Int ern at i onal  Journ al of  P ower E le ctr on i cs a n d  Drive  S ystem   (I J PE D S )   Vo l.   11 ,  No.   4 ,  Decem be r 202 0 , p p.   2116 ~ 2125   IS S N:  20 88 - 8694 ,  DOI: 10 .11 591/ ij peds . v11.i 4 . pp21 16 - 2125          2116       Journ al  h om e page :  http: // ij pe ds .i aescore.c om   Des i gn, m odelling  and si mulatio n of c ontrolle d sep ic DC - DC  convert er - ba s ed   genetic a lgorit hm       Moham med  Omar  A li 1 ,  Ali Hussein  Ahm ad 2   1 Depa rtment of  El e ct ri ca l   Pow er   Techni ques   Eng ine er ing ,   Al - Hus sain  Univer si ty Colle ge ,  K arb ala ,   Ir aq   2 Medic a l  Instru me nt at ion   Techn ique s Depa r tmen t ,  Al - Had i  Univ e rsity  Coll ege ,  B a ghdad,   I raq         Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   Ja n   1 0 , 2 0 20   Re vised  A pr 14 , 2 0 20   Accepte d  J un   28 , 20 20     Thi s  pape r  d isc uss es  var ious  aspe ct s  of  a   singl e - ende d  pr imary   induc t anc e   DC - DC  conve r te r  (SEPIC) .   T he  foc us   is  o n  design,  mod el li ng ,   an d   simul ation  resul t s  of  a  SEP IC  co nver te r .   Th e  stu dy  ana lyses  th e  princ iple  of  SEP IC  oper a ti o n  when   oper at e d  in   con ti nuo us   condu ct ion   mo de  (CCM).   Additi onally,   th e  m at he ma t ical   equations  for   the  design   m odule s  ar e   ca l cul a te d  as  pe r  conve r te r  r equ ire m ent s.  St at e - s pac e   equations  are   used   to   formul a te  the  st at e - spa ce  model   of  the  SEP IC  c onver te r .   To  sa tis fy  the  best - per forma n ce  crit eri on  of   the  sys te m ,   th e  pa rame te rs  for  cont rol l er  (K p ,   K i ,  K d )   should  be   tune d   or   optimized  using   th e  gen etic   al gor it hm   (GA )   opti mization  t e chni que .   Contr oll er  p ara m eter s  are   determ in ed  using  an  obje c ti ve  fun ct i on  tha t  m ini m ises  the   i n te gra l  t im e  absolut e  err or  (IT AE).   Simul ations  per f orme d  on  a  c losed - loop  sys te m   r eve a l  th at   th e  st ep  response   with  a  PID   controlle d  b ase d  GA   displa yed  super ior  per form ance.  A  cl osed - loop  sys te m  h as  a  subs ta nt ia l ly  bigge r  stab il i ty  r egi on  co mpa r ed  to  an  o p en - loop  sys te m .   Th e  simu la t ion  op t im ised   per form a nce   me t ric s  li k e   ma x im um  over shoot  p ercent ag e  (M p ) ,   rise  t ime  ( t r ),  and   settling   time   (t s ) .   MA TL AB / Simul ink   R2018 a®   and  m - file  cod e  are  used   for   the  sys tem  mode lling,   simu la ti on ,   and  opt i mi z at ion   of  th e   PID   cont rol le r   par a me t ers  base d  on  the GA .   Ke yw or d s :   DC - DC  c on vert er    Gen et ic  al gorithm    I nte gr al  ti me a bs ol ute er r or   PI D  contr oller    SEPI C  co nvert er   This   is an  open   acc ess arti cl e   un der  the  CC  BY - SA   l ic ense .     Corres pond in g  Aut h or :   M oha mme d O mar Ali   Dep a rtme nt of  Ele ct rical  Pow er Tec hn i ques  En gin eeri ng   Al - H us sai n Uni ver sit y  C olleg e   Karbala , Ira q   Emai l:   moham med.oma r@h uc iraq. e du.iq       1.   INTROD U CTION   The  powe r  s ho rtage  relat ive  t o  the   cu mu la ti ve  dema nd  f or  load  is   co ns ide red  to  be  a   maj or  pro blem  in  ma ny  c ount ries  w he re  it   has  bec om e   imp os sible   to  gen e rate  s uffic ie nt  ene rgy   usi ng   t rad it io nal   mea ns .   These   di ff ic ult  sit uatio ns   ha ve   le d  res earc he rs  t o  f ocu s   on  fin ding  al te r na ti ve  wa ys  to   ge ner at e   ene r gy   [1 ,  2] .  Power  el ect r onic   conver te r s  s uch   as  DC - DC   conver te rs  (s ome ti m es  cal le d  switc hing  re gula tors)  are  pr i maril y  impleme nted  t o  im pro ve  e nergy  c onversi on  eff ic ie nc y  w he n  e xtracti ng  el ect ric  powe r  [3] .  DC - DC  c on ver te r s  are  ci rcu it s   w hich   ty pical ly   su ppl y  a   c onsta nt  outp ut  a nd  c onver t   DC  volt age   to   a   dif fer e nt  volt age   le vel.   These  a re  us e d  for  obta inin g  sta bili zed  or  c hangin g  DC  volt age( s )  by  in creasin g,   dec re asi ng,  or  mu lt iplexin g  from  a ny  DC s ource  [4 ,  5] .    Ther e   are   tw o  t ypes   of  D C - DC  c onve rt ers ,   is olate d  and  no n - is olate d.   Fly bac k  a nd  f orwa rd  conve rters   are   var ia nts  of  is olate d  DC - DC  c onve rters   [ 6] .  These   use   a   hig h - f re qu e nc y  t ran s f or me r   to   place  a n  el ect rical   barrier  a nd  is olate   both   the   in pu t   a nd  ou t pu t   of  t he se  c onver te rs.  A   sig nifica nt  adv a ntage   of  is olate d  conve rters  is  t hat  the y  protec t  sensiti ve  l oads  [ 7] .  