Analysis of Active Magnet Bearing Control Software

Problems of the designing active magnet bearingcontrol are developed. The estimation controller are designed and applied to a rigid rotor. The mathematical model of the active magnet bearing controller is developed. This mathematical model is realized on a DSP. The results of this realization are analyzed. The conclusions about the digital signal processing are made.

Object-oriented development of client / server application: case study of service control software

Tässä työssä on esitetty sen ohjelmiston kehittämisen prosessi, joka on tarkoitettu annettavien palveluiden valvottavaksi käyttäen prototyyppimallia. Raportti sisältää vaatimusten, kohteisiin suunnatun analyysin ja suunnittelun, realisointiprosessien kuvauksen ja prototyypin testauksen. Ohjelmiston käyttöala – antavien palveluiden valvonta. Vaatimukset sovellukselle analysoitiin ohjelmistomarkkinoiden perusteella sekä ohjelmiston engineeringin periaatteiden mukaisesti. Ohjelmiston prototyyppi on realisoitu käyttäen asiakas-/palvelinhybridimallia sekä ralaatiokantaa. Kehitetty ohjelmisto on tarkoitettu venäläisille tietokonekerhoille, jotka erikoistuvat pelipalvelinten antamiseen.

RTOS Framework for Real-Time Control System

This thesis is done as a complementary part for the active magnet bearing (AMB) control software development project in Lappeenranta University of Technology. The main focus of the thesis is to examine an idea of a real-time operating system (RTOS) framework that operates in a dedicated digital signal processor (DSP) environment. General use real-time operating systems do not necessarily provide sufficient platform for periodic control algorithm utilisation. In addition, application program interfaces found in real-time operating systems are commonly non-existent or provided as chip-support libraries, thus hindering platform independent software development. Hence, two divergent real-time operating systems and additional periodic extension software with the framework design are examined to find solutions for the research problems. The research is discharged by; tracing the selected real-time operating system, formulating requirements for the system, and designing the real-time operating system framework (OSFW). The OSFW is formed by programming the framework and conjoining the outcome with the RTOS and the periodic extension. The system is tested and functionality of the software is evaluated in theoretical context of the Rate Monotonic Scheduling (RMS) theory. The performance of the OSFW and substance of the approach are discussed in contrast to the research theme. The findings of the thesis demonstrates that the forged real-time operating system framework is a viable groundwork solution for periodic control applications.

Development of a project control procedure

The aim of this study is to develop a suitable project control procedure for a target company that can be used in engineering, procurement, and construction or con-struction management contracts. This procedure contains suitable project control software and a model for the use of the software in practice. This study is divided into two main sections. Theoretical part deals with project management, focusing on cost and time dimensions in projects. Empirical part deals with the development of the project control procedure for the target compa-ny. This development takes place in two parts. In the first part, semi-structured interviews are used to find out the company’s employees’ demands and desires for the project control software which will then be used in the developed procedure. These demands and desires are compared to available software in the market and the most suitable one will be chosen. Interview results show that important factors are cost tracking, integration with other software, English language availability, references, helpdesk, and no need for regular updates. The most suitable one is CMPro5 cost control software. The chosen software is used in a pilot project, where its functions and use are analyzed. Project control procedure which will be used in the future is developed based on these procedures. The five steps in developed procedure include employment of a cost engineer, whose task is to maintain the procedure in the target company.

Virtuaalitodellisuuslaboratorion laiteympäristön kehittäminen - ohjaimet ja ohjelmistot

Tämä diplomityö on tehty osana HumanICT-projektia, jonka tavoitteena on kehittää uusi, virtuaalitekniikoita hyödyntävä, työkoneiden käyttäjäliityntöjen suunnittelumenetelmä. Työn tarkoituksena oli kehittää VTT:n Tuotteet ja tuotanto tutkimusyksikköön kuluvan Ihminen-kone-turvallisuus ryhmän nykyistä virtuaalitodellisuuslaboratoriota siten, että sitä voidaan käyttää työkoneiden suunnittelussa sekä monipuolisissa ergonomiatarkasteluissa. Itse ympäristön kehittäminen pitää sisällään uuden ohjainjärjestelmän suunnittelun sekä sen implementoinnin nykyisin käytössä olevaan virtuaaliympäristöön. Perinteisesti ohjaamosimulaattorit ovat olleet sovelluskohteisiin räätälöityjä, joten ne ovat kalliita ja niiden konfiguroinnin muuttaminen on vaikeaa, joskus jopa mahdotonta. Tämän työntarkoituksena oli kehittää PC-tietokoneeseen ja yleiseen käyttöjärjestelmään perustuva ohjainjärjestelmä, joka on nopeasti kytkettävissä erilaisiin virtuaaliympäristön sovelluksiin, kuten ohjaamomalleihin. Työssä tarkasteltiin myös tapoja mallintaa fysikaalisia ilmiöitä reaaliaikasovelluksissa, eli on-line simuloinnissa. Tämän tarkastelun perusteella etsittiin ja valittiin jatkokäsittelyyn ohjelmistoja, joiden reaaliaikaisen dynamiikan simulointialgoritmitolivat kaikkein kehittyneimpiä ja monipuolisia.

