At the department of Electronic Warfare Assessments at the Swedish Defence Research Agency in Linköping one of the activities is modelling and simulation of the duel between a robot and a target. The aim with this Master's thesis is to develop a simulation model of an hovering helicopter. First a theoretical description of the forces and moments acting on an helicopter is given. Then the equations of motion are derived. These equations are simplified to be valid only for a hovering helicopter and the result is a mathematical model. The mathematical model is the basis for the design of a regulator, whos task is to bring the helicpoter to equilibrium and keep it hovering. Two different regulators are implemented and tested for several cases when different disturbances are acting on the helicopter. The matemathical model and one of the regulators are implemented in a simulation program and the results of the simulations are visualized in a graphical interface.

Many traffic incidents are due to the driver’s lack of attention, resulting in dangerous lane departures, either sliding off theroad or into the oppose lane. These kinds of incidents often have serious outcomes, which has led to much effort being concentrated on preventing or lessening the damages when the incident is already a fact, for example by installing safety belts and air bags. These measures may be considered to be acts of so-called passive safety. Active safety on the other hand, means that the safety systems intervene before the incidents have occurred. Lane Keeping Aid (LKA), which has been developed and implemented in this master thesis project, is a system designed to support the driver in the lateral axis in situations when unwanted lane departure is an evident risk. To be able to determine when the system should intervene and support the driver, information regarding how the driver handles the vehicle, along with the vehicle’s position and direction in the lane, is essential. The car’s position may be obtained by installing a camera in the vehicle. The information needed regarding other things, e.g. the car’s position in relation to the lane, is obtained by using a Kalmanfilter, which is based on a physically developed model, and which estimates the mentioned distances. Based on measurements and estimated values, it is possible for the LKA system to calculate an assistance torque, aimed at decreasing the lateral deviation from the centre of the lane. An electric power steering, instead of a conventional hydraulic steering servo is then used to produce the torque. The LKA system has been developed in a simulation environment using Simulink before being implemented, in order to monitor the function of the system before beginning actual testdrives. Furthermore, real measurement data given at driving with the test vehicle has been used to adjust and test the function. The results from the project’s first phase, in the simulation environment, show that the estimated values from the Kalmanfilter correlates well with real test data. Simulations with real measurement data show that the system functions as intended. Finally, it may also be mentioned, that the system has yet not been fully tested in a vehicle equipped with an electric power steering, which ought to be included in future development of the system.

Syftet med examensarbetet har varit att studera hur trafiken i Jönköping ser ut och ta fram åtgärdsförslag till de trängselproblem som finns. Syftet har även varit att studera hur framtida trafikflödesförändringar och framtagna lösningar kommer att påverka dagens vägnät i centrala Jönköping. Rapporten är indelad i fyra större huvuddelar. Dessa huvuddelar är en bakgrundsstudie, litteraturstudie, simuleringsstudie och åtgärdsförslag. Bakgrundsstudien visar hur Jönköping är uppbyggt, var trafikgenererande områden är belägna samt hur infrastrukturen ser ut. Även framtida förändringar i området kring det planerade simuleringsarbetet har studerats och analyserats. Litteraturstudien ger en inblick i hur trafikproblem angrips, hur fyrstegsprincipen tillämpas, vilka åtgärder som kan användas för att reducera trafiken samt hur OD-matriser kan tas fram. Även kunskaper om simulering, hur simuleringsarbeten utförs och om programvaran AIMSUN kan hämtas i litteraturstudien. I simuleringsstudien har en modell skapats i AIMSUN och indata samlats in, bearbetats samt matats in i AIMSUN. Verifiering och kalibrering av modellen har utförts för att få modellen att efterlikna verkligheten i så stor utsträckning som möjligt. Därefter har önskade experiment utförts, ur vilka resultat och slutsatser har dragits. Avslutningsvis har olika åtgärdsförslag tagits fram och analyserats, i syfte att reducera trafiken i centrala Jönköping. Åtgärdsförslagen är enbart hämtade från fyrstegsprincipens första och andra steg. Resultatet av simuleringsarbetet visar att den största effekten av införandet av två extra körfält på Munksjöbron fås i dagsläget jämfört med i ett framtida scenario, år 2015. I det framtida scenariot blir Teater- och Museirondellen överbelastade av det ökade flödet till och från Atollen och det nya bostadsområdet Östra kajen. Problemet med överbelastningen åtgärdas inte genom de två extra körfälten på Munksjöbron, utan de kvarstår. Därför bör andra åtgärder övervägas i framtiden.

