Förslag på
examensarbete
2013
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
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 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.
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 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.
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
Implementationsstudie, 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.
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
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 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.
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 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.
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