Förslag på examensarbete 2013
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 - av nuvarande studier och planerad tidpunkt för examen - Eventuella betygskopior För att ansöka om ev. examensarbete hos oss, kontakta vår utvecklingschef : Magnus Wide Telefon 031-776 82 00 E-mail exjobb@aros.se
Android baserad handenhet för Aros motorstyrningar Ämnesområden: Programmeringsteknik Inbyggda system Elektronik Aros Electronics utvecklar och producerar kundanpassad industriell elektronik. I många fall är det önskvärt att kunden har möjlighet att uppdatera produktens programvara eller driftsparametrar i fält. Är detta möjligt får även produktutvecklarna möjlighet att genom kunden läsa ut driftmässig data och på detta sätt kunna ge support och lösa eventuella problem på distans. Idag används vanligvis en PC dator med en adapter kopplad till en fältbuss (CAN eller modbus). Här ser vi en nytta med att kunna använda oss av en handhållen Android-baserad enhet som en mobiltelefon eller surfplatta. Examensarbetet går ut på att: Bygga en adapter från USB till CAN/modbus för Androidbaserad handenhet. dvs. ta fram schema, kretskort och mjukvara med tillhörande underlag. Ta fram en Android plattform som möjliggör utveckling av appar för att ändra parameterar, ladda ner mjukvara samt hämta inspelade dataloggar i fält. Göra en Android-anpassning av vårt debug-verktyg för inbyggd mjukvara. Ta fram ett GUI för en specifik produkt för att manuellt styra enheten kanske med hjälp av telefonens/surfplattans accelerometer. Summary in English: Develop hardware and software compatible with an android based platform, such as a mobile phone. The complete system should support communication over Aros standard protocol. The aim is to perform an adaptation of our PC-based tool for communication with embedded systems to be used in hand held units.
Sensorlös styrning av BLDC motor för Quadracopter Ämnesområden: 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. 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 Quadracopter! Examensarbetet består av följande delmoment: 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). Övrigt: Vi ser gärna att ni är två personer som ansöker. Vid implementation av regulatorn är viss kunskap i C-programmering ett krav. Summary in English: 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.
Audible noise reduction in sensorless drive systems Technology area: Embedded programming Control Systems Electric Drives Electronics Description develops and produces customer-specific industrial electronics. One of our key technologies is sensorless control of Permanent Magnet motors. Removing position sensors from the bill of material allows to significantly reduce costs, but can introduce some limitations, especially when the ambition is to target low-end microcontrollers. Aros continuously challenges these limitations by refining algorithms and control strategies to improve performances, but keeping the overall system cost in mind. One limitation of today's control technique is the level of audible noise produced by the injected current during low speed control of the motor. This can be considered not acceptable in some specific applications. The scope of the master thesis is to work within this context, by investigating algorithms and control techniques to reduce the audible noise level. To start with, a research of papers should be performed with a resulting description of existing techniques. A selection is made with focus to further evaluate one (or several) alternatives that may be implemented in a future AROS motor controller. The evaluation may be performed by help from simulations or practical measurements on a motor with inverter. If possible, an implementation of the proposed technique is implemented on actual hardware supplied by AROS. Good knowledge in control techniques of permanent magnet motors is required. Also, knowledge in modelling and simulations in Matlab/Simulink are essential. For implementation, experience in C programming and power electronics is of great interest.
Onlineskatting av tröghetsmomentet i ett drivsystem Ämnesområden: Programmeringsteknik Modellbygge och simulering Elektriska drivsystem Reglerteknik Aros electronics gör ett stort antal servostyrningar per år och i många applikationer ändras drivsystemets tröghetsmoment under drift. Föra 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 i kraftelektronik, reglering och programmering. Summary in English: 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.
