For almost as long as the electricity distribution industry itself has existed, so also has the idea of utilising the transmission grid, be it over a wide area or on a local basis, for the transmission of 'intelligence'. This might be in the form of voice transmissions, or for the purposes of monitoring or controlling electrical devices attached to the network. This thesis specifically concerns itself with the potential applications of power-line-carrier (PLC) communications technology within the field of industrial plant/equipment control, as it is within this field that the author works. We look at the entire subject area of industrial control, starting from a historical viewpoint, and consider the special needs and requirements that a proposed PLC solution must offer for this application, especially based on the noise conditions likely to be experienced on a `real' power line. A proposal is made for a `Power Bus', intended for use within certain areas of industrial control, and decisions are made based on the projected link response times for such applications. The experimental phase of the research is practical in nature and consists of a raft of tests and evaluations of the performance of power line modem technologies, under controlled and repeatable noise conditions. To complement these results, further tests are carried out under `real world' conditions, within an actual factory environment. Based on the results of all of these tests, the suitability of a PLC solution for this type of industrial control application is considered. The Thesis concludes with a look at recent developments in, as well as the future of, Power Line Communication techniques.

In the recent years there is an increasing need of electrical and electronic units for household, commercial and industrial use. These loads require a proper electrical power supply to convey optimal energy, i.e. kinetic, mechanical, heat, or electrical with different form. As it is known, any electrical or electronic unit in order to operate safely and satisfactory, requires that the nominal voltages provided to the power supply are kept within strict boundary values defined by the electrical standards and certainly there is no unit that can be supplied with voltage values above or below these specifications; consequently, for their correct and safe operation, priority has been given to the appropriate electrical power supply. Moreover, modern electrical and electronic equipment, in order to satisfy these demands in efficiency, reliability, with high speed and accuracy in operation, employ modern semiconductor devices in their circuitries or items. Nevertheless, these modern semiconductor devices or items appear non-linear transfer characteristics in switching mode, which create harmonic currents and finally distort the sinusoidal ac wave shape of the current and voltage supply. This dissertation proposes an analysis and synthesis of a framework specifically on what happens on power consumption in different types of loads or equipment when the nominal voltage supply increases over the permissibly limits of operation. A variety of loads have been selected from those used in everyday life, for household needs, office needs, as well as trade and industry. They were classified in two main categories, the passive loads and the non-linear loads. The classification was made on the event that the passive loads do not create harmonic currents but the non-linear loads create harmonic currents. For the above purpose was made practical experimental testings on several loads – equipment of both the categories in the laboratories, summarising the effects of the supplying voltages in power consumption at higher values1 gradually, from the nominal values up to the overvoltages. Also in some cases, for more accurate observation, was used the PSpice simulating program. 1 For a better understanding of the events, some experimental testings was made at lower supplying voltages – undervoltages across the loads. Finally, the results from the experimental testings confirmed that the effects of the overvoltages are: the increased consumption of power,  the decrease of the lifespan of electronic components due to overheating,  they are different with respect to the nature of the loads,  the increased amplitude of the current harmonics in the non-linear loads. For harmonic current reduction, an easy to use Pulse Width Modulation (PWM) method is proposed through booster topology, using a minimum number of components. This electronic circuit (harmonic current reducer) is cheap and easy to use, and can be easily connected between the mains supply and the non-linear load. It reduces, or keeps in low level the amplitudes of the current harmonics of the supplying current (distorted) of a non-linear load, in order to offer an extra protection or relief to the load when the supplying voltage or mains increases from its nominal value to undesired overvoltage values. Also, in order to avoid the undesirable effects on power consumption, due to overvoltages, design of a prototyping electronic circuit is proposed. This circuit (stabiliser), like the above harmonic current reducer, can be easily connected between the mains supply and a load or equipment; despite the mains supply variations, it keeps constant the desired or nominal voltage supply (voltage amplitude, Vpeak to peak) across the load or equipment.