On  the  ot her  ha nd,  non - i so la te d  DC - D C  co nv e rters   ha ve  no  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       Desig n, m odel li ng   and si m ulat ion   of contr olled   se pic   DC - D C co nverter - based …  ( M oham med O m ar  Ali )   2117   su c h  el ect rical   ba rr ie r .  S om e   exam ples  of  non - isolat ed  c onve rters  a re  bu c k - bo os t  co nv e rter,   buc k,  boos t ,   CUK,  ZET A,  and  SE PI C  c onve rters   [8 ,  9] .   N on - isolat e d  DC - DC  c onve rters  a re  c os t - e ff ect ive   an d  ea sy   t o  desig n w hen c ompare d  t o   the ir isolat ed c ou nter par ts.     The  c onver te r s  have  di ver s e  app li cat io ns  in  el ect ric  tract ion ,  el ect ri c  veh ic le s,  di stribu te d - DC  sy ste ms  li ke  s pace  ap plica ti on s ,  s hip s,  a nd   ai rp la nes  [ 10 ,  11] .   S olar  ph otovo lt ai c  an d  sp eci al ise d  el ect rical  machine   dri ve s  are  oth er   ar eas  w her e  t he   conve rters  a r e  us ef ul  [12 ,  13] .  Dif fer e nt  sy ste ms  ha ve  sp eci fic  requireme nts  a nd  the   DC - DC   co nv e rter   us e d  for  t he  a pp li cat ion s  s houl d  be  ca refull y  c hose n  to   ha ve  a   high - eff ic ie nc y  s ys t em  with   ex ce ll ent  powe r  qual it y   [ 14] .   T his  pap e r  fo c us es  on  the   s ing le - e nded   pr imary - inducta nce   DC - DC  C onve rter   (S E PI C ).   T he   SEPI C   co nvert er  is  a ble  to   re du ce   or  raise  t he  el ect rical   pote ntial  (volta ge) at  the  outp ut and ca n be c onside red  as a buc k/boos t conve rter  [12 ] . Ad diti onal ly,  the S E PI C  DC - DC  conve rter   is  al so   capa ble  of  pro du ci ng   a  re gu la te d  posit iv e  ou t pu t  volt a ge  f or   a ny   i nput  volt age.  T his  is  in  con t rast  to  othe r  co nverte rs  li ke  CU K  or  ZE TA  that  pro vide   a  ne gative  re gu la te d  outp ut  v oltage   [15 – 17] .  T he   structu re  of   th e  pap e r  is  sp e ci fied  as  f ollo ws:  in tr oduction,  pri nci ple  of  operati on  of   the  SEP IC  co nv e rter ,   sta te - sp ace  m odel li ng  f or  the  SEP IC  c onve rt er,  par a mete rs  and  d esi gn  comp on e nts r eq ui red  f or  the  c onve rter,   M A TLAB  sim ulati on s  a nd  m od el li ng  the  S EPIC  c onve rter,  gen et ic   al go r it hm   to  op ti mis e  the  P I D   pa ra mete rs  to contr ol the  S EPIC c onve rter, res ults from   the sim ulati on ,  and  discussi on .       2.   PRI NC I PLE   OF OPE R ATION   OF  SEPI C CO NV E RT ER   The   ope rati ng  pr i nciple  f or  a   SEPI C   DC - DC  c onver te r  us e d  i n  co ntin uous  c onduct ion  mode   (CC M)   is  desc ribe d  in  Figure   1.  T h e  d ia gram   sho ws   an   in put vo lt a ge  source  ( V S ) ,   a  c ouple   of   in du ct or s  ( L 1   a nd L 2 ),  a  couplin g  ca pac it or   (C 1 )  t hat  is   co nnect ed   to   the  i nducto rs   to   ens ure  t hat  a   c urren t   pat h  e xi sts  f or  the   DC   flo w  and  to   al so  prov i de  i ns ulati on   [14 ],   powe r   diode  (D 1 ),  ou tpu t  filt er  ca pa ci tor  (C 2 ),  an d  a  s witc hing   de vice.   Usu al l y,   the  s witc hing  de vic e  is  an  insu la te d  gate  bipolar  transist or   ( I GBT)  la belle d  ( S 1 ).   T he  loa d  res ist ance   of the circ uit ( R) is also   s how n.   The  SEP IC  c onve rter   has   tw o  op e rati ng   m od e s:  one  is   the  CC M ,  t he  oth e r  is  t he  disco ntinuo us  cond uction  m od e  (D C M).  I n  this  pa pe r,   the  first  m ode   is  con sid ere d  to  have  two  sta te s,  wh ic h  can  be   descr i bed as  fol lows .     2.1.   SEPIC c onver ter  op er at in g modes   2 . 1. 1. S tate  I  ( 0 < t  <  D)   Wh e n  S1  is  s w it ched   ON,  the   curre nt  I L1   inc reases.  C urre nt  flo wing  th r ough  the  se co nd  inducto r  I L2   al so   i ncr ease s  bu t   in   the   ne ga ti ve  directi on.   T he  ene rgy   st or e d  in   the   firs t  in du ct or  L 1   increase s.   T herefo re,   capaci tor   C 1   s upplies  e nerg y  to  i ncr ease   th e  cu rr e nt  in   I L2 .  SE PI C  c on ve rt er  operati on  mode  with  swi tc h  S 1   ON   is s how n  i n  Fi gure  2.           Figure  1. Ci rcui t diagr a m  of S EPIC  DC - DC  conve rter           Figure  2. SEP I C co nv e rt er  op erati on m od e   wh e n S1  is ON   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  D ri   S ys t,   V ol .  11 , N o.   4 ,  D ecembe r  2020   :   2116   –   21 25   2118   T he   co rr es pondin g   e q ua t i on s   t o  s t at e   I   of   C C M  us i ng   K V L   a nd   K C L   a r e   s ho w n  i n   ( 1) ,   ( 2) ,   ( 3) ,     a nd   ( 4) .       –   1       1     =  0   (1)   1        1    +  1   =  0   (2)   2       2      –   1   =  0   (3)   2        2    +     2 =  0   (4)     2.1. 2. S ta e I  ( 0 < t <  D)   Wh e n  s witc h S 1   is t ur ne d off, t he  capaci to r  i nput c urren t  ( I C1 )   eq uals the c urren t t hroug h t he  in du ct or   ( I L1 ) .  