The thesis describes a novel 4-quadrant DC-DC converter, supplied by a 28V DC voltage source, with an output voltage which may be continuously varied between +180V and -180V DC. A prototype 1.2kW DC-DC converter was designed and built, with emphasis given to the optimization of both the converter size and efficiency. This was achieved by means of a computer-based simulation study, which determined the optimal switching frequency and the size of the inductors and capacitors while maintaining a high unit efficiency. Mos-Gated Bimos switches, which feature the advantages of both mosfets and bipolar transistors, were developed to achieve high switching speed during high power operation. A digital-controlled DC servo system based on a 16-bit Intel 8086 microprocessor was designed, to provide both motor speed and position control. Speed and position detection circuits and the structure and the interfacing arrangement of the microprocessor system were designed and constructed. Several control algorithms were developed, including PID Control Algorithm and Current-Limit Control Algorithm. Based on open loop transfer function of the system, derived through mathematical modelling using the State-Space Averaging Method, the constants for the control algorithms were obtained to meet the dynamic performance specified for the system. Computer simulation was carried out to assist with the design of the converter and the control system. It is expected that drives into which the novel converter is incorporated will find many applications in situations where accurate positional control is required, particularly in battery-operated DC-servo system, such as satellite system, robots and some military vehicles.

The frequency of a Pulse Width Modulated (PWM) power source can be adjusted to control the speed of an AC machine. Machine response in this mode of operation depends strongly on the quality of the chosen PWM switching strategy. Several methods of PWM waveform synthesis are presented and new methods are introduced. A novel Relaxed Spectrum (RS) algorithm based on a Fourier series expansion of the PWM signal is presented. The algorithm computes sinusoidal and non-sinusoidal switching patterns from a specified set of harmonic coefficients. The RS method is suitable for both full- and half-bridge PWM invertors. Unwanted harmonics inherent in a PWM signal, are exploited to induce excitation into the rotor of a synchronous machine. Rotor mounted diodes are used to rectify the induced currents. 'Rvo novel induced excitation methods are presented which permit accurate control of excitation levels. Whilst the first method uses a single Excitation Harmonic Voltage (EHV) for rotor excitation, an EHV pair is used in the second method to obtain improved machine response. The RS algorithm is applied to obtain a PWM waveform which approximates closest to a given specification. PWM switching patterns are obtained for most possible excitation conditions. Voltage Control Limit Functions (VCLF) are computed which define control limits for several excitation schemes. The response of a computer simulated machine model to an Ideal Test Voltage (lTV) is investigated to assess the performance of the new methods of machine excitation. Simulation reveals that the use of an EHV pair minimises motor torque pulsation. Optimum excitation ratios are then defined in terms of the harmonic indices of a given EHV pair. These ratios are shown to be largely independent of machine parameters. The RS method is used t(] compute generalised sets of PWM switching sequences which can subsequently be applied to a wide range of differently rated machines. Analogue Symmetrical Sample (SS) PWM waveform synthesis methods for induce( excitation are compared with their digital equivalents. It is shown that digital P~ techniques compare favourably and can provide higher excitation levels when a largl fundamental drive voltage is required.

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Clinical experience has shown that patients performing the Grooved Pegboard Test have difficulty maintaining the manualized right-to-left placement strategy with their left hand. This study sought to investigate possible differences in placement time on the Grooved Pegboard task between participants using the standardized left hand approach and a reversed manualized left hand placement strategy (i.e., left-to-right). The participants included 63 male and female undergraduate volunteers between the ages of 18 and 25 years. All participants had no history of neurologic disease/trauma, or conditions that would affect motor functioning of the right and left upper extremities. Data were analyzed using a 3-way mixed-design ANOVA. Results revealed a significant main effects for gender (F(1, 59) = 5.215, p = .026) and handedness (F(1, 59) = 6.362, p = .014). Of primary interest was the main effect for placement direction, which was not significant, F(1, 59) = .120, p = .731. No significant interaction was observed (all p > .40). Recommendations for the use of this test in applied neuropsychological settings are offered.

