In response to technological advances, especially in the field of information and communication technology (ICT), the so called revolution in military affairs (RMA) and later the concept of network-centric warfare (NCW) emerged as a theory to further utilize technology for military command and control (C2). Advocates of the Swedish ROLF 2010-vision and the concept of NCW have made claims and assumptions that future technology will improve mission effectiveness by, for example, increasing the understanding of a current situation and its development, the speed of command, and providing means to utilize more efficient forms of organizations. The scope of this thesis is to critically dissect and assess some of these claims and assumptions. Four papers are included: (1) An observational study involving military officers participating in a training session at the Swedish National Defence College’s command and control laboratory. (2) A study performed with a microworld is presented with a discussion considering using microworlds as a tool for investigating the effects of introducing characteristics of novel tech- nology. (3) An experimental study introducing a method to measure individual’s apprehension and assessed development of a situation. (4) Finally, an experiment is presented addressing assumptions of the efficiency of different C2 architectures and effects of graphical support for communication of intentions. The overall conclusion is that the strong benefits from implementing new technologies can be questioned. Results from the qualitative observations indicate that traditional working practices are used regardless introduction of technology with future characteristics. The results show that the strong positive effect that networked and technology enhanced C2 architecture was expected to have generally could not be demonstrated experimentally. However, it appeared that such a C2 architecture can provide some advantages of C2 performance over traditional counterparts under conditions of moderate complexity. Under situations of high complexity, neither the networked nor the traditional C2 architecture performed better than the control condition who lacked C2 capabilities. / Som svar på tekniska framsteg, särskilt inom fältet information och kommunikationsteknologi (IKT), uppstod den så kallade revolutionen i militära angelägenheter (RMA) och senare konceptet nätverksbaserad krigföring (NCW). Det senare har efterhand utvecklats till en teori om hur teknik kan utnyttjas för att effektivisera militär ledning. Bland förespråkare för nätverksbaserad krigföring har antaganden gjorts om hur genomförandet av framtida uppdrag kommer att kunna förbättras och effektiviseras med stöd av framtida teknik. Till exempel antas framtida teknologier kunna; öka förståelsen för en rådande situation och dess fortsatta utveckling, medge att tempot i vilket ledningen bedrivs kommer att kunna ökas samt medge att nya och mer effektiva organisationsformer kommer att kunna utnyttjas. Det övergripande syftet med denna avhandling är att kritiskt analysera och bedöma några av de antaganden som gjorts inom ramen för den svenska ROLF 2010-visionen samt konceptet för nätverksbaserad krigföring. I avhandlingen ingår fyra artiklar. (1) En observationsstudie av en militär stabsövning genomförd i Försvarshögskolans ledningslaboratorium. (2) Resultatet från en studie där en mikrovärld använts som ett verktyg för att undersöka effekterna på ledning där egenskaper hos ny teknik införs. (3) En experimentell studie där en metod introduceras för att mäta olika individers förmåga att uppfatta och bedöma en situation och dess troliga utveckling. (4) Slutligen presenteras ett experiment som syftar till att utvärdera antaganden om olika ledningsarkitekturer och deras effektivitet samt effekter av grafiskt stöd för kommunikation. Den allmänna slutsatsen är att de antaganden som görs där starka fördelar skall kunna uppnås genom implementering av ny teknik kan ifrågasättas. Resultat från de kvalitativa observationerna indikerar att traditionella arbetsmetoder används trots att teknik med nya egenskaper har införts. Resultaten visar att de starka positiva effekter som nätverksbaserad och teknikstödd ledningsarkitektur förväntades ha generellt inte kunde påvisas experimentellt. Emellertid visade det sig att en sådan ledningsarkitektur kan ge vissa lednings- och prestandafördelar jämfört med traditionella motsvarigheter i situationer med måttligt förhöjd komplexitet. I situationer med kraftigt höjd komplexitet visade det sig att vare sig den nya eller den traditionella ledningsarkitekturen var effektivare än kontrollbetingelsen som saknade ledning.

