In terna t io n a J o u rn a l  o Pow e r El ectro n ics  a nd Dri v e  Sy s t em  ( IJ PE D S V o l. 11,   N o. 1,  M ar c h   2 02 0,   pp.   34~ 4 4   I S S N :   2088- 86 94,   D O I 10. 11 591 /i j p ed s. v1 1 . i1. pp3 4- 4 4    3 4      Jou rn al h o me pa g e :  htt p : / /ij p e ds. i ae sco r e. com   DTC-ANN-2-level hyb r i d  b neuronal h ysteresis with  mechanical sensorless in ductio n m o t o r   dr i v e   us i n g   K U B O TA   observ er       Dri s   A hmed 1 , B endj e b ba r Mok h ta r 2 B e la i d i Aek 3   1, 3   El ectri cal E ngineeri n g   Dep a rtm e nt , L AAS Lab orato r y, Ecol e  Nat io nal e   P o l yt e c hni qu d' Oran  M auri ce  Au din,  A lg eria   Elect rical En g in eerin g D e partme n t ,   U ST  U nivers it y,  A l g eria      Ar ticle  Info    AB S T RA CT   A r t i c l e hi sto r y:  Rec e i ve Ja 1 ,   2019   R e v i sed   M a r1 2 019  A c ce pt e d   N ov 9,   201 9       In   t his  pap e r,   D T C   i applied   f o t w o-l e vel   in ve rt e r   f ed   I M   dri v e s   based   on   neuro n al   hys tere s i co m p arato r an Th e   Direct   T o r q u Co ntro ( DTC )   i s   kno wn   t o   p r od uce  qu ick   an rob u s t   r esp onse  i n   A dri v s y stem .   However ,   d u r in ste a d y   s t a t e ,   t orq u e ,   flu x   a nd   c urre n t   r ip ple .   A imp r ov em ent   o f   e l ectri dri v syst em   can  b o b tain ed  u sin g   a   D TC  m eth o d   bas e on   A NN whi c h red u ces   t h e   t orqu an f l u x   r ip pl es,  th e   estim a t ed   t he  r o tor  speed  u si ng  the  KU BOTA  o bs e r v e m e th od   b ased  o n   m easu r em ents  o f   elect rical  quantiti es  o f   the  mot o r . The val id i t of the  p roposed me t hods  i c o nfirme b y   the  s i m u lati on   r esul ts .Th e   T HD  (Total   H armon i Dist ortion )   o f   s ta t o r   c u rre n t torq ue   r ip ple   a n s t a t o r   f lu ripp le   a re   d e t e r mine d   a n d   com p ared   wi th  c on ve n tion a D T c o n t ro l s c he me  u sing   M a t la b / S i mu l i n k   e n vi ronmen t .   Key w o rds:   I nduc t i on  mot o r   dr ive    KUBOTA  o b s erv e N e ur ona h y ste r esis  To tal  harm o n ic  dis tort ion  (T H D )   Tw o- l e ve D T C- A N N   T h is  is an  o p en access  a r ti cle u n d e r t h CC  BY-S A li cens e   C o rres pon d i n g  A u th or:   Dr i s   A h m ed ,     Elec tr ica l   E ngi ne er i ng  D e par t m e nt,   LA AS   L abor a t or y,     Ec o l e   N a t i ona l e   P o lytec h n i q u e   d 'O r a Ma ur i c e   A udi n.   A lger ia .   Em ail :   d r i sa hm ed8 2 @ya h oo. c o m       1.   INTRODUCTI O N   The  dir e ct  t or que  c o n tr ol  m e t ho ds  o a s yn c h r o no us  m a c hi nes  a p pe are d   i t h sec o n d   ha l f   o the   19 8 0 s a s  c om p e ti t i v e  w i t h c onve n t i o nal  me tho d s,  base d   o n   pu lse  w i dt h   mo dul a tio n   (P WM ) po we r su ppl y   and   on  spl i tti ng  of   f l ux  a n m o tor   t o r que  b y   m a gnet i f i e l or ie n t a ti on,   I nde e d ,   t h e   D T com m a nd  fr om   e x t e r n al   r e f er e n ce s,   s u c as   t or q u e   a nd  f l u x ,   does  not   s ea r c h,   a s   i c o nve nt i ona c o m m a nds  ( ve c t or   o r   scala r )   t h v o lt a g e s   t b e   a ppl i e to   t h e   m ac hin e bu se arc h   " th b e st  " s t a t e   o f  s w i t c h i n g  o f   t h e   i n v e r t e r  t o   m e e t   t h e   r e qu irem ents  o the user  [ 1] The  des i gn  o f   a r t ific i a l   in te l l i g enc e   w as  d e v elo p e d   i t h ea rly  1 9 6 0 It  i n c lu de s   m e tho d s,   t oo ls  a nd  s y s t em to  s o l ve  t he  p r o blem tha t   n or m a lly  re q u ire   the   in te ll ige n ce   o ma [2]. The  term   in te ll ige n ce  i s   a lways  de fi ne d   as  t he  a bi l i t y   t lea r in  a e f f e c tiv wa y ,   t re ac t   i n   a n   a d a p ti v e   w a y to   m ak e   t h ri g h d eci si on in   a   s o phi st i cat ed   w ay  a n d   t und e r sta n ph e n om en a   [3].   