I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   P o w e r   E l e c t r o n i c s   a n d   D r i v e   S y s t e m   ( I J P E D S )   V o l . 2 ,   N o . 2 ,   J u n e   2 0 1 2 ,   p p .   1 9 2 ~ 2 0 2   I S S N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4             1 9 2       J o u r n a l   h o m e p a g e :   h t t p : / / i a e s j o u r n a l . c o m / o n l i n e / i n d e x . p h p / I J P E D S   D S P   B a s e d   V e c t o r   C o n t r o l   o f   F i v e - P h a s e   I n d u c t i o n   M o t o r     U s i n g   F u z z y   L o g i c   C o n t r o l       Z . M . S . E l - B a r b a r y   *     *   D e p a r t m e n t   o f   e l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   U n i v e r s i t y   o f   K a f e r e l s h e i h k 1 -   E g y p t ,   Ki n g   Kh a l i d   u n i v e r s i t y - KS A       A r t i c l e   I n f o     A B S T R A C T     A r t i c l e   h i s t o r y :   R e c e i v e d   J a n   5 th ,   2 0 1 2   R e v i s e d   M a r   1 3 th ,   2 0 1 2   A c c e p t e d   M a r   2 0 th ,   2 0 1 2       T h i s   p a p e r   p r o p o s e s   a n   i n d i r e c t   f i e l d   o r i e n t e d   c o n t r o l l e r   f o r   f i v e - p h a s e   i n d u c t i o n   m o t o r   d r i v e s .   T h e   c o n t r o l l e r   i s   b a s e d   o n   f u z z y   l o g i c   c o n t r o l   t e c h n i q u e .   S i m u l a t i o n   i s   c a r r i e d   o u t   b y   u s i n g   t h e   M a t l a b / S i m u l i n k   p a c k a g e .   A   c o m p l e t e   c o n t r o l   s y s t e m   e x p e r i m e n t a l l y   i m p l e m e n t e d   u s i n g   d i g i t a l   s i g n a l   p r o c e s s i n g   ( D S P )   b o a r d .   T h e   p e r f o r m a n c e   o f   t h e   p r o p o s e d   s y s t e m   i s   i n v e s t i g a t e d   a t   d i f f e r e n t   o p e r a t i n g   c o n d i t i o n s .   T h e   p r o p o s e d   c o n t r o l l e r   i s   r o b u s t   a n d   s u i t a b l e   t o   h i g h   p e r f o r m a n c e   f i v e - p h a s e   i n d u c t i o n   m o t o r   d r i v e s .   S i m u l a t i o n   a n d   e x p e r i m e n t a l   r e s u l t s   v a l i d a t e   t h e   p r o p o s e d   a p p r o a c h e s .   K e y w o r d :   D i g i t a l   S i g n a l   P r o c e s s o r   ( D S P )   F i v e   p h a s e   I n d u c t i o n   m o t o r   F i v e   p h a s e   i n v e r t e r   F u z z y   l o g i c   Co p y r i g h t   ©   2 0 1 2   I n s t i t u t e   o f   A d v a n c e d   E n g i n e e r i n g   a n d   S c i e n c e .     A l l   r i g h t s   r e s e r v e d .   C o r r e s p o n d i n g   A u t h o r :   Z . M . S . E l - B a r b a r y     U n i v e r s i t y   o f   Ka f e r e l s h e i h k 1 -   E g y p t ,     Ki n g   K h a l i d   u n i v e r s i t y - KS A   z _ e l b a r b a r y @ y a h o o . c o m         1 .     I N T R O D U C T I O N   O v e r   t h e   y e a r s ;   i n d u c t i o n   m o t o r   ( I M )   h a s   b e e n   u t i l i z e d   a s   a   w o r k h o r s e   i n   t h e   i n d u s t r y   d u e   t o   i t s   e a s y   b u i l d ,   h i g h   r o b u s t n e s s ,   a n d   g e n e r a l l y   s a t i s f a c t o r y   e f f i c i e n c y .   M u l t i - p h a s e   m a c h i n e s   h a v e   f o u n d   w i d e   a p p l i c a t i o n s   i n   t r a n s p o r t ,   t e x t i l e   m a n u f a c t u r i n g   a n d   a e r o s p a c e   s i n c e   f e w   y e a r s .   I n   e l e c t r i c a l   d r i v e   a p p l i c a t i o n s ,   t h r e e - p h a s e   d r i v e s   a r e   w i d e l y   u s e d   f o r   t h e i r   c o n v e n i e n c e .   H o w e v e r ,   h i g h - p h a s e   n u m b e r   d r i v e s   p o s s e s s   s e v e r a l   a d v a n t a g e s   o v e r   c o n v e n t i o n a l   t h r e e - p h a s e   d r i v e s   s u c h   a s :   r e d u c i n g   t h e   a m p l i t u d e   a n d   i n c r e a s i n g   t h e   f r e q u e n c y   o f   t o r q u e   p u l s a t i o n s ,   r e d u c i n g   t h e   r o t o r   h a r m o n i c   c u r r e n t s ,   r e d u c i n g   t h e   c u r r e n t   p e r   p h a s e   w i t h o u t   i n c r e a s i n g   t h e   v o l t a g e   p e r   p h a s e ,   a n d   l o w e r i n g   t h e   d c - l i n k   c u r r e n t   h a r m o n i c s   a n d   h i g h e r   r e l i a b i l i t y .   B y   i n c r e a s i n g   t h e   n u m b e r   o f   p h a s e s ,   i t   i s   a l s o   p o s s i b l e   t o   i n c r e a s e   t h e   t o r q u e   p e r   r m s   a m p e r e   f o r   t h e   s a m e   m a c h i n e   v o l u m e   [ 1 - 5 ] .   A p p l i c a t i o n s   i n v o l v i n g   h i g h   p o w e r   m a y   r e q u i r e   m u l t i p h a s e   s y s t e m s ,   i n   o r d e r   t o   r e d u c e   s t r e s s   o n   t h e   s w i t c h i n g   d e v i c e s .   T h e r e   a r e   t w o   a p p r o a c h e s   f o r   s u p p l y i n g   h i g h   p o w e r   s y s t e m s ;   o n e   a p p r o a c h   i s   t h e   u s e   o f   m u l t i l e v e l   i n v e r t e r s   s u p p l y i n g   t h r e e - p h a s e   m a c h i n e s   a n d   t h e   o t h e r   a p p r o a c h   i s   m u l t i   l e g   i n v e r t e r s   s u p p l y i n g   m u l t i p h a s e   m a c h i n e s .   M u c h   m o r e   w o r k   h a s   b e e n   d o n e   o n   m u l t i l e v e l   i n v e r t e r s .   