Denna rapport presenterar hur en konstruktionsuppgift av ett automatiserat hybrid värmesystem har genomförts. Två värmekällor skulle inkluderas i systemet, primärkällan var en fastbränslepanna på 30 kW. Och som sekundärvärmekälla ett solfångarsystem med totalt tio solfångarmoduler. Värmesystemet skulle värma en bostad, en maskinverkstad samt ett maskingarage. Temperaturregleringen skulle styras med hjälp av automatik. För att inhämta data på de befintliga byggnader som var berörda av projektet gjordes fysiska mätresultat på plats, studier av ritningar, litteratur, internet källor samt samråd med den externa handledaren.Detta gav i slutändan ett system som är uppdelat i två olika delsystem. Ett system med en fastbränslepanna, och ett system med solfångarmoduler. Den uppvärmda median lagras i fyra ackumulatortankar, varje enskild ackumulatortank har olika volym och väljes med hjälp av automatik. Automatiken sköts av en så kallad PLC, som står för Programmable Logic Controller (Eng.). Denna PLC styr hela systemets elektriska utrustning, vilket innefattar pumpar, reglerventiler, avstängningsventiler och temperatur inhämtning från sensorer. Som presentations metod av resultatet valdes att använda ritningar som kan hittas som större bilagor i denna rapport. Samtliga formler som har använts för att dimensionera systemet återfinns under teori avsnittet, med kortfattade kommentarer. Vissa moment har fler än en lösning, vilket ställer krav på att även klara av att göra analyser av olika lösningar samtidigt ta i beaktande den externa handledarens önskemål.

Bakgrund:SvenskaKyrkan är en av de största ägarna av offentliga lokaler i Sverige varav mångaav dessa är kulturhistoriskt värdefulla kyrkor. Lagen (SFS 1988:950) omkulturminnen begränsar möjligheterna för vilka ingrepp som får göras i en kyrkavilket innebär att det uppstår svårigheter vid energieffektivisering. Då enkyrka vanligtvis används sporadiskt är potentialen att spara energi hög. Dockresulterar den sporadiska användningen i att det kan vara svårt att värdera enenergibesparing, då energiförbrukningen är beroende av användningen. För att eninvesteringskalkyl av en energieffektiviseringsåtgärd ska ge ett mer korrektresultat kommer i denna studie en beräkningsmodell tas fram där hänsyn tas tillkyrkans användning. Syfte:Syftet med denna uppsats är att analysera en metod för energieffektiviseringmed hänsyn till hur ekonomistyrning av en byggnad kan ske. Avgränsningar:Denna studie inriktas på ett styr- och reglersystem, ROWS Webbkontroll, som metodför energieffektivisering. Energibesparingar kommer endast ses ur ettekonomiskt perspektiv utan hänsyn till miljöpåverkan. Metod:Uppsatsen har en abduktiv strategi och en kombination av kvalitativ ochkvantitativ metodansats har tillämpas. En fallstudie har gjorts på Leksbergskyrka genom bland annat personliga intervjuer. Statistik om Leksbergs kyrkasenergiförbrukning, antal bokningar, uppvärmningstid och avsvalningstid harsamlats in för att ge underlag till studiens beräkningsmodell. Investeringskalkyleringi form av payback- och internräntemetoden har använts för att bedömainvesteringens lönsamhet. Slutsats:Investeringskalkyleringen har visat att installationen av ROWS Webbkontroll iLeksbergs kyrka har varit lönsam för Mariestads församling. Beräkningar visarpå en total energibesparing i kyrkorummet på 66,02 procent vilket innebär enåterbetalningstid på 1,14 år med payback-metoden. Vidare är internräntan 68,19procent. En installation av Webbkontroll är således en bra åtgärd för energieffektiviseringi en kyrkobyggnad då det har visat på en ekonomisk energianvändning samtidigtsom kyrkans kulturvärde inte påverkas av en installation. Förslagtill fortsatt forskning: Om beräkningsmodellen appliceras påandra byggnader med sporadisk användning skulle detta ge information om gradenav generalisering. Ett ytterligareförslag är att göra studier på andra kyrkor där Webbkontroll är installerat föratt kunna göra en mer långtgående utvärdering av styr- och reglersystemetsenergisparmöjligheter. / Background: The Swedish Church is one of the biggest owners ofpublic buildings in Sweden, many of which are culturally valuable churches. Act(SFS 1988:950) concerning cultural heritage restricts the interventions thatmay be done in a church. This means that there will emerge difficulties whenenergy efficiency of a church is planned. Since a church usually is usedsporadically, the potential to save energy is high. Though the consumption ofenergy is dependent on use, the sporadic use can be difficult to account for.To obtain a more accurate result from an investment calculation of an energyefficiency measure, a computational model will in this study be developed whichtakes into account the church's use. Purpose: The purpose of this paper is to analyze a method for energy efficiencyaccording to the financial control of a building. Limitations: This paper focuses on a control and regulation system,ROWS Webbkontroll, as a method for improving energy efficiency. Energy savingswill only be seen from an economic perspective without consideration to the environmentalimpact. Method: This paper has an abductive approach and a combination of qualitativeand quantitative methodology. A case study has been done on the Church ofLeksberg and through interviews. Statistics of energy consumption, number ofbookings and warm- and cool-down periods in the Church of Leksberg has beencollected to develop a computational model. Investment calculations in terms ofpayback and internal rate of return have been used to assess the profitabilityof the investment. Conclusion: The investment calculations have shown that theinstallation of ROWS Webbkontroll in the Church of Leksberg has been profitablefor the parish of Mariestad. The calculations that have been done in this studyshows an energy saving of 66,02 percent, where the payback-method shows aresult of 1,14 years and the internal rate of return is 68,19 percent. Theinstallation of Webkontroll is a good measure for energy efficiency in a churchbecause it has shown an economic use of energy whereas the cultural heritage isnot affected by an installation.  Suggestions for further research: If the computational model were applied to otherbuildings with sporadically use, information would be given about its degree ofgeneralization. Another suggestion for further research is to make studies onother churches in which Webbkontroll is installed to make a more extensiveevaluation of the energy saving opportunities of the control and regulationsystem.

