I nte rna t io na l J o urna l o f   P o w er   E lect ro nics   a nd   Driv Sy s t e m   ( I J P E DS )   Vo l.   9 ,   No .   3 Sep tem b er   201 8 ,   p p .   1 0 9 8 ~ 1 1 0 5   I SS N:  2088 - 8 694 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j p ed s . v 9 .i 3 . pp 1 0 9 8 - 1 1 0 5           1098       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e. co m/jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JP E DS   I m ple m e ntatio n o Ty pe - Fu zz y  L o g ic Contro ller in  P M SM   Driv es Using  DS P       S.  Wa hs h 1 Y.   Ah m ed 2 E .   A bo   E lza ha b 3   1, 2 De p a rtm e n o f   P o w e El e c tro n i c s a n d   En e rg y   Co n v e rsio n ,   El e c tr o n ics   Re se a rc h   In stit u te,  G iza ,   Eg y p t   3 De p a rtme n o f   El e c tri c a P o w e a n d   M a c h i n e s,  Ca iro   U n iv e rsity ,   G iz a ,   Eg y p t       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Oct   30 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   A p r   24 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   A u g   6 ,   2 0 1 8       T h is  p a p e p re se n ts   in terv a ty p e - 2   f u z z y   lo g ic  (IT 2 F L c o n tro l ler  a p p li e d   o n   a   d irec to rq u e   c o n tr o ll e d   (DT C)  p e rm a n e n m a g n e s y n c h ro n o u m o to (P M S M ),   u sin g   d ig it a sig n a p ro c e ss in g   (DSP ).   T h e   si m u latio n   o f   P M S M   w it h   sp a c e   v e c to p u lse   w id th m o d u latio n   (S VP W M in v e rter  p re se n ted   u n d e se v e ra o p e ra ti n g   c o n d it i o n .   T o   v e rify   th e   si m u latio n   re su lt a   h a rd   w a r e   se tu p   is  p re p a re d   a n d   tes ted   a se v e ra o p e ra ti n g   c o n d it i o n u sin g   d sp a c e   1 1 0 2   DS P   m o d e l.   T h e   e x p e ri m e n tal  a n d   sim u latio n   re s u lt a re   i n   a g re e m e n t,   th e   to rq u e   d y n a m ic   re sp o n se   is  v e r y   ra p id   a n d   th e   s y ste m   a c h iev e s th e   ste a d y   sta te i n   a   v e r y   sh o rt  ti m e .   K ey w o r d :   Dir ec t o r q u c o n tr o l   Fu zz y   l o g ic  c o n tr o ller   Fu zz y   t y p e - 2   P MSM   Sp ac v ec to r   m o d u latio n   Co p y rig h ©   201 In s t it u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   S.  W ah s h ,   Dep ar t m en t o f   P o w er   E lectr o n ics an d   E n er g y   C o n v er s io n ,   E lectr o n ics R e s ea r ch   I n s tit u te,   3 3   E l - T ah r ir s t.,   Do k k i,  Giza ,   E g y p t   E m ail:  w a h s h @ er i.sci.e g       1.   I NT RO D UCT I O N   Fu zz y   lo g ic  s y s te m s   ( FLS)   h av e   b ee n   s u cc ess f u ll y   ap p l ied   to   co n tr o co m p le x   o r   i ll - d ef in ed   p r o ce s s es  w h o s m a th e m atica m o d els  ar d if f ic u lt  to   o b tain .   T h ab ilit y   o f   co n v er ti n g   lin g u i s tic  d escr ip tio n s   in to   a u to m a tic  co n tr o s tr ate g y   h a s   m ad i a   p r ac tical  a n d   p r o m is i n g   al t er n ati v to   t h cla s s ical   co n tr o l   s ch e m f o r   ac h iev i n g   co n tr o l o f   co m p lex   n o n li n ea r   s y s te m s .   T h co n ce p o f   t y p e - 2   f u zz y   s ets  w as  in i tiall y   p r o p o s ed   b y   Z ad eh   as  a n   ex ten s io n   o f   t y p ical  f u zz y   s ets  ( ca lled   t y p e - 1 ) .   Me n d el  an d   Kar n ik   d ev e lo p ed   co m p lete  th eo r y   o f   I T 2 FL   s y s te m s .   R ec en t l y ,   T 2 FL S s   h av attr ac ted   m o r atte n tio n   i n   m a n y   liter at u r es a n d   s p ec ial  is s u o f   I E E E   T r an s ac tio n s   o n   Fu zz y   s y s te m s .     A   d ec en tr alize d   ad ap tiv co n t r o ller   b ased   o n   t y p e - 2   f u zz y   s y s te m s   h as  b ee n   p r ese n ted   b y   [ 1 ] ,   th co n tr o ller   us ed   to   m ai n tai n s   th tr a ck in g   er r o r s   in   P MSM   b ased   o n   f ield   o r ien ted   co n tr o l.  A n   ad ap tiv e   I T 2 FL C co n tr o ller   is   p r o p o s ed   in   [ 2 ]   f o r   P MSM   d r iv es,  T y p e - 2   f u zz y   lo g ic   s y s te m   co m b in ed   w it h   ad ap tiv e   co n tr o to   ac h iev ac cu r ate  c o n tr o s y s te m   w h ic h   ab le  to   tr ac k   th r ef e n ce   s p ee d   in   s y s te m   w i th   h i g h er   u n ce r tai n tie s .   I T 2 FL   s y s te m s   ar m o r co m p lex   th a n   t y p e - 1 ,   th m aj o r   d if f er en ce   b ein g   th p r esen o f   ty p e - 2   is   th eir   a n tece d en t   a n d   co n s eq u en t   s e ts .   