Electrical and Electronics Commons^™

การจัดสรรการเดินเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพร้อมระบบกักเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่เพื่อสนับสนุนกำลังสำรองพร้อมจ่ายในระบบไฟฟ้าที่มีพลังงานแสงอาทิตย์, ชาติเชื้อ ปานพรหมมินทร์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในปัจจุบัน ระบบไฟฟ้าของประเทศไทยและทั่วโลกกำลังอยู่ในช่วงของการเปลี่ยนผ่านสู่ระบบพลังงานสะอาด (Energy Transition) โดยมีการส่งเสริมการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลม เพื่อทดแทนการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลที่ก่อให้เกิดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก อย่างไรก็ตาม พลังงานหมุนเวียนมีลักษณะผันผวนตามสภาพอากาศและช่วงเวลาของวัน จึงสร้างความท้าทายต่อความมั่นคงและความน่าเชื่อถือของระบบผลิตไฟฟ้า การรักษาสมดุลระหว่างการผลิตและการใช้ไฟฟ้าในทุกช่วงเวลาจึงต้องอาศัยการเตรียมกำลังผลิตสำรองพร้อมจ่าย เพื่อรองรับความผันผวนและเหตุขัดข้องของหน่วยผลิต การจัดสรรกำลังผลิตสำรองพร้อมจ่าย ในระบบที่มีสัดส่วนพลังงานหมุนเวียนสูงจึงกลายเป็นประเด็นสำคัญที่ต้องมีการวางแผนอย่างรอบคอบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงที่การผลิตจากพลังงานหมุนเวียนลดลงอย่างกะทันหันซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อความมั่นคงของระบบไฟฟ้าโดยรวมวิทยานิพนธ์ฉบับนี้นำเสนอการศึกษาการเดินเครื่องหน่วยผลิตไฟฟ้า (Unit Commitment) ที่พิจารณาการใช้ระบบกักเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ (Battery Energy Storage System) เพื่อช่วยเตรียมกำลังสำรองพร้อมจ่ายในระบบไฟฟ้าที่มีการผนวกพลังงานแสงอาทิตย์ โดยพัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์แบบ Mixed Integer Linear Programming (MILP) เพื่อหากำหนดการเดินเครื่องที่เหมาะสมที่สุดภายใต้ข้อจำกัดของโรงไฟฟ้าและแบตเตอรี่ พร้อมทั้งสร้าง สถานการณ์จำลองของความผันผวนของพลังงานแสงอาทิตย์ เพื่อวิเคราะห์ผลกระทบของความไม่แน่นอนต่อการจัดสรรกำลังผลิตและต้นทุนของระบบ การศึกษานี้มุ่งหวังที่จะประเมินว่าการนำระบบแบตเตอรี่มาใช้ร่วมกับโรงไฟฟ้าพลังงานฟอสซิลจะช่วยลดต้นทุนโดยรวมของระบบได้มากน้อยเพียงใด ตลอดจนสะท้อนบทบาทที่แท้จริงของแบตเตอรี่ในการเพิ่มความยืดหยุ่นและความมั่นคงของระบบไฟฟ้าในยุคพลังงานหมุนเวียน

