Förslag på examensarbete

Transkript

1 Förslag på examensarbete 2015

2 Allmän information - exjobb på Aros utvecklar och producerar kundanpassad industriell elektronik. Motorstyrningar, sensorer och fältbussteknologi är våra specialområden. Inom dessa pågår ständigt vidareutveckling av teknologier, kunskapsnivåer och produktionsmetoder. Som ett led i detta har vi för avsikt att kontinuerligt hålla något eller några examensarbeten igång. De förslag på examensarbeten som presenteras i detta häfte är endast exempel på uppgifter inom våra specialområden. Ni som har egna förslag är hjärtligt välkomna att diskutera dessa med oss. Vår policy när det gäller ekonomisk ersättning för examensarbeten är att betala ut en klumpsumma vid examensarbetets slut. Storleken på denna avtalas innan examensarbetets start. Då vi tycker att både vi som företag och ni som exjobbare tjänar på att vara 2 personer har vi detta som ett krav. Vi ser exjobb som en bra väg för rekrytering varför sökanden som är intresserade av Aros som en framtida arbetsplats prioriteras. Vi ser gärna kvinnliga sökanden. Ansökan skall innehålla: Kort personlig presentation Önskad tid för genomförande Sökt exjobbsförslag, alternativt önskat tekniskt innehåll Beskrivning av nuvarande studier och planerad tidpunkt för examen Eventuella betygskopior För att ansöka om ev. examensarbete hos oss, kontakta vår utvecklingschef: Magnus Wide Telefon exjobb@aros.se All pictures used in this document have been allowed by their corresponding author to be published through wikimedia.org.

3 Trådlös driftdata över NFC Elektronik Programmeringsteknik Vid både utveckling och intrimning finns ett behov av att snabbt kunna sätta parametrar och/eller utläsa dagaloggar. Idag krävs en PC med tillhörande programvara och t.ex. en CAN-buss. Near Field Communication (NFC) återfinns idag i var och varannan mobiltelefon. Vi skulle vilja undersöka möjligheten att använda oss av en Android-baserad mobiltelefon eller surfplatta som kommunicerar över NFC för att både skriva och logga data. Picture from: Rosemary Emerson , Examensarbetet går ut på att: Konstruera och utvärdera en s.k. piggyback-krets med stöd för NFC. Dvs. ta fram schema, kretskort och mjukvara med tillhörande underlag. Ta fram en Android-plattform som möjliggör utveckling av appar för att ändra parameterar samt hämta inspelade dataloggar i fält. Develop hardware and software compatible with an Android based, NFC equipped, platform such as a mobile phone. The complete system should solely communicate over NFC. The aim is allow setting of parameters and extraction of data logs using only an Android app.

4 Sensorlös styrning av BLDC-motor för Quadcopter Modellering Reglerteknik Programmeringsteknik Kraftelektronik Aros Electronics produkter består till stor del av integralmotorer där motorn är en sinuskommuterad permanentmagnetsmaskin (PMSM). För vissa applikationer kan det dock vara mer passande att använda sig av Brushless DC (BLDC) teknik. Därför vill vi vidare undersöka möjligheter och begränsningar med denna teknik. Eftersom sensorlös kontroll ofta efterfrågas är det i synnerhet denna styrprincip som är av intresse. Pictures from: Sergej Medvedev , Charginghawk Som utvecklingsingenjör på Aros krävs det ofta övergripande kunskap om kundens applikation för att kunna tillgodose kraven på motorstyrningen. I detta fall har vi valt att utvärdera motorprestanda i ett flygande dynamiskt system: En Quadcopter! Examensarbetet går ut på att: Fördjupning inom ämnet sensorlös BLDC teknik för att sedan ta fram ett förslag på en hårdvaruplattform som passar för uppgiften. Detta kan innebära en färdig omriktare från Aros eller annan/egen hårdvara beroende på kravbilden. Implementera styralgoritmerna på vald hårdvara. Vi ser gärna att man i samband med detta även tar fram en dynamisk modell för motor och omriktare i t.ex. Matlab/Simulink till hjälp för verifiering. Skapa en enkel dynamisk modell av (den kompletta) quadracoptern (inklusive motormodell) och tag fram en reglerstrategi för att stabilisera farkosten. En komplett quadracopter inklusive motorer, propellrar, gyro, accelerometer etc. ställs till ert förfogande. Implementation av regleralgoritmen sker i en passande Aros-styrning (C programmering). Vid implementation av regulatorn är viss kunskap i C-programmering ett krav. Proposal handles sensorless control of a BLDC motor and development of a platform (Based on Aros controller or other) suited for the proposed control method and implementation of motor control algorithms on this. Evaluation of motor performance is performed by control and stabilization of a quadracopter.

