The aim of this thesis is to explore possibilities of rapid control prototyping, describe the concept of creating the software application in MATLAB/Simulink environment with use for development kit Texas instruments LaunchPad and create an application for DC and induction motor control in this environment. This work describes the application for unipolar/bipolar control H-Bridge of power converter for DC motor, measurement of output currents, speed and its displaying in real time using serial control interface. This thesis also desribes scalar and vector control of induction motor. All software applications with measurements are created in MATLAB/Simulink and attached to the thesis.

This work deals with the analysis of pulse modulation issues, work is divided into six chapters. The first chapter of the thesis deals with pulse modulations as a whole. It explains the concept of modulation, the distinction between analog and digital modulation, and there is the basic classification of pulse modulation done. The second chapter focuses on the issue of non-quantized pulse modulation. For each modulation belonging to this group is verbally and graphically explains the principle of its activities. In the third chapter, which is similar to the second chapter, the work focuses on quantized pulse modulation. Again, each of these modulations explained its basic principle. It is also in this chapter outlines the design models in Matlab-Simulink. The fourth chapter presents calculations and tables with calculated values needed for simulations. In the fifth chapter, a comparison waveforms. It contains a discussion about the dependence of modulation on their parameters, parameters of the input signal and the sampling frequency. In the final sixth chapter deals with the early design concepts and detailed diagrams for the production of demonstration products.

Detta examensarbete har utförts på uppdrag av Terco. Tercos PST 2220Transmission Line and Distribution Module fungerar som en fysisk modellav ett verkligt transmissions- eller distributionsnät där fem olika typer av nätmed avseende på längd, spänningsnivå och skenbar effekt är möjliga. Idagfinns ett behov av en modell där användaren kan ställa in dessa parametrarså att modellen mer precist kan spegla vilka egenskaper det specifika nätethar. Här undersöks hur längden och dess inverkan på en ledning kan varierasi en modell.En presentation av hur transmissions- och distributionsnät fungerar ochbeskrivs teoretiskt lägger grunden till den modell och de två approximationersom kan beskriva ett helt näts egenskaper.Då R, L och C komponenterna behöver kunna varieras för att fysisktkunna realisera denna teoretiska modell undersöks vilka metoder som dettakan genomföras på. För detta undersöks två tillvägagångssätt, kaskadkopp-lad pi-modell och variabel aktiv-passiv reaktans.Flera aspekter som utrymme, kostnad och variabilitet gör att varia-bel aktiv-passiv reaktans är att föredra. Dess funktion som en varierbarspänningskälla, uppbyggd av switchar styrda med reglerteknik och puls-breddsmodulering gör att komponenterna R, L och C och dess egenskaperoch inverkan på en transmissionslinje kan åstadkommas. Resultatet är attde nödvändiga R,L,C komponenterna går att variera i storlek för att kunnaingå i en varierbar transmissionsledningsmodell.Resultatet och målen säkerställs med simuleringar där variabel aktiv-passiv reaktans visas kunna vidareutvecklas och praktiskt testas för att mo-dellera transmissions- och distributionsnät med olika längd. Nyckelord. Variabilitet, Inverterare, Impedans, DC-AC, Pulsbreddsmodu-lering, Övertoner, Transmissionsledning, Spänningsfall, Reaktiv effekt. / This diploma work has been carried out on behalf of Terco. TercosPST 2220 Transmission Line and Distribution Module works as a physicalmodel of a real transmission and distribution grid where five different typesof networks based on length, voltage and apparent effect are available. Thereis today a need of a model where the user self can adjust these parameters sothat the model more precisely can reflect the characteristics that the specificgrid has. Here it’s investigated how the length and its impact on a line canbe varied in a model.A presentation of how the transmission and distribution grid works andare described theoretically provides the basics for the different models thatcan describe a whole network and its properties.Since the R, L and C components needs to be able to be varied to be ableto physically realize this theoretical model, the different methods that thiscan be realized through are investigated. Two approaches are investigated,the cascaded pi-model and variable active-passive reactance (VAPAR).A number of aspects like space, cost and variability makes the variableactive-passive reactance the most suited solution. Its function as a variablevoltage source, made out of an four switches, operated with control techno-logy and pulse width modulation, makes it possible to imitate R, L and Csproperties and effect on a transmission line. The result is that the necessaryR,L,C components are made adjustable in order to be incorporated in aadjustable transmission lin model.The result and the goal are verified with simulations where variableactive-passive reactance is proved able for further development and practicaltests to model transmission and distribution lines with different length. Keywords. Variability, Inverter, Impedance, DC-AC, Pulse width modula-tion, Harmonics, H-bridge, Transmission line, Voltage drop, Reactive effect.

