Int ern at i onal  Journ al of  P ower E le ctr on i cs a n Drive  S yste m s   ( IJ PEDS )   Vo l.   12 ,  No.   2 Jun  2021 ,  pp.  118 7 ~ 119 5   IS S N:  20 88 - 8694 DOI: 10 .11 591/ ij peds . v12.i 2 . pp 118 7 - 119 5          1187       Journ al h om e page http: // ij pe ds .i aescore.c om   Powe r mana ge m ent str ate gy base d sug eno fuzzy l og i c rules i an ele ctric wheel chair       Chak ar Abde sel em 1 , Abdel kha le k  O th m ane 2 , Gasb aoui  Br ah im 3 , So u meur  Moham med Am ine 4   Hafsi Ou ssam a 5 , Har tani M ohammed  A m ine 6   1 - 5 Smart   Grids  a nd  Rene wab le En erg ie La bor at o ry  SG RE,   Univ e rsity  of Tahr M oham ed ,   B ec har ,   Alger i a   6 La bora tory  of   d ura ble de v el opm ent   and inform a t ic s L DD I, Unive rsity  of  Ahm ed Draia ,   Adrar ,   Al ger ia       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   Dec   24 , 20 20   Re vised  Feb   15 2021   Accepte M ar   13 , 20 2 1       Pow er  ma nag ement  in   mu lt i - po wer  supply  e le c t ric a sys te ms  to  ma nag th e   gene ra sys te beha vior  is  esse nti al  to  i mprove  aut onomy  and  eff icienc y .   In   thi pape r ,   pro posed  fuz zy - log i power  ma n ageme nt - b ase d   suge no  rule   is   appl i ed  in  hyb rid  PV /ba ttery  e le c tri wh ee l chair  to  a meliorate   the   ba tt ery   li fe  cyc l and   th over a ll   aut ono my.   Besid es,   th e   inc re me nt   cond uct an ce   INC   MP PT  is  used  to  m axi m iz e   PV power.   Th e l ec tr ic   wh ee l cha i r's  gene ra l   top ology  co mpris es  photovol taic  ene rgy  r esourc es   as  the   ma i source   and  the   bat t ery   en erg storage   sys tem  d evi c as  th au xil ia ry   source .   Thi hybrid   power  sourc e   sys te suppl ied  th e   elec tri c   whee lc h ai r   co m posed  two   per ma n ent  m a gnet  DC  mo tors  con trol l ed   by   a   PI   con trol l er.  MA TL AB/S im uli nk  progr am   i used  to  im pl em en th ov er al l   cont ro l   sche me.  The   si mul ation  r esult s   that  wer obt ained   and   th de t ai l ed  study   dem onstra te   the  fea sibi li ty   and   p erf orma n ce of th is i nt el l ige nt   stra te gy.   Ke yw or d s :   D C - D C   c on vert er   Ele ct rical   w he el chair    Fu zz l ogic   c ontr oller   Power  m a nag e ment   PV s ys te m     This   is an  open   acc ess arti cl e   un der  the  CC  BY - SA   l ic ense .     Corres pond in Aut h or :   Chaka Abdese le m   Lab or at or y of   Smart  Gr i ds  a nd Re new a ble E nergies S GRE - L   Ele ct rical  En gi neer i ng D e par t ment   Tahr Mo hame d Un i ver sit   The  i nd e pe nd e nce street,  PB  417  Be c har,  Alger ia   Emai l:   chak a r.a bd e sel em@ un iv - bech a r.dz       1.   INTROD U CTION     Since  it incep ti on el ect ric  wh eel c hairs  [1]  ha ve  ma de  a   sign ific a nt  impro veme nt  in  the  li ves  of   per s on  hav e  a  disabili ty  beca us e it  g a ve  t he m the free dom  to m ov e  on t he ir own wit ho ut  relyin g o ot he rs  [ 2],  the  wh eel c hair   co ntr ol  s ys te incl ud e t wo  el ect rics  mo to r s   ass ociat ed  with  dr i ve   el ect ronics  us e in   powe rin el ect ric  wh e el chairs The  wh eel c ha ir  can  use   an mo to te ch no l ogy  s uch   a pe rma nen ma gn et   DC  mo to rs   or  br ushle ss  DC   m otors.   I nput,   s uc as  a   jo ys ti ck   or  Ca mera   us ed   as   a   us e r   [ 3 ] [ 4],   jo ys ti ck   pe rmits  the en t ry of c omman ds co ntr olli ng  t he  s pee a nd d i recti on of the  elec tric   wh eel c hair.     With   the   pr ogress  of  ti me,   t he  ha nd ic a pp e perso sta rts   to   co mp la in   a bout  t he  li mit e batte ries.   This  la st,   ta ke a   lo ng  ti me  to  c harge   in   f ur t her  it   ta kes   le ss  ti me  t o   di scharge   with   no  c ha rg i ng  places  in   ro a ds ,   a nd  this   is  w hat  prom pted   ma ny  res earche rs   to   fi nd  ne wa ys  to  fee mo t or s ,   w hethe r   de ve lop in batte ries  in  te r ms  of  aut onom an perf or m ance  [ 5]  or  te r ms  of  cy cl li fe  [5].   In   oth e words,  oth e rs  decide to  fin oth er  s ources  to  sup port  the  batte r y,  su c as  integ r at ing   s olar  pa ne ls  [2],   [ 7],  [ 8]   or   i ntegr at i ng   fu el   cel l [8 ] - [ 10]  to supp or t t he batt ery  a nd  giv di sabled pe op le   more f ree dom  of m ov e ment.   