Developing a web portal for managing marketing campaign information

Diplomityö liittyy Accenturen projektiin, jossa kehitettiin asiakkaalle CMS Web-portaali, jonka tarkoitus on tarjota mekanismi tuote- ja kampanjainformaation luontiin ja hallintaan sekä hallita niihin liittyviä budjettiprosesseja yrityksen Intranetissä. Työn tavoitteena on kuvata CMS-portaalin kehitysprosessia ja koota projektin aikana saadut opit ja parannusehdotukset. Tavoitteena on myös esittää ideoita havaittujen ongelmien ehkäisemiseksi tulevissa projekteissa. Portaalin kehitysprojektinsuurimmat haasteet liittyivät tietojärjestelmien kehitysympäristöihin, portaali- ja sisällönhallintapuolen yhdistämiseen sekä tiimikehitykseen. Kun portaaliprojekti tehdään asiakkaan tiloissa, ei täyttä kontrollia kehitysympäristöistä voi saada. Jos kehitysympäristöjen kanssa on ongelmia, niistä on syytä kommunikoida selkeästi ja ammattimaisesti asiakkaan kehitysympäristöistä vastaavalle taholle. Yhteistyö ja hyvät henkilökohtaiset suhteet asiakkaan kanssaovat tärkeitä. Jos portaalin sisällönhallintatarpeet eivät ole erittäin rajoittuneet, on suositeltavaa käyttää erillistä sisällönhallintaohjelmistoa portaalin sisällön hallitsemiseksi. Pienemmillekin projekteille tämä mahdollistaa paremmat laajennusmahdollisuudet. Portaali- ja sisällönhallintapuolenyhdistäminen kannattaa tehdä ohjelmistojen tarjoajien ohjeiden mukaan ja yleisiä menettelytapoja noudattaen. Yleisillä menettelytavoilla tarkoitetaan portaalinja sisällönhallinnan yhdistämisessä sitä, että portaali vastaanottaa sisältöä sisällönhallintajärjestelmältä, mutta kaikki sisällön muokkaustoimenpiteet tehdään sisällönhallintajärjestelmän käyttöliittymän kautta. Jos mukautettuja menettelytapoja on käytettävä, näiden kehittämiselle on varattava niiden vaatima aika. Tällöin Web-palveluiden käyttöä kannattaa harkita, koska Web-palvelut auttavat ohjelmistojen yhdistämisessä etenkin, kun yhdistäminen tehdään mukautetusti. Kun portaali tehdään käyttäen tiimikehitystyötä, on käytettävä myös versionhallintajärjestelmää, jolla estetään päällekkäisten muutosten mahdollisuus. Kehitysprosessin yhdenmukaistamiseksi on erittäin suositeltavaa tehdä yleinen kehitysohjedokumentti. Lisäksi on huolehdittava siitä, että kaikki kehittäjät noudattavat yleisiä kehitysohjeita, jotta yhdenmukaisuuden mukanaan tuomat edut saavutetaan mahdollisimman hyvin.

Moottorinohjaukseen tarkoitettujen signaaliprosessoreiden vertailu

Työssä tarkastellaan kolmen eri valmistajan signaaliprosessoriperheitä. Työn tavoitteena on tutkia prosessoreiden teknistä soveltuvuutta suunnitteilla olevaan taajuusmuuttajatuoteperheeseen. Työn alkuosassa käydään taajuusmuuttajan rakenne läpi ja selostetaan oikosulkumoottorin yleisimmät ohjausmenetelmät. Työssä selvitetään myös signaaliprosessorin ja integroitujen oheispiirien toimintaa. Työn painopiste prosessoreiden teknisten ominaisuuksien vertailussa. Työssä on vertailtu muun muassa prosessoreiden sisäistä rakennetta, käskykantojen ominaisuuksia, keskeytysten palveluun kuluvaa aikaa ja oheispiirien ominaisuuksia. Oheispiirien, erityisesti analogiadigitaalimuuntimen halutunlainen toiminta on moottorinohjausohjelmiston kannalta tärkeää. Työhön sisällytetyt prosessoriperheet on pisteytetty tarkasteltujen ominaisuuksien osalta. Vertailun tuloksena on esitetty haettuun tarkoitukseen teknisesti soveltuvin prosessoriperhe ja prosessorityyppi. Työssä ei kuitenkaan voida antaa yleistä paremmuusjärjestystä tutkituille prosessoreille.