A rtificia i n te l lige n ce- base d   spee d c o nt r o l s   ( N e ur al ne t w o r k  an d   f u z z y   l o g ic)   t h a t  d not   r eq uir e  k now l e dge   o ma t h e m a t i c a l  m ode l   ha ve   r e c e n t l y   b e e p r opo s e d .   [ 4].Fu z z y   l ogi c   co nt r o l l e r s   a r e   i d eal   c an di dat e fo r   co nt ro lli ng   s u c sy st e m s,  un f o r t u n a t e l t h er e   ar no   p r e c i se   m eth o d for   de te r m i n in t h t uni n g   s t r a t eg y.   T he  l a tter   m u st   b buil t   b y   tr ia l an d er r o r   us in t h tes t on t h e sys t e m  t be   a d j us te d [ 5 ] .  O n t h e   ot he r   hand,   t hese   a p p r o ache s  ha v e   go o d   r obust n ess to  p ar a m e t r i var i a t i o ns  a n d   m ea sur e m e nt  n o i ses ,   t he ir   c om pu ti ng  c o nd i t i o ns,   the  e l a bor a t i o n   tim a nd  t h nee d   f or   e xper t   k n o w l ed ge  o the  s y ste m ,   lim it  cur r e nt  ap p l i c at i ons  t a   lim ite r a nge  a n d   s ome t im es   v e ry  sp ecific [ 6 ].  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   P o w   Elec D r i S y st  I S S N 2088- 86 94       D T C- ANN - 2- l e ve l  hyb r i d   by n e ur on a l  hyste r esis  w i t h  m e c h anic a l  se nso r l e ss …  ( D ris  Ahm e d)   35 In   r ecen t   y ear ANNs  h av gain ed   a   w id a t te nt ion   in   c ontrol  ap p lica t i o ns.  F o tha t ,   we  d e v el o p ed   a n   i nte l lige n t   t e c h n i que  t im pr o v the  dy na m i c   pe r f or ma n ces  o f   t h e   D TC .   This  m e t ho co nsi s t s   i r e plac i n g   th trad iti on a l   S ap p l ied   to   t h e  IM -   D TC b y   an  ANNs   [ 7 ] .     Ma jor   d i sa d v a n ta ge  o D T is  t he  r ip p l e   on  the  c o up le  a nd   t he  f lu a nd  t o   r em edy  t h is  l a s t   pr ob lem   one   i m p r oves   the   co n t r o D T C   b y   s e v er a l   t ec hn ique a m ong   t hese   m e th o d a r m o dif i c a t i on  t h t a ble s   o f   se l e c t i on,   t he   a rtific ia in te ll ige n ce w h ic h   is  i nte r es ted   in  t h is  a rt ic le   a n d   t he  f lu x   is  e s t i m ate d   b y   t h KUBOTA  o b s erv e r.   In   t hi w o rk ,   o u r   m ai obj ec t i v e   i t o   e xp loi t   arti f i ci a l   i nt e l l i ge nce   t o o l s   nam e l y ,   netw or ks  o f   a r ti f i c i a l   n e u ro ns  o the  DT C   con t ro l,   a rtific ial  ne ur al  n e t w o r k s   o n   th D T co ntrol  DTC-ANN ,   we  u se  t h e   a d ap t i ve   o b s e r ver   of  K U B O T A   to  e st i m ate   t h e   f l u x ,   and  w e   e xpr e s the   e s t i m a t i on  error   t h e n   T HD  of  s ta tor   c u r r e nt   i eva l ua t e d.   The  m o del l i n g   is  p r e se nte d   i Mat l a b /S im u lin m ode ls  i n   or de r   t stu d y   t he  p er for m anc e   o th e   dr ive   syste m   u n d e r   s tea d st a t e   a nd  dy na mic   con d i tio ns  d ur i n s t a r t i n g,   a nd  spee r e ver s a l   a n d   l oa pe r t ur bat i o n s .   The  s i mu lat i o r e su l t s how   t h a the   pr op ose d   c o nt rol   met h od   can   a ch i e v e   v e r y   r o bu st   a nd  sa tisfa c t or pe r f or m a nc e.       2.   CONVENTIONAL D T C   D e pe n b r o c k  an d   I .   Taka h a s h i   pr o pose d  D T C  con tr o l  of   t h asy n chr ono us mac h i n e   i n   t h e   mi d - 19 80 s,  it   h a s   b e c o me   i nc r e a s i n g l po pu lar .   T he  D T C   c on tr o l   m ak e s   i po ssi b le   t c a l cu la te   t he  con tro l   q ua nt it i e th a t   a r t h e   s t at or   f lu a n d   the   e l e c tr om agne t i c   tor q ue  f r o the   o n l q u an t i t ie rela te to   t he   s ta t o a n this   w i t h o u t   t he  i n t er ve n tio of  m ec han i ca sens or [ 8 ] .   Th e   p r in c i pl e   o f   c ont ro is  t o   ma in t a in   t h e   s t a to fl ux   i n   a   ra nge .   T h b l oc dia g r a m   of   t he   D T C   co nt r o l   i s   s ho w n  i n   F i gu r e  1 .           F i gur 1.   S tr uc t u r e   o f   co n v e n tio na D T C .       