5 Onlineskatting av tröghetsmomentet i ett drivsystem Programmeringsteknik Modellering och simulering Elektriska drivsystem Reglerteknik Aros electronics gör ett stort antal servostyrningar per år och i många applikationer ändras drivsystemets tröghetsmoment under drift. För att upprätthålla en noggrann servostyrning krävs att hastighetsregulatorns motorparametrar matchar drivsystemets mekaniska dynamik och här spelar tröghetsmomentet en betydande roll. Vi vill utveckla oss mer genom att undersöka möjligheter för online skatting av tröghetsmomentet i våra drivsystem. Ni får jobba med hårdvara som vi tillhandahåller och ett programsystem som i stora delar är färdigutvecklat. Ert jobb blir att hitta och utvärdera bästa möjliga algoritmer för online skatting av tröghetsmomentet, samt i mån av tid C-koda någon algoritm och implementera den i existerande styrning. Ni bör ha läst någon av kurserna Modelling and Simulation, Electric Drives, Nonlinear and Adaptive Control samt ha ett intresse för elektronik, reglering och programmering. Picuture from: Aros Electronics , Lotus W In order to obtain high control performance of an industrial servo drive system it is important to have accurate knowledge about the mechanical motor dynamics. This thesis deals with online estimation of the inertia in an electrical drive system.

6 Styrning av reluktansmaskin Elektriska drivsystem Kraftelektronik Reglerteknik Aros Electronics använder sig i dagsläget i huvudsak av sinuskommuterade permanentmagnetmotorer (PMSM). Dagens priser på magneter samt utvecklingen gällande olika typer av reluktansmotorer och kraftelektronik har ökat intresset för reluktansmotorer. Exjobbet ska inledningsvis studera de olika typer av reluktansmotorer som används idag och vidare kvantifiera skillnaderna vad gäller kostnad, verkningsgrad, effekttäthet, och reglermetodik. Med en PMSM som referens ska lämplig reluktansmotor väljas och studeras i mer detalj med hjälp av finita element metoden där simuleringar av de viktigaste skillnaderna mellan PMSM och vald reluktansmotor ska fastställas. Picuture from: Wikimedia, Reluctance motor The master thesis work aims to give a good overview of the different types of reluctance motor topologies used today. Important aspects to consider are cost, efficiency, power density and control complexity. One type of reluctance motor should then be chosen and analyzed in more detail using FEM calculations. The result should also be compared to a corresponding PMSM motor.

7 Induktivladdare Kraftelektronik Programmering Reglerteknik Aros husrobot Glenn behöver laddas med jämna mellanrum. En idé vore om Glenn kunde sköta detta själv genom att söka upp en laddare för att hämta krafter. Glenn skulle då kunna ställa sig över en platta som skötte detta genom induktion helt trådlöst. En primärspole i en platta på golvet för över energin till en sekundärspole i botten av roboten. En kommunikationskanal mellan primär och sekundär spole skall också upprättas för att övervaka och styra laddprocessen (kan vara överlagrad signal i själva induktionen). Examensarbetet består av att: Ge ett konstruktionsförslag för en induktivladdare. Picture from: Egmason Konstruera och implementera en laddare i hårdvara samt mjukvara. Utvärdera resultat. The scope of the master thesis is to design an inductive charger for our self-balancing robot. A primary coil on the floor shall be designed that charges a secondary coil in the robot. A communication channel that is used for monitoring the charge process is also established. The candidate should have knowledge in power electronics, programming and control techniques.

8 Autonom navigering av robot Reglerteknik Modellering C-programmering Aros har utvecklat en tvåhjulig självbalanserade robot. Nu vill vi bygga vidare på denna genom att göra nya funktioner. Målet är t.ex. att roboten, förutom att balansera sig själv, ska kunna navigera i korridorerna på Aros och guida gäster till rätt lokaler. Examensarbetet skulle kunna innefatta något av följande: Med hjälp av kinect-kamera, laser, ultraljud eller andra sensorer avgöra robotens position. Göra en virtuell karta över lokalerna på Aros. Implementera en path finding-algoritm, t.ex. A*. Styra roboten enligt funnen väg. Aros have developed a two-wheeled self-balancing robot for demo purposes. This thesis is focusing on developing a path finding algorithm using Kinect, ultrasonic sensors or the like, so that the robot can autonomously find its way and guide guests through the corridors at Aros. Picuture from: Aros Electronics , Glenn