This Masters research proposes a new system which deals with the management of renewable energy sources in a domestic/commercial small scale environment. The aim of the project is to develop an intelligent system which will monitor current in individual circuit loads in a domestic/commercial environment and establish whether the load can be powered from mains supply or be switched to an alternative energy supply in a dynamic way. The alternative energy can be solar energy from photovoltaic panels, wind generators or hydro generation. The switching between supplies is decided by monitoring load currents using a microcontroller and the switching action is taken only at specic allowed instants. The CAN (Controller Area Network)communication system is a two-wire differential serial bus system, developed by Bosch for automotive applications in the early 1980s. Its reliability and robustness in communication between nodes within the control system are the reasons for its popularity. The CAN system is implemented in the Eco Energy Controller. The prototype of the Eco Energy Controller is operational and has been tested with 6 resistive load, 24mH inductive load, and three 25W incandescent light bulbs. Experimental measurements and waveforms indicate that the prototype is successful in switching between two supplies to each of the loads without causing high current peaks during turn on.

Asset management of force main infrastructure entails accurate prediction of the condition of the system to operate and maintain at the lowest overall costs. In this thesis report, guidelines for asset management of force main infrastructure is provided by synthesizing the trends observed in the inspection, condition assessment and renewal engineering strategies. Furthermore, this thesis focuses on development of a centralized web-based platform for advanced asset management of force main infrastructure. The key components involved in this comprehensive asset management of the force main infrastructure are data management, model implementation and information visualization. The thesis depicts various aspects involved in developing a web-based application for utilities that store, collect and analyze the data in dissimilar methods. A risk assessment model employed by a utility to prioritize the assets for renewal is demonstrated with various utilities' data. Consequently, the model is published as geo-processing services through ESRI ArcGIS Server. A visualization tool is developed for individual utilities that interacts with the geo-processing services and renders a web-based interactive map to visualize the model results. A drupal website (www.pipeid.org) is developed to support the data collection and model dissemination process. / Master of Science

In an attempt to revise the guidelines which are the basis of today’s design of water and sewage systems, Tyréns carries out a project for Swedish Water & Wastewater Association (SWWA). This SWWA project aims to, based on flow meter data, map out the behavior pattern regarding water consumption for certain types of consumers, such as industrial or individual users. The overall goal is to get a better support for the dimensioning process. A prerequisite for SWWA study is that the data to be analyzed are of good quality. Therefore this thesis will be included as a sub-study for the SWWA project with the goal to find and test methods for quality control of the flow meter data. This thesis showed some methods to statistically validate the data. A method is for instance presented that is used to detect changes in the statistical distribution for the sets of flow meter data. The changes that were studied were either changes in mean or variance. The latter turned out to be able to detect sequences, mostly during the summer, when the daily variations in water demand is different than during the rest of the year. Furthermore, some outliers could be identified using regression analysis. Some measurement errors, such as repeated flow values, could also be detected using run length encoding. In identifying anomalies and outliers, some types of those were possible to explain as false flow observation or non-representative for the data series as a whole for further analysis in the SWWA project. Other suspected observations were not possible to declare as true erroneous and have therefore been flagged for further investigation with support by an expert in the field. / I ett försök att revidera de riktlinjer som ligger till grund för dagens dimensionering av vatten- och avloppsledningsnät, genomför Tyréns ett projekt för Svenskt Vatten Utveckling (SVU). Detta SVU-projekt syftar till att utifrån flödesdata från vattenledningsnätet kartlägga beteendemönster hos olika förbrukartypers vattenförbrukning, såsom storförbrukare och enskilda brukare, för att på så vis kunna erhålla bättre och mer aktuella underlag för dimensioneringen. En förutsättning för SVU-studien är att det mätdata som ska analyseras håller god kvalitet. Därför kommer detta examensarbete att ingå som en understudie till SVU-projektet med syftet att finna en metod för att kvalitetsgranska flödesdata. Detta examensarbete visade metoder för att statistiskt granska flödesdatat med avseende på outliers och anomalier. Bland annat presenterades en metod för att finna förändringar i mätseriernas statistiska fördelning. De förändringar som studerades var antingen förändring av medelvärde eller en förändring av variansen. Den senare visade sig kunna detektera sekvenser, framförallt under sommaren, där dygnsvariationen i vattenförbrukningen ofta var annorlunda mot resten av året. Vidare kunde outliers detekteras med hjälp av regressionsanalyser på mätserierna.  Olika mätfel, exempelvis mätvärden som upprepas, kunde även identifieras med hjälp av skurlängdskodning. Vid identifiering av anomalier eller outliers har vissa typer kunnat detekteras och förklarats som felaktiga värden eller icke representativa för mätserien för vidare analyser. Andra identifierade suspekta mätvärden har inte kunnat förklaras eller det har inte kunnat säkerställas att de är felaktiga. Dessa har markerats och bör studeras av en expert inom ämnesområdet.