In   t his  pa pe r,   we  inte gr at so la pa nel  with  ke epi ng   t he  batte ry   t fee two  wh e el chai m otors,  a nd   because   t he   m otor  is   no t   of   the   sam t ype,  we   co nnect ed  both   gen e r at or s   via   DC - DC  boos t   c onver te r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele D ri   S ys t,   V ol 12 , N o.   2 J une  2021   :   118 7     119 5   1188   con t ro ll ed  by  I NC  MPPT f or  o ptim um   e xplo it at ion   [11 ],  [ 12] Th batte r is  connecte to  a b idirect io na DC - DC c onve rte f or co ntr olli ng  chargin a nd  di schargin g usin PI co ntr oller.   The  desire goal    is  to  pr otect   the  batte ry   a ga inst  w orkin in  dee of  disc harge  a nd  sta te   of  cha r ge   maximal  under  al the  movin phases  of  the   wh eel c hair w adopted  po wer   mana geme nt  strat eg ba s ed  on   su ge no  fu zz log ic s t hat  the  in pu of  the  f uzz lo gic   co ntro is   sta te   of   c ha rg e   of  the  batte r a nd  th e   diff e re nt  po we bet wee the   PV a nd  the   powe require by  tw whee lc hair  m otors.   Simult ane ous ly,  the   ou t pu ts  are  t he or ders  directed  to  eac h of t he dri ve  el ect r on i cs ele ments  f or the c hair, t he PV,  and t he ba tt ery   This  pap e is  div ide i nto   fi ve  sect io ns .   T he  fi rst  sect io giv es  a   bri ef   desc riptio of  the  el ect ric   wh eel c hair  a nd  s upplies  po wer  syst em,  t he   seco nd  sect i on  m odel ing,  and  siz in of  the  global  s ys t em,  t he  method ology   of  powe ma na geme nt  an ho to  us ed  s ug eno   fu z zy  lo gi con t ro ll er  is  ou tl ine in  the   third  sect ion t he  f ourt sect ion   gi ves  the  r esults  and   discu ssio ns  of   our  w ork In   the  e nd,  s ome   of   our  c oncl us io ns   are  dr a wn in t he  f inal sec ti on.       2.   EL ECTRICA L WHEE LC HAIR  DES C RIPTIO N   The   w heelchai ge ner al   co nf i gurati on  c onsis ts  of  t wo  in de pe nd e nt  DC   pa r ament  ma gn et i m otors  t ens ur e   the   dri ving  of  w heels,  s pee d,  an ste ering  a ng le   are   c on tr olle us i ng  a el e ct ronic  diff e re ntial   to  cal culat the  s peed  f or  eac wh eel   an re gula te   it   with   P c on t ro l   m otor  has   DC - D buck   c onve r te r.   T he   pro pu lsi on   s ys te s upplied   by  t he  PV s ys te m,  a t he  pr im ary  s ource   the   photov oltai pa nel  c onnecte to   DC   bu volt age  via   DC - DC  boost   conver te r   co ntr olled  by  the   increme nt  co nducta nce  ma xi mu powe tr ackin (MPPT a nd  the  sec onda ry  s ource  is  t he  ba tt ery   sto ra ge  c onnected   to   th DC  bus  vo lt age  via  DC - DC  bi - directi onal   buc k - boos c onve r te [2 ] ,   [ 13 ].   T his  hybri e ne r gy   s ource  is  m anag e by   pr opos e f uzz y - l og ic  powe ma nag e ment b a sed  s u ge no  ru le s, des cribe in Fi gur e 1 Ta ble s   a nd   s how  the  wh eel c hair  m odel  an par a mete rs  t hat w e re  us ed .           Figure  1.  T he   pro po se s ys te m   of t he  w heel chair   a nd  powe s ources  (PV - B at te ry )   with  power m an a gem ent       3.   MO DELL IN G OF  EL ECT RI C AL  WHE EL CHA I R W ITH PO WER  SU PLL Y  GE NER ATO R   3.1.   El ectric al whe el chair m od el   The   po wer  of   an  el ect ric   w he el chair  de pends  on  t he   ty pe  of  batte ry ,   th ov e rall   wh eel c hair   wei gh t,   the  te r rai n,  a nd  t he  ef fici enc of  t he  c ontr ol  s ys te m.   Ba t te ries  are   rated  hourl am pe re  [14 ].  Th c urren t   determi nes  t he   total   dista nce  of  the   el ect ric  wh eel c hair,  w hi le   the  am ount  of  cu rr e nt  a bso rb e is   relat ed   to  the   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       Power  m anage men strategy   ba s ed  suge no fuzzy l og ic   ru le s   … ( C ha k ar   A bd e sel em )   1189   tor qu a ppli ed  to  the  wh eel c ha ir  mo t or s Ac cordin to   Fig ur 2,   t he  mec han ic al   m od u l of   t he  wh eel chair  is   base d on the  forces  of op po sit ion  acti ng  agai ns t i t,  Wh e re t he  total   resist iv e   tor que is  giv e n by .   The     tor que  ro l li ng   resist ance  is def i ned by .      =   (   ) .   (1)     The  ae rod yn a mic d rag f or ce       is gi ven as .       = 1 2  2   (2)     The  cl im bing  f or ce  of the  h il .   =   ( ) .   (3)   The fo rce as soc ia te with  the     acce le rati on is .      =    (4)     Total  torq ue  T   cal culat e as  foll ow s  in  el ec tric  cars   [15 ] [ 16]     = 1 2  2 +   (   ) . + ±   ( ) . +   (5)       The w heelchai m otor  us e m od el   pa rameter s ar e il lustrate at   the  fo ll owin g   Ta ble   1,  a nd  in the T able  par a mete r of  th el ect rical  w he el chair   us e i this  work .       Table   1 T he   pa rameter  of  permane nt ma gnet     Mod el nu m b er   Op eration  vo ltag e(v)   Ou tp u p o wer( w)   No - lo ad  ou tp u t sp e ed  ( rpm )   No - lo ad  curre n t(a )   dg - 168a   24   150   135   <=4 ,5         Figure  2.  