Internati o nal  Journal of P o wer Elect roni cs an Drive  S y ste m  (I JPE D S)  Vol.  4, No. 4, Decem ber  2014, pp. 557~ 566  I S SN : 208 8-8 6 9 4           5 57     Jo urn a l  h o me pa ge : h ttp ://iaesjo u r na l.com/ o n lin e/ind e x.ph p / IJPEDS  Fuzzy Adaptive Cont rol  for Di rect T o rque   in Electric Vehicle      Med j d o ub kh essam,   Abdel d ejb a r Haz z a b,  Bousm a h a  Bouchib a ,   M Bendjim a   F acult of th e s c ienc es  and  te chn o log y , B éch ar U n ivers i t y ,  ALGE RIA      Article Info    A B STRAC Article histo r y:  Received J u 6, 2013  R e vi sed Oct  3,   2 0 1 3   Accepted Oct 15, 2013      This  paper  pres e n ts  a t echniqu e t o  control  the  el e c tri c  veh i cl e (E V) s p eed an d   torque at an y  cur v e.  Our   propulsion  m odel consists of two perman ent magnet  s y nchronous (PMSM)  motors.  The fuzzy  ad aptive PI controller is used to   adjus t  th e diff e r ent s t a t i c  error  cons tants ,  as   per the  s p eed  error.  Th e   suggested based  on the direct tor que  fuzzy   contro l (DTFC). A Mamdani ty p e   fuzzy  dir ect  torq ue controller is  firs t develop e and then rules are modified  using stator  curr ent membership  functi ons. The computations ar ensured  b y   the  ele c troni c d i fferent ial ,   this d r iving pro cess p e rm it to  stee r e ach dr iving   wheels  at an y   cu rve s e parat e l y .M odeling  and simulation ar e carr i ed out using  the Matlab/Sim ulink too l  to  in ves tigate th e performan ce of  th e proposed  sy s t e m .   Keyword:  DTFC   Electric ve hicle   El ect roni c  di f f e rent i a l   Fuzzy a d apti ve  PI  controller    MSA P     Copyright ©  201 4 Institut e  o f   Ad vanced  Engin eer ing and S c i e nce.  All rights re se rve d Co rresp ond i ng  Autho r Med j do ub  kh essam ,     Facu lty of th scien ces an d tech no log y Béchar Unive r sity,  B.P 417  BEC H A R  (08 000 ), ALG E RIA .   Em a il: k h e ssam . med j do ub@h o t m a il.fr       1.   INTRODUCTION   Perm anent  m a gnet   sy nc hr on ous  m o t o rs  (P M S M )  are  wi d e l y  used  i n   hi g h - p er f o rm ance d r i v es  su c h   as i n d u st ri al  r o b o t s  an d m a chi n e t o ol s t h ank s  t o  t h ei kn o w n a d vant ages o f :  hi gh  po we r de nsi t y , hi g h - to rq u e /in ertia ratio , an d free  m a in ten a n ce  [1 ].  In   rece nt  y ears t h DT C  becom e s wi del y  use d  i n  t e rm  of   cont rol .   H o we ver ,  t h e r e i s  a n ot he r ap p r oac h  w h i c has ac h i eved a  si g n i f i c ant  succe ss a n d c oul d be  re fe rre d as  the intelligent base d DTC dri v es. In this case, one  of  the  m o st  successful types of PMSM DTC schemes are  t hose  based  o n  f u zzy  l ogi sy st em . In fact , fuzzy  l o gi c b a sed di re ct  t o r que c ont rol  ( D TFC )  has  bec o m e   com p etitive control technique   to traction m o tor in EV dri v e c o m p ared  t o   vector c ont rol m e thod.Wh ere the  cl assi cal  schem e m i ght  fa i l  t o  operat e  pr o p erl y Fu rt herm ore, wi t h  a wel l  desi gned  DTFC  sc hem e si gni fi ca nt  i m p r o v em ent s  i n  t e rm s of fl u x , t o r q ue ri p p l e s c oul d be at t a i n e d Al so, i t  s h o u l d   be m e nt i oned t h at   for the  DTFC  schem e s whic h are  base on the classical  DTC structure, the inherite d adva ntages  of s u c h   schem e s (qui c k   dy nam i c respo n se ) c oul be m a i n t a i n ed. T he m a i n  goa l  of  usi n g a   DTFC  al go ri t h m  for  PM SM  dri v es  i s  t o  ove rcom e som e  of t h e dra w backs  of  t h e ori g i n al  D T C .  but , t h i s  r e duce s  t o r q ue ri p p l e   g r eatly and the f a st  r e sp on se and   r obu stn e ss m e r its o f  the  classical DTC  In  order to present the  electronic   d i fferen tial syste m  fo r an  electric v e h i cle driv en  b y  t w p e rm anent   m a gnet  sy nc hr on o u s m o t o rs at t ached t o   the rear wheel  using  fuzzy a d aptive c ont rol l er PI wi t h  di r ect  t o rq ue fuzz y  cont r o l ,  di f f e r ent  t e st s have  been   carri ed  o u t :   dri v i n vehi cl o n  st rai ght   r o ad ,  d r i v i n ve hi cl e i n  c u r v e d  r o a d   ri g h t  an d l e ft  [ 10] .   