การพัฒนาเกมกระตุ้นการรู้คิดด้วยเทคโนโลยีเสมือนจริงสำหรับผู้สูงอายุที่มีภาวะการรู้คิดบกพร่องเล็กน้อย, ธนกร ตันมาลาภรณ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ภาวะการรู้คิดบกพร่องเล็กน้อยเป็นระยะเปลี่ยนผ่านระหว่างภาวะสมองปกติกับภาวะสมองเสื่อม โดยมีอาการที่เกี่ยวข้องกับความจำ ภาษา การรู้คิด และการตัดสินใจ แต่ยังไม่ส่งผลกระทบต่อการใช้ชีวิตประจำวัน งานวิจัยนี้จึงมุ่งเน้นการนำเสนอแนวคิดการออกแบบเพื่อพัฒนาเกมที่สามารถช่วยกระตุ้นการรู้คิดของคนที่มีภาวะการรู้คิดบกพร่องเล็กน้อย ซึ่งได้ประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเสมือนจริงด้วยแว่น Meta Quest 2 ยูนิตีและเบลนเดอร์ถูกใช้ในการพัฒนาเกม เนื่องจากเป็นซอฟต์แวร์โอเพนซอร์สและไม่มีค่าใช้จ่าย เกมถูกออกแบบมาเน้นการกระตุ้นการรู้คิดผ่านการฝึกความจำและการรับรู้ตำแหน่ง โดยผู้เล่นจะต้องจดจำตำแหน่งและสีของเฟอร์นิเจอร์ภายในห้อง และมีการพัฒนาเกมในระบบผู้เล่นหลายคนสำหรับ 2 บทบาท คือ ผู้เคลื่อนย้าย และ ผู้ช่วย เพื่อส่งเสริมการสื่อสารและการทำงานร่วมกัน นอกจากนี้ ยังมีการพัฒนาเกมในรูปแบบเว็บไซต์ควบคู่กันไป เพื่อให้เป็นทางเลือกที่ผู้สูงอายุสามารถเข้าถึงง่าย โดยไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์วีอาร์เฉพาะทาง จากอาสาสมัครทั้งบนเวอร์ชันวีอาร์และเวอร์ชันเว็บไซต์ พบว่าเวอร์ชันวีอาร์ให้ความสมจริงและช่วยให้ผู้เข้าทดลองมีสมาธิกับงานด้านความจำและการรับรู้ตำแหน่งมากขึ้น ขณะที่เวอร์ชันเว็บไซต์เข้าถึงง่ายและใช้งานสะดวกสำหรับผู้สูงอายุ โดยรวมแล้วทั้งสองแพลตฟอร์มน่าจะกระตุ้นการรู้คิดได้และได้รับผลตอบรับที่ดีจากอาสาสมัคร

วิธีการออกแบบของวงจรกรองการแทรกสอดแม่เหล็กไฟฟ้าสำหรับการลดทอนกระแสรั่วไหลความถี่สูงในระบบพีวีอินเวอร์เตอร์สามเฟสชนิดเชื่อมต่อโครงข่ายไฟฟ้า, ธัชธรรม นาคสุข

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในระบบพีวีอินเวอร์เตอร์สามเฟสชนิดเชื่อมต่อโครงข่ายไฟฟ้า การแทรกสอดทางแม่เหล็กไฟฟ้าโดยการนำมีสาเหตุจากแรงดันโหมดร่วมของอินเวอร์เตอร์ไปกระตุ้นให้เกิดกระแสรั่วไหลความถี่สูง ซึ่งผลกระทบที่เกิดขึ้นนอกจากทำให้แผงพีวีมีอายุการใช้งานสั้นลงแล้ว ยังไปรบกวนการทำงานของอุปกรณ์อื่นๆที่เชื่อมต่ออยู่ในโครงข่ายไฟฟ้าอีกด้วย การใช้วงจรกรองเพื่อลดทอนกระแสรั่วไหลความถี่สูงเป็นวิธีใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม อย่างไรก็ดีมีความจำเป็นที่จะต้องมีแนวทางการออกแบบที่เหมาะสมเพื่อให้ได้คุณสมบัติในการกรองกระแสรั่วไหลความถี่สูงที่ดี วิทยานิพนธ์นี้นำเสนอแนวทางการออกแบบวงจรกรองไฮบริดซึ่งประกอบด้วยวงจรกรองแอกทีฟที่ทำงานร่วมกับวงจรกรองพาสซีฟ โดยอาศัยวงจรสมมูลโหมดร่วมที่มีความแม่นยำ วงจรสมมูลดังกล่าวสามารถช่วยวิเคราะห์เสถียรภาพของวงจกรองแอกทีฟและใช้สำหรับออกแบบวงจรกรองโดยรวมให้มีขนาดเหมาะสมได้ ผลการจำลองการทำงานและผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าวงจรกรองไฮบริดสามารถทำงานได้อย่างมีเสถียรภาพและมีสมรรถนะในการกรองที่ดี โดยวงจรกรองแอกทีฟสามารถช่วยลดทอนกระแสรั่วไหลได้ดีในช่วงความถี่สูง 100 kHz – 500 kHz ซึ่งอยู่ในย่านมาตรฐานของการแทรกสอดทางแม่เหล็กไฟฟ้าโดยการนำ

