Electrical and Computer Engineering Commons^™

Implementation Of Magnesium Alloy Az91d On Wire And Arc Additive Manufacturing, David Adrian Martinez Holguin

Open Access Theses & Dissertations

As progress on Additive Manufacturing (AM) techniques focusing on ceramics and polymers evolve, metals continue to be a challenging material to manipulate when fabricating products. Current methods, such as Selective Laser Sintering (SLS) and Electron Beam Melting (EBM) face many intrinsic limitations due to the nature of their processes. Material selection, elevated cost and low deposition rates are some of the barriers to consider when one of these methods is to be used for the fabrication of engineering products. The research here presented demonstrates the use of a Wire and Arc Additive Manufacturing (WAAM) system for the creation of metallic …

People Detection From Time-Of-Flight Imagery With Inpainting-Based Preprocessing, Basavarajaiah Totada

Open Access Theses & Dissertations

The Thesis describes a method of detection and tracking of people using depth images captured by a Time-of-Flight (ToF) camera, such as those obtained with a Microsoft Kinect V2. Key advantages of this approach are that the identity of people is not disclosed, and the system can operate in low-light conditions. The automated approach developed here is inspired by cell-tracking methods as implemented in the well-known biomedical imaging software called CellProfiler. Our approach involves significant preprocessing of the depth images by a combination of adaptive center weighted median filtering and iterative inpainting. The next step is detection of each person's …

Superpixel-Based Unsupervised Hyperspectral Unmixing, Jiarui Yi

Open Access Theses & Dissertations

Recently, superpixel-based approaches have been proposed for hyperspectral unmixing. The basic assumption of this approach is that the superpixel over-segmentation segments the image into small homogeneous areas. A low-dimensional (LD) image representation is obtained by using the average of the superpixels, which are then used in other image processing tasks up the processing chain. Due to superpixel-segmentation algorithm limitations, the region inside a superpixel may not be homogeneous. Therefore, the average may not be an adequate representation for the superpixel, leading to inaccuracies in the low dimensional representation resulting in errors in the image processing tasks or analysis. Here we …

Assessing The Spatial Accuracy And Precision Of Lidar For Remote Sensing In Agriculture, Surya Saket Dasika

Theses and Dissertations--Biosystems and Agricultural Engineering

The objective of this whole study was to evaluate a LiDAR sensor for high-resolution remote sensing in agriculture. A linear motion system was developed to precisely control the dynamics of LiDAR sensor in effort to remove uncertainty in the LiDAR position/velocity while under motion. A user control interface was developed to operate the system under different velocity profiles and log LiDAR data synchronous to the motion of the system. The LiDAR was then validated using multiple test targets with five different velocity profiles to determine the effect of sensor velocity and height above a target on measurement error. The results …

Performance Analysis Of A Computer-Aided Detection System For Lung Nodules In Ct At Different Slice Thicknesses, Barath Narayanan, Russell C. Hardie, Temesguen Messay Kebede

Electrical and Computer Engineering Faculty Publications

We study the performance of a computer-aided detection (CAD) system for lung nodules in computed tomography (CT) as a function of slice thickness. In addition, we propose and compare three different training methodologies for utilizing nonhomogeneous thickness training data (i.e., composed of cases with different slice thicknesses). These methods are (1) aggregate training using the entire suite of data at their native thickness, (2) homogeneous subset training that uses only the subset of training data that matches each testing case, and (3) resampling all training and testing cases to a common thickness. We believe this study has important implications for …

การออกแบบความเฉื่อยเสมือนสำหรับระบบกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่เพื่อเพิ่มสมรรถนะการตอบสนองเชิงความถี่ของระบบไฟฟ้ากำลังขณะเปลี่ยนผ่านไปสู่โหมดแยกโดด, กรณ์ ศุภหัตถานุกุล

