In te r n ation a l Jou rn al  o f Po we Elec tron ic s an d   D r ive S y stem  (IJ PED S V o l.  10, N o.  3, S ep 2019,  pp.  1 1 4 8 ~1 1 5 6   ISSN: 2088- 8694,  DOI :   10.11591 /ijpeds. v10. i 3.pp1148-1156          1148     Jou rn a l  h o me pa ge :  ht tp: //i a e score . com / j o u r na l s / i n d e x . p hp/IJ PED S   Reduced-order observ er for real-time imp lementation  sp eed  sensorless  control   of indu ct ion using RT-LA B  software       Man s o u B e ch ar 1 A b d e l d j e ba r   H a zz a b 2 Mo ha med ha b b a b 3 ,   Pi er re   S i c a r d 4   1, 2 , 3  Lab orat ory  of  Research  Con tro l A n al y s is  and  Op t i m i zati o n   o f  E lect ro-En e rget ic S y s t e m s ,   Univers i ty o f   T a hri   Moha mmed,   A lgeri a   G r ou pe d e Rec h erche en  El ectro ni que Indus t rie lle (GR E I) Unive r s ité d u Q u éb ec   à  Tro is -Ri v i è res, Can ada       Art i cl e In fo     ABSTRACT A r tic le hist o r y :   R e c e i v e d  Dec   2 7 ,  2 018  Re vise d F e b 7,  201 9   A c c e pte d   A pr 8,   201 9       In thi s paper,   R edu ced-Ord er  O b s erv e r F o Real - T im e Implem en tat i o n   S p eed  S e ns orles s   C ontro o f   I ndu cti o n   U s i ng  RT-L AB  S oftw areis   p r esent ed.  S p eed   est i m a tion   i s   p erf o rmed   t hro u g h   a   r edu ced-o rde r   obs erver.  T h e   s tabi l i ty  o th p r opo sed   o b serv er  i p r ov ed  b ased   o L y ap un ov’s   t h eo rem .   T h model  is   ini tially  b u i l t   o ffli n u s ing   Mat l ab/ S i m u l ink   and  i m ple m ent e i n   real-tim e   env i ro nm ent   u s in RT-LAB  p ackage  an an   O P 5 600   d i g ital   simulat o r.  R T - LA conf ig uration   h a s   t w m a in  s u b s y stem master and con s ol s u bs ys te m s Th ese  tw su b s y s tems  w ere   co ord i nat e to   achiev e   t h e   r eal -tim e   s i m u l a ti on.   I n  o r d e r  t o   v e r i f y   t h e  f e a s i b i l i t y  a n d   e f f e c t i v e n e s s   o f  p r o p o s e m e th od,  exp e rim e nt al  r e s ul ts   a re  p resen t e d   o v e w i de  s p eed  r an g e in c l u ding   z e r o   sp eed.   K eyw ord s :   Ind u ct i on m o to r   O P 560 dig ita l   sim u la t o r   R eal -t i m e se n s o r l e s s  c ont ro Re duce d - o rder   observe r   RT - L A B   S of t w a r e   Co pyri gh t © 2 019 In stit u t of Advanced  En gi neeri n g  an d  S c ien ce.   All  rights   res e rv ed.  Corres pon d i n g  Au th or:   Ma nso u r Bec h ar,  Lab o ra toire   de  Rec he rche  C o m m a nde , A nal y se  e t   O p t i m i z a t i o n de Systè m es  E l e ctro-  éne r ti q u es,  U n i v ersi té Ta h ri Mo h am ed  d e   Bec h ar,   BP   417,  B e c har  (080 00),   A L G ERIA  Em ail:  ma nso u r b e cha r @ g ma i l . c om       1.   I N TR OD U C TI O N   In   p o w e r   e l ectro ni c s   c o n t r ol   o A C   m a c hi ne  d riv e many   m e t ho d s   em p l oye of  c o n t ro in   v ar io us  hi gh  pe rform anc e   i nd us t r i a l   a p p lic a tio ns  [ 1 ] This  h a s   b e e c o n ve n tio n a ll ac h i e v e d   by  usin D C   m otors   w ith  t h e ir  s imple   c o n t ro s t r u ct ure.   A C   m a chi n es   a r e   g e n er ally  ine x pen s i v e,   c ompa c t   a nd   r o bus w i t h   l ow   ma int e na nce   re qu i r em ents c o m par e d to  D ma chine s  bu t  r equ i re  c o m p le x c o n t r o [2].   Hi gh   p e rfo rman c e   sc al ar  c ont ro l   of   i ndu c tio n   moto me t h o d   req u i re  s pe ed  o po si tio i n for m a t i o n   for  its  ope ra t i o n G e ner a l l speed  o p o s i t i o tra n sd uc ers  prov ide   th is  i n f orm a ti on.  H ow ever   t hese   me cha n ic al  s e n sor s   a r e   c o s tl an frag ile.   On  t he   o t h er   h and,   s e n sor l e s s   dri v es  o pe rat i ng  w i t h ou t   s p e e or   pos it io t r a n sd ucer ha ve  t he  a dva n t a g of  r e d uc e d   h ar dw are   com p l e x it and  l o w e c o st,   reduc ed  s i z of  t h e   dri v ma chi n e ,   e lim i n a tio of  t he   s ens o ca b l e ,   b e t t e no i s e   im mu ni t y in c r e a s ed  r el i a b i li ty a n d   l e ss  ma int e na nce   r e qu irem ents   [ 3].   