Arbetet ger en omfattande bakgrund till vilka problem som måste hanteras i utvecklandet av flerspelarspel som ska spelas över internet. Arbetet fokuserar främst på de problem som uppstår på grund av nätverksfördröjning och jitter. Olika tekniker presenteras för att hantera dessa problem men arbetet fokuserar på tekniken lokal fördröjning. Arbetet utvärderar om det går att anpassa den lokala fördröjningen mot att matcha nuvarande nätverksegenskaper utan att påverka spelarens spelupplevelse negativt. För att utveckla denna hypotes utvecklades ett utvärderingsspel som har använts i en dubbelblind kvantitativ undersökning där spelarens spelupplevelse utvärderades. Resultaten från den undersökning som genomfördes var att dynamisk lokal fördröjning är att föredra då spel spelas över instabila nätverk som påverkas kraftigt av jitter.

Den här kandidatuppsatsen undersöker möjligheten att konstruera ett system som med hjälp av ett rörligt aerodynamiskt element reglerar den nedåtkraft ett fordon utsätts för vid olika störningar. För att manipulera det aerodynamiska elementet utvecklas en aktuator. Flera olika mekaniska lösningar samt motorer och enkodrar undersöks för att ta fram en prototyp som uppfyller krav om tillräcklig kraft vid 80% bibehållen maxhastighet samt låg energiförbrukning. Den lösning som uppfyller alla krav och därmed används i den slutgiltiga prototypen är skruvdrift. Kraften som aktuatorn måste klara av tas fram med hjälp av Flow Simulation i Solidworks och är 100N inklusive en säkerhetsfaktor på 1.5. FEM-analys används för att validera prototypens mekaniska komponenter. Alla komponenter visar sig klara målet om belastning på 100N. Ett kaskadreglersystem tas fram för att reglera fordonets nedåtkraft och därmed dämpa påverkan från störningar så som plötsligt förändrade vindförhållanden. Då det inte finns några möjligheter att testa systemet i riktiga vindförhållanden tas en simuleringsmiljö fram. Fordonets hjulupphängning modelleras som ett mekaniskt system med massor, fjädrar och dämpare som sedan utsätts för olika krafter. Modellen beskrivs som ett system av differentialekvationer och implementeras tillsammans med reglersystemet i Simulink. Det aerodynamiska elementets påverkan på fordonets nedåtkraft vid olika vinklar tas fram med Flow Simulation i Solidworks. Vid validering av reglersystemet utvärderas varje reglerloop för sig. Hastighetsreglering utformas och testas för att kunna hålla en jämn hastighet även vid belastning. Positionsregleringens krav är att köra aktuatorn med dess maxhastighet vid en stegformad börvärdesändring samt hålla översläng under 1%. Både hastighets- och positionsregleringen uppfyller sina krav. Hur störningar kan se ut i verkligheten är okänt i detta arbete, därför utvärderas regleringen av nedåtkraft genom frekvensanalys. Systemet utsätts för sinusformade störningar med olika frekvenser, förstärkningen vid alla olika frekvenser tas fram och sammanställs som ett Bodediagram. Diagrammet visar tydligt hur väl systemet klarar av att dämpa störningar med olika frekvenser.Även regleringen av nedåtkraft uppfyller målet om att hålla översläng under 1%. / This bachelor thesis explores the possibility to design a system that uses a movable aerodynamic element to control the downforce of a vehicle as it's exposed to different disturbances. An actuator is developed in order to manipulate the aerodynamic element. Different mechanical solutions, as well as motors and encoders, are evaluated to design a prototype that fulfills the requirements of adequate force while maintaining 80% of the maximum velocity as well as low energy