Th is  s tr ate gy  i s   b ase d   g ene r a l l y   o n   t h use   of   h yster e s i c o m p a rat o r s   w ho se   r ol e   i s   t o   co nt r o l   t h a m pli t u d e of  t h e   s ta tor   fl u x   a nd  t h e l ec tr o m agne tic  t or q u e [ 9]      ( 1 )    i s s i s s p T e 2 3  ( 2 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I S S N :208 8- 8 6 9 4   I n t   P o w   Elec  &  D r i   S y st  V ol .   11,   N o.   1 M a r   2020    34  –  4 4   36 The  D T c o nt r o m e th od   a l l o w s   d ir e c t   an d   i nde pe nde n t   e lec t r o ma g ne t i c   t o r q ue  a nd   f l u x   co n t r o l,   sel ectin g   an   o pt imal switch i ng  v ecto r.   The  F i g u r e . 2   s how s   t h sche m a tic  o f   the   ba si c   f unc t i o n a l   b loc k s   u se t o   i mp le me nt  t he  D T C   o in d u ct i on m o to r   dr ive.  A   vol t a ge  s o u r ce  i nver t er  ( VS I)   s upp lie s   t he m ot or   a nd  it  is p oss i ble   to  c on tr o l   d ir ec tl y   the  s t a t or   f lux  and  t h elec t r o m a gnet i t o r q u e   by  the  se lec t i o n   o f   o p t i mum   inver t e r   s w itc hi n g   m odes  [1 0] .           F i gur e   2.   V olta ge  v ec tor s     The  swi t c h in tab l a l l o ws  t o   se lect  t h e   a p p ropr iate   i n v erte s witch i n g   s ta t e   a cc o r d i ng  to   t he  s tate  o hys ter e s i c o m p ar at or o f   f lu ( c f l x) a n d   tor que   ( cc pl) a n d   t he   s e c t or   w her e   i the   s t at or   v ect or   f lu ( φ s i n   t h e   pla n   ( α ,   β ),   i or der   t o   m ain t a i t h m a gn i t u d e   o sta t or   f lux  a n ele c t r o m a gnet i tor q u e   i nsi d e   t h hy ster e s is   ba n d s.     The  ab ove  c o n s i d er a t i o a llo w s   c onstr u c t i on  of  t he   s w itc h i n g   t a ble  [ 1 1] ,   i g i ve i n   T ab le  1 .       Tab l 1. The  sele c t i o n   o elec tric a l  ten t i o n   N   2   Cf lx   C cp l   3   0   - 1   6  1  2  3   4   5   4   7   - 1   5  6  1  2   3   4       3.   DTC  W I TH ARTIFICIAL  NE U R O N A L   N E T WORK   ( DTC-A N N )   Con v e n ti ona D T C   co ntr o has  sever a di sad v an ta ge s,   s uc a s   o b t ain i ng   a   v ari a bl s w i t ch ing   f r e que n c y,   t or que   a nd   f lu x   r i p p l es,   p o w e r   fl uc tua t io ns,   a n d   ha r m o ni c   c u rr ents   i t h tr ans i e n an s t e a d y   sta t e,  be cause  of t h e use   of h ys t e resis  comparators and  switchi ng  tab l e s .   F o r   this,   w prop ose d   t stud in  t h i s   pa r t   t he  d ir ec c o n t r o l   of   t he   p air   base o n   a r tif ic ia neur a l   netw or ks,   t o   i m p r ove   t he  p er for m anc e   o f   th e   D T C   c o mm ands,   where   the  co nve n t i o nal  c o m p ar ators  an t h switc hi n g   ta ble  a r r e plac ed  b ne ur a l   c ont r o l l er ,   so  t dr i v t h e   ou t p u t   q ua n tit ies  of  t he  M A S   t the i r   r e fe r e nc e   v a l ue fo r   a   fi xed  pe r i o d   o time .   N um e r ical   sim u la ti ons  a r e   p r e sente d   t te st  t he   p er f o r m ance of  t he  p r o po sed   metho d s   ( DTC-ANN),  is  r ep res e n t ed   by  F i g u r e   3 . [1 2 ] The  s t ruct ure   of  t h e   d i r ect  n eur a co ntr o l   of  t h e   t o r q u e   (DTC-A NN -2N ) ,   of  t he  a syn c hr on ou s   m a c h i n e   p o w e r e by  tw o- le ve l   N P inver t er ,   is  r e p r e se nt e d   by  F i g. 3.   The  u p d a t e   o the  w e i g hts  a n Bias  o t h i s   n e t w o r k   i car ried  o u t   b r e tr o- pr opa gat i on  al gor ithm  c a lle t h Leve nber g - M a r q u ar dt  ( LM)   a l gor it hm   [ 13] .   The  c h o i ce  of   n e u r a ne tw o r a r chi t ec t u r e   i ba sed  o n   t he   m ea s q u a red   erro (MS E )   o b tained  dur in lea r ni ng  [ 14] .   The   f o llow i n g   f ig ur e   show the  s t r u ct ur e   o f  n e u r a l   n e t w o r k s  f o r  t w o - l e v e l  n e u r o n a l   D e si g n   o K U B O TA   obser ve r .   Th bl o c k   diagram   o f   t h e  DTC-ANN  co n t rol is sho wn   i n   F i gu re 3 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c & D r i   S y st   I S S N :   2088- 86 94       D T C-ANN-2- le v e l hy bri d  by  n e u r on a l  hy ste r e s i s   wi th m e ch an ic al se nso r le ss … (D ris A h m e d)  37     F i gur e . 