With the advent of next generation sequencing there has been an explosion of the size of data that needs to be processed, where next generation sequencing yields basepairs of DNA in the millions. The rate at which the size of data increases supersedes Moores law therefore there is a huge demand for methods to nd meaningful labels of sequenced data. Studies of microbial diversity of a sample is one such challenge in the eld of metagenomics. Finding the distribution of a bacterial community has many uses for example, obesity control. Existing methods often resort to read-by-read classication which can take several days of computing time in a regular desktop environment, excluding genomic scientists without access to huge clusters of computational units. By using sparsity enforcing methods from the general sparse signal processing eld (such as compressed sensing), solutions have been found to the bacterial community composition estimation problem by a simultaneous assignment of all sample reads to a pre-processed reference database. The inference task is reduced to a general statistical model based on kernel density estimation techniques that are solved by existing convex optimization tools. The objective is to o er a reasonably fast community composition estimation method. This report proposes, clustering as a means of aggregating data to improve existing techniques run-time and biological delity. Use of convex optimization tools to increase the accuracy of mixture model parameters are also explored and tested. The work is concluded by experimentation on proposed improvements with satisfactory results. The use of Dirichlet mixtures is explored as a parametric model of the sample distribution where it is deemed that the Dirichlet is a good choice for aggregation of k-mer feature vectors but the use of Expectation Maximization is unt for parameter estimation of bacterial 16s rRNA samples. Finally, a semi-supervised learning method found on distance based classication of taxa has been implemented and tested on real biological data with high biological delity. / Nya tekniker inom DNA-sekvensering har givit upphov till en explosion pa data som nns att tillga. Nasta generations DNA-sekvensering generar baspar som stracker sig i miljonerna och mangden data okas i en exponentiell takt, vilket ar varfor det nns ett stort behov av ny skalbar metodik som kan analysera kvantitiv data for att fa ut relevant information. Den bakteriella artfordelning av ett provror ar en sadan problemst allning inom meta-genomik, vilket har era tillampningsomraden som exempelvis, studier av fettma. I dagslaget sa ar den vanligaste metoden for att fa ut artfordelningen genom att klassiera DNA-strangarna av bakterierna, vilket ar en tidskravande losning som kan ta upp emot ett dygn for att processera data med hog upplosning. En snabb och tillforlitlig losning skulle darfor tillata er forskare att ta del av nasta generations sekvensering och analysera dess data som i sin tur skulle ge upphov till mer innovation inom omradet. Alternativa losningar med inspiration fran signalbehandlig har hittats som nyttjar problemestallningens glesa natur genom anvandning av Compressed Sensing. Svar hittas genom att simultant tilldela strangar till en for-processerad referensdatabas. Problemstallningen har forenklats till en statistisk modell av provror med ickeparametrisk estimering for att implicit fa ut fordelningen av bakteriearter med hjalp av konvex optimering. Denna rapport foreslar anvandningen av klustrering for aggregering av data for att forbattra tillforlitligheten av svaren och minska tiden for berakning av dessa. Anvandningen av parametriska modeller, Dirichlet fordelningen, har utforskats dar rapporten har kommit fram till att antaganden for lampligheten av denna som ett medel att aggregera k-mer vektorer ~Ar rimliga men att parameterestimeringen med Expectation Maximization ej fungerar val i samband med Dirichlet och en omskrivning av parametern skulle behovas i vektorrymden som spans av 16S rRNA genen. Slutligen sa har distansbaserad tilldelning av bakterier testats pa data fran verklig biologisk kontext med valdigt hog noggranhet. ii

No description available.

