Chalmers Open Digital Repository

Välkommen till Chalmers öppna digitala arkiv!

Här hittar du:

Studentarbeten utgivna på lärosätet, såväl kandidatarbeten som examensarbeten på grund- och masternivå
Digitala specialsamlingar, som t ex Chalmers modellkammare
Utvalda projektrapporter

Forskningspublikationer, rapporter och avhandlingar hittar du i research.chalmers.se

Enheter i Chalmers ODR

Välj en enhet för att se alla samlingar.

Visar 1 - 2 av 2

Senast publicerade

Styr- och reglersystem för vertikal landning av studentraket: Modellering och simulering av thrust vector control med styrfenor
(2026) Berg, Alexander; Hansson, Albin; Larsson, Hugo; Ljungqvist, Melker; Lundqvist, Olle; Palmqvist, Aron
Den här studien undersöker hur en motoriserad vertikal landning kan möjliggöras för en studentraket utvecklad av Chalmers Aerospace Society for Advanced Rocketry(CAESAR) genom design och utvärdering av ett styrsystem samt en tillhörande reglerstrategi. Flera styrkoncept utvärderades och, baserat på begränsningarna i CAESARs befintliga raketdesign, valdes ett thrust vector control-system baserat på styrfenor. Ett mekaniskt koncept för styrfenorna utvecklades, och Computational Fluid Dynamics (CFD) simuleringar samt prototyptester användes för att undersöka styrfenornas kraftgenererande förmåga. På grund av begränsningar i CFDsimuleringarnas konvergens och experimentella osäkerheter användes dessa resultat främst som kvalitativt stöd för systemmodellen. En dynamisk modell av raketen utvecklades i Simulink/MATLAB. Modellen inkluderar translations- och rotationsdynamik, aerodynamik, variation i raketens massa, vindstörningar samt en förenklad modell av thrust vector control-systemet. Ett PID-baserat kaskadreglersystem implementerades för att reglera vertikal rörelse, lateral position, attityd och vinkelhastigheter under landningsfasen. Systemet utvärderades genom deterministiska simuleringar, extremfallstester och en Monte Carlo-analys. För det nominella Monte Carlo-fallet resulterade 981 av 1000 simuleringar i lyckade landningar, vilket motsvarar en framgångsgrad på 98,1%. De lyckade landningarna uppvisade även hög landningsprecision, med ett genomsnittligt avstånd på 1,06 m från målpunkten. Resultaten visade dock också att styrfenesystemet har begränsad styrförmåga jämfört med ett idealiserat thrust vector control-system, särskilt på grund av begränsad avledningseffektivitet och det faktum att endast en del av avgasflödet påverkas av styrfenorna. Resultaten indikerar att ett thrust vector control-system baserat på styrfenor kan möjliggöra kontrollerad vertikal landning i simulering under de antaganden som gjorts i detta arbete. Systemet är dock känsligt för modellantaganden, aktuatorbegränsningar och kombinationer av initiala avvikelser.
Vertikal landning av raket
(2026) Egerstad, Axel; Hamawi, Omar; Johansson, Adam; Olsson, Philip; Skoglund, Vilgot; Svensson, Teodor
Styrning blir allt viktigare inom raketteknik i takt med att efterfrågan på precisions-landning och återanvändbara farkoster ökar inom både kommersiella tillämpningar och forskning. Detta projekt undersöker och utvecklar ett styrsystem för den tidiga nedstigningsfasen av en studentraket. Målet var att styra raketen från en startposition till en angiven landningsplats med bibehållen stabilitet under hela nedstigningen. Gallerfenor valdes som styrmekanism. Strömningssimuleringar utfördes för att fastställa aerodynamiska kraftkoefficienter för både fenorna och raketen vid olika raket- och fenvinklar. Simuleringarna validerades genom vindtunneltestning, där fenan monterades och aerodynamiska krafter mättes för olika vinklar och strömningshastigheter. Vidare utformades ett reglersystem för att styra gallerfenorna med hjälp av de erhållna kraftkoefficienterna i syfte att stabilt styra raketen mot landningsplatsen. Resultaten visade att gallerfenorna genererar tillräcklig kraft för att motverka de moment som raketen producerar, vilket möjliggör stabilisering. Styrsystemets förmåga aä dock begränsad, och raketen skulle behöva falla från en höjd på cirka 20 000 meter för att uppåa en lateral förflyttning på 10 meter. Dessa resultat stöds av strömningssimuleringar, vilka uppvisade en korrelation med vindtunnelexperiment gällande aerodynamiska trender. Detta bekräftar modellens tillförlitlighet. Trots att en systematisk avvikelse observerades på grund av experimentella osäkerheter, förblir simuleringarna ett giltigt verktyg. Slutligen anses valet av gallerfenor motiverat på grund av deras fällbara konstruktion och stabila styregenskaper. Dock kräver reglersystemet vidareutveckling för att kunna hantera verkliga flygförhållanden utan att förlita sig på antaganden såsom konstanta aerodynamiska koefficienter och förenklad flygdynamik.