The  pa per is  orga nized as  follows. In secti o n II  is presented ,  m a th e m ati cal m o d e l o f  an  PM SM,   Electric Tractio n System  Ele m en ts Mo deling  is  ou tlin ed in  section   III an d th e electric  d i fferen tial syste m  in  th e VI section. Fin a lly th e propo se fuzzy  adaptive PI c ont roller for  DTFC and PMSM drive in electric  v e h i cle  is p r esen ted  with  simu latio n  resu lts.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 088 -86 94  I J PED S    Vo l.  4 ,   No 4 ,  D ecem b er  2 014  :   55 7 – 566  55 8 2.   PMSM MODEL  AND DTC  FUNDAMENTALS  Fo r th d e sign   p r esen ted  i n  this p a p e r it is con s id er ed t h at the two rea r   wheel s of t h e electric vehicl e   are drive n  PM SM.    2. 1.   Mac h ine Eq u a ti ons   The m a them atical  m odel  of t h e PM SM  in  the  r o tor  re fere nc e fram e  (d q ) i s  gi ven  by   [3 4]   f r q d q s d r q r d s q d w i i L R L w L w L R v v p p * 0 * *                                                                                      (1)   R s : Stator  resista n ce.  L L q d , : d,  q a x es  inductances.  f : Perm an en t mag n e flux  linkag e i d , i q :  S t a t or  cu rr en t .  v d , v q :  Stator  v o ltag e w r :  Ro tor an gu lar  v e lo city.    Tran sf orm i ng ( 1 )  f r om  d- q t o   α - β   co o r di nat e ,   t h e fol l o wi n g  vol t a ge   eq uat i o n (2 a r e gi ve n by :      e i L L w pi L i R v e i L L w pi L i R v q d r d s q d r d s                                                                        (2)     Whe r e and  e  are  phase BEMF  and,     ) (cos ) )( ( ) sin ( ) )( ( r f r q d r q d r f r q d r q d w i i w L L e w i i w L L e p p p p                                                                                   (3)     Whe r v v are   α   axis a n d   β  a x i s  v o l t a ge c o m pone nt s,    i α and i i  are  α  ax is  a n d     β  a x is  cu rr en com pone nt s,  r  is ro tor an gu lar, p  is th d i fferen tial o p e rator(=d /d t).  B a sed  on  ( 2 ) ,  t h e m a t h em at i c al   m odel s   of  P M SM  u nde r t h e st at i onary   ( α , β refe rence  f r a m e s are:    v v L E E L L i i L R L L L w L L L w L R i i d d d d s d q d r d q d r d s dt d dt d 1 1 0 0 1                                                                    (4)     The ge nerat e d  el ect ro m a gneti c t o rque  ( T e ) of   PM SM  can  be ex pressed  i n  t e rm s of st ator  fl u x   linkage and current as:    i i T p e 2 3                                                                                                                               (5)     For a uni fo rm   ai r gap surface -m ount ed PM SM   m o t o r,  L L L s q d , t h e st ate fl ux l i nkage i n   th α - β  fram e  can al so be  gi ve n by :     i R v d i R v d s s dt dt                                                                                                                        (6)     The am pl i t ude  of  t h e st at o r   fl u x  l i n kage  ( )is:  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PED S    I S SN 208 8-8 6 9 4       Fuzzy  Adaptive Control for  Direct Tor q ue  in  Electric Vehicle (Medjdoub k h ess a m)   55 9 2 2 s                                                                                                                                        (7)     The m echani c a l  dy nam i c equa t i on i s   gi ve b y :      w T T dw r L e r f p d t J                                                                                                                    (8)     Whe r T e  is electro m a g n e tic to rq u e , p is po le pairs ,J is th e inertia o f   PMSM , f  is  friction  facto r  an T L is   lo ad  t o rqu e Usi ng ( 2 ) - ( 8 ),  a dy nam i m o d e l  of t h e PM  sy nchr on ous m o t o rs can  be desc ri bed as:       w T T dw i i T v v L E E L L i i L R L R i i r L e r r r f e d d d d s d s J f J p dt p dt d dt d sin cos 2 3 1 1 0 0 1 0 0                                                               (9)     3.   