Implementationsstudie, Parameteridentifiering av en PM-motor Ämnesområden: Programmeringsteknik Modellbygge och simulering Elektriska drivsystem Reglerteknik Att styra och reglera elektriska motorer har under mer än 30 års tid utgjort kärnverksamheten för. Vi har under denna tid byggt upp en bred kompetens och ett stort antal återanvändbara hård- och mjukvarulösningar för anpassning av drivsystem mot industriella tillämpningar. Vi vill utveckla oss mer genom att fortsätta undersöka möjligheter för parameteridentifiering. Att automatiskt kunna mäta upp motordata under drift är önskvärt då detta skulle förbättra noggrannheten vid styrning av elmotorer. En intressant aspekt är att dessutom, vid exempelvis ett motorhaveri vars orsak ej är relaterad till styrningen, kunna byta ut motorn utan att behöva programmera om styrningen med nya motordata. Ett tidigare examensarbete har tittat på möjligheten att med hjälp olika varianter av minstakvadratmetoden skatta elektriska motorparametrar i en PM-motor. Simuleringar har gjorts i Simulink, men inga identifieringsalgoritmer är implementerade i Aros existerande motorstyrningar. Examebsarbetet skall fortsätta utvärdera tänkbara metoder för parameteridentifiering för en PM-motor, samt i C-kod implementera någon algoritm i existerande motorstyrning. Ni får jobba med hårdvara som vi tillhandahåller och ett programsystem som i stora delar är färdigutvecklat Ni bör ha läst någon av kurserna Modelling and Simulation, Electric Drives, Nonlinear and Adaptive Control samt ha ett intresse i kraftelektronik, reglering och programmering. Summary in English: In a previous Master s thesis, two identification methods for electrical PM-motor parameters have been investigated. This thesis shall continue the work and in order of time implement one or more of the algorithms in existing hardware at Aros. Good knowledge in Matlab/Simulink and C-programming is required
Utvärdering av reluktansmaskin Ämnesområden: 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 FEM simuleringar där viktiga skillnader mellan PMSM och vald reluktansmotor ska fastställas. Motors skall slutligen byggas och testas för verifiering av den teoretiska studien. Summary in English: 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. Finally a motor prototype should be manufactured and tested in order to verify the calculations.
Induktivladdare Ämnesområden: Kraftelektronik, Programmering, Reglerteknik Aros husrobot Glenn behöver laddas med jämna mellanrum. En ide 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). Arbetet består av: 1. Ge ett konstruktionsförslag för en induktivladdare. 2. Konstruera och implementera en laddare i hårdvara samt mjukvara. 3. Utvärdera resultat. Summary in English: The scope of the master thesis is to design an inductive charger for our selfbalancing 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.
Inverterad pendel på självbalanserande robot Ämnesområden: Reglerteknik, Modellering, C-programmering Aros har utvecklat en två-hjulig själv-balanserade robot. Nu vill vi bygga vidare på denna genom att göra nya funktioner för bl a demo syften. Målet är t ex att roboten, förutom att balansera sig själv, ska balansera en fritt stående stav, s.k. inverterad pendel. Ett ex-jobb skulle kunna innefatta något av följande: Modellera den befintliga robotens elektro-mekaniska dynamik, m h a analys och/eller system-identifiering Jämföra simuleringsresultat från modellen med verkliga test-körningar av roboten Sensor för mäta pendelns vinkel och hastighet. Flera varianter finns och vissa befintliga lösningar att utgå från. Implementera balanseringen av inverterade pendeln i en färdig demo-applikation i roboten. Summary in English: Aros have developed a two-wheeled self-balancing robot for demo purposes. A master thesis work can include to first model and simulate the robot dynamics, and then find and implement a control algorithm for balancing an inverted pendulum on top of the robot.
Utvärdering av 3:e partsverktyg för utveckling av avancerade motorstyrningar Ämnesområden: Elektriska drivsystem Reglerteknik Signalbehandling Att styra och reglera elektriska motorer har under mer än 30 års tid utgjort kärnverksamheten för. Vi har under denna tid byggt upp en bred kompetens och ett stort antal återanvändbara hård- och mjukvarulösningar för anpassning av drivsystem mot industriella tillämpningar. Med en robust och tillförlitlig motorstyrningsteknik som bas kan vi fokusera på anpassningen mot våra kunders tillämpningar. I takt med att speciella komponenter för motorstyrning utvecklas minskar kostnaderna för att ta steget upp till mer avancerade drivsystem. Dessa kräver stor teoretisk kunskap och tillgång till hög beräkningskapacitet. För att underlätta utvecklingen av dessa finns idag 3:e parts verktyg för motorstyrning att tillgå i allt högre utsträckning. Examensarbetet syftar till att kartlägga marknaden av 3:e parts verktyg för motorstyrning i form av specialkretsar, processorer med anpassade periferienheter, firmware, IP-kärnor för kretskonstruktion m.m. Det skall utredas hur dessa låter sig anpassas mot olika tillämpningskrav samt jämföras mot existerande lösningar på ett antal kritiska parametrar. Något 3:e parts verktyg skall dessutom väljas ut för ett praktiskt implementationsprov. Summary in English: Evaluation of third party tools aimed for development of advanced motor control solutions: The aim is to make a market overview of third party tools for motor control with regards to special circuits, processors with specialised peripherals, IP-cores for circuit designs etc. It should be investigated how these can be adapted to suit different application requirements. The work should also contain a comparison with existing solutions with special attention to critical parameters.