<p>Good comfort for the driver of a construction machine is crucial. Gearshift comfort is an important part of the total comfort. Volvo Construction Equipment Components has a simulation environment of the powertrain, SimPow, which is implemented in Matlab/Simulink. SimPow is mostly used for simulation of control strategies and performance. In order to be able to study gearshifting comfort, Volvo has an interest in developing new models for SimPow. The purpose of this thesis work is to build complementing models for SimPow, and evaluate what modifications are needed in order to be able to study gearshifting comfort. The work is limited to study only movement in the longitudinal direction and for one vehicle - the Wheel Loader L150E. The models are implemented in Simulink. The complementing models are of two kinds: – Models of the vehicle. The bodies, vehicle frame and cabin are considered as rigid bodies. Elements consisting of springs and dampers, insulators, are connecting frame and cabin. Driving forces from the wheels results in acceleration (longitudinal, vertical and rotational) and jerk for the center of gravity of the vehicle frame. The acceleration of the frame gives rise to forces in the insulators, connecting frame and cabin. These forces accelerates the cabin and the driver. – Longitudinal models of the wheels. Torque from the powertrain gives rise to a longitudinal force, driving force, in the contact patch between ground and tire. The conclusion from the evaluation shows that a longitudinal model of the wheels is needed. Further, it is considered sufficient to study and measure the longitudinal acceleration of the frame. Therefore, the models of the vehicle are not needed.</p>

Good comfort for the driver of a construction machine is crucial. Gearshift comfort is an important part of the total comfort. Volvo Construction Equipment Components has a simulation environment of the powertrain, SimPow, which is implemented in Matlab/Simulink. SimPow is mostly used for simulation of control strategies and performance. In order to be able to study gearshifting comfort, Volvo has an interest in developing new models for SimPow. The purpose of this thesis work is to build complementing models for SimPow, and evaluate what modifications are needed in order to be able to study gearshifting comfort. The work is limited to study only movement in the longitudinal direction and for one vehicle - the Wheel Loader L150E. The models are implemented in Simulink. The complementing models are of two kinds: – Models of the vehicle. The bodies, vehicle frame and cabin are considered as rigid bodies. Elements consisting of springs and dampers, insulators, are connecting frame and cabin. Driving forces from the wheels results in acceleration (longitudinal, vertical and rotational) and jerk for the center of gravity of the vehicle frame. The acceleration of the frame gives rise to forces in the insulators, connecting frame and cabin. These forces accelerates the cabin and the driver. – Longitudinal models of the wheels. Torque from the powertrain gives rise to a longitudinal force, driving force, in the contact patch between ground and tire. The conclusion from the evaluation shows that a longitudinal model of the wheels is needed. Further, it is considered sufficient to study and measure the longitudinal acceleration of the frame. Therefore, the models of the vehicle are not needed.

2030 NASA Jet Propulsion Laboratory will place an interferometer, which will workas a radio telescope, on the far side of the Moon. The interferometer uses thinpolyamide films as antennas, which are rolled out by a rover (an autonomousvehicle). The thesis covers concept generation of the propulsion and steering systemof the rover.The interferometer is to be placed on the far side of the Moon in order to ensure, asfar as possible, that it is not effected by radiation from Earth. The interferometerconsists of several polyamide films, approximately 100 meters long and one meterwide. The films are to be connected in the middle in order to form a star pattern offilm. Since the rover is to roll out these films on the surface of the Moon, it will driveback and forth to the lander to pick up the rolls. The focus in the project has been todevelop a reliable and stable system as possible so that the rover can accomplish itsmission without malfunctions. The