This report covers the construction of a prototype inverter system designed to power the rail of a maglev train, from component selection through simulations and power demands to mounting and wiring the components into a cabinet. The inverter is made with insulated gate bipolar transistors controlled with pulse-width modulated signals provided by a custom microcontroller. The output of the inverter is a controllable three-phase square wave. The prototype was tested with a microcontroller designed for a different gate driver, making it necessary to design and create an adapter to be able to test it. The results showed that an inverter of two-level topology, together with capacitors, is a viable option for a 10 kHz switching frequency. / Denna rapporten täcker konstruktionen av en prototyp till en inverter topologi designad för att driva rälsen till ett maglevtåg. Från komponentval genom simulering och kapacitetskrav, till montering och sladdragning av komponenterna in i ett skåp. Invertern är gjort med bipolär-transistorer med isolerat syre (IGBTer) som styrs med en pulsbreddsmodulerad signal försedd av en egendesignad mikrokontroller. Utsignalen från invertern är en styrbar trefas fyrkantsvåg. Prototypen skulle testas med en mikrokontroller designad för en annan gate driver, därför var det nödvändigt att designa och producera ett adapterkort för att kunna köra testerna. Resultated visade att en två-level inverter, tillsammans med kondensatorer, är en genomförbar lösning för 10 kHz switchingfrekvens.

Electrical activity is omnipresent throughout the brain, and it varies dependant on the brain region. Areal hierarchy has been suggested to be one of the main principles of the organization of the brain, but there is not a lot of evidence available related to the specialization of the brain’s regions in the temporal domain, that is, how the activity evolves over time. It has been suggested that there is a relationship between spatial location and timescale [1] and that the timescales of neuronal activity in rodents change according to the hierarchical position (derived from anatomical connectivity measurements) of the brain region [2]. Timescale is related to to the capability of a neuron to maintain the same firing rate over a time period. This firing rate can be measured as decay time constant of an auto-correlation matrix of spiking activity, referred to as the timescale of a single neuron [3]. In this thesis, timescales of spontaneous brain activity were measured in eight regions of the mouse prefrontal cortex (PFC) (data obtained in the Carlén Laboratory) and compared to the timescales of eight visual areas (Neuropixels Visual Coding dataset, Allen Institute for Brain Science) [4]. The results showed that cortical regions hold varying timescales, but that there is no clear correspondence of the timescales of spontaneous activity to the anatomical hierarchies. Instead, we show that the PFC regions have a greater variability in their respective timescales compared to visual cortical regions. The analysis was done using two different approaches, where for some regions the measured timescales significantly differs, due to the difference in the use of the magnitudes of the correlation. This work highlights how neuronal timescales measurements can be approached in cortical regions and used for the future work investigating their functional role and the mechanisms of generation of distinct neuronal timescales in the brain. / Elektrisk aktivitet är allestädes närvarande i hela hjärnan, och den varierar beroende på hjärnregionen. Arealhierarki har föreslagits vara en av huvudprinciperna för hjärnans organisation, men det finns inte mycket bevis tillgängligt relaterat till specialiseringen av hjärnans regioner i den temporala domänen, det vill säga hur aktiviteten utvecklas över tiden . Det har föreslagits att det finns ett samband mellan rumslig plats och tidsskala [1] och att tidsskalorna för neuronal aktivitet hos gnagare ändras beroende på den hierarkiska positionen (härledd från anatomiska anslutningsmätningar) i hjärnregionen [2]. Tidsskala är relaterat till förmågan hos ett neuron att bibehålla samma fyrningshastighet under en tidsperiod. Denna avfyrningshastighet kan mätas som fallstidskonstant för en autokorrelationsmatris av spikaktivitet, kallad tidsskalan för en enda neuron [3]. I denna avhandling mättes tidsskalor för spontan hjärnaktivitet i åtta regioner i musens prefrontala kortex (PFC) (data erhållen av Carlén Laboratory) och jämfört med tidsskalorna för åtta visuella områden (Neuropixels Visual Coding dataset, Allen Institute for Brain Science) [4]. Resultaten visade att kortikala regioner har olika tidsskalor, men att det inte finns någon tydlig överensstämmelse mellan tidsskalorna för spontan aktivitet med de anatomiska hierarkierna. Istället visar vi att PFC-regionerna har större variation i sina respektive tidsskalor jämfört med visuella kortikala regioner. Analysen gjordes med hjälp av två olika tillvägagångssätt, där de uppmätta tidsskalorna för vissa regioner skiljer sig avsevärt på grund av skillnaden i användning av storleken på korrelationen. Detta arbete belyser hur neuronala tidsskalemätningar kan beaktas i kortikala regioner och användas för det framtida arbetet med att undersöka deras funktionella roll och mekanismerna för generering av distinkta neuronala tidsskalor i hjärnan.