การควบคุมกำลังไฟฟ้าแบบแยกอิสระของอินเวอร์เตอร์สามระดับ สำหรับแหล่งจ่ายไฟตรงคู่ที่มีบัสลบร่วมกัน, ปวีณ โล่ห์ทอง

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

วิทยานิพนธ์ฉบับนี้นำเสนอวิธีการควบคุมพลังงานสำหรับระบบแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงแบบสองอินพุต โดยใช้คอนเวอร์เตอร์ชนิดอินเวอร์เตอร์สามระดับชนิดตัวที ที่มีบัสลบร่วม โครงสร้างอินเวอร์เตอร์สำหรับแหล่งจ่ายหลายแหล่งในรูปแบบดั้งเดิม โดยส่วนใหญ่ต้องอาศัยการแปลงพลังงานสองขั้นตอนและต้องใช้วิธีมอดูเลตเชิงสเปซเวกเตอร์ ซึ่งมีความซับซ้อนและต้องการภาระการคำนวณสูง งานวิจัยนี้จึงนำเสนออินเวอร์เตอร์สามเฟส สามระดับ แบบแหล่งจ่ายไฟตรงคู่ ซึ่งสามารถเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงสองแหล่งและทำงานในรูปแบบการแปลงพลังงานขั้นตอนเดียวได้ โดยได้พัฒนาวิธีการมอดูเลตเชิงฐานคลื่นพาห์ เพื่อใช้ในการควบคุมทิศทางการไหลของพลังงานแบบสองทิศทาง รวมถึงการปรับอัตราการแบ่งปันพลังงานระหว่างแหล่งพลังงานทั้งสองได้อย่างแม่นยำ วิธีการดังกล่าวช่วยให้สามารถควบคุมอินพุตแต่ละพอร์ตได้อย่างอิสระ พร้อมทั้งรักษาความสมดุลในการทำงานของอินเวอร์เตอร์ความถูกต้องของวิธีการควบคุมได้รับการตรวจสอบผ่านการจำลองซอฟต์แวร์ และการทดสอบแบบฮาร์ดแวร์อินเดอะลูป นอกจากนี้ยังได้สร้างต้นแบบฮาร์ดแวร์ในห้องปฏิบัติการเพื่อดำเนินการ ทดลองจริงกับชุดฮาร์ดแวร์ โดยประเมินความแม่นยำของการแบ่งปันพลังงานภายใต้สภาวะแหล่งจ่ายและโหลดที่แตกต่างกัน ผลการทดลองยืนยันตรงกับผลการจำลองและการทดสอบฮาร์ดแวร์อินเดอะลูป แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของอินเวอร์เตอร์ที่มีพอร์ตไฟตรงคู่และวิธีการควบคุมที่นำเสนอสำหรับการแปลงพลังงานขั้นตอนเดียว

การพัฒนาระบบช่วยประเมินการอ่านแจกลูกสะกดคำไทยเพื่ออ่านโดยการปรับปรุงเทคนิคการประมวลผลภาษาธรรมชาติ, ภูริณัฐ กระจ่างศรี