I t   i s   i n t e r e s t i n g   t o   n o t e   t h a t   t h e   s i m i l a r i t y   i n   s w i t c h i n g   s c h e m e s   b e t w e e n   t h e   t w o   a p p r o a c h e s :   f o r   t h e   m u l t i l e v e l   i n v e r t e r   t h e   a d d i t i o n a l   s w i t c h i n g   d e v i c e s   i n c r e a s e   t h e   n u m b e r   o f   v o l t a g e   l e v e l s ,   w h i l e   f o r   t h e   m u l t i   l e g   i n v e r t e r ,   t h e   a d d i t i o n a l   n u m b e r   o f   s w i t c h i n g   d e v i c e s   i n c r e a s e s   t h e   n u m b e r   o f   p h a s e s   [ 6 ] . T h e   r e c e n t   r e s e a r c h   w o r k s   o n       M u l t i p h a s e   m a c h i n e s   c a n   b e   c a t e g o r i z e d   i n t o   m u l t i - p h a s e   p u l s e   w i d t h   m o d u l a t i o n   ( P W M )   t e c h n i q u e s   f o r   m u l t i p h a s e   m a c h i n e s ,   h a r m o n i c   i n j e c t i o n   t o   p r o d u c e   m o r e   t o r q u e   a n d   t o   a c h i e v e   b e t t e r   s t a b i l i t y ,   f a u l t   t o l e r a n t   i s s u e s   o f   m u l t i - p h a s e   m o t o r   d r i v e s ,   s e r i e s /   p a r a l l e l   c o n n e c t e d   m u l t i - p h a s e   m a c h i n e s   [ 6 ] .   I n   R e f .   [ 7 ] ,   a n   n - p h a s e   s p a c e   v e c t o r   P W M   ( S V P W M )   s c h e m e   c a n   b e   d e s c r i b e d   i n   t e r m s   o f   t h e   a p p l y i n g   t i m e s   o f   a v a i l a b l e   s w i t c h i n g   v e c t o r s   o n   t h e   b a s i s   o f   t h e   s p a c e   v e c t o r   c o n c e p t .   H o w e v e r ,   t h e   p a p e r   o n l y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J P E D S     I S S N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4       D S P   B a s e d   V e c t o r   C o n t r o l   o f   F i v e - P h a s e   I n d u c t i o n   M o t o r     U s i n g   F u z z y   L o g i c   C o n t r o l   ( Z . M . S . E l - B a r b a r y )   1 9 3 f o c u s e s   o n   h o w   t o   r e a l i z e   a   s i n u s o i d a l   p h a s e   v o l t a g e .   M u c h   r e s e a r c h   o n   c o n t r o l   m e t h o d   a n d   r u n n i n g   p e r f o r m a n c e   o f   f i v e - p h a s e   d r i v e   w i t h   t w o - l e v e l   i n v e r t e r   w a s   m a d e .   A n o t h e r   r e s e a r c h   h a s   b e e n   d o n e   o n   a   m u l t i p h a s e   t w o - l e v e l   n o n s i n u s o i d a l   S V P W M   [ 9 ] .   T h e   p o w e r   r a t i n g   o f   t h e   c o n v e r t e r   s h o u l d   m e e t   t h e   r e q u i r e d   l e v e l   f o r   t h e   m a c h i n e   a n d   d r i v e n   l o a d .   H o w e v e r ,   t h e   c o n v e r t e r   r a t i n g s   c a n n o t   b e   i n c r e a s e d   o v e r   a   c e r t a i n   r a n g e   d u e   t o   t h e   l i m i t a t i o n   o f   t h e   p o w e r   r a t i n g   o f   s e m i c o n d u c t o r   d e v i c e s .   O n e   s o l u t i o n   t o   t h i s   p r o b l e m   i s   u s i n g   m u l t i - l e v e l   i n v e r t e r ,   w h e r e   s w i t c h e s   o f   r e d u c e d   r a t i n g   a r e   e m p l o y e d   t o   d e v e l o p   h i g h   p o w e r   l e v e l   c o n v e r t e r s .   T h e   a d v e n t   o f   i n v e r t e r   f e d - m o t o r   d r i v e s   a l s o   r e m o v e d   t h e   l i m i t s   o f   t h e   n u m b e r   o f   m o t o r   p h a s e s .   T h i s   f a c t   m a d e   i t   p o s s i b l e   t o   d e s i g n   m a c h i n e   w i t h   m o r e   t h a n   t h r e e   p h a s e s   a n d   b r o u g h t   a b o u t   t h e   i n c r e a s i n g   i n v e s t i g a t i o n   a n d   a p p l i c a t i o n s   o f   m u l t i - p h a s e   m o t o r   d r i v e s   [ 1 0 ] .   T h e   f i v e - p h a s e   i n d u c t i o n   m o t o r   d r i v e s   h a v e   m a n y   m o r e   s p a c e   v o l t a g e   v e c t o r s   t h a n   t h e   t h r e e - p h a s e   i n d u c t i o n   m o t o r   d r i v e s .   T h e   i n c r e a s e d   n u m b e r   o f   v e c t o r s   a l l o w s   t h e   g e n e r a t i o n   o f   a   m o r e   e l a b o r a t e   s w i t c h i n g   v e c t o r   t a b l e ,   i n   w h i c h   t h e   s e l e c t i o n   o f   t h e   v o l t a g e   v e c t o r s   i s   m a d e   b a s e d   o n   t h e   r e a l - t i m e   v a l u e s   o f   t h e   s t a t o r   f l u x   a n d   t o r q u e   v a r i a t i o n s .     T h e   o b j e c t i v e   o f   t h i s   p a p e r   i s   t o   d e s i g n   a n d   i m p l e m e n t   a   s p e e d   c o n t r o l   s c h e m e   o f   5 - p h a s e   i n d u c t i o n   m o t o r   d r i v e   s y s t e m   u s i n g   f u z z y   l o g i c   c o n t r o l l e r   ( F L C ) .   I n   a   f u z z y   l o g i c   c o n t r o l l e r   ( F L C ) ,   t h e   s y s t e m   c o n t r o l       p a r a m e t e r s   a r e   a d j u s t e d   b y   a   f u z z y   r u l e   b a s e d   s y s t e m ,   w h i c h   i s   a   l o g i c a l   m o d e l   o f   t h e   h u m a n   b e h a v i o r   f o r   p r o c e s s   c o n t r o l .   T h e   m a i n   a d v a n t a g e s   o f   F L C   o v e r   t h e   c o n v e n t i o n a l   c o n t r o l l e r s   a r e   t h a t   t h e   d e s i g n   o f   F L C   d o e s   n o t   n e e d   t h e   e x a c t   m a t h e m a t i c a l   m o d e l   o f   t h e   s y s t e m ,   a n d   i t   c a n   h a n d l e   n o n l i n e a r   f u n c t i o n s   o f   a r b i t r a r y   c o m p l e x i t y .   T h e   s p e e d   c o n t r o l   a l g o r i t h m   i s   b a s e d   o n   t h e   i n d i r e c t   v e c t o r   c o n t r o l .   A   s p e c i f i c   F L C   f o r   5 - p h a s e   i n d u c t i o n   m o t o r   d r i v e   h a s   b e e n   d e s i g n e d   a n d   s u c c e s s f u l l y   i m p l e m e n t e d   i n   r e a l   t i m e .   T h e   p e r f o r m a n c e   o f   t h e   p r o p o s e d   f u z z y   s p e e d   c o n t r o l l e r   i s   i n v e s t i g a t e d   b o t h   t h e o r e t i c a l l y   a n d   e x p e r i m e n t a l l y   a t   d i f f e r e n t   d y n a m i c   o p e r a t i n g   c o n d i t i o n s .   S i m u l a t i o n   a n d   e x p e r i m e n t a l   r e s u l t s   a r e   p r e s e n t e d   a n d   d i s c u s s e d       2 .   