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในปัจจุบัน ระบบไฟฟ้าบางพื้นที่มีกำลังการผลิตเพียงพอที่จะเดินเครื่องในรูปแบบแยกโดดในกรณีที่ระบบไฟฟ้าหลักไม่พร้อมเชื่อมต่อ แต่ยังไม่สามารถทำได้เนื่องจากหลายปัจจัยโดยเฉพาะด้านเสถียรภาพและความมั่นคงของระบบไฟฟ้า ปัญหาโมเมนต์ความเฉื่อยต่ำซึ่งเกิดจากสัดส่วนของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่เพิ่มสูงขึ้นหรือขนาดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสที่มีขนาดเล็กในระบบขณะแยกโดดเป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่จะก่อให้เกิดปัญหาเสถียรภาพเชิงความถี่เมื่อเกิดการรบกวนได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ขณะที่ระบบไฟฟ้ากำลังเปลี่ยนผ่านไปสู่โหมดแยกโดด วิทยานิพนธ์ฉบับนี้นำเสนอการนำระบบกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่มาใช้เพื่อช่วยเพิ่มสมรรถนะการตอบสนองเชิงความถี่ให้กับระบบแยกโดด โดยออกแบบความเฉื่อยเสมือนผ่านตัวควบคุมด้วยเทคนิค Linear Quadratric Regulation (LQR) ผลการทดสอบพบว่า แบตเตอรี่ที่ถูกควบคุมด้วยตัวควบคุมที่ออกแบบด้วยเทคนิค LQR ใช้กำลังไฟฟ้าสูงสุดน้อยกว่าแบตเตอรี่ที่ถูกควบคุมให้มีค่าคงที่โมเมนต์ความเฉื่อยคงที่ ในขณะที่พลังงานที่ใช้มีค่าคต่างกันไม่มากนักโดยที่ขนาดการเบี่ยงเบนความถี่และอัตราการเปลี่ยนแปลงความถี่เมื่อเทียบกับเวลายังอยู่ในค่าที่มาตรฐานกำหนด

การจัดการความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงสุดโดยใช้แบตเตอรี่เพื่อปรับปรุงแรงดันตกในระบบจำหน่ายไฟฟ้าขณะมียานยนต์ไฟฟ้า, พิทยุตม์ ภิรมย์จิตต์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

วิทยานิพนธ์ฉบับนี้ศึกษาระบบสำรองพลังงานโดยใช้แบตเตอรี่ เพื่อปรับลดปริมาณการใช้ไฟฟ้าสูงสุดจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือจากระบบไฟฟ้าภายนอก ในขณะที่มียานยนต์ไฟฟ้าต่อเข้ากับระบบ และปรับปรุงแรงดันตกขณะที่มียานยนต์ไฟฟ้าต่อเข้ากับระบบ รวมไปถึงจำลองขนาดที่เหมาะสมของแบตเตอรี่ที่นำมาติดตั้งในระบบไฟฟ้าให้อยู่ในเกณฑ์ที่กำหนดสำหรับปรับลดปริมาณการใช้ไฟฟ้าสูงสุดและกำหนดให้แรงดันอยู่ในช่วงที่กำหนดเพื่อปรับปรุงปัญหาแรงดันตก โดยพิจารณาการติดตั้งแบตเตอรี่เพียงจุดเดียวเท่านั้น ผลจากการจำลองแบบจะแบ่งการพิจารณาออกเป็นกรณีประจุไฟฟ้าให้กับยานยนต์ไฟฟ้าที่ระดับแรงดันต่ำ 240 โวลต์ ที่ใช้การประจุไฟฟ้ากระแสสลับระดับที่หนึ่ง และกรณีประจุไฟฟ้าให้กับยานยนต์ไฟฟ้าที่ระดับแรงดันปานกลาง 24.9 กิโลโวลต์ ที่ใช้การประจุไฟฟ้ากระแสสลับระดับที่หนึ่งและสองร่วมกัน โดยจำลองคุณลักษณะยานยนต์ไฟฟ้าและแบตเตอรี่รวมไปถึงการวิเคราะห์การไหลของกำลังไฟฟ้า และจำลองหาขนาดของแบตเตอรี่ที่เหมาะสมโดยทดสอบติดตั้งระบบสำรองพลังงาน 3 ตำแหน่งที่แตกต่างกันได้แก่ ตำแหน่งต้นสายจำหน่าย ที่บัส 820 ตำแหน่งกลางสายจำหน่าย ที่บัส 846 และ ตำแหน่งปลายสายจำหน่าย ที่บัส 888 ด้วยเทคนิคการจับกลุ่มข้อมูล ผ่านโปรแกรม MATPOWER 6.0 ร่วมกับโปรแกรม DIgSILENT PowerFactory 15.1 และแบ่งผลการทดสอบตามระดับ Penetration ที่ ร้อยละ 30, 40, 50 ตามลำดับ ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่า ปริมาณยานยนต์ไฟฟ้าส่งผลกระทบกับระดับแรงดันไฟฟ้าตกในระบบจำหน่ายไฟฟ้า โดยเกิดจากการนำยานยนต์ไฟฟ้ามาเชื่อมต่อจากภาระชนิดที่อยู่อาศัยเพื่อประจุไฟฟ้าในช่วงเวลาเร่งด่วน โดยการติดตั้งระบบสำรองพลังงานโดยใช้แบตเตอรี่ เพียงตำแหน่งเดียวในระบบไฟฟ้า สามารถรักษาระดับแรงดันไฟฟ้าให้อยู่ในขอบเขตได้ อย่างไรก็ตาม การติดตั้งแบตเตอรี่ในตำแหน่งที่ใกล้กับจุดที่มีโอกาสเกิดแรงดันตกได้มากนั้น ระบบดังกล่าวจะมีค่าดัชนีความรุนแรงระดับแรงดันตกที่สะท้อนความสามารถปรับปรุงระดับแรงดันตกได้ดีกว่าการติดตั้งแบตเตอรี่ในตำแหน่งที่ไกลกว่า