No description available.

No description available.

Im Rahmen der Arbeit wird eine Simulationsmethodik auf Grundlage der elastischen Mehrkörpersimulation dargestellt, welche eine Prognose des Körperschallverhaltens eines Bahnantriebs in einem Frequenzbereich bis 1 kHz ermöglichen soll. Randbedingung in der Modellbildung ist die Anwendbarkeit des Verfahrens im Entwicklungsprozess. Die vorgestellte Modellbildung der Anregung erfolgt für die mechanische Geräuschanregung aus den Zahneingriffen im Achsgetriebe. Für die Identifizierung dominanter Körperschallquellen wurde der Innenraumschall eines aktuellen Regionalzuges experimentell untersucht und ausgewertet. Weiterhin wurde das Schwingungsverhalten des Antriebsstrangs in einer Prüfstandsumgebung gemessen. Anhand der experimentellen Ergebnisse ist ein systematischer Vergleich zwischen Messung und Berechnung über dem gesamten Betriebsfeld des Antriebsstrangs möglich. Ein umfangreicher Messung-Rechnung-Vergleich der verzahnungsbedingten Anregungsfrequenzen zwischen gemessenen Oberflächenbeschleunigungen am Antrieb und den Berechnungsergebnissen zeigen eine akzeptable qualitative Übereinstimmung über dem Betriebsfeld. Die Anwendung des Berechnungsmodells für die akustische Auslegung des Antriebs ist somit möglich. Im Detail ergeben sich jedoch deutliche quantitative Abweichungen der Schwingwerte für einzelne Betriebspunkte. Sowohl die Analyse verschiedener Modellvarianten als auch eine Sensitivitätsstudie zeigen auf, dass die Modellbildung der Wälzlager, die Modellbildung und Parametrierung der Verzahnungsanregung und die Modellierung der Antriebswelle großen Einfluss auf die Ergebnisse haben und Ansatzpunkte für eine Verbesserung des Modells liefern.:1.1 Motivation 1.2 Problemstellung 1.3 Zielsetzung 1.4 Lösungsansatz und Abgrenzung 1.5 Wissenschaftliche Fragestellung und Gliederung der Arbeit 2 Stand der Technik 2.1 Historische Entwicklung der Modellbildung 2.2 Entwicklung von Mehrkörperformalismen 2.3 Berechnung von Antrieben mittels Mehrkörpersimulation 2.4 Analyse aktueller Ansätze der Körperschallberechnung mittels EMKS 2.5 Zusammenfassung und Bewertung 3 Modellbildung für die Körperschallberechnung 3.1 Modellbildung dynamischer Systeme 3.2 Finite-Elemente-Methode 3.3 Elastische Mehrkörpersysteme 3.4 Lineare Modellordnungsreduktion 3.5 Zeitschrittintegrationsverfahren 3.6 Sensitivitätsanalyse 4 Grundlagen der Akustik 41 4.1 Einführung 4.2 Akustik des Schienenfahrzeugs 4.3 Akustik von Zahnradgetrieben 4.4 Akustik von elektrischen Maschinen 5 Experimentelle Untersuchung des Versuchsfahrzeugs 5.1 Fragestellungen an die experimentelle Untersuchung 5.2 Versuchsablauf und Messgrößen 5.3 Messunsicherheit und Störeinflüsse 5.4 Untersuchte Fahrzyklen 5.5 Analyse des Innenraumgeräuschs 5.6 Zusammenfassung der Ergebnisse 6 Experimentelle Untersuchung am Antriebsprüfstand 6.1 Fragestellungen an die experimentelle Untersuchung 6.2 Wahl der Beurteilungsgröße zur Körperschallcharakterisierung 6.3 Aufbau des untersuchten Antriebsstrangs 6.4 Versuchsaufbau und Messgrößen 6.5 Wendebetrieb und Drehrichtungsdefinition 6.6 Messunsicherheit und Störeinflüsse 6.7 Untersuchte Betriebsszenarien 6.8 Analyse der instationären Betriebszustände 6.9 Analyse der stationären Betriebszustände 6.10 Resonanzerscheinungen der Verzahnungsanregung bis 1000 Hz 6.11 Zusammenfassung der Ergebnisse 7 Aufbau des Berechnungsmodells 7.1 Zielstellung der Modellbildung 7.2 Anmerkung zur Wahl der Simulationsumgebung 7.3 Mehrkörpersimulation im erweiterten Frequenzbereich 7.4 Erläuterungen der Modelltopologie und Submodelltechnik 7.5 Modellierung der Wuchtgüte 7.6 Modellierung der Verzahnungsanregung 7.7 Modellierung der Elastomerelemente 7.8 Modellierung der Wälzlager 7.9 Modellierung der Wellen 7.10 Erstellungsprozess eines elastischen Körpers 7.11 Modellierung des Antriebsgehäuses als Finite-Elemente Modell 7.12 Experimentelle Modalanalyse am Antriebsgehäuse und Modellkorrelation 7.13 Anbindungsmodellierung am Beispiel des Antriebsgehäuses 7.14 Modellordnungsreduktion am Beispiel des Antriebsgehäuses 7.15 Verwendete Eigenmoden für die elastischen Körper 7.16 Dämpfungsparameter der elastischen Körper 7.17 Modellierung der Hohlwelle 7.18 Anmerkung zur Lasteinleitung und zum Prüfstandseinfluss 8 Analyse des Berechnungsmodells 8.1 Fragestellungen an die Analyse des Berechnungsmodells 8.2 Referenzmodellierung und Referenzlastfälle 8.3 Eigenschaften des Systemverhaltens und Plausibilitätskontrolle 8.4 Parametereinfluss der Zeitschrittintegration 8.5 Ausgewählte Sensitivitätsanalysen 9 Vergleich von Messung und Simulation 9.1 Vorgehen in der Beurteilung 9.2 Untersuchte Modellvarianten 9.3 Qualitativer Vergleich des Betriebsverhaltens 9.4 Quantitativer Vergleich stationärer Betriebszustände 9.5 Quantitativer Vergleich instationärer Betriebszustände 9.6 Zusammenfassung und Beurteilung 10 Zusammenfassung und Ausblick