In the past few decades the electric power system has seen tremendous growth in termstechnology such as integration of DG and advanced power electronics devices. Such developmentsmainly include renewable energy, increased use of HVDC transmission, state ofthe art communication systems and adaptation of information modeling standards appliedto power systems. In this thesis work a RBTS distribution grid network model has beenimplemented in OPAL-RT to integrate automation and ICT with more devices. These motivateuse of standardization like IEC 61850 and IEC 61175. This network model is usedfor verification of earlier developed monitoring and control methods at the ICS department.The verification setup involves interfacing of the network models in OPAL-RT with Jessrule engine via OPC. The focus of this master project work is evaluation of the use of IEC61175 for consistent signal naming in the network model. It is done through detailed signalmodeling in the Simulink model for use in the real time simulation and implementation ofa graphical user interface to show all the signals along with their measured value in a treeview. Second part of the work focuses on utilization of the signal modeling in high-levelapplications. The applications can utilize the consistent signal naming done by using IEC61175 to implement a semantic reasoning model for interpretation of the signals and therebyimprove the monitoring and control functions. An interface has been implemented to generatean XML file of the mapped signals along with the last measured value for the parserimplemented in Java. After parsing the XML file all the data is used for the Jess rule engineto fire the particular rule in a specific situation. Some rules are implemented for monitoringthe system voltage and for finding out the signals associated with distributed generationunit to calculate their actual generation in the network. In this project an ontology basedapproach is also performed in JADE to get a clear idea of integration of information sources.Results of the work show that proper signal designation in a network according the standardIEC 61175 can potentially help reduce the complexity and improve reliability of operations. / Under de senaste decennierna ökade elkraftsystemet ökade enormt i tekniska termersom integration av DG och avancerade ström i elektroniska enheter. En sådan utvecklinginnefattar främst förnybar energi, ökad användning av HVDC-överföring, toppmodernakommunikationssystem och anpassning av informationsmodelleringskraven för kraftsystem.I detta examensarbete har ett RBTS distributionsnätet nätverksmodell genomförts i OPALRTför att integrera automation och IT med fler enheter. Dessa motiverar användningenav standardiseringen som IEC 61850 och IEC 61175. Denna nätverksmodell används förverifiering av tidigare utvecklade processer och kontrollmetoder vid ICS avdelningen. Installationsveriferingeninnebär gränssnitt för nätverksmodeller i OPAL-RT med "Jess ruleengine" via OPC. Fokus i detta examensarbete är utvärdering av användningen av IEC 61175för en konsekvent namngivning av signalen i nätverksmodellen. Det görs genom noggrannsignalmodellering i Simulink-modellen för användning i realtidssimulering och genomförandeav ett grafiskt användargränssnitt för att visa alla signaler tillsammans med mätvärdet i enträdvy. Andra delen del av arbetet har varit fokuserar Utnyttjande av signal modelleringi hög nivå applikationer att fokusera utnyttjandet av signalmodelleringen görs med hjälpav IEC 61175 att genomföra en semantisk resonemang modell för tolkning av signalernaoch därmed förbättra övervakningen och kontrollfunktioner. Ett gränssnitt har genomförtsför att skapa en XML-fil av de kartlagda signalerna tillsammans med det senast uppmättavärdet för tolken genomfört i Java. Efter tolka XML-filen alla data används för "Jess ruleengine" att avfyra särskild regel i en specifik situation. Vissa regler tillämpas för övervakningav systemspänning och för att ta reda på de signaler som förknippas med distribueradgenereings enheter för att beräkna deras faktiska produktion i nätet. Projekt är ontologinbaserad på metoder upprätt i JADE för att få en klar uppfattning om ntegreringen av informationskällorna.Resultatet av arbetet visar att korrekt beteckning av signalen i ett nätverkenligt standarden IEC 61175 kan hjälpa potentiellt förenkla och förbättra tillförlitligheten iverksamheten.

Very Fast Transients are surge overvoltages created for example when opening or closing a disconnector switch (DS). Because of the very high frequency stress they exert on the equipment and their magnitude (up to 3 pu), they constitute an important issue in the design of ultra-high voltage Gas Insulated Substations. This thesis offers a general understanding of Very Fast Transient Overvoltages (VFTO or VFT) and explores different mitigation techniques, mainly based on dissipation of the energy associated with it. Two solutions are mainly discussed for attenuating the VFTO: applying a semi resistive and magnetic coating or using magnetic rings. Both rely on the non-linearity of skin effect and magnetic losses and are treated in similar manners. An electromagnetic model of both systems is proposed as well as a way to model the influence of the device on the transient behaviour of the system. The performances of both systems still have to be determined by experimentation but they both should significantly reduce the impact of the VFTO. / Mycket snabba transienter (eng. Very Fast Transients) är överspänningar som skapas till exempel när en frånskiljare öppnas eller stängs (DS). På grund av de mycket högfrekventa påkänningar som de utövar på utrustningen och deras storlek (upp till 3 pu), utgör de en viktig fråga i utformningen av ultrahögspännings gasisolerade ställverk. Denna avhandling ger en allmän förståelse för mycket snabba transienta överspänningar (VFTO eller VFT) och undersöker olika metoder för dämpning, främst baserade på förlust av energi. . Främst diskuteras två lösningar för dämpning av VFTO: applicering av en semi resistiv och magnetisk beläggning kring ledaren eller använda magnetiska ringar. Båda är beroende av icke-linjäritet av strömförträngningseffekt och magnetiska förluster, båda metodernabehandlas på liknande sätt. En elektromagnetisk modell av båda systemen föreslås liksom ett sätt att modellera inverkan av anordningen på transienta systemets beteende. Utförandet av båda systemen måste verifieras genom experiment, men de båda bör avsevärt minska effekterna av VFTO.