Le langage iconographique des mains est un système conventionnel utilisé par les peintres afin de doter les personnages de leurs oeuvres de fonctions discursives, affectives et symboliques particulières. La lecture des gestes figurés nous a ainsi permis de révéler des nouvelles structures narratives. Les différents signes gestuels sont étudiés ici en fonction de leurs origines, usages, connotations et stylistiques dans l’art français des XVIIe et XVIIIe siècles. Dans l’objectif de comprendre le potentiel sémantique de la main et son implication dans les oeuvres d’art, nous avons sollicité des écrits issus de champs épistémiques multiples. Lors de ce travail, nous avons souligné l’importance de la chirologie, discipline explorant les configurations signifiantes des mains et leurs possibles applications. Les gestes picturaux ne fonctionnent pas uniquement de manière isolée mais sont impliqués dans des schémas d’interaction, raccordés au genre et à la composition de l’oeuvre. L’étude du langage des mains favorise le dialogue entre l’histoire de l’art et d’autres disciplines scientifiques, engagées dans des questions de perception, de représentation et de mémoire. / The iconographic language of the hands is a conventional system used by the painters in order to provide some particular discursive, affective and symbolical functions to their characters. In our work, we show that the analysis of the figurative gestures reveals new narrative structures. The different gestural signs are studied according to their origins, usages, connotations and stylistics in the French art of the 17th and 18th centuries. With the aim of understanding the semantic potential of the hand and its implication in the works of art, we referred to multiple epistemic fields. In this study, we underline the importance of the chirology, discipline exploring the meaningful configurations of the hands and their possible applications. The pictorial gestures are not isolated but involved in interactional schemas, connected to the genre and the composition of the work of art. The study of the language of the hands favours the dialogue between the History of art and other scientific disciplines,engaged in the questions of perception, representation and memory.

Planifier des opérations de saisie robustes, impliquant une main articulée robotique et un objet place dans un environnement tridimensionnel, met en jeu deux types de problèmes: le choix d'une stratégie de saisie (preconfiguration de la main, paramétrés de saisie, type de mouvement a exécuter) et l'analyse des interactions physiques main/objet. Le premier probleme repose sur l'analyse de critères géométriques et des contraintes de tache. L'étude du deuxième probleme a pour objet de conclure sur la faisabilité de la stratégie de saisie choisie (la stabilité en particulier), et de permettre la détermination du type de contrôle a appliquer sur la main. Le sujet de ce mémoire est de proposer une methode globale de planification de saisie apte a prendre en compte la chaine complète. La resolution du premier probleme est basée sur le concept de preconfiguration qui permet de réduire la complexité de la recherche de prises. Le deuxième probleme a été résolu a l'aide du concept de modèle physique, qui permet de modéliser de manière appropriée les interactions main/objet. Le principe de ces deux techniques, ainsi que la manière de les combiner, pour résoudre le probleme de saisie précédent, sont décrits dans ce mémoire de thèse

Les travaux entrepris dans cette thèse sont relatifs à l'analyse biomécanique et à la simulation du mouvement de propulsion d'un fauteuil roulant à mains courantes. Ils ont pour objectif la prévention des troubles musculosquelettiques du membre supérieur. Pour cela, nous proposons des indices permettant une quantification objective du risque de développer une pathologie du membre supérieur en lien avec la propulsion du fauteuil. Ainsi, dans le premier chapitre, nous présentons le fauteuil roulant, l'anatomie et les pathologies du membre supérieur et le lien entre ces dernières et le geste de propulsion. Dans le second chapitre, nous détaillons les paramètres biomécaniques du mouvement et justifions la construction de nos indices de risque de troubles musculosquelettiques des trois articulations et du membre supérieur dans son ensemble. Nous indiquons également quels sont les outils nécessaires à l'évaluation du geste de propulsion. Le troisième chapitre expose le protocole expérimental, ses objectifs et les résultats obtenus. Ainsi, les assises hautes et plutôt avancées réduisent les valeurs extrêmes et les amplitudes des trois articulations du membre supérieur ainsi que les activations musculaires des principaux muscles impliqués dans la propulsion. Elles diminuent également le risque de troubles musculosquelettiques évalué par les indices présentés au chapitre précédent. Cependant, ces réglages sont à l'opposé de ceux considérés comme efficaces : assises basses et reculées. Lors du réglage du fauteuil, il faut donc faire un compromis entre efficacité et risque de pathologies. Enfin, le quatrième chapitre présente un modèle de cinématique inverse permettant la simulation et l'évaluation du geste de propulsion d'un fauteuil à mains courantes. Ce dernier permet de tester une multitude de configurations, ce qui est inconcevable lors d'une étude in-vivo, et ainsi de proposer un réglage fin du fauteuil. Pour conclure, nos travaux utilisent des connaissances issues de la biomécanique et de l'ergonomie et proposent une première quantification du risque de troubles musculosquelettiques afin d'aider au choix et au réglage du fauteuil avec comme perspective la prévention de ces derniers. Ainsi, sur la base d'un simple test cinématique, l'interface que nous avons développée permet dévaluer le geste de propulsion et les risques de TMS qui en découlent. Elle permet également de simuler le geste pour une infinité de configurations du fauteuil et ainsi de conseiller objectivement l'utilisateur lors du choix et du réglage de son fauteuil. Enfin, dans le cadre de programmes de réhabilitation, l'utilisation de nos indices de risques de TMS permettrait l'évaluation du geste de propulsion lors des phases d'apprentissage. En effet, la visualisation, des gestes et des risques qui leur sont associés, aiderait les équipes médicales à transmettre aux nouveaux utilisateurs de fauteuil les connaissances nécessaires à la réalisation du geste de propulsion le moins traumatisant.