consumption. The solution that fulfills all requirements and therefore is used in the final prototype is a lead screw drive. The required force that the actuator needs to withstand is decided with Flow Simulation in Solidworks. The required force is 100N including a safety factor of 1.5. FEA analysis is used to evaluate all mechanical components. The analysis shows that all components can handle the required force. A cascade control system is developed to control the downforce of the vehicle and thus dampen the impact from disturbances like suddenly changed wind conditions. A simulation environment is developed since testing the system in a real environment isn't an option. The vehicle's suspension is modeled as a mechanical system with masses, springs, and dampeners that are exposed to different forces. The model is described as a system of differential equations and is implemented in Simulink together with the control system. The aerodynamic element's impact on the vehicle's downforce at different angles is produced by Flow Simulation in Solidworks. Every control loop is validated separately. The velocity control is designed and tested to keep a steady velocity, even at load. The requirement of the position control is to drive the actuator at max speed after a unit step setpoint change while having an overshoot of less than 1%. Both the velocity control and the speed control fulfill their requirements. What the disturbances might look like is unknown, which is why the downforce control is evaluated by exposing the system to sinusoidal disturbances of different frequencies. The amplification for all frequencies are compiled as a Bode plot that clearly shows how well the system can dampen disturbances with different frequencies. The downforce control also fulfills the requirement of keeping the overshoot under 1%.

Ett problem för den grundläggande fysikundervisningen i skolan är att tyngdkraften ständigt stör experiment och demonstrationer, vilket gör det svårt för eleverna att förstå Newtons första och andra lag. Målet med projektet är att förbättra fysikundervisningen på högskolans bastermin. För att lösa problemet skapade vi en demonstrationsanläggning som effektivt demonstrerar inertialsystem och Newtons andra lag genom att köra ett specialkonstruerat tåg med konstant hastighet eller konstant acceleration. Eleverna har möjlighet att utföra tre olika experiment som styrs via en webbsida eller fjärrkontroll och analysera utgången genom grafer som ritas upp. Lösningen testades med mycket gott resultat. Slutsatsen är att man på ett effektivt sätt kan förbättra fysikundervisningen med hjälp av praktiska experiment som eleverna själva kan utföra. / A problem of basic physics education in schools is that gravitation constantly interferes with experiments and demonstrations, making it difficult for students to understand Newton's first and second laws. The goal of this project is to improve the physics education in colleges and universities. To solve the problem we created a demonstration system that effectively demonstrates an inertial reference frame and Newton's second law by driving a specially designed train with constant velocity or constant acceleration. Students are able to perform three different experiments which are controlled via a webpage or by remote control, and analyse the output through plotted graphs. After extensive testing, the train and experiments proved successful and we concluded that physics education can be effectively improved with the help of practical experiments that students themselves can perform.

No description available.

