Mathematical modeling and optimal control of malaria

Malaria continues to infect millions and kill hundreds of thousands of people worldwide each year, despite over a century of research and attempts to control and eliminate this infectious disease. Challenges such as the development and spread of drug resistant malaria parasites, insecticide resistance to mosquitoes, climate change, the presence of individuals with subpatent malaria infections which normally are asymptomatic and behavioral plasticity in the mosquito hinder the prospects of malaria control and elimination. In this thesis, mathematical models of malaria transmission and control that address the role of drug resistance, immunity, iron supplementation and anemia, immigration and visitation, and the presence of asymptomatic carriers in malaria transmission are developed. A within-host mathematical model of severe Plasmodium falciparum malaria is also developed. First, a deterministic mathematical model for transmission of antimalarial drug resistance parasites with superinfection is developed and analyzed. The possibility of increase in the risk of superinfection due to iron supplementation and fortification in malaria endemic areas is discussed. The model results calls upon stakeholders to weigh the pros and cons of iron supplementation to individuals living in malaria endemic regions. Second, a deterministic model of transmission of drug resistant malaria parasites, including the inflow of infective immigrants, is presented and analyzed. The optimal control theory is applied to this model to study the impact of various malaria and vector control strategies, such as screening of immigrants, treatment of drug-sensitive infections, treatment of drug-resistant infections, and the use of insecticide-treated bed nets and indoor spraying of mosquitoes. The results of the model emphasize the importance of using a combination of all four controls tools for effective malaria intervention. Next, a two-age-class mathematical model for malaria transmission with asymptomatic carriers is developed and analyzed. In development of this model, four possible control measures are analyzed: the use of long-lasting treated mosquito nets, indoor residual spraying, screening and treatment of symptomatic, and screening and treatment of asymptomatic individuals. The numerical results show that a disease-free equilibrium can be attained if all four control measures are used. A common pitfall for most epidemiological models is the absence of real data; model-based conclusions have to be drawn based on uncertain parameter values. In this thesis, an approach to study the robustness of optimal control solutions under such parameter uncertainty is presented. Numerical analysis of the optimal control problem in the presence of parameter uncertainty demonstrate the robustness of the optimal control approach that: when a comprehensive control strategy is used the main conclusions of the optimal control remain unchanged, even if inevitable variability remains in the control profiles. The results provide a promising framework for the design of cost-effective strategies for disease control with multiple interventions, even under considerable uncertainty of model parameters. Finally, a separate work modeling the within-host Plasmodium falciparum infection in humans is presented. The developed model allows re-infection of already-infected red blood cells. The model hypothesizes that in severe malaria due to parasite quest for survival and rapid multiplication, the Plasmodium falciparum can be absorbed in the already-infected red blood cells which accelerates the rupture rate and consequently cause anemia. Analysis of the model and parameter identifiability using Markov chain Monte Carlo methods is presented.

Sähkökäyttöjen kaapelivärähtelyt

Taajuudenmuuttajan kytkennän synnyttämä nopea jännitemuutos aiheuttaa pitkään moottorikaapeliin sähköisen värähtelyilmiön. Ilmiö on tullut erityisesti esille uusien nopeasti kytkevien puolijohdetehokytkimien ilmestyttyä markkinoille. Taajuudenmuuttajan lähtöön asennettu jännitteen nousunopeutta rajoittava suodin vähentää kaapelivärähtelyä, mutta riittävän pitkässä kaapelissa värähtely on voimakasta lähtösuotimesta huolimatta. Kaapelivärähtelyilmiön seurauksena moottorikaapelin taajuudenmuuttajan puoleiseen päähän syntyy voimakas virtavärähtely ja moottorin puoleiseen päähän voimakas jännitevärähtely. Sähkökäyttöjen vektorisäätöalgoritmit tekevät ohjauspäätöksiä moottorikaapelin taajuudenmuuttajan päästä tehtyjen virtamittausten perusteella. Säädön päätösväli on niin lyhyt, että kaapelin virtavärähtely ehtii häiritä säädön toimintaa. Tässä työssä on esitetty kaapelivärähtelyä kuvaava taajuudenmuuttajan lähtösuotimen huomioon ottava siirtofunktioperustainen matemaattinen malli. Mallin avulla kaapelivärähtelyilmiötä voi analysoida lineaarisen säätöteorian menetelmillä. Virtavärähtelyn moottorisäätöön tuomiin ongelmiin ratkaisuksi on esitetty virran mittasignaalin käsittelemistä analogisella ja digitaalisella suotimella. Simulointitulosten perusteella ratkaisua voidaan pitää toimivana. Lopuksi esitetään, kuinka avaruusvektoriteorian mukaista induktiomoottorimallia ja kaapelivärähtelymallia voidaan simuloida yhdessä.

