Position sensorless electrically excited synchronous motor drive for industrial use based on direct flux linkage and torque control

Synchronous machines with an AC converter are used mainly in large drives, for example in ship propulsion drives as well as in rolling mill drives in steel industry. These motors are used because of their high efficiency, high overload capacity and good performance in the field weakening area. Present day drives for electrically excited synchronous motors are equipped with position sensors. Most drives for electrically excited synchronous motors will be equipped with position sensors also in future. This kind of drives with good dynamics are mainly used in metal industry. Drives without a position sensor can be used e.g. in ship propulsion and in large pump and blower drives. Nowadays, these drives are equipped with a position sensor, too. The tendency is to avoid a position sensor if possible, since a sensor reduces the reliability of the drive and increases costs (latter is not very significant for large drives). A new control technique for a synchronous motor drive is a combination of the Direct Flux Linkage Control (DFLC) based on a voltage model and a supervising method (e.g. current model). This combination is called Direct Torque Control method (DTC). In the case of the position sensorless drive, the DTC can be implemented by using other supervising methods that keep the stator flux linkage origin centered. In this thesis, a method for the observation of the drift of the real stator flux linkage in the DTC drive is introduced. It is also shown how this method can be used as a supervising method that keeps the stator flux linkage origin centered in the case of the DTC. In the position sensorless case, a synchronous motor can be started up with the DTC control, when a method for the determination of the initial rotor position presented in this thesis is used. The load characteristics of such a drive are not very good at low rotational speeds. Furthermore, continuous operation at a zero speed and at a low rotational speed is not possible, which is partly due to the problems related to the flux linkage estimate. For operation in a low speed area, a stator current control method based on the DFLC modulator (DMCQ is presented. With the DMCC, it is possible to start up and operate a synchronous motor at a zero speed and at low rotational speeds in general. The DMCC is necessary in situations where high torque (e.g. nominal torque) is required at the starting moment, or if the motor runs several seconds at a zero speed or at a low speed range (up to 2 Hz). The behaviour of the described methods is shown with test results. The test results are presented for the direct flux linkage and torque controlled test drive system with a 14.5 kVA, four pole salient pole synchronous motor with a damper winding and electric excitation. The static accuracy of the drive is verified by measuring the torque in a static load operation, and the dynamics of the drive is proven in load transient tests. The performance of the drive concept presented in this work is sufficient e.g. for ship propulsion and for large pump drives. Furthermore, the developed methods are almost independent of the machine parameters.

Computational Techniques for Spectral Image Analysis

Multispectral images are becoming more common in the field of remote sensing, computer vision, and industrial applications. Due to the high accuracy of the multispectral information, it can be used as an important quality factor in the inspection of industrial products. Recently, the development on multispectral imaging systems and the computational analysis on the multispectral images have been the focus of a growing interest. In this thesis, three areas of multispectral image analysis are considered. First, a method for analyzing multispectral textured images was developed. The method is based on a spectral cooccurrence matrix, which contains information of the joint distribution of spectral classes in a spectral domain. Next, a procedure for estimating the illumination spectrum of the color images was developed. Proposed method can be used, for example, in color constancy, color correction, and in the content based search from color image databases. Finally, color filters for the optical pattern recognition were designed, and a prototype of a spectral vision system was constructed. The spectral vision system can be used to acquire a low dimensional component image set for the two dimensional spectral image reconstruction. The data obtained by the spectral vision system is small and therefore convenient for storing and transmitting a spectral image.