3  D TC-A NN       4.   DESIGN OF  HYS T ERESIS NE U R O NAL   C O M PARA TO RS  WITH   K U B O T A  OBS E RVER  Neu r a l   n et wo rk are   mat h emat i cal   m od el in spi r e d   b y   t h e   b r ai n ' s   f unc t i on i ng  of  t he  hum an  b e i ng.   Th ei f a c u l t y   o f   l e a rn i n g ,   g en e r al i z at io an ap p r oxi ma ti on ma ke  t w o   n e w   s o l u t ion s   f or  t he   m od e l l i n g ,   ide n tif i c at i on  a nd  c o n t ro o f   p roce sse s   by  t h eir  ab i l i t y   t pr o cess  in p u t- ou t put  d ata  of  t he  s y s tem   [1 5 ] The   cho i ce   o a   neu r al  n e t work   t i m pro v e   the  pe rform ance   o t h pr op ose d   D TC   c o n tro l   i o b ta i n ed   a fter   s eve r al   si m u lat i on te st s.    The   pri n c i p l e   of  n e u ra ne tw or ks  D T C   w it K U B O T A   obse r ver   is   s i mi lar  to   t radi t i ona D T con t ro l.  T he  d iffer e nce   is  u s i ng  ne ura l   n e t w o r k c o n t ro l l e r   t o   re pl ac e   th to rq ue  a n d   f l ux   h yst e resi l o o p   con t ro l l er,   and  us i n K U B O T A   obser v e for  o b s e rvi ng  spee of i n duc t i o n  m otor.  [16], [ 1 7 ] Th hy st e r esi s  c o m p a rat o rs i s   re p l ac ed  by   pe rc e p t r on  n eu ro n   n e t w o rk, co m prising a  1 n e ur on i npu t   layer ,   a   f our  n e u ro h i d d e n   l aye r a nd  neur on  ou t p u t   l a y er.   T he  act i v at i on  fu nc ti o n are   of  t a n s i for m for  t h i n p u l a y e and  pur eli n   f or   t he  h id de laye ne u r on,  a n trai n l m   for  the  ou t p u t   l a y e r   n eur on  is  ill us trate d   i n   F i gure   4.  [ 17].        F i gure  .4  A rchitec t ur e of t he  n eura l   h y st e r es i s  con trol ler  of  t or que  a nd flu x     5.   T H E OB S E R VAT ION  The   es t i ma t o r s   u se in  ope n   l oop,   b ase d   on  t h e   use  o f   a   c o py  of   a   m ode repr ese n t a ti o n   o t h e   mac h i n e .   T hi s   a p p r o a ch  l ed   t o   t h i m pl emen t a ti on   o si mp l e   a nd   f a s t  a l g o r i t h m s ,  b u t  s e n s i t i v e   t o  m o d e l l i n g   err o rs a nd par a m e ter  varia t i o n s  duri ng o p e r at io n [18] I s   a esti m a t o r   oper a t i ng  in  a   c l o se d   l o op  a nd  hav i ng  a n   i nde pe nde n t   s y s t e dy na mics .   It  e st im ate s   a n   i n t ern a physi c a l   q u a nti t y   o f   giv e sy st e m b a se d   on ly   o n   i n f o rma t i on  ab ou t h e   inp u t s   a nd   o u t pu t s   o the  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I S S N :208 8- 8 6 9 4   I n t   P o w   Elec  &  D r i   S y st  V ol .   11,   N o.   1 M a r   2020    34  –  4 4   38 ph ys ica l   s ys t e w ith  t he   f ee dbac k   i n p u t   o f   the   e r r o r   be t w een  e s t i m a te ou tpu t a nd  ac tua l   o u t pu ts,   us i n t h e   K   m a tr ix  g a i to  t her e by  ad j u s t   t he  d y n a m ic  c on ver g e n ce   e r r or   [ 19]   a sho w i n   F ig ur e   5.           Figure   . 5  DTC-ANN  a ssociat ed  w it h   the  K U B O TA   obser ve r .       5. 1.   Repr ese n ta ti on o f   the   KUB O T A  Obser v er  The  str u c t ur of  t he   K U B O T A   A d apt i ve  O bse r ver   i s   i l l u str a te i n  F i g u r e   6 .  [ 1 9 ] ,  [ 2 0 ] ,  [ 2 1 ] .  W h e n   the  r o ta t i o n   s p e e d   o the  M A is  n o t   m ea sured,   i i s   c o n s i de red   a an   u n know par a m e ter   in  t he   obs er ve r   e qua t i o n   s yste m   based  o n   t h e   v ect or   s tate   m ode l   of   t he   i nduc tio m a c h i n e   descr i be in  t he   s t a tor   fr a m e   and   ha v i ng  as sta te  v ec tor .           F i gur e   6.   T he  O bser ve r   of   K U B O T A .       5. 2.   The  Mod e lli n g  of  th e Ob se rve r  of     K UBOT 5. 2. 