Publikationer från KTH
Not a member yet
57933 research outputs found
Sort by
Validering av automatiskt syntetiserade invarianta villkor i smarta kontrakt : Ett valideringsramverk öfr FLAMES-arkitektur
No full textSmart contracts are immutable programs deployed on blockchain platforms to enable decentralized applications and financial systems without intermediaries. However, their immutability and public execution make them especially vulnerable to security flaws, which can lead to irreversible significant financial losses. A promising approach to improve security is the use of invariants, properties that must always hold during contract execution. FLAMES (Fine-tuned Large Language Model for Invariant Synthesis) is a tool that leverages fine-tuned large language models to automatically generate security-relevant invariants for Solidity smart contracts. Automatically generating and validating such invariants remains a key challenge. This thesis evaluates FLAMES ability to synthesize and validate security-relevant invariants for Solidity smart contracts. The goal is to determine whether these invariants are both syntactically correct and semantically effective. To this end, two automated evaluation pipelines were implemented. The first tests whether smart contracts with injected invariants still compile successfully. The second examines whether these invariants prevent real exploits while preserving benign functionality. Experimental results show that FLAMES20K and FLAMES100K achieved high compilability rates and successfully patched known vulnerabilities. This work bridges the gap between theoretical invariant generation and practical smart contract security. By automating the validation of synthesized invariants, the proposed framework supports the development of more secure and reliable blockchain applications.Smarta kontrakt är oföränderliga program som distribueras på blockkedjeplattformar för att möjliggöra decentraliserade applikationer och finansiella system utan mellanhänder. Dock gör deras oföränderliga natur och offentliga exekvering dem särskilt sårbara för säkerhetsbrister, vilket kan leda till irreversibla betydande ekonomiska förluster. En lovande metod för att förbättra säkerheten är användningen av invarianter, egenskaper som alltid måste gälla under kontraktets exekvering. FLAMES (Fine-tuned Large Language Model for Invariant Synthesis) är ett verktyg som utnyttjar finjusterade stora språkmodeller för att automatiskt generera säkerhetsrelevanta invarianter för Solidity smarta kontrakt. Att automatiskt generera och validera sådana invarianter förblir en viktig utmaning. Denna avhandling utvärderar FLAMES förmåga att syntetisera och validera säkerhetsrelevanta invarianter för Solidity smarta kontrakt. Målet är att avgöra om dessa invarianter är både syntaktiskt korrekta och semantiskt effektiva. För detta ändamål implementerades två automatiserade utvärderingsrörledningar. Den första testar om smarta kontrakt med injicerade invarianter fortfarande kompilerar framgångsrikt. Den andra undersöker om dessa invarianter förhindrar verkliga exploateringar samtidigt som de bevarar godartad funktionalitet. Experimentella resultat visar att FLAMES20K och FLAMES100K uppnådde höga kompileringsgrader och framgångsrikt åtgärdade kända sårbarheter. Detta arbete överbryggar klyftan mellan teoretisk invariantgenerering och praktisk säkerhet för smarta kontrakt. Genom att automatisera valideringen av syntetiserade invarianter stöder det föreslagna ramverket utvecklingen av säkrare och mer pålitliga blockkedjeapplikationer
A Parametric Study of Surface Roughness Influence on Press fit performance : An Integrated Approach Involving Theory and Empirical evidence
No full textPress-fits, also known as interference fits, are a widely used technique to achieve mechanical connection between components without the use of fasteners. In this thesis work, the influence of surface texture on press-fit behavior was investigated. The performance of the press-fits is influenced by several factors. One of the factors is surface texture and experimental investigations have shown that it is a key role in the press-fits performance. Further, to ensure the torsional strength of the press-fits, the general industrial practice is to compare the press force measured during assembly with design guidelines. The changes in surface texture causes variations in press force and introduce uncertainty in the torsional strength of the assembly. Hence understanding the influence of surface texture will facilitate better design and quality assurance during production. The first objective of the thesis is to identify appropriate surface roughness parameters for press-fit application. The second objective is to develop a predictive model for press force. Prototype shafts were manufactured with different surface roughness parameters, assembled with hubs and tested for torsional strength. The actual press forces were compared with predicted values. Two approaches were used to predict press force and compare with actual values. In the first approach, errors ranged from 