Durante las últimas décadas se han desarrollado muchas técnicas para estudios de estructura molecular. La Wspectroscopía Magnética Nuclear (NMS), en particular, es una técnica importante que ha alcanzado un uso generalizado para la identificación y caracterización de moléculas de interés en la química y la bioquímica. Además, la resonancia magnética (MRI) es uno de los mejores métodos clínicos no invasivos de formación de imágenes utilizados en la medicina aprovecha los principios de la NMS. Una de las principales limitaciones de la Resonancia Magnética Nuclear (RMN) es su intrínseca baja sensibilidad. La señal de RMN es proporcional a la polarización nuclear, P, que se rige por la distribución de Boltzmann de spines nucleares. Para superar esta limitación intrínseca han aparecido en las últimas décadas algunas mejoras instrumentales, como el desarrollo de sondas criogénicamente enfriados y la disponibilidad de mayores campos magnéticos mediante nuevos imanes superconductores. Además, varios métodos para mejorar la polarización nuclear también se han desarrollado y están en constante expansión. Entre ellos, los más extendidos son los de bombeo óptico, la polarización para-hidrógeno inducida (PHIP) y la polarización nuclear dinámica (DNP). Todos estos métodos se basan en la hiperpolarización, el cual es un término general que describe un sistema en el que la distribución de las poblaciones ha sido perturbado para crear un exceso de poblaciones en un nivel energético, aumentando así la magnetización neta del sistema. La Polarización Dinámica Nuclear (DNP) ha surgido como uno de los métodos más generales de hiperpolarización nuclear. DNP es una técnica que requiere la presencia en la muestra de un compuesto paramagnético, un agente vitrificante y el analito, el objetivo de la polarización. En esta Tesis hemos desarrollado varios compuestos paramagnéticos nuevos basados en radicales orgánicos persistentes que abarcan desde monoradicals de tres familias diferentes (TEMPO, BDPA y PTM) a birradicales que combinan dichos monoradicals. En la presente Tesis se ha sintetizado y caracterizado varios monoradicals de tres familias de compuestos (PTM, BDPA y TEMPO). La posible aplicación de los derivados de tres BDPA como agentes de polarización ha sido explorada. Los resultados obtenidos para dos de ellos son prometedores, ya que mejoran las condiciones de preparación de la muestra con respecto al BDPA no funcionalizado, reduciendo el tiempo necesario para llevar a cabo el experimento de polarización y se ha abierto la posibilidad de ser eliminadas durante el proceso de transferencia a fin de evitar una mayor pérdida de polarización. Recientemente se ha propuesto que birradicales mixtos a base de radicales tritilo y radicales nitróxido son potencialmente los mejores candidatos para la obtención de las mejores polarizaciones en DNP. Bajo la luz de estos estudios, se realizó la síntesis y caracterización de birradicales, no sólo los que unen tritilo y nitróxido sino tambien aquellos que unen radicales de la misma familia o de familias centrados en carbono. La posible aplicación de algunos de ellos como agentes polarizadores se pusieron a prueba oobteniendo buenos resultados para alguno de ellos. Otra metodología para obtener núcleos hiperpolarizados de baja constante giromagnética es el uso de Magic Angle Spinning-Dynamic Nuclear Polarizacion (MAS-DNP). En esta técnica, el compuesto hiperpolarizado por lo general son los átomos de hidrógeno del agua que transfieren su polarización a los núcleos de baja constante giromagnética por la doble resonancia realizada por la Cross-Polarization. Los compuestos paramagnéticos que se utilizan para polarizar núcleos de hidrógeno en general son birradicales TEMPO. Como hemos sintetizado un monorradical de TEMPO, se realizó la síntesis y caracterización de tres birradicales TEMPO (TEMPO=TEMPO, TEMPOesterTEMPO y TEMPOamidoTEMPO) y se llevaron a cabo las pruebas de polarización de agua en el laboratorio del Dr. Bodenhausen (Suiza). Las mejoras obtenidos indicaron que los birradicales con mayores acoplamientos genera niveles de polarización inferiores y con ellos mejora inferior. En general, MRI se limita a sistemas con una gran magnetización neta, tal como la proporcionada por el agua en los tejidos. Obtención de imágenes de otros núcleos es posible, pero difícil. Estas deficiencias son el resultado tanto de las relaciones giromagnéticas y abundancias naturales de los otros núcleos activos. Más específicamente, los protones tienen una relación giromagnética relativamente alta en comparación con otros núcleos. La relación giromagnética controla la diferencia en los niveles de energía del sistema, cuanto más grande es la