Denne studien undersøker hvorvidt en slangerobots form er optimal med hensyn til hindringsmiljøet den befinner seg i. Et spesielt fokus blir gitt til utfordringen med å finne et optimalt sett med kontaktkrefter gitt forskjellige optimalitetskriterier. En regulator som realiserer de ønskede kontaktkreftene på en dynamisk slangerobotmodell i et hindringsmiljø foreslås, men videre utvikling og testing er nødvendig for å treffe en definitiv konklusjon om hvorvidt denne framgangsmåten er egnet eller ikke.

Mange mennesker mister hvert år kroppsdeler som følge av sykdommer ellerulykker. Elektriske armproteser tilbyr brukere en mulighet til å erstatte taptfunksjonalitet som følge av en amputasjon, men kommersielle armproter i dager ikke på langt nær gode nok til å erstatte all funksjonalitet som en friskarm tilbyr. Input-sensorer som blir benyttet i armproteser i dag er vanligvisbasert på overflatemyografi (SEMG) som måler muskelaktiviteten fra utsidenav kroppen ved hjelp av elektroder. Disse sensorene er preget av målefeil ogunøyaktigheter som følge av diverse støybidrag. Common-mode spenning fraomgivelsene og bidrag som følge av ytre påkjenninger på elektrodene kanføre til unøyaktigheter i målingene. Ved å innføre sensorer som kan måle deytre påkjenningene på elektrodene kan man utvikle mer nøyaktige og robustesensorer som tilbyr et bedre utgangspunkt for styring av protesen og dermedøke kompleksiteten og funksjonaliteten.Denne rapporten presenterer design og testing av en multimodal enhet(MMU) for forskning på protesestyring. Enheten er designet med hensyn påmodularitet og nøyaktig måling av data fra de forskjellige sensor-enhetene.Prototypen har som hensikt å gjøre det mulig å måle kontaktkraften mellomen SEMG-sensor og brukens hud for å undersøke sammenhengen mellomkontaktkraft og feilkildene generert av ytre påkjenninger. Den ferdige enhetenbestår av et sensorhus med en Trigno-enhet fra Delsys (2012) med SEMGsensorog akseleromere. I tillegg inkluderer prototypen også et kraftkort og enfjær. Krafkortet måler kontaktkraften på oversiden av Trigno-enheten og fjærentillater at enheten kan vandre vertikalt inne i huset. Den ferdige prototypen erpresentert i en medfølgende brukerguide i Appendiks A.Prototypen ble testet som input sensor for et flerfunksjonelt protesesystem.Data fra sensoren kan lett samles inn ved hjelp av LabView og hardware fraNational Instruments (2012). Kraftkortet viser en lineær sammenheng mellompåtrykt vekt og avlest spenning. Det ble påvist avvik i nullpunktsverdiene tilkraftmålingene som følge av at kraftkortet kan vandre i horisontal retning,og som følge av designet til fjæren. Det ble konkludert med at designet avkraftkortet og fjæren burde revurderes ved videre utvikling av enheten.

Two configurations for a unicycle, a class of nonholonomic systems, is looked into. The first configuration is the case where the generalized coordinates consists of four parameters, while the other configurations consists of five. For both systems the equations of motion are calculated. Then a method for parameterizing a desired path for the systems using a synchronization function among all degrees of freedom is shown. A set of equations to find feasible trajectories keeping the desired path virtually constrained is calculated. It is then shown for the four degree of freedom system how to compute the transverse linearization, which can be used for orbital stabilization of a desired motion consisting of circular orbits or straight paths. A way to compute a periodic controller for a linear time varying system is derived, and a set of controllers are tried out on the four degree of freedom unicycle with negative result.

In Augmented Reality, computer generated information can assist the userwith 'invisible' information about real world objects. In this thesis, thepossibilities for Augmented Reality on mobile devices will be investigated,and Object Tracking is identied as a vital functionality. In the existing so-lutions, position- and orientation-based tracking is most common, however,this project will approach vision-based tracking, which is a wide researcharea in the eld of Computer Vision.The chosen object tracker, is the prize-awarded algorithm TLD, which together with the recently released FastCVlibrary, makes up the functionality in the nal presented application. Theapplication is tested with regard to memory and processing time, and it is observed from the experiments, that the Detector module in TLD domi-nates the processing time. Nonetheless, the nal Object Tracker performsas intended and decent frame rates is obtained by reducing the size of thecamera image frame.For further work, the processing time could be reduced even more, possiblyby making a longer interval between each run with the detector module.Also the possibility to save object models and use them later on should beexplored. This would be useful in an Augmented Reality application, wherethe objects usually is predetermined.