16 to 48 % and in the second approach, errors were -5 % to 7 %. The torsional strength test showed that the selected roughness parameters for adhesively bonded assemblies meet the acceptance criteria.Presspassningar, även kända som interferenspassningar, är en mycket använd teknik för att uppnå en mekanisk förbindelse mellan komponenter utan att använda fästelement. I detta examensarbete undersöktes hur ytstrukturen påverkar beteendet hos presspassningar. Prestandan hos presspassningar påverkas av flera faktorer. En av dessa faktorer är ytstruktur. Experimentella studier har visat att den är en nyckelfaktor för presspassningars prestanda. För att säkerställa den vridstyvhet som krävs hos presspassningar är det inom industrin vanligt att jämföra den presskraft som uppmäts under montering med gällande konstruktionsriktlinjer. Förändringar i ytstrukturen orsakar variationer i presskraften och skapar osäkerhet kring förbandets vridstyvhet. Därför kommer en ökad förståelse för ytstrukturens påverkan att underlätta bättre konstruktion och kvalitetssäkring under produktion. Det första målet med examensarbetet är att identifiera lämpliga ytjämnhetsparametrar för presspassningar. Det andra målet är att utveckla en prediktiv modell för presskraft. Prototypaxlar tillverkades med olika ytjämnhetsparametrar, monterades med nav och testades för vridstyrka. De faktiska presskrafterna jämfördes med de förutsagda värdena Två metoder användes för att förutsäga presskraften och jämföra med de faktiska värdena. I den första metoden varierade felen mellan 16 och 48 %, och i den andra metoden låg felen mellan -5 % och 7 %. Vridstyrketestet visade att de valda ytjämnhetsparametrarna för limmade sammanfogningar uppfyller acceptanskriterierna
Ruttoptimering för elfordon inom hemtjänsten med patientkontinuitet och tidsbegränsningar
No full textHome care services are the largest employers in Sweden, operating throughout the whole country with different conditions in every municipality. Some operate in widespread geographical areas such as Värmdö Municipality in Sweden, which also contain a large number of islands where care receivers live. The home care services face substantial challenges related to daily route planning and scheduling. Traditionally done manually, the process is time-consuming, inefficient, and difficult to accommodate the complex mix of operational, social, and legal constraints that exist in real-world scenarios. This thesis addresses these challenges by developing an automated routing and scheduling model for the home care services that not only improves efficiency but also accounts for sustainability through the integration of electric vehicles (EVs). The study introduces an advanced Vehicle Routing Problem with Time Windows (VRPTW) model implemented using Google OR-Tools and PostgreSQL with pgRouting extensions. The model incorporates a comprehensive range of constraints, including hard constraints such as lunch breaks and nurse qualifications, as well as soft constraints such as caregiver-patient continuity and language compatibility. Real world data provided by Djurö hemtjänst formed the basis for model development and validation. A key component in this work is the integration of electric vehicle range constraints into the route planning process. This is achieved through a simple temperature-sensitive energy consumption model based on empirical data for the Nissan Leaf, which dynamically adjusts vehicle range according to ambient weather conditions. Additional EV related constraints include recharging and route adjustments based on limited range. The model also accounts for appointments located on the islands of the municipality by the inclusion of ferry travel. Results from the model demonstrate a significant reduction in total travel time and planning time compared to the current manual process. Travel time has been reduced with 37 % and travel distance by 38 %. Comparing to the real world example data, provided in this project, this leads to work time savings of 42 hours per day, which corresponds to 2 hours per person per day. Moreover, the optimized routes suggest improved caregiver continuity, by increasing the preferred caregiver-care receiver match by 61 %. The work also explores a sensitivity analysis, which reveals the effect of various operational parameters. Furthermore, with the reduced travel distance follows a reduction in fuel consumption discussed in a sustainability analysis, which confirms reduced carbon emissions and operational costs. Moreover, the integration of an EV fleet was found to not negatively impact the operational efficiency of the model. This thesis shows that integrating automatic route planning, while still considering real world constraints, can greatly improve the operational, economic, and ecological efficiency of the home care services. The approach and methodology presented have rather broad applicability, offering valuable insights for other sectors that rely on complex scheduling and routing, such as school transport and delivery services.Hemtjänsten är den största arbetsgivaren i