M A T H E M A T I C A L   M O D E L   O F   F I V E - P H A S E     I N D U C T I O N   M O T O R     S q u i r r e l - c a g e   f i v e - p h a s e   i n d u c t i o n   m o t o r   i s   r e p r e s e n t e d   i n   i t s   d - q   s y n c h r o n o u s   r e f e r e n c e   f r a m e .   T h e   w i n d i n g   a x e s   o f   f i v e - s t a t o r   w i n d i n g   a r e   d i s p l a c e d   b y   7 2   d e g r e e s .   B y   i n c r e a s i n g   t h e   n u m b e r   o f   p h a s e s ,   i t   i s   a l s o   p o s s i b l e   t o   i n c r e a s e   t h e   t o r q u e   p e r   a m p e r e   f o r   t h e   s a m e   m a c h i n e   v o l u m e .   I n   t h i s   a n a l y s i s   t h e   i r o n   s a t u r a t i o n   i s   n e g l e c t e d .   T h e   g e n e r a l   e q u a t i o n s   o f   t h e   f i v e - p h a s e   i n d u c t i o n   m o t o r   c a n   b e   i n t r o d u c e d   a s   f o l l o w s :   T h e   s t a t o r   q u a d r a t u r e - a x i s   v o l t a g e   i s   g i v e n   b y :     ( )                                                   1 d q s V R i q s s q s d s d t l w l = + +   T h e   s t a t o r   d i r e c t - a x i s   v o l t a g e   i s   g i v e n   b y :                                             ( 2 ) d d s V R i s q s d s d s d t l w l = + +         F o r   t h e   s t a t i o n a r y   r e f e r e n c e   f r a m e   ω   =   0 ,   s u b s t i t u t e   i n t o   E q u a t i o n s   ( 1 )   a n d   ( 2 )   y i e l d s :   ( ) d q s V R i                                                                         3 q s s q s d t l = +   ( ) d s d s s d s d V R i                                                                       4 d t l = +   T h e   s t a t o r   q - a x i s   f l u x   l i n k a g e   i s   g i v e n   b y :     λ = L i + L i = ( L + L ) i + L i       ( 5 ) q s s q s m q r m q s m q r l s     λ = L i + L ( i + i )                                                         ( 6 ) q s q s m q r q s l s                                                         T h e   s t a t o r   d - a x i s   f l u x   l i n k a g e   i s   g i v e n   b y :     d s s d s m d r l s m d s m d r λ   = L i + L i = ( L + L ) i + L i           ( 7 )     d s l s d s m d r d s λ   = L i + L ( i + i )                                                     ( 8 )                   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4     I J P E D S   V o l .   2 ,   N o .   2 ,   J u n e   2 0 1 2   :     1 9 7     2 0 2   1 9 4     i a r   i b r   i c r   P W M   I n v e r t e r   i b   V a   d e - q e   t o   d s q s   t o   a b c d e   T r a n s f o r m a t i o n s     I n d i r e c t   F i e l d   O r i e n t e d   C o n t r o l l e r   w s l   w e   q e   e d s i l * d r   w *   V b   i a   i c     5 Ø     I M   w m   T *   e q s i V D C             i d r   i e r   V c   V d   V e   i e   i d   w m   E n c o d e r   H y s t e r e s i s   C u r r e n t   c o n t r o l l e r   F L C       F i g .   ( 1 )   B l o c k   D i a g r a m   o f   t h e   P r o p o s e d   S p e e d   C o n t r o l   S y s t e m     T h e   e l e c t r o m a g n e t i c   t o r q u e   i s   g i v e n   b y :       ( 9 )                               e l d T T j B d t w w - = +     ( 1 0 )   W h e r e ,   I q s   ,   s t a t o r   q -   a x i s s   c u r r e n t   , I d s ,     s t a t o r   d   -   a x i s   c u r r e n t   , I q r   ,     r o t o r   q -   a x i s   c u r r e n t ,   I d r   ,     r o t o r   d -   a x i s   c u r r e n t   , L s   ,   s t a t o r   e q u i v a l e n t   i n d u c t a n c e ,   L ls ,     s t a t o r   l e a k a g e   i n d u c t a n c e   , L m   ,     m a g n e t i z i n g   i n d u c t a n c e ,   T l ,     l o a d   t o r q u e   ,   J   ,     i n e r t i a   o f   m o t o r     a n d     B ,   f r i c t i o n   c o e f f i c i e n t .       3 .   C O N T R O L   S C H E M E   A N D   D E S I G N   O F   F L C   F O R   F I V E - P H A S E   I M   3 . 1 .   C o n t r o l   s c h e m e     T h e   s c h e m a t i c   d i a g r a m   o f   t h e   F L C - b a s e d   i n d i r e c t   f i e l d   o r i e n t e d   c o n t r o l   i s   s h o w n   i n   F i g . 1 .   T h e   b a s i c   c o n f i g u r a t i o n   o f   t h e   d r i v e   c o n s i s t s   o f   a n   I M   f e d   b y   a   c u r r e n t   c o n t r o l l e d   5 - p h a s e   v o l t a g e   s o u r c e   i n v e r t e r .   T h e   b l o c k   d i a g r a m   o f   t h e   f u z z y   l o g i c   c o n t r o l l e r   i n   t h i s   w o r k   i s   m a r k e d   i n   F i g . 1 .   I n   t h i s   F L C ,   t h e   p r e s e n t   s a m p l e   o f   t h e   s p e e d   e r r o r ,   a n d   t h e   p r e s e n t   s a m p l e   o f   t h e   c h a n g e   o f   s p e e d   e r r o r ,   a r e   t h e   i n p u t s   w h i l e   t h e   p r e s e n t   q - a x i s   c o m m a n d   c u r r e n t   * q i ( n )   i s   t h e   o u t p u t .   T h e   c u r r e n t s   * q i ( n )   a n d   * d i ( n ) a r e   t h e n   t r a n s f o r m e d   t o   a , b , c , d ,   a n d   e   c u r r e n t   c o m m a n d s   u s i n g   i n v e r s e   P a r k   t r a n s f o r m ,   t h e   p h a s e   c u r r e n t   c o m m a n d s * * * * * , , ,   a n d     a b c e d i i i i i   a r e   t h e n   c o m p a r e d   w i t h   t h e   a c t u a l   c u r r e n t s , , ,   a n d     a b c e d i i i i i t o   g e n e r a t e   t h e   P W M   s i g n a l s ,   w h i c h   w i l l   f i r e   t h e   p o w e r   s e m i c o n d u c t o r   d e v i c e s   t o   p r o d u c e   t h e   a c t u a l   v o l t a g e s   f o r   t h e   m o t o r           3 . 2   F u z z y   l o g i c   P I   c o n t r o l l e r   T r a d i t i o n a l   c o n t r o l   s y s t e m s   a r e   u s u a l l y   b a s e d   o n   a   d e f i n i t e   m a t h e m a t i c a l   m o d e l   o f t e n   r e p r e s e n t e d   b y   a   s e t   o f   d i f f e r e n t i a l   e q u a t i o n s   w h i c h   d e s c r i b e   t h e   r e l a t i o n   b e t w e e n   i n p u t   a n d   o u t p u t   v a r i a b l e s   a s   w e l l   a s   t h e   s y s t e m   p a r a m e t e r s .   