diferencia de energía, mayor es la polarización que se obtiene debido a la distribución de Boltzmann. Otros núcleos tales como carbono, nitrógeno o fósforo tienen relaciones giromagnéticas más pequeñas, tienen menor diferencia de nivel de energía y por tanto más pequeñas polarizaciones netas. Si bien son posibles aplicaciones espectroscópicas de núcleos distintos de protones utilizando NMR, es casi imposible de formación de imágenes de los otros núcleos (especialmente in vivo). La baja sensibilidad de la RM de núcleos con constantes giromagnéticas bajas puede mejorarse mediante técnicas de hiperpolarización. Por otra parte, las mejoras en las imágenes de agua, aparte de las diferencias en el contenido de agua local de diferentes tejidos que genera un contraste intrínseco, el contraste básico en las imágenes de RM se debe principalmente a las diferencias en los tiempos de relajación T1 y T2, cada de los cuales se puede independientemente dominar contraste de la imagen. Sin embargo, el contraste intrínseco proporcionado por los tiempos T1 y T2 del y los cambios en sus valores introducidos por patologías del tejido son a menudo demasiado limitadas para permitir un diagnóstico sensible y específico. Por esa razón, se hace uso de agentes de contraste para MRI que alteran el contraste de la imagen después de su administración. El grado y la localización de los cambios de contraste proporcionan información de diagnóstico importantes. Ciertos agentes de contraste se utilizan predominantemente para acortar el tiempo de relajación T1 y éstos se basan principalmente en quelatos de bajo peso molecular de iones de gadolinio Gd3+. La investigación en agentes de contraste con radicales orgánicos ofrecería una alternativa a los medios de contraste basados en gadolinio altamente tóxicos. Sin embargo, la intrínsecamente baja capacidad de relajación paramagnética de nitróxidos (en parte debido a su bajo espín de 1/2) ha impedido su aplicación generalizada como un agente de contraste de MRI. El reto en el desarrollo de nuevos agentes de contraste para MRI es el diseño y la síntesis de compuestos paramagnéticos de tamaño molecular moderado que poseen una larga vida media in vivo, de alta solubilidad en agua y de alta relaxividades de 1H. El uso de dendrímeros hace posible mejorar la solubilidad en agua mediante la adición de grupos polares de superficie y aumentar el spin total por la interacción entre ellos en la superficie del dendrímero. Los dendrímeros introducen en el sistema de los agente de contraste la posibilidad de cambiar el tamaño de la molécula, siempre y cuando usamos generaciones diferentes, proporcionando una bio-específica distribución por tamaño. De esa manera, (pequeños tamaños) compuestos de bajo peso molecular se eliminan rápidamente por los riñones. Por otro lado, las moléculas más grandes de peso molecular (grandes tamaños) presentan una baja permeabilidad a través de la pared vascular y permanecen en los vasos sanguíneos durante largo tiempo. En este sentido los dendrímeros radicales son unas moléculas versátiles que permiten controlar el tamaño final del agente de contraste para garantizar la bio-distribución deseada, el control de los tiempos de vida y de la excreción. Por lo tanto, hemos sintetizado y caracterizado una serie de dendrímeros radicales. La solubilidad en agua se probó con el propósito de estudiar su comportamiento como agentes de contraste en los medios acuosos. Sólo Gc0amidoTEMPO, PROXYLLys (GCX) OLi y PROXYL-Tyr (GCX) OLi, eran solubles en agua; por lo que la medición de las capacidades de relajación de agua se realizaron sólo para ellos. Los resultados obtenidos para los dendrímeros Tirosina mostraron un efecto dendrítico en las capacidades de relajación que abre la puerta de esta familia de compuestos como un prometedor agentes de contraste sin metal. / During the last decades many techniques for molecular structure studies have been developed. Nuclear Magnetic Spectroscopy (NMS), in particular, is an important technique that has achieved a widespread use for the identification and characterization of molecules of interest in chemistry and biochemistry. Moreover, magnetic resonance imaging (MRI) is one of the best non invasive clinical imaging methods used in medicine which takes benefit of the NMS principles. One of the main limitations of Nuclear Magnetic Resonance (NMR) is its intrinsic low sensitivity. NMR signal is proportional to nuclear polarization, P, which is governed by the Boltzmann distribution of nuclear spins. In order to overcome this intrinsic limitation some instrumental improvements have appeared in the last few decades as the development of cryogenically cooled probes and the availability of higher magnetic