D u e   t o   t h e se  r e a sons  s pee d   s e n sor l e s s   s ys tem s ,   i n   w hic h   r o t or  s pee d   m e a s u r e m e n t s   a r e  n o t  a v a i l a b l e ,  a r e  p r e f e r r e d  a n d   f i n d  a p p l i c a t i ons   i ma ny  a r ea for  sp ee reg u l at i on,   l oad  tor que  r ejec t i o n  a nd s p ee d tra c k i ng  pur pose s Est i ma tio o f   unme a sura ble   stat var i a b le is  c om monl ca lle o b s erva tio n.   A   d ev ic (or  a   com p u t e r   p rog r am) t h a t  es t ima t es  or observe s  the  s tates  i s  cal l e d  a  st a t e -o b s erve r or  simp l y a n  obser ver.  If t h e   st a t e-ob ser v er  obse r ves  a l s t ate  varia b les  of  t he   s ys tem ,   r ega rdl e ss  of  w h e t h e r   s o m st at v a ri abl e are   ava ila b l for  d i r ect  m e a sure me nt ,   i t   i c a l l ed  a   f u l l-order   sta te -o bserve r .   A observe t h a t   e stim ate s   f ew er  tha n   t he   d im ens i o n   o t h s t a t e- ve ct or  i s   ca l l e d   r e d uce d - o rder  sta t e- obse r ver  or  s impl re duc e d -or d er  obs erve r.  If  t h e   order  of  t he   r educe d - o rder   s ta t e - obser ve is  t he  m in i m um   possi b l e,  t he  o bser ver  is   call e d   minim u m- orde st a t e-obser v e r [4].  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       Red u c e d-o r der  obse r ver for re al- t im e   im p l e m e n tat i on  s p ee d sens orle ss co nt ro l  …  (M ans our  Be c h a r 1 149 Ma ny   r esea rch e rs  h av e   foc u s e on   t he   d e s ign   o f   s ens o rles co n t r ol   a l g o r i t h m f o i n duct i on   m ot o r .   Re duce d - o rder   obse r ver  is  u s e for   spe e d   e stima t io n,   one  o i t s   d isa d v a n t ag e s   i s   th s e ns it ivi t y   t o   p a r a m et er   varia t i o e s pe c i al l y   a low   sp ee or  unde l o ad  a pp l i c a t i on.   V a ri o u s   m et h odo log i es  h av b e en   e xpl oi t e d   f o spee e s t i m a tion :   A dap t i v O b ser v ers  [5] ,   S lid i ng  Mo de  T e c h n i q u [ 6 ],   E xt e nded  Kalm an  F i l ter  [ 7 ],  M RAS   obs erve rs [8] . F igure  1 sh ow s a   ch a r t of the  d i f fere nt spee d   s e nsorless e s t i m a tio n   stra teg i es:           Figure  1.  S pee d  sens o rle s es ti m a t i o n  strate g i e     The   pro b lem   of  s e n sor l ess  c o ntr o l l e d   i n d u c tio m o tor   relat e to   t he  s ta bi lit of  t he  c ontr o l   m e th o d Th is  i us ual l y   f ac ed  w it d i r ect  f ie l d   o rie n ted  c o ntr o a nd  d i rec t   t or que   c on tro l   s tr ate g ie s,  c om bi ne w ith   s p e e d - f l u x   o b s e r v e r .  T h e  a i m  o f   t h i s  p a p e r  i s   t o   t e s t   a   r e d u c e d   o rder   obse r ver  for  speed   s e n so rl es co ntro l   of  IM  a nd  i t sta b il ity  ove w i de   s pe ed  r a nge.  F o the  d e t a ile sta b i l i t a n a l ysis  t he   r e a de coul refer  to    [9- 1 2] .     In   t hi re se arch   p ap e r re d u c e d -o rd er  o bs erv e fo sp ee se n s o r l e ss  s ca l a co nt rol   of   i ndu ct io mot o h a b een   d e s ign e a n d   i m pl e m en t e in   r eal-t i m u s in R T -LAB   p a c ka g e The  pr op ose d   obser ve e s ti m a tes  the  r o tor   spee d ,   t he  s t a tor   cur r ents.  For  dev e lo p i n g   t he  s e n sor less  c o n t ro a l gor ithm ,   m ode l i n g   o i n d u c t io n   motor  i s   p re sente d .   Lya p un o v ’s  s ta b ili ty   c riter i o n   i em p l oye t o   e s tim a t e   ro tor  s p ee d.  T he   e x p er im ental   resul t s sh ow  th e   e ffec ti vene s s   o f the   pro p o se se ns orless co ntr ol m eth o d  b a s ed o reduce d -orde r  obse r ver.      2.   