I T 2 FL   s y s te m s   r e s u lt   b etter   p er f o r m an ce   th a n   t y p e - 1   f u zz y   lo g ic   s y s te m s   o n   th ap p licatio n s   o f   f u n ctio n   ap p r o x i m atio n ,   m o d elin g   a n d   co n tr o [ 2 ] - [ 8 ] .   T h w id r an g es  o f   ap p licatio n s   o f   t y p e - 2   F L h av s h o w n   t h at  it  p r o v id g o o d   s o lu tio n s ,   esp ec iall y   in   th p r esen ce   o f   u n ce r tai n tie s   as   a.   Un ce r tai n ties   i n   i n p u t s   to   th FLC  w h i ch   tr a n s la te  to   u n ce r tain ties   i n   t h an tece d e n Me m b er s h ip   Fu n ctio n s   ( MFs).     b.   Un ce r tai n ties   i n   co n tr o l o u tp u t s   w h ic h   tr an s late  to   u n ce r tai n ti es in   t h co n s eq u en t M Fs   o f   t h FLC.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t     I SS N:  2088 - 8 694       I mp leme n ta tio n   o f Typ e - 2   F u z z Lo g ic  C o n tr o ller   in   P MS Dri ve s   U s in g   DS P   ( S .   W a h s h )   1099   c.   L i n g u i s tic  u n ce r tain t ies  a s   t h m ea n in g   o f   w o r d s   t h at  a r u s ed   i n   t h a n tece d e n a n d   co n s eq u en t   lin g u i s tic  lab els ca n   b u n ce r tain - w o r d s   m ea n   d if f er en t t h i n g s   to   d if f er en t p eo p le.   I n   th e   m id   1 9 8 0 s   t h d ir ec t o r q u co n tr o ( DT C )   w as   in tr o d u ce d   f o r   in d u c tio n   m o to r   b y   T ak ah a s h i   et  al.   I n   t h 1 9 9 0 s ,   DT C   f o r   p er m an e n m a g n et  s y n c h r o n o u s   m o to r   ( P MSM )   w as   d ev elo p ed .   C o m p ar ed   w it h   f ield   o r ien ted   co n tr o l,  th DT C   h a s   m a n y   ad v an ta g e s   s u c h   as  less   m ac h in p ar a m eter   d ep en d en ce ,   s i m p ler   i m p le m en ta tio n   a n d   q u ic k er   d y n a m ic   to r q u r esp o n s e.   T h er is   n o   cu r r en co n tr o ller   n ee d ed   in   DT C ,   b ec au s e   it   s elec ts   t h v o lta g s p ac v ec to r s   ac co r d in g   to   th er r o r s   o f   f lu x   li n k a g an d   to r q u e.   DT C   h as  s o m e   d r a w b ac k s ,   s u c h   a s   th e   h i g h   t o r q u an d   f l u x   r ip p les.  Du t o   s o p h is ticated   a n d   lar g co m p u tatio n al  o f   v ec to r   co n tr o DT C   r ec o g n ized   a s   a   v iab le  s o lu t io n   to   a ch ie v th ese  r eq u ir e m en t s   a n d   r ed u ce   th co m p lex it y   o f   v ec to r   co n tr o l.   I n   th i s   ar ticle,   DT C   tech n iq u u s ed   to   co n tr o th s p ee d   o f   th P MSM ,   th s p ee d   co n tr o ller   is   r ep r esen ted   b y   I T 2 FL ,   th to r q u an d   f l u x   r eg u lato r s   ar r ep r esen ted   b y   co n v e n tio n al  P I   co n tr o ller s .   T h e   co n tr o ller s   p ar a m eter s   ar e   ad ju s ted   f o r   m i n iu m   tr ak i n g   er r o r ,   th s y s te m   i m p le m en ted   an d   test ed   at  d i f f er en t   o p er atin g   co n d itio n s   u s i n g   D S P .       2.   P M S M   M AT H E M AT I CAL  M O DE L   AND  D I RE CT   T O RQ U E   CO NT RO L   P RI NCI P L E   T h s tato r   f lu x   li n k ag v ec to r   ψs   an d   r o to r   f lu x   li n k ag ψ m   ca n   b d r a w n   i n   th r o to r   r ef er en ce   f r a m ( d - q ) ,   s tato r   r ef er en ce   f r a m ( d s - q s )   a n d   s tatio n ar y   r ef er en ce   f r a m e( α - β)  as  s h o w n in   Fig u r 1 [ 9 ] - [ 1 2 ] .                   ( 1 )                   ( 2 )                     ( 3 )                       ( 4 )                   ( 5 )     W h er v d ,   an d   v q   ar t h d - q   ax is   v o lta g es,  id   an d   iq   ar th d - q   ax is   s tato r   cu r r en ts ,   L d   an d   L q ,   ar e   th d - q   ax i s   in d u c tan ce s ,   ,   an d   ,   ar th d - q   ax is   s tato r   f l u x   lin k a g es,    is   th s tato r   r esis ta n ce   p er   p h ase,   th r o to r   s p ee d   an d   ,   is   th s tato r   f l u x   li n k ag d u to   th r o to r   m a g n et s .   B y   tr an s f o r m i n g   t h e   r o to r   r ef er en ce   f lu x   co m p o n e n ψd ,   ψq   an d   cu r r en id ,   iq   to   t h s tato r   r ef er en ce   f l u x   co m p o n en ψd s ,   ψq s   a n d   cu r r en t c o m p o n e n t id s ,   iq s   w it h   th tr a n s f o r m atio n   ( 6 )   an d   ( 7 ) ,   to r q u ( 5 )   ca n   b tr an s f o r m ed   as in   ( 8 ) .           Fig u r 1 .   