Osavalmistuksen tuotannonohjauksen kehittäminen liikkuvia työkoneita valmistavassa yrityksessä

Tämän diplomityön tavoitteena oli kehittää erään liikkuvia työkoneita valmistavan yrityksen osavalmistuksen tuotannonohjausta. Ohjauksen kehittämisessä otettiin huomioon myös tehtaan liityntäpinnat, eli koko tilaus- toimitusketju. Tuotannonohjauksesta oli tavoitteena kehittää visuaalinen ja mahdollisimman itseohjautuva. Työssä on selvitetty osavalmistuksen nykytilanne ja ohjauksen ongelmakohdat. Kappaleiden valmistamiseen käytettävät vaiheajat tarkastettiin ja tutkittiin tehtaalla valmistettavien merkittävien osien kohdalta. Osasta tuotteista selvitettiin myös tuotteiden valmistuksen läpäisyajat konkreettisten seurantalomakkeiden avulla. Yritykselle soveltuvin ohjausmallin runko etsittiin työn tavoitteen ja toimintaympäristön kautta. Lopulta parhaaksi valitun ohjausmallin toimivuus varmistettiin tietokoneavusteisen simuloinnin avulla. Toiminnan tehostamiseksi työssä on annettu idea myös kuinka tehtaan layoutia olisi hyvä muuttaa. Ohjausmallin käytännön toteutuksesta on työssä annettu esimerkki. Esimerkissä on huomioitu millaista visuaalista ratkaisua olisi parasta käyttää ohjauksen itseohjautuvuuden lisäämiseksi. Työssä annettu myös ideoita kuinka osien varastointia ja kotiinkutsujen tekemistä olisi hyvä parantaa sekä miten saldotietoja saisi mahdollisesti helpommin ylläpidettäväksi.

Miten kehittää ketjutoimintaa rautakaupassa; case Rautanet

TIIVISTELMÄ Tekijä: Urpalainen, Mika Tutkielman nimi: Miten kehittää ketjuliiketoimintaa rautakaupassa Case: Rautanet Tiedekunta: Kauppatieteellinen tiedekunta Pääaine / Maisteriohjelma: Kansainvälinen markkinointi Vuosi: 2014 Pro gradu – tutkielma: Lappeenrannan teknillinen yliopisto, 129 sivua, 28 kuvaa, 15 taulukkoa ja kaksi liitettä Tarkastajat: prof. Olli Kuivalainen, prof. Sanna-Katriina Asikainen Hakusanat: ketjutoiminta, Rautanet-ketju, sitoutuminen, markkinointi Keywords: Chain business, Rautanet-chain, commitment, marketing Rautanet-ketju on heterogeeninen, vapaaehtoisuuteen perustuva rautakauppaketju, joka on perustettu vuonna 1998. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on selvittää Rautanet-kauppiaille ja koko ketjuorganisaatiolle ketjutoiminnan etuja, haasteita sekä kauppiaskunnan näkemyksiä ketjutoiminnasta tänä päivänä. Tutkimusmenetelmä oli kvalitatiivinen ja kvantitatiivinen, se perustui kauppiaille lähetettyyn kyselylomakkeeseen, joka sisälsi Likert-asteikollisia kysymyksiä 36 ja 3 kysymystä joihin vastattiin kirjallisesti. Kysymykset sisälsivät aiheita mm. Sitoutumisesta, markkinoinnista, sidosryhmistä jne. Tutkimusjoukkona oli Rautanet-kauppiaat. Kokonaisuutena arvioiden kauppiaat ovat tyytyväisiä ketjun toimintaan. Suurimmat edut ovat markkinointituki kuvastojen avulla ja ketjun voima, jonka kauppiaat tekevät yhdessä. Etuna voidaan pitää myös kauppiaiden sitoutumishalukkuutta ketjuun. Suurimpana haasteena on ehkä itsenäisyyden menettämisen pelko. Rautanet-ketjun toiminta on hyvällä tasolla. Kilpailun kiristyessä myös Rautanet-ketjun kauppiaiden sitoutumishalukkuutta on pidettävä yllä. Ketjuorganisaation on kunnioitettava kauppiaan itsenäisyyttä ja kuunneltava jatkossakin kauppiaita. Ketjun ja kauppiaiden selkeä yhteinen päämäärä, rakentaa vahva ketju, joka pystyy vastaamaan kilpailijoiden haasteisiin, on hyvin paljon riippuvainen yhdessä tekemisen halusta.