The purpose of this thesis was to analyse, model and finally generate dynamic vehicular motions in a train. The objective with the analysis was to find important motions for a realistic train experience. The motions from the analysis were then weighted against possibilities for generation in a motion platform.A dynamic motion model was created to model the selected motions. The model was implemented in a simulation environment, more specifically MATLAB/Simulink. The simulation environment was used to simulate the model and to generate outputs to control a motion platform. The motions of the motion platform depended on how the modelled motions were chosen to be generated. The motion model was validated by comparison of results from the model and measured values from a real train.Generation of motions was accomplished by implementation of the model in a motion platform. A virtual test track was constructed and used to test how the implemented model controlled the motion platform. The experience of the test track in the motion platform was evaluated by persons in a cabin mounted on the motion platform. / Syftet med detta examensarbete var att analysera, modellera och slutligen återskapa ett tågs fordonsdynamiska rörelser. Rörelserna har analyserats med utgångspunkt från vad som ansågs viktigt att återskapa för att en människa ska få en realistisk tågupplevelse. Resultatet från rörelseanalysen vägdes mot möjligheter till återskapande i ett rörelsesystem. En dynamisk rörelsemodell skapades för att modellera de valda rörelserna. Modellen byggdes upp i en simuleringsmiljö, närmare bestämt MATLAB/Simulink. Där kunde modellen simuleras och förses med utsignaler till styrning av ett rörelsesystem. Vilka rörelser som rörelsesystemet skulle utföra berodde på hur de modellerade rörelserna valdes att återskapas. Rörelsemodellen validerades genom att jämföra resultaten från modellen med mätdata från ett verkligt tåg. Återskapande av rörelser gjordes genom implementering av modellen i ett rörelsesystem. Ett virtuellt testspår konstruerades och användes som test av hur den implementerade modellen styrde rörelsesystemet. Utvärdering av hur testspåret upplevdes i rörelsesystemet gjordes genom att personer fick sitta i en kabin på rörelsesystemet.