field superconducting magnets. Additionally, several methods to enhance the nuclear polarization have been also developed and are in constant expansion. Among them, the most extended ones are optical pumping, para-hydrogen induced polarization (PHIP) and dynamic nuclear polarization (DNP). All these methods are based on hyperpolarization, that is a general term that describes a system in which the distribution of populations has been disturbed to create an excess of populations in one energetic level, thus boosting the net magnetization of the system. Dynamic nuclear polarization (DNP) has emerged as one of the most general methods for nuclear hyperpolarization. DNP is a technique that requires the presence in the sample of a paramagnetic compound, a glassing agent and the analyte, the target of polarization. In this Thesis we have developed several new paramagnetic compounds based on organic persistent radicals covering from monoradicals of three different families (TEMPO, BDPA and PTM) to biradicals combining such monoradicals. In the present Thesis we have been synthesized and characterized several monoradicals of three families of compounds (PTM, BDPA and TEMPO). The possible application of three BDPA derivatives as polarizing agents has been explored. The results obtained for two of them are promising as they improve the sample preparation conditions with respect the non functionalized BDPA, reducing the time necessary to perform the DNP experiment and open the possibility to be eliminated during the transference process in order to avoid a further loss of polarization. It has recently been proposed that mixed biradicals based on trityl radicals and nitroxide radicals are potentially the best biradical candidates for attaining the maximal DNP enhancements. Under the light of these studies, we performed the synthesis and characterization of a few biradicals, not only those that joins trityl and nitroxide but other that mix carbon centered radicals of the same family or the different family too. The possible application of some of them as a polarizing agents were tested obtaining good results for a some of them. Another methodology to obtain hyperpolarized nuclei of low gyromagnetic constant is the use of Magic Angle Spinning-Dynamic Nuclear Polarization (MAS-DNP). In this technique, the hyperpolarized compound usually are the hydrogen atoms of water that transfer their polarization to low gyromagnetic nuclei by the double resonance performed by the Cross Polarization. The paramagnetic compounds that are used to polarize hydrogen nuclei in general are TEMPO biradicals. As we synthesized a monoradical of TEMPO, we performed the synthesis and characterization of three TEMPO biradicals (TEMPO=TEMPO, TEMPOesterTEMPO and TEMPOamidoTEMPO),the water enhancements tests were performed in Dr. Bodenhausen laboratory (Switzerland). The enhancements obtained indicated that the biradicals with greater couplings generates lower polarization levels and with them lower enhancement. In general, MRI is limited to systems with a large bulk magnetization, such as that provided by water in tissues. Imaging of other nuclei is possible, but challenging. These shortcomings are the result of both the gyromagnetic ratios and natural abundances of the other active nuclei. More specifically, protons have a relatively high gyromagnetic ratio compared to other nuclei. The gyromagnetic ratio controls the difference in the energy levels of the system, and the larger the energy difference, the larger the polarization is obtained because of the Boltzmann distribution. Since other nuclei such as carbon, nitrogen or phosphorus have smaller gyromagnetic ratios, they have smaller energy level differences and thus smaller net polarizations. While spectroscopic applications of nuclei other than protons using NMR are possible, imaging of the other nuclei (especially in vivo) is nearly impossible. The low sensibility of MRI of low gyromagnetic constant nuclei can be improved by hyperpolarization techniques. On the other hand, the improvements on water imaging, apart from differences in the local water content of different tissues which generates an intrinsic contrast, the basic contrast in the MR images mainly results from regional differences in the intrinsic relaxation times T1 and T2, each of which can be independently chosen to dominate image contrast. However, the intrinsic contrast provided by the water T1 and T2 and changes in their values brought about by tissue pathology are often too limited to enable a sensitive and specific diagnosis. For that reason, increasing use is made of MRI contrast agents that alter the image contrast following their administration. The degree