ELECTRIC T R ACTION  SYS TEM ELEMENTS MODELING  Fi gu re 1 re pre s ent s  gene ral  di ag ram   of  a n   el ectric traction system  using an perm anent m a gnet  syn c hr ono us mach in es ( P M S M)  supp lied   b y  vo ltag e  inv e r t er  [6 ].        Figure  1. Electrical traction c h ain    3. 1.   Energy Sourc e       The so urce o f  energy  i s  general l y  a Li t h ium -Ion bat t e ry sy st em . Li t h ium -Ion bat t e ry t echnol ogy   offers  adva nt ag es of speci fi c e n ergy , s p eci fi c powe r , an d l i f e over  ot her t y p e s of rec h argea b l e  bat t e ri es [7-8] .     3. 2.   Inver t er Model  In  th is electric  tractio n  syst e m , we  use an inverter to obt ain three  balanced phases of alternating  current   wi t h  va ri abl e  freque nc y   from  the current battery  [5] .     S S S U v v v c b a dc c b a 2 1 1 1 2 1 1 1 2 3                                                                                                        (10)     3. 3.   Vehicle Dynamics Analysis  B a sed o n   pri n ci pl es of  ve hi cl m echani c s and a e r ody na m i cs [2] ,  t h roa d  l o a d    F res  can be   descri bed  with accuracy via (1).   The powe   P v re qui red to  dri v a ve hicle at  a  v  s p ee has t o   com p ensate the roed loa d  Fw.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 088 -86 94  I J PED S    Vo l.  4 ,   No 4 ,  D ecem b er  2 014  :   55 7 – 566  56 0 F F F F P aero slope roll res v v v                                                                           (11)   F roll :is th e ro llin g  resistan ce.   F slope :is the slope  re sistance.  F aero :is the aerody na m i c drag.    Mg F roll                                                                                                                                                              (12)     ) sin( Mg F slope                                                                                                                                          (13)      2 0 2 1 v A C F v f x aero                                                                                                                (14)        The forces ac ting on the  vehicle are shown  in Figure  2.      Fi gu re  2.  F o rce s  act i n g  o n   ve h i cl     4.   THE   ELECTRIC   DIFFE R E NTIAL   AND   ITS   I M P L EM E N TA T I ON  Figure    illustrates the im plem ented system  (electric and m echan ical com pone nts) i n  the  Matlab  Sim u l i nk en vi r onm ent . The  pr op ose d  c ont r o l  sy st em  pri n ci p l e coul be s u m m a ri zed as fol l o w s :  (2 )  A  cur r en t   loop, ba sed  on fuzzy m ode cont rol, is use d  to cont rol eac h m o tor torque, The s p eed  of each rea r  wheel is   cont rol l e d  usi n g s p ee ds  di ffe r e nce  feed bac k .           Fi gu re  3.  EV  p r o p u l s i o n  an cont rol  sy st em s schem a t i c  di agram       Since the two rear wheels are direc tly d r iven  b y  two  separate  m o to rs, t h e sp eed  of the o u t er  wh eel   will requ ire  b e i n g h i g h e r t h an  th e sp eed of the in n e wh eel   du ri n g   steering  man e u v e rs (and  v i ce-v e rsa) [1 4 ]    In  t h is case  h o wev e r can  be easily  m e t if a po sitio n  en co d e r is u s ed  t o  sense th e angu lar  p o s ition   o f   the steering  wheel. T h e re fe rence s p ee Wre f is the n  s e t by the acce lerator  pe dal command. T h e  actual  refe rence   s p ee d fo r t h e l e ft  dri v Wref – l e f t  and t h e ri ght   dri v W r e f  – r i ght  are t h en  o b t a i n ed  by  adj u st i n th e referen ce sp eed  Wref  u s i n g th o u t p u t  sig n a l fro m  th e p o s ition  en coder.  If t h e v e h i cle is tu rn i n g ri g h t , th left wheel spe e d  is i n crease d  a n d the  right  wheel  spee d rem a ins e qual t o  the  refe re nce s p ee Wre f.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PED S    I S SN 208 8-8 6 9 4       Fuzzy  Adaptive Control for  Direct Tor q ue  in  Electric Vehicle (Medjdoub k h ess a m)   56 1 If th e v e h i cle is tu rn ing  left  th e rig h t  wh eel sp eed is increased a nd the   left wheel speed rem a ins  equal t o  th e re f e rence  spee Wre [9 -1 0] .   