Det finns flera fördelar med robotiserad bågsvetsning jämfört med manuell bågsvetsning. När det gäller produktivitet och repeterbarhet är robot överlägsen människa, vilket gör att produkterna håller jämnare kvalitet. I slutet av 80-talet började offline-programmering att tillämpas. Att programmera en robot offline innebär att utföra programmeringen med dator utan direkt tillgång till roboten. Genom simulering visualiseras ett robotprogram i en grafisk modell av den fysiska robotcellen utan att den fysiska roboten behöver tas ur produktion. För att systemet för offline-programmering (OLP) ska vara effektivt, måste dess modellers kinematik överensstämma med dess fysiska motsvarigheter. En virtuell modell av en cell skiljer sig dock alltid något från verkligheten. Därför krävs kalibrering När simuleringsprogrammet är färdigt och kalibreringen är utförd, ska programmet översättas till ett för roboten specifikt programspråk. Detta görs genom en så kallad translator. Denna rapport har skrivits på uppdrag av Delfoi. Delfoi har i flera år använt sig av DELMIA IGRIP för offline-programmering av bågsvetsningsrobotar. DELMIA har nu gett ut en ny generation program i den gemensamma plattformen V5. Plattformen innehåller bland annat DELMIA V5 Robotics och CATIA V5. Området för bågsvetsning har varit relativt outforskat. Därför vill företaget undersöka hur långt V5 Robotics har utvecklats inom detta område. Syftet är att undersöka om utvecklingen av V5 Robotics kommit tillräckligt långt för att kunna säljas till kund för offline-programmering av bågsvetsning. Arbetet påbörjades genom att kartlägga den arbetsmetodik som Delfoi använder sig av vid bågsvetsning i IGRIP. Detta har skett i programvaran UltraArc, som innehåller IGRIP’s applikation för bågsvetsning. Dessutom gjordes en kartläggning av användandet av AMP, Arc weld Macro Programming, vid offline-programmering av bågsvetsning. Nästa del var att ta fram en metodik för bågsvetsning i V5 Robotics. De båda programmen och dess metodik har sedan jämförts, för att ta reda på om V5 Robotics är tillräckligt utvecklat för att migrera från IGRIP till V5 Robotics. Demonstrationer av arbetssättet i V5 Robotics har genomförts på Delfoi samt hos en av Delfois kunder, BT Industries i Mjölby. Författarnas slutsats är att V5 Robotics är redo att användas för OLP av bågsvetsning. För de företag som använder sig av CATIA V5 finns det stora fördelar med att starta migrationen från IGRIP till V5 Robotics. Metodiken mellan de båda mjukvarorna har stora likheter, men vissa delar har utvecklats till det bättre i V5 Robotics. Dock kan den nya programvaran behöva testas i verkliga projekt för att säkerställa att hela programmeringsprocessen fungerar tillfredsställande innan bytet genomförs. / There are several advantages in robotic arc welding, compared to manual arc welding. When it comes to productivity and repeatability, robot is superior to man, which generates more even quality in products. In the end of the 1980’s, offline programming was put into practice. To program a robot offline means to perform the programming on a computer with no direct access to the robot. Through simulation, the robot program is visualized as a graphic model of the actual workcell, without having to take the actual robot out of production. For the offline programming system (OLP) to be efficient, the kinematics of the models need to correspond to its physical counterpart. A virtual model is always slightly different from the reality. That is why calibration is necessary. When the simulation program is complete and the calibration is done, the program needs to be translated to the language of the target robot. This is done through a post processor. This thesis was written as an assignment from the company Delfoi. Delfoi has been using DELMIA IGRIP for offline programming of robotic arc welding for several years. DELMIA now has released a new generation of programs in the common platform V5. The platform includes for example DELMIA V5 Robotics and CATIA V5. The area of arc welding has been relatively unexplored. That is why the company wants to investigate how far V5 Robotics has developed in this area. The purpose is to investigate if the development of V5 Robotics has come far enough for V5 Robotics to be taken to customers for OLP of arc welding. The work was begun by surveying the methodology used by Delfoi in arc welding in IGRIP. This has been done in the software UltraArc, which consists of the arc welding application from IGRIP. There was also a surveillance of the application of AMP, Arc weld Macro Programming, in offline programming of arc welding. The next step was to evolve a methodology for arc welding in V5 Robotics. The two softwares and their methodologies were then compared to find out whether or not V5 is enough developed for migration from IGRIP to V5 Robotics. Demonstrations of the method of working in V5 Robotics were held on Delfoi and on BT Industries in Mjölby, which is one of Deloi’s clients. The conclusion of the writers is that V5 Robotics is ready to be used in OLP of arc welding. For companies using CATIA V5, there are great advantages in migrating from IGRIP to V5 Robotics. The methodoldgies of the softwares show great similarities, but some parts have been developed to the better in V5 Robotics. Though, the new software needs to be tested in real projects to assure that the entire process of programming functions satisfying before the change is completed.

