur vérification sur plateforme et en usine, ces différentes tâches s’avèrent souvent être longues, complexes, et répétitives, ce qui a pour effet d’augmenter la charge de travail des chargés d’études. En vue d’améliorer les conditions de travail des chargés d’études, ce projet de recherche vise principalement à améliorer leurs méthodologies de vérification des programmes API (aspects fonctionnels et sécuritaires) et du câblage des armoires électriques. Ce projet intitulé « Vérification formelle et simulation pour la validation des programmes API des EALE » se décompose en deux axes :  la vérification hors ligne des programmes API : basée sur une approche formelle, la méthode s’appuie sur une modélisation de l’installation électrique, des programmes API et du cahier de recette dans le model-checker Uppaal. Le principe consiste à vérifier automatiquement si les programmes satisfont aux tests du cahier de recette.  la vérification en ligne du câblage des armoires de contrôle/commande/ protection grâce à un simulateur de partie opérative interfacé avec les armoires de contrôle/commande/protection (via une armoire de test). La vérification se fera de manière automatique et en ligne, toujours avec les tests du cahier de recette, et permettra de valider le câblage des armoires et les réglages des appareils de protection numérique. / In order to keep its leadership in French rail market and to improve working conditions of its systems engineers during automation projects, the SNCF (French acronym for National Society of French Railways) wants to develop solutions increasing the productivity. One of these improvements focuses on the current methodology used by the systems engineers to verify and validate the control command system of electrical installations. This task remains one of the most important during an automation project because it is supposed to ensure installations safety, but it should be optimized. Through an industrial thesis financed by SNCF, the aim of this research project is to improve this method and reduce time validation of control command system by providing tools which will help systems engineers to verify and validate quickly and automatically the control command system during any automation project. It is composed of two axes : - Offline verification of PLC programs with model checking - Online validation of electrical cabinets with virtual commissioning

Denne avhandlingen undersøker hvor godt en lineær MPC med dynamiske modeller kan kontrollere bunnhullstrykket (BHP) når et “dual-gradient” boresystem (DGD) utsettes for gass-kick. MPC-en anvender en riggpumpe, undervannspumpemodul (SPM) og en strupeventil som manipulerte variabler (MV) for å styre BHP, som er den eneste regulerte variabelen (CV). MPC modellene har blitt utviklet gjennom eksperimenter og beskriver sprangresponser fra hver MV til BHP. I tillegg er det implementert dynamisk forsterkning og dynamisk justering av tidskonstant for å ta høyde for systemets varierende forsterkning, så vel som den endrede tidskonstanten på grunn av gassen i systemet. En enkel estimator av gass-kick-volumet har blitt implementert ved å integrere forskjellen av borevæske som strømmer inn og ut for å gjøre dette mulig. MPC-en er blitt innstilt til å utnytte SPM-en så mye som mulig for å unngå unødvendig kraftforbruk og slitasje.MPC-en klarte å ventilere ut gass-kick så store som 32 fat, målt ved bunnhullsforhold, og samtidig opprettholde BHP innenfor en margin på +/- 2,5 bar. Dette var betydelig bedre enn referanse-systemet som brukte en enkel PI-regulator til a styre strupeventilen. Det må imidlertid nevnes at dette systemet benytter en flerfasemåler for å finne ut når SPM-en bør spinnes ned til lavt turtall. Dette er helt klart en ulempe ettersom en flerfasemåler vil utgjøre en betydelig kostnad for hele prosjektet.