C u r r e nt   I L2   re mains   in   the   ne gative   directi on  a nd  do e s  not  re ve r se  it s  directi on.   Di od e   D 1   a ct ively   cond ucts.  SEP I C co nv e rter  op erati on m od e   with s witc h S 1   OF F   is de picte d  in  Fig ure  3.           Figure  3. SEP I C co nv e rter  op erati on m od e   wh e n  S 1   is O FF       T he   c orrespo ndin g   e qu a t i on s   t o  s t a t e   I I   of   C C M  us i ng   K V L   a n d  K C L   a r e   s ho w n   i n  ( 5) ,   ( 6 ) ,   ( 7) ,     a nd   ( 8) .     V S   = L 1   1    +  1 +  2   (5)   L 2   2    +  2   =  0   (6)   1     1     –   1   =  0   (7)   2     2      –   1   –   2   +  2 =  0   (8)     2.2.   St ate s pa c e m od el li ng   of  SE PIC   DC - DC   c onverter   The  ge ne ral  sta te   sp ace  eq ua ti on s  f or   t he  S EPIC  ope rati ng  un der   sta te   I   of   CC M   can  be  gi ven   as  i n  equ at io ns ( 9) a nd (1 0) .     ẋ (t)=   A 1   x   (t) +  B 1   u (t)   (9)   y(t)  =  C 1   x(t )   (10)     The n,   t he  sta te   matri x for t he SEPIC  operati ng  un der  st at e   I   is gi ven in  ( 11)  and  (12 ).     [             1  2  1  2  ]               =  [           0                     0               0                   0   0                     0             1 2                 0   0                 − 1 1             0                 0           0                   0               0             1 2           ]           [ 1 2 1 2 ]   +  [         1 1 0 0 0 ]           V S   (11)   y( t)  =  [ 0       0       0       1 ] [ 1 2 1 2 ]   (12)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       Desig n, m odel li ng   and si m ulat ion   of contr olled   se pic   DC - D C co nverter - based …  ( M oham med O m ar  Ali )   2119   Simi la rly,   t he  gen e ral  sta te   e qu at io ns  f or  th e  SEP IC  c onve rter  operati ng   unde r  sta te   II  of  CC M   a re   giv e n  in  (1 3)  a nd (1 4) .     ẋ( t)=  A2  x (t)  + B2  u( t )   (13)   y ( t )   =   C 2   x ( t )   ( 14 )     The n,  the   sta te   matri x  f or  t he  SEP IC  c on ver te r   operati ng  unde r   sta te   II  can   be   gi ve n  a s  show n    in (1 5)  a nd  (16 ).     [             1  2  1  2  ]               =  [             0                       0             − 1 1                   − 1 1     0                         0                     0                   − 1 2     1 1                   0                       0                     0       1 2                   1 2                   0               − 1  2           ]             [ 1 2 1 2 ]   +  [         1 1 0 0 0 ]           V S   (15)   y( t)  =  [ 0       0       0       1 ] [ 1 2 1 2 ]   (16)     The  a ver a ge  f orm  of  the   sta te   matri x  ov e r   a  switc hi ng   c ycle  f or   t he  S EPIC  c onve rter  is  as  giv e n    in (1 7)  a nd  (18 ).     [             1  2  1  2  ]               = [             0                       0             − 1 1                     − 1 1     0                         0                     2                   − 1 2     1 − 1                   − 1                       0                     0       1 − 2                     1 − 2                     0               − 1  2           ]             [ 1 2 1 2 ] + [         1 1 0 0 0 ]           V S   ( 17 )   y( t )   =   [ 0       0       0       1 ] [ 1 2 1 2 ]   ( 18 )     Wh e re A  re pr e sents  t he  s ys te m  matri x,  B re pr ese nts  t he  i nput   matri x,   C   r epr ese nts  t he  outp ut  mat rix,  and D re pr e sen ts t he du t y  c ycle of the   SEP IC  conv e rter  with in the ra ng e  of  (0 – 1).     2.3.   Co m ponen t  d esi gn   of  SEPI C DC - D C  c onverter   It  is  necessar y  that  the  sel ect ion   of   t he  main   com pone nts  in  the  c onve rter   desig n  imp r ove  the  outp ut   powe r  e ff ic ie nc y  with ou t  i nc reasin g  c os t,   e sp eci al ly  i n  hig h - vo l um e  p ower   el ect ronic  app li cat io ns .   Ba sed  on   the  a bove,  this   sect ion  of  pa pe r  fo c us es   on  c hoos i ng  c omp onents   a nd  de riv ing  their   mat he mati cal   ex pr es sion s  wh e n desi gn i ng a  SEP IC  DC - DC c onver te r  t o  meet   t he req uireme nts ta bula te d  in   1 .     2.3 . 1. C om pon ent  d esi gn o f  SEPIC  D C - D C  c onverter   The  pr i nciple   of  vo lt - sec on d  balance   ta ke s  into   acco unt  the   volt age   dro ps   at   di ode  (D 1 ),   i.e .  accor ding  sta te s  to  the  volt - s econd  balance   for  a  co nverte r  operati ng  in  a  ste ady   sta te ,   the  ave rag e  volt age   durin g  one   s witc hin g  c ycle  of   the   in duct or  mu st   be   ze ro  [ 16].  