Ever wondered how trains arrive and depart on time? Traffic Control systems are there to help control the traffic flow, with many operators monitoring and taking actions when necessary. Operators of the traffic control systems use a keyboard and a mouse to interact. Current user interface and work setup consist of many usability issues that can be improved in order to increase operator’s efficiency and productivity in controlling the traffic. Interviewing users of the system and researching on related topics led to a newly proposed design in interaction, user interface as well as some suggestions for increasing productivity. Gesture-based interaction is introduced and simulated for traffic control systems that tend to improve the operation. Various gestures are designed such as panning, zooming and hovering the map using Leap Motion controller which enables intuitive interaction. These gestures aim to solve identified usability issues discovered during the interview with the user. The project aims to answer the following question: Can gesture-based interaction solve usability issues and establish the intuitive use of the CTC system? Performing exploratory research on this topic involved designing, implementing and testing hand gestures with users. From an ergonomic perspective, body posture and hand position of the operator is examined and suggested to use sit-to-stand workstations in order to reduce pain and discomfort while working. Gesture-based interaction eliminates finding mouse cursor on large screens, it enables fast request of detailed information and also it provides a better overview of the map surroundings. Laboratory tests confirm that gesture-based interaction brings more natural and intuitive use of traffic control systems. There is a big potential for gesture-based interaction to increase usability and bring efficient controlling for operators. It would reduce delays of the train and maintain safe traffic flow. / Har du någonsin undrat hur tåg anländer och avgaå i tid? Trafikledningssystem (CTC-system) hjälper till att kontrollera trafikflöet där operatörer övervakar och vidtar åtgärder vid behov. Operatörer av ett trafikledningssystem använder idag ett tangentbord och en mus för att interagera. Det nuvarande användargränssnittet och arbetsinstallationen består av många användbarhetsproblem som kan förbättras för att öka operatörens effektivitet och produktivitet för att kontrollera trafiken. Intervjuer med användare av systemet samt forskning om ämnet ledde till ett nytt föreslag av interaktion, utformning av användargränssnitt samt några förslag för att öka produktiviteten. Den gestbaserade interaktionen som infördes och simulerades för trafikkontrollsystemet tenderar att förbättra funktionen. Olika gester utformades som möjliggör för användaren att panorera, zooma och sväva över kartan. Gesterna implementerades med hjälp av Leap Motion Controller som möjliggör intuitiv interaktion. Dessa gester syftar till att lösa identifierade användbarhetsproblem som upptäcks under intervjuerna med användarna. Syftet med detta arbete var att svara på följande forskningsfråga: Kan gestbaserad interaktion lösa användbarhetsproblem och etablera intuitiv användning av CTC-systemet? Den explorativa forskning som utfördes i detta arbete inkluderade att utforma, genomföra och testa gester med användare. Kroppshållning och handposition för operatorerna undersöktes ur ett ergonomiskt perspektiv och studien föreslår att använda sitt-till-stå arbetsstationer för att minska smärta och obehag under arbetet. Gestbaserad interaktion eliminerar problemet att hitta muspekaren på stora skärmar, vilket gör det enkelt att snabbt hitta detaljerad information och ger även en bättre överblick över kartans omgivning. Laboratorietester bekräftar att gestbaserad interaktion ger mer naturlig och intuitiv användning av trafikledningssystemet. Det finns en stor potential för gestbaserad interaktion för att öka användbarheten och ge en effektiv kontroll för operatörerna. Det skulle minska förseningarna av tåget och upprätthålla ett säkert trafikflöde.