The investigation of interacting multi-agent models is a new field of mathematical research with application to the study of behavior in groups of animals or community of people. One interesting feature of multi-agent systems is collective behavior. From the mathematical point of view, one of the challenging issues considering with these dynamical models is development of control mechanisms that are able to influence the time evolution of these systems. In this thesis, we focus on the study of controllability, stabilization and optimal control problems for multi-agent systems considering three models as follows: The first one is the Hegselmann Krause opinion formation (HK) model. The HK dynamics describes how individuals' opinions are changed by the interaction with others taking place in a bounded domain of confidence. The study of this model focuses on determining feedback controls in order to drive the agents' opinions to reach a desired agreement. The second model is the Heider social balance (HB) model. The HB dynamics explains the evolution of relationships in a social network. One purpose of studying this system is the construction of control function in oder to steer the relationship to reach a friendship state. The third model that we discuss is a flocking model describing collective motion observed in biological systems. The flocking model under consideration includes self-propelling, friction, attraction, repulsion, and alignment features. We investigate a control for steering the flocking system to track a desired trajectory. Common to all these systems is our strategy to add a leader agent that interacts with all other members of the system and includes the control mechanism. Our control through leadership approach is developed using classical theoretical control methods and a model predictive control (MPC) scheme. To apply the former method, for each model the stability of the corresponding linearized system near consensus is investigated. Further, local controllability is examined. However, only in the Hegselmann-Krause opinion formation model, the feedback control is determined in order to steer agents' opinions to globally converge to a desired agreement. The MPC approach is an optimal control strategy based on numerical optimization. To apply the MPC scheme, optimal control problems for each model are formulated where the objective functions are different depending on the desired objective of the problem. The first-oder necessary optimality conditions for each problem are presented. Moreover for the numerical treatment, a sequence of open-loop discrete optimality systems is solved by accurate Runge-Kutta schemes, and in the optimization procedure, a nonlinear conjugate gradient solver is implemented. Finally, numerical experiments are performed to investigate the properties of the multi-agent models and demonstrate the ability of the proposed control strategies to drive multi-agent systems to attain a desired consensus and to track a given trajectory. / Die Untersuchung von interagierende Multiagent-Modellen ist ein neues mathematisches Forschungsfeld, das sich mit dem Gruppenverhalten von Tieren beziehungsweise Sozialverhalten von Menschen. Eine interessante Eigenschaft der Multiagentensysteme ist kollektives Verhalten. Eine der herausfordernden Themen, die sich mit diesen dynamischen Modellen befassen, ist in der mathematischen Sicht eine Entwicklung der Regelungsmechanismen, die die Zeitevolution dieser Systemen beeinflussen können. In der Doktorarbeit fokussieren wir uns hauptsächlich auf die Studie von Problemen der Steuerbarkeit, Stabilität und optimalen Regelung für Multiagentensysteme anhand drei Modellen wie folgt: Das erste ist die Hegselmann- Krause opinion formation Modell. Die HK-Dynamik beschreibt die Änderung der Meinungen von einzelnen Personen aufgrund der Interaktionen mit den Anderen. Die Studie dieses Model fokussiert auf bestimmte Regelungen, um die Meinungen der Agenten zu betreiben, damit eine gewünschte Zustimmung erreicht wird. Das zweite Model ist das Heider social balance (HB) Modell. Die HB-Dynamik beschreibt die Evolution von Beziehungen in einem sozialen Netzwerk. Ein Ziel der Untersuchung dieses Systems ist die Konstruktion der Regelungsfunktion um die Beziehungen zu steuern, damit eine Freundschaft erreicht wird. Das dritte Modell ist ein Schar-Modell, das in biologischen Systemen beobachteten kollektive Bewegung beschreibt. Das Schar-Model unter Berücksichtigung beinhaltet Selbstantrieb, Friktion, Attraktion Repulsion und Anpassungsfähigkeiten. Wir untersuchen einen Regler für die Steuerung des Schar-Systems, um eine gewünschte Trajektorie zu verfolgen. Üblich wie alle dieser Systeme soll laut unsere Strategie ein Hauptagent, der sich mit alle anderen Mitgliedern des Systems interagieren, hinzugefügt werden und das Regelungsmechanismus inkludiert werden. Unserer Regelung anhand dem Vorgehen mit Führungsverhalten ist unter Verwendung von klassischen theoretischen Regelungsmethode und ein Schema der modellpr ädiktiven Regelung entwickelt. Zur Ausführung der genannten Methode wird für jedes Modell die Stabilität der korrespondierenden Linearsystem in der Nähe von Konsensus untersucht. Ferner wird die lokale Regelbarkeit geprüft. Nur in dem Hegselmann-Krause opinion formation Modell. Der Regler wird so bestimmt, dass die Meinungen der Agenten gesteuert werden können. Dadurch konvergiert es global zu eine gewünschten Zustimmung. Die MPC-Vorgehensweise ist eine optimale Regelung Strategie, die auf numerische Optimierung basiert. Zu Verwendung des MPC-Shema werden die optimalen Regelungsproblemen für jedes Modell formuliert, wo sich die objektive Funktionen in Abhängigkeit von den gewünschten objective des Problems unterscheidet. Die erforderliche Optimalitätsbedingungen erster Ordnung für jedes Problem sind präsentiert. Auÿerdem für die numerische Prozess, eine Sequenz von offenen diskreten Optimalitätssystemen ist nach dem expliziten Runge-Kutta Schema gelöst. In dem Optimierungsverfahren ist ein nicht linear konjugierter Gradientlöser umgesetzt. Schlieÿlich sind numerische Experimenten in der Lage, die Eigenschaften der Multiagent-Modellen zu untersuchen und die Fähigkeiten der gezielten Regelstrategie zu beweisen. Die Strategie nutzt zu betreiben Multiagentensysteme, um einen gewünschten Konsensus zu erreichen und eine gegebene Trajektorie zu verfolgen.