Modellering av utspädningskylare: Simulering och analys av 3He/4He-utspädningskylare i subkelvinområde
(2026) Bornecrantz, Martin; Skog Brönnestam, Axel; Engh, Hugo; Hansson, Magdalena; Mohlin Lindgren, Oscar; Ottosson, Melvin
Institutionen för mekanik och maritima vetenskaper vill tillsammans med Wallenberg Center for Quantum Technology och Atlas Copco utveckla en skalbar modell av en utspädningskylare. Alla större kvantdatorer kyls idag med hjälp av 3He/4Heutspädningskylare. Dessa system är väl beprövade och pålitliga, men problem uppstår när man vill utöka antalet kvantbitar i kvantdatorn. Detta beror på att kraven på kyleffekt ökar för att kunna hålla kvantbitarna vid tillräckligt låga temperaturer. Målet med projektet var att utveckla en modell som kan användas som grund för framtida forskning med syftet att modellera och öka kylsystemets totala kyleffekt. Projektet inleddes med att skapa en förståelse för de individuella delsystemen i utspädningskylaren och modellera dem separat. Delsystemen implementerades därefter som klasser i en Pythonfil och integrerades sedan i en Jupyter Notebook för att sammanställa den kompletta modellen av utspädningskylaren. Resultatet är en välfungerande modell vars värden överensstämmer med litteraturen, och inga tydliga ofysikaliska beteenden har observerats. Eftersom inga liknade modeller finns öppet tillgängliga utgör modellen en god grund för framtida forskning inom området.
Deposition of Graphene-based Nanoflakes on Polymer Substrates for Scalable Production of Antibacterial Medical Devices
(2026) Al-Yousifi, Petra
Catheter-associated urinary tract infections are a worldwide problem that is usually solved with antibiotics, leading to an increased risk of antibiotic resistance which is a global threat. A way of decreasing the prescription of antibiotics is reducing the risk of infections by mechanically killing the bacteria or inhibiting its ability to attach and create a biofilm on the surface of a catheter. This may be achieved with sharp vertically aligned graphene-based nanoflakes on the polymeric surface. The aim of the study was to identify a robust and effective method for a homogeneous deposition of graphene-based nanoflakes onto a polymeric surface for scalable production. To explore materials and methods a screening process was done before creating the final samples. The samples were made using plasma and flame treatments in combination with drop casting and dip coating methods. Surface characterization of the samples was performed with scanning electron microscopy and atomic force microscopy. The results showed that a homogeneous coating in combination with laser treatment can achieve vertically aligned nanoflakes structure with different densities depending on the amount of deposited graphene-based nanoflakes.
Design, Simulation and Implementation of an Active Common Mode EMI Filter for a DC/DC Application
(2026) Nilsson, Edvin; Karlsson, Edvin
This thesis implements an active common mode EMI filter in a DC/DC converter. Different topologies and strategies were analyzed and a voltage sense current injection type active filter was designed. The stability and performance were analyzed with analytical models, simulations and physical measurements. A stable active EMI filter was designed on a prototype PCB and was proven to attenuate common mode noise with up to 18 dB μV up to 700 kHz at 20 kW converter load. The inductance of the common mode chokes was then reduced, and it was verified theoretically and with low voltage measurements. An active filter with common mode chokes with 64% lower inductance has a similar performance to a passive filter. This could however not be confirmed with 20 kW tests due to voltage limitations in the Op-amp of the active filter. An off the shelf IC from Texas Instruments was also evaluated, with good low voltage performance but saturated for high noise voltages when the converter was loaded with 20 kW.