Decreasing energy consumption has become increasingly important in recent times due to climate change. The average temperature is increasing across the planet, and with it, an increase in droughts and other climate disasters can be seen. There are multiple ways to decrease energy consummation, and one of them is to regulate the light in a building. Much research has been done on light control aiming at offices and workplaces using a close loop system. However, even if those solutions work in a home environment, other solutions could offer a better solution. One solution could be using an open-loop system that senses the ambient light and decides to control the light based on that. An open-loop system’s benefit is that it may not need a sensor for each area like the closed-loop system needs, but the performance of such a system is unknown. Therefore, this thesis takes it upon itself to explore the open-loop system and compare it to a closed-loop system. The goal of the thesis is to compare the performance of the two systems and discover what differs in terms of usability for end-use and development. The results of the thesis are that the performance of the open-loop system does lack in comparison with the closed-loop system, but it is still in a usable range and could likely be improved. The usability of the open-loop system is also worse in terms of the end-use and development. The open-loop system needs further steps and parts to work satisfyingly compared to the closed-loop system. Further research would have to be done to answer if the open-loop system could work with only one sensor and solve other problems. A few solutions are suggested, but further research would be required to raise the open-loop system to a proper working system accessible for end-use. / Minskand konsumtion av energi har blivit allt viktigare på senare tider, på grund av klimatförändringar. Medeltemperaturen ökar över hela planeten och med det en ökning av torka och andra klimatkatastrofer. Det finns flera sätt att minska energiförbrukningen, ett av dem är att reglera ljuset i en byggnad. En hel del forskning har gjorts inom ljusstyrning som huvudsakligen syftar till kontor och arbetsplatser som använder ett öppen återkopplingssystem, men även om dessa lösningar fungerar i en hemmiljö så skulle andra lösningar kunna erbjuda bättre lösningar. En lösning skulle kunna använda ett system med öppen återkoppling som känner av det omgivna ljuset och beslutar sig att styra ljuset utifrån detta. Fördelen med ett öppet system kan vara att den kanske inte behöver en sensor för varje område som den stängda åtterkopplinge behöver, men prestandan för ett sådant system är okänd. Denna avhandling ta på sig att utforska det öppna systemet och jämföra det med ett slutet återkopplingssystem. Målet med uppsatsen är att jämföra prestandan mellan de två systemen, samt upptäcka vad som skiljer sig åt när det gäller användbarhet för båda slutanvändning och utveckling. Resultaten av avhandlingen är att prestanda för öppna återkopplingssystem är sämre i jämförelse med det slutna återkopplingssystemet, men det är fortfarande inom ett användbart område och kan troligsvis förbättras. Användbarheten av det öppna systemet är också sämre både vad gäller slutanvändning och utveckling. Det öppna systemet behöver ytterligare steg och delar för att fungera på ett tillfredsställande sätt jämfört med det slutet system. Ytterligare forskning skulle behöva göras för att svara på om ett öppet återkopplingssystem skulle kunna fungera med endast en sensor och andra problem. Några lösningar föreslås i uppsatsen, men ytterligare forskning skulle behövas för att utveckla det öppna systemet till ett väl fungerande system som kan användas för slutanvändning.

This master’s thesis goes into design of particular circuits for three phase inverter. Inverter’s control is ensured by digital signal controller MC56F8013 with his program. Principle of control is suggested for individual motors. Inverter design considerate universal use and capability for any three phase motor. Particular blocks are compatible each other.

