Förslag på
examensarbete
2014
Aros Electronics AB
Östergårdsgatan 12
SE-431 53 Mölndal
Sweden
Telefon: 031-776 82 00
Fax: 031-27 99 25
E-mail: exjobb@aros.se
Web: www.aros.se
Allmän information - exjobb på Aros
Aros Electronics AB 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 031 - 776 82 00
E-mail exjobb@aros.se
Aros Electronics AB
Östergårdsgatan 12
SE-431 53 Mölndal
Sweden
Telefon: 031-776 82 00
Fax: 031-27 99 25
E-mail: exjobb@aros.se
Web: www.aros.se
Flödesanalys och automatisering av Aros produktion
Ämnesområden:
Produktionsteknik
Automatisering
Beskrivning:
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 Place-maskiner,
selektivlödning, lackering och fräsning. Kvalitetssäkringen involverar både AOI och ICT.
Vi önskar utvärdera vårt produktionsflöde och möjligheten till att öka graden av automatisering. Syftet är att
förbättra våra produktionsflöden samt att ytterligare kvalitetssäkra våra produkter.
Examensarbetet går ut på att:
•
•
•
Analysera/Simulera produktionsflödet och graden av automatisering.
Ta fram förbättringsförslag och en långsiktig vision.
Implementera och utvärdera ett urval av framtagna förbättringsförslag.
Summary in English:
Analyze production flow and the level of automation in Aros production. 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.
Aros Electronics AB
Östergårdsgatan 12
SE-431 53 Mölndal
Sweden
Telefon: 031-776 82 00
Fax: 031-27 99 25
E-mail: exjobb@aros.se
Web: www.aros.se
Trådlös driftdata över NFC
Ämnesområden:
Elektronik
Programmeringsteknik
Beskrivning:
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.
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.
Summary in English:
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.
Aros Electronics AB
Östergårdsgatan 12
SE-431 53 Mölndal
Sweden
Telefon: 031-776 82 00
Fax: 031-27 99 25
E-mail: exjobb@aros.se
Web: www.aros.se
Sensorlös styrning av BLDC motor för Quadracopter
Ämnesområden:
Modellering
Reglerteknik
Programmeringsteknik
Kraftelektronik
Beskrivning:
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 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.
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.
Aros Electronics AB
Östergårdsgatan 12
SE-431 53 Mölndal
Sweden
Telefon: 031-776 82 00
Fax: 031-27 99 25
E-mail: exjobb@aros.se
Web: www.aros.se
Audible noise reduction in sensorless drive systems
Technology area:
Embedded programming
Control Systems
Electric Drives
Electronics
Description:
Aros Electronics AB 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.
Aros Electronics AB
Östergårdsgatan 12
SE-431 53 Mölndal
Sweden
Telefon: 031-776 82 00
Fax: 031-27 99 25
E-mail: exjobb@aros.se
Web: www.aros.se
Onlineskatting av tröghetsmomentet i ett drivsystem
Ämnesområden:
Programmeringsteknik
Modellbygge och simulering
Elektriska drivsystem
Reglerteknik
Beskrivning:
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.
Aros Electronics AB
Östergårdsgatan 12
SE-431 53 Mölndal
Sweden
Telefon: 031-776 82 00
Fax: 031-27 99 25
E-mail: exjobb@aros.se
Web: www.aros.se
Parameteridentifiering av en PM-motor
Ämnesområden:
Programmeringsteknik
Modellbygge och simulering
Elektriska drivsystem
Reglerteknik
Beskrivning:
Att styra och reglera elektriska motorer har under mer än 30 års tid utgjort kärnverksamheten för Aros
Electronics AB. 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.
Examensarbetet skall fortsätta utvärdera tänkbara metoder för parameteridentifiering för en PM-motor, samt i Ckod 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.
Aros Electronics AB
Östergårdsgatan 12
SE-431 53 Mölndal
Sweden
Telefon: 031-776 82 00
Fax: 031-27 99 25
E-mail: exjobb@aros.se
Web: www.aros.se
Utvärdering av reluktansmaskin
Ämnesområden:
Elektriska drivsystem
Kraftelektronik
Reglerteknik
Beskrivning:
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.
Aros Electronics AB
Östergårdsgatan 12
SE-431 53 Mölndal
Sweden
Telefon: 031-776 82 00
Fax: 031-27 99 25
E-mail: exjobb@aros.se
Web: www.aros.se
Induktivladdare
Ämnesområden:
Kraftelektronik
Programmering
Reglerteknik
Beskrivning:
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.
Konstruera och implementera en laddare i hårdvara samt mjukvara.
Utvärdera resultat.
Summary in English:
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.
Aros Electronics AB
Östergårdsgatan 12
SE-431 53 Mölndal
Sweden
Telefon: 031-776 82 00
Fax: 031-27 99 25
E-mail: exjobb@aros.se
Web: www.aros.se
Inverterad pendel på självbalanserande robot
Ämnesområden:
Reglerteknik
Modellering
C-programmering
Beskrivning:
Aros har utvecklat en tvåhjulig självbalanserade 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.
Examensarbetet 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 att 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.
Aros Electronics AB
Östergårdsgatan 12
SE-431 53 Mölndal
Sweden
Telefon: 031-776 82 00
Fax: 031-27 99 25
E-mail: exjobb@aros.se
Web: www.aros.se
Utvärdering av 3:e partsverktyg för utveckling av avancerade motorstyrningar
Ämnesområden:
Elektriska drivsystem
Reglerteknik
Signalbehandling
Beskrivning:
Att styra och reglera elektriska motorer har under mer än 30 års tid utgjort kärnverksamheten för Aros
Electronics AB. 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.
Aros Electronics AB
Östergårdsgatan 12
SE-431 53 Mölndal
Sweden
Telefon: 031-776 82 00
Fax: 031-27 99 25
E-mail: exjobb@aros.se
Web: www.aros.se
Android-baserad handenhet för Aros motorstyrningar
Ämnesområden:
Programmeringsteknik
Inbyggda system
Elektronik
Beskrivning:
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 Android-baserad 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.
Aros Electronics AB
Östergårdsgatan 12
SE-431 53 Mölndal
Sweden
Telefon: 031-776 82 00
Fax: 031-27 99 25
E-mail: exjobb@aros.se
Web: www.aros.se