Fir stl y,  th e  vo lt age   ca n  be   seen   by  L 1   durin g  interval  ( 0  <  t  ≤  D T )  e qual s  to  ( V L1 =V s ) ,  w hile,  durin g  th e  interval  ( D T   <  t  ≤  T),   it   eq uals  ( V L1 =V S - V C1 - V D - V O ). Taki ng th e ave rag e  ove r t he  entire  inter val and   maki ng it  equal t o  ze ro, e qu at io n (19) ca n be  obtai ned as:     1 ( ∫ 1  0 ) = 1 [ ∫    +  0 ∫ ( − 1 − − )   ] = 0   (19)   Find i ng the i nt egr al  a nd r e ar r ang i ng the a bo ve  e qu at io ns yi el ds  e qu at io n ( 20)     1 + + =   1 −   (20)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  D ri   S ys t,   V ol .  11 , N o.   4 ,  D ecembe r  2020   :   2116   –   21 25   2120   Simi la rly ,   by   ta king  t he  volt -   sec ond  bala nc e  f or  L 2 .   Hen c e,  the   vo lt ag e  can  be   see n  by  L 2   durin g   interval  (0   <  t   ≤  D T )  is  eq ua l  to  (V L2 =V C1 ) ,  w hile  durin g  the  inter val  ( D T   <  t  ≤  T ),   t he  volt age  is  e qu al   to   V L2 = - V O +V D   wh ic h gives   ( 21) .     1 ( ∫ 1  0 ) = 1 [ ∫ 1    +  0 ∫ ( − − )     ] = 0   (21)   1 + + =   +   (22)     By  c ombini ng   (20)  a nd  ( 22),  the  tra nsfer   rati o  or  volt age  ga in  (G)   of   the   SEPI C   c onve rter  i n  te rms   of (D) c an  b e  obtai ned as s ho wn in ( 23).     = + = 1 −   (23)     The val ue  o f  ( )   c an be  gr eat e r  t han or less  tha n on e , depe nding o n  t he value  of the  duty  cyc le  ( D ).     2.3 . 2. Ca lc ul at i on   of mini mu m a n d m axim um duty  cyc le   Dep e ndin g  on  the  volt age  gai n  in  e qu at io n  ( 23),   th e  minim um   du t y  cycle   (  )  occurs  wh e n  the   input  volt age  is at a ma xim um val ue (    )    an d i t can b e  e xpre ssed  as  s how n i n  ( 24).      = + + +     (24)     Howe ver,  the   maxim um  duty   cycle  (  )  ma y  oc cur  w he n  t he  input  vo lt age   is  at   a  minim um  valu e   (    ) ,   as g i ven  in  ( 25).       = + + +     (25)     2.3 . 3 . In duc to r  L 1   and  L2  sel ection   In   s witc h  mod e  powe r  s uppl y  ( SMPS ),   the   main  f unct ion  of   t he  in duct ors  is  to  sto re  e ne rgy  in  t heir  mag netic   fiel d  an d  at te mp t  t o  mai ntain  a  c on sta nt  c urren t ,  or  e qu i valent ly,  to   li mit   the  rate  of   c ha nge  in   current   flo w   to   the  outp ut.  Se le ct ing   a n  i nduc tor  is   ne cessa ry  to   the   overa ll   desig n  of  a   c onve rter.   N ormal ly,   the  in duct ance   val ue   of  a   c onve rter   s hould  be   set   to   li mit   the   pea k - to - peak  rip ple  c urre nt  flo wing  t o   t he   ou t pu t.   Th e  in du ct a nce  valu e  that  sat isfie d  the   re qu i re ments  in   the  desig n  of   t he  SEPI C  c onve r te r  was   est imat ed  by  rear rangin g  ( 1),   prese nted   in  t he   previ ous  sect io n,  a nd  s ub sti tuti ng   (  = ∆ ,  =  ,   = 1     ),  t o yiel d  ( 26) .     1 = 2 =   ∗ ∗ ∆   (26)     2.3 . 4.    C oupl ing c apacit or C 1   sel ecti on   Ca pacit or s   have  se ver al   f un ct ion s   in   S M P S  desig n,  s uch  as   ene r gy  sto ra ge ,  filt erin g,  c ompe ns at io n,  et c.  T yp ic al ly,   SM P S  sta ges,  t he  ca pacit ance   sto res   ene rgy   as  a n  el ect ric   f ie ld  due   to   the   vo lt age   a ppli ed  a nd   at te mp ts  to  ma intai n  a  c onsta nt  in pu t  a nd  outpu t  vo lt age .  T o  cal culat e  t he  op ti mal  value   of   ( C 1 )  in  t he  S E PI C  conve rter  ci rcui t  sh ow n  i n  Fi gure   1  with  a n  a ccepta ble  le vel   of  volt age  rip ple  to   sat isf y  t he  require ment s  an d  sta bili ty o f  the   conve rter,  t he c apacit ance  for mu la  s how n  i n (27) was  used .     =     (27)     Eq uation  ( 27)  can  the n  be  re wr it te n,  as  the   change  i n  vo lt age  is  pro portion al   t o  the   ch a ng e   in  c ha rg e   ov e r  it s ca pacit ance, w hich yi el ds  (2 8).      =    (28)     Howe ver,      = ∫ ( )    (29)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       Desig n, m odel li ng   and si m ulat ion   of contr olled   se pic   DC - D C co nverter - based …  ( M oham med O m ar  Ali )   2121   Th us ,  (29 )  is  s ub sti tute d  int o  (28 )  to  deter mine  the  val ue   of  in pu t  ca pa ci tor  ( C 1 )  as  s ho wn   i n  (30).   Hen ce , it s houl d be  no te d  th at  ( C 1 )  is c harged b y   ( I L2 =   I O max )  duri ng the ti me inter val  (0  < t ≤   ).     1 = ∫     0  1   (30)     So lvi ng the i nt egr at io n  s how n i n (30) gi ves ( 31).     1 = ∗  1 ∗   (31)     2.3 . 5.    Ou tp u t c apacit or C 2   s el ection   Likewise,   as   i n  t he   co upli ng  ca pacit or   ( 1 )   cal culat ion ,   the   val ue   of   out pu t   ca pacit or  ( 2 )  as   ob ta ine d  i n (32 )  s hould s uppl y  the  outp ut c urre nt (   I o   ma x ) wh ic h  i s loa ded duri ng the  ON stat e.     2 = ∗  2 ∗   (32)     W he re   ,    are   th e   maxi mum  a nd  mini mum  du t y  c ycle s   re sp ect ively   ,      ,      ar e  maxim um  a nd  mi nimum  i nput  volt age s   res pecti vely ,    is   the   outp ut  volt age   in   volt s,   a nd  ∆   is   the   sam e   peak - to - pea k ri pp le  c urre nt in ampe r es   for bot h  in du ct or s   1   and   2   w hen the  minimu m in put v oltage  (    )   and  s witc hing  fr e qu e nc y  ( )   ar e  ap plied ,   it   m ay  be   ex presse d  as   a ppr ox im at el y   ( ∆ = 2 0%  *     ).    