purpose with the interferometer is to map thehydrogen gas clouds which were formed during universe’s youth (Platt, 2008).The outcome of this project is a concept indicating what the most optimal design ofwheel mount, of motor mount, of wheel and steering design may be in order to steerthe rover. The method to generate concepts used is known Fredy Olsson’s method.This is a method that has been developed at Lunds University and it has been widelyused in engineering education at Halmstad University.The four concepts developed and contributes to the whole concept for propulsion andsteering system of the rover. The four concepts developed are an all six steering, allof the six wheels can be controlled individually. Each wheel is split, or divided intwo. The motor is angle mounted and the wheel is semi-open with a slope that makesthe Moon dust fall out if it comes inside.Inspiration from previous rovers which are or have been on the Moon and Mars hasbeen useful in generating concepts. Previously used concepts are stable and reliable,which are important factors in this project. Previous theses have come to theconclusion that the chassis of the rover should be the one similar to the one used onMars Science Laboratory Curiosity and Mars Exploration Rover’s Spirit andOpportunity.The Halmstad University projects in collaboration with NASA began at HalmstadUniversity in 2013, and previous projects have developed the chassis, energy systemand the deployment mechanism of the rover. This year’s project takes intoconsideration the results from previous years since a concept of a complete roverultimately is going to be presented to NASA Jet Propulsion Laboratory.The thesis is done in collaboration with NASA Jet Propulsion Laboratory inCalifornia, USA. NASA Jet Propulsion Laboratory is the leading U.S. center forrobotic exploration of the solar system. / NASA Jet Propulsion Laboratory ska 2030 placera en interferometer på månensbaksida, interferometern ska fungera som ett radioteleskop. Interferometern användersig av tunna polyamidfilmer som antenner. Dessa ska rullas ut på månens yta av enrover (ett obemannat fordon). Rapporten behandlar framtagning av koncept förstyrning och framdrivning av denna rover.Interferometern ska placeras på månens baksida för att man i så stor mån som möjligtvill undkomma strålningsstörningar från Jorden. Interferometern ska bestå av flertaletpolyamidfilmer, ca 100 meter långa och en meter breda. Filmerna skasammankopplas i en kontrollenhet som finns i mitten av det stjärnformade mönsterfilmerna läggs i. Då rovern ska placera ut dessa filmer på månens yta, ska den skaköra från och till landaren för att hämta upp rullarna. Fokus i projektet har varit attgöra ett så pålitligt stabilt system som möjligt för att rovern ska klara av att slutförasitt uppdrag utan driftstörningar. Med interferometern vill man sedan kartläggavätgasmoln som bildades i universums ungdom (Platt, 2008).Resultatet av projektet är ett koncept som visar roverns framdrivnings- ochstyrsystem, hjulupphängning, motorplacering samt hur hjuldesignen kan se ut. FredyOlssons metoder har använts för att ta fram koncept som uppfyller krav och önskemåldå denna metod har använts tidigare under utbildningen.De fyra koncept som bidrar till ett koncept för hela styr- och framdrivningssystem ärstyrning och framdrivning på roverns alla sex hjul, hjulen är designade på så vis att deär delade i två. Motorn är vinkelmonterad. Roverns hjul är semi-öppna med en kantsom är högre än det djup hjulet sjunker ner i månytan., med en sluttning inuti för attsand och damm ska rinna ut.Inspiration har kommit från tidigare rovrar som varit/är aktiva på månen och Mars dådet är beprövade koncept som visat sig vara stabila och pålitliga. Tidigareexamensarbeten har kommit fram till att det chassi som ska användas är snarlikt detsom använts på Mars Science Laboratory Curiosity och Mars Exploration Rover’sSpirit och Opportunity.Projektet började på Högskolan i Halmstad 2013 och tidigare projekt har tittat påbland annat chassit, energisystem och utplaceringsenheten. Årets projekt har tagithänsyn till resultat från tidigare år, för att ett koncept på en hel rover slutligen skakunna visas upp för NASA Jet Propulsion Laboratory.Examensarbetet är genomfört i samarbete med NASA:s Jet Propulsion Laboratory iKalifornien, USA, vilka är USA:s center för robotisk utforskning av solsystemet.