I n   c o n t r a s t ,   f u z z y   l o g i c   c o n t r o l l e r   d o e s   n o t   r e q u i r e   s u c h   p r e c i s e   m a t h e m a t i c a l   m o d e l   [ 1 1 ] .   A   f u z z y   l o g i c   c o n t r o l l e r   c o n s i s t s   t y p i c a l l y   o f   t h r e e   s t a g e s   o r   b l o c k s   n a m e l y ,   i n p u t   b l o c k ,   p r o c e s s i n g   b l o c k ,   a n d   o u t p u t   b l o c k   a s   i l l u s t r a t e d   b y   F i g .   2 .   T h e   i n p u t   b l o c k   c o n v e r t s   i n p u t   s i g n a l s   i n t o   a p p r o p r i a t e   w a y   t o   p e r t i n e n c e   f u n c t i o n s .   T h e   p r o c e s s i n g   b l o c k   i n v o k e s   a p p r o p r i a t e   r u l e s ,   g e n e r a t e s   a   r e s u l t   f o r   e a c h   r u l e ,   a n d   c o m b i n e s   t h e   r e s u l t s   o f   t h o s e   r u l e s .   F i n a l l y ,   t h e   o u t p u t   b l o c k   t r a n s f o r m s   t h e   c o m b i n e d   r e s u l t   i n t o   a   c o n t r o l   s i g n a l .       F u z z y   R u l e   S e t   F u z z i f i e r   D e f u z z i f i e r   E r r o r   s i g n a l   C o n t r o l   s i g n a l     F i g .   2   F u z z y   C o n t r o l l e r     T h e   p r o p o s e d   f u z z y   l o g i c   P I   c o n t r o l l e r   i s   i l l u s t r a t e d   i n   F i g . 3 ,   i n   w h i c h   K P   =   K u   R ( K d e )   a n d   K I   =   K u R ( K e )   a r e   t h e   c o n t r o l l e r   p r o p o r t i o n a l   a n d   i n t e g r a l   g a i n s .   T h e   f u n c t i o n s   R ( K d e )   a n d   R ( K e )   a r e   d e f i n e d   b y   e d s q s q s d s 5 p T = ( λ i - λ i ) 2 2 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J P E D S       D S P   B a s e d   V e c t o r   C o n t r o l   o f   F i v e t h e   c o n t r o l l e r   r u l e   b a s e   w h i c h   i s   s u m m a r i z e d   i n   T a b l e I t   c o n s i s t s   o f   t w o   v a r i a b l e s ;   t h e   s p e e d   e r r o r       A   f u z z y   s e t   f o r   i n p u t   a n d   o u t p u t   v a r i a b l e s   i s   d e s i g n e d .   F i g . 5   a n d   6   s h o w   t h e   u s e d   f o r   e a c h   f u z z y   i n p u t   v a r i a b l e ,   w h i l e   t h e   o u t p u t   v a r i a b l e   f u z z y   s e t   i s   s h o w n   i n   F i g . 6 .   T h e   l i n g u i s t i c   v a r i a b l e s   ( L V ' s )   u s e d   f o r   i n p u t s   s h o w n   i n   F i g s .   4 & 5   a r e   P M   ( P o s i t i v e   M e d i u m ) ;   P B   ( P o s i t i v e   B i g ) ;   Z E   ( Z e r o ) ;   N B   ( N e g a t i v e   B i g ) ;   a n d   N M   ( N e g a t i v e   M e d i u m ) .   T h e   s a m e   L V ' s   a r e   u s e d   f o r   t h e   o u t p u t   f u z z y   s e t   s h o w n   i n   F i g . 6 .   A   l o o k - u p   t a b l e   i s   r e q u i r e d   t o   d e v e l o p   t h e   s e t   o f   r u l e s ,   i n   w h i c h   t h e   r e l a t i o n   b e t w e e n   t h e   i n p u t   v a r i a b l e s ,   e ( t ) a n d d e ( t ) d t   a r e   d e f i n e d   a n d   t h e   o u t p u t   v a r i a b l e   o f   f u z z y   l o g i c   c o n t r o l l e r   c a n   b e   o b t a i n e d .   T h e   l o o k - u p   t a b l e   u s e d   i n   t h e   s i m u l a t i o n   p r o g r a m   i s   g i v e n   i n   T a b l e   ( 1 ) .   T h e   o u t p u t   d e p e n d s   o n   t h e   f u z z y   r u l e   e x p r e s s e d   a s   f o l l o w s ;   I f   ( I n p u t 1   A N D   I n p u t 2 )   T H E N   O u t p u t     e   E R R O R   P M   P B   Z E   N P   P B   Z E   P M   P B   P M   P M   P M   P M           I S S N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   D S P   B a s e d   V e c t o r   C o n t r o l   o f   F i v e - P h a s e   I n d u c t i o n   M o t o r     U s i n g   F u z z y   L o g i c   C o n t r o l t h e   c o n t r o l l e r   r u l e   b a s e   w h i c h   i s   s u m m a r i z e d   i n   T a b l e   ( 1 ) .   I n i t i a l l y   t h e   f u z z y   i n p u t   v e c t o r   s h o u l d   b e   d e f i n e d .   I t   c o n s i s t s   o f   t w o   v a r i a b l e s ;   t h e   s p e e d   e r r o r     * r r e ( t ) = ω - ω   a n d   i t s   d e r i v a t i v e   * r r d d e ( t ) = ( ω - ω d t d t A   f u z z y   s e t   f o r   i n p u t   a n d   o u t p u t   v a r i a b l e s   i s   d e s i g n e d .   F i g . 5   a n d   6   s h o w   t h e   u s e d   f o r   e a c h   f u z z y   i n p u t   v a r i a b l e ,   w h i l e   t h e   o u t p u t   v a r i a b l e   f u z z y   s e t   i s   s h o w n   i n   F i g . 6 .   T h e   l i n g u i s t i c   v a r i a b l e s   ( L V ' s )   u s e d   f o r   i n p u t s   s h o w n   i n   F i g s .   4 & 5   a r e   P M   ( P o s i t i v e   M e d i u m ) ;   P B   ( P o s i t i v e   B i g ) ;   Z E   ) ;   a n d   N M   ( N e g a t i v e   M e d i u m ) .   T h e   s a m e   L V ' s   a r e   u s e d   f o r   t h e   o u t p u t   f u z z y   s e t   u p   t a b l e   i s   r e q u i r e d   t o   d e v e l o p   t h e   s e t   o f   r u l e s ,   i n   w h i c h   t h e   r e l a t i o n   b e t w e e n   t h e   i n p u t   a r e   d e f i n e d   a n d   t h e   o u t p u t   v a r i a b l e   o f   f u z z y   l o g i c   c o n t r o l l e r   c a n   b e   o b t a i n e d .   T h e   u p   t a b l e   u s e d   i n   t h e   s i m u l a t i o n   p r o g r a m   i s   g i v e n   i n   T a b l e   ( 1 ) .   T h e   o u t p u t   d e p e n d s   o n   t h e   f u z z y   r u l e   I f   ( I n p u t 1   A N D   I n p u t 2 )   T H E N   O u t p u t   R u l e   B a s e   K u     K e       F i g .   