INDUCTIO N MOT O MODE The   d ynam i c   m odel   of  i n d u c ti o n   m ot or  i n   sta tio nar y   r ef ere n ce  fr a m e   α,  β   m ay  b wri t t e n   as  g ive n   [1 3- 1 5 ] :     r r φ r L r R wr. isβ r L r .R m L dt wr.φ φ r L r R isα r L r .R m L dt Vsβ s σL 1 φ 2 r L s σL r .R m L wr. Lr s σL Lm i r .R 2 r L m L s R s σL 1 dt di Vsα s σL 1  wr. Lr s σL Lm φ 2 r L s σL r .R m L i r .R 2 r L m L s R s σL 1 dt di  ( 1 )     wher e :  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2088- 8694  Int J  P o w   El e c  &  D ri S yst ,  V ol.  10,  N o.  3 , S e p   2 0 1 9  :   114 8   – 1 156  1 150 m L r L , s L   are m a gne t i z i n g ,   rotor  se lf- l ea kage  a n d  sta t o self-lea kag e   i nd uc t a nc e s ,   r R s R   are r o t o r   and  st a t or re s i s ta nc es,  σ   i s   l e a ka ge  c oeffic ie n t   s L . 2 m L 1 r L   The  elec t r oma g ne t i c   tor que  c an  b expre s se d by :     ) .i φ .i .( φ 2.Lr 3.P.Lm T e  ( 2 )       3.   DESIGN OF  REDUCED- ORDER OBSERVER  I n   t h i pa pe t h r o tor   speed   a nd  t h sta t o r   c ur rents  s i ˆ , s i ˆ w e re  e st im ated  u si ng  re duc ed- o r d e r   obs erve r,  t he  state  e qua t i on o f   t he in d u ct i o n m achine   is gi v en  as f o llo ws:     ) ˆ ( ˆ ˆ Y Y K BU X A X    (3)     Tr w w Tr A 1 ˆ ˆ 1 Tr m L Tr m L B 0 0 1 2 2 1 k k k k K     w h er e A   is the  e stim ated  v a l u e   a nd K   is  t he obs e r ver  gai n  m atri w i t h   :     r ˆ r ˆ ˆ X    s s i i Y   s s V V U    s s i ˆ ˆ ˆ i Y     The  est i m a t i o n   e r ror  can  b e xpre s se d as  f o l l o w s :      T r r A e KB A e ) ( ˆ       (4)   T e e e r r     wh ere   A A A ˆ   The  fo l l ow in Lya p u n ov func t i o n  is de fi ne d:     2 ) ˆ .( . w w l e T e V    (5)     w h er e l  i s   a  posi tive   c onst a n t .   The  o b se rver  gain  ma t r ix  K  is c hose n  such  th a t  the  d er iva t iv e o f a  posit iv defi ni t e  Lya pu no func t i o n  V   bec o me ne gat i ve  d e f in i t e   a s  exp la ine d   i [1 6].   The   rot o speed  o f i n duc t i o n  m oto r  c an be   est i ma ted b y   P I con t r oll e r:     r r r r e e s Ki Kp w ˆ ˆ * ˆ    (6)     w h er K p   a n d   K i   a re   t he  p rop o rt i o n a a n d   inte gr al  c ons t a nt s,  r e spe c t i v e l y .   T h e   bl oc dia g r a m   of  s p e e d   est i ma t i o n  of i n d u c tio mot o ca n be  c ons ide r e d   a show i n  F ig ure   2.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       Red u c e d-o r der  obse r ver for re al- t im e   im p l e m e n tat i on  s p ee d sens orle ss co nt ro l  …  (M ans our  Be c h a r 1 151     F i gure   2.  Bloc k  dia gra m   o f r e duce d -orde r  o b s er v e     4.   SCALAR   C O N T R OL S CH EME  D u e   to  i t s   s impl ic it y,  s ca la c o n t ro l   is  one   o the   m o st   c om m o n ly   u sed   m e t hod s   in   i ndu st ry   m ac hin e   d r i v e s .   H o w e v e r ,  i t s  d y n a m i c  p e r f o r m a n c e  i s   l i m i t e d ,  e v e n   i n  c l ose d   l o o p,   p art i cu lar l w h e n   ope ra ti n g   i n   regi ons o f l o w   spee d [1 7] The   es senc e   o f   c on tro l   t o   ma in t a i n   a   c o n st ant   sc a l ar  V olta ge /Fr e que nc r a t i on  (V /f)  i n   o r d er  t o   ma int a in  t he  m agne t i c   fl u x   i a i r - ga c o n s ta nt  a m a x i m u m   val u e If  t h e   v o l ta ge   d oes  no t   ha ve   a   p r o per  rela tio ns hip  w i th  t he  freq u e n cy.  The  ma ch i n ca opera te   i the   s a t u r a tio o r   f i e ld   w e a k eni n re gi on  [18 ] The  elec trom a gne tic   f lu prod uc e d   c an  b e   ca lcu l a t ed  b y   usi n t h e   re la t i o n s h ip  b e t w e e n   t he  v o lta g e   a nd   elec tr oma gne t i c   fl u x ,   expr ess e d a s   ) . . ( 1 )) . . . ( 1 ( ) . . . ( * * 2 2 2 Tr r Ls s Rs Tr r Tr r Ls s Rs s s Vs  ( 7 )     C l ose d   l oo c o n t ro of  t he  s pe ed   o a n   A in duc t i o n   m ot or  c a n   b imp l e m e n t a e d   b ased   o n   the  con s ta n t  V ol ta ge/F req u e n c y  ra tio (V /f)  prin cip l e [ 19].  