Denna rapport är resultatet av ett examensarbete på KTHs master-program för maskinkonstruktion i samarbete med Atlas Copco och Svea Teknik. Atlas Copco utvecklar en tunnelborrningsmaskin som trycker sig framåt och glider på skidor under borrning. Detta har visats sig ge stora friktionsförluster mellan det ojämna gruvgolvet och skidan vilket gör att de behöver en alternativ lösning på detta problem som klarar lasterna från borrning och maskinens egenvikt samt reducerar friktionen i maskinens längdriktning. Konceptutvecklingen var indelad i fyra stora delsteg: konceptgenerering, val av koncept, vidareutveckling och analys och utvärdering. Projektet avser endast konceptutveckling, ingen fullständig konstruktion. Några komponenter kunde bli omkonstruerade av Atlas Copco vid behov, de främre stingrarna som håller den stabil mot taket fick inte ändras, inga ritningar ritades, ingen detaljerad FEM-modellering och inte alla externa komponenter blev valda. Två koncept togs till vidareutveckling genom Pughs beslutsmatris: The Slide Guide och The Rocker Bogie. CAD modeller ritades och blev analyserade med avseende på strukturella laster och friktionskoefficienter jämfört med den befintliga lösningen. The Slide Guide klarar alla krav som kunde jämföras och The Rocker Bogie klarade inte utrymmeskraven och skulle kräva omfattande omkonstruktion av main body för att fungera. Koncepten blev utvärderade med hjälp av olika beräkningar och FEM analys / This report is the result of a master thesis at KTH Machine Design in cooperation with Atlas Copco and Svea Teknik. Atlas Copco is developing a Tunnel Boring Machine that pushes itself forward on steel skids using a torque tube when boring. This has proven to suffer from large frictional forces between the rough mine floor and the skid and they need an alternative solution to hold the loads of the machine while boring and reducing the friction when propelling itself forward. The concept development was divided into four main stages, concept generation, concept selection, further development, analysis and evaluation. The project includes only concept development, no complete designs. Some parts could be redesigned by Atlas Copco if needed, the front stingers supporting against the roof was not to be redesigned, no drawings was made, no detailed FEA modeling was done and not all external components was chosen. Two concepts where chosen for further development using the PUGH’s decision matrix, The Slide Guide and The Rocker Bogie. CAD models was developed and analyzed regarding loads and friction compared to the existing solution. The Slide Guide clears all requirements that could be measured and the Rocker Bogie does not fit within the geometrical limits available without extensive redesign of the Main Body. This was verified using calculations and structural FEA.

During sea rescue operations it is common for the rescue vessels to operate in water with high number of debris that can get stuck in the propulsor. In particular plastic ropes that can get tangled around the shaft and melt causing a complete stop or damage the motor. Currently rim driven shaft-less thrusters have proven to deal with debris in a better way than conventional motors, but they usually operate only at low speeds. The Swedish Sea Rescue Society along with Rolls-Royce and other partners such as Marna decided to start developing a motor combining the idea of the rim driven thrusters driven by a Permanent magnet motor and a water jet to increase the thrust. In this thesis a conceptual design for this motor is presented, in which bearings and seals have been chosen from standard components as well as the bolts and other components, and all the housing has been designed. In order to design the housing and choose the standard components, three main factors were taken into account: not using extra systems, modularity and being as compact as possible. By focusing on those three requirements different bearing and seals solutions were studied and analyzed to check their viability. Furthermore, in order to verify the design and components chosen, mathematical models through MATLAB and simulations with ANSYS were carried out. Finally the drawings of the non standard components were added including the tolerances defined by the standard components. / Under räddningsuppdrag är det vanligt att räddningsbåtar opererar i vatten med mycket skräp som kan sugas in i propulsorn. Speciellt plastrep kan trassla in sig runt axeln och smälta och orsaka driftstopp eller skada motorn. För närvarande finns periferi-drivna, axellösa propulsorer som har visat sig hantera skräp på ett bättre sätt än konventionella, men de är vanligen bara designade för låga farter. Sjöräddningssällskapet beslutade sig därför tillsammans med Rolls-Royce och andra partners som Marna att börja utveckla en motor som kombinerar en periferidriven propulsor med en vattenjet I detta arbete presenteras en konceptuell design för denna motor, där lager och tätningar såväl som bultar och andra komponenter har valts från standardkomponenter. För att utforma höljet och välja standardkomponenterna beaktades tre huvudfaktorer: att undvika extra system, modularitet och att vara så kompakt som möjligt. Genom att fokusera på dessa tre krav studerades och analyserades olika lager- och tätningslösningar. För att kontollera designen och komponenterna som valts genomfördes dessutom matematiska analyser med hjälp av Matlab och simuleringar med ANSYS. Slutligen togs ritningar av icke-standardkomponenter fram, inklusive toleranser definierade av standardkomponenterna.