The friction between the under-head of a bolt and the mounting surface affects the necessary torque from a tightening tool. To study the friction behaviour during a highly dynamic tightening process, a Pin-on-Disc testrig has been developed. In this thesis the implications of adding model following control to already well tuned PID controllers of the pin and disc actuation have been compared and evaluated. The results show that adding model following control improves the set point tracking of both the pin and disc without considerably increasing the overshoot. It also shows the importance of having a good mathematical model of the system to be controlled, in order for the model following control to be effective and maintain the same robustness. / Friktionen som uppstår mellan undersidan av en bult och monteringsytan påverkar hur stort vridmoment som behövs under en åtdragningsprocess. För att kunna studera hur friktionen varierar under olika åtdragningsförhållanden har en pinne-skiva testrigg utvecklats. I det här examensarbetet undersöks och jämförs konsekvenserna av att lägga till modell baserad styrning till ett befintligt PID reglersystem, för både pinnen och disken. Resultatet visar att om man lägger till modell baserad styrning så förbättras spårningen av referensen. Detta utan att märkbart överskjuta referensen. Det påvisas även hur viktigt det är att ha en bra matematiskt modell av systemet som ska kontrolleras, för att den modell baserade styrningen ska vara effektiv och bibehålla samma robusthet.

Recent advancements in processing power, storage capabilities, and availability of data, has led to improvements in many applications through the use of machine learning. Using machine learning in control systems was first suggested in the 1990s, but is more recently being implemented. In this thesis, an embedded climate system, which is a type of control system, will be looked at. The ways in which machine learning can be used to replicate portions of the climate system is looked at. Deep Belief Networks are the machine learning models of choice. Firstly, the functionality of a PID controller is replicated using a Deep Belief Network. Then, the functionality of a more complex control path is replicated. The performance of the Deep Belief Networks are evaluated at how they compare to the original control portions, and the performance in hardware. It is found that the Deep Belief Network can quite accurately replicate the behaviour of a PID controller, whilst the performance is worse for the more complex control path. It was seen that the use of delays in input features gave better results than without. A climate system with a Deep Belief Network was also loaded onto hardware. The minimum requirements of memory usage and CPU usage were met. However, the CPU usage was greatly affected, and if this was to be used in practice, work should be done to decrease it. / Många applikationer har förbättras genom användningen av maskininlärning. Maskininlärning för reglersystem föreslogs redan på 1990-talet och har nu börjat tillämpas, eftersom processorkraft, lagringsmöjligheter och tillgänglighet till rådata ökat. I detta examensarbete användes ett inbäddat klimatsystem, som är en typ av reglersystem. Maskininlärningsmodellen Deep Belief Network användes för att undersöka hur delar av klimatsystemet skulle kunna återskapas. Först återskapades funktionaliteten hos en PID-regulator och sedan funktionaliteten av en mer komplex del av reglersystemet Prestandan hos nätverken utvärderades i jämförelse med prestandan i de ursprungliga kontrolldelarna och hårdvaran. Det visade sig att Deep Belief Network utmärkt kunde replikera PID-regulatorns beteende, medan prestandan var lägre för den komplexa delen av reglersystemet. Användningen av fördröjningar i indata till nätverken gav bättre resultat än utan. Ett klimatsystem med ett Deep Belief Network laddades också över på hårdvaran. Minimikrav för minnesanvändning och CPU- användning var uppfyllda, men CPU- användningen påverkades kraftigt. Detta gör, att om maskininlärning ska kunna användas i verkligheten, bör CPU-användningen minskas.