I ndee d ,   in  p ra c t i c e,   w are   usu a l l sa t i s f i e w ith  a   s im pl i f ie d   c on t r ol   l a w c o rre spo n d i ng  t o   t he  neg l ige n ce  o the   ohm ic dr o (Rs=   0 ) i n  ( 22),  t o   g ive u s : s s s V *  ( 8 )   H e nce   t h re lat i o n s h ip  v o l tag e   a nd  fre que nc y,  by  ma i n ta ini ng  t h con s t a nt   s t a to f l ux The   p r i n cip a schem e   o s p e e d   s en sorle ss  con t ro of  i n d u ct i on  m o t o ba se o n   a   re duce d - o rder   o bser v e is  s h o w i n   F i gure 3       F i gure  3.  B l o c k   d i a gram  of spee d se nsor les s  c on t r ol   o f i n d u ct i o n m o t o r b a se d o n  a  re duce d -order  obse r ve r.  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2088- 8694  Int J  P o w   El e c  &  D ri S yst ,  V ol.  10,  N o.  3 , S e p   2 0 1 9  :   114 8   – 1 156  1 152 5.   DESCRIPTIO O F  REA L - T I M E  S IM ULATI O AND  S E TUP  LABORAT OR The   s i m u l a ti o n   o sens orles s   c o nt r o al g o ri thm  is  e xec u te on   O P5 60 re al -t i m e   d i gi ta l   si mul a to us i n g one of  a   dua l qu ad-c ore   com p u t e r . Tab l e 1, S um m a rize t h e  char a c t e r ist i cs of t h e R T -LA B   s ys t e m   use d   in thi research paper.       Table  1. RT-LAB simulator charac t e ristics   Item s Qua n tit y De s c ripti o n Op er at in g   s y s t e m   1 Red h a t C h a ssis   1 O P 5 600  C h a i ssis   ( O P5142 ) CPU   1 1*( c o re 2. 4 G H Z ) Me m o ry   1 4G B M o the r boa r d 1 X8 DTL - I - O O P 5340  A i n 1 16C h O P 5330  A out 1 16C h O P 5353  D i n 1 32C h O P 5354  D out 1 32C h     RT-LA B   s im u l a t or  a l s i s   e q u i p ped   w ith   X i l i n x   S p arta 3   pr ogr am ma ble   F P GA   c a r d.  T he  F P GA  ca rd  can  b e   pr ogram m e with  X il i nx  sys t e m   g ener ator  b l o ck set  fo S i m u l i nk  e n ab l i ng   i mple me n t a t i on  of  com p le x se n s o r  m od e l l i ke  re s o l ve rs or  eve n  com ple x  m ot or dr i v e s  [20,  2 1].     The  de vel o pm ent pr oc ess of  t h e  in t e g ra t e d S i m u l i n m ode inc l ud e f o l l ow i ng s t eps :   -Con s t ruct  b l o ck  d iagra m   m odels  o the   inte gra t e d   s ens o r l e s co n t r o a l g o r ithm  uti l i z Mat l ab/Simul i n k,   a nd   th e n  verify  fea s ib ilit y of  t he  a lgorithm   throug h offl ine simul a tio n .   -Cov e r t S i m u l i nk m odels  i n t o RT-LA B  com p a tible  mode l s , based  o n   R T-LA B m odel design specifica tio n.  U s e   ( R TW)   a n m ode separa t i o n   t o   ge nera t e   r e a l-ti m e   C   c ode,   a nd  u p l o a d ed  t he   C   c o d e   i nto   O P 560 di gital  si m u lat o r   to perform rea l - t i m e  simulatio n.  - Exe c uti ng t h e mode l   by   l au n c hi n g   t he  rea l-t i m e  S imulation   on   all the node s ( p arallel e x e c ut i o n).   The   RT- L A B   p l a tform   i s   c o m pose d   o one   h ost   P C   a nd  o n e   rea l -t i m ta rget  c om pu ter  a s   s how in   F i gure   4.  T he   n etw o rk  c o nne cti o T C P / I P   p r o toc o is  u se d   for  co m m unic a tio be tw een  c ompu ter s ;   t h e   host   P C   c o n tr o l s i m u l a ti on   t hro u g h   RT-LA B   c ons ole   s u bsy s t e m .   T he  m a st e r   s ubs yste mode o f   s e n s o rle s s   con t ro l a l gor it hm  is c onve r t e d  in t o C c ode  u si ng Ma t l ab  rea l - ti m e  W orks ho p ( R TW ) fac i l ity,   th is ge n er ated   C   code   i dow nl o a de t o   t ar ge t   com p u t er  v ia  E the r net  l i n k   [ 22].   S ubs yst e conso l ru ns   i t h h o st  P C   use d   t o   di sp la the r eal -tim e se nsor le ss  con t rol a l g o ri thm   re sul t s.            F i gure  4.  S tructure  of t h e R T -LA B   s im u l at or w ith t he  a t t ach e d  r ea l - p l ant .       