Sverige och arbetar över hela landet med varierande förutsättningar i varje kommun. Vissa verksamheter, som exempelvis Djurö hemtjänst i Värmdö kommun, är verksamma i geografiskt utspridda områden och innefattar även ett stort antal öar där vårdtagare bor. Hemtjänsten står inför betydande utmaningar kopplade till den dagliga planeringen av rutter och scheman. Planeringen sker ofta manuellt, vilket är tidskrävande, ineffektivt och svårt att anpassa efter de komplexa operativa, sociala och juridiska begränsningar som förekommer i praktiken. Detta examensarbete behandlar dessa utmaningar genom att utveckla en automatiserad modell för ruttplanering och schemaläggning inom hemtjänsten, som inte bara ökar effektiviteten utan även tar hänsyn till hållbarhet genom integrering av elbilar (EV). Studien introducerar en avancerad modell för Vehicle Routing Problem with Time Windows (VRPTW), implementerad med Google OR-Tools och PostgreSQL med pgRouting-tillägg. Modellen inkluderar ett omfattande urval av begränsningar, såsom hard constraints som lunchraster och krav på sjuksköterskekompetens, samt soft constraints som kontinuitet mellan vårdgivare och vårdtagare och språklig kompatibilitet. Verkliga data från Djurö hemtjänst ligger till grunden för modellens utveckling och validering. En central komponent i arbetet är integreringen av elbilars räckviddsbegränsningar i ruttplaneringen. Detta uppnås genom en simpel temperaturberoende energiförbrukningsmodell, baserad på empirisk data för Nissan Leaf, som justerar fordonens räckvidd beroende på väderförhållanden. Ytterligare EV-relaterade begränsningar inkluderar laddning och ruttplanering utifrån begränsad räckvidd. Modellen tar även hänsyn till besök på kommunens öar genom att inkludera färjetrans- porter. Resultaten från modellen visar på en tydlig minskning av total restid och planeringstid jämfört med den nuvarande manuella metoden. Restiden har blivit minskad med 37 % och resesträckan minskad med 38 %. Jämförelsevis mot den verkliga exempeldatan som använts i detta projekt så leder detta till arbetstidsbesparingar på 42 timmar per dag, vilket motsvarar 2 timmar per person per dag. Utöver det så tyder de optimerade rutterna på en ökad vårdgivarkontinuitet genom att öka matchningen av föredragna vårdgivare-vårdtagare med 61 %. Arbetet utvärderar också en känslighetsanalys som visar effekten av flera operativa parametrar. Med reduktionen av resesträckan så följer också en reducering i bränslekonsumtion, diskuterat i en hållbarhetsanalys, vilken bekräftar minskade koldioxidutsläpp och lägre driftkostnader. Dessutom så kunde inte integreringen av elbilar påvisas leda till negativ påverkan av den operativa effektiviteten av modellen Detta arbete visar att implementeringen av automatiserad ruttplanering, som samtidigt tar hänsyn till verkliga begränsningar, kraftigt kan förbättra den operativa, ekonomiska och ekologiska effektiviteten i hemtjänsten. Den föreslagna metoden har dessutom bred tillämpbarhet och kan ge värdefulla insikter för andra sektorer som stöter på komplex schemaläggning och ruttplanering, såsom skoltransporter och leveranstjänster
Historiska och framtida utsläppsfaktorer för växthusgaser från kritiska material inom sektorn för informations- och kommunikationsteknik
No full textThis thesis explores the development of greenhouse gas emission factors for the metals copper, gold, and silver historically and prospectively. This study aims to present the historical and current greenhouse gas emission factors and investigate the potential future development of the emission factors. This study uses a literature review to assess the current global average of emission factors to establish a baseline, then conducts scenario analyses on how the effects of variations in ore grade can impact the emission factors. An analysis using SimaPro was conducted by changing parameters such as the energy mix and diesel consumption on unit processes for copper, gold, and silver. Results from this study show a regional variation of emission factors between 2.5 and 9.96 kg CO2eq/kg Cu. For gold, regional differences between 4920 and 1,170,000 kg CO2eq/kg Au are presented. For silver, the differences are between 55.4 and 815 kg CO2eq/kg Ag. From the scenario analysis, it is possible to derive that ore grade has an inverse relationship with the emission factor of copper, gold, and silver, which entails increases in emission factors as the ore grade declines, and vice versa. The analysis using SimaPro demonstrates that a transition away from diesel reduces the emission factors, as long as it is to a renewable energy source like hydropower. To achieve greater reductions, the source of renewable electricity is a factor in decreasing the metals´ emission factors. Finally, the thesis concludes that the emission factors can be reduced by implementing renewable electricity to mitigate the electricity consumption of the most energy-intensive stages of the cradle-to-gate life cycle.Detta examensarbete undersöker utvecklingen av utsläppsfaktorer för metallerna koppar, guld och silver, både historiskt och