3   F u z z y   L o g i c   P I   C o n t r o l l e r     T a b l e   ( 1 )   F u z z y   r u l e   Z E   N B   N M     E R R O R   R A T E   O F   C H A N G E   N M   N M   N M   N M     N B   N M   N M   N B     Z E   N B   N M   Z E     P B   Z E   N B   P B     P M   P B   Z E   P M         F i g .   4   E r r o r   M e m b e r s h i p s           F i g .   5   R a t e   o f   C h a n g e   o f   E r r o r         U s i n g   F u z z y   L o g i c   C o n t r o l   ( Z . M . S . E l - B a r b a r y )   1 9 5 ( 1 ) .   I n i t i a l l y   t h e   f u z z y   i n p u t   v e c t o r   s h o u l d   b e   d e f i n e d .   r r ω - ω )   f i v e   l i n g u i s t i c   v a r i a b l e s   u s e d   f o r   e a c h   f u z z y   i n p u t   v a r i a b l e ,   w h i l e   t h e   o u t p u t   v a r i a b l e   f u z z y   s e t   i s   s h o w n   i n   F i g . 6 .   T h e   l i n g u i s t i c   v a r i a b l e s   ( L V ' s )   u s e d   f o r   i n p u t s   s h o w n   i n   F i g s .   4 & 5   a r e   P M   ( P o s i t i v e   M e d i u m ) ;   P B   ( P o s i t i v e   B i g ) ;   Z E   ) ;   a n d   N M   ( N e g a t i v e   M e d i u m ) .   T h e   s a m e   L V ' s   a r e   u s e d   f o r   t h e   o u t p u t   f u z z y   s e t   u p   t a b l e   i s   r e q u i r e d   t o   d e v e l o p   t h e   s e t   o f   r u l e s ,   i n   w h i c h   t h e   r e l a t i o n   b e t w e e n   t h e   i n p u t   a r e   d e f i n e d   a n d   t h e   o u t p u t   v a r i a b l e   o f   f u z z y   l o g i c   c o n t r o l l e r   c a n   b e   o b t a i n e d .   T h e   u p   t a b l e   u s e d   i n   t h e   s i m u l a t i o n   p r o g r a m   i s   g i v e n   i n   T a b l e   ( 1 ) .   T h e   o u t p u t   d e p e n d s   o n   t h e   f u z z y   r u l e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                  I J P E D S   V o l .   2 ,   N o .   2 ,   J u n e   2 0 1 2   :     1 9 6     T h e   t o r q u e   p r o d u c i n g   c u r r e n t   c o m p o n e n t   i s   c a l c u l a t e d   f r o m : * I = q s * * e * e I = ( 1 + d s d r T h e   a n g u l a r   s l i p   f r e q u e n c y   c o m m a n d   (           A n g u l a r   f r e q u e n c y   i s   o b t a i n e d   a s   f o l l o w s , * * e s l m ω = ω ω * * θ = ω e T = K e q s E q u a t i o n   ( 1 6 )   i s   s i m i l a r   t o   t h a t   o f   t h e   s e p a r a t e l y   e x c i t e d   d c   m o t o r   a n d   d e n o t e s   i n i t i a l l y   p r o p o r t i o n a l   t o   t h e   q - a x i s   c o m p o n e n t   o f   t h e   s t a t o r   c u r r e n t b e c o m e s   z e r o   ( d e - a x i s   i s   a l i g n e d   w i t h   t h e   r o t o r   f l u x   a x i s ) ,   a n d   t h e   d T h i s   i s   t h e   p h i l o s o p h y   o f   t h e   v e c t o r   c o n t r o l   t e c h n i q u e .   T h e   t r a n s f o r m a t i o n s   u s e d   f o r   t h e   p r e s e n t   s y s t e m   a r e   e x p r e s s e d   a s   f o l l o w s ;   e e s s q - d   q - d W h e r e   r e p r e s e n t s   t h e   s u m   o f   t h e   s l i p   a n d   r o t o r   a n g l e s .       s * s * s * a s q s d s s * s * s * b s q s d s s * s * s * c s q s d s s * s * s * d s q s d s s * s * s * e s q s d s i = i c o s ( i = i c o s ( q d / a b c e d i = i c o s ( i = i c o s ( i = i c o s (     s q   I J P E D S   V o l .   2 ,   N o .   2 ,   J u n e   2 0 1 2   :     1 9 7     2 0 2         F i g .   6   O u t p u t   m e m b e r s h i p   T h e   t o r q u e   p r o d u c i n g   c u r r e n t   c o m p o n e n t   i s   c a l c u l a t e d   f r o m :   * r * K [ 1 + τ S ] ( - ω ) 1 p s c s r I = k λ τ S c s t d r ω     ( 1 1 )   * * 1 e * e I = ( 1 + τ p ) λ r d s d r L m       ( 1 2 )   T h e   a n g u l a r   s l i p   f r e q u e n c y   c o m m a n d   ( * s l ω )   i s :     * m * * r τ I L q s * ω = . s l λ d r       A n g u l a r   f r e q u e n c y   i s   o b t a i n e d   a s   f o l l o w s ,   * * e s l m ω = ω + ω       ( 1 4 )   * * θ = ω . d t e         ( 1 5 )   e e T = K λ I e q s t d r       ( 1 6 )   E q u a t i o n   ( 1 6 )   i s   s i m i l a r   t o   t h a t   o f   t h e   s e p a r a t e l y   e x c i t e d   d c   m o t o r   a n d   d e n o t e s   a x i s   c o m p o n e n t   o f   t h e   s t a t o r   c u r r e n t * e I q s ,   i f   t h e   q e - a x i s   c o m p o n e n t   o f   t h e   f l u x   a x i s   i s   a l i g n e d   w i t h   t h e   r o t o r   f l u x   a x i s ) ,   a n d   t h e   d e - a x i s   c o m p o n e n t   T h i s   i s   t h e   p h i l o s o p h y   o f   t h e   v e c t o r   c o n t r o l   t e c h n i q u e .   T h e   t r a n s f o r m a t i o n s   u s e d   f o r   t h e   p r e s e n t   s y s t e m   a r e   s * e * e * q s q s s d s s e e s s s * e * e * d s q s s d s s i = i c o s θ + i s i n θ q - d   q - d i = - i s i n θ + i c o s θ ®   ( 1 7 )   r e p r e s e n t s   t h e   s u m   o f   t h e   s l i p   a n d   r o t o r   a n g l e s .     s * s * s * a s q s d s s * s * s * b s q s d s s * s * s * c s q s d s s * s * s * d s q s d s s * s * s * e s q s d s i = i c o s ( θ ) + i s i n ( θ ) 2 π 2 π i = i c o s ( θ - ) + i s i n ( θ - ) 5 5 4 π 4 π q d / a b c e d i = i c o s ( θ - ) + i s i n ( θ - ) 5 5 4 π 4 π i = i c o s ( θ + ) + i s i n ( θ + ) 5 5 2 π 2 π i = i c o s ( θ + ) + i s i n ( θ + ) 5 5   ( 1 8 )                 I S S N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   ( 1 3 )   E q u a t i o n   ( 1 6 )   i s   s i m i l a r   t o   t h a t   o f   t h e   s e p a r a t e l y   e x c i t e d   d c   m o t o r   a n d   d e n o t e s   t h a t   t h e   t o r q u e   c a n   a x i s   c o m p o n e n t   o f   t h e   f l u x   a x i s   c o m p o n e n t   * e λ d r i s   k e p t   c o n s t a n t .   T h i s   i s   t h e   p h i l o s o p h y   o f   t h e   v e c t o r   c o n t r o l   t e c h n i q u e .   