Proteseindustrien preges av inkompatible produkter og produsenter som utviklersine egne standarder. Samtidig er et internasjonalt forskningsmiljø(der NTNU er delaktig) i ferd med å utvikle en åpen bussprotokoll til bruk mellom sensorer, aktuatorer og andre protesekomponenter.Denne oppgaven har sett på implementation av denne protokollen på AVR-prosessorarkitekturen, med et mål om kompatibilitet med en Canadisk PIC-basert implementasjon. Resultatene har ikke vært utelukkende gode, men grunnleggendefunksjonalitet er på plass og har blitt vist å fungere.

Gjennom denne oppgaven vil leseren gjøres kjent med Ormen Lange landanlegg for produksjon av gass. I oppgaven presenteres bakgrunnsinformasjon for alle store hovedsystemer som inngår i forbindelse med oppstart av gassforedlingsprosessen. For at oppgaven skulle være gjennomførbar har en måtte begrense oppgaven til å kun omhandle sekvenser i hydrokarbonduggpunktssystemet. Kort oppsummert kan en si at oppgaven bygger på følgende problemstillinger:1. Kan en redusere tiden det tar å starte opp gassanlegget etter en produksjonsstans?2. Er det mulig å forenkle operatørens oppgaver i forbindelse med oppstart av anlegget?'Å finne svar på disse spørsmålene har skapt mye hodebry og utfordringer, men slik resultatet kan presenteres i dag vil kunnskapen kanskje kunne bidra til ny forståelse og innovative løsninger for fremtiden. I de eksisterende sekvensene som er laget for Ormen Lange, må en starte en produksjonslinje om gangen. Dette innebærer å starte resirkulasjon av gass for å få gassen innenfor salgsspesifikasjonene, samt å legge over til eksport når gassen oppnår disse spesifikasjonene. Når den første produksjonslinjen er lagt til eksport, vil en kunne starte neste produksjonslinje.I denne oppgaven skisseres en løsning som gjør det mulig å starte begge produksjonslinjer parallelt. Denne løsningen vil, med de antagelser gjort i oppgaven, kunne bidra til å redusere oppstartstiden med inntil 1 time. Dette oppnår en ved å synkronisere oppstarten til begge produksjonslinjer, samt at en fordeler gassgjennomstrømningen mellom linjene. Beregninger gjort av Aker Kværner viser at en i resirkulasjonslinjen kan ha en gassrate på 20MSm3/sd. Dette gjør det mulig å starte begge produksjonslinjer samtidig ved hjelp av Joule Thompson (JT), men ikke med Turbo Ekspander (TEX).Men en ønsket ikke bare å redusere oppstartstiden, det er også ønskelig å forenkle operatørens oppgaver. I første del av oppgaven gjennomføres design og implementasjon av sekvenser, med hovedfokus på å redusere oppstartstiden. For å rette fokus mot operatøren har det blitt gjennomført analyser av disse nye sekvensene. Dette er gjort for å kunne konkretisere hvilke tiltak som kan iverksettes for å bidra til å forenkle operatørens oppgaver.Løsningen som er valgt i oppgaven går ut på å samle alle operatørens oppgaver i første steg av sekvensene. Dette gjøres for at sekvensene ikke skal bli hengende og vente på operatørens bekreftelser eller aksjoner etter at sekvensene er startet. Ved at operatøren utfører alle aksjoner og bekreftelser i første steg, oppnår en at de øvrige stegene i sekvensene blir automatisert. Dette har vist seg svært nyttig, når en ønsker å benytte en hovedsekvens for å automatisk starte andre sekvenser. Da kan en legge alle operatørens oppgaver inn i hovedsekvensen, slik at sekvensene som kjøres fra hovedsekvensen ikke krever operatørens inngripen etter at de er startet.I den siste delen av oppgaven rettes fokus på kommunikasjonen mellom menneske og maskin. Det ble gjennomført en heuristisk evaluering av brukergrensesnittet og resultatet viser noen områder med forbedrings potensiale. Her kan det nevnes to hovedpunkter: tekstlige beskrivelser og operatørvarsling når sekvensene avventer operatørens inngripen. Oppgaven presenterer forslag til løsninger for begge disse problemene.