Vaikea, vapauttava tahdonvoima

Kirjallisuusarvostelu

Mistä on hyvät tytöt tehty? Somalitytöt ja maineen merkitykset

Tutkimus käsittelee islaminuskoisten somalityttöjen hyvään ja huonoon maineeseen liittyviä uskonnollisia, kulttuurisia ja etnisiä määrittelyjä ja niiden merkityksiä heidän arjessaan. Turussa hankittu etnografinen tutkimusaineisto koostuu osallistuvaan havainnointiin perustuvasta kenttäpäiväkirja-aineistosta sekä kahdestakymmenestäviidestä 17‒35-vuotiaiden somalityttöjen ja -naisten teemahaastattelusta vuosilta 2003–2006. Tutkimuksen tehtävänä on selvittää, minkälaista somalityttöä pidetään maineeltaan hyvänä ja miten tytön maine voi mennä. Tutkimuksessa tarkastellaan yhtäältä sitä, mikä merkitys sosiaalisilla verkostoilla on tyttöjen maineen määrittelyssä. Toisaalta kysytään, mitä somalitytöt ja nuoret naiset itse ajattelevat tytön maineeseen liittyvistä odotuksista ja miten he niistä tietoisina toimivat. Lähestymistapa rakentuu uskontotieteen, antropologian, sukupuolentutkimuksen, tyttötutkimuksen, nuorisotutkimuksen ja kulttuurimaantieteen näkökulmia yhdistelemällä. Ensimmäisessä aineistontulkintaluvussa tarkastellaan tyttöyteen ja maineen rakentumiseen liittyvää ruumiillista merkityksenantoa pukeutumisen, seksuaalisuuden, tyttöjen ympärileikkausta koskevan asennemuutoksen ja seurustelun teemojen kautta. Toisessa luvussa keskitytään kaupunkitilan ja tyttöjen vapaa-ajanvieton sosiotilallisiin tulkintoihin sekä tyttöjen käytöstä kodin ulkopuolella määritteleviin ja mainetta rakentaviin puheisiin. Haastatellut arvostivat islamiin ja somaliperinteeseen liittyviä arvoja ja pitivät niitä oman käytöksensä ohjenuorina. Omanarvontunto, itsekontrolli ja vastuuntunto omista teoista liitettiin ”hyvään tyttöyteen”. Tyttöjen toimijuus ilmeni heihin kohdistuvien odotusten suuntaisena käyttäytymisenä ja näiden ihanteiden arvostamisena. Toimijuus näkyi myös tiettyjen tyttöihin ja poikiin kohdistuvien erilaisten odotusten kyseenalaistamisena ja joissakin tapauksissa vastoin odotuksia toimimisena. Turkua myös verrattiin somalityttöjen käytöksen osalta pääkaupunkiseutuun. Tässä vertailussa Turku nimettiin kulttuurisen jatkuvuuden, pääkaupunkiseutu kulttuurisen muutoksen paikaksi. Haastateltujen mukaan yhteisöllisiä tulkintoja tyttöjen käytöksestä tehtiin puheissa ja juoruissa, usein suhteessa havaintoihin suomalaistyttöjen käytöksestä. Tyttöjen arkeen nämä etniset ja moraaliset eroteot eivät kuitenkaan vaikuttaneet aina samalla tavoin, koska tulkinnat tyttärille sopivasta ja mahdollisesta käytöksestä voivat vaihdella perheiden välillä. Tutkimus tuo esille, että tytön hyvä maine on eräs perheen hyvinvointiin vaikuttavista tekijöistä. Somalityttöjen käytös on myös eräs yhteisöllinen peili, jota vasten tehdään laajempia tulkintoja somalikulttuurin ja uskonnollisten arvojen tilasta diasporassa. Liiallinen muutos tyttöjen käyttäytymisessä uhkasi yhteisöllistä jatkuvuutta ja uskonnolliskulttuuristen arvojen välittymistä seuraaville sukupolville. Laajasti ymmärrettynä ”hyvä tyttöys” ja hyvä maine oli onnistuneen kulttuurisen neuvottelun tulosta diasporassa. Se tarkoitti, että tyttö kiinnittyi somalialaiseen taustaansa ja sen välittämiin arvoihin, osallistuen samalla kuitenkin myös suomalaiseen yhteiskuntaan.

