Thesis (Ph. D.)--University of Missouri-Columbia, 2002. / Typescript. Vita. Includes bibliographical references (leaves 96-99). Also available on the Internet.

Thesis (Ph. D.)--University of Missouri-Columbia, 2002. / Typescript. Vita. Includes bibliographical references (leaves 96-99). Also available on the Internet.

The cell relies on molecular motor proteins for long range transport of vesicles and organelles to maintain the organization required within the cell as it changes over time. Cargos move bidirectionally along microtubules due to the presence of multiple copies of opposite polarity motors. Individual motor properties have been teased out in vitro, but understanding how multiple motors cooperate in vivo has thus far been limited by many obstacles. The goal of this work is to study how multiple similar and dissimilar motors operate together in vivo. Since the function of motors is to generate force to haul cargos, I designed a novel optical trapping system capable of precisely measuring the forces exerted by molecular motors in their native environment, a living cell. Using this system, I find evidence that motors do not fight against each other, supporting the regulation model over the tug-of war model for bidirectional transport. I then study motor regulation in axons in the context of Alzheimer’s disease. I find that GSK-3, a kinase found in abnormal amounts in Alzheimer’s brains, is a negative regulator of transport. I show that GSK-3 regulates motor activity rather than cargo binding. Finally, I also use the optical trap to probe the viscosity of cytosol in vivo and investigate its implications on the cooperation of multiple motors. / text

published_or_final_version / Electrical and Electronic Engineering / Doctoral / Doctor of Philosophy

Not available / text

Not available / text

In a world economy where globalization reaches almost every corner, the need for a company to attain flexibility has acquired tremendous importance to remain competitive and profitable. This Thesis would present the importance of flexibility in times of uncertain conditions (natural and socio-economic), it would present an analysis of the struggle of Toyota Motors Manufacturing Texas and one of its on-site suppliers Futaba Industrial Texas “FIT” to attain Manufacturing Flexibility through different economic crisis and a natural disaster presenting its strategies to mitigate economic losses and cope with the turbulent environment by developing robust systems. / text

published_or_final_version / Electrical and Electronic Engineering / Master / Master of Philosophy

Η παρούσα διπλωματική πραγματεύεται τη μελέτη της συμπεριφοράς ενός σύγχρονου κινητήρα μόνιμου μαγνήτη (Brushless DC) στην υγιή του κατάσταση και σε διάφορα σφάλματα με σκοπό την εύρεση διαγνωστικών δεικτών για την αναγνώριση και τη διακριτοποίηση των σφαλμάτων. Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Για τους σκοπούς της διπλωματικής εργασίας προσομοιώθηκε ένας κινητήρας τύπου BLDC στην υγιή κατάσταση και στα σφάλματα με σταθερό αριθμό στροφών. Τα σφάλματα που μελετήθηκαν είναι πλήρης απομαγνήτιση ολόκληρου μαγνήτη, πλήρης τοπική απομαγνήτιση των άκρων ενός μαγνήτη, στατική και δυναμική εκκεντρότητα. Οι κινητήρες BLDC κερδίζουν συνεχώς έδαφος στη βιομηχανική παραγωγή και σε άλλες εφαρμογές, εκτοπίζοντας σιγά σιγά τους κινητήρες Συνεχούς Ρεύματος και τους Επαγωγικούς κινητήρες. Καθώς διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην βιομηχανική παραγωγή, και όχι μόνο, είναι απαραίτητο να προλαμβάνονται όσο το δυνατόν νωρίτερα διάφορες βλάβες που μπορεί να συμβούν στους κινητήρες και δημιουργηθούν έτσι προβλήματα στις εφαρμογές που χρησιμοποιούνται. Συγκεκριμένα χρησιμοποιήθηκαν τα φασικά ρεύματα και η ηλεκτρομαγνητική ροπή του κινητήρα ως τα υπό διερεύνηση μεγέθη, και αφού έγινε FFT ανάλυση στα παραπάνω μεγέθη συγκρίθηκαν τα φάσματά τους για να βρεθούν τυχών διαφορές και να χρησιμοποιηθούν ως διαγνωστικοί δείκτες. Η παραπάνω μέθοδος, δηλαδή η ανάλυση FFT κάποιων μεγεθών της μηχανής, είναι και η πιο ευρέως διαδεδομένη για παρόμοια χρήση, χωρίς αυτό να αποκλείει και άλλες μεθόδους. Ο κινητήρας BLDC που μελετήθηκε είναι ισχύος 660 W, τροφοδοσίας 48 V μέσω ενός αντιστροφέα (inverter), έχει ονομαστική ταχύτητα περιστροφής 3000 rpm και διαθέτει 8 μαγνητικούς πόλους στο δρομέα του. Για την προσομοίωση όλων των καταστάσεων χρησιμοποιήθηκε το πρόγραμμα Opera-2d της εταιρίας Vector Fields, ένα λογισμικό πεπερασμένων στοιχείων. Για την ανάλυση FFT χρησιμοποιήθηκε το πρόγραμμα Matlab της εταιρίας Mathworks. Αναλυτικά, στο κεφάλαιο 1 γίνεται μία αναφορά στα μαγνητικά υλικά, χρήσιμη διότι έχουμε να κάνουμε με έναν κινητήρα που διαθέτει μόνιμους μαγνήτες στο δρομέα του αντί για τυλίγματα και επίσης, θα μελετηθούν σφάλματα απομαγνήτισης. Στο κεφάλαιο 2 αναλύεται θεωρητικά η δομή, η λειτουργία και η συμπεριφορά των κινητήρων BLDC, καθώς και παραθέτονται μαθηματικά μοντέλα και κυκλωματικά ισοδύναμα για τη δυναμική και για τη μόνιμη κατάσταση της μηχανής. Στο κεφάλαιο 3 γίνεται παρουσίαση των σφαλμάτων. Μελετούνται οι αιτίες που τα δημιουργούν και τα επιδεινώνουν, καθώς γίνεται και μία παρουσίαση των συμπερασμάτων από διάφορες εργασίες και άρθρα όπου μελετώνται παρόμοια σφάλματα σε σύγχρονες μηχανές μόνιμου μαγνήτη. Στο κεφάλαιο 4 παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων των διαφόρων καταστάσεων. Αρχικά γίνεται μία παρουσίαση της μεθόδου των πεπερασμένων στοιχείων. Έπειτα παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων, και συγκεκριμένα η συμπεριφορά διαφόρων μεγεθών του κινητήρα. Αυτά τα μεγέθη είναι οι μαγνητικές γραμμές, το μέτρο του μαγνητικού πεδίου στο μέσω του διακένου, τα φασικά ρεύματα και η ηλεκτρομαγνητική ροπή, από τη μελέτη των οποίων βγαίνουν τα πρώτα συμπεράσματα για τη λειτουργία και την κατάσταση του κινητήρα. Στο κεφάλαιο 5 παρουσιάζεται αρχικά η μέθοδος FFT και μετά παρουσιάζονται τα αποτελέσματα αυτής της ανάλυσης στα φασικά ρεύματα και στη ροπή. Από τη σύγκριση των φασμάτων της υγιούς κατάστασης και των σφαλμάτων βρίσκονται οι διαγνωστικοί δείκτες για την κατάσταση της μηχανής. Τέλος, καταγράφεται η βιβλιογραφία που χρησιμοποιήθηκε. / In this thesis for diploma a Brushless DC (BLDC) is studying at healthy condition and under different kinds of faults. The purpose of this thesis for diploma is the For the purposes of this thesis for diploma a BLDC motor was simulated for the healthy condition and the faults. The faults under study are the uniform and the partial demagnetization of one permanent magnet, static and dynamic eccentricity. The variables that are studying are the phase currents and the electromagnetic torque of the motor. First, the waveforms of those variables were studying for the finding of the first conclusions and for the study of the behavior of the motor for those conditions. Furthermore, those variables were analyzed with the use of Fast Fourier Transform (FFT). The amplitudes of the harmonics of the phase currents and of the electromagnetic torque for the different faults were compared with the healthy condition for the finding of diagnostic indicators for the different faults.

