In this project a cube was constructed with the intent for it to balance on one of its edges by regulating the speed of a reaction wheel. To be able to do this, a research was done to understand the mechanics of the system and to know what components were required for the project. A brushed DC motor was used with one reaction wheel on each end of its shaft, using the moment of inertia to convert the torque from the motor to an angular acceleration of the cube. A control system was implemented to regulate the speed of the motor depending on the angular offset of the cube. This control system was chosen to be a proportional–integral–derivative (PID) controller, and a number of different tuning methods were used to determine the parameters of said controller to create a stable system. Despite the different methods used, the cube did not successfully balance for a longer period of time. / Under detta projekt har en kub konstruerats med syfte att balansera på en av sina kanter genom att reglera hastigheten på ett reaktionshjul. En undersökning genomfördes för att få en bra förståelse för det mekaniska systemet samt för att ta reda på vilka komponenter som var väsentliga för projektet. En borstad likströmsmotor användes tillsammans med ett reaktionshjul på varsin sida av motorns drivande axel vars tröghetsmoment utnyttjades för att överföra momentet från motorn till en vinkelacceleration på kuben. En regulator implementerades för att styra hastigheten på reaktionshjulen beroende på vinkelavvikelsen från jämviktsläget. Regulatorn som valdes var en proportionell, integrerande och deriverande (PID) regulator och flera olika metoder användes för att bestämma regulatorns parametervärden som avgör dess egenskaper. Trots att olika metoder prövades lyckades inte kuben balansera under en längre period.

The objective of this project is to produce a prototype hydroponic farming solution with improved robustness from external fault factors. This means that the plants will not be grown in soil, but instead in water with a majority of its parameters being monitored and regulated. This with the aim of producing a more efficient and automatic system than traditional farming principles. Using less water and other harmful pesticides. The particular type of hydroponic system will be a NFT system (Nutrient Film Technique) which traditionally operates with a pump constantly feeding water to the plants. The main objective then is to find a way to reduce the reliance on this pump and make the system more robust. The result was a prototype hydroponic system that successfully could monitor and maintain predetermined growth parameters. It was also operate with a constant water flow without the need for constant pump usage. / Målet med detta projekt är att framställa en prototyp av ett hydroponiskt odlingssystem med förbättrad robusthet mot externa faktorer. Det innebär att växterna inte planteras i jord utan i vatten, där en majoritet av relevanta parametrar kan övervakas och kontrolleras. Detta med syftet att skapa ett mer effektivt och automatiserat system, jämfört mot traditionella jorbruksmetoder. Där mindre vatten används och helt utan bekämpningsmedel under växt processen. Det specifika hydroponiska odlingssystemet som kommer användas är ett NFT system (eng. Nutrient Film Technique) vilket traditionellt fungerar genom att konstant låta en pump bevattna växterna. Det primära målet är därför att minska beroendet på pumpen och göra systemet mer robust. Resultatet blev en prototyp av ett hydroponiskt system som kan mäta och styra faktorer som identifierats som viktiga för plantornas växtprocess. Systemet lyckades även med att hålla ett stabilt vattenflöde, utan användandet av en pump.