1. S t at m o d e     (3 )       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   P o w   Elec D r i S y st  I S S N 2088- 86 94       D T C- ANN - 2- l e ve l  hyb r i d   by n e ur on a l  hyste r esis  w i t h  m e c h anic a l  se nso r l e ss …  ( D ris  Ahm e d)   39 with :   So   t h e  o b s er v a t o ry  a s s o ci a t ed  w i t h   th i s  m o d e l  i s   w r i t t en   a s :      ( 4 )   With:   B y   a ski n t h a t     estima t i o er r o r   be t w een  t he   m odel  a n t h obse rv er    ( 5 )     5. 2. 2. A d ap t a t i on   m ec h a n i sm  The  s p ee ad j u s t me nt   m ech a n ism   i s   d er i v e d   from  the  a p p l icat i o of  L YAPUNO th eo r e on  sy st e m  st a bi li ty . Le t   LYA P U N OV  fu n c ti on  d e f in e d  po s i tive   [2 2 ]      ( 6 )     O t he r w ise,   t he  d e r i v at ive   of   t h i fu nc ti o n   w it r e spect  t ti m e   i negat i ve :       (7   With:       (8   Equ a tio (8 mu st  b set  neg a tiv acco rding   to   t h e   L YAP U NOV  s t a bil i t y   t he or y.   T her e f o r e ,   by   c a re ful  sele c t ion  of  t he   g a i n   ma trix  G ,   the   m a trix  Q   m ust  be  a   ne gat i v e   de f i nite   m atr i an the  a d a p t a ti on   m e c h ani s for  esti m a t i n g  t he  s pee d   w ill  be reduce d  b y c a n c ell a t ion  o f   t he   2 nd  term o f th eq u a tio n   (9 ) [ 23 ].   The   est i ma te  o f   the  spee i s   d one  b the   f o l l o w i ng  law   :        ( 9 )     To   i mp rov e  the   s p e e d   o f   dyna mi c   o b s erv a tio n ,   p rop o s e   to   u se P I   ins t ead  o pur in te gr a t or   [ 24]     ( 10)       6.   S I MULAT I O N  R E S UL TS  AND  A NALYSIS  Th e   di rec t   t o r qu e   cont r o l   app l i e d   t o   a n   in du ct i o n   ma ch in is  s i m u late un der   the  Ma t l ab Sim u l i n k   en vi ron m en t .   T h e   s i m ul ati on  i s   p erfo rme d   u nd e r   t h e   s ame  co nd iti ons,   Res ul s how in  F i gur es  ( F r om  7   t o   13) .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I S S N :208 8- 8 6 9 4   I n t   P o w   Elec  &  D r i   S y st  V ol .   11,   N o.   1 M a r   2020    34  –  4 4   40 6. 1.   C o mpar ati v e study  b etwe en  D TC a nd   D T C -hy s teresis co m pa r a to rs   Th DTC   and   th DTC- ANN  ap p l i e to   a in d u ct ion   machin is  s imu l a te d   u nder   the   Ma tla b / S i m u l i nk   e n v i r onm e n t.   T he   s im ul a t i o i s   p er for m ed  u nder   th sam e   c ond it io ns. R e s u lt  s h own  i n   F i g u r e s ( 7  to   9)  t h e  to r qu e,  t he sp e ed  and   t h e  fl u x .           (a)       (b )     F i gur e   7. Tor q u e   r esponses,   a) C l ass i cal  D TC   c on tr o l ,   b) D T w i t h   ne ur al  hys ter e s i com p ar a t or         (a)    (b )     Fig u r .8   S p e ed  r esp o n s es.  a) Class i cal D T C   co ntrol, b ) D TC   w ith   ne ur a l   hys ter e sis  c o mpa r at or   (a)  (b   F i gur . 9   T he  s tat o r   fl ux. a ) Cla s sica l   D T c ontr o l,   b ) D TC  w i t n e u r a hy ste r esis  c om pa r a tor s   0 0. 5 1 1. 5 2 2. 5 -2 0 0 20 40 60 80 100 ti m e ( s ) to r q u e  t e m ( N . m ) 0 0. 5 1 1. 5 2 2. 5 -20 0 20 40 60 80 100 120 ti m e  ( s) T e m( N . m) 0 0. 5 1 1. 5 2 2. 5 - 200 0 200 400 600 800 1 000 1 200 1 400 ti m e ( s ) s p ee of   r o t a t i o n( t r / m i n ) 0 0. 5 1 1. 5 2 2. 5 - 200 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 ti me  ( s ) t he  s peed  of   r ot at i on(t r / m i n ) 0 0. 5 1 1. 5 2 2. 5 0 0. 5 1 1. 5 2 2. 5 ti m e ( s ) th e  fl u x  sta to r i q u e ( W e b ) 0 0. 5 1 1. 5 2 2. 5 0 0. 5 1 1. 5 2 2. 5 ti m e ( s ) fl u x ( W b ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   P o w   Elec D r i S y st  I S S N 2088- 86 94       D T C- ANN - 2- l e ve l  hyb r i d   by n e ur on a l  hyste r esis  w i t h  m e c h anic a l  se nso r l e ss …  ( D ris  Ahm e d)   41 6. 2.   C o ntro l   DTC- ANN   s en s o rless (KUBO T O b serv er)  to  estima t e th e   sp eed  a n d t h e  flux   R e s u lt   s h o wn   i n   Fi gure   1 0   t e s tim ate  the   spee d,  e s t im a t the   f lu a n e v a l ua t i o n   o the   er r o e s tim ati on.     (a)   ( b   (c)     (d )     Fig u r e 10 .   