and location of the contrast changes provide substantial diagnostic information. Certain contrast agents are predominantly used to shorten the T1 relaxation time and these are mainly based on low-molecular weight chelates of gadolinium ion Gd3+. The research in organic radical contrast agents would provide an alternative to highly toxic gadolinium-based contrast agents. However, the intrinsically low paramagnetic relaxivity of nitroxides (in part due to their low spin of 1/2) has prevented their widespread application as a MRI contrast agent. The challenge in the development of new contrast agents for MRI is the design and synthesis of paramagnetic compounds of moderate molecular size that possess long in vivo lifetimes, high water solubility and high 1H water relaxivities. The use of dendrimers makes possible to enhance water solubility by addition of surface polar groups and increase the total spin by the interaction among them on the dendrimer surface. Dendrimers introduce to the contrast agent system the possibility to change the molecule size, as long as we use different generations, providing specific size-bio distribution. In that way, low molecular weight (small sizes) compounds are quickly eliminated by kidneys. On the other hand, larger molecular weight molecules (big sizes) present low permeability through the vascular wall and remain in blood vessels for long time. In this sense radical dendrimers are a versatile molecules that allow control the final size of the contrast agent to ensure the desired bio distribution, controlling the lifetimes and excretion. Thus, we have synthesized and characterized a series of radical dendrimers. The water solubility was tested with the purpose of studying their behavior as a contrast agents in water media. Only Gc0amidoTEMPO, PROXYLLys(Gcx)OLi and PROXYL-Tyr(Gcx)OLi, were water soluble; so the measurement of the water relaxivities were performed only for them. The obtained results for tyrosine dendrimers showed a dendritic effect on the relaxivities which opens the door of this family of compounds as a promising metal-free contrast agents.

<p>Husqvarna AB uppmärksammade att det kommer införas nya miljöregler i Kalifornien gällande diffusionsutsläpp. De åkgräsklippare som går under namnet Rider och tillverkas av Husqvarna idag uppfyller ej dessa krav. Dagens bränsletank är tillverkad i plastmaterialet HDPE och avdunstande bränsleångor klättrar lätt igenom tankväggen ut i atmosfären vilket ej är tillåtet enligt de nya reglerna. Vi blev tillfrågade om vi kunde lösa problematiken och ta fram ett system som kontrollerar de avdunstade bränsleångorna och se till att detta system uppfyller de krav som ställs i Kalifornien. </p><p>Som blivande ingenjörer tyckte vi att detta var ett passande examensarbete med många olika områden involverade som materialkunskap, tillverkningsprocesser, produktutveckling samt inblick i ett större företags arbete.</p><p>Vi har med detta examensarbete tagit fram ett system som minskar det miljövådliga diffusionsutsläppet med cirka 90 %. Vi har arbetat med projektet så att det är klart för implementering samt gjort en modell som visar hur ett färdigt system kan se ut. Erfarenhet visar att de regler som uppkommer i Kalifornien sedan sprids till övriga USA. Även Europa förväntas skärpa sina diffusionsregler. Detta gör att vår lösning kan få en betydande spridning och få stora positiva effekter på miljön.</p>

Husqvarna AB uppmärksammade att det kommer införas nya miljöregler i Kalifornien gällande diffusionsutsläpp. De åkgräsklippare som går under namnet Rider och tillverkas av Husqvarna idag uppfyller ej dessa krav. Dagens bränsletank är tillverkad i plastmaterialet HDPE och avdunstande bränsleångor klättrar lätt igenom tankväggen ut i atmosfären vilket ej är tillåtet enligt de nya reglerna. Vi blev tillfrågade om vi kunde lösa problematiken och ta fram ett system som kontrollerar de avdunstade bränsleångorna och se till att detta system uppfyller de krav som ställs i Kalifornien. Som blivande ingenjörer tyckte vi att detta var ett passande examensarbete med många olika områden involverade som materialkunskap, tillverkningsprocesser, produktutveckling samt inblick i ett större företags arbete. Vi har med detta examensarbete tagit fram ett system som minskar det miljövådliga diffusionsutsläppet med cirka 90 %. Vi har arbetat med projektet så att det är klart för implementering samt gjort en modell som visar hur ett färdigt system kan se ut. Erfarenhet visar att de regler som uppkommer i Kalifornien sedan sprids till övriga USA. Även Europa förväntas skärpa sina diffusionsregler. Detta gör att vår lösning kan få en betydande spridning och få stora positiva effekter på miljön.