Selainpohjaisen sovelluksen tuotteenhallinta Microsoft-pohjaisessa arkkitehtuurissa

Tässä työssä esitetään ohjelmistotuotteenhallintasuunnitelman teko selainpohjaiselle perintäsovellukselle. Työssä on ensin tutustuttu ohjelmistotuotteenhallinnan tarjoamiin mahdollisuuksiin, jonka jälkeen on tutkittu, miten ohjelmistotuotteenhallinnan menetelmiä voidaan hyödyntää selainpohjaisen sovelluksen kehityksessä Kaakontieto Oy:ssä. Työssä aluksi tutustutaan kirjallisuudesta löytyviin ohjelmistotuotteenhallinnan osa-alueisiin ja mahdollisuuksiin sekä tutustutaan myös ohjelmistotuotteenhallinnan standardeihin. Työn keskiosassa tutustutaan selainpohjaisen sovelluksen rakenteeseen sekä tutustutaan Kaakontieto Oy:n tuotteenhallinnan apuna käytettäviin sovelluksiin. Lisäksi esitetään, miten peruspaketti eriytetään asiakaskohtaisesta kehityksestä sekä miten kehitystä voidaan jatkaa. Työn aikana toteutettiin myös muutostenhallintasovellus, jonka toimintoja käydään myös läpi. Työn lopussa keskitytään tuotteenhallintasuunnitelman toteuttamiseen perintäsovellukselle. Työn lopuksi luodaan katsaus tuotteenhallintasuunnitelman toimivuuteen ja siihen, mitä tulevaisuudessa suunnitelmalle joudutaan tekemään.

LVDC power distribution system: computational modelling

In the doctoral dissertation, low-voltage direct current (LVDC) distribution system stability, supply security and power quality are evaluated by computational modelling and measurements on an LVDC research platform. Computational models for the LVDC network analysis are developed. Time-domain simulation models are implemented in the time-domain simulation environment PSCAD/EMTDC. The PSCAD/EMTDC models of the LVDC network are applied to the transient behaviour and power quality studies. The LVDC network power loss model is developed in a MATLAB environment and is capable of fast estimation of the network and component power losses. The model integrates analytical equations that describe the power loss mechanism of the network components with power flow calculations. For an LVDC network research platform, a monitoring and control software solution is developed. The solution is used to deliver measurement data for verification of the developed models and analysis of the modelling results. In the work, the power loss mechanism of the LVDC network components and its main dependencies are described. Energy loss distribution of the LVDC network components is presented. Power quality measurements and current spectra are provided and harmonic pollution on the DC network is analysed. The transient behaviour of the network is verified through time-domain simulations. DC capacitor guidelines for an LVDC power distribution network are introduced. The power loss analysis results show that one of the main optimisation targets for an LVDC power distribution network should be reduction of the no-load losses and efficiency improvement of converters at partial loads. Low-frequency spectra of the network voltages and currents are shown, and harmonic propagation is analysed. Power quality in the LVDC network point of common coupling (PCC) is discussed. Power quality standard requirements are shown to be met by the LVDC network. The network behaviour during transients is analysed by time-domain simulations. The network is shown to be transient stable during large-scale disturbances. Measurement results on the LVDC research platform proving this are presented in the work.