In this MSc thesis, it is investigated what parameters are relevant for describing energy consumption of heavy haul freight trains and how these can be used to develop key performance indicators (KPIs) for energy efficiency. The possible set of KPI is bounded by data available from energy meters used in electric IORE class locomotives hauling iron ore trains in northern Sweden. Furthermore, the analysis is only concerned with energy efficiency at the rolling stock level, excluding losses in the electric power supply network. Based on a literature study, parameters of interest describing driver, operations and rolling stock energy efficiency have been identified. By means of simulation, a parametric study is performed, simulating a 30 ton axle load iron ore train with 68 wagons. Train modelling input is obtained from technical documentation or estimated through measurements and statistical analysis. A multi-particle representation of the train is used to calculate gradient resistance for the simulation, which is also applied to determine the curve resistance.  Results show that the motion resistance is simulated quite accurately, while the lack of a driver model in the simulation tool leads to overestimation of energy consumption. Taking this into account, the importance of the driver for energy efficiency can still clearly be showcased in the parametric study. Especially on long steep downhill sections, prioritising the electric brakes over mechanical brakes is demonstrated to have a huge influence on net energy consumption, as has the amount of coasting applied. With the same driver behaviour in all simulations, the savings in specific energy from increasing axle load to 32.5 tons is estimated. Moreover, a comparison of increased train length and axle load points towards higher savings for the latter. In the end, parametric study results are used to recommend a structure for a monitoring system of energy efficiency based on a set of KPIs. With a sufficiently high sampling rate of energy meter data, it is adequate for calculating driver related KPIs and some additional KPIs. More KPIs can be tracked with access to additional data, e.g. cargo load. / I detta examensarbete undersöks vilka parametrar som är relevanta för att beskriva energiförbrukning för tunga godståg och hur dessa kan nyttjas för att utveckla nyckeltal för energieffektivitet. Antalet möjliga nyckeltal avgränsas till sådana som kan beräknas med data från elmätare som används i elektriska littera IORE lok som drar tunga malmtåg i norra Sverige. Vidare så tar analysen endast hänsyn till energieffektivitet för rullande materiel, vilket utesluter förluster i elektriska kraftmatningsnätet. Baserad på en litteraturstudie har relevanta parametrar som beskriver förare, drift och rullande materiel identifierats. Med hjälp av simuleringar av ett malmtåg med 30 tons axellast och 68 vagnar så utförs en parameterstudie. Indata för tågmodelleringen erhålls från teknisk dokumentation respektive uppskattas genom mätningar och statistisk analys. En representation av tåget som flertalet partiklar tillämpas i simulering för att beräkna lutningsmotståndet. Dessutom används densamma för att ta fram kurvmotståndet. Resultaten visar att gångmotstånd simuleras ganska exakt, medan avsaknad av en förarmodell i simuleringsvertyget leder till överskattad energiförbrukning. Med hänsyn tagen till detta så kan betydelsen av föraren för energieffektivitet fortfarande påvisas mycket tydligt i parameterstudien. I synnerhet i långa branta nedförsbackar har prioritering av den elektriska bromsen framför den mekaniska bromsen mycket stor påverkan på nettoenergiförbrukningen, likaväl som hur mycket tåget frirullar. Med samma förarbeteende i samtliga simuleringar har besparingar i specifik energiförbrukning kunnat uppskattats för en ökning av axellasten till 32,5 ton. Dessutom pekar en jämförelse av ökad tåglängd och axellast mot att sistnämnda ger större besparingar. Slutligen så har resultaten från parameterstudien nyttjats för att rekommendera en struktur för ett uppföljningssystem av energieffektivitet baserad på en uppsättning av nyckeltal. Med tillräckligt hög samplingsfrekvens på data från elmätare är den adekvat för att beräkna vissa nyckeltal, framförallt relaterad till förare. Fler nyckeltal kan följas upp med mer tillgänglig data så som lastvikter.