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การแจกลูกสะกดคำถือเป็นพื้นฐานสำคัญที่หลักสูตรการศึกษาขั้นพื้นฐานเริ่มจัดให้มีการเรียนการสอนและการประเมินตั้งแต่ชั้นประถมศึกษาปีที่ 1 แต่ด้วยอัตราส่วนอาจารย์และนักเรียนที่แตกต่างกันมากอาจส่งผลให้อาจารย์ไม่สามารถประเมินการอ่านออกเสียงแจกลูกสะกดคำของนักเรียนได้อย่างทั่วถึง งานวิทยานิพนธ์นี้จึงพัฒนาระบบช่วยประเมินการอ่านแจกลูกสะกดคำไทย ด้วยความซับซ้อนของอักขรวิธีภาษาไทย ซึ่งแตกต่างจากภาษาอังกฤษ ทำให้เกิดปัญหาในการแบ่งกลุ่มตัวอักษรเพื่อสร้างคำอ่านแจกลูกสะกดคำที่ถูกต้องและการถอดข้อความจากเสียงเพื่อประเมินความถูกต้อง งานวิทยานิพนธ์นี้ได้นำเสนอการปรับปรุงเทคนิคการประมวลผลภาษาธรรมชาติ โดยการพัฒนาขั้นตอนวิธีการแบ่งกลุ่มตัวอักษรในคำไทยแต่ละคำอย่างแม่นยำโดยการสร้างพจนานุกรมรูปสระ และใช้การคำนวณทางสถิติของระยะห่างเลเวนชเตย์นในการเลือกโครงสร้างพยางค์ที่เหมาะสมที่สุด หลังจากนั้นระบบได้นำ แบบจำลองภาษาขนาดใหญ่ มาใช้ในการถอดข้อความเสียงการอ่านของผู้เรียน และใช้ขั้นตอนวิธีเกสตัลท์ในการประเมินความถูกต้องของเสียงอ่านอย่างละเอียด พบว่าวิธีการแบ่งกลุ่มตัวอักษรที่เสนอมีความถูกต้องสูงถึง 100% ในชุดข้อมูลคำไทย 708 คำ จากบัญชีคำพื้นฐาน และระบบสามารถจำแนกเสียงอ่านที่ถูกต้องและไม่ถูกต้องได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยมีค่า ความแม่นยำ 89.17%, ความเที่ยง 94.02%, และความไว 89.67% อีกทั้งยังตรวจจับข้อผิดพลาดประเภทวรรณยุกต์และการอ่านเกิน/ไม่อ่านได้แม่นยำ ระบบที่พัฒนาขึ้นมีความได้เปรียบด้านความถูกต้อง ความสม่ำเสมอ และความรวดเร็วเมื่อเทียบกับการประเมินโดยมนุษย์ จึงสามารถช่วยลดภาระการประเมินและเพิ่มโอกาสให้นักเรียนได้รับการสนับสนุนการเรียนรู้การอ่านออกเสียง สำหรับในอนาคตควรมีการปรับปรุงแบบจำลองรู้จำเสียงพูดสำหรับภาษาไทยด้วยข้อมูลเสียงของเด็กประถม การขยายชุดคำทดสอบให้ครอบคลุมคำที่ซับซ้อนขึ้น การพัฒนาในรูปแบบแอปพลิเคชันบนอุปกรณ์พกพา และการประเมินผลในระดับพฤติกรรมการเรียนรู้ของผู้เรียนเพื่อยืนยันผลทางการศึกษา

การปลูกและวิเคราะห์ลักษณะสมบัติของฟิล์มแกลเลียมอาร์เซไนด์ฟอสไฟด์บิสไมด์บนแกลเลียมอาร์เซไนด์และฟิล์มอินเดียมฟอสไฟด์บิสไมด์บนแกลเลียมแอนติโมไนด์, สหรัฐ ชมเดช