T h s tato r   an d   r o to r   f l u x   li n k ag e s   in   d i f f er en t r e f er en ce   f r a m e                     ( 6 )       an d                 (7 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694     I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 1 8   :   1 0 9 8     1 1 0 5   1100                 ( 8 )                     ( 9 )                 ( 1 0 )     E q u atio n   ( 1 0 )   s h o w s   t h at  to   i n cr ea s to r q u e,   δ   s h o u ld   b i n cr ea s ed to   in cr ea s e   δ  s tato r   f l u x   s h o u ld   tu r n   f a s ter   t h a n   r o to r   f l u x   b y   th e   s elec t io n   o f   o p ti m u m   v o ltag v ec to r   ac co r d in g   to   d i f f er en ce   b et w ee n   t h r ef er en ce   an d   ac t u al  v al u e s   o f   to r q u an d   f lu x .       3.   SPAC E   V E C T O M O DULAT I O N   T h m ai n   ad v a n ta g es  o f   t h s p ac v ec to r   m o d u latio n   ( S VM )   ar e:  A   1 5 in cr ea s i n   DC   l in k   v o lta g e   u tili za t io n   co m p ar ed   w it h   t h s i n e - tr ian g le   tec h n iq u e.   L o w er   h ar m o n ic  co n ten t,  p ar ticu lar l y   a h i g h   m o d u latio n   in d ice s   co m p ar ed   w it h   t h s i n e - tr ian g le  tec h n iq u [ 1 1 ] .   T h v o ltag e - v ec to r   s p ac i s   d iv id ed   u p   i n to   s ix   s ec to r s   in   th e   v ec to r   s p ac as  s h o w n   i n   v o ltag e - v ec to r   s p ac in   Fi g u r 2 .   I n   o n s a m p li n g   i n ter v al,   th o u tp u t   v o ltag v ec to r   ca n   b w r itte n   as                 ( 1 1 )     W h er t 0 t 1 , …… …. ,   t7   a r th tu r n - o n   ti m o f   th v ec to r s     ,…..,  ,   t 0 ,   t 1 , …. . ,   t 7 0 ,   an d   Ts   i s   t h s w itc h i n g   ti m e.   Ho w e v er ,   i n   o r d er   to   r ed u ce   t h n u m b er   o f   s w itc h in g   ac tio n s   an d   m a k f u ll  u s e   o f   ac tiv e   tu r n - o n   ti m f o r   s p ac v ec to r s ,   th v ec to r   i s   co m m o n l y   s p li i n to   th t w o   n ea r e s ad j ac en v o lta g e   v ec to r s   an d   ze r o   v ec to r s   U 0   a n d   U 7   in   a n   ar b itra r y   s ec to r .   F o r   ex a m p le,   in   s ec to r   I ,   in   o n e   s a m p li n g   in ter v al,   v ec to r   ca n   b ex p r ess ed   as:                 ( 1 2 )           Fig u r 2 .   Vo ltag v ec to r   s p ac e       4.   I NT E RVA L   T YP E   - 2   F U Z Z L O G I SY ST E M   I n   o r d er   to   r e p r esen an   I T 2 s et,   w u s t w o   m e m b er s h ip   f u n ctio n s   ca lled   u p p er   m e m b er s h i p   ( UM F)  an d   lo w er   m e m b er s h i p   ( L MF)   [ 1 3 ] - [ 1 8 ] .   Un ce r tain t y   o f   t h p r i m ar y   m e m b er s h i p   g r ad o f   t y p e - Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t     I SS N:  2088 - 8 694       I mp leme n ta tio n   o f Typ e - 2   F u z z Lo g ic  C o n tr o ller   in   P MS Dri ve s   U s in g   DS P   ( S .   W a h s h )   1101   MF  co n s i s b o u n d ed   r eg io n   t h at  ca lled   f o o tp r in o f   u n ce r tai n t y   ( FOU)   w h ich   m o d els  t h u n ce r tai n tie s   i n   th e   s h ap an d   p o s itio n   o f   th t y p e - 1   f u zz y   s et.   Sh o w n   i n   Fi g u r 3 .   An   UM a n d   L MF  ar t w o   t y p e - 1   MF s   th at  ar b o u n d s   f o r   th FOU  o f   an   i n ter v al  t y p e - 2   MF.   T h e   UM is   s u b s et  t h at  h a s   th m ax i m u m   m e m b er s h ip   g r ad o f   th FOU,   an d   th L MF  is   a   s u b s et  th at  h as  t h m i n i m u m   m e m b er s h ip   g r ad o f   th FO Fi g u r 4 .           Fig u r 3 .   B lo ck   d iag r a m   o f   P MSM   d r iv w it h   DT C - SVM  s y s te m       Fig u r 4 . Me m b er s h ip   Fu n ctio n   o f   F u zz y   t y p e - 2       A   I T 2 FL co n s is ts   o f   f o u r   b asic  ele m e n t s   Fi g u r 5 th t y p e - 2   f u zz y f ier ,   th f u zz y   r u l e - b ase,   th e   in f er en ce   e n g in e,   an d   t h t y p e - 2   t y p e   r ed u ctio n /d e f u zz if ier .   T h I T 2 FL   s y s te m   w o r k s   a s   f o llo w s ,   t h cr is p   in p u t s   f r o m   t h i n p u s en s o r s   ar f ir s f u zz if ied   in t o   i n p u t y p e - 2   f u zz y   s ets.  T h i n p u t y p e - 2   f u zz y   s et s   t h en   ac tiv ate  t h in f er en ce   e n g in a n d   th r u le  b ase  to   p r o d u ce   o u tp u t y p e - 2   f u zz y   s e ts .   