M ode rn  cars   can’t   use  p u re  Ac kerm ann- J eant a u d  st eeri n g ,   part l y  bec a use i t  i g no re s im port a nt   d y n a m i c an d  co m p lian t  effects, bu t th princip l e is soun for low sp eed   man e u v e rs  [1 1]. It is illu strat e d  in  Fi gu re 4.                                Fi gu re  4.  D r i v i n g  t r a j ect o r y  m odel       The  differe n ce  betwee n the  a n gula r  s p eeds  of the  wh eel  drives is expressed b y  th e relation:    w L d w w v w w mes mes w tan 2 1                                                                                           (15)     And t h e steeri n g a ngle i ndicat es  the tra j ect ory direction.  ahead straight right turn left turn ... 0 ... 0 ... 0                                                                     (16)              In accordance  with the ab ove desc ribe d equation, Fi gure 5 sh ow the  electric differe ntial syste m   bl oc k di ag ram   as  use d  f o r si m u l a t i ons .         Fi gu re  5.  B l oc di ag ram  sho w   use  of  t h e el ect ro ni c di ffe re nt i a l .       5.   FUZ Z Y  ADA PTIVE PI  C O NTROL  AL G O RITH   The  fuzzy  a d a p t i v e P I  c ont r o l l e rs ha ve bee n  wi del y  ap pl i e d t o  i n d u st ri al   pr ocess .  T h e a ppl i cat i o n o f   th is tech n i qu in  th e sp eed  con t ro l o f  EV is   sh own  in   Fi g u r e  3. The a ppl i c at i on co nt ai ns  t w o st eps t h fi rst  i s   a sim p le PI controller and the second  is fuzzy logic  co n t ro ller. th e fu zz y adaptive control sy ste m  select the  p a ram e ter o f  th e PI co n t ro by th e m a m d an i  ru les. Th is   will b e  produ ce au to m a tic co n t ro l strateg i es for our  syste m .Th e  fu zzy ad ap tive PI  co n t ro ller is illu strated in   Figu re 6(a).  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 088 -86 94  I J PED S    Vo l.  4 ,   No 4 ,  D ecem b er  2 014  :   55 7 – 566  56 2   Fi gu re 6(a ) .   St r u ct u r e of  fuzzy ada p tive PI c o ntroller      The e x pressi on  o f  t h e  PI  i s   gi v e n i n  t h Eq uat i on  ( 1 7 ) .     t i p dt t e t e t x K K 0 ) ( * ) ( * ) (                                            (17)     The m e m b ersh i p  fu nct i o n us ed by  f u zzy  cont rol l e r are defines as  Nega tive large (NL ) , Ne gative   Sm a ll (NS),  n e g a tiv e m e d i u m  (NM ) Zero   (Z), Po sitiv Sm a ll (PS), an d Positiv e Big  (PB).  The c o ntrol rul e s are  fram ed  t o  ac hi eve  t h e  b e st  pe rf orm a nce o f   the fuzzy  cont roller. T h e s e rules a r e   gi ve n i n  t h e  Ta bl e 1  an 2.       Tabl e 1. K p   F u zzy   cont rol  rul e   Tabl e 2. Ki   F u zzy   cont rol  rul e     e( w)       de( w NL  NM  NS  PS  PM  PB  N   L  M  S  M  S   L   Z L  M   M   P L  M   M     e(w)       de( w NL  NM  NS  PS PM  PB  N Z  M   M   Z Z  M   M   P Z  M   M       the  s u rface view of Kp, Ki  a r shown  i n   Figure  6(b), and  6(c), res p ectivel y.            Figure 6(b). Surface view  of Kp  Figure 6(c ) Surface view  of Ki      6.   F U ZZY   DIRECT   TORQ UE   CO NTR O In  th is presen t p a p e r,  We p r esen t DTFC of PMSM d r iv e con t ro lled  b y  fu zzy Ad ap tiv e PI is th e let t er  i s  ge neral l y  ba sed  o n  cl assi ca l  DTC  sc hem e .   A bl oc k di a g ra m  of t h e pr op o s ed d r i v e sche m e  i s  i l l u st rat e d i n  Fi g u re 3 .  I t  coul d be see n   t h at    i t   has   structure   similar to t h e  classi cal  DTC   sche mes,  while   the  hystersis  controllers   a r e re placed   by   a  s i ngl e     fuzzy  c o ntrolle r.   The    fuzzy  c ont roller   is  a    M a m d an i  typ e   with  two    inpu ts  and    on e   ou tpu t Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PED S    I S SN 208 8-8 6 9 4       Fuzzy  Adaptive Control for  Direct Tor q ue  in  Electric Vehicle (Medjdoub k h ess a m)   56 3 It  recei ves   two  i n puts   of  t o rque  e r ror   ( e T ) f l ux   er ro r   ( e )   an d fu zzity  the m   with   ad equ a te    num ber   o f    f u zzy   su bset s.    