This Master's Thesis handles prestudy work and early hardware development that resulted in architectural definitions and prototype hardware of electronic ground support equipment. This equipment is destined to emulate the electric power consumption of the PPS5000 Hall Effect Thruster (HET), for use in satellite end-to-end tests of the all-electric Geostationary Satellite Electra, developed at OHB Sweden AB. The Thruster Emulator (TEM) was defined through a resulting compilation of intricate interdependent components that interface the satellite power system and the thruster, which yielded an architecture development to support some basic predefined emulator requirements. This architecture was then analyzed to form a base-line conceptual function of the emulator system, which incorporates the entire HET functionality. Six primary HET impedances were defined, of which the three most complex impedances were investigated fully. For the primary thruster discharge, research is shown of the complexity of implementing advanced electronic load hardware directly to the satellite's 5kW power system with respect to the transient primary plasma discharge during thruster start up, and with limitations on the electronic load reducing emulator-thruster similarities. Additionally, a fully functional plasma ignition emulator prototype circuit board was built to be used in the final hardware of the TEM to emulate the external HET cathode start-up functionality. Finally, a feasibility study for designing a possible solution for the large PPS5000 electromagnet impedance was performed, resulting in the manufacture of two prototype inductors with unsatisfying performance results according to the design requirements.

I denna uppsats studeras investeringsprocesser i det divisionaliserade företaget Södra Skogsägarna ekonomisk förening. Studiens syfte är att beskriva och förklara företagets investeringsprocesser och i vilken utsträckning dessa processer är standardiserade. I studien analyseras dessa investeringsprocesser utifrån befintlig teori. Studien visar att investeringsprocesser initieras i den operativa verksamheten för att sedan drivas fram i den operativa verksamheten och i ledningen på enhetsnivå. Beslut fattas på alla nivåer i företaget efter investeringars storlek. Vidare visar studien att det både finns stora likheter och skillnader mellan divisionernas investeringsprocesser. Likheter har ofta sin grund i företagets investeringsinstruktioner medan skillnader ofta har sin grund i divisionernas olika egenskaper och förutsättningar. / This essay studies the capital resource allocation process in the divisionalized company Södra Skogsägarna ekonomisk förening. The study aims to describe and explain the company's capital resource allocation processes and to describe and explain to what extent these processes are standardized. The study analyzes these processes using existing theory on the subject. The study shows that the capital resource allocation process is initiated by the operational levels of the firm and then integrated by the operational levels and the business unit management. Decisions are made at all levels of the company based on the capital expenditure. The study also shows that there are both major similarities and differences between the divisions’ capital resource allocation processes. The similarities are often a result of the company's capital budgeting manual while the differences often due to the different characteristics and environments of the divisions.

Bakgrund: Elektrifieringen har resulterat i en ökad efterfrågan av litiumjonbatterier vilket har skapat ett ökat konkurrenstryck på marknaden. För att upprätthålla konkurrenskraften och möta intressenternas förväntningar krävs betydande investeringar från företagets sida. Micropower Group som tillverkar laddare- och litiumjonbatteri är en ledande aktör på marknaden och genomför en superinvestering i en ny produktionsanläggning. Med tanke på att hållbarhet är ett aktuellt ämne har företaget valt att konstruera anläggningen utifrån en grön profil.  Syfte: Syftet med uppsatsen är att analysera och beskriva investeringsprocessens tidiga skeden, samt när och på vilket sätt hållbarhet spelar roll i processen, mer specifikt från initiering till beslut. Genom att utgå från detta syfte belyses även andra icke-finansiella dimensioner som är av betydelse.  Metod: Studien är en kvalitativ fallstudie som har genomfört semistrukturerade intervjuer för att samla in empiriskt material. Respondenterna valdes genom både ett strategiskt urval och ett snöbollsurval. Den teoretiska referensramen består framförallt av böcker, vetenskapliga artiklar från Linnéuniversitets databaser, såsom Google Scholar och OneSearch.  