Digital twins for industrial control systems have gained significant interest over recent years. This attention is mainly because of the advanced capabilities offered by digital twins in the areas of simulation, optimization, and predictive maintenance. Some recent studies discuss the possibility of using digital twins for intrusion detection in industrial control systems. To this end, this thesis aims to propose a security framework for industrial control systems including its digital twin for security monitoring and a machine learning-based intrusion detection system for real-time intrusion detection. The digital twin solution used in this study is a standalone simulation of an industrial filling plant available as open-source. After thoroughly evaluating the implementation aspects of the existing knowledge-driven open-source digital twin solutions of industrial control systems, this solution is chosen. The cybersecurity analysis approach utilizes this digital twin to model and execute different realistic process-aware attack scenarios and generate a training dataset reflecting the process measurements under normal operations and attack scenarios. A total of 23 attack scenarios are modelled and executed in the digital twin and these scenarios belong to four different attack types, naming command injection, network DoS, calculated measurement injection, and naive measurement injection. Furthermore, the proposed framework also includes a machine learning-based intrusion detection system. This intrusion detection system is designed in two stages. The first stage involves an offline evaluation of the performance of eight different supervised machine learning algorithms on the labelled dataset. In the second stage, a stacked ensemble classifier model that combines the best performing supervised algorithms on different training dataset labels is modelled as the final machine learning model. This stacked ensemble model is trained offline using the labelled dataset and then used for classifying the incoming data samples from the digital twin during the live operation of the system. The results show that the designed intrusion detection system is capable of detecting and classifying intrusions in near real-time (0.1 seconds). The practicality and benefits of the proposed digital twin-based security framework are also discussed in this work. / Digitala tvillingar för industriella styrsystem har fått ett betydande intresse under de senaste åren. Denna uppmärksamhet beror främst på de avancerade möjligheter som digitala tvillingar erbjuder inom simulering, optimering och förutsägbart underhåll. Några färska studier diskuterar möjligheten att använda digitala tvillingar för intrångsdetektering i industriella styrsystem. För detta ändamål syftar denna avhandling till att föreslå ett säkerhetsramverk för industriella styrsystem inklusive dess digitala tvilling för säkerhetsövervakning och ett maskininlärningsbaserat intrångsdetekteringssystem för intrångsdetektering i realtid. Den digitala tvillinglösningen som används i denna studie är en fristående simulering av en industriell fyllningsanläggning som finns tillgänglig som öppen källkod. Efter noggrann utvärdering av implementeringsaspekterna för de befintliga kunskapsdrivna digitala tvillinglösningarna med öppen källkod för industriella styrsystem, väljs denna lösning. Cybersäkerhetsanalysmetoden använder denna digitala tvilling för att modellera och exekvera olika realistiska processmedvetna attackscenarier och generera en utbildningsdataset som återspeglar processmätningarna under normala operationer och attackscenarier. Totalt 23 angreppsscenarier modelleras och utförs i den digitala tvillingen och dessa scenarier tillhör fyra olika angreppstyper, namnskommandoinjektion, nätverks -DoS, beräknad mätinjektion och naiv mätinjektion. Dessutom innehåller det föreslagna ramverket också ett maskininlärningsbaserat system för intrångsdetektering. Detta intrångsdetekteringssystem är utformat i två steg. Det första steget innebär en offline -utvärdering av prestanda för åtta olika algoritmer för maskininlärning övervakad på den märkta datauppsättningen. I det andra steget modelleras en staplad ensemble -klassificerarmodell som kombinerar de bäst presterande övervakade algoritmerna på olika etiketter för utbildningsdataset som den slutliga modellen för maskininlärning. Denna staplade ensemblemodell tränas offline med hjälp av den märkta datauppsättningen och används sedan för att klassificera inkommande dataprover från den digitala tvillingen under systemets levande drift. Resultaten visar att det konstruerade intrångsdetekteringssystemet kan upptäcka och klassificera intrång i nära realtid (0,1 sekunder). Det praktiska och fördelarna med den föreslagna digitala tvillingbaserade säkerhetsramen diskuteras också i detta arbete.