The n base d   o n   t h e   p r o v i d e d    fuzzy  re asoning   rules,   for  eac  state   of flux    and  t o rque   e r ror   val u es   the  m o st  appropriate   cont ro l sig n a l   is   chosen  u s ed    alon  w ith    stator    f l ux  p o s ition    section   t o   ind e x    grid  of   op ti m u m  vo ltag e   v ectors.  fu zzy l o gic co n t ro ller is  ap p l ed  to th direct  t o r que c ont rol s  [1 1] -[ 12]  so a s  t o   m i nim i zethe t o r q ue ri p p l e  and t o  m a xi m i ze t h e dri v e effi ci ency . T h e   m a jor   pr o b l e m  wi t h  swi t c hi n g  t a bl e base DTC   dri v e i s   hi g h  t o r q ue a n d  cu rr ent  ri ppl es.  T o  i n crease  p r eci si on  o f   trad itio n a l DTC o f  in du ction  m o to r con t ro l  an d  d e creas large torque ri pple, a fuzzy DTC control syste m   along with a  fuzzy adaptive  P I  co nt r o l l e r i s  pr o pose d Fi g u r e 3 s h ows t h cont rol  sc hem e  wi t h  t h fuzzy  l ogi c   co n t ro ller  wh ich  m o d i fies th e DTC b y  in co rpo r ating  fu zzy lo g i c in t o  it.  A  Fu zzy log i c meth od  is u s ed  in  th is  st udy  t o  i m pro v e t h e st ea dy  st at e perf orm a nce of a c o n v e n t i onal  DTC  sy st em .Fi g  6. d s c hem a t i c al l y  sho w s a   direct torque fuzzy cont ro l in which the fuzzy cont rolle rs re place th e flux linka ge and torque  hysteresis   cont rollers .   The s w itching table is the sum e  as the one used  i n  a co nve nt i o nal  DT C  sy st em  [13] . B a si cal l y , a    Fuzzy   controller   is  c o m pose d    of   a  fuzzification  part  a  fuzzy   infere nc e  part   and a defuzzi fi cat i o n  part .     T h e   i n p u t  m e m b e r s h i p    f u n c t i o n s    f o r    t h i s    f u z z y   c o n t r o l l e r   a r e   s h o w n   i n   F i g u r e    4 .    I t   c o u l d    b e  c l e a r l y     seen   th at  to rqu e   erro r  is  fuzzified  in to  fi ve  fu zzy  su b s ets  o f   EZ (zero),  SP  (sm a l l  p o s itiv e),  SN (smal l   n e g a tiv e),  LP  (larg e   p o sitiv e), LN (larg e   neg a tiv e),  MP (mean  p o s itiv e), MN (m ean  n e g a tiv e), in  o r d e r  to    pr o v i d e   a  pr ope r   t o rq ue    cont rol   by    us i n g     ze ro    v o l t a ge vect o r s.    Ad di t i onal l y ,  t h i s   m e t hode  enabl e s     m o re  app r op ri at e  co nt rol  act i ons   t o    be   t a ken   f o r  t h e   s m al l   and  l a r g e  t o r q ue  e r r o r   val u es.  In   t e r m s  o f     flux   erro r,  three  m e m b ersh ip    fun c tion s   o f   EZ  ( zero ) , SP (sm a ll p o s itiv e),   SN (sm a ll  n e g a tiv e),  LP  (larg e   p o s itiv e), LN  (larg e   n e g a tiv e), MP (m ean  p o s itiv e), MN  (m ean  n e g a tiv e), are  em p l o y ed .   Actu ally,  th fu rt he r  s u bset s   f o r    fl u x   e r r o r  i n p u t    w oul  be   exce ssi ve    and  w o ul d a d  t o   t h e   sy st em   com p l e xi t y         Fi gu re 6( d ) . In put    m e m b ershi p   f u nct i ons   f o r (a ) T o rq ue e r ro r,   ( b )  Flu x  e r r o r           Fi gu re 6(e ) .   O u t p ut   m e m b ershi p  f unct i o ns f o r   re fere nce vo l t a ge      As  m e nt i oned   earl i e r,  fo r  a  com p l e t e   fuzzy   cont r o l   schem e  besi des  fuzzy   i n put s   and   out put s ,     a  list  of   fuz z y   rules   is  als o  require d    which   basica lly  relates  each  s e t  of   possible   inputs  state  to  t h e     p r o p e r   o u t p u t .   I n   t h i s   c o n t r o l   s c h e m e ,   a   f u z z y  i n f e r e n c e   s y s t e m   w i t h   f o r t y - n i n e   f u z z y    r u l e s   i s     e m ployed.   In   fact, t h e   number  of   re qui re d   fuz z y  ru les   could   be   eas ily  calculated  from   the  pres ented    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 088 -86 94  I J PED S    Vo l.  4 ,   No 4 ,  D ecem b er  2 014  :   55 7 – 566  56 4 fuzzy  s ubsets   for  each   one   of  the i n puts . A  desira bl e  fuzzy  control   would   be   s e ized  just  with the   conve r ge nce   of  all   possibl   in pu t  states.   