A three dimensional study of heat transfer in a supercritical circulating fluidized bed combustor

From the boiler design point of view, it is imperative to know and understand the operation of the boiler. Since comprehensive measurement of a large furnace is impossible, the furnace can be modeled in order to study its behavior and phenomena. This requires the used model to be validated to correspond with the physical furnace behavior. In this thesis, a three dimensional furnace model is validated to match a bituminous coal utilizing, supercritical once-through circulating fluidized bed combustor based on measurement data. The validated model is used for analyzing the furnace heat transfer. Other heat transfer analysis methods are energy balance method based on tube surface temperature measurements and a method based on measured temperature difference between the tube crest and the fin. The latter method was developed in the thesis using Fluent-software. In the theory part, literature is reviewed and the fundamental aspects of circulating fluidized bed are discussed. These aspects are solid particle behavior in fluidization known as hydrodynamics, behavior of fuel and combustion and heat transfer. Fundamental aspects of modeling are also presented.

Opettajien työelämäjaksojen kehitysprojektien mallintaminen osaksi Etelä-Karjalan ammattiopiston toimintaa

Tämän diplomityön tavoitteena oli selvittää, kuinka pilottiprojektien pohjalta voidaan kehittää toimiva prosessimalli. Prosessi, johon uudenlaista kehitystapaa lähdettiin hakemaan, oli Etelä-Karjalan ammattiopiston opettajien työelämäjaksojen toteutusprosessi. Opettajien työelämäjakson erilaisia toteutusmalleja oli testattu jo useammassa eri erilaisten rahoitusten avustuksella perustetuissa pilottiprojektissa. Ulkopuolisen rahoituksen päättyessä tuli ajankohtaiseksi kehittää Etelä-Karjalan ammattiopistolle oma työelämäjaksojen toteutusmalli. Mallin kehitystyössä voitiin hyödyntää aikaisemmista projekteista saatuja palautteita, jolloin mallin kehitystyö lähti liikkeelle tiedossa jo olevista asiakkaan toiveista ja tarpeista. Toimintaa kehitettiin prosessina, koska Etelä-Karjalan ammattiopistossa on alettu satsaamaan voimakkaasti laatuun ja laadun jatkuvaan parantamiseen. Laatua taas ei synny ilman, että toiminnat määriteltäisiin ja kuvattaisiin prosesseina. Koska koulutusorganisaatioille prosessiajattelu on vielä aika vierasta, tässä työssä selvitettiin ensin teoriakatsauksen pohjalta, mitä prosessiajattelu tarkoittaa ja mitä hyötyjä sillä voidaan saavuttaa julkisella sektorilla. Lisäksi kartoitettiin niitä tapoja ja keinoja, joiden avulla prosesseja voitaisiin parantaa ja uudistaa. Prosessin uudistamisprosessiin löytyi teorian pohjalta työkalu, jota muokattiin niin, että sitä voitiin hyödyntää juuri tämäntyyppisessä uudistustyössä. Työn lopputuloksena syntyi työelämäjakson toteutusta kuvaava prosessimalli, jota on jatkossa tarkoitus testata ja kehittää työelämäjaksoilta saadun palautteen perusteella.

Kuormitustestausvälineen valinta Microsoft Office SharePoint Server 2007 – toteutuksessa

Kuormitustestaus on osa web-sovellusten kehitystä ja käyttöönottoa. Sillä varmistetaan sovellusten toimivuus ennalta määrätyn kuorman alla. Microsoft Office SharePoint Server 2007 (MOSS) on palvelintuote nykyaikaisten web-sovellusten luontiin ja ylläpitoon. Työssä vertaillaan kahta eri uormitustestaustyökalua: SilkPerformer 2008 ja Visual Studio Team System 2008 Test Edition ja valitaan MOSS – web-sovelluksille paremmin sopiva työkalu. Työssä vertaillaan työkaluja niiden ominaisuuksien perusteella sekä suorittamalla kuormitustestausta testausta varten luodulle MOSS – web-sovellukselle. Vaikuttavien tekijöiden perusteella työkaluja arvioidaan ja tämän perusteella saadaan tulos vertailulle. Työn tuloksena Visual Studio Team System 2008 Test Edition sopii paremmin MOSS – web-sovelluksen kuormitustestausvälineeksi. Vertailussa kuitenkin havaittiin, että työkalut ovat melko tasavertaisia, ja käytännön tilanteesta riippuu, kumpi sopii paremmin. Tämä työ auttaa valinnan teossa.