This research project has been conducted at RTE in order to study the transient stability after asymmetrical faults. When three-phase short-circuits occur in a network, almost all the electrical power is lost on the relevant line(s). Among all short-circuit types, it is the most drastic event and the issue has to be solved very quickly. But oddly, it is also the easiest problem to solve mathematically speaking. This comes from the fact that the system stays balanced, and equations can be simplified. However with line-to-ground faults this is no longer the case, and transient stability analysis becomes tricky. Until now, unbalanced situations have not been studied much. Since this kind of trouble is less serious than losing all three phases, every protection devices on the network have been sized to counter three-phase faults in time and avoid severe consequences. They will then also work for onephase problems. Despite this, there is a desire from RTE to understand – physically and mathematically – what happens when one-phase faults occur, and it is the mission behind this master thesis. First, a mathematical theoretical model was derived to examine a network’s stability without running any simulation. Then, once simulation software programs were taken in hand, several tests were run on a very simplified network, and compared with the theory developed previously. Finally, these experiments were carried out on a much larger scale. It is important to understand that, except for the theoretical model, all the results and conclusions in this document come from simulations. Even if a lot of tests and models led to them, these conclusions must be handled with care. The goal of this work was also to have a better understanding of unbalanced systems, of the Fortescue representation and thus, understand more clearly the parameters required by simulation tools like Eurostag© for future studies. / Detta forskningsprojekt genomfördes hos RTE för att undersöka transientstabilitet efterosymmetriska fel. När trefasiga kortslutningar inträffar i en nätverk försvinner nästan all kraft i derelevanta ledningarna. Bland alla kortslutningstyper är detta den mest drastiska händelsen och måstelösas väldigt snabbt. Konstigt nog är det det lättaste problemet att lösa matematiskt. Detta på grundav faktumet att systemet förblir balanserat och ekvationer kan förenklas. Hursomhelst vid enfasigajordfel är detta inte längre fallet och transientstabilitetsanalys blir plötsligt svårt att räkna på. Fram tills nu har inte lösningar på obalanserade situationer studerats mycket. Eftersom denna typ avproblem är mindre allvarliga än att förlora alla tre faser, så har enheter på nätverket utformats för attmotverka trefas--‐fel snabbt och undvika allvarliga konsekvenser. Enheterna kommer då också fungeraför enfasproblem. Trots detta så finns det en önskan från RTE att förstå –fysiskt och matematiskt –vad som händer närett enfasproblem uppstår, det är det som är målet med mitt examensarbete. Först framtogs enmatematisk teoretisk modell för att examinera nätverkets stabilitet utan att köra någon simulation. Sedan med hjälp av mjukvarusimulatorer så utfördes flertalet test med den tidigare utveckladeteorin. I slutändan utfördes experimenten i en mycket större skala. Det är viktigt att förstå att, utom den teoretiska modellen, kommer alla resultat i denna rapportenfrån simuleringar. Även om flera tester och modeller ledde fram till dem, ska dessa slutsatserhanteras varsamt. Målet med detta arbete var att få bättre förståelse för obalanserade system, representationen med symmetriska komponenter och därmed, få en klarare förståelse för parametrarna som krävs avsimuleringssverktyg så som Eurostag© för framtida studier.

The Master's thesis is part of a more comprehensive research topic aimed at investigating the interaction between the magnetosphere and the ionosphere. The study of the temporal variation of the eld aligned currents in the auroral region was done through analyzing Electric and Magnetic eld data downloaded from the ESA Cluster Active Archive and gathered through in situ measurements by the tetrahedral Cluster satellite constellation. The four satellites have an almost identical orbit, with a distance separation ranging between a hundred kilometers to several thousand kilometers. This allows for the measurement of the Electric and Magnetic elds associated with Birkeland currents in the same spatial region at four dierent times. By performing a cross-correlation between any two spacecraft measurements we obtain six correlation coecients along with the corresponding time lags, which can then be used to study the lifetime of the associated eld aligned currents. Further data analysis and interpretation is then performed to obtain a better understanding of the temporal stability of auroral structures and the intrinsic coupling between the ionosphere and the magnetosphere.