Th e  list   o f    p r ov id ed   fu zzy  ru l e s  is  sho w n    i n    Tab l  3.      Tabl 3.  Sh o w s t h e t a bl e p r op ose d  f o r t h e  sel ect i on  of  t h  a ngl e                       P                                               N   T   P Z  P Z    3   0   3   2   2   2   3 2     3 2       Table  4. List  of fuzzy in re ference  rules   e e T   NG  NM   NP  EZ   PP  PM   PG  NG   PG  PM   PS PS PS  PM   PG  NM   PG  PM   PS PS PS  PM   PG  NP  PG  PM  PS  EZ   PS PM   PG  EZ   PG  PM  PS  EZ   PS PM   PG  PP  PG  PM  PS  EZ   PS PM   PG  PM   PG  PM   PS PS PS  PM   PG  PG  PG  PM   PS PS PS  PM   PG      7.   SIMULATION   RESULTS  In  or der t o  c h a r act eri ze t h e d r i v i ng  wh eel  sy st em  behavi o r ,  sim u l a t i ons w e re carri e d  usi ng t h e m odel    o f   Figu r e  3. Th ey show  m o to r  cur r e n t   an d th v a r i atio n of spee d fo ea ch  m o tor. The  follo win g  res u lts  was     si m u lated  in  M A TLAB     7. 1.   Str a igh t  Road                     In  th is step  th e sp eed   o f   th e EV is equ a l 6 0 Km /h . Th e Fig u re 5  sh ows th at th e sp eed  of EV  h a two   ph ases t h first is  b e tween [0   4 ] s th e secon d  i s   bet w ee n [ 4   5] s wi t h  s p ee d e qual   8 0   Km / h .   As we rem a rk the spee d of the tow bac k  wheel s are equal this improve that the electronic   d i fferen tial d o esn work  i n  th is cas e.Whe n  we apply resistive torques a t  3 s  th e figu re sh ows th at the o n l y   chan ge d i s  i n   t h e di rect  t o r q ues, t h e d e vel ope d m o t o r t o rq ue i s   not i c e d . T h e sl ope  e ffect  re sul t s  i n  hi g h   i m p r ov em en t i n  th e electro mag n e tic m o to to rq u e , bo th   on  t h e l e ft  a nd t h e ri ght   of eac h m o t o r. T h e s y st em   b e h a v i or  is  illustrated  b y   Figure 7 ( a), 7 ( b), 7 ( d ) an 7(e). R e sistiv e to rqu e s are  sho w n in   Fig u re  7 ( f) .          Fi gu re 7.   St rai ght  r o ad     0 1 2 3 4 5 0 20 40 60 80 te m p s  [ s ] V R  [K m/h ] F i g .   7a  – R i ght  W h eel  s pee d. 0 1 2 3 4 5 0 20 40 60 80 te m p s  [ s ] V L  [K m/h ] F i g .  7b –  L e f t  W hee l  s p eed 0 1 2 3 4 5 0 50 100 150 te m p s  [ s ] Te R  [N .m] F i g.  7c  –  R i g h t   m o t o r   E l ec t r om agne t i c T o r q ue. 0 1 2 3 4 5 0 50 10 0 15 0 te m p s  [ s ] Te L  [N .m] F i g.  7 d  –  Le f t   m o t o r  E l ec t r om a gnet i c To r q u e . 0 1 2 3 4 5 0 20 40 60 80 te m p s [s] V h  [K m / h ] F i g.  7e    V e hi c l e s p e e d 0 1 2 3 4 5 0 50 10 0 15 0 te m p s  [s ] v ehi c l e r e s i s t ant  t o r q u e  [ N . m ] F i g .   7f  – R es i s t i v e  T orqu es .     0 1 2 3 4 5 0 50 10 0 15 0 te m p s [s] Te R L  [N .m ] F i g .   7 g  –  E l ec t r o m ag ne t i c  T orqu e. -0. 1 -0 . 0 5 0 0. 0 5 0. 1 -0. 1 -0. 05 0 0. 05 0. 1 F l u x  A  [W b ] F l ux  B  [ W b] F i g.  7h -  F l ux Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PED S    I S SN 208 8-8 6 9 4       Fuzzy  Adaptive Control for  Direct Tor q ue  in  Electric Vehicle (Medjdoub k h ess a m)   56 5 7. 2.   Cur v ed Road on the Ri ght  at  Spe ed of  60km/h  Th e v e h i cle is d r iv i n g   o n  a  cu rv ed  ro ad  on  th e righ t side with  6 0 k m /h . In  th is case  th e d r i v ing   wheel s  f o l l o w   di ffe re nt  pat h s,  an d t h ey  t u r n  i n  t h e  sam e  di re ct i on  but   wi t h   di ffe re nt  spee d s   At tim e equal 4s  (st r aight road)  we c h a n ge t h s p ee to  80Km /h. In t h is step the electronic   di ffe re nt i a l  change t h e spee of t h e t w o m o t o by  decrea sing t h e spee d of the drivin wheel on the ri ght side,  and  i n c r ease t h e spee of  t h e l e ft  w h eel . T h e   beha vi o r   of  t h e s e spee ds  i s  gi ven  by   Fi g u re   8(a ) 8 ( b )  a n d   8(c ) .   On ce th is  sp eed  stab ilizes, th e t o rq u e  ret u rn s to its in itial v a lu e wh ich  co rresp ond s to  t h e to tal   resi st i v e t o rq ue  ap pl i e on  t h e  m o t o r w h eel s;  t h beha vi o r  i s  sh ow n i n  Fi g u r 8( f).           