Naming speed, motor skill, and auditory temporal processing (ATP) are constructs that are important to reading and language. These variables require processing timing information inherent in the stimulus or processing stimuli rapidly. ATP deficits are found in individuals with reading impairments, but studies are conflicting regarding the relationship between reading and ATP. This study examined relationships between naming speed, motor speed, and ATP, and centered on possible factors why inconsistencies have occurred across studies examining the association between reading and ATP. If the timing element of naming speed (rapid automatized naming-RAN) and of motor speed is common to ATP, then RAN and motor speed should predict thresholds for three auditory tasks (CMR, backward masking, and the precedence effect with TOJ) known to require temporal processing. Tasks were administered to adult participants in order to examine the effects with skilled readers. Many of the variables were skewed and there were multiple outliers that altered the analyses. Ultimately, 75 participants were included in the final data set. Results indicated that RAN did not predict thresholds for any of the masking tasks given. However, motor speed predicted thresholds for one CMR and two backward masking tasks, suggesting that motor speed should be controlled for in research assessing the contribution of ATP to reading or language. Neither naming speed nor motor speed predicted localization performance. Non-verbal intelligence predicted performance on several of the masking tasks, consistent with previous research. Performance on all three auditory tasks was similar to that reported in the literature assessing smaller samples of participants. Although the suggestion of a general timing component is not supported, the relationships found between motor speed and several auditory temporal measures indicate that the underlying timing elements are not independent.

Auch nach Jahrzehnten des wissenschaftlichen Diskurses ist die motorische Schnelligkeit weiterhin ein kontrovers diskutierter Gegenstandsbereich. Die fehlende Möglichkeit einer klaren Abgrenzung, zu den anderen Phänomenen der menschlichen Motorik gilt als ursächlich. Im internationalen Vergleich der Theoriepositionen scheint eine klare Abgrenzung der Schnelligkeit noch weitaus schwieriger. Die im deutschsprachigen Raum vertretenen Theoriekonzepte lassen sich nur bedingt in die der englischsprachigen Literatur überführen. Das theoretische Fundament dieser Arbeit ist die Annahme, dass die motorische Schnelligkeit aus elementaren und komplexen Anteilen besteht. Für die elementare motorische Schnelligkeit als Gegenstand dieser Arbeit wird das theoretische Konstrukt nach Voß, Witt und Werthner (2007) zugrunde gelegt. Durch empirische Daten aus drei Kohorten, erhoben im Querschnittsdesign, sollte das Konstrukt der elementaren motorischen Schnelligkeit bestätigt werden. Daneben stand auch die Frage, ob die elementare motorische Schnelligkeit bereits im frühen Erwachsenenalter deutliche Leistungsminderungen erkennen lässt, wie es verallgemeinernde Annahmen zur motorischen Schnelligkeit in der Literatur z.T. vermuten lassen. Für die Untersuchungen wurden einige der motorischen Testverfahren neu entwickelt. Mit einem explorativen Ansatz wurden die Daten untersucht und mit einer explorativen Faktorenanalyse das Strukturgefüge in den drei Kohorten herausgearbeitet. Im Ergebnis kann die bisher theoriegeleitete Dimensionalität der elementaren motorischen Schnelligkeit mit empirischen Daten belegt werden. In diesem Zusammenhang zeigt sich, dass die innere Struktur der elementaren motorischen Schnelligkeit vom Kindes- zum Erwachsenenalter offenbar noch Prozesse der