1 ,   2   are  t he  pea k - to - peak  volt ag e  rip ples  i n  volt s  at   ca pacit or s   1   and   2 ,  re sp e ct ively.  T he   a ccepta ble   per ce ntage  v al ue of  r ip ple  vo l ta ge  use d i n  t his p a per is ( ∆ 1 = 1%  *      an d  ∆ 2 =1%  * ).      2.4.   Matla b simul at i on   of  SEPI C DC - D C  c onverter   The   ope n  lo op  SEP IC  DC - DC  c onve rter   wa s  im plem ented   us in g  the   MATL AB ®  sim ulati on   platfo rm   R2 01 8b  S im ulin k   [ 18] .  For  t he   pur po s e  of  sim ula ti on ,   the   c omp on e nts   of   the   SEPI C   c onver t er  a nd  their  values  ta bula te d  in  the  T able 1 de pe nd  on the e quat io ns   der i ved in  pe rv i ou s  secti on s.       Table1 . Com pone nt  values  of  the  desig ne d  S EPIC C onve rter   No   Para m eter   Sy m b o l   Valu e   1   Minimum   in p u t voltage   V S   min   1 0 0  V   2   Maximu m   in p u t vo ltag e   V S   max   1 2 0  V   3   Ou tp u t  v o ltag e   V O   3 1 1  V   4   Maximu m    o u tp u t po wer   P O   max   2  Kw   5   Maximu m   lo ad  r es istan ce   R L   max   ~ 50  Ω   6   Maximu m   lo ad  cur rent   I O   max   6 .43  A   7   Switch in g   fr eq u en cy   f S   2 5  kHz   8   Dio d e  d rop  vo ltag e   V d   0 .7 V   9   Minimum   d u ty  cycle   D min   0 .72 2   10   Maximu m   d u ty  cycle   D max   0 .75 7   11   Cu rr en t  ripp le   at    L 1   ,   L 1   ∆ I L   4 .01  A   12   Vo ltag e  ripp le   at    C 1   ∆ V C1   1  V   13   Vo ltag e  ripp le   at  C 2   ∆ V C2   3 .11  V   14   Co u p lin g   capacito r   C 1   1 9 5  µF   15   Ou tp u t capacito r   C 2   6 3  µF   16   Ind u cto r  1   L 1   7 5 5  µH   17   Ind u cto r  2   L 2   7 5 5  µH       The  ou t pu t  t o  the  in put  volt ag e  trans fer   f un ct ion ,   ( )   can  be  de rive d  f rom  the  aver a ge  sta te   ( 17)  a nd   (18)  by  us i ng  the  form ula  t o  c onve rt  the   sta te - sp ace   m at rix  to   a  tra nsfer   f un ct i on,  sh ow n  i n  ( 33) ,  an d  su bst it uting  t he  v al ue s  of  t he d esi gn p a ramete rs  a nd comp on ents to  obtai n ( 34).     G( s ) =   C   ( SI - A ) - 1   B   (33)     ( )  ( ) =  5 . 135 ∗ 10 8   2   +   1 . 8 24 ∗ 10 − 6   +   2 . 64 2 ∗ 10 15 4   +   33 0 . 2 ∗   3   +   6 . 792 ∗ 10 6   2   +   1 . 41 9 ∗ 10 9     +   8 . 47 8 ∗ 10 12   (34)         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  D ri   S ys t,   V ol .  11 , N o.   4 ,  D ecembe r  2020   :   2116   –   21 25   2122   2.5.   Genetic  algori th m  (G A)   GA s   are   stoc ha sti c  global  sear ch  e ng i nes  th at   simulat e  the   c reati on  of  natu ral  proce sses.  A  GA   sta rts   with  a n  init ia l  popula ti on  of   chrom osomes ,  each  of  wh ic h  represe nts  a   po ssible  s olu ti on   to  the   prob le m ,  a nd  the  reli abili ty  of   t he  ch r omos om es  is  e valua te d  by  a  fitn es s  functi on  ( FF)  [19 ,  20] .   The  GA   c onsist s  of   three   main  ste ps :   m utati on ,   c ro s sover   a nd  sel ect ion  [ 21] .   GAs   are   us ed   t o  de t ermine   the   r epr ese ntati on  of  the   chrom osomes  t hat  are  create d  by   th ree  va lue s  corres pondin g  to  the  gains  or   par a mete rs  of   the  PID  co nt ro ll er  ( ,   ,     )  t hat  ha ve   be en  modifie d  t o  at ta in   a  desir ed  be hav i or  [ 22] – [ 24] .  T he  ( ,   ,     )  gain s  a re  rea l   numb e rs,   w hich  are t o  be mea su re d  in div i dual ly.  The  e quat ion   for  the P I D  co nt ro ll er is s how n  as (3 5)   [ 25] . In   this  study,  t he   integral  ti me  abs olu te   er ror  (I T AE )  is  ta ke n  as  the  ob je c ti ve  functi on,  giv e n  as  ( 36).  The  reciprocal   of th e objec ti ve  f un ct ion  is cal le d  FF.  T he  FF  is  the mea sureme nt of t he  c hrom os ome ’ s  qu al it y.     ( )   = + +   (35)   IT AE   =  ∫   ǀ   ( ) ǀ  0   (36)     Wh e re     is  the   pro portio nal g ai n,     is  the   inte gral   ti me,    is  t he  der i vative  ti me ,     e (t)  is   the   er r or - con t ro ll in g  si gnal   =  1−   y(t )   a nd  y( t)   is  th e  t un e d  co ntr ol  s ys te m  ste p  res pons e .  Fi gure  4  s hows   a   flo w char t  f or  GA. T he para mete rs of t he GA  are  li ste d  in Ta ble  2.       Table  2 Gen et i c algori thm  p a r amet ers   No   Par a meter   Typ e /  Valu e   1   No .  