T h e   t r a n s f o r m a t i o n s   u s e d   f o r   t h e   p r e s e n t   s y s t e m   a r e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J P E D S     I S S N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4       D S P   B a s e d   V e c t o r   C o n t r o l   o f   F i v e - P h a s e   I n d u c t i o n   M o t o r     U s i n g   F u z z y   L o g i c   C o n t r o l   ( Z . M . S . E l - B a r b a r y )   1 9 7   3 . 3   F i v e   p h a s e   i n v e r t e r   T h e   m o d u l a t e d   p h a s e s   v o l t a g e s   o f   f i v e   p h a s e   i n v e r t e r     f e d   f i v e   p h a s e   i n d u c t i o n   m o t o r   a r e   i n t r o d u c e d   a s   a   f u n c t i o n   o f   s w i t c h i n g   l o g i c   N A ,   N B ,   N C , N D   a n d   N E   o f   p o w e r   s w i t c h e s   b y   t h e   f o l l o w i n g   r e l a t i o n s :     a s b s d c c s d s e s V 4 - 1 - 1 - 1 - 1 N A V - 1 4 - 1 - 1 - 1 N B V V = - 1 - 1 4 - 1 - 1 N C 5 V - 1 - 1 - 1 4 - 1 N E V - 1 - 1 - 1 - 1 4 N D   ( 1 9 )     T h e   p e r - p h a s e   s w i t c h i n g   s t a t e   h a v i n g   a   r a n g e   o f   N   =   0 ,   1 .     4 .   R E S U L T S   A n d   D I S C U S S I O N   T o   v e r i f y   t h e   v a l i d i t y   o f   t h e   p r o p o s e d   s y s t e m ,   a n   i n d u c t i o n   m o t o r   v e c t o r   c o n t r o l   s y s t e m   w a s   c o n s t r u c t e d .   F i g .   7   s h o w s   a   b l o c k   d i a g r a m   o f   t h e   e x p e r i m e n t a l   s y s t e m ,   w h i c h   w a s   c o m p o s e d   o f   a   D S P   b o a r d   D S P   1 1 0 4   w h i c h   i s   b a s e d   o n   3 2 - b i t   f l o a t i n g   p o i n t   D S P   T I   T M S 3 2 O C 3 I .   T h e   b o a r d   i s   a l s o   e q u i p p e d   w i t h   a   f i x e d   p o i n t   1 6   b i t   T M S 3 2 0 P 1 4   D S P   w h i c h   i s   u s e d   a s   a   s l a v e   p r o c e s s o r   [ 1 2 ] ,   F i v e   p h a s e s   c u r r e n t s , , ,   a n d     a b c e d i i i i i   a r e   s e n s e d   b y   H a l l - e f f e c t   c u r r e n t   t r a n s d u c e r s .   T h e s e   s i g n a l s   a r e   f e d   t o   t h e   D S P   t h r o u g h   t h e   s i g n a l   c o n d i t i o n i n g   c i r c u i t .   A l s o   t h e   s p e e d   o f   t h e   r o t o r   i s   s e n s e d   b y   2 0 4 8   P P R   i n c r e m e n t a l   e n c o d e r   f o r   d e t e c t i n g   t h e   m o t o r   s p e e d   a n d   f e d   t o   t h e   e n c o d e r   i n t e r f a c e   o n   t h e   D S P   b o a r d .   T h e   c o n t r o l   a l g o r i t h m   i s   e x e c u t e d   b y   s i m u l i n k   a n d   d o w n l o a d e d   t o   t h e   b o a r d   t h r o u g h   h o s t   c o m p u t e r .   T h e   o u t p u t s   o f   t h e   b o a r d   a r e   t e n   l o g i c   s i g n a l s ,   w h i c h   a r e   f e d   t o   t h e ,   5 - p h a s e   i n v e r t e r   t h r o u g h   d r i v e r   i s o l a t i o n   c i r c u i t s .   T h e   s a m p l i n g   t i m e   f o r   m e n t a l   i m p l e m e n t a t i o n   i s   c h o s e n   a s   1 0 0   s e c .   A l s o , T h e   p r o p o s e d   c o n t r o l   s y s t e m   s h o w n   i n   F i g .   1   i s   d e s i g n e d   f o r   a   s i m u l a t i o n   i n v e s t i g a t i o n .   S i m u l a t i o n   i s   c a r r i e d   o u t   u s i n g   t h e   g e n e r a l   p u r p o s e   s i m u l a t i o n   p a c k a g e   M a t l a b / S i m u l i n k   [ 1 3 ] ,   S i m u l a t i o n   a n d   e x p e r i m e n t a l   r e s u l t s   a r e   p r e s e n t e d   t o   s h o w   t h e   e f f e c t i v e n e s s   o f   t h e   p r o p o s e d   s c h e m e   a t   d i f f e r e n t   o p e r a t i n g   c o n d i t i o n s .   T h e s e   r e s u l t s   a r e   c l a s s i f i e d   i n t o   t w o   c a t e g o r i e s ;   t h e   f i r s t   r e p r e s e n t s   s t a r t - u p   a n d   s t e a d y - s t a t e   w h i l e   t h e   s e c o n d   r e p r e s e n t s   t h e   d y n a m i c   p e r f o r m a n c e .     4 . 1 .   S t a r t i n g   a n d   s t e a d y   s t a t e     p e r f o r m a n c e   S t a r t - u p   a n d   s t e a d y - s t a t e   r e s u l t s   a r e   i l l u s t r a t e d   b y   F i g u r e s   8   a n d   9   . F i g u r e   8   a     a n d   b   s h o w s   t h e   m o t o r   s p e e d .   F i g u r e s 8 a   s h o w s   t h e   s p e e d   s i g n a l s   o b t a i n e d   i n   r e a l   t i m e ,   w h a r e s   f i g u r e   8 b   s h o w s   t h e       c o r r e s p o n d i n g   s i g n a l s   o b t a i n e d   f r o m   s i m u l a t i o n .   T h e r e   i s   a   g o o d   c o r r e l a t i o n   b e t w e e n   t h e s e   s i g n a l s ,   f r o m   s t a r t - u p   p o i n t   u p   t o   t h e   s t e a d y   s t a t e   v a l u e .   F i g u r e   9 a   s h o w s   t h e   m o t o r   p h a s e   c u r r e n t   o b t a i n e d   i n   r e a l   t i m e .   W h a r e s ,   F i g u r e   9 b   s h o w s   t h e   c o r r e s p o n d i n g   s i g n a l   o b t a i n e d   f r o m   s i m u l a t i o n .   I n   t h e   t w o   f i g u r e s ,   t h e   c u r r e n t   s i g n a l s   a r e   o f   s i n e   w a v e   p r o f i l e s   o n   w h i c h   c o n t r o l l e r   s w i t c h i n g   t r a n s i e n t s   a r e   s h o w n .     G   I M     E n c o d e r   F i g   7   E x p e r i m e n t a l   s e t - u p   f o r   D S P - b a s e d   c o n t r o l   o f   i n d u c t i o n   m o t o r   I     L o a d   I n t e r f a c e   b o a r d   P C   D S 1 1 0 4   I G B T   d r i v e r     I n v e r t e r   I G B T   D C   ω       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4     I J P E D S   V o l .   2 ,   N o .   2 ,   J u n e   2 0 1 2   :     1 9 7     2 0 2   1 9 8 4 . 2 .   D y n a m i c   p e r f o r m a n c e   F o r   s t u d y i n g   t h e   d y n a m i c   p e r f o r m a n c e s   o f   p r o p o s e d   s y s t e m ,   a   s e r i e s   o f   m e a s u r e m e n t s   a n d   s i m u l a t i o n s   h a v e   b e e n   c a r r i e d   o u t .   