framåtblickande. Målet med denna uppsats är att presentera historiska och aktuella emissionsfaktorer för metallerna, samt undersöka framtida potentiella utvecklingar av emissionsfaktorerna. Denna studie använder en litteraturöversikt för att bedöma det nuvarande globala genomsnittet av emissionsfaktorer och etablerar ett referensvärde, och genomför sedan scenarioanalyser för hur effekterna av variationer i malmkvalitet kan påverka utsläppsfaktorerna. En analys med SimaPro görs genom att ändra parametrar som energimix och diesel-konsumtion för utvinning och produktion av koppar, guld och silver. Resultaten visar på regional variation mellan 2,5 och 9,96 kg CO2eq/kg Cu. För guld är den regionala variationen mellan 4920 och 1 170 000 kg CO2eq/kg Au. För silver är variationen mellan 55,4 och 815 kg CO2eq/kg Ag. Från scenarioanalysen är det möjligt att dra slutsatsen att malmkvalitet har ett omvänt förhållande till utsläppsfaktorn för koppar, guld och silver, vilket innebär ökningar i utsläppsfaktorer när malmkvaliteten sjunker, och vice versa. Analysen med SimaPro visar att utelämnandet av diesel kan minska utsläppsfaktorerna, så länge elektriciteten som ersätter diesel kommer från förnyelsebara källor. För att nå större reduktioner är förnyelsebar elektricitet en faktor för att minska metallernas utsläppsfaktorer. Slutligen drar uppsatsen slutsatsen att utsläppsfaktorerna kan reduceras genom att implementera förnybar el för att mildra utsläppen från de mest el-intensiva stadierna av vaggan till grinden livscykeln
Camera Relocalization through Distribution Modeling
No full textRelocalization is a key component of robot navigation: in order to move successfully within an environment, a robot must know its location in relation to that environment. Cameras are inexpensive sensors that enable relocalization by comparing visual observations with a model of the scene. To this end, camera relocalization, which also finds applications in augmented reality, has long been a topic of research, leading to elaborately designed pipelines for accurate camera pose estimation. Recently, a paradigm shift has seen explicit models of the scene replaced by implicit ones, where the scene is encoded in the weights of neural networks. This shift simplifies relocalization pipelines but leaves open a fundamental challenge: scenes with repetitive structures often produce ambiguous observations, meaning that the same visual input can correspond to multiple distinct camera poses. This thesis addresses this challenge, with a particular focus on implicit relocalization methods. It critically examines the assumptions underlying existing paradigms such as Absolute Pose Regression (APR) and Scene Coordinate Regression (SCR) about the uniqueness of appearances. As its central contribution, the thesis proposes to model the full distribution of possible solutions, which can be arbitrarily shaped, rather than attempting to recover a single best estimate. To this end, it proposes to leverage Conditional Variational Autoencoders (C-VAEs) as generative models capable of representing both distributions over poses and distributions over points. Furthermore, likelihood estimation within this framework provides a principled means of attaching confidence measures to predictions. These contributions, together with the suggested applications and directions for future work, lay a foundation for simplifying relocalization pipelines by more effectively handling ambiguities in observations.Omlokalisering är en nyckelkomponent i robotnavigering: för att kunna röra sig framgångsrikt inom en miljö måste en robot känna till sin position i förhållande till den miljön. Kameror är kostnadseffektiva sensorer som möjliggör omlokalisering genom att jämföra visuella observationer med en modell av scenen. Därför har kameraomlokalisering, som också hittar tillämpningar inom förstärkt verklighet, länge varit ett forskningsämne, vilket har lett till noggrant utformade pipelines för korrekt kameraposeuppskattning. Nyligen har ett paradigmskifte sett explicita modeller av scenen ersättas av implicita, där scenen är kodad i vikterna av neurala nätverk. Detta skifte förenklar omlokaliseringspipelines men lämnar en grundläggande utmaning öppen: scener med repetitiva strukturer producerar ofta tvetydiga observationer, vilket innebär att samma visuella input kan motsvara flera distinkta kamerapositioner. Denna avhandling tar upp denna utmaning, med särskilt fokus på implicita omlokaliseringsmetoder. Den granskar kritiskt antagandena bakom befintliga paradigm som Absolute Pose Regression (APR) och Scene Coordinate Regression (SCR), som vanligtvis förutsätter en unik lösning. Som sitt centrala bidrag föreslår avhandlingen att modellera den fullständiga fördelningen av möjliga lösningar, som kan formas godtyckligt, snarare än att försöka hitta en enda bästa uppskattning. För detta ändamål föreslogs att man skulle utnyttja Conditional Variational Autoencoders (C-VAEs) som generativa modeller som kan representera både fördelningar över poser och fördelningar över punkter. Dessutom ger sannolikhetsuppskattning inom detta ramverk ett principiellt sätt att koppla konfidensmått till förutsägelser. Dessa bidrag, tillsammans med de föreslagna tillämpningarna och riktningarna för framtida arbete, lägger en grund för att förenkla omlokaliseringspipelines genom att mer effektivt hantera tvetydighet i observationer.QC 20251117</p