Figu re 8.   Cu rv ed roa d  o n   the  rig h     8.   CO NCL USI O N   O u r  stud y is d e p e nd   o n  t h e speed  con t ro l of  th e EV  th rou gh  lef t  o r  r i gh t ro ad. Th is p a p e r  pr opo sed   Ada p t i v Fuz z y  Logi bas e d S p ee d C o nt r o l  O f  PM S M . The  p r o p o se d co nt r o l   m e t hod c o nsi d ers  t h e   di st ur ba nce i n put s  re prese n t i n g  t h sy st em  n onl i n ea ri t y  or  t h u n m odel l e d u n cert a i n t y  t o   gua ra nt ee t h e   ro b u st ness  u n d e r m o t o r para m e t e r and l o a d  t o r q ue va ri at i ons . Si m u l a t i on a n d ex peri m e nt al  resul t s  cl earl y   dem onst r at ed t h at  t h e pr o pos ed co nt r o l  sy st em  can not  on ly at ten u a te  th e ch attering  to  th e ex ten t  of o t h e cont rol  m e t hod s (e. g . ,  P I  c o nt r o l ,   fuzzy  c o nt r o l ,  et c. but  ca n al s o   gi ve a  b e t t e r t r ansi e n t   per f o r m a nce.      REFERE NC ES   [1]   AT lemcan i, O  Bouchhida, K B e nmans our, D B oudana, MS Boucherit. Direct  Torque  Con t rol Strat eg y   (DT  C )   Based on Fuzzy Logic Controller for  a Perm an ent Magn et S y n c hronous Machine Drive.  Journ a l of  Elect rical  Engineering &   echno logy . 200 9; 4(1): 66~78.  [2]   Ali Arif, Achou r Betka, Abderezak Guett af . I m provement  t he DTC S y st  em for Elect r i c V e hicles Induct ion   Motors.   serbian Journal  Of El ect  Ri cal  Engin eer i ng.  2010; 7(2): 1 49- 165.  [3]   P Pragasen, R   Krishnan. Modeling, Simu lat io n,  andAnaly s i s of  Permanent  M a gnet s Motor  Drives, Part I:  The  Permanent Magnets S y nchronou s Mot or  Drive.  IEEE Transact ion s on  Industry  Applicat ions . 1 989; 25(2): 265- 273.  [4]   MA Rahman, R  Qin. A perman ent magnet h y s t  eresis  h y b r id s y n c hronous motor  for electr i c vehicles.  IE EE T  ran s Ind. Electron . 19 97; 44(1): 46- 53 [5]   A Nasri, A Hazzab, IK Bousserhane, S Hadjer i, P Sicard.  T wo W h eel Speed Robust Sliding Mode Cont rol For  Ele c tri c  Veh i cl Drive.  S e rbian  Journal of  Elect rical Engin eering .  2008; 5(2):199-  216.  [6]   H Yoichi, T Yasushi, T Yoshim asa. Tra c t ion Co ntrol of El ec t  ric Ve hi c l e:  Ba si c    E xpe riment  al R e sult s using the  Test  EV. UOT  E l ec t ri c m a r c h.   I EEE. Transactio ns on I ndustry Applicat  ions . 199 8; 34(5): 1131   –  1138.  [7]   M Young. Th Technical Writ  er 's Handbook. Mill Valley , CA:  U n iversit  y  Science, 1989 [8]   H Il Song  Kim  A. Non Linear St ate of Charg e  Es t i- mator for Hy brid Electric Vehicle Batt er y .  I EEE T r ansactio ns 2008; 23(4): 202 7-2034.  [9]   S Kandler, CY Wang. Power and t hermal  char a c t eri z a tion of Li thium  -Ion batter y  pa ck for h y b r i d  elec tri c  vehi cl es ,   Elservier,  Power  Sources . 2006;  160: 662- 673 [10]   RE Coly er et al.  Comparison of st eering geo m etries for mult  i-wheeled vehicles by  modelling and simulation.   Proceedings of  I EEE  CDC' 98 . 19 98; 3:  3131-313 3.  [11]   Kada HARTANI,  Mohamed BO URAHLA,  Yahia MILOUD,   Mohamed SEKOUR.  Electroni Different ial wit h  Direct Torqu e  Fuzzy  Con t rol for  Vehicle Propulsion Sy stem.  urk J Elec Eng  &   C o mp  Sci . 2009; 17(1): T ¨   U B ˙   ITAK doi:10.39 06/elk-  0801-1.  0 1 2 3 4 5 0 20 40 60 80 te m p s [s] V L  [K m / h ] F i g.  8 a  – l e f t   W h eel  s peed. 0 1 2 3 4 5 0 20 40 60 80 te m p s  [s ] V R  [K m / h ] F i g.  8b –  R i ght  W heel  s p e ed. 0 1 2 3 4 5 0 20 40 60 80 te m p s [s] Te L  [N .m ] F i g .  8c  –  Lef t  m o t o r  E l ec t r om agne t i c T o r que. 0 1 2 3 4 5 0 20 40 60 80 te m p s  [s ] Te R  [N .m ] F i g.  8d  – R i ght  m o t o r  E l ec t r om agn et i c T o r q ue. 0 1 2 3 4 5 0 20 40 60 80 t e m p s[ s] V h  [K m / h ] F i g.  8e – V ehi c l e s peed i n  r i ght   t u r n  i n cu r v e d  w a y.     0 1 2 3 4 5 0 20 40 60 80 te m p s  [s ] v ehi c l e r e s i s t ant  t o r que  [ N . m ] F i g.  8f  – R e s i s t i v e T o r ques  i n  r i ght  t u r n i n  cu r v e d  w a y.     0 1 2 3 4 5 0 20 40 60 80 te m p s  [s ] Te R   L  [N .m ] F i g. 8g -   E l ec t r om agnet i c T o rque     -0. 