Toimitusketjun mallinnuksen tarpeet ja rakenne LOCOMOTIVE projekstissa

Työn tavoitteena oli kuvata ja priorisoida toimitusketjun dynaamisen mallinnustyökalun vaatimukset, sekä muodostaa tämän pohjalta ohjelmistokehitystä tukeva oliomalli. Vaatimuksia selvitettiin teoreettisen tarkastelun, aiemmin toteutettujen kyselytutkimusten sekä viiden pilottitapauksen avulla. Toimitusketjun hallinta ei ole pelkästään materiaalivirtojen vaan myös näihin liittyvän informaation hallintaa. Holististen toimitusketjuongelmien mallintaminen edellyttää siis informaatiovirtojen ja niitä saatelevien ohjausmekanisemien mallintamista. Markkinoilla on selkeästi tilaa tukijärjestelmille, jotka mahdollistaisivat multidimensionaalisten - tuotto, aika, palvelu - toimitusketjuongelmien tarkastelun. Systeemidynamiikan teorian mukaisesti oliomallin lähtökohdaksi valittiin tärkeimpien takaisinkytkentäsilmukkojen mallinnus. Takaisinkytkentäsilmukoiden avulla kyetään mallintamaan kompleksisia systeemejä ajan suhteen. Mallinnetut toimitusketjujen takaisinkytkentäsilmukkat ovat operaatio-, ohjaus-, kysyntä- ja strategiasilmukka. Toimitusketjun ohjausmekanismien, sekä systeemidynamiikan perusteiden pohjalta mallinnustyökalun vaatimuksista muodostettiin oliomalli. Muodostettu oliomalli on Locomotiven - toimitusketjun mallinnustyökalun - perusta.

Poesia

Äänitetty: 29.4.1971, [Helsinki?] (konserttitaltiointi).

Huilukonsertto G

Äänitetty: 29.4.1971, [Helsinki?] (konserttitaltiointi).

Urkusonaatti 2

Äänitetty radiosta.

Concerto grosso F

Äänitetty: 29.4.1971, [Helsinki?] (konserttitaltiointi).

Koraali a-molli

Soitinnus: urut.