Students’ Self-Report of Motivational Orientation and Teacher Evaluation on Coping and Motivational Orientation Related to Elementary Students’ Mathematical Problem Solving and Reading Comprehension

The present study examined the correlations between motivational orientation and students’ academic performance in mathematical problem solving and reading comprehension. The main purpose is to see if students’ intrinsic motivation is related to their actual performance in different subject areas, math and reading. In addition, two different informants, students and teachers, were adopted to check whether the correlation is different by different informants. Pearson’s correlational analysis was a major method, coupled with regression analysis. The result confirmed the significant positive correlation between students’ academic performance and students’ self-report and teacher evaluation on their motivational orientation respectively. Teacher evaluation turned out with more predictive value for the academic achievement in math and reading. Between the subjects, mathematical problem solving showed higher correlation with most of the motivational subscales than reading comprehension did. The highest correlation was found between teacher evaluation on task orientation and students’ mathematical problem solving. The positive relationship between intrinsic motivation and academic achievement was proved. The disparity between students ’ self-report and teacher evaluation on motivational orientation was also addressed with the need of further examination.

Planning and control of internal development projects in a fast changing environment: Case study

Tutkimuksen tarkoituksena on kuvata ja ymmärtää kuinka sisäisiä kehityshankkeita voidaan hallita onnistuneesti kun toimitaan nopeasti muuttuvassa ympäristössä. Tutkimus kuvailee etenkin projekteille tärkeitä menestymistekijöitä, kuten suunnittelu, kontrollointi ja päätöksenteko. Tutkimus selvittää yleisimmät ongelma-alueet case-organisaation sisäisten kehityshankkeiden hallinnassa. Tutkimus on luonteeltaan laadullinen tutkimus, jossa tutkimusmenetelmänä on käytetty tapaustutkimusta. Empiirisessa osassa käsittellään case-organisaation sisäisiä informaatioteknologia-hankkeita (IT) ja uusien konseptien kehityshankkeita (NCD). iSisäisten kehityshankkeiden erilaisuuden ymmärtäminen oli tutkimuksen tärkein tulos. Tutkimuksen empiirinen osio osoitti sen, että epävarmuudella on erittäin suuri vaikutus projektihallintaan sekä projektin kontrollointiin. Case-organisaation IT-projektien onnistuminen riippuu organisaatiomuu-toksen onnistumisesta. Asiakkaisiin ja markkinoihin liittyvät epävarmuudet ovat vaikuttavimmat NCD projektien epävarmuuksista. Näillä epävarmuuk-sil­la on vaikutusta projektihallintaan jonka myötä NCD projektit juuttuvat useim­mi­ten noidankehiin tai ne lopetetaan jo aikaisessa vaiheessa.