F or ce s ex e rted o th e ele ct ric w hee lc hair       Table  2 T he   pa rameter  of ele ct rical  w heelc ha ir   Sy m b o le un it     (Kg)     (S 2 /M 2 )      (Kg. M 3 )     (M 2 )     (M )       (M /s 2 )   Valu es   150   0 .01 3   1 .10 9   0 .7   0 .16   0 .31   9 .8         W he re    (kg is  total   mass,    is  ti re  ro ll in resist ance  c oeffici ent  (s 2/m2)    is  mass  de nsi ty  of  ai r   (kg/m 3)   is  fron ta s urface  a rea  of  t he  wh e el chair(m2 ) ,     is  w heel  ra diu s (m),    is  aer odyn a mic  dr a coeffic ie nt a nd    ( m/s2 is acc e le rati on   due to   gr a vity.     3.2.   The  p h oto vo l t aic m od ule   An  e qu al   with   series  a nd  par a ll el   resist or s a i deal  c urren t   so urce   can   be  dev el op e d.  ma be   us e t ref le ct   a   ph otovo lt ai s ource.   [ 17],  w hic directl c onve rt  su nli gh i nto  el ect rici ty  [ 18],  t he  outp ut  c urr ent  of  the  PV descr i be in   ( 6),  t he  PV m odule  out   put  us ed   in   the   Table  w her e   tow  pa nel  a re   instqll ed   par al l el   [ 19 ] [ 20]     I pv =   ( I pv , N + K I . T ) . G G n   (6)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele D ri   S ys t,   V ol 12 , N o.   2 J une  2021   :   118 7     119 5   1190   Table   3.   T he   PV m odule  data - sh eet       Nam e   M P p o wer   (Pm p p )   MPP vo ltag ( V mp)   MPP  cu r rent ( I m p )   Op en  cir cu it  v o ltag e ( Vo c)   Sh o rt  circuit  cu rr en t ( Isc)   Ds - 100m   100  W   18 V   5 .55   A   2 1 .24   V   6 .4   A       3.3.   B attery  model   Be cause  of   it long  li fe,  li thiu m - io batte ries  have  de velo pe int an  i deal  powe sou rce  f or   st or i ng   ren e wa ble  e ne rgy.  a   hi gh  le ve of   protect io an l ow  c os [21 ].  T he   batte ry  par a me tr s   us e sho wn  in   the   Table  4.   T he  c hargin sce na rio's batt ery te r minal v oltage   con ce r ning ti m e is gi ven in  t he   ( 7)   [2 2 ] [ 23] .     V bc ( t c ) = ( ( Q C + I C × R 2 ) × exp ( t c R 2 × C 1 ) ) + V 0 ( ( I C ( R 1 + R 2 ) ) )   ( 7 )     Simi la rly,   f or  a  d isc hargin sc enar i o,  t he batt ery te rmina l v ol ta ge  is gi ven in  (8).     V bd ( t d ) = ( ( Q C + I d × R 2 ) × exp ( t d R 2 × C 1 ) ) + V 0 ( ( I d ( R 1 + R 2 ) ) )   ( 8 )       Table   4 .   Para m et er  of li - io n b at te ry   Typ e   n o m in al vo ltag e ( v )   n o m in al capacity  ( A h)   lead - acid   12   28       3.   POWER   M A NAGEME NT  STRA TE G Y   The  powe ma nag e ment   syst em  will   help  wh eel c hairs   re act   more  dyna mica ll y ,   a nd  a meli or at th ei r   performa nce  a nd  aut onomy  without  lo sin sigh of  the   main  go al   t hat  imp roves  t he  batte ry  li fe  cy cl and   util iz ing   s olar   powe [2 4 ] Th eref or e i t his  w ork,  a   pr opose f uzzy - lo gi po wer  ma na geme nt  base su ge no  ru le a re  a pp li ed T he  powe r   mana geme nt  op e rati on  the ory  is  base on  num ber   of  r ules  that  are   de sign e us i ng  var i ous  c onditi ons  s uch  as  batte r sta te   of  c harge  (SO C),  powe loa dema nd  from   wh eel c hair  mot or s,   and  so la pa ne power T hese   co nd it io ns   paramet ers  a re  uti li zed  to  bu il mana geme nt  r ules  ba sed  on  s ug en fu zz lo gic  to   so lve   s ys te m   be hav i or.  T he   ba sic   idea   of  t his  strat e gy  that   movin i dif f eren t   sta te in   each   sta te   makes  de ci sion s.  All  th ese  modes  a re   bu il t - in  face  membe rs hip 's  fu zz lo gic  r ul es,  w her e   the  ou t pu t   decisi ons  of thi s ma nag e ment  are  order s  to  c om ma nd  DC - DC c onver te rs.   The  f ollo wing   flo w cha rt  F igure  desc ri bes  the  pro posed  gen e ral  s ys te power   mana geme nt   strat egy,  wh ic ai ms  to  c on t rol   the  batte r w hen  it   charges  or   disc harges  [ 25] The  most   importa nt  t hing  is  to   protect   the  bat te ry   in  c riti cal  conditi on a nd  us t he  so la pa nel's  ma ximu powe r,   wh e re  the re  ar four   modes t s up e r vise the  syst em  b e hav i or.           Figure   3:   T he  pro po se mana geme nt strate gy  flo wch a rt       The  strat eg il lustrate S ug e no  f uzz l og ic   co ntr oller   was   us e to   inc orporate  t he  pr e vious  pa rt.  fu zz l og ic   c ontr oller  relat es   the  c on t ro ll er   outp uts  to   in pu ts   us i ng  li st  of  if - t hen   [2 6 ]   see   Ta ble  5.   