Masteroppgaven Dokkingsystem for automatisk selvstyrt vogn (AGV) har som mål å utvikle en automatisk selvstyrt vogn (AGV) og å skissere et automatisk dokkingsystem for denne AGV-en. En ny AGV har blitt utviklet med fokus på at konstruksjonen skal være så enkel som mulig og at det skal benyttes lett tilgjengelige komponenter. AGV-en er basert på en rammekonstruksjon laget av aluminiumprofiler. Den drives og styres med differensial drift med to elektriske børstemotorer montert direkte i rammens vanger. Den nye AGV-en laget for bruk i instituttets automatiseringslaboratorium presenteres i oppaven. AGV-ens og dens hovedkomponenter som motorer, gir og motorkontrollere beskrives, og det gis også en kort gjennomgang av hvordan man styrer AGV-ens motorer via motorkontrollerne. En introduksjon av teorien bak angivelse av en mobil robots posisjon og orientering, til sammenkalt positur gis. To modeller for kinematikken for roboter med differensial drift og en modell for banestyring av mobile roboter presenteres. Grunnlaget for å utvikle dokkingløsningen gjøres gjennom en analyse av ulike metoder og sensorer som kan benyttes i dokkingoperasjonen. Virkemåten beskrives enkelt, og styrker og svakheter vurderes opp mot hverandre. Blant sensorene som omhandles er en laserbasert områdesensor, maskinsyn basert på digitale kameraer, infrarøde distansesensorer og ultrasoniske distansesensorer. Ut fra denne analysen blir det bestemt å utvikle en dokkingmetode basert på en type infrarøde sensorer som benytter seg av et trianguleringsprinsipp for å måle avstand. Dette er interessant særlig siden disse sensorene er meget billige. En løsning for å gjennomføre dokkingoperasjonen med disse infrarøde sensorene presenteres.Løsningen baserer seg på bruk av seks infrarøde sensorer, to med et måleområde fra 20 til 150cm og fire med et måleområde fra 4 til 30cm. De to sensorene med langt måleområde monteres i front og brukes for å bestemme AGV-ens positur relativt til dokken før dokkingoperasjonen begynner. De fire sensorene med kort måleområde monteres langs AGVens to sider og benyttes for å finjustere AGV-ens posisjon i forhold til veggene i dokken. For å bekrefte at det infrarøde sensorene holder mål blir de grundig testet både i forhold til signalkvalitet og i forhold til oppløsning. En anbefaling for hvordan sensorene kan brukes på en måte som er tilfredsstillende i forhold til behovet blir presentert med bakgrunn i disse testene. / This master thesis called Docking system for automatic guided vehicle (AGV) has as a goal to develop an automatic guided vehicle (AGV) and to suggest an automatic docking system for this AGV. A new AGV has been developed focusing on keeping the construction being as simple as possible, and on using easily available components. The AGV is based on a frame-construction made from aluminium profiles. It is driven and steered using a differential drive with two electric brushed motors mounted directly in the sidewall of the frame. The new AGV is made for being used in the automation laboratory is presented and its main components such as motors gears and motor controllers are described. A short walk through of the control of the AGV’s motors using the motor controllers is also given. An introduction is given into the basics behind the representation of a mobile robot’s position and orientation, together called its pose. Two models on the forward kinematics for differential drive mobile robots and a model for open loop control of mobile robots are presented. The basis for the development of the docking system is developed through an analysis of different methods and sensors that can be used in the docking procedure. Their mode of operation, their strengths and weaknesses are assessed and compared. Among the sensors covered is a laserbased range finder, machine vision systems using digital cameras, infrared range sensors and ultrasonic range sensors. Using this analysis as a basis it is decided to develop a docking system using a certain type of infrared range sensors that use the principle of triangulation to measure the distance to an object. This is especially interesting since these sensors are very low cost. A solution on how to do the docking using these infrared sensors is presented. The solution is based on using six infrared sensors; two sensors with a range from 20 to 150 cm and four sensors with a range from 4 to 30 cm. The two long range sensors are mounted in front of the AGV and are used for determining the AGV’s pose relative to the dock prior to the docking procedure. The four short range sensors are mounted along the two sides of the AGV and are used to fine tune the AGV’s position relative to the inner walls of the dock.