Panossyöttökasvatusprosessin automatisointi

Tutkimuskäyttöön tarkoitettujen rekombinanttiproteiinien tuottaminen fermentoimalla on yleinen menetelmä bioteollisuudessa. Mikrobit kasvatetaan fermentorissa, joka tarjoaa kontrolloidun kasvuympäristön ja sopivat tuotto-olosuhteet halutulle tuotteelle. Eräs fermentointimuodoista on korkeatuottoinen ja pitkäkestoinen panossyöttökasvatus, jossa saavutetaan panoskavatusta merkittävästi korkeampi solutiheys jatkamalla panosvaiheen jälkeen kasvua rajoittavan substraatin syöttöä. Laboratoriomittakaavassa fermentorikasvatusten tilavuudet vaihtelevat litrasta kymmeniin ja niissä kasvatusta seurataan sekä ohjataan joko fermentorista tai tietokoneesta. Tyypillisessä fermentointiprosessissa operaattori tarkkailee muun muassa vaahdonkorkeutta sekä käynnistää pumppuja olosuhteiden muuttuessa. Tällaiset tehtävät ovat teollisen mittakaavan laitteistoissa usein automatisoituja. Diplomityön tarkoituksena oli päivittää kahden Turun yliopiston biotekniikan laboratoriossa sijaitsevan BioFlo® -sarjan pöytäfermentorin MS-DOS -pohjainen tietokoneohjausohjelma nykyaikaiseksi ja lisätä siihen etäseuranta ja -ohjaus. Ohjelmaan oli tarkoitus liittää erillinen optinen solutiheysanturi, jonka lukemien häiriötä haluttiin myös vähentää signaalinkäsittelyllä. Lisäksi vaahdonestoaineen ja indusorin lisäykset haluttiin automatisoida panossyöttökasvatuksessa. Vaahdonkorkeuden havaitsemisen mahdollisuutta konenäön menetelmin haluttiin selvittää, jotta vaahdonestoaineen automaattiset lisäykset voitaisiin toteuttaa nettikameran syötteen perusteella. Koekasvatuksilla osoitettiin päivitetyn ohjausohjelman toimivan panos- ja panossyöttömuodoilla. Uuden käyttöliittymän avulla pystyttiin automatisoimaan panoskasvatuksen lisäykset ja syöttönopeuden muutokset sekä tunnistamaan kasvatusliuosten vaahdonkorkeutta vaahdonestoaineen lisäykseen riittävällä kahden senttimetrin tarkkuudella. Lisäksi käyttöliittymä mahdollisti kasvatuksen ohjauksen ja seurauksen myös etänä. Työssä kehitetty ohjausohjelma julkaistiin avoimena ohjelmana ilman etä- ja nettikameratoimintoja. Ohjelma toimii hyvin BioFlo® -sarjan fermentorien käyttöliittymänä, mutta avoimen lähdekoodin ansiosta kuka tahansa voi hyödyntää ohjelmaa pohjana myös uusissa projekteissa tai muissa fermentorimalleissa.

Direct torque control of permanent magnet synchronous machines - analysis and implementation

Thedirect torque control (DTC) has become an accepted vector control method besidethe current vector control. The DTC was first applied to asynchronous machines,and has later been applied also to synchronous machines. This thesis analyses the application of the DTC to permanent magnet synchronous machines (PMSM). In order to take the full advantage of the DTC, the PMSM has to be properly dimensioned. Therefore the effect of the motor parameters is analysed taking the control principle into account. Based on the analysis, a parameter selection procedure is presented. The analysis and the selection procedure utilize nonlinear optimization methods. The key element of a direct torque controlled drive is the estimation of the stator flux linkage. Different estimation methods - a combination of current and voltage models and improved integration methods - are analysed. The effect of an incorrect measured rotor angle in the current model is analysed andan error detection and compensation method is presented. The dynamic performance of an earlier presented sensorless flux estimation method is made better by improving the dynamic performance of the low-pass filter used and by adapting the correction of the flux linkage to torque changes. A method for the estimation ofthe initial angle of the rotor is presented. The method is based on measuring the inductance of the machine in several directions and fitting the measurements into a model. The model is nonlinear with respect to the rotor angle and therefore a nonlinear least squares optimization method is needed in the procedure. A commonly used current vector control scheme is the minimum current control. In the DTC the stator flux linkage reference is usually kept constant. Achieving the minimum current requires the control of the reference. An on-line method to perform the minimization of the current by controlling the stator flux linkage reference is presented. Also, the control of the reference above the base speed is considered. A new estimation flux linkage is introduced for the estimation of the parameters of the machine model. In order to utilize the flux linkage estimates in off-line parameter estimation, the integration methods are improved. An adaptive correction is used in the same way as in the estimation of the controller stator flux linkage. The presented parameter estimation methods are then used in aself-commissioning scheme. The proposed methods are tested with a laboratory drive, which consists of a commercial inverter hardware with a modified software and several prototype PMSMs.