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

วิทยานิพนธ์ฉบับนี้นำเสนอการปลูกชั้นฟิล์ม GaAsPBi บนแผ่นฐาน GaAs เพื่อลดความบกพร่องของโครงผลึกในชั้นฟิล์ม และชั้นฟิล์ม InPBi บนแผ่นฐาน GaSb เพื่อให้เกิดการดึง Bi เข้ามาผสมในชั้นฟิล์มมากขึ้น ชิ้นงานถูกปลูกโดยเทคนิคเอพิแทกซีลำโมเลกุล (MBE) นอกจากนี้ชิ้นงาน GaAsPBi ถูกนำไปอบที่อุณหภูมิสูง เพื่อศึกษาผลกระทบของอุณหภูมิที่มีต่อคุณสมบัติของวัสดุ ชิ้นงาน GaAsPBi ถูกศึกษาสัณฐานวิทยาด้วยกล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม (AFM) จุลทรรศน์แบบใช้แสง (OM) และ กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) ถูกศึกษาโครงสร้างผลึกด้วยเทคนิค XRD ถูกศึกษา oxidation state และองค์ประกอบของธาตุในชั้นฟิล์มด้วยเทคนิคการดูดกลืนรังสีเอกซ์ (XAS) และถูกศึกษาคุณสมบัติเชิงแสงด้วยเทคนิค PL ชิ้นงาน InPBi ถูกศึกษาสัณฐานวิทยาด้วยกล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม (AFM) ถูกศึกษาโครงสร้างผลึกด้วยเทคนิค XRD และถูกศึกษาคุณสมบัติเชิงแสงด้วยเทคนิค PL. ผลการวิเคราะห์ชิ้นงาน GaAsPBi แสดงว่าชิ้นงานที่ได้รับการปรับปรุงเงื่อนไขการปลูก ไม่มีความบกพร่องของโครงผลึกบนผิวหน้า เนื่องจากชั้นฟิล์มมีค่าคงตัวแลตทิซใกล้เคียงกับแผ่นฐาน มีปริมาณของ Bi ในชั้นฟิล์มเพิ่มขึ้น และมีปรับปรุงผลตอบสนองเชิงแสงให้ดีขึ้น การศึกษาผลของการอบชิ้นงานพบว่า การอบที่ 650°C เกิดการทำลายผิวหน้าของชิ้นงาน ทำให้คุณภาพผลึกแย่ลง การอบช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการเปล่งแสงได้เล็กน้อยในกรณีการอบที่อุณหภูมิ 450°C และ 550°C แต่การอบที่ 650°C ทำให้ประสิทธิภาพการเปล่งแสงลดลงไปอย่างมาก และการอบไม่ส่งผลต่อองค์ประกอบในชั้นฟิล์ม ชั้นฟิล์ม InPBi มีโครงผลึกที่มีการคลายความเครียด ทำให้ผิวหน้ามีความขรุขระ ความขรุขระของผิวหน้าและปริมาณของ Bi ในชั้นฟิล์ม ถูกพบว่าแปรผันกับอุณหภูมิปลูกและปริมาณของ Bi ในลำโมเลกุล ผลตอบสนองเชิงแสงของชิ้นงานแสดงยอดการเปล่งแสงหลายยอด ชิ้นงานที่มีปริมาณ Bi มากที่สุดถูกปลูกที่อุณหภูมิ 300°C โดยมีปริมาณ Bi ในลำโมเลกุลเป็น 2×10-8 Torr ซึ่งทำให้มี Bi ในชั้นฟิล์มเป็น 2.45% เมื่อเปรียบเทียบกับชั้นฟิล์มที่ปลูกด้วยเงื่อนไขเดียวกันบนแผ่นฐาน InP แล้ว พบว่ามีปริมาณ Bi ที่มากกว่าเล็กน้อยในชั้นฟิล์มที่ปลูกบน GaSb

Solid Loading Effects On The Assembly Of Alumina Particles In Aqueous Suspensions Due To The Dielectrophoretic Forces, Sivakumar Chithamallu, Rohan Kiran Parai, Dipankar Ghosh

Mechanical & Aerospace Engineering Faculty Publications

Current work in situ investigated the mechanisms of the interparticle interactions that evolve in dilute aqueous alumina suspensions subjected to alternating current (AC) electric field and the effects of solid loading of suspensions. The interactions were investigated for alumina suspension compositions in the 0.005‒0.04 vol.% solid loading range. Field‐induced interactions evolved via particle motion and dynamic assembly, chain formation parallel to the direction of the applied field and chain growth, chain cross‐linking, and chain thickening. The evolution time of each of those events was rapidly accelerated with solid loading. While chain cross‐linking was negligible in low solid loading suspensions, a …

3d Printing Metal Horn Antennas Using Periodic And Aperiodic Perforated Designs For Directed Energy Applications, Alexis Valencia

Open Access Theses & Dissertations

In the past decade, Additive Manufacturing (AM) has proven to be groundbreaking yet reliable technology. Not only has it revolutionized the way we approach problems in research, design, and production but it has enabled burgeoning discoveries and methods due to the technologyâ??s efficiency, speed, and low manufacturing cost. One area that benefits greatly from this includes radio frequency (RF) devices like horn antennas. At the moment, most horn antennas produced by conventional manufacturing are expensive, heavy, and limited in customization, yet they are necessary for various systems like satellite communication, radar, radio astronomy, and more. 3D printing technology would alleviate …

Modeling And Analysis Of Amorphous Steel Transformer For Potential Loss Reduction In Power Systems., Daniel A. Muchow

Theses and Dissertations--Electrical and Computer Engineering

The energy consumed in power systems can be reduced directly by implementing new technologies and materials. The effort to reduce the carbon emissions expelled from the production of electrical energy has become a major focus. According to the U.S. energy Information Administration approximately 5% of all the electric generated and transmitted in the U.S. electrical grid is lost. The energy profile calculated from the usage of electrical power from all 50 states in 2021 is estimated to be 3.8 billion megawatts per hour, with a state average of just over 11 cents per MWh, producing just over 41.8 billion in …