The   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       Power  m anage men strategy   ba s ed  suge no fuzzy l og ic   ru le s   … ( C ha k ar   A bd e sel em )   1191   adject ives  t hat  char act e rize  re gions   of   the   in pu t   va riable   ar re ferre t i the   if - pa rt  of  t he  r ul es.   The   de gr ee   to  w hic give i nput  value   belo ngs  to   thes re gions  is   de fine by  the   de gr ee   of  mem be rsh i p The   the pa rt   of the  ru le s  of  suge n o   f uzzy log ic  c ontr oller r e fers t o val ue s of the  outp ut   v aria ble   on  or  off .   The   subsets   f uz zy  mem bersh ip  was   note as  f ollo ws Se the   F i gure  4   m em be rsh i f un ct io ns  of   input  a nd  outp ut ,   i)   S OC  mi n :   SO C   le ss   the 30% m oy:  S OC  betwee 30%  a nd  90% max SO C   un de the 90% ,   ii p= P pv - P load   ni n e ga ti ve nu l l P pv = P load po p os it ive a nd  ii i)   K i   hig t :   ou t pu t= 1;  lo w:  outp ut=0 T he   impleme ntati on   of  this  ma na geme nt  strat eg in  M A TLAB /Si mu li nk   fact  by   dc  c onve rter  co ntr ol  w here  K1   i s   the  s witc for  con t ro t he  PV pan el ,   K 21,   K 22  are   cha r ged  an discha r ge batte ry  a nd  K3  f or  mo t ors  loa dema nd contr ol .         (a)     (b)       (c)         Figure  4 I nput  and  ou t pu me mb e rsh i p funct ion s ,   (a 'S oc' ;   (b)  ' dp ' ;   (c) 'K 1, K 21, K 22, K 3       T able  5 .   The  r ules  base  of  f uz zy  c on t ro ll er   p   So c   Ni   Nu l   Po   Min   K1 =1   K2 1 =0   K1 =1   K2 1 =0   K1 =1   K2 1 =1   K2 2 =0   K3 =1   K2 2 =0   K3 =1   K2 2 =0   K3 =1   Moy   K1 =1   K2 1 =0   K1 =1   K2 1 =0   K1 =1   K2 1 =1   K2 2 =1   K3 =1   K2 2 =0   K3 =1   K2 2 =0   K3 =1   Max   K1 =1   K2 1 =0   K1 =1   K2 1 =0   K1 =0   K2 1 =0   K2 2 =1   K3 =1   K2 2 =0   K3 =1   K2 2 =1   K3 =1       4.   RESU LT S  AND DI SCUS S ION   Simulat in the   model  was  ac hieve usi ng  the  MAT LAB  Simuli nk  pr ogram  in  t his  sec ti on a nd   t he   ob ta ine fin di ng s   are   prese nt ed  an disc usse i or der   t c heck  the  se rv ic ea bili ty  an performa nce   of  the  pro po se meth od.  durin ti me,  sim ulati on  of  24s.  The   s o la ir rad ia nce   an te mp e rat ur f or   t he  PV wer e   simulat ed wit h a co ns ta nt tem per at ur unde r STC  25°  and a   sp eci fied  irra di ance  prof il e.   The   w heelchai has   bee de s ign e t be   in dicat ive  of  re a dyna mic  wor king  c onditi on s,  with  t he  wh eel c hair   tra veling  on  strai gh t   r oads  with   maxim um  s peed  of  km / a nd  a   mi nim um  sp ee of  1.5km/ h,  movin on  slop [16:1 7.5 (s an c urv ed  r oa [ 21 22.5]  (s ),   w hich  is  de fine by   dif fer e nt  c on sta nt  [0.5 : 2.5]   (s ),   a ccel erati ng   [ 0:5 ]   (s ),   a nd  br a king  ti me  i nter vals  [ 2.5:  3.5]  s.  F or  the   batt ery  S OC,  we  i mpose   that  the   batte r is   one   un der  30%   [ 6:7.5 ( s)  a nd  a bove   90%  [ 11 : 12.5]  ( s)  t asce rtai the  s ys te m   be h avio r.   Th us , Fi gure  5  is   disp la ying th e ref e re nce a nd mo t or sp ee ds  durin t he dom est ic  cy cl e sim ulati on .   The wheelc hai r's  s peed is ap pro ximate ly e qu al  to  it s r efe re nc e v al ue , whic is cal culat e d as t he  mea value  of   the  t w w heal's  sp e e ds as  s how in  Fig u re  5.   We 've  noti ced  that   var ia ti ons  in  t he  de gr e of  fe edin hav no  ef fect  on   t he  w heelc hair's  s pee d,   a nd   t hat  the  pre sence  or   a bs e nc of   s un  irra di ance  [ 0 - 1.5]   ( s)   an the  batte r sta te   of   c harge  as  in  the  inter val  [6 - 7.5 ( s),   [ 11,  12. 5]   (s)   has  no   e ff e ct   on  th wh eel c hair's  sp ee d.   Durin the   int erv al   [ 16 - 17.5]   (s ),  the   wh eel 's  s peed  was   ke pt  c onsta nt  at   3km/ des pite  the   inc rease   of  t he   ro a slo pe  a ng le   al ph a.  i ad diti on bet wee [ 21 - 22.5]  ( s) we  no ti ce  di ff ere nce  betw een  the  s pee ds  of   t he  two wh eel due to the  r ole o f t he  dif fer e ntial  elec tron ic 's rol e at t he  corners, w hich  ke ep  th e sp eed sta ble.  pi   con t ro ll er  regu la te the  sp ee error   betwe en  the  re fer e nce  va lue  of  the  el e ct rical   def e ren t ia and   the   ope rati ng  sp ee ds   of  eac w heel   to   obta in  t he   re fer e nce   cu rr e nt   val ue,  wh ic is   the r egu la te by  a   s econd   pi   c on t r oller   to pr oduce s uff ic ie nt PWM  si gn al s  to  eac h wh eel   mo t or 's   DC - DC buc c onve rter.   As  sho wn   i this  sect ion,  th power   balan ce  evaluati on  of   P V/loa d/b at te ry   of  the  whole  sy ste i s   pr ese nte i t he   Fi gure   6.  