DT C-ANN  co n t rol with  KU B OTA, a)   Th e est i mation   of   t h e   f l u x ,   b) Est i ma t i on  er r o r   of  f l u x ,   c )   The  est i m a t i o n   of  t he  s pe e d ,   d)   E stim atio er r o r   of   s pee d       6. 3.   Test   o f   t he ro b u s tnes s   in lo w   s pe ed  o f the KUBOTA ob s er v e r   R e s u lt  sh ow i n   F i gur e   1 1   t e s of  t he  l ow   s pee d .           F i gur . 11  Te st in i n   l ow   s pee d   ( ≈10Ra d /s)   0 0. 5 1 1. 5 2 2. 5 3 3. 5 0 10 20 30 40 50 60 ti m e ( s ) t h s p ee d ( r a d / s )     Wr We s t Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I S S N :208 8- 8 6 9 4   I n t   P o w   Elec  &  D r i   S y st  V ol .   11,   N o.   1 M a r   2020    34  –  4 4   42 6. 4.   THD of  th e   c u r ren st at or   (D T C , DTC- A NN )   R e s u lt  sh ow i n   F i gur e s   ( 12  to  13)   t he   T H D   of  t he   c ur r e nt  s tat o (DTC an d   DTC-AN N).           F i gur . 12  TH D   value   o f   c las s ica l   D TC    Fig u r e . 1 3   THD  v a lu o f    DT C - ANN       6. 5.   A n a l y s i s   a nd discu ssi o n     The  figur es  s how  t ha t h e   si m u la t i o n   r esu lts  u s i n g   a rtific ia i nte l lige n ce  t e ch n i que ( n e u r a hys ter e s i s)   a n d   D TC- A N N   s how   t ha t h tr a c k i n g   o t h se t   p o in t   i per f ec t .   W e   n o te  t ha the  r i pple   o f   e l e c tr om agne t i c   t or que   a n d   s t a tor   f l ux   r e d uces  p er f ect l y   c om p a r ed   t o   co nv en ti o n a l   DT C   wi th out   n eu ral   hys ter e s i c o mpa r at or   I is  m or a ppar e nt  t hr o u g h   t he   t r a jec t or o f   t h e   s ta tor   fl ux  I n   a d d it io t o   a   l ar ge   de cr e a se  i T H D   a s   s how in  t he  t a b le  a b ove ,   We   w e r a b l e   t c o ncl ude   t hat  the  D T C   c o n t r o b y   ne ur al   hys ter e s i sho w e d   g o od  per f o r m a n ce  tha n   t he  c lass ica l   D TC  c o n tr o l  but th e  DTC-ANN  is   m o s ex cellen t .   These  r e s u l t pr o v t h a t   our   s e n s o r l ess  c o nt r o w i t h   a dap t ati o n   o is  i nse n s iti ve  t t h e   v a r i at io ns  o f   the  sta t or   r esis t a nce s .   I t   i also  n ot i c e d   t hat  the  obse r ver   co r r e c t s   w e l l   th e   ro t o f l u x   ( t h e   s q u a re   o f   t h r o t o fl ux a n d   th e   sp ee of   r ot a t i o n ,   s in c e   t h e   e sti m at ed  q u a n titi es   f o llo a n   acce p t abl e   w a y   t h e   act u a l   magn i t ud e s   of   t he  m a c hi ne ,   h enc e  a  tr a c k i ng e r r o r   is a lm os t   ze r o  be t w e en  t he  two s ize s , Thi i m p lies a   sta b le  obse r v a ti o n .   B u w e   h ave   pr o b lem   of   t he  r ipple s ,   e s pec i all y   f o r   t he  o bse r v er  o f   KUBOTA.    S i m u l a t i o n   r esul ts  s how   t ha t   usin the   o b s e r v e r   i im por tan t   i n   t he  c o n tr ol   o the  ma chi n e,   t he  e s tim ati on  er ro   a z e r o   i t h s t ea dy   s ta te ,   The  ma j o a d van t a g for   K U B O TA   o bser vat i on   t e c h n i q u it’ s   in sens i t i v i t t o   t he  m ac h i n e   s etti ng an h i s   r e spo n d i n g   t low  s p e e d s   t h a t  a r e  n e a r   t o  1 0   R a d / s ,  T h i s   p r o v e s   its robustness.   To  r ed uce   t h e   bur de of  P I   tu n i n g   a n d   t en ha nc the   dr i v e   pe r f or m a nc at  l ow   s peed  r e g i o n   a d ap t i ve   P I   contr o l l er   i MR A S   i r e plac ed   by  a r t i f i c i al  i nte l l i g e n N e u r fuzz c o n t r o lle r .   A exha us ti ve   a n al ys i s   i c a r r i ed  o u t   w i t MRA S   obse r ver   w i t h   r ot or   f l u x   and  rea c t i ve  p ower  s che m e s   w ith  P and  NFC  as   a d ap t i ve   c ontr o l l er and  sim u lat i on  r e su l t ar c o mpa r ed  a nd  sh ow n   in  p a p e r [ 24,   13] .   Tab l s h ow t h a t   t he   s i m ul ati o r e su lts  u sing  a r t i f i c i a l   i nte ll ig en ce   t e c h n i q u e (n e u ral   hy st ere s i s show  t ha the   t r a c ki ng   o t h set  p o i n is  p e r fe ct.  