Rheology Of Alumina Suspensions Subjected To Alternating Current Electric Fields For Freeze-Casting, Sivakumar Chithamallu, Ruksana Baby, Jacob L. Jones, Dipankar Ghosh

Mechanical & Aerospace Engineering Faculty Publications

Alternating current (AC) electric field can extrinsically tune freeze‐cast microstructure, originating from field‐induced increase in viscosity of ceramic suspensions. However, the changes that occur in a ceramic suspension and rheological behavior, ultimately affecting freeze‐cast microstructure, are not well understood. Moreover, the effects of AC electrokinetic forces and temperature on viscosity need to be decoupled. The viscosity and temperature of ceramic suspensions subjected to AC field and direct heating were measured, revealing that the increase in viscosity is due to AC dielectrophoretic forces rather than field‐induced heating of suspension. The shear thinning behavior of suspensions characterized using a power‐law model reveals …

Identification Of Π-Stacking Motifs In Naphthalene Diimides Via Solid-State Nmr, Jennifer E. Mejia, Hannah E. Butler-Au, Nalaya E. Thompson, Karcher D. Goodman, Elizabeth R. Zengel, Robert D. Pike, Jingdong Mao, Craig A. Bayse

Chemistry & Biochemistry Faculty Publications

Organic electronics, featuring π-conjugated small molecules and polymers, have gained significant attention for their potential in flexible, lightweight devices. However, characterization of the ordered, π-stacking domains within these materials using microscopy or X-ray diffraction (XRD) is challenging with complex systems or when crystallography is impractical. This study applied 1D ¹³C multiple cross-polarization magic angle spinning (multiCP/MAS) and 2D ¹H-¹³C heteronuclear correlation (HetCor) solid-state nuclear magnetic resonance (ssNMR) to systematically characterize π-stacking motifs in a series of N,N'-dialkyl naphthalene diimides (NDIs). These techniques were shown to distinguish between the electronic environments attributed to different π-stacking motifs adopted in these NDIs, such …

Correlation Of Internal Pressure To The Fundamental Aging Mechanism Of Li-Ion Batteries, Kayla Garcia

Electrical Engineering Theses - Archive

As technology continues to evolve, the demand for more reliable and longer-lasting batteries is growing rapidly in the electronics industry. Batteries are vital for powering a wide range of technologies, from smartphones and consumer electronics to automotive systems and high-end tools used across multiple sectors. Lithium-ion batteries (LIBs) have helped bridge the power and energy gap that these different technologies require while achieving sufficient efficiency and reliability to make carrying them around feasible and long lasting. To further enhance the performance and longevity of a these devices, a deeper understanding of the degradation mechanisms occurring inside LIBs is crucial. The …

Safety Monitoring & Intelligent Power Distribution Systems For Compact Agricultural Equipment, Mason O. Bradley

Theses and Dissertations--Biosystems and Agricultural Engineering

The agricultural industry continues to be one of the most dangerous career fields in the United States of America with compact agricultural equipment being a common source for casualties in the industry. The primary focus of this work is to develop new technology that improves operational safety of compact agricultural equipment through the use of low-cost embedded electronics. This work presents the design of three systems in alignment with this goal.

The first system aims to integrate electrical intelligence and passive safety monitoring into the power distribution system of a small piece of agricultural equipment. The system known as the …

Development Of 2d Microfluidics Surface With Low-Frequency Electric Fields For Cell Separation Applications, Madushan Wickramasinghe, Dharmakeerthi Nawarathna

Electrical & Computer Engineering Faculty Publications

Cell separation techniques are widely used in many biomedical and clinical applications for the development of screening, diagnosis and therapeutic tests. Current 3D microfluidics-based cell separation methods have limited applications in part due to low throughput and technical complexity. To address these critical needs, we have developed a 2D microfluidics surface which is the miniaturized version of a 3D microfluids cell separation device. Using low-frequency electric fields (1–10 Vpp and 1 kHz–20 MHz), we have first studied dielectrophoresis, AC electro-osmosis and capillary flow within a sessile drop, and finally utilized the results to develop the 2D cell separation surface. Our …

A Novel Intelligent Thermal Feedback Framework For Electric Motor Protection In Embedded Robotic Systems, Mohamed Shili, Salah Hammedi, Hicham Chaoui, Khaled Nouri