I n   t h i s   r e s p e c t ,   t h e   d y n a m i c   r e s p o n s e   o f   t h e   p r o p o s e d   a l g o r i t h m   i s   s t u d i e d   u n d e r   s p e e d   s t e p   c h a n g e .   T o   s t u d y   t h e   d y n a m i c   r e s p o n s e   o f   t h e   c o n t r o l   s y s t e m   d u e   t o   a   s t e p   c h a n g e s   i n   t h e   c o m m a n d   o f   s p e e d ,   t h e   m o t o r   i s   s u b j e c t e d   t o   s t e p   c h a n g e s   i n   t h e   s p e e d   c o m m a n d   a t   n o   l o a d   t o   e v a l u a t e   i t s   p e r f o r m a n c e .   A t   t = 1   s e c o n d   . T h e   m o t o r   s p e e d   c o m m a n d   i s   c h a n g e d   f r o m   1 2 0   r a d / s e c   t o   1 5 0   r a d / s e c   a n d   r e t u r n   b a c k   t o   1 2 0   r a d / s e c   a f t e r   2 . 5   s e c .   F i g u r e   1 0   a   a n d   b   s h o w s   t h e   m o t o r   s p e e d   s i g n a l s   c o r r e s p o n d i n g   t o   t h e s e   s t e p   c h a n g e s .   I t   c a n   b e   s e e n   t h a t   t h e   m o t o r   s p e e d   i s   a c c e l e r a t e d   a n d   d e c e l e r a t e d   s m o o t h l y   t o   f o l l o w   i t s   r e f e r e n c e   v a l u e   w i t h   n e a r l y   z e r o   s t e a d y   s t a t e   e r r o r .   F i g u r e   1 0 . a   s h o w s   t h e   s p e e d   s i g n a l   o b t a i n e d   i n   r e a l   t i m e .   F i g u r e   1 0 . b   s h o w s   t h e   c o r r e s p o n d i n g   s i g n a l   o b t a i n e d   f r o m   s i m u l a t i o n .   T h e s e   r e s u l t s   s h o w   a   g o o d   c o r r e l a t i o n   b e t w e e n   t h e s e   s p e e d   s i g n a l s .   P h a s e   c u r r e n t   c o r r e s p o n d i n g   t o   t h i s   s p e e d   s t e p   c h a n g e s   a r e   s h o w n   i n   F i g s .   1 1   a   a n d   b   r e s p e c t i v e l y .   F i g u r e   1 1 a   r e p r e s e n t s   t h e   p h a s e   c u r r e n t   t h e s e   r e s u l t s   e n s u r e   t h e   e f f e c t i v e n e s s   o f   t h e   p r o p o s e d   c o n t r o l l e r   a n d   s h o w s   g o o d   b e h a v i o u r   o f   i t s   d y n a m i c   r e s p o n s e .     T o   s t u d y   t h e   r e s p o n s e   o f   t h e   c o n t r o l   s y s t e m   u n d e r   l o a d   c o n d i t i o n ,   a t   t = 0 . 7 5   s e c o n d   t h e   s p e e d   c o m m a n d   i s   c h a n g e d   f r o m   1 2 0   r a d / s e c   t o   1 5 0   r a d / s e c   a t   f u l l   l o a d .   F i g u r e   1 2   a   a n d   b   s h o w s   t h e   m o t o r   s p e e d   s i g n a l s   c o r r e s p o n d i n g   t o   t h e s e   s t e p   c h a n g e .   I t   c a n   b e   s e e n   t h a t   t h e   m o t o r   s p e e d   i s   a c c e l e r a t e d   s m o o t h l y   t o   f o l l o w   i t s   r e f e r e n c e   v a l u e   w i t h   n e a r l y   z e r o   s t e a d y   s t a t e   e r r o r .   T h e s e   r e s u l t s   s h o w   a   g o o d   c o r r e l a t i o n   b e t w e e n   t h e s e   s p e e d   s i g n a l s .   P h a s e   c u r r e n t   c o r r e s p o n d i n g   t o   t h i s   s p e e d   s t e p   c h a n g e   a r e   s h o w n   i n   F i g s .   1 3   a   a n d   b   r e s p e c t i v e l y .           ( a )     ( b )   F i g . 8     S t a r t - u p   a n d   s t e a d y - s t a t e , M o t o r   S p e e d     ( a )   E x p e r i m e n t a l   ( b )   S i m u l a t i o n                         0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5 4 4 . 5 5 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 T i m e   ( S e c ) S p e e d   ( r a d / s e c ) R e f e r e n c e   s p e e d M o t o r   s p e e d 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5 4 4 . 5 5 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 T i m e   ( S e c ) S p e e d   ( R a d / s e c ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J P E D S     I S S N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4       D S P   B a s e d   V e c t o r   C o n t r o l   o f   F i v e - P h a s e   I n d u c t i o n   M o t o r     U s i n g   F u z z y   L o g i c   C o n t r o l   ( Z . M . S . E l - B a r b a r y )   1 9 9       ( a )       ( b )   F i g . 9   S t a r t - u p   a n d   s t e a d y - s t a t e ,   M o t o r   P h a s e - a     c u r r e n t     ( a )   E x p e r i m e n t a l   ( b )   S i m u l a t i o n       ( a )     ( b )   F i g . 1 0   S p e e d   s t e p   u p   a n d   s t e p   d o w n   c h a n g e s   , M o t o r   S p e e d     ( a )   E x p e r i m e n t a l   ( b )   S i m u l a t i o n         0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1 - 8 - 6 - 4 - 2 0 2 4 6 8 T i m e   ( s e c ) P h a s e   C u r r e n t   ( A ) R e f e r e n c e   C u r r e n t M o t o r   C u r r e n t 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1 - 8 - 6 - 4 - 2 0 2 4 6 8 T i m e   ( S e c ) P h a s e   c u r r e n t   ( A ) 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5 4 0 5 0 1 0 0 1 5 0 T i m e   ( S e c ) M o t o r   S p e e d M o t o r   S p e e d R e f e r e n c e   S p e e d 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5 4 0 5 0 1 0 0 1 5 0 1 7 5 T i m e   ( S e c ) S p e e d   ( R a d / S e c ) M o t o r   s p e e d R e f e r e n c e   s p e e d Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4     I J P E D S   V o l .   2 ,   N o .   2 ,   J u n e   2 0 1 2   :     1 9 7     2 0 2   2 0 0   ( a )       ( b )   F i g . 1 1   S p e e d   s t e p   u p   a n d   s t e p   d o w n   c h a n g e s ,   ,   M o t o r   P h a s e - a     c u r r e n t     ( a )   E x p e r i m e n t a l   ( b )   S i m u l a t i o n       ( a )     ( b )   F i g . 