Th c hange   in   ba tt ery   powe r   P ba is  deter mine by   the   am ou nt  of   e nerg supp li ed   by   t he  so la pa nel  an the  a moun of   e nergy   require by  the  load  wh e the  batte ry   s ys te is  disc ha rg e d.   Wh e P PV >   Pload,  the  PV pan el s uppl no on l the  l oa but  al so   t he  ex cess  power   pro du ce by   t he   PV pan el s , whi ch  is  us e to  c harge t he batt ery.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele D ri   S ys t,   V ol 12 , N o.   2 J une  2021   :   118 7     119 5   1192       Figure  5.  R efer ence a nd m otor s peeds  durin g t he domest ic  c ycle sim ulati on       So at   the  sta r t,  just  the  batt ery   s upplies  th el ect ric  wh e el chair  due  to   the  abse nce  of  PV powe r.  The n,   at   t he  1s  the  batte r be gin s   to  disc harge  beca us th e   PV pa nel  sta rts   to  giv e   the  c onsta nt  powe a nd  the   require powe r   by  wh eel c hair   disc harge.  At  the  inter val  [4. 1 - 5.5]  (s ),   t he  batte ry  cha r ges   due  to   the  PV powe is mo re s i gn ifi cant tha t he w heelchair  r e quired  po wer .   The  batte r is   disco nnect ed   a nd  the   w heelc hair  is   power e by  lu ck   po w er  (limi te loa dema nd)   in   the  i nterv al   [ 6 - 7.5 (s ),  the   batte ry  st at of  c ha rg e   is   le ss  tha 30% a nd  th w heelchair   nee de powe r   i s   gr eat er  t ha PV pro vi ded   po wer,  so   t he  bat te ry   is  disc onne ct ed  an the  wh eel c hair  is  powe re by  luc po wer  (limi te loa de man d).  T he   PV po wer  is  gr e at er  tha the   r equ i red  power,   so  th PV is   di sconnected a nd  th e   batte ry is disc ha rg e d.   The  el ect ric  w heelchair  DC  bu volt age  is   sh ow in  Fi gure  w hich  we  ha ve  see the  DC  bus   vo lt age  f ollows  the  re fer e nc unde al the  movin pha ses  with  ov e rs hoot  of  2volt,   with  ri pp le   a lmost   neg li gi ble  an resp onse  ti me  is  0.2  (s ) J us in  the  case  wh e the  batte ry   is   disco nnect ed,   the  DC  bus  vo lt age   dro ps   by  vol ts.  As   seen durin the   pro po sed  c ycle  a nd  the  eval uatio of   t he  powe r.   I t he  Fig ur 8   T he   sta te   of  cha r ge   is  inc reasin w he P pv >P loa d   w hich   mea that  the   batte ry  is  a bsor bing  t he  s urplu energ durin [4.5 - 5.5 ( s)   a nd  [11 - 16]   (s ) t he  SOC   decr e asi ng  wh e P PV le ss  than   P load   ( disc harge)   [ 0 - 4.5 (s) ,   [ 7.5 - 11]  (s) , a nd the  b at te r is  disc onn ect ed  b et w een  a nd 7.5 ( s).           Figure  6. The   powe r bala nce  prof il of P V/load/ batte ry           Figure  7. The   DC - bu s  volt ag e duri ng the  do mesti simulat ion cycl e       Figure  8. Ba tt ery sta te  of c harge       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       Power  m anage men strategy   ba s ed  suge no fuzzy l og ic   ru le s   … ( C ha k ar   A bd e sel em )   1193   5.   CONCL US I O N   This  pap e pro po s es  a e ff ic ie nt  s ys te for   mana ging  po wer   base on  SO C,  t he  pow er  balance  of   the  sy ste l oa de man d,  a nd   so la r - gen e r at ed  powe f or  ma nag i ng   t he   charge - disc ha rg of   batte r the  M ore ov e prot ect ed  the   batte r i t he  c riti cal   case,   that  us es   the   f uzzy  lo gi co ntr oller  (FLC for  a djust ing  the   gen e ral  beh a vi or  of  the   s ys te m.  T he  fu z zy   r ules  are   f orme base on  sug eno  that  help   to  hav e   best  e ff ic ecy   and   i ncr ase  t he   wh eel c hair  auto nomy.  Al so the  hybri da ti on   bet ween  the  batte r a nd   PV giv es   a   good   com bin at on e xtracti ng  the  max  powe use M PPT fa st  respo ns a nd  the  best  be nef i ci at ion   that  ma kes  the   sy ste sta ble.       ACKN OWLE DGME NTS     The  wr it er grat efu ll acc ept   the  PRFU   pr oject 's  fi nan ci a support   f rom   the  Ge ner al   Directi on  of  Scie ntific  Rese arch an Te ch no l og ic al   Adva nceme nt, DGR SD ( n 080 12018000 2).       REFERE NCE   [1]   Ahmad  Rif ai  Sa rra j   and  R aphael   Mass are lli,   De sign  history   and   adva n ta g es  of   a   new  le ve r - prop el l ed  whe el ch ai r   protot ype , ”  In ter nati onal  Journ al  of  Ad vance Robot i Sy st ems ,   vol.   8 ,   n o.   3,   pp .   12 - 2 1,   2011,   DOI DOI . org/10. 577 2/10669.   [2]   Arun  Manoha Gurram ,   P.S.V .   Ram an Rao ,   an Raghuve er   Dontikurt i ,   Sol ar  powere whee cha ir Mobility  f or   physica ll y   ch al l e nged,   Int ernational  Journal   of   Curr ent   Engi n eer ing  and  Techno log y ,   vol .   2 ,   pp .   211 - 214,   2012 .   [3]   Yass ine   Rabh i,  Makre m   Mrabe t ,   and  Farh at  Fna ie ch ,   Int el l ige nt   control   whee l ch ai r   using  n ew  visual   joysti ck ,   Journal  of   Healthcare  Eng ineeri ng ,   vol .   2018 ,   no .   3 ,   pp .   1 - 20 ,   20 18,   DOI 10 . 115 5/2018/ 6083565.   [4]   Dular Sahu ,   A utom atic  came ra - base d   ey con tr oll ed  whe elcha ir   sys te using r a spberry  Pi,   In ter nati onal  Journa l   of  Sc ie nc e, E ng i nee ring a nd   Tec hnology   Re searc (IJ SETR) ,   vo l.  5,   no   1,   pp.   364 - 368,   2016 .   [5]   D.  A.  Mar ti ne z,  J.  D.  Poved a ,   a nd  D.  Monten eg ro,   Li - Ion   batte ry  ma n age m ent  sys te base d   in   fuz zy   logic  for   im proving   elec t ric   v ehicle  au t onomy,   2017   IEEE  Wor kshop  on  Powe El e ct ronics   and   Powe r   Quality  Appl ic a ti ons ( P EP QA), IE EE 2 017,   pp .   1 - 6 DOI 10. 1109 /PEPQ A.2017. 7981677.   [6]   Xuebin Han ,   L angua ng  Lu,  Yueji u   Zhe ng ,   Xun ing  Feng,   Zh L i,   and  Ji anqi Li,  A   rev i ew  on  t he  key   issues  o f   the   li th ium   ion  bat t ery   degr adat ion  a mong  th whole  l ife   cycle , ”  eTrans portati on ,   vol .   1 ,   p .   10 0005,   2019 DOI 10. 1016/j.e tr an. 2 019. 100005.   [7]   Chi - Sheng  Chi e n,   Tung - Yung   Huang,   T ze - Yu an  L ia o ,   Tsung - Yuan  Kuo,  an Tzer - Min  Lee,   Design  and  deve lop me nt   of   solar   power - a ss iste ma nu al/ el e ct ri wh ee l c hai r, ”  Journal   of  R ehabilit a ti o R ese arch  &   Dev el opmen t ,   vo l.   51 ,   vo l. 49,   pp.   1411 - 1426,   201 4   DOI 10. 1682 / JRR D.2013. 11. 0 250.   [8]   Yos hihi ko  Ta k a hashi,   and  Syo go  Matsuo,   R unning  exp eri m ent of  elec tr ic  whee l chair  po were by   nat ur al  ene rgi es,   2011   IE EE  Int ernat ional  Symposiu on  Industrial  El e ct ronics .   I EE E ,   pp.   945 - 950,   2011 DOI :   10. 1109/ISIE. 20 11. 5984286.   [9]   Kaz uo  Sa it o ,   C han  Anyapo ,   Pit ak  Ka mj i tj a m,  a nd  Toshih iko  N oguchi ,   Deve lo pme nt   of   an   el e ct ri whe elcha ir   sys te using   PEM  fue c el l ,   Journal  of  Asia El e ct ric  Ve h i cl es ,   vo l.   7 ,   no.   1,   pp.   1185 - 11 90,   2009 DOI 10. 4130/jaev . 7. 1 1 85.   [10]   Dafne   Zulei ma   Morgado  Ram ir ez ,   et  al . ,   Adju sted  method  to  ca l cul a te   an  e lec tri whe elcha ir   power  cycle fu el  ce l i mpl e me nt at ion   exampl e,   Journal   of   Ene rgy   Stor age,   vo l.   23,   pp.   371 - 380 ,   2019 DOI 10. 1016/j.e st . 20 19. 01. 027 .   [11]   P.  Vital  R ao,  K.   R.   Sudha ,   and  S.  Prameel De vi,   Inc r em en tal   conducta n ce   (I ncCond)  a lgori t hm  for  ma x im u power  oper at ing   point  (MP OP of  photo - vol ta i ( PV power  generat ion   sys te m,   Ame rican  Journal  of   Engi n ee rin g   Re search  ( AJER ),   vol .   2 ,   no .   12 ,   pp 334 - 342 20 13   [12]   H.  Ab ouobai da ,   Prac t ic a per fo r ma nc ev al ua ti o of  ma x im um  p ower  point   tra ck ing  al gor it hms  i photovo lt a ic   sys te m, ”  Inte rna ti onal  Journal  o Powe Elec tro nic and  Dr ive  Syste ms   (IJ P EDS) ,   vol .   8 ,   no .   4,   pp.   1744 - 1755 ,   Dec .   2017 DOI 10. 11591/ ij peds . v8. i4 . pp1 744 - 1 755.   [13]   Pete r,  O. ,   Mudu li ,   K.,  Pumwa ,   J . ,   Marya m ,   O.,  Toc hukwu,   N.,  and   David ,   S.  K . ,   Solar   power e whee l   ch ai r   fo r   lower   limb  a mp ute e ,   In te rnatio nal  Journal  o Adv anc ed  Sc ie n ce   and  Te chnology v o l.   29 ,   no .   7,   pp .   369 - 377 ,   2020 .   [14]   Hart ani   M .   A.,  Hamouda   M. ,   Abdelkha l ek  O. ,   and  Hafsi  O,   Influe nc of  M PP te chnics  an ene rgy  stor ag e   ma nag em en t   on   ren ewa bl e   hybri power   sys te ms ,   E le c trote hni c a,   Elec troni ca,  Aut omatic a   ( EEA),   vol .   67,   no .   3,   pp.   22 - 36 ,   2019 .   [15]   Md  Ruhul   Ami n,   and   Ra ji b   B ara n   Roy,   Det erm in at ion   of   e le c tri c   v ehi c le  power  consump ti on   for   assorte pave m ent   gra d ient  using  Matlab/ Simul ink,   Indo nesian  Journal  of  Elec tri cal   En gine ering   and  C omputer  Sci en ce   (IJ EE CS) ,   vo l.  n o. 12,   no.   9,   pp.   6 602 - 6611,   Sept .   2014 DOI 10 . 1 1591/i jeec s.v12 . i9 . pp6602 - 6611.   [16]   Abdelka der   Ghe zoua ni ,   Brahim  Gasbaoui ,   Nouri Nair ,   O thm an e   Abdelkha l ek,   a nd  Jema Ghoui l i,   Co mpa ra ti v study  of  PI   and  f uzz log ic - b ase d   spee cont rol le r of  an  ev   with  f our  in - whee ind uct ion  mot ors  dr ive ,   Journal   of   Aut omation   Mob il e   Rob ot ic s and   Inte lligen Syst e ms ,   vol. 12, pp.  43 - 54,   2018 DOI 10. 