T h t y p e - 2   FLC  r u le s   w il l   r e m ain   t h s a m as  i n   t y p e - 1   FL C   b u th a n tece d en t s   an d /o r   th co n s eq u en ts   w il b e   r ep r esen ted   b y   I T 2 F   s ets.  T h i n f er en ce   en g i n co m b in e s   t h f ir ed   r u les  a n d   g i v es  a   m ap p in g   f r o m   in p u t y p e - 2   f u zz y   s e ts   to   o u tp u t y p e - 2   f u zz y   s e ts .   T h e   t y p e - 2   f u zz y   o u tp u ts   o f   th e   i n f er e n ce   e n g in e   ar th e n   p r o c ess ed   b y   th e   t y p e - r ed u ce r   w h ic h   co m b i n es   t h o u tp u t   s et s   a n d   p er f o r m s   ca lc u latio n   w h ich   lead s   to   t y p e - 1   f u zz y   s et s   ca lled   t h e   t y p e - r ed u ce d   s ets.   Af ter   t h t y p e - r ed u ct io n   p r o ce s s ,   th e   t y p e - r ed u ce d   s ets   ar d ef u zz i f ied   to   o b tain   cr i s p   o u tp u ts   t h at  ar s e n t to   th ac t u ato r s   [ 1 4 ] - [ 1 6 ] .           Fig u r 5 .   C o n f ig u r atio n   o f   f u zz y   t y p e - 2   lo g ic  s y s te m       I h as   b ee n   ar g u ed   th a u s i n g   I T 2 s ets  to   r ep r esen t   t h i n p u ts   a n d /o r   o u tp u ts   o f   FLCs   h as  m a n y   ad v an ta g es  w h e n   co m p ar ed   to   t y p e - 1   f u zz y   s ets w s u m m ar ies s o m o f   th e s ad v an tag e s   a s   f o llo w s :   1.   As  th t y p e - f u zz y   s e m e m b er s h ip   f u n ctio n s   ar t h e m s el v es  f u zz y   a n d   co n tai n   f o o tp r in o f   u n ce r tai n t y ,   t h e y   ca n   m o d el   a n d   h a n d le  t h lin g u is tic  a n d   n u m er ical   u n ce r tai n ties   as s o ciate d   w ith   t h in p u t s   an d   o u tp u t s   o f   t h FLC.  T h er ef o r e,   FL C s   t h at  ar b ased   o n   ty p e - 2   f u z z y   s et s   w il h a v th e   p o ten tial to   p r o d u ce   b etter   p er f o r m an ce   t h a n   t y p e - 1   F L C s   w h e n   d ea lin g   w it h   u n ce r tai n ti es.   2.   Usi n g   t y p e - 2   f u zz y   s et s   to   r ep r esen t h F L C   i n p u ts   a n d   o u t p u ts   w ill  r es u lt  i n   t h r ed u ctio n   o f   t h F L C   r u le  b ase   w h e n   co m p ar ed   to   u s i n g   t y p e - 1   f u zz y   s e ts   a s   t h e   u n ce r tai n t y   r ep r esen ted   i n   th f o o tp r in t   o f   u n ce r tai n t y   i n   t y p e - 2   f u zz y   s et s   lets   u s   co v er   t h s a m r an g e   as  t y p e - 1   f u zz y   s et s   w it h   s m aller   n u m b er   o f   lab els.  T h r u le  r ed u ctio n   will b g r ea ter   as th n u m b er   o f   th F L C   i n p u ts   i n cr ea s es .   3.   E ac h   in p u an d   o u tp u w ill  b e   r ep r esen ted   b y   lar g n u m b er   o f   t y p e - 1   f u zz y   s ets  w h ic h   ar em b ed d ed   in   t h t y p e - 2   f u zz y   s et s .   T h u s o f   s u c h   lar g n u m b er   o f   t y p e - 1   f u zz y   s et s   to   d escr ib th i n p u t   an d   o u tp u v ar iab le s   allo w s   f o r   d etailed   d escr ip tio n   o f   th an a l y tical  co n tr o s u r f ac as  t h ad d itio n   o f   th e   ex tr lev el s   o f   clas s i f icatio n   g i v es a   m u c h   s m o o th er   co n tr o l s u r f ac a n d   r esp o n s e.   4.   I h as   b ee n   s h o w n   th at   t h e x tr d eg r ee s   o f   f r ee d o m   p r o v id ed   b y   t h f o o tp r in o f   u n ce r ta in t y   e n ab les  t y p e - 2   F L C   t o   p r o d u ce   o u tp u ts   t h at  ca n n o b ac h iev ed   b y   t y p e - 1   FLCs   w it h   th s a m n u m b er   o f   m e m b er s h ip .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694     I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 1 8   :   1 0 9 8     1 1 0 5   1102   A   s tan d ar d   ap p r o ac h   f o r   s p ee d   co n tr o in   d r iv es  is   t h u s o f   P I   c o n tr o ller .   R ec en d ev elo p m e n t s   i n   ar tif icial  i n telli g e n ce   b ased   co n tr o h av b r o u g h i n   to   f o cu s   p o s s ib ilit y   o f   r ep lacin g   PI  co n tr o ller   w ith   a   f u zz y   lo g ic  ( FL ) .   T h m e m b er s h ip   f u n ct io n s   f o r   in p u an d   o u tp u v ar iab le s   f o r   th P I - t y p f u zz y   t y p e - 2   ar s p ee d   er r o r   ( E ) ,   ch an g o f   s p ee d   er r o r   ( ΔE ) ,   an d   ch an g o f   to r q u a s   o u tp u t ( Δ T ) .       5.   E XP E R I M E NT A L   DRI VE   CO NF I G URA T I O N   T h lab o r ato r y   s et - u p   b u i lt  f o r   ex p er i m e n tal  te s ts   o f   t h P MSM   d r iv s y s te m   co n s is ts   o f   t h f o llo w in g   m ai n   p ar ts :   1.   