Observations on Software Project Deviations

Software projects have proved to be troublesome to be implemented and as the size of software keeps increasing it is more and more important to follow-up the projects. The proportion of succeeded software projects is still quite low in spite of the research and the development of the project control methodologies. The success and failure factors of projects are known, as well as the project risks but nevertheless the projects still have problems with keeping the schedule and the budget and achieving the defined functionality and adequate quality. The purpose of this thesis was to find out what deviations are there in projects at the moment, what causes them, and what is measured in projects. Also project deviation was defined in the viewpoint of literature and field experts. The analysis was made using a qualitative research approach. It was found out that there are still deviations in software projects with schedule, budget, quality, requirements, documenting, effort, and resources. In addition also changes in requirements were identified. It was also found out that for example schedule deviations can be affected by reducing the size of a task and adding measurements.

Interface Implementation for GPRS/PCU Software Testing with Emulators

Jatkuvasti lisääntyvä matkapuhelinten käyttäjien määrä, internetin kehittyminen yleiseksi tiedon ja viihteen lähteeksi on luonut tarpeen palvelulle liikkuvan työaseman liittämiseksi tietokoneverkkoihin. GPRS on uusi teknologia, joka tarjoaa olemassa olevia matka- puhelinverkkoja (esim. NMT ja GSM) nopeamman, tehokkaamman ja taloudellisemman liitynnän pakettidataverkkoihin, kuten internettiin ja intranetteihin. Tämän työn tavoitteena oli toteuttaa GPRS:n paketinohjausyksikön (Packet Control Unit, PCU) testauksessa tarvittavat viestintäajurit työasemaympristöön. Aidot matkapuhelinverkot ovat liian kalliita, eikä niistä saa tarvittavasti lokitulostuksia, jotta niitä voisi käyttää GPRS:n testauksessa ohjelmiston kehityksen alkuvaihessa. Tämän takia PCU-ohjelmiston testaus suoritetaan joustavammassa ja helpommin hallittavassa ympäristössä, joka ei aseta kovia reaaliaikavaatimuksia. Uusi toimintaympäristö ja yhteysmedia vaativat PCU:n ja muiden GPRS-verkon yksiköiden välisistä yhteyksistä huolehtivien ohjelman osien, viestintäajurien uuden toteutuksen. Tämän työn tuloksena syntyivät tarvittavien viestintäajurien työasemaversiot. Työssä tarkastellaan eri tiedonsiirtotapoja ja -protokollia testattavan ohjelmiston vaateiden, toteutetun ajurin ja testauksen kannalta. Työssä esitellään kunkin ajurin toteuttama rajapinta ja toteutuksen aste, eli mitkä toiminnot on toteutettu ja mitä on jätetty pois. Ajureiden rakenne ja toiminta selvitetään siltä osin, kuin se on oleellista ohjelman toiminnan kannalta.

Developing of the Variable Speed Drive -control in simulated parallel pumping systems

This thesis presents briefly the basic operation and use of centrifugal pumps and parallel pumping applications. The characteristics of parallel pumping applications are compared to circuitry, in order to search analogy between these technical fields. The purpose of studying circuitry is to find out if common software tools for solving circuit performance could be used to observe parallel pumping applications. The empirical part of the thesis introduces a simulation environment for parallel pumping systems, which is based on circuit components of Matlab Simulink —software. The created simulation environment ensures the observation of variable speed controlled parallel pumping systems in case of different controlling methods. The introduced simulation environment was evaluated by building a simulation model for actual parallel pumping system at Lappeenranta University of Technology. The simulated performance of the parallel pumps was compared to measured values of the actual system. The gathered information shows, that if the initial data of the system and pump perfonnance is adequate, the circuitry based simulation environment can be exploited to observe parallel pumping systems. The introduced simulation environment can represent the actual operation of parallel pumps in reasonably accuracy. There by the circuitry based simulation can be used as a researching tool to develop new controlling ways for parallel pumps.

The Design of a Software Lifecycle Management Framework to a Configuration Management System

Keeping track of software assets and managing software installations in IT environments can be a hard endeavor, especially when the size and diversity of the environment grows. How to install and uninstall software efficiently and cost effectively? Are there too few or too many software licenses purchased? If installed, is the software actually in use? Software Asset Management (SAM) is a process that involves managing and optimizing the purchase, deployment, maintenance, utilization, and disposal of software applications within an organization. This master’s thesis describes a special Software Lifecycle Management Framework to provide solutions to the multitude of challenges within SAM. The main objectives when designing the framework was to provide a set of tools to control the software assets during their entire lifecycle while trying to minimize the costs related to owning and managing them.