1 -0 . 0 5 0 0. 05 0. 1 -0 . 1 -0 . 0 5 0 0. 05 0. 1 F l ux  A  [ W b] F l ux  B  [ W b] F i g. 8h -   F l ux     VL VR VH aer o t o r que s l op t o r que ti r e  to r q u e to ta l  t o r q u e Te R Te L Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 088 -86 94  I J PED S    Vo l.  4 ,   No 4 ,  D ecem b er  2 014  :   55 7 – 566  56 6 [12]   Cao, Xianq i ng,  Zang, Chunhu a, Fan,  Lip i ng. Direct  Torque Con t rolled  Drive for  Permanent Mag n et S y n c hronou s   Mot or Based o n  Neural  Net w o rks and Mult i  Fuzz y  Con t  roll ers . IEEE Int  ernat ional Conference on  Robot ics   andBiomimetics . ROBIO ’06. PD CA12-70 data sh eet. Opt o Spee d  SA, Mezzovico , Swit zerland. 20 06; 197-201.  [13]   M Vasudevan,  R Arumugam.  New direct  torque contro l  s c heme   of indu ction  mot o r  for  el ectr i v e hic l es . 5 th  Asian   Control Conf erence. 2004; 2: 13 77-1383.  [14]   Ali Jafari an Abianeh  and Hew Wooi Ping.  Simulation Studies of Optimized  Classic a l Direc t  Torque  Fuzzy  Controlled Drive  for Permanen t  Magnet Synchr onous Motor.  2n d Int ernat ional  Conference on Indust rial Mechat  ronics and  Auto mation.   978- 1 -   4244-7656- 5/10 /$26.00 ©2010  I EEE.  [15]   A Haddoun, ME H Benbouzid, D Diallo, R  Abdessem e d, J  Ghouili, K Srairi . Slid ing Mode Contro l of EV Electric  Different ial  Syst em author manu script pub lished  in ICEM’06, chaina greece. 2006; 00527546, version2- 11-2010   [16]   R Arulmozhiy al, K Baskaran . I m plementation  of a Fuzzy   PI  Controller  for Speed Contro l of  Induction Motors   Using FPGA.   Journal  of Power Electronics.  201 0; 10: 65-71.  [17]   D Zhang , et al .   Common  Mode  Circulating Curr ent Control of I n terl eaved  Three - P h as e Two-Lev e l Voltag e -S ource   Converters with   Discontinuous Space-Ve ctor Mo dulation .   I E EE  E n ergy Conversio n  Congress and Exposition .  2009 1-6 :  3906-3912.  [18]   Z Yinhai , et  al.   A Novel SVPW M Modulation S c heme.  Appl ied  Power Electron i cs Conference and Exposition, 2 009.   APEC. Twenty - F ourth A nnual I EEE. 2009: 128- 131.      BIOGRAP HI ES OF  AUTH ORS       M e djdoub  K h e ssam  was born in 1984 at Naama-Algeri a he’s receiv e d the electrical  engineering d i ploma from Bechar University , A l geria in 2009 , and the Master d e gree from the  University  Sid i  bel  abbes Alge ria in 2011. He’s currently  prep ar ing his Ph.d. degree in electr ic  vehicles s y s t em  control.                 H a zzab A bde ld je bar   receiv e d the state eng i neer degree  in  electrical eng i neer ing  in 1995 from  the University  o f  Sciences and Technolog y  of  Oran (USTO), Alg e ria th e M.Sc. degree from the  Electrical Engin eering Institute   of the USTO in  1999, and  the P h .D. degr ee fro m the Electr i cal  Engineering Institute of th e USTO in 2006. H e  is   curren t ly  prof essor of electr i cal  engineering  at  Univers i t y  of B echar , Bech ar,  Algeria ,  where  he  is  Director  of the Res earch  Laborator y of  Control Anal ys i s  and Optim izat ion of the  El ec tro-Energ e ti c S y s t em s .  His  res earch  int e res t s   includ e power elec troni cs, e l ec tric driv es  control ,  and a r tifi c ia l inte llig ence and  thei r   applications.          Bouc hiba Bou s maha  was bor n in 1977 at  Bechar-Alg eri a , he’s received  the elec tri c a l   engineering d i ploma from Bechar University ,-Algeria in  1999, an d the Master  deg r ee  from the Univ er sity  Alex andria  Eg y p in 2006  and the Ph.D. deg r ee  f r om the Electrical  Engineering I n stitute of  the SDB in 2011. Curren t l y , h e   is an  assist ant prof essor at   Bechar   Univers i t y .  wher e he  is  m e m b er  of the  Re search   Laborator y  of  C ontrol Analy s is  and  Optim izatio n of   the  Ele c tro- Ener geti c S y s t em s .  H i s  res ear ch  inte re s t s  includ e powe r  el ect ronics ,   ele c tri c  dr ives   c ontrol,  and  art i fi cia l  in tel ligen ce   and th eir  appl ic a tions .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.