1 2   S p e e d   s t e p   u p   c h a n g e , M o t o r   S p e e d :     ( a )   E x p e r i m e n t a l   ( b )   S i m u l a t i o n   0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5 4 - 1 0 - 5 0 5 1 0 T i m e   ( S e c ) P h a s e   C u r r e n t   ( A ) 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 1 4 0 1 6 0 T i m e   ( S e c ) M o t o r   s p e e d   ( r a d / s e c ) R e f e r e n c e   s p e e d M o t o r   s p e e d 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 0 2 5 5 0 7 5 1 0 0 1 2 5 1 5 0 1 7 5 T i m e   ( s e c ) S p e e d   ( R a d / s e c ) 0 4 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5 - 1 0   - 0 5 1 0 P h a s e   C u r r e n t   ( A )   T i m e   ( S e c ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J P E D S     I S S N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4       D S P   B a s e d   V e c t o r   C o n t r o l   o f   F i v e - P h a s e   I n d u c t i o n   M o t o r     U s i n g   F u z z y   L o g i c   C o n t r o l   ( Z . M . S . E l - B a r b a r y )   2 0 1   ( a )     ( b )     F i g . 1 3   S p e e d   s t e p   u p   c h a n g e ,   ,   M o t o r   P h a s e - a     c u r r e n t   ( a )   E x p e r i m e n t a l   ( b )   S i m u l a t i o n       5 .     C O N C L U S I O N S :   T h e   p a p e r   d e m o n s t r a t e s   t h e   v e r s a t i l e   a p p l i c a t i o n   o f   f u z z y   t h e o r y   f o r   t h e   c o n t r o l   o f   f i v e - p h a s e   i n d u c t i o n   m o t o r   d r i v e   s y s t e m .   A   s i m p l e   s t r u c t u r e   o f   f u z z y   l o g i c   c o n t r o l l e r   h a s   b e e n   p r o p o s e d .   T h i s   s t r u c t u r e   h a s   b e e n   d e r i v e d   f r o m   t h e   d y n a m i c   m o d e l   o f   f i v e - p h a s e   i n d u c t i o n   m o t o r   d r i v e   s y s t e m   u s i n g   t h e   v e c t o r   c o n t r o l   t e c h n i q u e .   T h e   e f f e c t i v e n e s s   o f   t h e   f u z z y   l o g i c   c o n t r o l l e r   h a s   b e e n   e s t a b l i s h e d   b y   p e r f o r m a n c e   p r e d i c t i o n   o f   a n   e x p e r i m e n t a l   a n d   s i m u l a t i o n   o f   f i v e - p h a s e   i n d u c t i o n   m o t o r   d r i v e   o v e r   a   w i d e   r a n g e   o p e r a t i n g   c o n d i t i o n s .   T h e   p r o p o s e d   f u z z y   l o g i c   c o n t r o l l e r   b a s e d   d r i v e   s y s t e m   h a s   b e e n   s u c c e s s f u l l y   i m p l e m e n t e d   i n   t h e   r e a l   t i m e   f o r   t h e   l a b o r a t o r y   f i v e - p h a s e   i n d u c t i o n   m o t o r .   S i m u l a t i o n   a n d   e x p e r i m e n t a l   r e s u l t s   h a v e   c o n f i r m e d   t h e   e x p e c t e d   p e r f o r m a n c e   o f   t h e   f u z z y   l o g i c   c o n t r o l l e r .   T h e   r e s u l t s   s h o w   t h a t   t h e   e f f e c t i v e n e s s   a n d   r o b u s t n e s s   o f   t h e   p r o p o s e d   s p e e d   c o n t r o l   m e t h o d .       6 .   R E F E R E N C E S   [ 1 ]   M .   R i z w a n   K h a n   a n d   A t i f   I q b a l ,   M R A S   B a s e d   S e n s o r l e s s   C o n t r o l   o f   a   S e r i e s - C o n n e c t e d   F i v e - P h a s e   T w o - M o t o r   D r i v e   S y s t e m   ,   J o u r n a l   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   &   T e c h n o l o g y ,   V o l .   3 ,   N o .   2 ,   p p .   2 2 4 ~ 2 3 4 ,   2 0 0 8   [ 2 ]   L e v i ,   E . ,   B o j o i ,   R . ,   P r o f u m o ,   F . ,   T o l i y a t ,   H . A . ,   a n d   W i l l i a m s o n ,   S . ,   M u l t i p h a s e   i n d u c t i o n   m o t o r   d r i v e s   t e c h n o l o g y   s t a t u s   r e v i e w '   I E E   E l e c .   P o w e r   a p p l . ,   2 0 0 7 ,   ( i n   p r e s s ) .   [ 3 ]   S i n g h ,   G . K . ,   M u l t i - p h a s e   i n d u c t i o n   m a c h i n e   d r i v e   r e s e a r c h   -   a   s u r v e y ,   E l e c t r i c   P o w e r   S y s t e m s   R e s e a r c h ,   6 1 ,   p p .   1 3 9 - 1 4 7 ,   2 0 0 2 .   [ 4 ]   W i l l i a m s o n ,   S . ,   a n d   S m i t h ,   A . C . ,   P u l s a t i n g   t o r q u e   a n d   l o s s e s   i n   m u l t i p h a s e   i n d u c t i o n   m a c h i n e s ,   I E E E   T r a n s .   o n     I n d u s t r y   A p p l i c a t i o n s ,   v o l .   3 9 ,   n o .   4 ,   p p .   9 8 6 - 9 9 3 ,   2 0 0 3 .   [ 5 ]   M .   R i z w a n   K h a n   a n d   A t i f   I q b a l   E x p e r i m e n t a l   I n v e s t i g a t i o n   o f   F i v e - P h a s e   I n d u c t i o n   M o t o r   D r i v e   U s i n g   E x t e n d e d   K a l m a n - F i l t e r .   A s i a n   P o w e r   E l e c t r o n i c s   J o u r n a l ,   V o l .   3 ,   N o .   1 ,   S e p t   2 0 0 9 .   [ 6 ]   X u ,   H . ,   T o l i y a t ,   H . A . ,   a n d   P e t e r s e n ,   L . J . ,   R o t o r   f i e l d   o r i e n t e d   c o n t r o l   o f   a   f i v e - p h a s e   i n d u c t i o n   m o t o r   w i t h   t h e   c o m b i n e d   f u n d a m e n t a l   a n d   t h i r d   h a r m o n i c   c u r r e n t s ,   P r o c .   I E E E   A p p l i e d   P o w e r   E l e c t r o n i c s   C o n f e r e n c e   A P E C ,   A n a h e i m ,   C A ,   p p .   3 9 2 - 3 9 8 ,   2 0 0 1 .   [ 7 ]   X u ,   H . ,   T o l i y a t ,   H . A . ,   a n d   P e t e r s e n ,   L . J . ,   F i v e - p h a s e   i n d u c t i o n   m o t o r   d r i v e s   w i t h   D S P - b a s e d   c o n t r o l   s y s t e m ,   I E E E   T r a n s .   o n   P o w e r   E l e c t r o n i c s ,   v o l .   1 7 ,   n o .   2 ,   p p .   5 2 4 - 5 3 3 , 2 0 0 2 .   0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 - 1 0 - 5 0 5 1 0 T i m e   ( S e c ) P h a s e   C u r r e n t   ( A ) 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1 1 . 1 1 . 2 1 . 3 1 . 4 1 . 5 - 1 0 - 5 0 5 1 0 T i m e   (   S e c ) P h a s e   C u r r e n t   ( A ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.