Electrical & Computer Engineering Faculty Publications

As robotic systems advance in autonomy and sophistication while being used in uncertain environments, the challenge of building reliable and robust electric motors that are embedded into robotic systems has never been a more important engineering problem. Thermal distress caused by extended operation or excessive loading can negatively affect a motor’s performance and efficiency and lead to catastrophic hardware failure. This paper proposes a novel intelligent control framework that includes real-time thermal feedback for hybrid electric motors that are embedded into robotic systems. The framework relies on adaptive control techniques and lightweight machine learning techniques to estimate internal motor temperatures …

Flux-Weakening Control Methods For Permanent Magnet Synchronous Machines In Electric Vehicles At High Speed, Samer Alwaqfi, Mohamad Alzayed, Hicham Chaoui

Electrical & Computer Engineering Faculty Publications

Permanent magnet synchronous motors (PMSMs) are widely favored by manufacturers for use in electric vehicles (EVs) because of their many benefits, which include high power density at high speeds, ruggedness, potential for high efficiency, and reduced control complexity. However, since the Back Electromotive Force (EMF) increases proportionally with the motor’s rotational speed, it must be carefully controlled at high speeds. Flux-weakening (FW) control is required to avoid excessive electromagnetic flux beyond the power source and inverter’s voltage restrictions. This paper aims to compare various FW control strategies and analyze their effectiveness in maximizing the speed of PMSMs in EV applications …

The Effect Of Electrode Geometry On Excited Species Production In Atmospheric Pressure Air-Hydrogen Streamer Discharge, Shirshak Kumar Dhali, Stuart Reyes

Electrical & Computer Engineering Faculty Publications

When a gas is overvolted at or near atmospheric pressure, it results in a streamer discharge formation. Electrode geometries exert significant impact on the electrical breakdown of gases by altering the spatial profile of the electric field. In many applications the efficient generation of radicals is critical and is determined by the characteristics of the streamer discharge. We examine the effect of electrode geometry on the streamer characteristics and the production of radicals. This is performed for three different electrode geometries: plane–plane, pin–plane, and pin–pin. A two-dimensional rotationally symmetric fluid model is used for the streamer discharge simulation in the …

The Effect Of Electrode Geometry On Excited Species Production In Atmospheric Pressure Air–Hydrogen Streamer Discharge, Shirshak Kumar Dhali, Stuart Reyes

Electrical & Computer Engineering Faculty Publications

When a gas is overvolted at or near atmospheric pressure, it results in a streamer discharge formation. Electrode geometries exert significant impact on the electrical breakdown of gases by altering the spatial profile of the electric field. In many applications the efficient generation of radicals is critical and is determined by the characteristics of the streamer discharge. We examine the effect of electrode geometry on the streamer characteristics and the production of radicals. This is performed for three different electrode geometries: plane–plane, pin–plane, and pin–pin. A two-dimensional rotationally symmetric fluid model is used for the streamer discharge simulation in the …

Antennas For Emerging Satellite Services, Jakub Przepiorowski

Doctoral

The NewSpace era has revolutionized access to space, driving advancements in satellite communication (SATCOM) systems and creating demand for low-cost, compact, and high-performance user terminals. This thesis addresses these needs by developing innovative antenna solutions tailored for user terminals designed for emerging satellite constellations and satellite Internet-of-Things (S-IoT) applications.

Fabrication Of Thylakoid Membrane-Based Photo-Bioelectrochemical Bioanode For Self-Powered Light-Driven Electronics, Amit Sarode, Gymama Slaughter

Center for Bioelectronics Publications

The transition toward sustainable and decentralized energy solutions necessitates the development of innovative bioelectronic systems capable of harvesting and converting renewable energy. Here, we present a novel photo-bioelectrochemical fuel cell architecture based on a biohybrid anode integrating laser-induced graphene (LIG), poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT), and isolated thylakoid membranes. LIG provided a porous, conductive scaffold, while PEDOT enhanced electrode compatibility, electrical conductivity, and operational stability. Compared to MXene-based systems that involve complex, multi-step synthesis, PEDOT offers a cost-effective and scalable alternative for bioelectrode fabrication. Thylakoid membranes were immobilized onto the PEDOT-modified LIG surface to enable light-driven electron generation. Electrochemical characterization revealed enhanced redox …