Gravitaatioteorioiden Palatini-formalismi

Viime vuosisadan lopulla tehtiin tärkeä havainto supernovista: galaksit näyttävät loittenevan kiihtyvällä vauhdilla. Näiden havaintojen jälkeen yleistetyt gravitaatioteoriat ovat nousseet huomattavan kiinnostuksen kohteiksi. Näillä uusilla teorioilla voidaan mahdollisesti selittää maailmankaikkeuden kiihtyvä laajeneminen ilman pimeää energiaa. Tässä tutkielmassa on perehdytty yhteen mahdolliseen yleistykseen: Palatini-formalismiin f(R)-teorioissa. Yleisessä suhteellisuusteoriassa aika-avaruuden ominaisuudet seuraavat metriikasta. Tämä on erikoistapaus Palatiniformalismissa, jossa yhdensuuntaissiirtoon liittyvä konnektio on metriikasta riippumaton. Palatini-formalismi selviää samoista testeistä kuin erikoistapauksensa, yleinen suhteellisuusteoria. Käsitellyt Lagrangen tiheydet ovat f(R)-muotoa eli kaarevuuden funktioita. Tutkielmassa on aluksi perehdytty menetelmän historiaan. Taustojen selvittelyn jälkeen käsitellään Palatini-formalismia yksinkertaisessa tapauksessa, jossa konnektio on symmetrinen. Erikoistapauksena käsitellään eräs Lagrangen tiheys, jolla voidaan selittää maailmankaikkeuden kiihtyvä laajeneminen. Palatini-formalismiin kohdistunutta kritiikkiä on myös tarkasteltu _ mikään ei kuitenkaan sulje menetelmää pois laskuista. Vaikka Palatini-formalismia tarkastellaan tavallisesti symmetrisen konnektion tapauksessa, on yksi tutkielman luku omistettu yleisemmälle tapaukselle. Osoittautuu, että monet symmetriseen konnektioon liitetyt ominaisuudet seuraavat yleisemmästäkin tapauksesta, mutta ilman tarvetta lisäoletuksiin. Samassa luvussa on myös tarkasteltu materian osuutta Lagrangen tiheydessä. Tutkielman lopussa on tarkasteltu mahdollisuuksia hyödyntää symmetriaa konnektion määräämisessä. Tätä mahdollisuutta ei ole juurikaan tutkittu aiemmin. Havainnot ovat osoittaneet, että maailmankaikkeudessa esiintyy symmetriaa. Tensorien muotoinvarianssia hyödynnetään konnektion komponenttien laskemiseen. Yleisessä tapauksessa konnektiolla on 64 komponenttia, jotka voivat riippua ajasta ja paikasta. Homogeenisessa ja isotrooppisessa tapauksessa vapausasteet saadaan rajoitettua neljään vain ajasta riippuvaan funktioon. Pallosymmetrisessä tapauksessa vapausasteita jää 14 ajasta ja säteestä riippuvaa funktiota. Näitä tuloksia ei tiettävästi ole laskettu muualla. Tässä laskettuja tuloksia voidaan hyödyntää sijoittamalla huomattavasti rajatut konnektion komponentit kenttäyhtälöihin. Näin saadut yhtälöt ovat huomattavasti yksinkertaisempia. Käyttömahdollisuudet eivät rajoitu pelkästään Palatini-formalismiin, vaan kirjoittamalla Lagrangen tiheys tietyllä tavalla, voidaan tuloksia käyttää myös puhtaasti metrisessä formalismissa.

Sales and Operations Planning Implementation

The master’s thesis focused on implementing a sales and operations planning process. The main objectives were to create planning methods and tools for the implementation. The ultimate goal of the process, beyond this master’s thesis, is to balance the supply of products with customer demand, with optimized profitability. The theoretical part focused on giving a thorough view on the sales and operations planning process. The basis for a monthly planning cycle was identified. Methods, tools, and metrics for demand forecasting and operations planning were also introduced. Based on the theoretical part, a method for forecasting, a forecast spreadsheet, and a forecast accuracy metric were designed. A spreadsheet tool and methods were also designed for the monthly planning of production volumes, capacity, and inventory. The implementation progress was reviewed for two product families for three months. The sales and operations planning process was able to successfully identify a demand peak for the product families. Suggestions for the future of sales and operations planning were also made.

Prognostic Markers and Prolonged Interferon-alpha Therapy in Renal Cell Carcinoma