En jämförelsestudie av modell komplexitet för model predictive control av en linjär aktuator
No full textModel predictive control (MPC) is an advanced control method that can achieve high accuracy for position control, but it is computationally heavy. The computational burden is influenced by the complexity of the plant models. This study investigates how the complexity of the plant model affects the plant model’s accuracy and an MPC model’s prediction fidelity and computational cost. The controlled system is a rack and pinion made of polylactic acid (PLA) and the system is used for automating interaction with a tachograph in a hardware-in-the-loop testing environment. Two plant models were developed in MATLAB and Simulink and validated against a model of the system designed in Simscape. The simple plant model assumes that all components are rigid and the more complex plant model adds dynamics of flexible components. No conclusion could be drawn on if flexible component affects accuracy of the plant model. The plant model without flexibility had a lower mean computation time by 0.50 ms for a simulation of 2 s. Furthermore, no conclusion could be drawn regarding how the plant model fidelity affects the computation time on an MPC. No significant difference was found for the MPCs’ performance in regard to the RMSE value, overshoot and rise time. The MPC with the plant model without flexibility had a 1.44 % lower overshoot, 12.6 ms lower rise time and 0.45 mm lower RMSE value for a positional range of 300 mm, than the MPC with the plant model with flexibility.Model predictive control (MPC) är en avancerad kontroll metod som kan uppfylla högnoggrannhet för positionskontoll, däremot så är den beräkningsmässigt tung. Beräkningsbördanpåverkas av komplexiteten av plant modellerna. Denna studie undersöker hur komplexiteten hosplant modellen påverkar plant modellens noggrannhet och MPC modellensförutsägelsenoggrannhet och beräkningsmässig tyngd. Det kontrollerade systemet är enkuggstång gjord av polylaktid (PLA) och systemet används för automatisering av integreringmed en färdskrivare i en hardware-in-the-loop test miljö. Två plant modeller utvecklades iMATLAB och Simulink och validerades mot en modell av systemet designat i Simscape. Densimpla plant modellen antar att alla komponenter är stela och den mer komplexa plant modellenlägger till dynamik av flexibla komponenter. Ingen slutsats kunde dras ifall flexibilitet påverkarprecision av plant modellen. Plant modellen utan flexibilitet hade en lägre median beräkningstidmed 0,50 ms för en simulering av 2 s. Ingen signifikant skillnad hittades för MPC:ns prestandagällande RMSE värdet, översläng och stigtid. Dessutom kunde ingen slutsats kunde drasgällande hur plant modellens detaljnivå påverkar beräkningstiden av MPC:n. MPC:n med plantmodellen utan flexibilitet hade 1,44 % lägre översläng, 12,6 ms lägre stigtid och 0,45 mm lägreRMSE värde för ett positionsområde på 300 mm, i jämförelse med MPC:n med en plant modellmed flexibilitet
UAS visuell täcknings ruttning på en stängslad intresseyta : Mjukvaruapplikation för automatisk manöverplanering för övervakning
No full textThis thesis implements the solution to a problem within UAS surveillance path planning in urban environments. Given a marked Area Of Interest (AOI), a path should be planned which guarantees that the entire area is covered by the UAS camera. An additional restriction is that the UAS is not allowed to fly directly above the AOI. This added requirement created additional difficulties which required thoughtful implementation to solve. A three-stage solution was conceived. Stage 1 places waypoints from which the UAS will observe the AOI. Stage 2 finds the shortest tour visiting all waypoints once. Stage 3 creates a deconflicted flight path between all waypoint pairs in the order given from stage 2. The solution can reliably create routes for AOI which occupies constrained street areas in urban environments. The thesis is of interest to UAS mission planners who want to get automatic suggestions for routes to take when surveying an area. To further broaden applicability, future research should focus on further optimizing the solution so that it can be generalized to larger and more complex environments.Detta examensarbete implementerar lösningen till ett problem inom obemannade luftburna farkosters (UAS) ruttplanering för övervakning av stadsmiljöer. Givet en yta av intresse (AOI) ska en rutt planeras som garanterar att alla delar av ytan är täckt av UAS visuella sensorer. En extra begränsning är att UAS får inte flyga direkt över AOI. Detta tillagda krav skapade ytterliggare komplikationer som krävde eftertanke i implementationen för att lösa. En trestegslösning skapades. Steg 1 placerar punkter från vilken UAS ska observera delar av AOI. Steg 2 hittar den kortaste turen som besöker alla punkter en gång. Steg 3 skapar en konfliktfri flygrutt mellan alla par av punkter i ordningen som gavs av steg 2. Lösningen visas ha förmågan att konsekvent skapa rutter för AOI som ockuperar avgränsade gatuområden i stadsmiljö. Uppsatsen är av intresse för UAS uppdragsplanerare som vill ha automatiska förslag på rutter att ta när en yta ska övervakas. För att ytterliggare bredda tillämpningsområdena bör framtida forskning fokusera på att optimisera lösningen. Sådan att den kan generaliseras för större och mer komplexa miljöer