There are many ways to produce energy, using e.g. gas or hydro turbines. To guarantee a stable power output, it is important to consider components that could control and adjust the output power automatically. The intention of this thesis work is to carry out a pre-study and system design of a mobileplatform simulator system that could be used by companies like Siemens and help them to reduce their OPEX (Operational expenditure) and easily evaluate their AVR (AutomaticVoltage Regulator) solutions and test improvements. In this document, Siemens has decided to call the simulator system, MPSS (Mobile Platform Simulator System). The pre-study includes the theory behind energy production, synchronous generator, simulator system, AVR, control systems and electrical grid. Furthermore, the pre-study includes selection of the proposed components for the simulator system and design of the complete simulator system that will be built by the Siemens R&D engineers at a later stage. The Mobile Platform Simulator System (MPSS) is intended to test the AVR performance, which is a component with its prime purpose being to maintain the output voltage values from the generator at a fixed value, regardless of the current being drawn by the load. It is important that these output values are constantly regulated during the process of producing electricity, so that problems such as overvoltage, overcurrent etc. can be prevented. The MPSS will also be able to simulate real working scenarios e.g. from the different components of an energy production system, such as gas and hydro turbine, synchronous generator, AVR, electrical grid and serve for personnel training. The MPSS will consist of three main components; Simulator, AVR and control system. Therefore, the report will initially provide the background and general theory behind the synchronous generator, AVR and control system used in power generation systems. General information about the electrical grid is also provided. Furthermore, the report suggests the best possible choice for the necessary components to build a MPSS as well instructions on how to perform event simulation. The necessary documentation, including a circuit diagram to support the building of the MPSS by the R&D engineers at late stage, is also provided. Finally, the general analysis of the technical and non-technical aspects related to the choice of components, work process, method and result are discussed in the end of this report. / Det finns många sätt att producera energi, genom användning av exempelvis gas- eller hydroturbiner. För att garantera en stabil produktion är det viktigt att noga överväga komponenter, som kan styra och justera uteffekten automatiskt. Avsikten med detta arbete är att göra en förstudie och systemdesign av ett simulatorsystem som kan användas av företag som Siemens, med avsikt att hjälpa dem att minska sin driftskostnad(OPEX), och lättare kunna utvärdera sina AVR-lösningar (Automatic Voltage Regulator)och möjliga testförbättringar. För detta arbete har Siemens bestämt att kalla systemet för ett mobilt simulatorsystem eller MPSS (Mobile Platform Simulator System). Förstudien innehåller teorin bakom energiproduktion, synkrongenerator generator, simulatorsystem, AVR, styrsystem och elnät. Ett urval av de olika komponenterna för simulatorsystemet och en slutgiltig design tas fram. Det kompletta simulatorsystemet kommer i ett senare skede att byggas av forsknings- och utvecklingsingenjörerna på Siemens. Simulatorsystemet är avsett att testa AVR-prestanda, vilket är en komponent vars huvudsakliga syfte är att upprätthålla utspänningsvärdena från en generator inom ett fast intervallvärde, oberoende av vilken effekt som en last drar. Det är viktigt att utgångsvärden ständigt regleras under elproduktionsprocesser så att utgångsvärden hålls inom systemets tillåtna gränser så att problem som över-/underspänning, över-/underström, över-/underfrekvens etc. kan förhindras. Simulatorsystemet kommer också att kunna simulera verkliga arbetsscenarier för olika komponenter i ett energiproduktionssystem, såsom gas- och hydroturbin, synkrongenerator, AVR och laster, exempelvis elnät, samt kunna användas vid personalutbildning. Simulatorsystemet kommer att bestå av tre huvudkomponenter; Simulator, AVR och styrsystem. Inledande beskrivning av arbetets bakgrund och allmän teoretisk kring komponenterna synkrongenerator, AVR och styrsystem, som används vid i kraftgenereringssystem, ges. Även en allmän bakgrund om elnätet och dess funktion presenteras. Därefter presenteras förslag på bästa möjliga val av nödvändiga komponenter för att bygga ett simulatorsystem. Ett förslag om hur händelse simulering görs samt vilken nödvändig dokumentation och kretsdiagram som behövs för att bygga ett simulatorsystem presenteras. I slutet av detta arbete presenteras en allmän analys av de tekniska och icke-tekniska aspekterna kring val av komponenter, arbetsprocess samt metod och resultat.

Around 40 million people around the world have amputated parts of their bodies. Prostheses are widely used to support their daily behavior. However, about 35% of amputees refuse to use the prostheses due to comfort problems. SocketSense is an EU research project that aims to improve the situation. The Stewart platform (SP) is used as the model of the prototype. The SP could reproduce the comparing forces and torques interior the socket-to-stump interface, given prerecorded movement information of an amputee’s walk cycle. However, previous work controls SP based on inputting some simple reference trajectories ,or for radar, satellite and vehicle use-cases. This  thesis is committed to designing and implementing a control algorithm for the SP to control the socket. The task is divided into two main parts: simulation on Matlab/Simulink and implementation on Linux/ROS, and each part is split into several steps. Firstly, the PID control algorithm is selected and developed for the SP. Secondly, the simulation model is designed and built on Matlab/Simulink. Based on the simulation model, the control algorithm is implemented into the model. Then, the results of simulation are obtained. After that, the SP model is built on Linux/ROS. Then, the model is connected and communicated with the real platform. Finally, the output data and system performance are analysed in terms of control performance, real-time performance, anti-noise performance, etc. The results show that both the simulation and the actual platform system can follow the reference trajectory well. Although there is noise in the results of the actual platform, the noise is suppressed to a great extent by Kalman filter. / Runt 40 miljoner människor runtom i världen har amputerat delar av sina kroppar. Proteser används ofta för att stödja deras dagliga beteende. Emellertid vägrar cirka 35% av amputerade att använda proteserna på grund av komfort problem. SocketSense är ett EU-forsknings projekt som syftar till att förbättra situationen. SP används som modell för prototypen. SP skulle kunna återskapa de jämförande krafterna och vridmomenten inuti gränssnittet uttag-till-stump, givet förinspelad rörelseinformation om en amputerads gångcykel. Tidigare arbete styr dock SP baserat på att ange några enkla referensbanor, eller för radar-, satellit-och fordonsanvändningsfall. Detta examensarbete syftar till att designa och implementera en kontroll algoritmför SP för att styra socket. Uppgiften är uppdelad i två huvuddelar: simulering på Matlab/ Simulink och implementering på Linux/ROS, och varje del är uppdelad i flera steg. Först väljs och utvecklas PID-kontrollalgoritmen för SP. För det andra är simuleringsmodellen designad och byggd på Matlab/ Simulink. Baserat på simuleringsmodellen implementeras styralgoritmen i modellen. Därefter erhålls resultaten av simuleringen. Därefter är SP-modellen byggd på Linux/ROS. Sedan kopplas modellen ihop och kommuniceras med den verkliga plattformen. Slutligen analyseras utdata och systemprestanda i termer av kontrollprestanda, realtidsprestanda, anti-brusprestanda, etc. Result visar att både simuleringen och det faktiska plattformssystemet kan följa referensbanan väl. Även om det finns brus i resultaten av själva plattformen, dämpas bruset i hög grad av Kalman-filter.