Communication between the field operator and the control room operator is vital for successful operation in the process industry. By reviewing models for human cognition and interpersonal communication and collaboration together with appropriate ~technology, concepts for enhancing the field operator/control room operator communication are developed. These concepts constitutes the basis for design and implementation of a working prototype. The prototype is utilizing a mobile device with wireless networking abilities.Evaluation of the concepts concludes that they most likely will enhance communication and decrease erroneous decisions because of higher system awareness and better mental models. This is achieved by introducing data to an operator from the system context of the other operator. The prototype also increases the communication abilities by allowing the operators to interact with each other through pointing and drawing.

The idea of an autonomous bicycle originates from Jens G. Balchen who wanted to make an unmanned autonomous bicycle. The idea was picked up by Amund Skavhaug who extended the idea with the concept of using an inverted pendulum to simulate a leaning rider. The previous attempts to develop a bicycle capable of performing an autonomous ride has so far all ended in failure. The main reason for the Department of Engineering Cybernetics is to develop such a bicycle is for use in recruitment and motivation of students. The main goal of this thesis is to develop a bicycle that after the implementation of a suitable control is capable of performing an autonomous ride.The goal of this thesis is to create a controller making the bicycle capable of performing the first self balanced ride. The focus is not on implementing the most advanced controller but creating a system actually capable of performing this first ride. An equally important focus is that the framework delivered at the end of this thesis is capable of handling the further development towards a fully autonomous bicycle.The author has during this thesis performed the additions needed in order to be able to implement a self balancing controller. The parameters of the real bicycle were measured and used to create a simulation environment of the bicycle in Simulink. Several controllers were simulated in Simulink, before a controller were implemented on the physical bicycle.The physical bicycle delivered as a part of this thesis consists of a fully functional framework both capable and ready for the further development. A self balancing controller is implemented on the bicycle and the bicycle has performed it's first self balance ride.

A model based estimation process is implemented in simulation of a transmissionline for the purpose of leak detection. The model has one inlet, one branch and twooutlets. The objective of this thesis is aimed at determining, through simulation results,the effectiveness of the Kalman Filter for leak detection in a pipeline network.Water distribution systems often contain a large amount of unknown losses. Themagnitude of the water loss range from 10 to over 50 percent of the total waterpumped. Water leaks and losses lead to an unnecessary increase in energy usedto pump water to users, which means higher costs for the providers and thus thecustomers. Our increasing population and the necessity and limited availability ofwater will, and are already causing problems, so it is obvious that more controlefforts need to be implemented on these systems. Moreover, leaks that are not consideredto be major faults tend to go unnoticed, which in total add up to a lot ofwater loss.The work done in this thesis may also be relevant for the petroleum industry, astransportation of oil and gas also face many of the same problems as the waterdistribution industry. One should also note that the environmental impact of leaksin oil pipes are bigger than those in water pipes.The leak detection process used in this thesis is model based. A model of a transmissionline with a branch and two outlets is derived from two basic partial differentialequations describing mass and momentum balances for a hydraulic transmission line.Simulations are run , and when the system is in its steady state, a leak is introduced.Flow and pressure at all three extremes are used as inputs to the Kalman Filter.The likelyhood of two leaks occuring simultaneously is low, so only one leak will beexpected at a time.Localization of the leaks are not studied, only the detecton and the magnitude.It is shown that a Kalman Filter can be used as a detection method in this systemto a certain degree. The changes caused by the pressure change is noticable when aleak occurs in a large scale system, even if the leak is very small. The speed of theKalman Filter proved to be a problem area, as some of the estimated states useda long time to reach its final value. More satisfying results may be found throughmore rigorous testing, improvements in the model itself, and changes to the tuningparameters in the Kalman Filter.

This thesis study the possibility of riser slugging control in oshore oil productionusing a subsea choke valve. A 5-state simplied model of a well-pipelinerisersystem is introduced and tted to a reference model in the ow simulatorOLGA. The models have two inputs, a subsea valve at the wellhead and a topsidevalve at the top of the riser. The eect the valves have on the behavior ofthe simplied model are tted to simulation data from the OLGA-model usingbifurcation diagrams.An input-output controllability analysis of the simplied model show thatanti-slug control using a subsea valve at the wellhead is more dicult than theconventional solution, which is to use the topside choke valve. This is conrmedby simulations on the simplied model using Hinfinity-controllers.Stabilizing control of the OLGA-model using the subsea valve was unsuccessful,despite testing dierent measurement combinations and control structures.A more promising solution for controlling riser slugging using a subsea valve istested in OLGA, where a subsea valve located near the base of the riser can keepthe system stable at riser slugging conditions. This is also seen in an experimenton a small scale ow lab.