14313 /JAM RIS_3 - 2018/17.   [17]   Xuan  Hieu   Ngu yen  and   Minh   Phuong  Nguyen Mathematical   mode li ng   of   ph otovol taic   ce l l/module / arr ays   w it h   ta gs  in   Ma tl ab /Sim uli nk ,   En vi ro nmental  Syste ms   R ese arch ,   vol .   4 ,   no .   1,   pp.   24 ,   2 015 DOI :   10. 11 86/s40068 - 015 - 0047 - 9.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele D ri   S ys t,   V ol 12 , N o.   2 J une  2021   :   118 7     119 5   1194   [18]   Otma ne   Ze bra ou i,  and   Mos ta f a   Bouzi ,   Improved  MP PT  cont rol for   a   stand al on PV /wind/ b at t e ry  hybrid   ene rgy   sys te m , ”  Inte rna ti onal  Journal  o Powe Elec tro nic and  Dr ive  Syste m (IJ P EDS) ,   vol .   11 ,   no .   2,   pp.   988 - 1001,   Jun.  2020 DOI : 10.11591/ i jpe ds. v11. i2. pp988 - 10 01.   [19]   Hafsi  O,   Abde lk hal ek   O,   Har ta ni   M.   Amin e,  Ch a kar   A ,   and   Sou me ur   M.   Amin e ,   Propos ed   ene r gy  m ana g em en for  a   d ecent r al i z ed  DC - m ic rogr i base d   PV - WT - HESS   for  an   isol at ed   com mun it y,   In te rnationa l   J ournal  of   Powe El e ct ronics   an Dr iv e   S yst em  (I JP EDS) ,   v ol .   11,   n o.   4 ,   pp.   2 073 - 2082,   Jun .   2020 DOI 10. 11591/ijpeds. v11. i2. pp988 - 10 01.   [20]   Hus sain  Atti a,  High  per form an ce   PV sys te ba sed  on  artificia l   neur al   n et work  MP PT  w it PI  cont roll e for  dir e ct   cur ren t   wate r   pu mp  applications,   Inte rnat ional   Journal  of  Powe El e ct roni cs  and  Dr iv Syst ems  (IJ PE DS) ,   vol .   10,   no .   3 ,   pp .   13 29 - 1338,   Sept .   2 019 DOI 10 . 11 591/i jpe ds . v10. i 3. pp1329 - 1338.   [21]   Mos te fa  Kerm a di,   Z ai n al   Sa lam,   and  El  Mad ji Berkouk ,   rule - base d   p ower  ma n age m e nt  cont ro ll e usi n g   stat ef low  for  gri d - conne c te d   PV - bat t ery   en erg sys te supplyin household  load,   2018  9 th  IE EE   Int ernati ona l   Symposium  on  Powe E le c tronic for  Distribu te Gen erati on   Syste ms   (P EDG).  IEEE ,   201 8 ,   pp.   1 - 6,   DOI 10. 1109/PEDG. 2018. 8447566.   [22]   Kanna Thirug nana m ,   Him anshu  Saini ,   and  Prave en  Kum ar Ma the m at i cal   mode l ing  of  l i - ion  ba tt e ry  fo r   cha rge /di scha rge   rate  and  c ap ac i ty  fad ing  c har acte rist ic u sing  genetic  a l gorit hm  appr oa ch,   2012  I EEE  Tr anspo rt ati on  Elec trif i cat io Confe ren ce  and  Ex po   (ITEC) ,   IE EE ,   2012,   p p .   1 - 6 ,   D OI 10. 1109/ITEC. 2 012. 6243431.   [23]   Prave en  Kum ar,  and  Pavo Bau er,   Para me t er  ext ra ct ion   of  b a tt ery   models  usi ng  mul t obj ecti ve  opt im i za t ion   gene t ic  a lgori th ms ,   Proc ee din gs  of   14th   Int er nati onal   Pow er  El e ct ronics   and   Moti on   Control   Confe renc e   EPE - PE MC  2010 ,   pp .   T9 - 106 - T9 - 110 DOI 10. 1109 /EP EPEMC.2010.5606653.   [24]   Soumeur,   M.   A. ,   Gasbaoui ,   B . ,   Abdelkha l ek,  O. ,   Ghouil i,   J . ,   To umi ,   T.,  and   Ch aka r,  A. ,   Co mp ara t ive   stud y   of  ene rgy  m ana g e me nt  str at eg ie f or  hybrid  proton   exc hang m embrane   fu el   c ell  f our  whee dr ive   el e ct ri veh ic l e,   Journal  of   Power   Source s,  vo l.  4 62,   Jun.   2020 DOI 10. 1016/ j.jp ows our. 2020. 228167.   [25]   Abitha   Mem al a   W,   C.   Bhuvane s wari ,   S.   M.   Shyni,  G.  Mer li n   She eba ,   Modi   Surya   Mahe ndra ,   and  Jaishre e , “ DC - DC  conve r te r   ba sed  power   ma n a gem en for   go   gr ee n   applic at ions , ”  In te rnationa J ournal  of   Pow er  Elec tronic and   Dr iv Syst ems   (I JP EDS) ,   vol .   10 ,   no.   4,   pp.   2046 - 2054 De c.  20 19 DOI 10 . 11591 /i jpe ds . v10. i4 . pp 2046 - 2054.   [26]   Chebe l   Ahlem,  Benre t em   A ,   D obre I,  and   Ba rka I ,   Compa r at iv study  of   t wo  cont rol   strategie propor ti on a l   int egr al   and  fuz zy  logic  for   the  cont rol   of  d oubly  fed   induction  gen erator  d edi c at ed   to  w ind  applic at ion , ”  I nte rnational   Jo urnal  of   Powe El e ct ronics   and   Dr iv S yste ms   ( I JP EDS) ,   vo l.  11 ,   no .   1,   pp .   263 - 274,   2020 DOI 10. 11591/ijpeds. v11. i1. pp263 - 27 4.       BIOGR AP HI ES OF  A UTH ORS        Ch ak ar  Ab desele m   i n   1992,   he   was  born  in  Aou grout,  Adrar ,   Al ger ia.  H gr aduate from   Djal ili  Li ab es  Univer sity  in  Sidi  Be Abba s,  Alger ia ,   wit a   degr ee  in   Elec t rical   Engi ne eri ng   in   2 014.   He   ob ta in e a   Mast er's  De gre e   in   E lectr i cal  Sys te m   Con tro fro m   the  same   univ ersit y   in  Sidi  B el   Abb as,   Alger ia,  in   2 016.   