Technology advances each day, with every advancement new and improved products are accompanied. Robots come in various shapes and sizes, from the size of a fly to the size of a human being. The purpose of this project is to further our understanding in how to build a robot, more specifically, a mono wheeled robot and design control systems enabling it to balance by itself. The robot is a one-wheeler with ducted fans on top. It is to balance with the help of the wheel in one direction and with ducted fans in the perpendicular direction.The robot succeeded in balancing with the wheel. However with help of the fans the robot only managed to balance for approximately 20 seconds. Analysing the frequency content from figures 5.2, 5.4, 5.3 resulted in finding frequencies under 1Hz being dominant in the output signals from the control system, observing this a clear oscillation frequency was only determined for the ducted fan system while the wheel system was non periodic. The study concluded that one cannot stabilize the control systems individually because that can lead to disturbances for the other. The results showed that even though the wheel’s control system was stable, it was affected by the second control system, causing disturbances. / För varje dag som går tar tekniken ett steg frammåt, hela tiden med nya och förbättrade produkter. Robotar kommer i olika former och storlekar, från storleken av en insekt till storleken av en människa. Syftet med detta projekt är att utvidga förståelsen över hur man bygger en robot, mer specifikt, en enhjulig robot samt hur man konstruerar ett reglersystem för att få roboten att balansera på egen hand. Roboten är en enhjuling med fläktar. Syftet är att bygga och programmera den till att balansera på egen hand, i ena riktningen med hjulet och i andra riktningen med fläktarna. Roboten lyckades balansera med hjälp av hjulet, men med fläktsystemet balancerade roboten endast i cirka 20 sekunder. Med hjäp av frekvenspspekrumen i figurer 5.2, 5.4, 5.3 försöktes en oscillationsfrekvens och periodtid tas fram, detta erhölls endast för fläktsystemet då hjulsystemet inte gav en tydlig oscillationsfrekvens. Slutsatsen som drogs var att det inte går att stabilisera de individuella systemen separat och sedan kombinera dem. Detta på grund av att det leder till att det ena systemet riskerar att agera som en störsignal till det andra systemet.

This thesis compares Model Predictive Control (MPC) and Proportional-Integral (PI) control in a pin-on-disc tribometer. The tribometer consists of a geared Direct Current (DC) motor driving a flywheel and a voice coil actuating a pin onto the surface of the flywheel. The contact surface of both pin and disc can be replaced with the desired material. The system is first modeled, and both conntrollers are derived from the models and Matlab and Simulink. A PI-cascade controller is used for the disc while a single PI controller is used for the pin. The PI controller is derived using the pole placement, the MPC is derived using the Simulink MPC-designer.  The control methods are evaluated using the Root Mean Sqaure Error (RMSE), percentage overshoot and rise time of step responses from two cases: The ideal case and the operational case. The ideal case contians minimal disturbance as only one actuator is operating at a time. The operational case intends to depict the future use case of the test rig where both actuators are operating simultaneously.  Statistical analysis is conducted as a three was Analysis of Variance (ANOVA) between controller (MPC/PI), case (ideal/operational) and actuator level (40/80 N or 100/200 rpm). In conclusion the MPC has a faster rise time but a higher RMSE than the PI controller in both the ideal and operational case when controlling the disc application of a tribometer. No significant difference in overshoot is established in the disc application of the tribometer. Considering the pin system of the tribometer, no conclusion can be drawn. The main factor being the large impact of the noise at the sampling frequency. This causes failure of the controllers in the operational case. / Denna avhandling jämför Model Predictive Control (MPC) och Propertionell-Integral (PI) kontroll i en stift-på-skiva tribometer. Tribometern består av en likströmsmotor med en växellåda som driver ett svänghjul, och en talspole som är kopplat till ett stift som i sin tur applicerar kraft på svänghjulets yta. Kontaktytan för både stift och skiva kan ersättas med önskat material. Systemet modelleras först, och de båda reglersystemen härleds från modellerna i Matlab och Simulink. En PI-kaskad kontroller används för skivan medan en enkel PI-kontroller används för stiftet. PI-kontrollern härleds med hjälp av polplacering MPC-kontrollern härleds med hjälp av MPC-designern i Simulink.  Reglermetoderna utvärderas med hjälp av kvadratroten ur medelkvadratavvikelsen (RMSE), procentuell översläng och stigtid för stegsvar från två fall: Det ideala fallet och de operativa fallet. Det ideala fallet innehåller minimala störningar eftersom endast ett ställdon åt gången är i drift. Det operativa fallet är avsett att representera det framtida användningsområdet för testriggen där båda ställdonen är i drift samtidigt.  Den statistiska analysen utförs som en trevägs Anlysis of Variance (ANOVA) mellan kontroll (MPC/PI), fall (idealt/operativt) och nivå (40/80 N eller 100/200 rpm). Slutsatsen är att MPC-kontrollern har en snabbare stigtid med en högre RMSE än PI-kontrollern i både idealfallet och driftfallet vid styrning av skivan i en tribometer. Ingen signifikant skillnad i översläng konstaterades i skivan. Ingen slutsats kan dras när det gäller drivning av tribometerns stift. Den huvudsakliga faktorn är den stora mängden störningar vid samplingsfrekvensen. Detta leder till att kontrollerna misslyckas in det operativa fallet.