We   n o t e   t h a t   t h e   r i p p l e   o f   e lectr o m a gne t i c   t o r q ue  a nd  sta t o r   fl ux   r edu c e s   p e r f e ctl y   c o m p a r e d   to   c onve n tio n a l   D T C   wi tho u t   n eu r a hyste r e s i c o m p a r a t or   I t   i s   m or a ppar e nt   t hr o u gh  the  tr a j e c t o r y   o t h e   s t at or   f l u I n   a dd iti o n   t o  a  l a r g e   d e c r e a s e   i n   T H D   a s   s h o w n   i n  t h e  t a b l e   a b o v e,   W w e r e   a ble  to  c o n c l u d e   tha t   t he   D TC  c on tr o l   by  neur a l   hy st ere s i s   s h o w ed   good   p e r fo rma n ce  t h an   the  cla ssic a l   D TC  c o n tr ol,   co m p ar e d   t t h pape r s   [ 22,   25] .   D e t ail  i s   s ho w n   i Ta b l e   2.       Tab l 2. The   pe r f or m a nce s   o K U B O T A   obse r ver     P r e c i s i on  swiftne ss  Osc ill a tion  Low spe e d   D T C - A N N   w ith  KUB O T obse r ve r   More  a cc ur a t e   F a st   b e l ow   Mi ssing    E x c e l l e nt   10 Ra d/s      Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c & D r i   S y st   I S S N :   2088- 86 94       D T C-ANN-2- le v e l hy bri d  by  n e u r on a l  hy ste r e s i s   wi th m e ch an ic al se nso r le ss … (D ris A h m e d)  43 Ta b l e   s how s   tha t   t he  s im u l a t i o re su l t u s i ng  art i fic i a l   i nte l lige n ce  te c h n i que (neur a h y s t e r esis)   show  t hat   t h e   t r ac king  o f the   set po i n t is per fec t . Co n v en t i on a l D T C w i t h ou t   ne ura l   h yste resis c o mpa r ator  it  i s   mor e   a ppar e n t   t hr ou g h   t he   t ra ject ory  of  t he  s tat o flu x   i ad di t i o n   t a   lar g decr ease   i n   T HD  as  s hown  i n   t h e   tab l a b o v e ,   w e   w e r e   a bl e   t o   c onc l ude  t hat  t h D T c o nt r o l   b y   n eu ral   hy st e r esi s   s ho we g ood   p erfo rma n ce  tha n  t he  c lass ic al  D TC   c on tro l     Tab l e. 3 Com p a r iso n   b etw e e n  the  P er form anc e s of  C on ve ntio na D T C  a n d   D TC - A N N .     M i ni m i z a tions    ripple s   o f     t h e   t orque  M ini m iza tions  r ipple s   o the   flux Ia s TH D (%)  C onve nt iona l   D T E x ist  E x ist  27. 77  DTC   –  AN N   Few  F e 12. 28      7.   CONCL U S IONS   I n   t hi w o rk, w ma i n ly   p rese nte d   t he  e s tim ati o of  t he  r o t or   f l ux   b y   th KUB OTA  ad ap ti v e   s t a t e   obs erve r,  t hen  w e   e va l u a t e d   t he   e stim at ion  e r ror  of  t he  f lu x ,   w e   also  d e v o t ed  t im pro v th e   perfor ma nc es  o the  direc t   c on t r ol  o th tor q ue   o the  a s ync hro n o u tw o-leve U P po w e red  ma chin base o n   a rt ific ial   in t e l l i g e n ce   t e c h n i que b y   D TC-A N N The   s i m u la t i on   r esul t s   s how   t ha the  use   of  b ot es ti ma t o r s   i s   impor ta nt  i t h e   con t rol  of  t h e   i n duc t i o n   m ac hine the  tra n sie n an ve r y   s hor r e gim e   a nd  the  e rror  be t w e e n   the   f l ux   e s t i m ate d   a n d     m ea sur e t o   zer o   i n   t he   s te ad st ate,   t h e  r o b u s t n e s s   t e s t s   o f   t h e  e s t i m a t o r  a r e   a l s o   v e ri fi e d .t he   obs erv e o f   K U B OTA  al so   p l a i t s   r ol e ,   a nd   g iv e   go od  re s u lt. w e   c a n   s ay  t he   u se  o the   e s ti m a tor  bri ngs  a   c lea r   i m p rovem e n t   t the   lo o p ed  s truc tur e N o te   t h a t   t he   r esea rch  w o r k   i ve ry  f e w espe cial ly  w i t h   rega rd to  the   o b ser v e r   o f K U B O T A   so I w a n t t o   e x p an d f u rther  an d us i n g   differe nt  c on tr ol s.   I n   o r d er  t im p r ove  t he  p er for m ance   o t h e   D T (t orq u e   r i pp le  r e duc t i o n s,   f l ux,  a nd   t he   T H D   va lue   of  t he  s tat o curre nt ) ,   s im ul a t i o tes t o f   t he  c o n tr ol   b y   vari a t i o an i nverse l of  t h e   l oa t o rq ue,   w e r e   prese n t e d,  t he  r e s ults  o b t a i ne sh ow   t h i s t r a teg i es  p ro po s e w i t the   t e c h n i que o f   t he  a rtific ia l   i n tel l i g e n c e   (DTC-ANN an d   DTC - hy s t eresi s  n eu r o n a l )  are  v ery   p o w erfu l   and   ro b usts.      