He  is  cur re ntl a   Ph.D.  ca n dida t a Ta hri  Moha mmed  Univer sity's   smart   grids  a nd  ren ewa bl e   e ner gy  la bor at or y.   Elec tr ic  whee lc h ai rs,  el e ct ri mot ors,   DC - DC  conve rte r s,  power  storag e,   PV net works ,   and  DC   mi cro - gr ids a r e am ong  h is r ese ar ch  in te rests .   E - m ai l   abd ese le m c haka r@gm ai l . co m         Ab delk halek   O thman e   i 1976,   he  was  born   in  Ta ghit,  B ec h ar,   Alger ia.  He   hold an  Eng .   degr ee from   B echar   Univer sity   C ent er ,   a   Magiste r 's de gre fro Si di - bel - Abbes Un ive rsity ,   and  a   Ph.D.   fro Univ ersit y   of   Bec har .   He   is  cu rre ntl y   Profess or  of   Elec tri c al  En gine er ing   at   B ec h ar  Univ e rsity.   Pow er  e lectr oni cs,   powe eff icienc y ,   activ fi ltering,  DV R,   UP QC,   cont r ol ,   dig it a c ontrol ,   and  lo ad  flow  opti m iz a ti o are   som of  h i rese arc h   intere sts.  Study  on  low - voltage  DC   mi cro - gr ids  and  ren ewa bl e ner gy  in te gra ti o int o   isla nd   micro - grids.   E - mail :  oth ma n e_e l ec @yahoo . f r         Gasb aoui   Brahi m ,   h e   obtaine d egr e in  el e ct ri ca l   eng in ee ring   from   Tiare t's  Ibn - Khaldoun  Univ e rsity  in   1993 ,   ma ster's  d egr e f rom  Be cha r   Uni ver sity  in  2008 ,   and  Ph.   D.  from  Be cha Univer sity's  Fac ult of  Sci ence  and  Technol ogy  in  2009.   He  is  c urre ntl a   profe ss or  of   el ec tr ic a l   engi n eering  at   Univer si ty  of   b ec h ar.   Pow er  elec tronics,  robust   cont rol  for   elec tri v ehi c le an propulsion  sys te ms,  power  elec tron ic s,  ant i lo ck  bra k e   sys te ms,  and   an t i - skid  con trol   for   elec tr ic  vehicl e   drive ar am on it r ese ar ch  intere sts.   E - m ai l   :   gasba ou i_ 2009@yahoo. co m       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       Power  m anage men strategy   ba s ed  suge no fuzzy l og ic   ru le s   … ( C ha k ar   A bd e sel em )   1195       Sou me ur  mohammed  amine ,   h obt ai ne a   B . Sc.   in  elec tr ical   engi n ee r ing  fro T ahr i   Mohame Univ ersit in  B ec h ar ,   Alger i a,  in  20 15,   and  an  M.S c.   in   cont ro of   el e ct ri sys te ms  from  T ahr Moham ed  Univer sity  in   Be cha r,  Alger i a,  in   2017.   He  is  now  Ph.D.   ca ndid at at   Ta h ri  Mohame Uni ver sity's  Smart   Grids  Rene wa ble   En erg L abo rat ory  in   Bec har ,   Alger i a.   Elec tri c   v ehi c l es,   DC - DC  con ver te rs,   power   s tora ge ,   PV sys tems,  DTC  cont rol ,   robust   c ontrol ,   fu el  c el ls ,   pow er   elec t ron ic s,   DC  mi c ro - g rids,   and   hybrid   sys te ms  are   am ong   his r e sea rch   intere sts.   E - mail : ami r ehamo@gma i l.com       Hafsi   Ous sama ,   i n   2013   and   201 5,   h e   recei v ed   h i B. Sc.   in  el e ct r i ca l   a ct u at or   con t rol  fro m   Ahmed  Draya   Univer sity  in   A dra r,   Alg eria,  a nd  his  M.Sc.  in   elec tr ical  ac tu a tor  con trol   from  T ahr i   Mohame d   Univer si ty   in  B ec h ar,  Alge ria .   He   is  cur ren t ly  a   PhD   student  at  T ahr i   Mohame d's  Sm art   Grids  and  Rene wab l En e rgie L abor at or in  Be cha r ,   A lge ri a.   DC   mi cro gr ids,  DC - DC  conve rte rs,  ren ewa bl en erg y,   cont ro and  ma nag em en sys te ms  ar e   am ong  h is r ese ar ch  in te rests .   E - m ai l   ouss ama5b m@gm ail. com         Har tani   Moha mme amine  i 1993,   h was   born  in  B eni - Ounif,   Be cha r ,   Alger ia.  In   2015,   h e   gra du ated  f rom   T ahr i   M oham m ed   Unive rsity  in   Bec h ar,  Alger ia,   with   a   degr ee  in   el e ct ri ca l   eng ineeri ng.   In  2017 ,   h e arn ed   a   m aster's   degr e in   e lectr i ca l   m ac hin er cont ro l   and  moni tor ing   from  the   sa me  unive rsity .   N ow,  he  is  doc t ora studen in  el e ct ri ca l   engi ne eri ng  in  col l abor ation  w it Ahm ed  Dra ya  univ ersit y ,   a dra r,  Alger i a nd  Ta hr i   Mohame un ivers it y,   B ec ha r,   Al ger ia.  his  rese ar che foc us  on   th en erg m ana g em en o f   isla nd   and   re m ote  ar ea s,   in te g rat ion   of   ren e wable  e n erg ie s   in   dc   sm art  mi cro gr ids,  aut onomous  an hybrid  sys tems  base on  r ene wabl en erg ie and  storag e   devi c es,   opti mization   m et hods,   class ic a cont rol   stra tegies  and  g enet ic  al gor it hms.   E - mail   :   am in edc grid17 @gma il.c o m     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.