Electrowetting Using A Microfluidic Kelvin Water Dropper, Elias Yazdanshenas, Qiang Tang, Xiaoyu Zhang

Mechanical & Aerospace Engineering Faculty Publications

The Kelvin water dropper is an electrostatic generator that can generate high voltage electricity through water dripping. A conventional Kelvin water dropper converts the gravitational potential energy of water into electricity. Due to its low current output, Kelvin water droppers can only be used in limited cases that demand high voltage. In the present study, microfluidic Kelvin water droppers (MKWDs) were built in house to demonstrate a low-cost but accurately controlled miniature device for high voltage generation. The performance of the MKWDs was characterized using different channel diameters and flow rates. The best performed MKWD was then used to conduct …

Advanced Synchronous Machine Modeling, Yuqi Zhang

Theses and Dissertations--Electrical and Computer Engineering

The synchronous machine is one of the critical components of electric power systems. Modeling of synchronous machines is essential for power systems analyses. Electric machines are often interfaced with power electronic components. This work presents an advanced synchronous machine modeling, which emphasis on the modeling and simulation of systems that contain a mixture of synchronous machines and power electronic components. Such systems can be found in electric drive systems, dc power systems, renewable energy, and conventional synchronous machine excitation. Numerous models and formulations have been used to study synchronous machines in different applications. Herein, a unified derivation of the various …

Real-Time Image Pattern Sensor For Weld Pool Penetration Through Reflection In Gtaw, Yu-Ting Chen

Theses and Dissertations--Electrical and Computer Engineering

In gas tungsten arc welding (GTAW), weld pool surface contains crucial information for welding development. In this research, simulate skilled welders to control the welding process and determine the penetration stages based on the weld pool reaction.

This study focuses on solving the uncertainty of the liquid weld pool in joint bases. The weld pool penetration process is highly depending on how the weld pool surface shape. To observe the weld pool, reflect the weld pool surface by the laser and image on the shield glass. The experiments show that the penetration can’t be determine by the reflecting grayness due …

Wide Bandwidth Cmos Four-Quadrant Mixed Mode Analogue Multiplier Using A Second Generation Current Conveyor Circuit, Thouraya Ettaghzouti, Nejib Hassen, Karima Garradhi, Kamel Besbes

Turkish Journal of Electrical Engineering and Computer Sciences

This paper presents a new realization for a CMOS four-quadrant analogue multiplier. The proposed circuit is composed of three second generation current conveyor circuits (CCII), two NMOS transistors operating in the linear region, and four passive resistances. It can be operated in current mode and voltage mode without changing the circuit topology. The simulations results of the proposed mixed mode multiplier are verified by TSPICE simulator based on the BSIM3v3 transistor model for TSMC 0.18 $\mu $m CMOS process available from MOSIS at 25 $^{\circ}$C with $\pm $0.8 V supply voltage. Through the use of resistive compensation with different passive …

An Adaptive Fault Diagnosis Approach Using Pipeline Implementation For Railway Inspection, Yunus Santur, Mehmet Karaköse, Erhan Akin

Turkish Journal of Electrical Engineering and Computer Sciences

Railway tracks must be periodically inspected. This study proposes a new approach for eliminating two major disadvantages experienced during rail inspection applications performed via computer vision. The first is the blurring effect on images, resulting from physical vibration during movement on the rail lines. This effect significantly reduces the high accuracy rate expected from anomaly inspection algorithms. The second disadvantage is the need to operate in real time. This study presents a new three-stage computer vision method approach that eliminates both disadvantages. First, a three-stage pipeline architecture is implemented and IMU-assisted blur detection is performed on images taken from the …

Optimizing Fpga-Based Cnn Accelerator For Energy Efficiency With An Extended Roofline Model, Sayed Omid Ayat, Mohamed Khalil-Hani, Ab Al-Hadi Ab Rahman

Turkish Journal of Electrical Engineering and Computer Sciences

In recent years, the convolutional neural network (CNN) has found wide acceptance in solving practical computer vision and image recognition problems. Also recently, due to its flexibility, faster development time, and energy efficiency, the field-programmable gate array (FPGA) has become an attractive solution to exploit the inherent parallelism in the feedforward process of the CNN. However, to meet the demands for high accuracy of today's practical recognition applications that typically have massive datasets, the sizes of CNNs have to be larger and deeper. Enlargement of the CNN aggravates the problem of off-chip memory bottleneck in the FPGA platform since there …