Th e x p e ri me nt a l   s et up   o the   rea l -t i m senso r l e ss  c ont rol   o f   i n duc tio motor  base o n   a   r e d u c e d   order   o b se rver  i sh ow i n   F i gure  5.   T he   e x p erim en tal  t e s t   h as  bee n   c ar rie d   o ut  t ve r i fy  t h e   e ffec t i v e n ess  o f   the  pro pose d   r educ e d   o r d er   o bse r ver,   a   3 -ph   in duc t i o n   m o t or   f ed   b t h ree   pha se  D riv e lab  B o ard  i n ve rter   i cho s en.   The   sw it c h in fre q u e ncy  w a s se t   at  19kH z ,   w hil e   t he  tim e-ste p   w as fixe d  to 1 0 0 μ s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       Red u c e d-o r der  obse r ver for re al- t im e   im p l e m e n tat i on  s p ee d sens orle ss co nt ro l  …  (M ans our  Be c h a r 1 153     F i gur e 5.  Expe r i m e nta l   s et up  of  R T- LA pla t form  at  CA O S EE  Labor a t ory.       6.   EXPE RIMENTAL   R ESULT S   The   re al- time   im plime n t a tio n   of  r ed uc ed- o rde r   o bser ver  r e su lt s,   h ave   be en  obta i ne b y   us ing  G W - Inste k   num er ic al  o sc i l l o sc op w i ch   w as  l i nke w i t h   t he   r e a l-tim a n al og   o u t pu t s   i nt erf a ce s.  F i g u r 6 ( a )   d e p i c t s   t h e   a c t u a l  m o t o r  s p e e d  a n d  t h e  e s t i m a t e d  s p e e d ,   w h i l e   F i g ur 6(b)  s h o w s   t h e   z oome d   v ersio n   o F i gure   6(a ) .   I t   c a n   b e   n o t i c e d   t h a t   t h e  e s t i m a t e d  s p e e d  f o l l o w s  t h e  r e a l  s p e e d   a t   d i f f eren t   p o i n t s   o f   s p eed   r a nge  (23 88,  2 8 66,  3 34 4,  1 91 0rpm t h e   est i m a t i o n   e rror   c onver g es  t z er o.  I t’s  clea tha t   t he  d rive  s ys t e w o r k a t   w i de  r a nge  o spee ds,   t o   r e v ea t h e ffe c t ive n e ss  of  t he   p rop ose d   r e duc e d   o r d er   o bse r v e four  s te ps  c han g e   app l ied  t o   s pe ed  r efere n ce,   t he  m ode wa com p i l e d   a n d   e xc u t e d   w i th  s a m pli n g   t i me   o 50  µ s   o O P 560 rea l -ti m dig i t a s i mu lat o r,   t he   opera tio w i t h   c ha nge   i n   refer en c e   sp eed  i t h ma in   f oc u s   o t h i s   p ape r   a n d   the   gre a t   cha l l e nge   f or  e st i m ati o a l g o ri t h ms  d e s i g ned  f o t h s p e e d-s e ns orless  c o nt r o l   o f   i nd uc ti on   m ot ors.  F i gure   6( a)  i n d i c a t es  t he   g o od  trac kin g   c h a r acte r ist i cs  a n d   m or effec t i v ene s s,   t he   e st im ated  s pe e d   a lway s   fo l l ow e d   t he   r efere n ce.   T he   s te c h an ge   o t h re fer e nce   sp e e doesn’t  a ffect  t he  p erfor m ance  of  t he  s ys tem.   The  a dva n t a g e   of   t h i w o rk   i n   t h a t   t he  r e d uce d   o rder   o bse r ver   i s i m p l e   t i m p l em ente   i re al- tim e   an d   d o e sn ’t  c ont a i n   c o mp l e x e   c al cu l a t i o n s   a nd   h as   g ood   p erf o rma n ce s   c om p a r e t o   a no t h er  f u l l   or der  o b s e r v ers  tha t  re q u i r e s more  ca l cu lat i on   t i m and  not  e asy  to  i m p lem e nt t h o se  f u l l   order   observe r in   r ea l - t i m e .           (a)      (b )       F i g u r e   6 . S pee d   c ur v e s,  ( a)  T he  r efere n ce,  actua l a n d est i ma ted  s pe ed w i t h  e st im atio err o r,  ( b)  Z oome d   ver s i on o f  (a )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2088- 8694  Int J  P o w   El e c  &  D ri S yst ,  V ol.  10,  N o.  3 , S e p   2 0 1 9  :   114 8   – 1 156  1 154     F i gur e 7.  S tato r c u rrents: isa,   is b,  i sc  [A ]       A s   s how i n   F igure   the   e s tim ated  s ta t o c u rre nt   c om p one n t c o n v er ge   t t h e   re al  s ta t o r   c u rrent   com p o n e n t s  w ith sma l l   phas e   s hif t ,   it’s c l e a r tha t  t he  w avef orm of  c urre nts  are   sinus o i d.           F i gure   8.  