9 Processanalys av våglödning Produktionsteknik Här på Aros Electronics huserar vi en toppmodern anläggning där vi idag både konstruerar, producerar och verifierar våra kretskort och inbyggda produkter. Vi önskar utvärdera vårt processflöde kring våra våglödningsmaskiner. Syftet är att skapa underlag som räknar på att gå från ett produktbaserat flöde till full flödesoptimering. Med flödesoptimering räknar vi med att få säkrare kvalitet, bättre produktivitet och framförallt skapa yta. Examensarbetet går ut på att: Analysera/Simulera processflödet vid våglödningsmaskinerna. Ta fram nuläge och räkna fram framtida läge. Implementera och utvärdera ett urval av framtagna förbättringsförslag. Analyze the process flow in Aros s production around the wave soldering machines. The work should result in suggestions for improvement as well as a long time vision. Finally, to implement and evaluate a select few of these suggestions. Picture from: Aros Electronics , Production line

10 Internlogistiksimulering - Aros produktion Logistik Här på Aros Electronics huserar vi en toppmodern anläggning där vi idag både konstruerar, producerar och verifierar våra kretskort och inbyggda produkter. I vår produktionskedja finner man allt från traditionellt höglager till helautomatiserade lagerhissar, FIFO-lager och Kanban-tänk. Därtill har vi även montering och klassisk våglödning samt vår ytmonteringslina bestående av helautomatiserade Pick and Place-maskiner, våglödning, selektivlödning, lackering och fräsning. Kvalitetssäkringen involverar både automatiserad visuell inspektion (AOI) och in-circuit testning (ICT). Examensarbetet går ut på att: Göra en generell värdeflödeskarta av hela Aros produktion. Definiera lagerpunkter. Skapa visuella arbetsmetoder i produktion som tydligt definierar lagernivåerna. Skapa en mätmetod och simulera hur lagret förflyttas under en definierad period på Aros. Definiera några förbättringsförslag utifrån mätningarna på aktiviteter som kan stabilisera/minska lagernivåerna. Analyze the stock levels in the Aros production. Do a general value stream mapping and define stock levels. Create visual work methods which clearly shows stock levels during production. Create a measurement method and simulate how the stock moves during a defined period. The work should result in suggestions for improvement that stabilizes/reduces stock levels.

11 Regenerativ bromsning Kraftelektronik Elektriska drivsystem Vid repetitiv manöver av stora masströghetsmoment är det vid en viss nivå opraktiskt att bränna bort bromsenergi i ett bromsmotstånd. Att föra energin tillbaka till nätet är tekniskt mer komplicerat men man sparar energi och systemen blir lättare att kyla. Examensarbetet går ut på att: Undersöka olika topologier för regenerativ bromsning. Analysera risker och möjliga bromsmetoder vid nätavbrott. Implementera på något av Aros befintliga kretskort och provköra systemet i motorbänk. By using regenerative breaking, energy can be transferred back to the electrical grid and by that save energy and reduce cost. The scope of this thesis is to implement Picuture from: Aros Electronics , HCS2 regenerative breaking on an existing Aros board and to test it in a motor bench.

12 Styrning av labyrintspel Reglerteknik Mekatronik Programmering Det klassiska labyrintspelet som man hade som liten där man förde en metallkula genom en labyrint genom att luta på golvet med två styrspakar, har blivit ombyggd på ett Aros-vis. Detta fantastiska spel finns nu med steg-motorer och med en motorstyrning utvecklad av Aros där man kan styra plattans lutning med hjälp av en androidbaserad enhet. Nu skall labyrintspelet utvecklas ytterligare med någon typ av sensor för igenkänning av kulans position på brädet, t.ex. en optisk givare såsom en kamera. Detta för att sedan kunna styra kulans bana genom labyrinten utan att falla ned i någon av fallgroparna. Picuture from: Aros Electronics , Labyrint Examensarbetet går ut på att: Hitta och implementera en givare för återkoppling av kulans position i labyrinten. Implementera en styrlag för att styra kulans bana genom labyrinten. The classical labyrinth game have been remade on Aros so you now can control it using an Android based unit. The scope of this thesis is to further develop this idea with some form of optical sensor to feedback the ball s position and control its trajectory throughout the course.