Concurrency Control Algorithms For Deduplicated Cloud Storage, Prabavathy Balasundaram, Chitra Babu

Turkish Journal of Electrical Engineering and Computer Sciences

Deduplication of data is essential to effectively use cloud storage. As the metadata in deduplicated cloud storage are shared across multiple users, concurrent updates may result in inconsistencies. A coarse-grained locking strategy that has been proposed earlier to overcome this difficulty is not suited for inline deduplication owing to poor performance. In the present work, a fine-grained locking strategy that overcomes this shortcoming is proposed. A metadata structure along with a set of concurrent control mechanisms to accomplish this is presented. This strategy is shown to improve the throughput by as much as 60% with only marginal lock overhead.

Simplification Of Harmonics Filter For A Matrix Converter-Based Drive, Gytis Petrauskas, Gytis Svinkunas, Rasa Juraskiene

Turkish Journal of Electrical Engineering and Computer Sciences

In this paper, an analysis of the interaction between the switching ripple filter components of a matrix converter-based drive and the components of a 0.4-kV electrical grid is presented. Based on the analysis, we propose a simplification of the conventional LCR filter. An inductance of the power grid transformer windings and an impedance of the power distribution lines could be considered as a filter component. Stemming from the above, a simplification of the filter topology is proposed. Only the capacitance component is necessary for realizing a conventional LCR filter. The effectiveness of this simplification is demonstrated through calculations, simulations performed …

Analysis And Design Of A Converter Based On Noncascading Structure, Sunil Kumar, Kanwar Pal Singh Rana, Vineet Kumar

Turkish Journal of Electrical Engineering and Computer Sciences

In the present work, a converter employing two noncascading structures, combined in a single circuit, is presented. The power stored by the storage element is transferred to two subconverters by means of two storage capacitors that complement each other. The stress on the main power switch is of interest as it reduces as the load falls, which in turn reduces the power loss. By means of the storage elements, the input power factor as well as the load transient response can be improved simultaneously. The overall efficiency is high because the amount of power processed twice decreases. There is no …

Mutatedsocioagentsim (Msas): Semisupervised Modelling Of Multiagent Simulation To Predict And Detect The Mutation In A Camouflaged Social Network, Karthika Subbaraj, Bose Sundan

Turkish Journal of Electrical Engineering and Computer Sciences

A social network is a networked structure formed by a set of agents/actors. It describes their interrelationships that facilitate the exchange and flow of resources and information. A camouflaged social network is one such community that influences the underlying structure and the profile of the agents, to cause mutation. The proposed MSAM is a novel system that simulates a multiagent network whose community structure is analyzed to identify the critical agents by studying the mutations caused due to attachment and detachment of agents. The isolation of the tagged agents will demonstrate disruption of information flow, which leads to the dismantling …

High-Speed Switched Reluctance Machine: Natural Frequency Calculation And Acoustic Noise Prediction, Yusuf Yaşa, Yilmaz Sözer, Muhammet Gari̇p

Turkish Journal of Electrical Engineering and Computer Sciences

In this study, an analytical model is proposed for natural frequency calculation and acoustic noise prediction for high speed switched reluctance machines. The developed natural frequency model results are compared with the mechanical finite element analysis results in terms of 6 different mode shapes that cause the majority of the acoustic noise in switched reluctance machines. The results show that the analytical results are consistent with the numerical method results with minimum 90% matching. Based on the natural frequency calculation model, a new acoustic noise prediction method is developed that only needs a radial force waveform as an input emerging …

Electronically Tunable Grounded/Floating Inductance Simulators Using Z-Copy Cfccc, Alok Kumar Singh, Pragati Kumar, Raj Senani

Turkish Journal of Electrical Engineering and Computer Sciences

In this paper, new electronically tunable grounded and floating inductance simulators employing a Z-copy current follower current controlled conveyor (CFCCC) and one grounded capacitor have been proposed and their workability has been demonstrated by PSPICE simulations in 0.18-$\mu $m TSMC CMOS technology.

Unit Commitment Considering The Emergency Demand Response Programs And Interruptible/Curtailable Loads, Javad Nikoukar

Turkish Journal of Electrical Engineering and Computer Sciences

After restructuring the power systems, demand response programs form the main part of consumption management programs. This is because these programs are by nature particularly suitable for adapting to the new structure in power system management. These programs are considered as a suitable solution for solving some problems in power system restructuring. Unit commitment (UC) programs are used for power production with minimum cost. In this paper, after presenting an overview of demand response methods, a mechanism is proposed for simultaneous execution of the UC program, emergency demand response programs, and interruptible/curtailable loads. The proposed mechanism, in addition to decreasing …