Denna rapport beskriver ett projekt där målet är att att komma fram till vidareutveckling av mobil robotplattform, med attraktiv och förtroendegivande utseende, enligt uppdragsgivarens önskemål.  Projektet skulle resultera i en CAD-modell och modell i skala 1:10 som styrdes av ett antal krav från uppdragsgivaren i form av en kravspecifikation.   Projektet fortlöpte i huvudsak under vinter 2010 och är ett examensarbete för Högskoleingenjör inom Produktutveckling på Mälardalens Högskola.  Uppdragsgivarna på Robotdalen, som höll på att utveckla en mobil robotplattform, Opiflex, ville ha hjälp med redesign av detta. Vår uppgift handlade om att förbättra robotplattformen Opiflex så att den blir mer användarvänlig. Det fanns ett behov att ge robotplattformen mer attraktivt utseende och vidareutveckla vissa detaljlösningarna.  Projektavgränsningar berodde mest på tidsbrist. Begränsad tid tillät oss inte utveckla detaljlösningar för djupt.  Ett antal koncept togs fram av helhetsstilen för robotplattformen och därefter valdes ut de bästa koncepten. De två bästa koncepten utvecklades och kombinerades till slut ihop till den enda slutgiltiga konceptet.  Resultatet blev en CAD-modell som fick positiv reaktion av uppdragsgivare.  Vi anser att vi har lyckats med design av en produkt som utstrålar kvalitet och funktionalitet. Beviset på detta var uppdragsgivarens reaktion när de fick se konceptet redan i inledningsfasen. Vi fick en positiv feedback redan från början av konceptvalet och följaktligen kan vi påstå att våra lösningar har varit en bidragande orsak till produktens image.

Målet med examensarbetet omfattas av simuleringar av formfyllnads-, stelningsförlopp samt mekaniska egenskaper av gjutna salutkanoner. Detta för att komma fram till ett lämpligt material och gjutprocess för att tillverka en salutkanon. Sverige var Europaledande i både utveckling och tillverkning av kanoner under 1700-talet. Många av styckebruken som tillverkade kanoner finns kvar än idag. Kanontillverkningen har nästan helt försvunnit, idag ägnar sig styckebruken åt andra typer av produkter. Kanoner har historiskt sett varit en av de gjutna produkter som drivit utvecklingen inom gjutning i Sverige. Genom att utföra olika simuleringar och utvärdera parametrar såsom sugningar, porbildning och turbulens kommer ett lämpligt ingjutssystem utformas för att ge en salutkanon som uppfyller de satta kraven. Det är viktigt att salutkanonen inte har några materialdefekter, vilket skulle kunna leda till fara vid avfyrning. Författarna kommer att studera ett antal olika simuleringar. Detta för att kunna jämföra de olika gjutförloppen och sedan välja den metod som uppfyller de satta kraven bäst. Examensarbete är utfört utan företagsanknytning, vilket betyder att det ges en större frihet till projektgruppen att experimentera och testa nya lösningar till den tänkta salutkanon.

The new mobile standard Long Term Evolution delivers high data rates, small delay and a more efficiently utilized RF spectrum. A solution to maintain this performance in user dense areas or areas with bad reception is the deployment of so-called femtocells. Femtocells are small base stations that are deployed indoors and share the RF spectrum with the whole mobile network. The idea is that femtocells will increase mobile operators network coverage and capacity while it at the same time increase users data throughput. There are several challenges with femtocells, both technical and economical ones. The most debated issues is how femtocells should schedule users while operating in an environment where other femtocells and base stations are interfering. In this work we developed a simulation tool to simulate the scheduling interaction between femtocells and base stationsin order to show the performance of radio resource schedulers. This rapport also aims to evaluate an approach to a femtocell scheduler to solve this issue in a satisfying way. The report gives a description of the structure of the implemented simulation tool together with some reflections on how future designs of similar or more complex simulation environments could be done.