Magnetohydrodynamic stability of non-ideally peeling-ballooning limited pedestals in JET
No full textFusion power is a promising candidate for providing large amounts of sustainable, planable power to complement other sustainable energy solutions in the future. The tokamak, which is the fusion device furthest along to achieving this goal, confines a hot plasma with the help of magnetic fields. The performance of the tokamak is highly dependent on the performance of a thin region near the plasma edge, called the pedestal. Accurate models for predicting the pedestal behavior is therefore paramount for the optimization of future fusion reactors. The pedestal height is typically limited by the onset of ideal magnetohydrodynamic (MHD) instabilities called edge localized modes (ELMs). In the JET tokamak, it has however been observed that sometimes the pre-ELM pedestal can sometimes be stable to ideal MHD modes. This thesis investigates the physics which are required to reconcile modeling and experimental results in pedestals which are not marginally unstable to ideal MHD modes when the ELM is triggered. It is shown that a key component that seems to be missing is the lack of resistivity in the MHD modeling. To investigate the impact of resistivity on the MHD modeling, a resistive MHD code has been implemented into the MHD stability frameworks used at JET. Including the resistivity improves the agreement between model and experiment compared to ideal MHD. In particular, the impact of changing the main fuel isotope mass and the impurity content on the pedestal performance is captured when resistive MHD is used.Fusion är en lovande källa av stora mängder hållbar och planerbar energi som kan kompletera andra hållbara energilösningar i framtiden. Tokamaken, som är det fusionskoncept som har kommit längst på vägen för att uppnå detta mål, innesluter ett varmt plasma med hjälp av magnetiska fält. Tokamakens prestanda är hårt bunden till prestandan hos en liten region nära kanten på plasmat som kallas pedestalen. För att kunna optimera framtida fusionsreaktorer så krävs pålitliga modeller för att förutspå pedestalens beteende. Höjden på pedestalen är oftast begränsad av ideala magnetohydrodynamiska (MHD) instabiliteter som kallas edge localized modes (ELMs). I tokamaken JET, så har det dock obeserverats att pedestalen ibland är stabil mot ideala MHD instabiliteter precis innan en ELM. Den här avhandlingen undersöker vilken ytterligare fysik som krävs för att försona de teoretiska modellerna med de experimentella resultaten, när pedestalen inte är marginellt instabil mot ideala MHD moder när en ELM utlöses. Det visas att en nyckelkomponent är bristen på resistivitet i MHD modelleringen. För att undersöka effekten av att inkludera resistivitet på MHD modeleringen, så har en resistiv MHD kod blivit implementerad i MHD stabilitetsramverken som används på JET. Inkluderandet av resistivitet leder till att resultaten från simuleringarna stämmer bättre överens med de experimentella resultaten. Inkluderandet av resistivitet i modeleringen låter en även fånga effekten på pedestalen från en ändring av bränsleisotop och föroreningar i plasmat, vilket inte fångas av ideal MHD. QC 20251110</p
Identifiering av Mekaniska System för Industriella Elektriska Drivsystem : En översikt av algoritmer för onlinebaserad parameteruppskattning och tillståndsövervakning oberoende av mängden massor
No full textSystem identification is frequently used for electric drives to estimate unknown parameters of the system being controlled, particularly the mechanical parameters. This is commonly done for two purposes: for actively tuning the speed control, and for diagnosis and monitoring. Offline identification plays an important role in industry, which implies that data is collected from the system during the commissioning process and system identification is performed outside of normal operation. Online identification presents advantages, it allows real-time monitoring and control tuning, and it has lower calculation and memory storage requirements. Then, it is of interest to perform the identification process in an online manner, for black-box systems and in a format that allows practical implementation in industrial environments. In this degree project, a review of methodologies is presented, and a three-step algorithm that can be used for online identification is designed and tested. For the first step, a non-parametric identification process using filtering is applied to