This thesis work details the development of an automatic scheduling engine for satellite communication from the operational stand point of a ground station. The aim has been to create a scheduling engine that autonomously calculates passes for a large number of satellites over a ground station and assigns these passes to appropriate resources. The process used can be described as rule based scheduling, where each satellite is assigned a set of specic requirements that the scheduler tries to satisfy in order to create a schedule that satises all specied requirements. This approach is in contrast to the most commonly used scheduling today, where satellite operators request passes and ground stations try to satisfy these requests, often manually. With rule based scheduling satellite operators are instead allowed to set requirements and the pass times are chosen automatically so as to optimize the process and admit a higher utilization of available resources. It is shown that a typical utilization of a ground stations resources of about 60% can be achieved. In addition to the scheduling engine a simple web interface has been developed, allowing the control of all parameters and scheduling through a web browser, thus demonstrating the ability to make this system more widely accessible for a broader range of users. The development of a rule based scheduler illustrates the possibility of making the process of satellite to ground communications more streamlined from the part of the ground station while at the same time permitting an increase in the number of passes it can support. / Det har examensarbetet beskriver utvecklingen av en autonom schemalaggare for satellitkommunikation fran en markstations perspektiv. Syftet har varit att skapa en autonom schemalaggare som pa egen hand beraknar passtider for ett stort antal satelliter over en markstation och schemalagger dessa pass pa lampliga resurser. Processen som anvands kan beskrivas som regelbaserad schemalaggning, dar varje satellit som ska schemalaggas tilldelas ett antal specika krav som schemalaggaren sedan forsoker tillfredsstalla for att pa sa satt skapa ett schema som tillfredsstaller alla krav fran alla satellitoperatorer. Det har angreppssattet skiljer sig fran det som anvands mest idag, dar satellitoperatorer staller detaljerade krav pa vilka pass som ska bokas in hos markstationen, och personalen pa markstationen forsoker att tillfredsstalla dessa krav sa langt det ar mojligt, ibland manuellt. Med regelbaserad schemalaggning far satellitoperatorer istallet specicera ett set med krav for sina satelliter, och schemalaggaren valjer passtider sa att alla krav for alla satelliter tillgodoses pa ett sa eektivt satt som mojligt, sa att en hogre belaggning pa markstationen kan uppnas an vad som annars vore mojligt. Det visas i dokumentet att en belaggning pa ca 60 % ar mojlig med hjalp av regelbaserad schemalaggning; hogre an normalscenariot for en markstation idag. Utover schemalaggaren har ett webbaserat granssnitt utvecklats som mojliggor kontroll av satellitparametrar och schemalaggning via en webblasare. Pa sa satt visas mojligheten att gora ett sadant har system tillgangligt for ett brett spektrum av anvandare. Utvecklingen av en automatiserad schemalaggare illustrerar mojligheten att forenkla processen for passbokning av satellit till markstationskommunikation samtidigt som en forhallandevis hog belaggning kan uppnas.

In this paper two Unscented Kalman Filters (UKF) are implemented to solve the estimation of a satellite's position in orbit and its orientation relative to Earth's Centered Inertial frame. Their aim is to see if an absolute position accuracy of less than 1 km and an orientation estimation to less than 1 0 are possible for a 3U CubeSat with GPS, sun sensors, magnetometers and a star tracker as sensors. The orbit UKF is based on a Runge Kutta 7(8) th-order integration method for orbit propagation. The dynamic model uses perturbational accelerations due to Earth's geopotential, the gravity of the Moon and the Sun, atmospheric drag and solar pressure. The state of the lter is identical to the observation vector and consists of position and velocity vectors of the satellite. The GPS receiver is used for measurements. Emphasis has been put on the sampling rate of the GPS receiver as its availability is constrained by the satellite's power limitations. The state of the attitude UKF consists of an error quaternion, angular velocities and magnetometer bias. The sun sensors, magnetometers and the star tracker are used for measurements. Dierent sensor combinations have been simulated with the purpose of determining their inuence on the estimated attitude. The results of the simulations indicate that an absolute position error of less than 1 km is feasible for sampling times of 15 minutes or less (approximately 6 per orbit). Furthermore an accuracy of less than 1 0 is achieved by using the star tracker for attitude determination either alone or in combination with the other sensors.