Ausdifferenzierung erfährt. Die Kognition wurde bislang als ein die Schnelligkeit mitbestimmender Faktor angenommen. Aus den vorliegenden Ergebnissen könnte auch eine eigenständige Dimension im Strukturgefüge der elementaren motorischen Schnelligkeit geschlussfolgert werden. In der Literatur gibt es kontroverse Auffassungen, ob es sich bei der Schnelligkeit um ein auf einzelne Muskelgruppen lokal begrenztes Phänomen handelt. Die vorliegenden Daten deuten in dieser Diskussion darauf hin, dass keine lokale Eingrenzung vorliegt.:Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Abkürzungsverzeichnis 1 Einleitung 2 Theoretische Grundlagen 2.1 Der Entwicklungsbegriff 2.2 Die motorische Entwicklung im Altersgang 2.2.1 Altersbesonderheiten 2.2.2 Biologische Grundlagen veränderter motorischer Leistungsvoraussetzungen 2.2.3 Strukturelle Faktoren sich ändernder Schnelligkeitsvoraussetzungen 2.3 Theorie zur Schnelligkeit 2.3.1 Die elementare und komplexe motorische Schnelligkeit im Altersgang 2.3.2 Ansätze zur Operationalisierung der motorischen Schnelligkeit 2.4 Rolle der Kognition im Konstrukt der elementaren motorischen Schnelligkeit 3 Forschungsdefizit und Fragestellung 4 Untersuchungsmethodik 4.1 Untersuchungsgruppe 4.1.1 Kohorte mittleres Kindesalter 4.1.1.1 Gruppencharakteristik 4.1.2 Kohorte frühes Erwachsenenalter 4.1.2.1 Gruppencharakteristik 4.1.3 Kohorte späteres und spätes Erwachsenenalter 4.1.3.1 Gruppencharakteristik 4.2 Zusammenstellung motorischer Tests, um die Dimensionen der elementaren motorischen Schnelligkeit zu erfassen 4.2.1 Elementare Frequenzschnelligkeit 4.2.1.1 Handtapping Test alternierend (HTTa) 4.2.1.2 Fußtapping Test stehend (FTTst) 4.2.2 Willkürlich initiierbare Schnelligkeit (wiS) 4.2.2.1 Der Armextensionstest 4.2.2.2 Der Ausfallschritt (AFS) 4.2.3 Reaktionsschnelligkeit 4.2.3.1 Einfachreaktion auf visuelle und akustische Reize 4.2.3.2 Wahlreaktionsschnelligkeit (Match-Test) 4.2.4 Elementare azyklische Schnelligkeit bei reaktiven Bewegungen 4.2.5 Schnelligkeit kognitiver Prozesse 4.3 Statistische Verfahren 4.3.1 Faktorenanalyse 4.4 Methodenkritik 4.4.1 Statistische Verfahren 4.4.2 Stichprobenauswahl 4.4.3 Auswahl der motorischen Tests 5 Ergebnisdarstellung 5.1 Untersuchungen zur Testgüte neu entwickelter und etablierter Testverfahren 5.1.1 Evaluation und Evolution des Armextensionstests 5.1.2 Testgüte des Ausfallschrittes 5.1.3 Testgüte des PVT und ZVT 5.1.4 Testgüte HTTa, FTTst & Einfachreaktion Hand/Fuß bei visueller Reizdarbietung 5.2 Faktorenstruktur in drei Kohorten 5.2.1 Faktorenanalyse der Kohorte mittleres Kindesalter 5.2.2 Faktorenanalyse der Kohorte frühes Erwachsenenalter 5.2.3 Faktorenanalyse der Kohorte spätes/späteres Erwachsenenalter 5.2.4 Vergleich der Faktorenstruktur zwischen den Kohorten 5.3 Überprüfung der Faktorenstruktur durch Austausch der Variable ZVT gegen PVT 5.3.1 Faktorenstruktur in der Kohorte mittleres Kindesalter bei Verwendung des PVT 5.3.2 Faktorenanalyse 6-11 Jahre 5.3.3 Faktorenanalyse 8-11 Jahre 5.3.4 Faktorenstruktur in der Kohorte frühes Erwachsenenalter bei Verwendung des PVT 5.3.5 Faktorenstruktur in der Kohorte spätes/ späteres Erwachsenenalter bei Verwendung des PVT 5.3.6 Vergleich der Faktorenstruktur zwischen den Kohorten nach Austausch der Variable ZVT gegen PVT 5.4 Altersübergreifende Zusammenfassung der einzelnen Testleistungen 6 Diskussion 6.1 Unterschiede in der Entwicklung der Reaktionszeiten in Abhängigkeit von der Reizdarbietung 6.2 Unterschiede in der Entwicklung von elementaren Schnelligkeitsleistungen im Vergleich der oberen und unteren Extremität 6.3 Position zur Diagnose der willkürlich initiierbaren Schnelligkeit 6.4 Position zur Diagnose der kognitiven Schnelligkeit 6.5 Strukturelle Veränderungen elementarer