identify the order of the system. A second step is to apply to an Output Error (OE) model a Recursive Least Squares (RLS) method, to identify the parameters of the transfer function governing the system. The third step is to extract the mechanical parameters from the identified transfer function. This degree project has relevant key results. It compares different signals that can be injected to excite the system to perform the identification process. Moreover, it provides a review of different parametric methodologies that were considered for this application. Furthermore, it makes a comparison of different recursive methodologies that can be used for parametric online identification, proposing the use of Recursive Weighted Least Squares (RWLS) method when injecting Chirp signals. Also, it performs a sensitivity analysis of the impact of the selected parameters for the identification process on the estimation results. Finally, future work is presented regarding the limitations that were encountered in this degree project.Systemidentifiering används ofta i elektriska drivsystem för att uppskatta okända parametrar i det system som kontrolleras, särskilt de mekaniska parametrarna. Detta görs vanligtvis för två syften; dels för aktiv justering av hastighetsregleringen samt för diagnostik och övervakning. Offline identifiering spelar en viktig roll inom industrin. Det innebär att data samlas in från systemet under driftsättningen och systemidentifiering genomförs utanför normal drift. Online identifiering har flera fördelar, det möjliggör realtidsövervakning och justering av reglerparametrar, och det har lägre beräknings- och minneslagringskrav. Därför är det av intresse att utföra identifieringsprocessen online, för ett black box-system och i ett format som möjliggör praktisk implementering i industriella miljöer. I detta examensarbete presenteras en översyn av metoder och en trestegsalgoritm som kan användas för online identifiering utvecklas och testas. I det första steget tillämpas en ickeparametrisk identifieringsprocess, med hjälp av filtrering, för att identifiera systemets numeriska ordning. Det andra steget är att tillämpa en ”Output Error” modell, en rekursiv minsta kvadratmetod, för att identifiera parametrarna i överföringsfunktionen som styr systemet. Det tredje steget är att extrahera de mekaniska parametrarna från den identifierade överföringsfunktionen. Detta examensarbete presenterar vidare relevanta nyckelresultat. Olika signaler som kan injiceras för att excitera systemet i syfte att utföra identifieringsprocessen jämförs. Dessutom ges en översikt av olika parametriska metoder som har övervägts för denna tillämpning. Vidare jämförs olika rekursiva metoder som kan användas för parametrisk online identifiering och användningen av metoden rekursiv viktad minsta kvadrat föreslås vid injektion av ”Chirp-signaler”. En känslighetsanalys genomförs gällande påverkan av de valda parametrarna för identifieringsprocessen på resultaten av uppskattningen. Slutligen presenteras förslag på framtida arbete angående de begränsningar som identifierades under detta examensarbete
Validering och utvärdering av skadeprediktion i bröstryggen hos en humanmodell modellerad med finita elementmetoden
No full textAccident data shows that even though there is an overall reduction in moderate and more severe injuries, thoracic and lumbar spinal fractures still remain a significant concern of the reported injuries. Anthropomorphic Test Devices (ATDs), also known as crash test dummies, are currently used to evaluate occupant safety in automotive crash tests. However, due to the regulatory and test repeatability requirements, they are not omnidirectional in terms of their bio-fidelity, and are often sturdier than actual humans. With the rise in computational power, Finite Element (FE) Human Body Models (HBMs) prove a great alternative to ATDs and an important tool to simulate actual human body response in impacts at a full body or a system level. Additionally, these HBMs can be supplemented by injury risk prediction models based on physical tests, to provide a comprehensive solution in evaluating human occupant safety in different scenarios.As part of the development and continual improvement process of these HBMs they need to be validated under a wide range of operating conditions, especially in high load rate impact scenarios. The aim of this thesis was to investigate the bio-fidelity of the thoracic spine of the SAFER HBM in response to vertical impact loadings which can be seen in automotive run off the road accidents. This was done by replicating various tests done on human cadavers in FE simulations and comparing the response of the thoracic spine of the FE HBM against physical test data. Primarily, three different loading conditions were simulated: a quasi static test on a denuded thoracic spine with ribcage, a pilot seat vertical ejection test and an underbody blast (UBB) test representing high rate loading in military applications. The boundary conditions in these tests involving restraints, sleds and protective equipment were modelled, and