On Modelling, System Identification and Control of Servo-Systems with a Flexible Load

The present study was done with two different servo-systems. In the first system, a servo-hydraulic system was identified and then controlled by a fuzzy gainscheduling controller. The second servo-system, an electro-magnetic linear motor in suppressing the mechanical vibration and position tracking of a reference model are studied by using a neural network and an adaptive backstepping controller respectively. Followings are some descriptions of research methods. Electro Hydraulic Servo Systems (EHSS) are commonly used in industry. These kinds of systems are nonlinearin nature and their dynamic equations have several unknown parameters.System identification is a prerequisite to analysis of a dynamic system. One of the most promising novel evolutionary algorithms is the Differential Evolution (DE) for solving global optimization problems. In the study, the DE algorithm is proposed for handling nonlinear constraint functionswith boundary limits of variables to find the best parameters of a servo-hydraulic system with flexible load. The DE guarantees fast speed convergence and accurate solutions regardless the initial conditions of parameters. The control of hydraulic servo-systems has been the focus ofintense research over the past decades. These kinds of systems are nonlinear in nature and generally difficult to control. Since changing system parameters using the same gains will cause overshoot or even loss of system stability. The highly non-linear behaviour of these devices makes them ideal subjects for applying different types of sophisticated controllers. The study is concerned with a second order model reference to positioning control of a flexible load servo-hydraulic system using fuzzy gainscheduling. In the present research, to compensate the lack of dampingin a hydraulic system, an acceleration feedback was used. To compare the results, a pcontroller with feed-forward acceleration and different gains in extension and retraction is used. The design procedure for the controller and experimental results are discussed. The results suggest that using the fuzzy gain-scheduling controller decrease the error of position reference tracking. The second part of research was done on a PermanentMagnet Linear Synchronous Motor (PMLSM). In this study, a recurrent neural network compensator for suppressing mechanical vibration in PMLSM with a flexible load is studied. The linear motor is controlled by a conventional PI velocity controller, and the vibration of the flexible mechanism is suppressed by using a hybrid recurrent neural network. The differential evolution strategy and Kalman filter method are used to avoid the local minimum problem, and estimate the states of system respectively. The proposed control method is firstly designed by using non-linear simulation model built in Matlab Simulink and then implemented in practical test rig. The proposed method works satisfactorily and suppresses the vibration successfully. In the last part of research, a nonlinear load control method is developed and implemented for a PMLSM with a flexible load. The purpose of the controller is to track a flexible load to the desired position reference as fast as possible and without awkward oscillation. The control method is based on an adaptive backstepping algorithm whose stability is ensured by the Lyapunov stability theorem. The states of the system needed in the controller are estimated by using the Kalman filter. The proposed controller is implemented and tested in a linear motor test drive and responses are presented.

Predicting diffusion of innovations with self-organisation and machine learning

The main subject of this master's thesis was predicting diffusion of innovations. The prediction was done in a special case: product has been available in some countries, and based on its diffusion in those countries the prediction is done for other countries. The prediction was based on finding similar countries with Self-Organizing Map~(SOM), using parameters of countries. Parameters included various economical and social key figures. SOM was optimised for different products using two different methods: (a) by adding diffusion information of products to the country parameters, and (b) by weighting the country parameters based on their importance for the diffusion of different products. A novel method using Differential Evolution (DE) was developed to solve the latter, highly non-linear optimisation problem. Results were fairly good. The prediction method seems to be on a solid theoretical foundation. The results based on country data were good. Instead, optimisation for different products did not generally offer clear benefit, but in some cases the improvement was clearly noticeable. The weights found for the parameters of the countries with the developed SOM optimisation method were interesting, and most of them could be explained by properties of the products.