P MSM   B ec k h o f f A 2 4 7   Ser ies  w ith   r eso l v er .   2.   B ec k h o o f   A X2 5 1 3   s er ies d ig it al  s er v o   a m p li f ier .   3.   DSP   ( DSP A C E   DS1 1 0 2 )   m o d el.   4.   P C   P e n tiu m   2 ,   3 2 MB   o f   R A M ,   1 GB   o f   R OM   w it h   W in d o w s   an d   DSP   P r o ce s s o r .   5.   P C   P en tiu m   4 ,   C P 3   GHz ,   1 GB   o f   R A w it h   W in d o w s   X P   an d   B ec k h o f f   Mo to r   s o f t w ar e.   6.   MCR T   4 8 2 0 0 d ig ital to r q u tr an s d u ce r .   7.   T ek tr o n ix   d ig ital  s to r ag o s cil lo s co p T P S2 0 2 4   m o d el.   8.   Dc  g en er ato r   an d   r esis tiv lo a d   T h o v er all  s y s te m   a s   s h o w n   in   Fi g u r 6   co n s i s ts   o f   t h P MSM   w ith   b u ilt   i n   r eso lv er   an d   s h a f t   en co d er   in   o r d er   to   m ea s u r t h m o to r   p o s itio n ,   a n o th er   co m p o n en i n   th s y s te m   i s   th B E C KHOFF  d i g ita l   s er v o   a m p li f ier   w h ic h   d r iv t h m o to r   u s i n g   s p ac v ec to r   P W tech n iq u e,   al s o ,   th er a r o u tp u g r o u p   o f   s en s o r s   to   m ea s u r th e   ac tu a m o to r   cu r r en ts ,   v o ltag e,   a n d   to r q u e.   T h is   s y s te m   i s   co n tr o lled   u s i n g   DSP   i m p le m en ted   i n   co m p u ter   s y s t e m   u s i n g   Ma tlab   s o f t w ar e.       6.   SI M UL AT I O A ND  E XP E RIM E NT AL   R E S UL T S   T h er ar m a n y   co n tr o s tr ate g ies  f o r   DT C   P MSM   d r iv es.   Fu zz y   t y p - 1   w as   u s ed   in   co n t r o o f   DT C   P MSM   d r iv es  a n d   n o w   w a p p ly   I T 2 FL S.   I T 2 FL   co n tr o ll er   is   u s ed   f o r   s p ee d   lo o p ,   to r q u an d   f l u x   lo o p s   co n tr o ller s   ar o f   co n v en tio n al  P I   co n tr o ller   ty p [ 1 9 ] - [ 2 3 ] .   T h s y s te m   is   m o d ele d   w ith   M A T L A B   SIM UL I NK   u s i n g   P MSM   d at in   ap p en d ix   ( A ) ,   w it h   s w itc h in g   ti m T s =0 . 0 0 0 2 s ec .   Fig u r e   7   s h o w s   t h s p ee d   r esp o n s at  2 0 0 0   r p m   r ef er e n ce   s p ee d ,   w h ile  Fi g u r 8   s h o w s   t h lo ad   to r q u r esp o n s ( T L )   at  lo ad   s tep   ch an g f r o m   0 . 5 5   NM   to   1 . 1   N. at   1   s ec   ti m e,   F ig u r 9 . s h o w s   th e   cu r r en r esp o n s e.   Mo to r   to r q u an d   r ef er en ce   to r q u is   s h o w n   i n   F ig u r 1 0 .             Fig u r 6 L ab o r ato r y   Set - up       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t     I SS N:  2088 - 8 694       I mp leme n ta tio n   o f Typ e - 2   F u z z Lo g ic  C o n tr o ller   in   P MS Dri ve s   U s in g   DS P   ( S .   W a h s h )   1103     ( a) Si m u latio n     ( b )   E x p er im e n tal     Fig u r 7 .   Sp ee d   R esp o n s e     ( a) Si m u latio n     ( b )   E x p er im e n tal     Fig u r 8 .   T o r q u R esp o n s e         ( a) Si m u latio n     ( b )   E x p er im e n tal     Fig u r 9 .   T h r ee   p h ase  C u r r en R esp o n s e       7.   CO NCLU SI O N   T h is   p ap er   p r esen ts   m o d elin g ,   s i m u la tio n   a n d   i m p le m en ta t io n   o f   s p ee d   co n tr o i n   P M SM  d r iv e   b ased   o n   DT C   tec h n iq u e.   I T 2 FL   u til ized   as   s p ee d   co n tr o ller ,   s i n ce   i p r o v id es   ad d itio n al  d eg r ee s   o f   f r ee d o m   a n d   h a n d les   s y s te m s   u n ce r tai n tie s .   T h d r iv s y s te m   h as   b ee n   s i m u lated   an d   test ed   u s i n g   M A T L A B   SIM UL I NK.   Si m u lat io n   a n d   ex p er i m e n tal  ar p r esen ted   u n d er   d if f er e n o p er atin g   co n d itio n s .   A   h ar d w ar e   s etu p   is   i m p le m e n ted   an d   test ed   u s i n g   d s p ac 1 1 0 2   DSP   b o ar d .   T h r esu lts   s h o w   t h at  t h s y s te m   o p er atio n   m o r e   s m o o th   an d   r ea c h es   s tea d y   s ta te  f aster   w h e n   u s i n g   f u z z y   t y p e - 2   w it h   t h s a m n u m b er   o f   m e m b er s h ip s   as  co m p ar ed   to   co n v e n tio n al  f u zz y .   T h s y s te m   r ea c h e s   s tea d y   s ta te  i n   7 0 0   m s ,   1 . 5 %   s p ee d   o v er s h o t,  1 . 3 5 s p ee d   r ip p les  an d   ze r o   s tead y   s tate  s p ee d   er r o r   ex p er im e n t all y .   T h r esu lts   s h o w   g o o d   ag r ee m e n b et w ee n   s i m u lat io n   an d   tes t r esu l ts .           