Les travaux exposés dans cette thèse sont de natures multiples mais visent tous à une meilleure compréhension du geste de saisie chez l'homme, que ce soit d'un point de vue comportemental, cinématique ou de contrôle. Lorsqu'il doit saisir un objet, l'homme s'appuie sur une structure de contrôle multi-niveaux ainsi que son expérience, ce qui lui permet d'estimer les mouvements à effectuer de manière très efficace avant même d'avoir commencé à bouger. Nous pensons que ce mode de commande peut apporter une solution innovante au double problème de l'atteinte et de la saisie par une main artificielle. Nous avons donc développé une architecture de commande distribuée reproduisant en partie ces mécanismes et capable de contrôler ce genre d'artefacts de manière efficace, déclinée en plusieurs versions en fonction du niveau de contrôle souhaité. Elle est constituée d'un ensemble d'unités d'appariement s'inspirant des structures présentes dans le Système Nerveux Central : chacune a en charge une partie du problème global à résoudre, elles intègrent des informations en provenance de la consigne et/ou d'autres unités à travers des échanges parfois redondants, et elles s'appuient sur un algorithme d'apprentissage supervisé. Afin de mieux comprendre les principes qui sous-tendent le mouvement humain nous nous sommes aussi intéressés à la modélisation de la main et du geste de saisie, que ce soit à travers un protocole d'expérimentation chez l'homme ou l'analyse de données médicales et vidéos chez le singe

En robotique, lorsque les exigences de dextérité et de polyvalence sont élevées, les effecteurs terminaux traditionnels montrent vite leurs limites et les mains robotisées humanoïdes semblent une alternative séduisante. Malheureusement, si l'on sait aujourd'hui fabriquer de telles mains satisfaisantes sur le plan mécanique, leur utilisation pose toujours problème car leur contrôle est difficile. Dans cette thèse, on s'est intéressé à trois problèmes relatifs au contrôle des mains robotisées humanoïdes : le contrôle du mouvement de l'objet saisi et des efforts qui lui sont appliqués, le maintien de l'objet en cas de perturbations extérieures, et la raideur de la prise, c'est-à-dire son comportement élastique. Pour la manipulation de l'objet, on propose une nouvelle loi de contrôle, basée sur un problème d'optimisation sous contraintes, qui a l'avantage de synthétiser des couples articulaires moteurs réalisant un compromis entre les différents objectifs de contrôle, possiblement conflictuels ou non atteignables, tout en respectant les limitations de la physique et du robot. Pour garder prise sur l'objet en cas de perturbation, on propose une méthode pour calculer les forces de serrage qui assurent la robustesse de la prise à la plus grande perturbation possible, dans la direction où cette plus grande perturbation possible est la plus petite : une sorte de perturbation critique pour la prise. Enfin, on donne une modélisation de la raideur de l'objet en fonction de celle des doigts, dans le cas où un mouvement relatif de roulement est possible entre les doigts et l'objet. On montre que cette raideur dépend aussi des forces de contact et des courbures des surfaces en contact.