Slutsats: Det ursprungliga motivet bakom superinvesteringen var strävan efter att bibehålla en ledande position på marknaden och leda den gröna omställningen, vilket kräver ökad kapacitet. Emotioner var centrala under investeringsbedömningen och beslutet grundades på strategiska överväganden och dess överensstämmelse med företagets långsiktiga tillväxtstrategi, struktur, kultur och värderingar. Micropower Group integrerade hållbarhet i investeringsprocessens tidiga skeden, framförallt under framdrivning och delvis i beslut, genom att prioritera sociala och miljömässiga fördelar samt arbetsmiljöförbättringar för att stärka företagsimage, långsiktig tillväxt och lönsamhet samt konkurrensfördelar. / Background: Electrification has resulted in an increased demand for lithium-ion batteries, which has created increased competitive pressure on the market. To maintain competitiveness and meet stakeholders' expectations, significant investments are required on the part of the company. Micropower Group, which is a leading manufacturer of chargers and lithium-ion batteries, is making a large-scale super capital investment in a new production facility. Considering that sustainability is a current topic, the company has chosen to construct the facility based on a green profile. Purpose: The purpose of the study is to analyze and describe the early stages of the investment process, as well as when and in what way sustainability becomes decisive in the process, more specifically from initiation to decision. By proceeding from this purpose, other non-financial dimensions that play a role are also highlighted. Method: The study is a qualitative case study that has conducted semi-structured interviews to collect empirical material. Respondents were selected through both strategic and snowball sampling. The theoretical frame of reference mainly consists of books, and scientific articles from Linnaeus University's databases, such as Google Scholar and OneSearch. Conclusion: The original motive behind the super capital investment was the aspiration to have a leading position in the market, which required increased capacity. Emotions were central during the investment assessment and the decision was based on strategic considerations and its consistency with the company's long-term growth strategy, structure, culture, and values. Micropower Group integrated sustainability in the early stages of the investment process, mainly during propulsion and partly in decisions, by prioritizing social and environmental benefits and improvements in the work environment for strengthened corporate image, long-term growth, and profitability as well as a competitive advantage.

This master thesis addresses the control of electric propulsion motors in a marine context. The focus lies mainly on the implementation of field oriented control (FOC) in a field programmable gate array (FPGA). The hypothesis is that FPGAs provide performance advantages over microcontroller-based control solutions by enabling parallel processing. Zparq AB, a startup specializing in electric marine propulsion, serves as the industry partner for this project. They develop sustainable alternatives to traditional fossil fuel powered propulsion, and the aim is to develop every included part of their electric propulsion systems inhouse. That makes the development of an FPGA-based motor control solution relevant to their goal. The research question focuses on how multiple marine propulsion motors can be controlled from a single FPGA. To answer this, the study investigates relevant engineering aspects such as reference frame transformations, motor control strategies, pulse width modulation (PWM) methods and technological aspects of modern FPGA architectures. For developing the motor controller, a Digilent Arty Z7-20 FPGA board is used. In the design process, all included functions are written as code in a hardware description language (HDL). This approach aims at maintaining complete insight in all details of the solution. Two variants of conventional FOC are developed; one with position feedback from an encoder and one sensorless. The developed motor controller is tested by controlling a brushless direct current (BLDC) motor, and the results prove the functionality of the encoder-based variant. They also show a latency of less than 15 microseconds and indicate the feasibility of the chosen approach. The modularity of the FPGA is demonstrated by successfully controlling two motors, using two copies of the developed solution in a single FPGA. A discussion on combining FPGA-based controllers with wide bandgap (WBG) semiconductors is also included, where the main discussed advantage is high switching frequency. In conclusion, the results and insights from the project contribute to future development of FPGA-based motor control solutions, both within Zparq and the research field. The insights regarding the specific chosen approach for the FPGA development can also be useful for similar projects. / Detta masterarbete behandlar styrning av elektriska motorer i ett marint kontext. Fokus ligger huvudsakligen på implementeringen av fältorienterad styrning (FOC) i en ifält-programmerbar grindmatris (FPGA). Hypotesen är att FPGAer erbjuder prestandafördelar jämfört med mikrokontroller-baserade styrlösningar, genom att möjliggöra parallella beräkningsprocesser. Zparq AB, ett startup som