Real  a nd e s tim ate d   c ompo ne nts  of stat o curr ent i n  th fixed fram e  (α , β)       F r om   t he   a bo ve  e x p erim en t a re su lt w e   c onc l ude th at  t ha the   sensor less  control  schem e   a sso ci a t ed  w it h   re du ced -o rd e r   o b s erv e h a fast   r e s po nse   t i m e   a nd  goo est i ma tio n   a c c u rac y   o v e wid e   spee range .       7.   CONCL U S ION    I n   t h i pa per,   a   r educ ed-or d e r   obse r ver   for  spe e d   s ens o rle ss  sa ca l a con t rol  o f   i nd uc ti o n   m ot or  i s   prese n t e a nd  im plem e n te i n   r e a l-t i me The   drive  sys t em   w ith  t he  p r o pose d   o bserve is  b u ilt  o f f line   usin g   Mat l a b/ Si mu lin bl o c kse t an e x ecut e in  r e a l - t i me   u si ng   R T-LA pa c k age   an a n   O P 560 targe t .   D i g i ta l   si m u lat i ons  a n d   e xperim e nta l   s e t u p   h a v bee n   car ried  o u t   i ord er   t val i d ate   t h e   pro p o s ed   s en sorle s s   dia g ra m.   T he   e xper i m e nta l   r e s u lts  s how   t ha t   t h e   d r ive   sy ste m   w o rks  at  a   w ide  range  o speeds,  t hi indi cates   the g o od  acc ur ac y and  ro bus tne s of  t he  des i gne obse r ver .        APPENDIX   INDUC T I ON  M O T OR PARAM E T ERS   The   pa ram e ter s   o t h thre e- ph a s Ind u ct io m o tor,   e m p l oye for   r e a l-time   im pl e m e n ta t i o n ,   in  S un its  a r e :   120 W ,   1 33H z,   P = 2 Rs= 1 .0 oh m ,   R r= 1. 7 0 5   ohm Ls= 0 .02 939   H Lr=0 .0 293 H,  L m= 0 . 02 526   H J=0. 00 03 K g .m ^2, fr=0.0 0 0 06 S I   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       Red u c e d-o r der  obse r ver for re al- t im e   im p l e m e n tat i on  s p ee d sens orle ss co nt ro l  …  (M ans our  Be c h a r 1 155 REFE RENCES   [1 ]   A.  G ouich ich e M .   S Bo uch e rit,  A S a f a Y.  M ess l em,  “Sen so rles sS li d i ng   M od V ecto r   C on tro l   o f   In du cti on  M o t o Driv es”  Inter n a t io na l Jo ur na l of  P o wer   El ectro nics a n d  D r ive S y st ems ( I J P ED S ) , Vo l .   2,  No . 3 , 20 1 2 .   [2 ]   J.  W F i n c a n D.  G ia o u ris,  C ont ro lled   AC  E l ectrical   D ri v e s,   IE EE  Transa c ti on s  on  Indust r i a l  Elect ro n i cs   v o l .   55 ,   n o  1 p p .  1 -11 , Feb . 20 0 8 .   [3 ]   Joach im   H o ltz,   S ens o rles Con t rol   of  I nd uction  M o tor  Dri v es,   p r oceed in gs of   t h IE EE ,   v o l.   90,   no.   8 ,   aug u st  200 2.   [4 ]   Bila l   Ak i n “S tate  E st imat i o Te c h ni qu es  f o r   S p eed  S ens o rles F iel d   O riented   Co ntro o f   I nd uc ti o n   M o t ors, ”  thesis,  The  M i dd le E as t Tech ni ca l   U n iversi ty, Au gu s t  2 0 0 3 .    [5 ]   H.  K ub o t an d   K.  M at suse,  “S peed   s en so rless  f i e l d - orien t ed  c o n t ro o f   i nduct i o n   m oto r   w it h   ro to resist a n c e   adapt a ti on ,”  I E EE Tr ans .   Ind . Ap pl ., v o l . 3 0,  n o.  5 , pp .   1 2 1 9   –1 22 4 , Sep . 1 99 4.   [6 ]   T.  C hern J.  C h a ng and   K .   T s a i,  In tegral -vari a ble-s t ru cture-c o n trol-b ased   a dapt iv s p eed   e sti m a t o r   a n d   r es ist a nc e   ident i f i er  f or  ind uction motor,”  In t. J.  Contr o l , v ol. 6 9,  n o.  1,   pp .   3 1 4 7 , 19 9 8 .   [7 ]   Y.  K im S .   S u l ,   and   M .   P ark,  Sp eed  s enso rles v ector  c o n t r ol   o f   i nduct i o motor  using  extended  K alman  filter, ”  IEE E  Tran s.  In d .  Ap pl . , vol.  3 0 ,   n o .   5 ,   p p .   1 22 5–123 3,   S ep 1 9 9 4 [8 ]   C.  S ch aud e r,  A d ap ti ve  s p eed  i d e nt ifi cati on  f o vecto r   c ont rol   o f   i nd uc t i on   m o t o r w i th ou ro ta t i o n a tra n sd uc e r s,”   IEE E  Tran s.  In d .  Ap pl . , vol.  2 8 ,   n o .   5 ,   p p .   1 05 4–106 1,   S ep ./ Oc t.   1 9 9 2 .   [9 ]   Y.   B e d di a f ,   F .   Z i d an i,   L .   Chrifi-Al oui,   M odif i e d   s peed   s en so rl ess   i ndirect  f iel d -o ri ent e cont rol   o f   i n d u c ti on  m o tor  driv e,”  In t.  J.   Mo del l in g.  