REFE RENCES   [1]   F ,   M oran d,   " Te chn i q u d’O b serv ati on  san s   C a p t e urs  de  V itesse  e n   vue  d la  C om m a nd d e     M achin e s   S y nch r one",   T hès e   d D o ct orat,   I n st itue   Na tio na de s Sc ie n c e s  Ap p l iq e s  L y on  Fran c e   20 05 .   [2]   A m eur,"Comm a nd sans   C ap te u r   d V i t e sse  p ar  D T C   d ’un e   M ach ine  S yn chro ne  à   A im ant s   d o t é  d’u n   O b s e rvateu r d’o r dre Co m p le t   à SM C", M ém o i re de M a g i ster en   El ec trot echn i q u e,  U n i vers i té Ba t na  20 03 [3]   Al-Rou h,   " Co ntr i bu tion   à   la   C o mma n d e   sa ns     Ca p t e u d e   l a   MAS" Thès de  D o c to rat,  Un iv Henri  P o i n car é ,   Na ncy -1 , Ju ill e 200 4 [4]   V .  B o s t a n ,   M .   C u i b u s ,   C .  I l a s ,  G .   G r i v a ,   F .   P r o f u m o ,  R .   B o j o i ,   "   Ge ne ra Ad a p ta tio n   l a w   f o r   M RAS   high   P e rf o r m a n ce  S e ns orl e ss  i n duc t i on  M o to dri v es " ,   P E SC,  Va n c ou v e r, Ca na da ,   Ju n e   1 7-22 [5]   D .   Y acin e "Con trô l d e   l F r éq uenc de  C o m m u t a tio des  Hy st éré s i uti l i s és   d a n les  Comm andes  d’une  M ach in e à Ind u ct ion " , M é m o i r e de M ag ister,  Universi té de  Batna,  20 07.   [6]   D .   A h m ed,  "   Etu de  d es  D iff é rent es  S t r at égi e d e   C omm a nd no Li néai re  d l a   M achin A s yn chron e   a ve c   E s t i m a tion   du Flux  et d e  la  V i t e s s e" ,   M é mo ire d e  M agi s t e r,  Ecole  Na ti on a l e Polytech ni qu e d’O r an,   20 15 .   [7]   A . Hamm o u m i ,   A . M a ss ou m,   A .M erou f e l,   P .W ira,   " A ppl icatio des   Rés eaux     d e   N e uron es  p o u la  C om m a n d de   l a   M achi n As y n chro ne  s an Cap t eur  M écan iqu e " ,   A rti c le,  Med i m i ra science  Publ isher,  vol u m 5 3 N u m b er  2 20 12 [8]   L . Yo ub,  A . C racu nes c u, "E t ud Com p arat iv e n tre  l a   C o m m a n d V éct o r iell F l ux   O ri ent e   e t   la  C o m m a n d D i rect e du  Cou p l e   de l a   M achi n e A s yn chro ne",  U.P . B.SCI.Bull ,   series C,  Vol. 69, N O .2,  2007.   [9]   D r aou i . A bd e l ghani 1 ,   All a oua  B ou med i èn e 2 ,   “D irect  T o r q u Control  of   T w o   I nducti on   M ot ors   U s in g   th Ni ne - S w it ch  I nv erter",  In ter n a t i ona l Jou r n a l   of Power El ectr oni cs  a nd D r ive S y stem   (IJP E D S ) ,   Vol.  9 No.   4 ,   D ecem ber 2 018 , p p.  155 2 ~ 1 564 .   [1 0]   S a rra  M ass o u m Abd e lk ader  M erou f e l,  A b d errah i Bent a a llah ,   F ati m a   Z oh ra  B el aim eche,   A h m ed   M as so u m "S ens o rl ess   F u zzy  S li d i ng  M o d e   S peed   C o n t r oller  f o Ind u ct io n   M otor  w ith  D TC  b ased  o Artifici a Neural   N e tw orks ",   Ws eas  Tra n s a cti o n s  on  Power Sys t e m s,  Vo l u m e  11 ,  20 16.   [1 1]   D j amila  C herifi Y a hi M i l o u d Ro bus S p eed - S en so rless   V ecto r   C o n tro l   o f   Doubl F e Ind u ction   M o tor  Dri v e   U s i ng  Sl iding   Mode  R ot or  F lu Ob serv e r ",   Int e rn ati o n a l  Jo ur nal  of   A p p l ied   Po wer  E n g i n eerin g (IJAP E),   Vol. 7,  N o .3 , D ecem ber 20 18 , p p . 2 48~ 2 6 3.  [1 2]   Ch aym ae  F a has s a,  M oh amed   A kherraz  Abd e rra him   Benn ass a r,  "   S en s o rl ess   DTC  of   a In duction  M o t o bas e d   on   I nte llig e n t   D u a Ob se rv e r   a nd   A NN  ba se Se le c t or  T a b le " ,   W s eas   T r a n s a c t ions on syst ems   an co nt rol,   v o l u m e   1 3 ,   201 8 [1 3]   M i n i   R Sh aban Ba cker   P ,   B.Hari ram   S a th eesh ,   D i n es M . N ,   " L o w   S p eed   E stim ati on  of   S en so rles D T C   In du cti on  M o t o D r iv Usin g   M RA S   w i th   N euro  F uzzy  A d a pti v Cont roller",  In ter nat io nal   Jou r n a l  of   E l ectr i cal  an d Co mp u t e r  E n g i ne e r in (IJ E CE ),  Vol.  8 N o 5,   p p .   2 6 91~2 702. ,   Oct ober  201 8    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.