Ein der Biologie zugrunde liegender Prozess ist die Fortpflanzung. Einzeller wachsen dazu heran und teilen sich. Grundlage hierfür sind ausreichend Nahrung und Ressourcen, um die eigene Masse und alle Zellbestandteile, insbesondere die DNS, zu verdoppeln. Fehler bei der Wachstumsregulation oder der DNS-Verdopplung können schwerwiegende Folgen haben und stehen beim Menschen im Zusammenhang z.B. mit Krebs. In dieser Arbeit werden mathematische Modelle für die Mechanismen zur Wachstumsregulierung und DNS-Verdopplung in der Bäckerhefe, Saccharomyces cerevisiae, vorgestellt. Modellierung kann entscheident zum Verstehen von komplexen, dynamischen Systemen beitragen. Wir haben ein Modell für Einzellerwachstum entwickelt und leiten das Wachstumsverhalten von Zellkulturen von diesem Modell, mittels einer hierfür programmierten Software, ab. Außerdem haben wir ein Model für die Verdopplung der DNS entwickelt, um Auswirkungen verschiedener Aktivierungsmuster auf die Replikation zu testen. Zusätzlich wurde die Verlängerung entstehender DNS Stränge, Elongation, mit einem detaillierten, stochastischen Modell untersucht. Wir haben unsere Ergebnisse zur DNS-Verdopplung mit einer abschließenden Untersuchung ergänzt, die funktionelle Beziehungen von Genen aufzeigt, welche sich in der Nähe von Aktivierungsstellen der Verdopplung befinden. Folgende Einsichten in die komplexe Koordination von Wachstum und Teilung wurden gewonnen: (i) Wachstumskontrolle ist eine inhärente Eigenschaft von Hefezellpopulationen, welche weder Signale noch Messmechanismen benötigt, (ii) DNS Verdopplung ist robuster in kleinen Chromosomen mit hoher Dichte an Aktivierungsstellen, (iii) Elongation ist weitgehend uniform, weicht aber an genau definierten Stellen signifikant ab und (iv) katabole Gene häufen sich nahe der frühen Aktivierungsstellen und anabole Gene nahe der späten. Unsere Ergebnisse tragen zum Verständniss von zellulären Mechanismen zur Wachstumskontrolle und DNS-Verdopplung bei. / One of the most fundamental processes in biology is reproduction. To achieve this, single cellular organisms grow, proliferate and divide. The prerequisite for this is acquiring sufficient resources to double size and cellular components, most importantly the DNA. Defects in either sufficient gain in size or chromosomal doubling can be severe for the organism and have been related to diseases in humans, such as cancer. Therefore, the cell has developed sophisticated regulatory mechanisms to control the orderly fashion of growth and duplication. We have developed mathematical models to study systemic properties of size control and DNA replication in the premier eukaryotic model organism Saccharomyces cerevisiae. Modeling can help understanding the complex nature of dynamic systems. We provide a single cell model to explore size control. We deduced population behavior from the single cell model through multi-cell simulations using a tailor-made software. Also, we implemented an algorithm that simulates the DNA replication process to test the impact of different replication activation patterns. Additionally, elongation dynamics were assessed with a fine-grained stochastic model for the replication machinery motion. We complemented our analysis of DNA replication by studying the functional association of genes and replication origins. Our systems-level analysis reveals novel insights into the coordination of growth and division, namely that (i) size regulation is an intrinsic property of yeast cell populations and not due to signaling or size sensing, (ii) DNA replication is more robust in small chromosomes with high origin density, (iii) the elongation process is strongly biased at distinct locations in the genome and (iv) catabolic genes are over-represented near early origins and anabolic genes near late origins. Our results contribute to explaining mechanisms of size control and DNA replication.

Diss. (sammanfattning) Stockholm : Kungliga Tekniska högskolan, 2008. / Härtill 8 uppsatser.

Kyoto University (京都大学) / 0048 / 新制・課程博士 / 工学博士 / 甲第1664号 / 工博第438号 / 新制||工||316(附属図書館) / 4474 / UT51-50-I115 / 京都大学大学院工学研究科電気工学専攻 / (主査)教授 西川 ?一, 教授 近藤 文治, 教授 得丸 英勝 / 学位規則第5条第1項該当

Kyoto University (京都大学) / 0048 / 新制・課程博士 / 工学博士 / 甲第2317号 / 工博第641号 / 新制||工||459(附属図書館) / 6191 / UT51-55-G12 / 京都大学大学院工学研究科精密工学専攻 / (主査)教授 明石 一, 教授 椹木 義一, 教授 岩井 壮介 / 学位規則第5条第1項該当

Kyoto University (京都大学) / 0048 / 新制・論文博士 / 工学博士 / 乙第3073号 / 論工博第887号 / 新制||工||345(附属図書館) / UT51-51-K66

Thesis (M.S. in Information Technology Management)--Naval Postgraduate School, June 2008. Thesis (M.S. in Systems Technology (Command, Control, and Communications (C3)))--Naval Postgraduate School, June 2008. / Thesis Advisor(s): MacKinnon, Douglas. "June 2008." Description based on title screen as viewed on August 25, 2008. M.S. in Information Technology Management awarded to Joseph J. Sundland, June 2008. M.S. in Systems Technology (Command, Control, and Communications (C3)) awarded to Christopher J. Carroll, June 2008. Includes bibliographical references (p. 93-96). Also available in print.