Industrial Control Systems (ICS) are an integral part of modernsociety, not least when it comes to controlling and protecting criticalinfrastructure such as power grids and water supply. There is a need to testthese systems for vulnerabilities, but it is often difficult if not impossible to doso in operational real time systems since they have been shown to be sensitiveeven to disturbances caused by benign diagnostic tools. This thesis exploreshow ICS field devices can be simulated in order to fool potential antagonists,and how they can be used in virtualized ICS for cyber security research. 8different field devices were simulated using the honeypot daemon Honeyd,and a generally applicable simulation methodology was developed. It was alsoexplored how these simulations can be further developed in order to functionlike real field devices in virtualized environments. / Industriella informations- och styrsystem utgör en viktig delav vårt moderna samhälle, inte minst när det gäller kontroll och skydd avkritisk infrastruktur som elnät och vattenförsörjning. Det finns stora behov avatt säkerhetstesta dessa typer av system, vilket ofta är omöjligt iproduktionsmiljöer med realtidskrav som är erkänt känsliga för störningar, tilloch med från vanligt förekommande analysverktyg. Denna rapport presenterarhur vanliga komponenter i industriella informations- och styrsystem kansimuleras för att lura potentiella antagonister, och hur de kan användas ivirtualiserade styrsystem för cybersäkerhetsforskning. 8 olika komponentersimulerades med hjälp av Honeyd, och en generellt applicerbarsimuleringsmetodik utvecklades. Hur dessa simuleringar kan vidareutvecklasför att fungera som riktiga styrsystemskomponenter i virtualiserade miljöer harockså undersökts.

This study aimed to develop and evaluate a method to obtain a proportional-integral-derivative (PID) controller. The controller is for a control surface that controls pitch motion, by using data from flight tests with an unmanned aerial vehicle (UAV). Finding a suitable method to develop the controllers is essential to make the UAV autonomous, whilst being stable and controllable. Before developing the PID, data from test flights were used to model a transfer function for the control surface with MATLAB's toolbox for system identification. Thereafter, using the transfer function, the PID was developed by using MATLAB’s toolbox for control systems. The whole method was evaluated by studying the rise time, settling time, and overshoot for the PID, and studying how well the transfer function fits with the flight data. The method of modeling the pitch motion with system identification and finding the PID gains has good potential to simplify the process of finding a PID controller. However, to acquire an accurate model for the pitch motion, which in turn can give a well-performing PID, an improved data sampling was suggested. Additionally, flight tests conducted before and after PID tuning, and in different conditions are recommended to be done in future studies. The flight test would work as a validation for the model to acquire a robust PID that performs as expected. / Syftet med denna studie var att utveckla och utvärdera en metod för att hitta en proportionerlig integrerande deriverande (PID) regulator. Regulatorn är för en kontrollyta som kontrollerar tipprörelsen genom att använda data från flygtester med en drönare. Att hitta en lämplig metod för att utveckla regulatorer är nödvändigt för att göra drönaren autonom, samtidigt som den är stabil och kontrollerbar. Innan PID:n utvecklades användes data från flygtester för att modellera överföringsfunktionen för kontrollytan med MATLAB:s programvara för systemidentifiering. Därefter, genom att använda överföringsfunktionen, utvecklades PID:n med MATLAB:s programvara för reglersystem. Hela metoden utvärderades genom att studera stigtid, insvängningstid och översläng för PID regulatorn, samt studera hur väl överföringsfunktionen modellerar flygdata. Metoden för att modellera tipprörelsen och att hitta PID förstärkningarna har en god potential att förenkla processen av att hitta en PID regulator. Däremot för att få en precis modell för tipprörelsen, vilket i sin tur kan ge en välpresterande PID, föreslogs det att förbättra datainsamlingen. Dessutom rekommenderades det i framtida studier att flygtester genomförs i olika förhållande, både före och efter att PID regulatorn har hittats. Flygtesterna skulle fungera som en bekräftelse för modellen för att få en robust PID som presterar som väntat. / Kandidatexjobb i elektroteknik 2022, KTH, Stockholm

No description available.

Visistadvaita and dvaita systems