L’utilisation des alimentations à découpage (SMPSs : switched mode power supplies) est à présent largement répandue dans des systèmes embarqués en raison de leur rendement. Les exigences technologiques de ces systèmes nécessitent simultanément une très bonne régulation de tension et une forte compacité des composants. SEPIC (Single-Ended Primary Inductor Converter) est un convertisseur à découpage DC/DC qui possède plusieurs avantages par rapport à d’autres convertisseurs de structure classique. Du fait de son ordre élevé et de sa forte non linéarité, il reste encore peu exploité. L’objectif de ce travail est d’une part le développement des stratégies de commande performantes pour un convertisseur SEPIC et d’autre part l’implémentation efficace des algorithmes de commande développés pour des applications embarquées (FPGA, ASIC) où les contraintes de surface silicium et le facteur de réduction des pertes sont importantes. Pour ce faire, deux commandes non linéaires et deux observateurs augmentés (observateurs d’état et de charge) sont exploités : une commande et un observateur fondés sur le principe de mode de glissement, une commande prédictive et un observateur de Kalman étendu. L’implémentation des deux lois de commande et l’observateur de Kalman étendu sont implémentés sur FPGA. Une modulation de largeur d’impulsion (MLI) numérique à 11-bit de résolution a été développée en associant une technique de modulation Δ-Σ de 4-bit, un DCM (Digital Clock Management) segmenté et déphasé de 4-bit, et un compteur-comparateur de 3-bit. L’ensemble des approches proposées sont validées expérimentalement et constitue une bonne base pour l’intégration des convertisseurs à découpage dans les alimentations embarquées. / The use of SMPS (Switched mode power supply) in embedded systems is continuously increasing. The technological requirements of these systems include simultaneously a very good voltage regulation and a strong compactness of components. SEPIC ( Single-Ended Primary Inductor Converter) is a DC/DC switching converter which possesses several advantages with regard to the other classical converters. Due to the difficulty in control of its 4th-order and non linear property, it is still not well-exploited. The objective of this work is the development of successful strategies of control for a SEPIC converter on one hand and on the other hand the effective implementation of the control algorithm developed for embedded applications (FPGA, ASIC) where the constraints of Silicon surface and the loss reduction factor are important. To do it, two non linear controls and two observers of states and load have been studied: a control and an observer based on the principle of sliding mode, a deadbeat predictive control and an Extended Kalman observer. The implementation of both control laws and the Extended Kalman observer are implemented in FPGA. An 11-bit digital PWM has been developed by combining a 4-bit Δ-Σ modulation, a 4-bit segmented DCM (Digital Clock Management) phase-shift and a 3-bit counter-comparator. All the proposed approaches are experimentally validated and constitute a good base for the integration of embedded switching mode converters

This thesis deals with the design of automated system of electroplating. The first part is centered on designing the technological process for this electroplating and the setout of operating vats. It also deals with the project of mechanical construction, electrical system, with the computing procedure and the optimum choice of gear for galvanic line model. The work includes the design of a DC motor controller, the computing procedure and the construction of heating element for vats heater simulation. The last part of this thesis offers an insight to the control system and the assembled program. In the addendum, the photo of the realized model, the wiring scheme, and the programme transcript for control galvanic line model can be found.

Je jasné, že nejúspěšnější konstrukce zahrnuje postup vícefázového řízení, ve kterém každá fáze může být považována za samostatný modul. Provoz kterékoliv z jednotek musí mít minimální vliv na ostatní, a to tak, že v případě selhání jedné jednotky ostatní mohou být v provozu neovlivněny. Modulární řešení vyžaduje minimální elektrické, magnetické a tepelné ovlivnění mezi fázemi řízení (měniče). Synchronní stroje s pulzním tokem a permanentními magnety se jeví jako atraktivní typ stroje, jejíž přednostmi jsou vysoký kroutící moment, jednoduchá a robustní konstrukce rotoru a skutečnost, že permanentní magnety i cívky jsou umístěny společně na statoru. FS-PMSM jsou poměrně nové typy střídavého stroje stator-permanentní magnet, které představují významné přednosti na rozdíl od konvenčních rotorů - velký kroutící moment, vysoký točivý moment, v podstatě sinusové zpětné EMF křivky, zároveň kompaktní a robustní konstrukce díky umístění magnetů a vinutí kotvy na statoru. Srovnání výsledků mezi FS-PMSM a klasickými motory na povrchu upevněnými PM (SPM) se stejnými parametry ukazuje, že FS-PMSM vykazuje větší vzduchové mezery hustoty toku, vyšší točivý moment na ztráty v mědi, ale také vyšší pulzaci díky reluktančnímu momentu. Pro stroje buzené permanentními magnety se jedná o tradiční rozpor mezi požadavkem na vysoký kroutící moment pod základní rychlostí (oblast konstantního momentu) a provozem nad základní rychlostí (oblast konstantního výkonu), zejména pro aplikace v hybridních vozidlech. Je předložena nová topologie synchronního stroje s permanentními magnety a spínaným tokem odolného proti poruchám, která je schopná provozu během vinutí naprázdno a zkratovaného vinutí i poruchách měniče. Schéma je založeno na dvojitě vinutém motoru napájeném ze dvou oddělených vektorově řízených napěťových zdrojů. Vinutí jsou uspořádána takovým způsobem, aby tvořila dvě nezávislé a oddělené sady. Simulace a experimentální výzkum zpřesní výkon během obou scénářů jak za normálního provozu, tak za poruch včetně zkratových závad a ukáží robustnost pohonu za těchto podmínek. Tato práce byla publikována v deseti konferenčních příspěvcích, dvou časopisech a knižní kapitole, kde byly představeny jak topologie pohonu a aplikovaná řídící schémata, tak analýzy jeho schopnosti odolávat poruchám.