Στην παρούσα εργασία θα κατασκευασθεί διάταξη ελέγχου για τον Πιεζοηλεκτρικό κινητήρα οδεύοντος κύματος. Αρχικά συγκεντρώθηκε όλη η απαραίτητη βιβλιογραφία αναφορικά με τους Πιεζοηλεκτρικούς κινητήρες. Η αναζήτηση χωρίστηκε σε δύο μέρη. Αναζήτηση τρόπων οδήγησης του κινητήρα και σε αναζήτηση μεθόδων ελέγχου αυτού. Στη συνέχεια συγκεντρώθηκαν όλες οι διαθέσιμες διατάξεις για την οδήγηση του κινητήρα που είχαμε στη διάθεση μας. Οι διατάξεις αυτές ήταν δύο. Η πρώτη ήταν η εργοστασιακή διάταξη, η οποία περιλαμβανόταν στο πακέτο αγοράς του κινητήρα και η δεύτερη η διάταξη που είχε κατασκευασθεί από το Χ. Πάτσιο στα πλαίσια της διπλωματικής του εργασίας. Για την όσο το δυνατόν καλύτερη κατανόηση της λειτουργίας τους καθώς και αναγνώριση των μειονεκτημάτων, ώστε να τα απαλείψουμε στη δική μας διάταξη, συντελέστηκαν αρκετά πειράματα με αυτές. Το επόμενο βήμα ήταν να αποφασίσουμε ποιo είδος μετατροπέα θα χρησιμοποιήσουμε. Αποφασίστηκε να διατηρήσουμε το σκεπτικό που αναπτύσσεται στη διπλωματική εργασία του Χ. Πάτσιου, μιας και πληρούσε τις προϋποθέσεις που θέσαμε και ήταν καινοτόμο. Η κατασκευή της διάταξης οδήγησης έγινε με ολοκληρωμένα ισχύος, δηλαδή με ολοκληρωμένα που περιλαμβάνουν διακοπτικά στοιχεία ισχύος. Τα στοιχεία αυτά χρησιμοποιήθηκαν για πρώτη φορά στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας και για το λόγο αυτό ήμασταν ιδιαιτέρως επιφυλακτικοί. Τελικά κρίθηκαν αντάξια των προσδοκιών που είχαμε θέσει. Στο σημείο αυτό άρχισε το δεύτερο τμήμα της εργασίας αυτής, η κατασκευή λογισμικού ελέγχου. Υλοποιήθηκαν τρεις μέθοδοι ελέγχου, on/off, PID και Ασαφής έλεγχος. Αρχικά παρατίθεται το θεωρητικό υπόβαθρο των μεθόδων και στη συνέχεια η εφαρμογή τους στο κινητήρα. Το λογισμικό αναπτύχθηκε σε περιβάλλον LabVIEW. / In this paper, a resonant converter has been studied and constructed, in order to drive an Ultrasonic motor. In advance, three different control schemes have been applied (OnOff, PID and fuzzy).