the HBM positioned using pre-simulations. The seat vertical acceleration input pulses for these loadcases were classified as low and high rate tests based on their duration, and compared against measured vertical inputs in vehicle run off road accident scenarios. Additionally, the applicability of an existing Injury Risk Function (IRF) model for the lumbar spine was evaluated for the thoracic spine.The thoracic spine of the FE HBM was seen to be more compliant in flexion-extension and lateral bending, but was within the test corridor for torsion tests as compared to the experimental quasi static test data of the denuded thoracic spine with rib cage. In the pilot seat ejection test, the HBM FE time history response for seat force and vertical accelerations was found to correlate well to the experimental tests, which was evaluated using the ISO18571 correlation method. The model showed reasonable correlation to low rate UBB tests, but a reduced correlation to high rate UBB tests in terms of vertical accelerations, since the HBM was not modelled to account the high load rate effects present in such scenarios. A viscoelastic material model was investigated for the Nucleus Pulposus (NP) of the thoracic and lumbar spine, but was found not to show a significant improvement for a high rate UBB test, since the experimental NP test data did not cover the loading rates seen in the high rate UBB test. The IRF was found to be more sensitive and predicted higher risk of injury than seen in physical tests, but still predicted the location of risk of injury within the region of physically reported injuries.Olycksdata från bilolyckor visar att även om det finns en övergripande minskning av måttliga och svårare skador, är bröst- och ländryggsfrakturer fortfarande ett betydande problem för rapporterade skador. Krockdockor används för närvarande för att utvärdera passagerarnas säkerhet i bilar genom krockprov. Men på grund av att krockdockor måste vara robusta och repeterbara är de inte riktningsoberoende och ofta mer tåliga än faktiska människor. Med ökande beräkningskraft har Finita Element (FE) modeller av människor, så kallade humanmodeller, blivit ett alternativ till krockdockor för att utvärdera krockbiomekaniska resultat på helkropps- och systemnivå. Dessutom kan FE humanmodeller kompletteras med modeller för förutsägelser av skaderisken, för att tillhandahålla en heltäckande lösning för att utvärdera människors säkerhet i olika scenarier. Som en del av utvecklingen och ständiga förbättringsprocessen av humanmodeller måste de valideras under ett brett spektrum av lastförhållanden, särskilt i scenarier med hög belastningshastighet. Syftet med detta examensarbete var att utvärdera bröstryggen på SAFER HBM vid vertikallaster som kan förekomma i bilolyckor. Detta gjordes genom att replikera olika prov gjorda på mänskliga kadaver i FE-simuleringar och jämföra svaret från bröstryggen på FE humanmodellen med utfallet i fysiska testdata. Tre olika belastningsförhållanden simulerades: ett kvasistatiskt test på ett subsystem bestående av bröstrygg med bröstkorg, ett vertikalt lastfall simulerande utskjutning av piloter i stridsflygplan samt sprängning under ett fordon som är representativt för höghastighetsbelastning i militära tillämpningar. Randvillkoren för dessa prov modellerades och innehöll bältessystem, säten och skyddsutrustning modellerades. Humanmodellen placerades med hjälp av försimuleringar. Lastpulserna för sätenas vertikala acceleration för dessa lastfall klassificerades som lågoch höghastighet baserat på deras varaktighet och jämfördes med uppmätta vertikala pulser i scenarier för avkörning av fordon. Dessutom utvärderades tillämpligheten av en befintlig skaderiskfunktion för kotfraktur utvecklad för ländryggen för bröstryggen.Den isolerade bröstryggraden på humanmodellen visade sig vara mjukare i flexion-extension och lateral böjning, men var inom testkorridoren för torsionstester jämfört med provdatan från mänskliga kadaver. I pilotutskjutningslastfallet visade sig humanmodellens respons i form av säteskraft och vertikalaccelerationer korrelera väl med experimentella data, när de utvärderades med ISO18571-korrelationsmetoden. Humanmodellen visade rimlig korrelation i fordonsspräningslastfall med låg hastighet, men en reducerad korrelation till sprängningslastfall med hög hastighet avseende vertikala accelerationer. Detta eftersom humanmodellen inte modellerats särskilt för att ta hänsyn till effekterna av hög belastningshastighet i sådana scenarier. En uppdaterad modell med viskoelastiskt material för nucleus pulposus i bröst- och ländryggens diskar undersöktes, men visade sig inte ge någon signifikant förbättring för ett höghastighetsspränglastfall. Detta eftersom den experimentella nucleus pulposus materialdatan inte innefattade belastningshastigheterna för spränglastfallen med hög hastighet. Skaderiskfunktionen för kotfraktur befanns vara känsligare och förutspådde högre risk för skada än vad som sågs i de simulerade fysiska proven, men förutspådde fortfarande platsen för risken för skada inom området för rapporterade skador