Molekyylimarkkerit ja pitkäaikainen alfainterferonihoito munuaissyövässä Munuaissyöpäpotilaiden viiden vuoden elossaololuku on noin 50 %. Aikaisempien tutkimuksien mukaan viiden vuoden elossaololuku metastasoituneessa munuaissyövässä on 3-16 %, kun käytettiin alfainterferonia sisältävää hoitoa. Tyypillisesti alfainterferonia on käytetty vähemmäin kuin 6 kuukautta. Avoimia kysymyksiä ovat alfainterferonin optimaalinen hoitoannos ja hoidon kesto yksin tai yhdessä uusien täsmähoitojen kanssa. Tärkeimmät tavoitteet olivat tutkia 1) jaksotetun pitkäaikaisen alfainterferonihoidon tehoa ja siedettävyyttä metastasoituneessa munuaissyövässä ja 2) p53-, Ki-67- ja COX-2-proteiinituotannon ennusteellista merkitystä munuaissyövässä. Tutkimuksessa 117 metastasoituneelle munuaissyöpää sairastaneelle potilaalle etsittiin yksilöllinen hänen sietämänsä maksimaalinen hoitoannos rekombinanttia alfa2a-interferonia (Roferon-ATM). Hoitoa pyrittiin jatkamaan 24 kuukauden ajan. Kolmen hoitoviikon jälkeen pidettiin yhden viikon tauko. Hoito lopetettiin, jos ilmaantui vakavia haittavaikutuksia tai tauti eteni. Toisessa tutkimuksessa proteiinituotanto analysoitiin immunohistokemiallisesti munuaissyöpäpotilaiden kasvainnäytteistä, joita oli säilytetty parafiinissa. Kasvainnäytteet oli otettu talteen munuaisen poistoleikkauksen yhteydessä. Nämä potilaat jaettiin kolmeen eri ryhmään: metastasointi primaarivaiheessa (n=29), metastasointi myöhemmin (n=37) ja ei metastasointia (n=51). Keskimääräinen alfainterferonihoidon kesto oli 11 kuukautta (kk) [0,5 – 32 kk]. Objektiivinen hoitovaste todettiin 17 %:lla, tautitilanne pysyi ennallaan 42 %:lla ja myöhäinen vaste (yli 12 kk:tta hoidon aloittamisesta) todettiin 3 %:lla. Aika vasteen saavuttamisesta taudin etenemiseen oli keskimäärin 8 kk ja elinaika 19,1 kk. Viiden vuoden elossaololuku oli 16 %. Jos metastasoituneella munuaissyöpäpotilaalla oli keuhkometastasointi, hän selvisi todennäköisemmin viisi vuotta kuin muut potilaat. Henkeä uhkaavia sivuvaikutuksia ei todettu. Yli 12 kk:n ajan kestävä alfainterferonihoito on hyödyllistä niille potilaille, jotka ovat saaneet objektiivisen hoitovasteen tai tautitilanne on pysynyt ennallaan. Positiivinen p53- ja Ki-67-ekspressio yhdessä viittaavat suureen metastasoinnin todennäköisyyteen. Positiivinen COX-2-ekspressio viittaa viivästyneeseen metastaasien ilmaantumiseen. Metastasoituneilla potilailla positiiviset p53- ja Ki-67-ekspressiot viittaavat huonoon ennusteeseen, mutta positiivinen COX-2 ekspressio viittaa suotuisaan ennusteeseen. Positiivinen COX-2- ja negatiivinen Ki-67-ekspressio yhdessä viittaavat parantuneeseen ennusteeseen metastasoituneessa munuaissyövässä.

Effects of Surface Properties and Wood Modification into Direct Printing on Wood

Building industry is a high volume branch which could provide prominent markets for wood based interior decoration solutions. Competition in interior decoration markets requires versatility in appearance. Versatility in wood appearance and added value could be achieved by printing grain patterns of different species or images directly onto wood. The problem when planning wood printing’s implementing into durable applications is basically how to transfer a high quality image or print sustainably onto wood, which is porous, heterogeneous, dimensionally unstable, non-white and rough. Wood preservation or treating, and modification can provide durability against degradation but also effect to the surface properties of wood which will effect on printability. Optimal adhesion is essential into print quality, as too high ink absorbance can cause spreading and too low ink absorbance cause pale prints. Different printing techniques have different requirements on materials and production. The direct printing on wood means, that intermedias are not used. Printing techniques with flexible printing plates or in fact non-impact techniques provide the best basis for wood printing. Inkjet printing of wood with different mechanical or chemical surface treatments, and wood plastic composite material gave good results that encourage further studies of the subject. Sanding the wood surface anti-parallel to the grain gave the best overall printing quality. Spreading parallel to the grain could not be avoided totally, except in cases where wood was treated hydrophobic so adhesion of the ink was not sufficient. Grain pattern of the underlying wood stays clearly visible in the printed images. Further studies should be made to fine tune the methods that already gave good results. Also effects of moisture content of wood, different inks, and long-term exposure to UV-radiation should be tested.