Iden tifica t i o n  an d  Co n t ro l ,   v o l 2 5 no.  4,   pp 27 3– 28 6,  201 6.   [1 0]   M.   M ontan ari,  S erg e M .   P eresada,   S p eed   s en so rless   con t rol o f   i n d u cti o n   m o t o rs   b as ed on a  r e du c e d -ord er  a d a p t i v e   obs erver, ”  I E E E   Tran s. Co n t ro l S y ste m Te c h no lo gy ., vo l .   15 ,   no 6 ,   p p . 1 04 9– 10 6 4 , No v . 2 00 7 .   [1 1]   S .   A lireza  Dav a ri D.  A rab  Khab uri ,   F W a n g R.  M Ken n el,   “Us i n g   f u l o r der  and  r e du ce d   o r der  o b s e rvers  f o r   robu st   s enso rless  predi c ti ve  c o n trol   o in du cti on  m o t o rs ,   IE EE Tra n s .  P o wer   El ectr oni cs .,  vo l.  2 7 ,   n o.   7 ,   pp 3 4 2 4 343 3,   J uly.   2 0 12.   [1 2]   A.  A Z .   D iab ,   V .   N. An o sov , “I m ple m entat i o n   o f   f u ll  ord e ob se rv er f or  s peed  sen so rless   v ector  c ont rol   o f   i nd uc t i on   motor  dr ive,”  15 th  In tern at io na l   Con f eren ce on  M i cro / Na notechn o l o g i es a n d   Elect ro n Devi ce s   EDM p p .   3 47 –3 52 201 4.   [1 3]   G.  T archal a,  T Orl o wska-K o w a lsk a “Slidin mod e   s peed  o b s er v e r   f or  t h e   i nd u c t i on   m oto r   d rive  w ith   d iff e ren t   fu nctio ap pro x imatio n f o rm an g a in   a dap t ati o n , ”  Przeg l .  El ektro tech -ni c z n y ,   v o 8 9 ,   pp .   1-6,   201 3.   [1 4]   I.  B end aas,  F .   N aceri, “A   n e w   m e th od   t mi n i m i ze  t h ch att e ring   p hen o m e no i n   s l i ding   m ode  c o n t r ol  b as ed   o int e lligent contr o l   f o r in duction   motor   dri v es,”  S e r b . J.  Electr.  Eng ,   vol  1 0 ,   pp.   231-2 4 6 ,   J une.   2013 .   [1 5]   M.   H abb a b,  A H azza b ,   P Si card,  Real-T im Im pl e m ent a tio o f   F uzzy  A dap tive  P I-S li d i ng   M o d Co nt roll er  f or  Indu cti o n   M a ch in Con t rol Intern at io na l  Jou r n a l  of  Elect ri cal an d Com p u t er  Eng i n eeri ng (IJ E C E) ,   v o l   8,   n o   5,   201 8.   [1 6]   Y.  B edd i af,  F .   Z id ani ,   L arbi .Chrifi.Alaou i   a nd   S Dri d ,   M odif i ed   S peed  S ens o rl e ss  Ind i rect   F i e ld -O rien ted  Con t ro of   I ndu cti o n   M o to D r ive, ”  In tern at io nal Jou r nal M o d elli ng,   Id en t i ficatio n an d con t r o l ,   vo 25 n o   4 ,   p p.  2 73 2 8 6 ,   201 6.   [1 7]   M.   S u e tak e I.N .   S ilv a,  A Go edtel,  Em bedd ed  d s p -b ased   c o m pact   f u zzy  s y s t e m   an it ap p l i cation   f o in ductio n - mo to v/f  sp eed  c o n t r ol ,   IEE E  Tr an sa ctio ns on  I  n d u s trial Elect roni cs,  vo l 5 8 ,   no .   3 , pp . 7 50 -7 60 2 0 1 1 [1 8]   B.K.  B o s e, M ode rn  p ower el ectro nics  and  A drives,   P r en t i ce-Hal l,   N ew  J ersey ,   2001 .   [1 9]   K. Vino th  K um ar,   S. S u res h   K u m ar,   Kis h o r Redd y,   Im p l e m ent a ti on  o f   S calar  C o n t r o l   T ech niq u i n   S V P WM  S w it ched   T h r ee  –L evel  I nvert e r   F ed  I n d u c ti on  M o to Usin g   D S P   C o ntrol l er,   In te rna tio na l J o urna o f  Pow e r   Elect ro n i cs  a n d   Dr ive S y s t em   ( I JPEDS) , vo l .1 , n o .2 , p p .   83~9 3 D ecem ber 2 0 1 1 [2 0]   C.  D u f our,   J l a nger,  V.   L apoi nt e,  F PG A-Ba sed  Ultra-Low  Lat ency   H IL  F ault  Tes t i ng  of   a   P e r m a nen t   M agn e t   M o tor  Dr ive  using  RT- L AB- X SG’’,  S i mula ti on: T r a n s a c t i o n s  of   t h S o ci ety for   M o d e lin g an d Si mul a tio n   Inter n a t i onal,  S A GE   Pu blications ,   vol. 8 4 ,   i s s u e  2/ 3 ,   F ebruray / March  20 08,   p p .   161-1 7 2 .   [2 1]   C.   D u f ou r,   J .   lang er,   S.   A bou rid a ,   V.   L apo i nte,  ‘‘F P G A-Bas e Re al -Time   S i mulation  of   F i n i t e- El e m ent   Ana l ys is  P e rm an ent   M a g n et  S y n ch ro no us   M ach in D r iv es’’,  Pr oceed ing s  o f  th e 38 th  A nnu al  IEEE  Po wer  El e c t r o n i c Speci al it s  Co nference ( P ES C’07 ) ,   O rl ando ,   Fl orida,   U SA,  Jun e   17-21 ,   2 01 7.  [2 2]   M.   B ech ar,   A .   H azz ab,  M .   H abbab,   ‘‘Real-T im S c a l ar  C o n t r ol  o Induction  Motor  usi n R T - L AB   S o f tware,’’  The   5 th  Int e rnati o n a l   Con f er e n ce on  Electrica E ngineer in ( I CE E-B) ,   Oct ober.   2 0 17.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2088- 8694  Int J  P o w   El e c  &  D ri S yst ,  V ol.  10,  N o.  3 , S e p   2 0 1 9  :   114 8   – 1 156  1 156 B I OGRAPHIES  O F AUTHO RS           M a n s ou Be ch ar   w as  b o r in   B e c h a r,  A lg eria.  He  r e ceiv e th e   M . S .   d e gree  in   e l ectrical  en gi neerin f r o m   T a h ri  M o h amm e Un iv ersity  i 20 15 .   Wh ere   h e   i s   c u rrentl y   w orki ng  t o w a rd  t h e   P h . D .   d egree  in   e lect rical  e ngi neeri ng.   H is  r esearch   i nte r e s ts  i n c lu de   p owe r   el ectron i cs proces con t rol.  O b s erv e an est i mato d e si gn  f o r   i nduction  motor   drive   s y s t e m s,  renew able  e n e rgy .            H azzab A bdel d j e bar recei ved  his   S t at e En gi neer, M. S .,  an d P h .D  de g r e e s  in    E l ect rical  E ng i n eeri n g   f r o m   t he   E lectri cal  E n g ineeri ng  In st itut e   of  T h e   U nive r s ity  o S c i e nces  a nd  T echn o l ogy   o Oran  ( U S TO),   A l g eria  i 1 9 95,   1 9 99,   and   20 06 ,   res p ecti v el y.  H e   i s   c u rrent ly  a   P rof e ss or  o f   E l ec tri cal  E ngin e e rin g   a t   the  Unive r sit y   o f   Bech ar  ( A l g e ria),  w h ere  he  h as  b een   t h e   D irect or  o the  Res earc Laborat o ry  o f   Co m m an d,   A na ly ses ,   a nd  Op timizat ion   of   Elect ro-E nerget ic  S ystem si nce  2009.  His   res earch   i nt erests  i n c lud e   p ow er  q uali ty,  mo de l i n g m o d e rn  c on t roller  and  obs e r v er   d e si gn  f o no n lin ear  s yst e m s con t ro o f   p o w er  e l ectro nics   a n d   mu lt id r i ve   s y s t e m s ,   cont rol  of   p owe r   e lect ronics,   multidr i ve  s ystems  a nd  e lectri cal   v e h icl e and   a d apt i v e   co nt rol  and   no nl in ear  s y s t e ms   d iag nos ti c,  a d a pt ive  con t rol ,   n eu ral   net w o r ks  a nd   f uzzy   l o g i c s y stem s .       M o ham e Hab b ab   w as  b o r in   196 at  R el izane-A l geri a,  r eceived   t he  s tate  e ngineer  d e gree  i n   e l ectron i en gi neerin i n   1 99 f r o m   t h e   U n i vers it o f   S ciences   a nd   T e c h n o l o g y  o f   O r a n  ( U S T O ) ,  A l g e r i a  t h e  M . S c .  d e g r e e   f r o m  t h e  U n ivers i t y   o Bech ar.  H e ’s cu rrentl y  prepari ng  hi s  P h . d.   d eg ree in  elect roni c eng i n e e ring.    P i erre  S icard   receiv e the  bach elo r   d eg ree  in   t echn o lo gy   o f   ele ct rici ty  f rom   t h Ecol d e   T echn o lo gi S u péri e u re,  M ont réal  Q C,   C an ada,  i n   1 9 8 5 t h M .   S c .   d e gree  in   i nd us trial   el ectron i cs   f ro th U n i v ersi ty   o f   Q u ébec  in   T roi s -Riv ières ,   T r oi s-Riv i ères,   Q C Can a da,   in   1 99 0,   a n d   t he  P h .   D .   degree  i n   e lectri cal  e ng in ee ri n g   f r o m   R en ssel aer  P o ly techn i Ins tit ut e,   T roy ,   N ew  Y o r k,   U S A ,   i n   1 9 9 3 .   I 199 2,   h e   jo in e d   t he   U n i v e r s it of  Q u é bec  in   T ro is-Ri v i è res   as  p ro f e ss or  i n   electri cal  a nd   c om pu ter  e ngineering,  w here  h e   h as  b een   d irecto r   o f   the  Research   G roup   i Ind u s t ri a l   E lect r on ics  si nce  20 04 .   His   res earch  i nt erest s   i ncl u d e   p ower  q u a li ty,   m o d e li ng co nt ro ll er  an ob server  d es ign   f o n o n l i n ear  s ys tem s cont rol   o f   p o w er  e lectro ni cs  a nd   m u l t i dri v s y st em s,  p assi vi ty-based  co nt rol,   a dap t i v co ntro l,  and   n eu ral n e two r ks .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.