Schnelligkeitsleistungen in der Lebensspanne 6.6 Gegenüberstellung verschiedener explorativer Methoden 7 Ausblick 8 Literatur Anhang I Allgemein III Methodenvergleich explorative Faktorenanalyse IV Umgang mit fehlenden Werten V Methodenvergleich beim Umgang mit fehlenden Werten Thesen Versicherung / Even after decades of scientific discourse, motor speed is still a controversial topic. The lack of a clear demarcation to the other phenomena of human motoric is causally. In the international comparison of theories, a clear delimitation of speed appears to be far more difficult. The theory concepts represented in the German-speaking space can be transferred only partly in those of the English-speaking literature. The theoretical foundation of this work is the assumption that the motoric speed consists of elementary and complex parts. For the elementary speed, as an object of this work the theoretical construct is laid to Voß, Witt and Werthner (2007). By empiric data from three cohorts, raised in the cross section design, the construct of elementary speed should be confirmed. Besides there stood the question, whether the elementary speed reveals clear achievement decreases already at the early adult’s age, how it generalising acceptances let partly assume to the speed in the literature. For the investigations, some of the motor test procedures were newly developed. Using an exploratory approach, the data were examined and the internal structure in the three cohorts was worked out using an exploratory factor analysis. As a result, the theoretically derived dimensionality of the elementary motor speed can be proved empirically. In this context, it becomes clear that the inner structure of the elementary speed from the child to the adult age apparently still experiences processes of differentiation. The cognition has hitherto been regarded as a factor determining the speed. From the results obtained, an independent dimension could also be concluded in the internal structure of elementary speed. There are controversial views in the literature as to whether speed is a local phenomenon limited to individual muscle groups. The present data indicate in this discussion that there is no local confinement:Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Abkürzungsverzeichnis 1 Einleitung 2 Theoretische Grundlagen 2.1 Der Entwicklungsbegriff 2.2 Die motorische Entwicklung im Altersgang 2.2.1 Altersbesonderheiten 2.2.2 Biologische Grundlagen veränderter motorischer Leistungsvoraussetzungen 2.2.3 Strukturelle Faktoren sich ändernder Schnelligkeitsvoraussetzungen 2.3 Theorie zur Schnelligkeit 2.3.1 Die elementare und komplexe motorische Schnelligkeit im Altersgang 2.3.2 Ansätze zur Operationalisierung der motorischen Schnelligkeit 2.4 Rolle der Kognition im Konstrukt der elementaren motorischen Schnelligkeit 3 Forschungsdefizit und Fragestellung 4 Untersuchungsmethodik 4.1 Untersuchungsgruppe 4.1.1 Kohorte mittleres Kindesalter 4.1.1.1 Gruppencharakteristik 4.1.2 Kohorte frühes Erwachsenenalter 4.1.2.1 Gruppencharakteristik 4.1.3 Kohorte späteres und spätes Erwachsenenalter 4.1.3.1 Gruppencharakteristik 4.2 Zusammenstellung motorischer Tests, um die Dimensionen der elementaren motorischen Schnelligkeit zu erfassen 4.2.1 Elementare Frequenzschnelligkeit 4.2.1.1 Handtapping Test alternierend (HTTa) 4.2.1.2 Fußtapping Test stehend (FTTst) 4.2.2 Willkürlich initiierbare Schnelligkeit (wiS) 4.2.2.1 Der Armextensionstest 4.2.2.2 Der Ausfallschritt (AFS) 4.2.3 Reaktionsschnelligkeit 4.2.3.1 Einfachreaktion auf visuelle und akustische Reize 4.2.3.2 Wahlreaktionsschnelligkeit (Match-Test) 4.2.4 Elementare azyklische Schnelligkeit bei reaktiven Bewegungen 4.2.5 Schnelligkeit kognitiver Prozesse 4.3 Statistische