Sudoku is a discrete constraints satisfaction problem which is modeled as an underdetermined linear system. This report focuses on applying some new signal processing approaches to solve sudoku and comparisons to some of the existing approaches are implemented. As our goal is not meant for sudoku only in the long term, we applied approximate solvers using optimization theory methods. A Semi Definite Relaxation (SDR) convex optimization approach was developed for solving sudoku. The idea of Iterative Adaptive Algorithm for Amplitude and Phase Estimation (IAA-APES) from array processing is also being used for sudoku to utilize the sparsity of the sudoku solution as is the case in sensing applications. LIKES and SPICE were also tested on sudoku and their results are compared with l1-norm minimization, weighted l1-norm, and sinkhorn balancing. SPICE and l1-norm are equivalent in terms of accuracy, while SPICE is slower than l1-norm. LIKES and weighted l1-norm are equivalent and better than SPICE and l1-norm in accuracy. SDR proved to be best when the sudoku solutions are unique; however the computational complexity is worst for SDR. The accuracy for IAA-APES is somewhere between SPICE and LIKES and its computation speed is faster than both. / Sudoku är ett diskret bivillkorsproblem som kan modelleras som ett underbestämt ekvationssystem. Denna rapport fokuserar på att tillämpa ett antal nya signalbehandlingsmetoder för att lösa sudoku och att jämföra resultaten med några existerande metoder. Eftersom målet inte enbart är att lösa sudoku, implementerades approximativa lösare baserade på optimeringsteori. En positiv-definit konvex relaxeringsmetod (SDR) för att lösa sudoku utvecklades. Iterativ-adaptiv-metoden för amplitud- och fasskattning (IAA-APES) från gruppantennsignalbehandling användes också för sudoku för att utnyttja glesheten i sudokulösningen på liknande sätt som i mättillämpningen. LIKES och SPICE testades också för sudokuproblemet och resultaten jämfördes med l1-norm-minimiering, viktad l1- norm, och sinkhorn-balancering. SPICE och l1-norm är ekvivalenta i termer av prestanda men SPICE är långsammare. LIKES och viktad l1-norm är ekvivalenta och har bättre noggrannhet än SPICE och l1- norm. SDR visade sig ha bäst prestanda för sudoku med unika lösningar, men SDR är också den metod med beräkningsmässigt högst komplexitet. Prestandan för IAA-APES ligger någonstans mellan SPICE och LIKES men är snabbare än bägge dessa.

Within this project, performance differences of 3.3 kV / 1500 A IGBT modules of the same type, but of different production batches are being investigated while the modules are being driven by the gate drive units of Bombardier Transportation. The results will be compared to measurements of a reference module. Devices of two different manufacturers were used. Results show that the deviations in terms of dI/dt, dV/dt and losses are generally very small. However, the IGBTs react differently if active snubbing during IGBT turn-off is applied at low temperatures. The variation in total switching losses is relatively small and may be neglected, if it is concerned with average converter loss estimations. The second part of this experimental project deals with paralleling of 1.2 kV / 600 A IGBTs. The experiments have been focused on IGBT turn-on. Three couples of IGBT modules have been combined in a parallel connection driven by either one gate drive unit or with decoupled gate drives (two separate gate drive units). In both cases the gate drive units are equipped with digitally controlled current source amplifiers.   Results show for all three combinations that driving with one common gate drive unit outperforms the decoupled uncorrected approach which in some cases may change the current sharing of the IGBTs severely to the worse. A sensitivity investigation regarding time shifts between the decoupled gate drives has been carried out. Subsequently, an iterative correction strategy to compensate for the differences in current sharing has been applied to the couples. Based on the results of these aforementioned experiments suggestions for requirements regarding a future gate drive unit design are being proposed. / Inom det här projektet har prestandaskillnader för 3.3 kV / 1500 A IGBT moduler av samma typ, men av olika produktionsserier studerats under styrning av gate drive units från Bombardier Transportation. Resultatet jämförs med mätningar från en referensmodul. IGBT moduler från två olika tillverkare studerades. Resultat visar att avvikelserna i termer av dI/dt, dV/dt och förluster är generellt relativt små. Emellertid så reagerar IGBTs olika om aktiv ”snubbing” under IGBT avstängning aktiveras vid låga temperaturer. Variationen i totala switchförlustser är relativt små och kan försummas, om de jämförs med uppskattad medelförlust för en hel strömriktare.  I andra delen i det här experimentella projektet behandlas parallellkoppling av 1.2 kV / 600A IGBTs. Experimentet har fokuserat på turn-on av IGBTs. Tre stycken par av IGBT moduler har kombinerats parallellt och drivs antingen av en gemensam gate drive unit eller med två separata gate drive units. I de båda fallen så är gate drive units utrustade med digitalt styrda strömförstärkare.  Resultat visar att för alla tre kombinationer, att styrning med en gemensam gate drive unit överträffar ansatsen med två separata okorrigerade gate drive units, vilken i flera fall kan förändra strömdelning mellan IGBTs till det sämre. En känslighetsanalys runt tidsskillnader mellan två separata gate drive units har gjorts. Därefter har en iterativ korrigeringsstrategi för att kompensera för förändringarna i strömdelning, blivit applicerad. Baserat på resultaten från de tidigare nämnda experimenten, så föreslås krav på hur en framtida gate drive unit bör konstrueras.