o f  i te ration   100   2   Po p u latio n   s ize   50   3   Enco d in g   Bin ary   4   Selection   s ch em e   Sto ch astic Un ifor m   5   Cro ss o v er  p rob ab il ity  ( )   0 .8   6   Cro ss o v er  t ype   Sin g le Poin t   7   Mutatio n   p rob ab ility  ( )   0 .2   8   Reco m b in atio n   p rob ab ility  ( )   0 .09   9   Fittn ess   f u n ctio n   IT A E             Figure  4. Flo w char t  for ge netic   al gorithm  (G A)       The  bl ock   diag ram  f or   t he  G A - op ti mize d  or  tun e d  P ID   c ontr oller  pa ram et ers  for  the  S EPIC  DC - D C   conve rter  can  be  seen  i n  Fig ur e  5.   T he  re fe ren ce  si gn al   or  set   po int  R(s )  is  inp ut  as  the  desire d  volt age   and   is   com par e d  with   the   act ual   val ue  of   t he  outp ut  vo lt ag e  Y( s )   f or  the   S EPIC   co nverter .  Th e  er ror   sig nal  E(s)  i s   giv e n  as   the  i nput  si gnal   to  t he   PID  c on t ro ll er  afte r  it s  pa r amet ers  a re  tu ned  usi ng  GA   te chn iq ue.  T he   outp ut  sign al   ge ne rated  by  the  P I D  c on t ro ll er  U( s )  is  us ed  as  t he  input  signa l   to  con tr ol  the  s ui ta ble  range  of   du t y  cycle ( D) in a  s uitable  r a nge  f or the  SEP IC c onve rter,  a nd t he req uire d ou t pu t  volt age is t hen obtai ne d  [ 26] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       Desig n, m odel li ng   and si m ulat ion   of contr olled   se pic   DC - D C co nverter - based …  ( M oham med O m ar  Ali )   2123       Figure  5. Bl oc k diag ram o f  P ID   co ntr oller  opti mize d b y G A       3.   RESU LT S  AND  DI SCUS S ION     M A TLAB ®  R 2018b  S imuli nk   s of twa re  wa s  us e d  to  sim ulate   the  SEP I C  DC - DC  co nverter  an d  ver if y  it s  pe rfo rma nce.   Fig ur e   6  (a )  s hows   th e  ste p  res pons e   of  the   op e n - l oop  tra ns fe r  fun ct ion   for  t he  S EPIC   DC - DC  co nv e r te r  with ou t  the   PI D  c ontrolle r .  It  is  obser ved  that  the  res pons e  matc hes  th e  ste p  res pons e   for  a   seco nd - or der   s ys te m.  H ow e ve r,   the   ma ximum  over sho ot  pe rcen ta g e  (cl ose   to  73% )  is  hi gh e r  tha n  t hat  of   t he   seco nd - or der  s ys te m.   Sl ow  rise  a nd  set tl ing  ti mes  are   al s o  ob s er ved.   Fig ure  6  ( b)  de picts  the   cl ose d - lo op  ste p  respo ns e  f or  a   GA   opti mised  P ID   c ontroll er.  T he  P ID   c on t ro ll er  par a mete rs  ( ,   ,     )  are   set   to  the i r   op ti mal  val ue  us in g  the  GA   t echn i qu e .  T his  te chn iq ue  helps  minimi se  t he   ob je ct ive  f un ct ion   ( ITAE)  a nd   t he  op ti misat io n  proces s  dep e nd s  on  t he  c ode  sp eci fied  i n  the  MATL A B  m - file .  Ta bl e  3  s pecifies   the  op ti misat io n  c r it eria and the  pe rformance  cha racteri sti cs fo r  the  step  res pons e li ke  ( ,  ,  ).           (a)   (b)     Figure  6 .  Sim ul at ion  r es ults,   ( a) S te p  re spo nse  for   SEP IC c onve rter  with ou t  contr oller ,   (b) St ep resp onse  f or  SEPI C  co nvert er  with  GA - P I D  c on t ro ll er       Table  3  Pe rformance  Para mete rs for ste p  re s pons e   Perf o r m an ce   Para m eters   Typ e of con troller   W ith o u t PI D con troller   W ith   GA - PI D con t roller   K p   N/A   6 9 .80 5   K i   N/A   2 9 0 .779   K d   N/A   3 3 9 .306   % M P   73   0   t r  (sec)   8 .92 4 6  e - 04   1 .26 1 0  e - 11   t s  (sec)   0 .03 0 1   2 .24 5 4  e - 11   IT A E   N/A   2 .71 8 2  e - 06     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  D ri   S ys t,   V ol .  11 , N o.   4 ,  D ecembe r  2020   :   2116   –   21 25   2124   4.   CONCL US I O N    This  pa per   pre sents  desi gn,  modell ing   a nd   simulat ion   of   c on t ro ll ed  S EPIC   DC - DC  c onver te r - based   GA.  T he  stu dy  c omprise d  t he  mat hemati c al   model,  sta te - sp ace   m od el li ng,  desig n  c omp on e nts,  sim ulati on ,  and  anal ys is  of  the   SEP IC  DC - DC  co nve rter.  MATL A B  R201 8b  SI M U LI NK  wa s   us e d  to   car r y  out  the  simulat ion s .  T he  SE PI C  DC - DC  c onve rter   is  a  ti me - in va riant,  li nea r  s ys te m  of   t he  f ourth  orde r.   A   PID  con t ro ll er   was   util ise d  to   c ha nge   the   outp ut   of  t he   SEP IC  co nv e rter   to   op ti mise  the   value s  of  the   perf ormance   par a mete rs.   PID  co ntr oller  pa rameters  K p ,  K i ,  K d   we re  m anip ulate d  us ing   t he  G A  te c hn i qu e  t o  determine   their  op ti mal  va lues  intel li gent ly.  O ptimi sat ion   was   pe rfo r med  with  IT A E  ser ving  as   th e  fitness  f un ct i on.  T he  resu lt s  of  t he  s imulat ion  an d  the  stu dy  i nd ic at e  that  the   cl ose d - l oop  ste p  r esp on se   s ys te m  performe d  be st  in   con j un ct io n  w it h  a  PID  c on trolle r  with  opti mised  par a mete rs.   M a xi mu m   ove rsho ot  pe rce n ta ge  rise  an d  set tl ing   ti mes  wer e  opti mised.  A dd it io nally ,  the  GA - P ID  con t ro ll er  was  more  acc ur at e  and  bette r  sens it ivit y  against  distu rbances  w hen co mp a red to  us in g  it  w it ho ut the  PID c on t ro ll er .       