Measurement Problems and Problem-Solving in Kraft Pulping

Tämän työn tarkoituksena on koota yhteen selluprosessin mittausongelmat ja mahdolliset mittaustekniikat ongelmien ratkaisemiseksi. Pääpaino on online-mittaustekniikoissa. Työ koostuu kolmesta osasta. Ensimmäinen osa on kirjallisuustyö, jossa esitellään nykyaikaisen selluprosessin perusmittaukset ja säätötarpeet. Mukana on koko kuitulinja puunkäsittelystä valkaisuun ja kemikaalikierto: haihduttamo, soodakattila, kaustistamo ja meesauuni. Toisessa osassa mittausongelmat ja mahdolliset mittaustekniikat on koottu yhteen ”tiekartaksi”. Tiedot on koottu vierailemalla kolmella suomalaisella sellutehtaalla ja haastattelemalla laitetekniikka- ja mittaustekniikka-asiantuntijoita. Prosessikemian paremmalle ymmärtämiselle näyttää haastattelun perusteella olevan tarvetta, minkä vuoksi konsentraatiomittaukset on valittu jatkotutkimuskohteeksi. Viimeisessä osassa esitellään mahdollisia mittaustekniikoita konsentraatiomittausten ratkaisemiseksi. Valitut tekniikat ovat lähi-infrapunatekniikka (NIR), fourier-muunnosinfrapunatekniikka (FTIR), online-kapillaarielektroforeesi (CE) ja laserindusoitu plasmaemissiospektroskopia (LIPS). Kaikkia tekniikoita voi käyttää online-kytkettyinä prosessikehitystyökaluina. Kehityskustannukset on arvioitu säätöön kytketylle online-laitteelle. Kehityskustannukset vaihtelevat nollasta miestyövuodesta FTIR-tekniikalle viiteen miestyövuoteen CE-laitteelle; kehityskustannukset riippuvat tekniikan kehitysasteesta ja valmiusasteesta tietyn ongelman ratkaisuun. Työn viimeisessä osassa arvioidaan myös yhden mittausongelman – pesuhäviömittauksen – ratkaisemisen teknis-taloudellista kannattavuutta. Ligniinipitoisuus kuvaisi nykyisiä mittauksia paremmin todellista pesuhäviötä. Nykyään mitataan joko natrium- tai COD-pesuhäviötä. Ligniinipitoisuutta voidaan mitata UV-absorptiotekniikalla. Myös CE-laitetta voitaisiin käyttää pesuhäviön mittauksessa ainakin prosessikehitysvaiheessa. Taloudellinen tarkastelu pohjautuu moniin yksinkertaistuksiin ja se ei sovellu suoraan investointipäätösten tueksi. Parempi mittaus- ja säätöjärjestelmä voisi vakauttaa pesemön ajoa. Investointi ajoa vakauttavaan järjestelmään on kannattavaa, jos todellinen ajotilanne on tarpeeksi kaukana kustannusminimistä tai jos pesurin ajo heilahtelee eli pesuhäviön keskihajonta on suuri. 50 000 € maksavalle mittaus- ja säätöjärjestelmälle saadaan alle 0,5 vuoden takaisinmaksuaika epävakaassa ajossa, jos COD-pesuhäviön vaihteluväli on 5,2 – 11,6 kg/odt asetusarvon ollessa 8,4 kg/odt. Laimennuskerroin vaihtelee tällöin välillä 1,7 – 3,6 m3/odt asetusarvon ollessa 2,5 m3/odt.

Teollisuustuotteen markkinointisuunnitelma. Case: Omni Weight Control Oy

Tutkielman tavoitteena on markkinointisuunnitelman laatiminen teollisuustuotteelle, jota business-to-business -markkinoilla toimiva case-yritys valmistaa. Aihetta tarkastellaan ensin teoreettisesti lähdekirjallisuuden avulla ja sen jälkeen empiirisesti case-yrityksen näkökulmasta. Tutkimusmenetelmänä on normatiivinen eli soveltava case-tutkimus. Tutkimusote on kvalitatiivinen. Markkinointisuunnitelma laaditaan analysoimalla yrityksen ulkoista ja sisäistä toimintaympäristöä, asettamalla markkinoinnin tavoitteet, määrittelemällä markkinointistrategiat ja yksilöimällä toimintaohjeet. Markkinointisuunnitelman laatiminen kannattaa, sillä se tehostaa yrityksen ulkoista markkinointia. Tutkielman tuloksena voidaan todeta, että case-yrityksellä on hyvät mahdollisuudet menestyä hihnavaakamarkkinoilla uudella tuotteellaan, kunhan se saa nimeään tunnetuksi.