0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 t i m e - ( se c) w r - ( r p m ) 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 t i m e - ( se c) T o r q u e - ( N . M ) 0 0 . 0 5 0 . 1 0 . 1 5 0 . 2 0 . 2 5 0 . 3 0 . 3 5 0 . 4 0 . 4 5 0 . 5 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 t i m e - ( se c) 3 p h   cu r r e n t - ( A ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694     I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 1 8   :   1 0 9 8     1 1 0 5   1104   AP P E NDI XE S   A p p en d i x   1 .   P MSM   P ar am ete r s   D a t a   V a l u e   R a t e d   s p e e d   3 0 0 0   r p m   R a t e d   t o r q u e   2 . 2   N . M   p   6   R   1 1 . 0   o h m   L d   25 mH   L q   25 mH   J   1 . 6 Kg - cm 2 .   Ym   0 . 2 9 5   W b   V d c   3 5 0 . 0   v o l t   Ts   0 . 0 0 0 2   se c       RE F E R E NC E S   [1 ]   S . A .   Ba rk a t,   A .   T le m ç a n a n d   H.   No u ri,   " No n in tera c ti n g   A d a p ti v e   Co n tr o o f   P M S M   Us in g   In terv a Ty p e - 2   F u z z y   L o g ic S y ste m s,"   in   IEE T ra n sa c ti o n o n   Fu zz y   S y ste ms ,   Oc t.   2 0 1 1 ,   v o l.   1 9 ,   n o .   5 ,   p p .   9 2 5 - 9 3 6 .   [2 ]   H.  Ch a o u i,   M .   Kh a y a m y   a n d   A .   A .   A lj a rb o u a ,   " A d a p ti v e   In terv a Ty p e - 2   F u z z y   L o g ic  Co n tro f o r   P M S M   Driv e W it h   a   M o d if ied   Re f e r e n c e   F ra m e , "   in   IEE T ra n sa c ti o n o n   In d u stria El e c tro n ics ,   M a y   2 0 1 7 , v o l.   6 4 ,   n o .   5 ,   p p .   3 7 8 6 - 3 7 9 7 .   [3 ]   R. Jo h n   a n d   S . Co u p la n d , " Ty p e - 2   F u z z y   L o g ic  a n d   th e   M o d e li n g   o f   Un c e rtain t y   in   A p p li c a ti o n s" ,   Hu m a n - Ce n tri c   In f o rm a ti o n   P r o c e ss in g ,   S CI  1 8 2 ,   V e rlag   Be rli n   He id e l b e rg   2 0 0 9 , p p   1 8 5 2 0 1 .   [4 ]   J.M .   M e n d e . , " Ty p e - 2   F u z z y   S e ts  a n d   S y ste m s:  A n   Ov e r v ie w" ,   IEE Co m p u t a ti o n a In tell ig e n c e   M a g a zin e m   20 0 7 ,   n o . 2 ,   p p   2 0 - 2 9 .   [5 ]   O.Cas ti ll o ,   N.Caz a re z   a n d   D.Ri c o , "   In telli g e n Co n tr o o f   D y n a m ic  S y ste m s   Us in g   Ty p e - 2   F u z z y   L o g ic   a n d   S tab il it y   Iss u e s" ,   In tern a ti o n a M a th e m a ti c a F o ru m   2 0 0 6 ,   v o l . 2 8 ,   p p   1 3 7 1     1 3 8 2 .   [6 ]   J.M   M e n d e l,   F .   L iu .   a n d   D.Z h a i   D,"   α - p lan e   Re p re se n tatio n   f o T y p e - 2   F u z z y   S e ts:  T h e o r y   a n d   A p p li c a ti o n s,  IEE E   T ra n sa c ti o n o n   Fu zz y   S y ste ms   2 0 0 9 , v o l.   1 7 , n o .   5 ,   p p   1 1 8 9 - 1 2 0 7 .   [7 ]   H.T a h a y o ri,   A . G . B. T e tt a m a n z i.   a n d   G . D.  A n to n , " Ap p ro x im a ted   T y p e - 2   Fu zz y   S e O p e ra ti o n s " ,   IEE In tern a ti o n a l   Co n f e re n c e   o n   F u z z y   S y ste m s,  V a n c o u v e r,   BC,  Ca n a d a   2 0 0 6 , p p   1 9 1 0     1 9 1 7 .   [8 ]   M . Hs iao   , L Yin g ,   T . S . Hs e n g   , J. Z. L e e . ,   C. H.Ch a o .   a n d   S . H.T sa i. , " De si g n   o f   In terv a Ty p e - 2   F u z z y   S li d in g - m o d e   Co n tr o ll e r" ,   In f o rm a ti o n   S c ien c e s 2 0 0 8 ,   v o l. 1 7 8 , p p   1 6 9 6 1 7 1 6 .   [9 ]   M .   Yu h e n d ri,   A .   As w a rd i,   Dire c T o rq u e   Co n tr o S trate g y   o f   P M S M   Em p lo y in g   Ultra   S p a rse   M a t rix   Co n v e rter” ,   In ter n a t io n a J o u rn a o P o we r E lec tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste m ( IJ PE DS ) ,   M a rc h   2 0 1 8 ,   v o l.   9 ,   n o .   1 ,   p p .   6 4 - 7 2 .   [1 0 ]   T .   S u ti k n o , " T h e   P re li m in a r y   Re s a rc h   f o I m p le m e n ti o n   o f   I m p ro v e d   DT S c h e m e   o f   Hig h   P e rf o rm a n c e   P M S M   Driv e Ba s e d   o n   F P G A ,   T e lko mn ika ,   T e lec o mm u n ica ti o n ,   Co m p u ti n g ,   El e c tro n ics   a n d   Co n tro l ,   2 0 0 8 .   v o l . 6 , ,   p p   155 - 1 6 6 .   [1 1 ]   S . W a h sh   , M . A b d   El   A z iz  a n d   Y.A h m e d   , " F u z z y   L o g ic  Co n tro o f   Dire c T o rq u e   Co n tro P M S M   Driv e Us in g   S p a c e   V e c to T e c h n i q u e , "   S CIS & IS IS   c o n f . ,   T o k y o ,   Ja p a n   2 0 0 6 ,   p p   7 6 6 - 7 7 1 .   [1 2 ]   Y.L i, ,   M . Jia n , . Y.Qian g ,   a n d   L . Ji a n g y u ,   , " A   No v e l   Dire c T o rq u e   Co n tro P e rm a n e n M a g n e S y n c h ro n o u M o to r   Driv e   Us e d   in   El e c tri c a V e h icl e . " ,   In ter n a ti o n a J o u r n a o Po we El e c tro n ics   a n d   Dr ive   S y s tem s   ( IJ PE DS ) 2 0 1 1 , v o l . 1 , n o . 2 ,     [1 3 ]   K.Ch ik h ,   , A . S a a d . ,   M . Kh a f a ll a h ,   , D.Yo u sf i. ,   F . Z. T a h iri ,   a n d   M . A . Ha so u n ,   , " Co n sta n S w it c h in g   F re q u e n c y   D TC   f o P M S M   Us in g   L o w   S w it c h in g   L o ss e s   S V M - a n   Ex p e rim e n tal  Re su lt . ,   In ter n a ti o n a J o u r n a o P o we r   El e c tro n ics   a n d   Dr iv e   S y ste ms ,   ( IJ PE DS ) ,   2 0 1 7 , v o l   8 , n o . 2 ,   p p 5 5 8 .   [1 4 ]     H.Ch a o u i,   K.M e h d y   a n d   A . A b d u ll a h , " A d a p ti v e   In terv a Ty p e - 2   F u z z y   L o g ic   Co n tro f o P M S M   Driv e w it h   a   M o d if ied   Re f e re n c e   F ra m e , "   IEE T ra n sa c ti o n s   o n   IA   6 4 . 5 ,   2 0 1 7 , p p   3 7 8 6 - 3 7 9 7 .   [1 5 ]     S . W a h sh   , M . A b d   El   A z iz  a n d   Y.A h m e d   F u z z y   Ty p e   2   Co n tro ll e f o Di ff e r e n Dire c T o rq u e   Co n tr o P M S M   Driv e s Us in g   S p a c e   V e c to T e c h n iq u e s”   J o u rn a o El e c trica En g in e e rin g   ( J e e )   2 0 1 3 ,   E d it .   4 ,   v o l.   1 3 , , p p   9 5 - 1 0 3   [1 6 ]     P .   Bra n d ste tt e a n d   M . M e c h   , " Co n tr o M e th o d f o P e rm a n e n M a g n e S y n c h ro n o u M o t o Driv e w it h   Hig h   D y n a m ic P e rf o rm a n c e ,   EP E’ 9 5 ,   S e v il la,  S p a in   1 9 9 5 , v o l.   3 , p p 8 0 5 -   3 . 8 1 0 .   [1 7 ]   A . M .   M ig u e a n d   C . A . P e ñ a - Re y e s., "   Ha rd w a r e   A rc h it e c tu re   a n d   F P G A   I m p le m e n tatio n   o f   a   Ty p e - 2   F u z z y   S y ste m ,   GL S V L S I’0 4 ,   B o sto n ,   M a ss a c h u se tt s,  USA   2 0 0 4 ,   p p   4 5 1     4 6 1 .     [1 8 ]   O.Cas ti ll o   , P .   M e li n   a n d   J . R.   C a stro   , " Co mp u ta ti o n a In telli g e n c e   S o ft w a re   fo I n ter v a T y p e - 2   Fu zz y   L o g ic " ,   P r o c . o f   W o rk sh o p   o n   Bu il d in g   C o m p u tatio n a I n telli g e n c e   a n d   M a c h in e   L e a rn in g   , 2 0 0 8 , p p   9   - 1 3 .   [1 9 ]   Hic h a m   C.   a n d   P ierre   S . A d a p ti v e   f u z z y   lo g ic  c o n tro o f   p e rm a n e n m a g n e s y n c h ro n o u m a c h in e w it h   n o n li n e a r   f rictio n IEE E   T ra n sa c ti o n o n   I n d u stria El e c tro n ics   v o l.   5 9 , Iss u e 2 ,   F e b .   2 0 1 2 , p p   1 1 2 3 -   1 1 3 3   [2 0 ]   H.Ya ss in ,   H.Ha n a fy ,   a n d   M .   M o h a b   , "   En h a n c e m e n L o w - v o lt a g e   Rid e   T h ro u g h   Ca p a b il it y   o f   P e rm a n e n M a g n e S y n c h ro n o u G e n e ra to r - b a se d   W in d   T u rb in e Us in g   In terv a Ty p e - 2   F u z z y   Co n tro l,   IET   Re n e w a b le  P o w e G e n e r a ti o n ,   2 0 1 6 , v o l. 1 0 , n o . 3   , p p   3 3 9 - 3 4 8 .   [2 1 ]   C. W a n m in ,   a n d   S .   T o n g , " A d a p ti v e   F u z z y   T r a c k in g   Co n tro De si g n   f o P e rm a n e n M a g n e S y n c h ro n o u M o t o w it h   Ou tp u Co n stra in t   , No n li n e a Dy n a m i c s,  2 0 1 7 , v o l. 8 7 , n o . 1   , p p   2 9 1 - 3 0 2 .   [2 2 ]   F e n g ,   G u o d o n g ,   Ch u n y a n   L a i,   a n d   Na ra y a n   C.   Ka r:A   :Cl o se d - lo o p   F u z z y - lo g ic - b a se d   Cu rre n t   Co n tr o ll e f o P M S M   T o rq u e   Rip p le  M in im iza ti o n   u sin g   th e   M a g n it u d e   o f   S p e e d   Ha r m o n ic  a th e   F e e d b a c k   C o n tr o S ig n a " ,   IEE T ra n sa c ti o n s   o n   IA   6 4 . n o . 4   , 2 0 1 7 , p p   2 6 4 2 - 2 6 5 3 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t     I SS N:  2088 - 8 694       I mp leme n ta tio n   o f Typ e - 2   F u z z Lo g ic  C o n tr o ller   in   P MS Dri ve s   U s in g   DS P   ( S .   W a h s h )   1105   [2 3 ]   S . W a h sh   , M . A b d   El   A z iz  a n d   Y.A h m e d .,   " Exp e rime n ta In v e stig a ti o n   o F u zz y   L o g ic  Co n tro ll e T y p e 1   a n d   2   i n   PM S M   Dr ive U sin g   DS P , "   In t e rn a ti o n a c o n f .   o n   A p p li e d   A n a l y sis  a n d   M a th e m a ti c a M o d e li n g   (ICAA M M   2 0 1 5 ), 8 - 1 2   Ju n e   2 0 1 5 , Ist u n b a l, T ru k e y .