REFERE NCE S    [1]   M.  Gae ta n i,   T.   Huld,   E.   Vign ati,   F.  Monforti - F err ari o ,   A.  Dos i o,   and  F.  R ae s,   “T he  n ea r  fu tu re  availa b il i ty  o f  photovol taic   energy  in  Europe  an d  Afric a   in   clim at e - ae rosol   mod el ing   expe r iment s,”   R ene w .   Susta in.   Ene rgy   Rev. ,  vol.   38 ,   pp .   706 – 716,   2014 .   [2]   Z.   Mi ng ,   L.  Xi me i ,   L.  Na,  and   X.  Song,   “Ove ral l   rev i ew  of   re newa ble  en erg y  ta riff   policy  in  China :   evol u ti on ,   im plementat ion,  proble ms  and co unte rm ea sures, ”  Re new .   Sustain .   Ene rgy  Rev. ,   vol .   25 ,   pp .   260 – 27 1,   2013 .   [3]   Y. - P.  Hs ie h,   J. - F.  Chen ,   T. - J.   Li ang ,   and  L. - S .   Yang ,   “Nove l   high   step - up   DC – DC  conve rt er  for   distri bu ted  gene ra ti on  sys t e m, ”   I E EE   Tr ans.   Ind. Elec tron . ,   v ol.   60 ,   no .   4 ,   pp .   1473 – 1482,   201 1.   [4]   D.  W .   Har t,  “ Po wer  elec troni cs ,”   Tata Mc Gr aw - Hill   Educ at ion ,   2011.   [5]   F.  L. L uo   and   H.   Ye,  “ Advan ce d   dc/ dc   con v ert ers , ”   S ec ond .   crc   P ress ,   2016.   [6]   R. - J.  Wai,  C. - Y.   Li n ,   R. - Y.   Dua n,   and  Y. - R.   Ch ang,  “High - eff icienc y   DC - DC  co nver te r   with   hig h  voltage   ga in  a nd   red uce d   sw it ch   stress,”   IEEE  Tr ans.  Ind. Elec tron. ,   vol. 54, no. 1,  pp.   354 – 364 ,   20 07.   [7]   B.   York,   W.  Yu,   and  J. - S .   L ai,  “ An  int egr at ed   bo ost  resona nt   con ver te r   for  pho tov olt aic  appl i catio ns,”   IE EE  Tr ans .   Powe r E le c tron. ,   vol. 28, no. 3, p p.   1199 – 1207 ,   2 012.   [8]   N.  Siddhart h an   and  B.   Ba la s ubra ma n ia n,   “P erf orma n ce   evalua ti on   of  SEP IC,   Luo  and  Z ET A  conv ert er , ”     Int ernati on al   J o urnal  of   Pow er   El e c tronic s and   Dri ve   Syst em ,   vo l.   10 ,   no .   1 ,   p .   37 4,   2019 .   [9]   R.   K.  Pach aur i  a nd  Y.  K.  Chauhan,  “Mode l ing  an d  simul ation  an a lysis  of  PV   fed   Cuk,   Sepic,  Z et a   and  Luo  DC - DC   conve rt er,”  in  2 016  IEE E   1st  I nte rnational   Co nfe renc e  on  Po wer  El e ct ronics ,   Inte l li gen t  Con trol  and  Ene rg y  Syste ms   (ICPE I CES) ,   pp .   1 – 6 ,   2 016 .   [10]   F.  L.   Luo ,   H .   Ye ,   and   M.   H.  R ashid,   “ Digital   power  e lectr oni cs  an d  applications ,”   El sev ie r ,   2010.   [11]   I.   Alh am rouni ,   M.  K.  R ahmat,  F.  A.  Ism ai l ,   M .   Sal em,  A.   Jus oh,   and   T .   Sut i kno,   “D esign  an d  developme n t  of   SEP IC  DC - DC  boost  conve rt er  f or  photovol t aic  a ppli c at ion , ”  In t e rnational   J ourna l  of   Pow er   E le c t ronics  and   Dri ve   Syst em ,   vo l. 10,  no,   1 ,   pp .   406 - 4 13   2019.   [12]   S.  J.  Chi ang,   H . - J.  Shieh,  and   M. - C.   Chen ,   “Mode li ng  and  con trol   of  PV   cha rg er  sys te m   with  SEP IC  conve rt e r, ”  IEE E   Tr ans.  Ind .   E lectron. ,   vol .   56,   no .   11 ,   pp .   4 344 – 4353,   2009 .   [13]   R.   Pala n isam y ,   K.  Vija yaku ma r ,   V.  Venka tach al a m,   R .   M.  Na ray ana n ,   D.  Sar ava naku ma r ,   an d  K.  Sara van an,  “Sim ulation   of   var ious   DC - DC  conve r te rs  f or  photovoltaic   sys te m,”  In te r nati onal   J ourna l   E le c tr ic al   an d .  Comput er   Eng in ee ring ,   vol .   9 ,   n o.   2 ,   p .   917 ,   201 9.   [14]   H. - J.  Chiu,   Y . - K.  Lo ,   J. - T .   Chen ,   S. - J.  Cheng,  C. - Y.  Li n ,   and  S. - C .   Mou,  “A  h igh - eff icienc y   dimm abl e  LE D  driv er   for  low - power li ghti ng  appl i ca t io ns,”   IE EE Tr ans.  Ind .   E lectron. ,   vol.   57 ,   no .   2 ,   pp .   735 – 743 ,   2009 .   [15]   T.  Arunkumar i ,   I.  Jag ade es h,   and  V.   Indr agandhi,  “De sign   a nd  im p le m entation  of   modi f ie d   multil evel  sep i c   conve rt er  for   PV   applications,”  I ndones.   J .   Elec tr .   Eng .   Comput .   S ci . ,   vo l. 14, no. 3 ,   pp .   1125 – 1133 ,   2019.   [16]   M.  R.   M.   N.   S.Venka t ana r aya nan ,   “De sign  and  I mpl ement at ion   o f  SEP IC  a nd   Bo ost  Converters  f or  Wi nd   and  Fu e l   ce l l  Appli cations, ”  In t. J.  Inno v.  Re s.  S ci. Eng. Te chnol . ,   vo l. 3, no .   3 ,   pp .   378 – 383 ,   2014.   [17]   S.  A.   Yasin ,   J .   K uma r,  Y.   Kum ar ,   S.   Ath ikka l ,   an d  J.   Pet er,  “An alys is  of  a   Dual   In put  DC - DC  Con ver te r   Topol ogy   Based  on  SEP I C  Configuratio n, ”  in  2019   Int ernati onal   Conf ere nce  on  Pow er  Elec troni cs  Appl ic a ti ons  an d  Technol ogy   in   P resent  En ergy   S c enario  (P ETPE S ) ,   pp .   1 – 6 ,   2019 .   [18]   G.  Sureshkumaar,  N.  