specialiserar sig på elektriska marina drivsystem, är industripartner för detta projekt. De utvecklar hållbara alternativ till traditionell fossildriven framdrift och målet är att på egen hand utveckla alla ingående delar i deras elektriska drivsystem. Det gör att utvecklingen av en FPGA-baserad lösning för motorstyrning är relevant inom ramen för deras mål. Forskningsfrågan fokuserar på hur ett flertal motorer för marin framdrift kan styras från en enda FPGA. För att svara på detta undersöks relevanta tekniska aspekter såsom koordinattransformationer, motorstyrningsstrategier, metoder för pulsbreddsmodulering (PWM) samt teknologiska aspekter av moderna FPGA-arkitekturer. För utvecklingen av motorstyrningen används ett Digilent Arty Z7-20 FPGA-kort. I designprocessen formuleras alla inkluderade funktioner som kod i ett hårdvarubeskrivande språk (HDL). Detta tillvägagångssätt syftar till att ha god insyn i hela lösningen, ner på detaljnivå. Två varianter av konventionell FOC utvecklas; en med positionsfeedback från vinkelgivare och en sensorlös. Den utvecklade motorstyrningen testas genom att driva en borstlös likströmsmotor (BLDC) och resultaten visar på den vinkelgivarbaserade variantens funktionalitet. De visar även att fördröjningen är under 15 mikrosekunder, samt på genomförbarheten av det valda tillvägagångssättet. Modulariteten i FPGAn demonstreras genom att framgångsrikt styra två motorer med hjälp av två kopior av den utvecklade lösningen i en och samma FPGA. En diskussion kring att kombinera FPGA-baserad styrning och halvledare med brett bandgap (WBG) är också inkluderad, där den huvudsakliga fördelen som diskuteras är hög switchfrekvens.svis bidrar resultaten och insikterna från projektet till framtida utveckling av FPGA-baserade lösningar för motorstyrning, både inom Zparq och övriga forskningsfältet. Insikterna från det specifika valda tillvägagångssättet för FPGA-utvecklingen kan även de vara användbara i liknande projekt.

Plume-spacecraft interactions play an important role in the performance and integrity of spacecraft during their missions in space. The study encompasses a thruster’s plume simulation and its impact on spacecraft geometries to understand and predict the effects and consequences of the impingement on spacecraft surfaces, such as erosion, contamination, forces, and torques. The initial focus of the thesis is to simulate an electric thruster current density for both space and vacuum chamber measurements. This estimates the artificial broadening of the plume produced by low-pressure background air particles inside a vacuum chamber. Subsequently, the study adopts a conservative approach by considering a current density obtained from vacuum chamber measurements, which allowed for an evaluation of the potential effects on spacecraft surfaces, thus delivering insights into erosion, contamination, as well as the distribution of forces and torques. The results highlight the importance of considering spacecraft charging in plume interactions, as the surface potential significantly affects the impact of the thruster’s plume on spacecraft surfaces. The outcome obtained throughout this project suggests that the effects of particle impingement on erosion, contamination, forces, and torques in plume-spacecraft interactions are influenced by the thruster location and the spacecraft’s surface potential. It is important to note that additional factors, including thermal effects, radiation, and magnetic fields, which were not addressed in this thesis, may also pose potential threats to spacecraft performance and should be considered in future investigations. / Interaktioner mellan plym och rymdfarkoster spelar en viktig roll i rymdfarkosternas prestanda och integritet under deras uppdrag i rymden. Studien omfattar simulering av en raketmotors plym och dess inverkan på rymdfarkostens geometrier för att förstå och förutsäga effekterna och konsekvenserna av kollisionen på rymdfarkostens ytor, såsom erosion, förorening, krafter och vridmoment. Avhandlingens initiala fokus är att simulera strömtäthet i plymen från en elektrisk raketmotor för både rymd- och vakuumkammarmätningar. Detta uppskattar den artificiella expansionen av plymen som produceras av de molekyler som närvarar i det låga trycket inuti en vakuumkammare. Därefter antar studien ett konservativt tillvägagångssätt genom att överväga en strömtäthet erhållen från vakuumkammarmätningar, vilket möjliggjorde en utvärdering av de potentiella effekterna på ytorna på en rymdfarkost, och därmed leverera insikter om erosion, förorening, såväl som fördelningen av krafter och vridmoment. Resultaten understryker vikten av att överväga laddning av rymdfarkoster i plyminteraktioner, eftersom ytpotentialen signifikant påverkar raketmotorplymens påverkan på rymdfarkostens ytor. Resultatet som erhållits genom hela detta projekt tyder på att effekterna av partikelkollision på erosion, förorening, krafter och vridmoment i växelverkan mellan plym och rymdfarkoster påverkas av raketmotorns placering och rymdfarkostens ytpotential.