This master’s thesis covers the structuring and implementation of a digital testbench for the air brake system of freight trains. The test bench will serveto further improve the existing brake models at Transrail Sweden AB. Theseare used for the optimised calculation of train speed profiles by the DriverAdvisory System CATO. This work is based on the research of the technicalbackground, as well as the methodical approach to physical modelling anda modular implementation of the test bench. It gives full flexibility for thesimulation of customised train configurations using the European UIC brakesystem. Train length and vehicle arrangement can be adapted to the user’sspecific needs. For example, the test bench could be used for the simulation ofa train with distributed power. The system parameters are stored in a vehiclelibrary for the convenient generation of train configurations. This vehiclelibrary is freely expandable.The simulation is based on an equivalent electric circuit model which iscompleted with nozzle flow modelling. This model involves monitoring themain pipe, brake cylinder and reservoir pressure. Linear approximation is usedto obtain braking forces for the individual wagons and for the whole train. Thedepiction of the brake system behaviour is mostly accurate in the operationalscenarios, which is validated with measurement data. Additional calibrationis required for further reduction of the simulation errors and an extension ofthe model’s domain of validity. The test bench is developed by incrementaland iterative modelling and prepared for further improvements and variations,for example the adaption to the American AAR system variant.The presented work can also be used as a basis for similar implementationssuch as driving simulators. The methods are transferable to other applicationsof modular simulation. / Det här examensarbetet omfattar formgivningen och implementeringen aven digital provbänk för tyckluftsbromssystemet på godståg. Provbänken skaanvändas för att vidareutveckla befintliga bromsmodeller hos Transrail SwedenAB. De används för beräkningen av optimerade hastighetsprofiler förtåg i förarassistanssystemet CATO. Arbetet baserar sig på undersökningenav den tekniska bakgrunden, samt ett metodiskt angreppssätt för fysikaliskmodellering. Verktyget är implementerat på ett modulärt sätt. Provbänkenger full flexibilitet för simuleringen av skräddarsydda tågkonfigurationer somanvänder det europeiska UIC-bromssystemet. Tåglängd och fordonsanordningkan anpassas enligt användarens behov, till exempel för simulering av fördeladtraktion. Systemparametrarna lagras i ett fordonsbiliotek som förenklar inmatningenav tågkonfigurationer. Fordonsbiblioteket kan utvidgas enligt behov.Simuleringen är baserad på en ekvivalent strömkretsmodell, som kompletterasmed modellerad dysströmning. Simuleringen beskriver trycket ihuvudledningen, bromscylindern och förrådsluftsbehållaren. Bromskrafternaapproximeras linjärt efter trycken för de enskilda vagnarna såväl som helatåget. Simuleringen återger beteendet av bromssystemet i alla driftsituationerpå ett verklighetsnära sätt, enligt validering med mätdata från Knorr-Bremse:stestanläggning. Ytterligare kalibrering behövs för att minimera avvikelserna isimuleringen och för att utvidga modellens giltighetsdomän. Provbänken harutvecklats i stegvis modellering och är väl förberedd för vidareutveckling ochanpassning. Ett exempel är anpassningen för att simulera det amerikanskaAAR-bromssystemet.Arbetet som presenteras här är lämplig för användning i liknande applikationer,såsom körsimulatorer. Metoden kan tillämpas allmänt på övrigaanvändningsområden av modulär simulering.

<p>Government efforts to improve the self-employment prospects of persons with disabilities are increasing, yet there is a dearth of information about the outcomes of these initiatives. Further, methodological limitations in the entrepreneurship literature make it difficult to determine the effectiveness of entrepreneurship education more generally. This three-wave, quasi-experimental study provides the first quantitative examination of the outcomes of entrepreneurship education programs for persons with disabilities, indicating that the programs are effective in helping participants to create their own businesses. Contributions are also made to entrepreneurship pedagogy via the first quantitative assessment of the place-train model applied to entrepreneurship development, showing that this approach when combined with financial incentives yields significantly better results than the train-place approach without financial incentives. The study contributes to theory building in entrepreneurship by investigating theory of planned behaviour relationships that have not been adequately assessed, showing significant relationships between intentions and nascent gestation behaviours. The relationship between nascent gestation behaviours and actual business creation is also shown, thus helping to demonstrate the value of utilizing the theory of planned behaviour in examining education interventions designed to promote business creation. Also, the study assesses whether those persons with disabilities who are successful at creating their own businesses have an associated increase in self-esteem, and thus the potential to reap both economic and social psychological rewards, with results indicating it is the activity of trying to start a business, rather than actual business creation, that best predicts increases in self-esteem.</p> / Doctor of Philosophy (PhD)

No description available.