Verfahren 4.3.1 Faktorenanalyse 4.4 Methodenkritik 4.4.1 Statistische Verfahren 4.4.2 Stichprobenauswahl 4.4.3 Auswahl der motorischen Tests 5 Ergebnisdarstellung 5.1 Untersuchungen zur Testgüte neu entwickelter und etablierter Testverfahren 5.1.1 Evaluation und Evolution des Armextensionstests 5.1.2 Testgüte des Ausfallschrittes 5.1.3 Testgüte des PVT und ZVT 5.1.4 Testgüte HTTa, FTTst & Einfachreaktion Hand/Fuß bei visueller Reizdarbietung 5.2 Faktorenstruktur in drei Kohorten 5.2.1 Faktorenanalyse der Kohorte mittleres Kindesalter 5.2.2 Faktorenanalyse der Kohorte frühes Erwachsenenalter 5.2.3 Faktorenanalyse der Kohorte spätes/späteres Erwachsenenalter 5.2.4 Vergleich der Faktorenstruktur zwischen den Kohorten 5.3 Überprüfung der Faktorenstruktur durch Austausch der Variable ZVT gegen PVT 5.3.1 Faktorenstruktur in der Kohorte mittleres Kindesalter bei Verwendung des PVT 5.3.2 Faktorenanalyse 6-11 Jahre 5.3.3 Faktorenanalyse 8-11 Jahre 5.3.4 Faktorenstruktur in der Kohorte frühes Erwachsenenalter bei Verwendung des PVT 5.3.5 Faktorenstruktur in der Kohorte spätes/ späteres Erwachsenenalter bei Verwendung des PVT 5.3.6 Vergleich der Faktorenstruktur zwischen den Kohorten nach Austausch der Variable ZVT gegen PVT 5.4 Altersübergreifende Zusammenfassung der einzelnen Testleistungen 6 Diskussion 6.1 Unterschiede in der Entwicklung der Reaktionszeiten in Abhängigkeit von der Reizdarbietung 6.2 Unterschiede in der Entwicklung von elementaren Schnelligkeitsleistungen im Vergleich der oberen und unteren Extremität 6.3 Position zur Diagnose der willkürlich initiierbaren Schnelligkeit 6.4 Position zur Diagnose der kognitiven Schnelligkeit 6.5 Strukturelle Veränderungen elementarer Schnelligkeitsleistungen in der Lebensspanne 6.6 Gegenüberstellung verschiedener explorativer Methoden 7 Ausblick 8 Literatur Anhang I Allgemein III Methodenvergleich explorative Faktorenanalyse IV Umgang mit fehlenden Werten V Methodenvergleich beim Umgang mit fehlenden Werten Thesen Versicherung

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O Motor de RelutÃncia VariÃvel (MRV) vem cada vez mais chamando a atenÃÃo da indÃstria e da comunidade acadÃmica. Isso se deve ao crescente desenvolvimento da eletrÃnica de potÃncia e na Ãrea de microprocessadores nos Ãltimos anos, o que permitiu o avanÃo de outros sistemas de acionamentos tais como com MRV. A competitividade do MRV se justifica por seu baixo custo de produÃÃo e manutenÃÃo, uma elevada densidade de potÃncia, robustez e resistÃncia a faltas. O presente trabalho propÃe um esquema de controle robusto baseado em um Controlador Preditivo Generalizado (GPC) pertencente a famÃlia de Controladores Preditivos Baseados em Modelo (MPC) aplicados a malha de corrente e velocidade de um sistema de acionamento com MRV. O controlador proposto, assim como controladores tradicionais aplicados neste tipo de sistema tais como o controlador por Histerese e o controlador PID sÃo tambÃm aplicados com o objetivo de proporcionar meios de comparaÃÃo dos resultados experimentais obtidos. A estrutura do controlador à baseada no projeto de um filtro de modo a permitir uma resposta rÃpida, rejeiÃÃo a distÃrbios, atenuaÃÃo de ruÃdos e robustez com um baixo custo computacional. O controlador proposto foi implementado e os resultados comparados com controladores tradicionais e analisados quantitativamente por meio de Ãndices de desempenho. Para execuÃÃo das rotinas de controle foi utilizado um DSP das Texas Instruments (TMS320F28335), sendo suas caracterÃsticas principais apontadas. O algoritmo do software de controle à esquematizado. O trabalho fez uso da bancada de pesquisa em MRV do laboratÃrio do Grupo de Pesquisa em AutomaÃÃo e RobÃtica (GPAR) da Universidade Federal do Cearà (UFC).