Kann an,   S .   Thomas,  and   S.  P.  Kart hik ey an,   “M at l ab/ sim uli nk  simul ation s  base d  modi fi e d  sepic   DC  to  DC  conve rt er  for   ren ewa bl e  en er gy  appl i ca t ions, ”  J.   Adv.  Re s .   Dyn.   Control  Sy st. ,   vol .   11,   no .   4,     pp.   285 – 295 ,   20 19.   [19]   I.   A.   Humi ed,  “ Solving  N - Quee ns  Problem  Us ing  Subproblem s   base d  on   Gene tic  Algori thm,”   I AE S  In t ernati on al .  Journal   Art if i ci a l   Int el l ige nc e ,   vo l.   7 ,   no .   3 ,   pp .   13 0 – 137,   2018 .   [20]   R.   L .   Haup t and S .   E. Ha upt ,   “ Prac t ic a l  g ene t ic a l gorit hms, ”   se con d  edi.   John  W il e y  &   Sons ,   2004 .   [21]   J.  J.  Rober ts,  A.   M.  Cassula ,   J.   L.   Silv ei r a,  P.  O .   Prado,   and   J.  C.   F.  Junior ,   “GAtoolbox:   a   Mat la b - base d   Gene tic   Algorit hm   Toolbox  for  Func ti o n  Optimiz at ion , ”   in   the  12th   la tin - american  con gress   on  elec tricity  gen erati on   a nd  transm ission - cl agte e ,   vo l. 12,   20 17.   [22]   N.  A.  M.  Kam ar i,   I .   Mus iri n,   A .   A.  Ibra hi m,   and  S.  A.  Halim,   “In te lligent  sw arm - base d  optimization  te chn ique   for   oscil latory  stab ility  assess me nt   i n  power  sys te m , ”  IAES  Int ernational .   Journal   Ar ti f i ci al   Intell ig en ce ,   vol.  8,   no.   4 ,   pp.   342 - 351 ,   20 19.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       Desig n, m odel li ng   and si m ulat ion   of contr olled   se pic   DC - D C co nverter - based …  ( M oham med O m ar  Ali )   2125   [23]   X.  W ang,   M .   W u,   L .   Ouyang ,   a nd  Q.  Ta ng,   “ Th e  app li c at ion   of   GA - PID   cont rol  al gor it hm   to   DC - DC  conve rt er,”  in  Proc ee dings   o f  th e  29th   Chin ese   Control   Confer enc e ,   pp.   3492 – 3496 ,   2010 .   [24]   M.  F.  Adnan,  M.   A.  M.  Onind a,   M.  M.  Nishat ,   a nd  N.  Isla m,   “De sign  and  Si mulati on  of   a  DC - D C  Boost  Converter   with  PID   Contro ll er   for enhan ce d   Perform an ce,”  I nt.   J. E ng .   Re s.   Technol . ,   vo l. 6,  no.   09 ,   pp .   27 – 3 2,   2017 .   [25]   Y.  Li ,   K .   H.   Ang,  and   G.   C .   Y.   C hong,   “PID c ont rol  sys tem   an al y sis  and   design , ”   IEE E   Control   S y st.  Mag. ,   vol.  26 ,   no.   1 ,   pp .   32 – 41 ,   2006.   [26]   J.  E.   Sa laza r - Du que,   E .   I .   Orti z - Rive ra ,   and  J .   Gonza l ez - L lore n te,  “Ana lysis  and  non - li ne ar  con tr ol  of  SEP IC  dc - dc  conve rt er  in  pho tovol taic  sys tem s,”   in  2015   IEEE   Workshop  on  P ower  El e ct ronics   and  Powe r  Qua li ty  A ppl ic at ions  (PE PQA) ,   pp .   1 – 6 ,   2015 .       BIOGR AP H I ES   OF  A UTH ORS       Mohamm ed   Om ar  Ali   was  bor n  in  B abyl on ,   I raq ,   in  1986 .   H e  re ceive d   the  B. Sc.   d egr e e  in  El e ct ri ca l   Engi n ee ring   fro m  B ab ylon  Univ ersit y ,   Ira q ,   in   2008 ,   t he  M.Sc .   degr ee  in   Pow er   and  Mac hine s   from   Baghda d   Univer sity,  Ira q ,   in  20 14.   He   is   cur r e ntl y  working   to wa rds  the  Ph.D.  degr ee  in   E lectr ic   Pow er   a t  d e par tment   of  El e ct ri ca l   Eng ineer ing,   Univ ersit y   of  T ec hnology  Baghda d,   Ira q .   His  rese ar ch  in t ere sts  mod el ing ,   simul a ti on ,   an al ysis,  and  im p le m ent a ti on  of  fra ctional  orde r  reg ulated  el e ct r i c  power  conve rt ers .   He  is   As sis ta nt  Lectu rer   wi th  Al - Hus sein  Univer sity  Co ll e ge,   K arb ala, Ira q ,   from   2014  un ti l   the pre sen t.      Ali  Hus ai n   Ahm ad  was   born   in   F ade l li a ,   Ninav ah,  Ira q ,   in   1951 .   He  r ecei ved   the  B.   Sc.     d egr e e  in   El e ct ri ca l   Eng i nee ring /Power  and  m ac h ine  in  1976,   th e   P.G.  Dip loma  in   E lectr i cal   Engi ne eri ng/ P o wer  and   M a chi n e  in  1977 ,   the  M.Sc.   in  Elec tr i ca l   Eng ine e ring/P ower  Elec tron i cs   in  1979,   a ll   fro m   unive rsity  of  M osul  Coll eg e  of  Engi ne eri ng,   Ele ct ri ca l  Eng.   Dep t . ,   and  the   Ph . D.   degr ee  from   Techni c al   Univ ersit y  Sofia ,   Bu lg ari a   in  1990 .   H e  worked  as  a   dea n  sc ie nt ific  assistant   in  control  and   com put e r  engi n ee r ing  d e par tment   Univer sity  of   T ec hnol ogy,   B aghda d ,   Ira q  for   th e  aca dem i c  y ea r   200 2/2003.  He  b ecam e   an   assistan t  prof ess or  in  2 003.   Now   h e  is  working  with  Al - Hadi  Univer sity  Coll ege   as  a  h ea d  of   Me dic a l  Instrum entati on  Techni que s  Engi ne eri ng   De par tment   from   Octobe r   2019  u p  to   now.     The  fie lds  o f  h is  res ea rch   in te r ests  a re  cont rol   and   power  e lectr oni cs.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.