Simulation is a vital tool during development of JAS 39 Gripen, since money and time can be saved. The Auxiliary and Emergency Power System, AEPS, is a subsystem of the secondary power system in Gripen. It has the function of providing the aircraft with electrical and hydraulical power before activation and after deactivation of the main engine. The system also functions as backup in case of a safety critical problem in the main power supply system. The system basically consists of a control unit and an auxiliary gearbox. The gearbox is driven by an air turbine. An auxiliary generator and a hydraulic pump are mounted on the gearbox to provide the aircraft with electrical and hydraulical power. The airflow to the turbine is regulated by an Air Modulating Valve, AMV. This report describes a new model of the AEPS. The model encompasses the logical control unit and a physical description of AMV, air turbine, auxiliary gearbox, auxiliary generator and the auxiliary hydraulic pump. The logical model is connected to the physical model whereby simulation of the whole system is made possible. The model is implemented in Matlab/Simulink. This work provides a complete model of the AEPS which enables simulation of the dynamical processes. Verification was done by comparing simulation results with measurements from the real physical system. Satisfactory results are achieved, especially for inlet pressure for the air turbine and the speed of the auxiliary generator. / Simulering är ett viktigt verktyg under utveckling av JAS 39 Gripen, eftersom detta möjliggör att både pengar och tid kan sparas. Reserv- och nödkraftsystemet Auxiliary and Emergency Power System, AEPS, som är en del av Gripens hjälpkraftsystem, har till uppgift att försörja flygplanet med el- och hydraulkraft före uppstart och efter nedstängning av huvudmotor. Systemet fungerar även som backup vid bortfall av ordinarie kraftförsörjning. Grovt förenklat består systemet av en logisk kontrollenhet och en turbindriven reservväxellåda. På reservväxellådan finns en reservgenerator och en reservhydraulpump för elkraft respektive hydraulkraftförsörjning. Luftflödet till turbinen regleras av en så kallad Air Modulating Valve, AMV. Den här rapporten beskriver en ny modell av AEPS. Modellen omfattar den logiska kontrollenheten och en fysikalisk beskrivning av systemets reglerventil, turbin, växellåda, reservgenerator och reservhydraulpump. Den logiska modellen kopplas samman med den fysikaliska och möjliggör simulering av hela systemet. Implementeringen görs i Matlab/Simulink. Arbetet leder fram till en komplett modell för AEPS där dynamiska förlopp beskrivs. Verifiering görs genom att jämföra simuleringar med mätningar från det fysiska systemet. Tillfredställande resultat uppnås, speciellt för tryck in till turbin och varvtal för reservgenerator.

The sun is a huge energy source with great potential of providing energy to the heating of homes and other buildings in an environmentally sustainable manner. In order to provide buildings with energy from the sun it is necessary to transfer the energy supply over time to when the demand arises. By storing the heat in a seasonal storage, solar energy from the summer can be used in the winter when the demand for heating is greatest. Today's existing plants are mainly in Europe and particularly in Germany. These facilities are designed to supply heat demands greater than 400 MWh and covers about 40-50 % of this need which consists of energy for space heating and domestic hot water. How much of the heat demand that is covered, the solar fraction, is partly due to losses from the storage which in turn is connected to the surface area of the storage. The bigger a storage, the smaller the losses because of the decreasing relationship between surface area and storage volume. Looking at the size of the seasonal storages that are currently in operation, the question if seasonal storage is also suitable for installations designed for heat demands smaller than 400 MWh arises. Jonas Haglund at the architect office Skanark AB in Karlstad is planning an accommodation of 40 flats and hopes that seasonal stored solar energy can serve as the main energy source for space heating and hot water. In order to make housing more attractive he is considering the idea of adding other features, like a pool and an atrium, that also require heating but with lower temperature requirements. Haglund would like to investigate whether the efficiency of the solar collector increases when the extra energy demands are added and if the energy cost, for those demands, in this way can be reduced. The purpose of this study is to investigate the possibility of covering a large fraction of a small-scale annual heat demand corresponding to about 40 newly built apartments. The study shall present the solar fractions that can be achieved with different storage concepts when storage size and collector area is varied. The study will also answer how the solar fraction will change if a heating demand with lower temperature requirements and varied character is added to the basic domestic heating and if the added energy demand to some extent can be free. These questions are answered by calculations and simulations with the simulation software COMSOL Multiphysics. The results show that it is possible to obtain solar fractions above 80% with sufficient collector area. Suitable storage volume varies depending on the specific storage concept. Simulations of seasonal storage in a tank show that a storage volume of 13 m3/MWh is an appropriate size, while the corresponding figure for duct storage in clay is 20 m3/MWh. An added heating demand of low temperature character increases the efficiency of the solar panels and creates, so called, free energy. / Examensarbete