Platform Architectures for Policy-Based Network Access Control

Tämä diplomityö käsittelee sääntöpohjaisen verkkoon pääsyn hallinnan (NAC) ratkaisuja arkkitehtonisesta näkökulmasta. Työssä käydään läpi Trusted Computing Groupin, Microsoft Corporationin, Juniper Networksin sekä Cisco Systemsin NAC-ratkaisuja. NAC koostuu joukosta uusia sekä jo olemassa olevia teknologioita, jotka auttavat ennalta määriteltyyn sääntökantaan perustuen hallitsemaan suojattuun verkkoon pyrkivien laitteiden tietoliikenneyhteyksiä. Käyttäjän tunnistamisen lisäksi NAC pystyy rajoittamaan verkkoon pääsyä laitekohtaisten ominaisuuksien perusteella, esimerkiksi virustunnisteisiin ja käyttöjärjestelmäpäivityksiin liittyen ja paikkaamaan tietyin rajoituksin näissä esiintyviä puutteita verkkoon pääsyn sallimiseksi. NAC on verraten uusi käsite, jolta puuttuu tarkka määritelmä. Tästä johtuen nykymarkkinoilla myydään ominaisuuksiltaan puutteellisia tuotteita NAC-nimikkeellä. Standardointi eri valmistajien NAC-komponenttien yhteentoimivuuden takaamiseksi on meneillään, minkä perusteella ratkaisut voidaan jakaa joko avoimia standardeja tai valmistajakohtaisia standardeja noudattaviksi. Esitellyt NAC-ratkaisut noudattavat standardeja joko rajoitetusti tai eivät lainkaan. Mikään läpikäydyistä ratkaisuista ei ole täydellinen NAC, mutta Juniper Networksin ratkaisu nousee niistä potentiaalisimmaksi jatkokehityksen ja -tutkimuksen kohteeksi TietoEnator Processing & Networks Oy:lle. Eräs keskeinen ongelma NAC-konseptissa on työaseman tietoverkolle toimittama mahdollisesti valheellinen tietoturvatarkistuksen tulos, minkä perusteella pääsyä osittain hallitaan. Muun muassa tähän ongelmaan ratkaisuna voisi olla jo nykytietokoneista löytyvä TPM-siru, mikä takaa tiedon oikeellisuuden ja koskemattomuuden.

On the Analysis and Control of a Linear Synchronous Servomotor with a Flexible Load

Industry's growing need for higher productivity is placing new demands on mechanisms connected with electrical motors, because these can easily lead to vibration problems due to fast dynamics. Furthermore, the nonlinear effects caused by a motor frequently reduce servo stability, which diminishes the controller's ability to predict and maintain speed. Hence, the flexibility of a mechanism and its control has become an important area of research. The basic approach in control system engineering is to assume that the mechanism connected to a motor is rigid, so that vibrations in the tool mechanism, reel, gripper or any apparatus connected to the motor are not taken into account. This might reduce the ability of the machine system to carry out its assignment and shorten the lifetime of the equipment. Nonetheless, it is usually more important to know how the mechanism, or in other words the load on the motor, behaves. A nonlinear load control method for a permanent magnet linear synchronous motor is developed and implemented in the thesis. The purpose of the controller is to track a flexible load to the desired velocity reference as fast as possible and without awkward oscillations. The control method is based on an adaptive backstepping algorithm with its stability ensured by the Lyapunov stability theorem. As a reference controller for the backstepping method, a hybrid neural controller is introduced in which the linear motor itself is controlled by a conventional PI velocity controller and the vibration of the associated flexible mechanism is suppressed from an outer control loop using a compensation signal from a multilayer perceptron network. To avoid the local minimum problem entailed in neural networks, the initial weights are searched for offline by means of a differential evolution algorithm. The states of a mechanical system for controllers are estimated using the Kalman filter. The theoretical results obtained from the control design are validated with the lumped mass model for a mechanism. Generalization of the mechanism allows the methods derived here to be widely implemented in machine automation. The control algorithms are first designed in a specially introduced nonlinear simulation model and then implemented in the physical linear motor using a DSP (Digital Signal Processor) application. The measurements prove that both controllers are capable of suppressing vibration, but that the backstepping method is superior to others due to its accuracy of response and stability properties.