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS         P r o f .   S .   WA HSH   re c e iv e d   h is  B. S c .   d e g re e   in   El e c tri c a En g in e e rin g   f ro m   A in S h a m sU n iv e rsit y ,   C a iro ,   in   Ju n e   1 9 6 7 .   In   1 9 7 3   h e   jo i n e d   th e   Na ti o n a Re se a rc h   Ce n ter  (NRC)  a a   re se a rc h e r.   He   re c e iv e d   h is  P h . D.   in   El e c tri c   Driv e f r o m   Bu d a p e st  T e c h n ica Un iv e rsit y ,   Hu n g a r y   in   J a n u a ry   1 9 8 0 . S i n c e   1 9 8 0   h e   h a b e e n   w o rk in g   a a n   a ss istan p ro f e ss o in   t h e   El e c tro n ics   Re se a rc h   In stit u te  (ERI) .   F ro m   1 9 8 4   t il 1 9 9 8   h e   w a h e a d   o P o w e El e c tro n ics   a n d   En e rg y   C o n v e rsio n   De p t . ,   ERI.   I n   1 9 9 0   h e   b e c a m e   a   p ro fe ss o o P o w e El e c tro n ics   in   ERI.   He   h a a u th o re d   m o re   th a n   a   h u n d re d   t h irt y   a rti c les   in   th e   f ield   o f   m o d e li n g ,   a n a ly sis  a n d   c o n tr o o f   DC,  IM ,   S RM   a n d   P M S M .   F u rt h e rm o re ,   h e   h a s   su p e rv ise d   se v e ra M   S c   a n d   P h D   th e sis.  He   h a a lso   m a n a g e d   se v e ra p ro jec ts  a p rin c ip a l   in v e stig a to r.   P r o f .   Wah sh   w o rk s   p a rt  ti m e   in   v a rio u Eg y p ti a n   u n iv e rsiti e s.  He   a lso   is   a c ti n g   a m e m b e in   e v a lu a ti n g   c o m m it tee   o f   u n iv e rsit y   sta ff .   He   w a a   v i siti n g   p ro f e ss o f o v a rio u f o re ig n   u n iv e rsiti e s.  He   h a d o n e   a   c o n sid e ra b le   a m o u n o f   c o n su l ti n g   e n g in e e rin g   w o rk   in   In d u strial  El e c tro n ics   . His  m a jo f ield   o f   in tere st  in c lu d e P o w e El e c tro n ics ,   El e c tri c   Driv e s,  M o ti o n   C o n tr o a n d   E lec tri c a l/ H y b rid   V e h icle s.         Dr.  Ya ss e o b tain e d   h is B. S f ro m   Tan ta u n iv e rsity   fa c u lt y   o f   e n g in e e rin g ,   e lec tri c a p o w e r   a n d   m a c h in e   d e p a rtme n 1 9 9 9   He   w o rk a El e c tro n ics   Re se a rc h   In stit u te  (ERI) . in   P o w e El e c tro n ics   a n d   e n e rg y   c o n v e rsio n   d e p a rtm e n sin c e   2 0 0 1 .   Dr.  Ya se o b tain e d   h is  M sc   a n d   P h f ro m   Ca iro   Un iv e rsit y   a 2 0 0 6   a n d   2 0 1 4 .   His  m a jo in tere st  a re   :E lec tri c a d riv e s   c o n tro l,   El e c tri c   a n d   h y b rid   e lec tri c   v e h icle m o d e li n g ,   sim u latio n ,   a n d   c o n t ro l.   M o d e li n g   a n d   sim u latio n   o f   e lec tri c a s y ste m s.         P r o f . A b o u   El - Zah a b ,   b o r n   a 1 9 4 8 .   He   o b tain e d   h is  B. S c .   (V e ry   Go o d   w it h   h o n o rs),  M . S c .   El e c tri c a En g in e e rin g ,   Ca iro   Un i v e rsit y ,   Eg y p a 1 9 7 0 ,   1 9 7 4 a n d   P h . D.  Un iv e rsit y   o f   P a u l   S a b a ti e r,   F ra n c e ,   1 9 7 9 . He   a p p o i n ted   T e a c h in g   A s sista n t,   1 9 7 0 ,   A s sista n P r o f .   1 9 8 5 ,   a n d   P r o f .   El e c tri c a P o w e a n d   M a c h in e De p a rtm e n t,   Ca iro   Un iv e rsity   1 9 9 0 .   He   w o rk a s   v isit in g   P ro f e ss o r,   Un iv e rsit y   o f   C a lg a r y ,   Ca n a d a   1 9 9 1 ,   1 9 9 2 ,   Un it e d   A r a b   E m irate s   Un iv e rsit y ,   U A 1 9 9 7   a n d   1 9 9 9 .   P r o f .   A b o u   El - Zah a b   w o rk p a rt - ti m e   a In terd isc ip li n a ry   En g in e e rin g   P r o g ra m ,   Am e ric a n   Un iv e rsit y   in   Ca iro ,   a n d   P ro f e ss o r,   P e tro leu m   En g in e e rin g   De p a rtme n t,   2 0 0 4 ,   2 0 0 9 .   His  c o n su lt i n g   e n g in e e rin g   in c lu d e s   ( m e m b e r   o f   El e c tri c a l   En g in e e rin g   Co n su lt i n g   G ro u p ),   De sig n   o f   L i g h ti n g   a n d   El e c tri c a Distrib u ti o n   S y ste m   in   d if fe re n in d u strial,   c o m m e rc ia a n d   in stit u ti o n a p r o jec ts,  re g istere d P ro f e ss io n a l   En g in e e r,   Eg y p t.   P ri n c ip a m e m b e in   t h e   Eg y p ti a n   S o c iety   a n d   Eg y p ti a n   S y n d ica te  o En g in e e rs.  He   w o n   p rize   f o g ra d u a te stu d ies   re se a rc h ,   Ca iro   Un iv e rsit y   1 9 9 8   a n d   2 0 0 4 .             Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.