I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   P o w e r   E l e c t r o n i c s   a n d   D r i v e   S y s t e m   ( I J P E D S )   V o l . 1 ,   N o . 2 ,   D e c e m b e r   2 0 1 1 ,   p p .   1 7 5 ~ 1 7 8   I S S N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4             1 7 5       R e c e i v e d   O c t   1 4 th ,   2 0 1 1 ;   R e v i s e d   D e c   1 0 th ,   2 0 1 1 ;   A c c e p t e d   D e c   2 0 th ,   2 0 1 1   M o d e l i n g   a n d   S i m u l a t i o n   o f   F u e l   C e l l   ( C h o i   M o d e l )   B a s e d   3 - P h a s e   V o l t a g e   S o u r c e   I n v e r t e r       G a u r a v   S a c h d e v a   J S S   I n s t   o f   E n g g .   &   T e c h ,     P a t i a l a ,   P u n j a b ,   I n d i a .   + 9 1 - 9 8 7 - 2 2 2 - 4 4 4 4   e - m a i l :   e r g a u r a v s a c h d e v a @ g m a i l . c o m       Ab s t r a c t   I n   t h e   p r e s e n t   wo r k ,   p e r f o r m a n c e   o f   t h r e e   p h a s e   v o l t a g e   s o u r c e   i n v e r t e r ,   wh i l e   f e e d i n g   d i f f e r e n t   p o w e r   f a c t o r   l o a d s ,   h a s   b e e n   i n v e s t i g a t e d .   F u e l   c e l l s   m o d e l s   n a m e l y   Ch o i   m o d e l   a r e   u s e d   i n   i n p u t   s i d e   a s   a   D s o u r c e   wh i l e   d y n a m i c   l o a d   h a v e   b e e n   u s e d   a t   t h e   o u t p u t   s i d e .   D y n a m i c   l o a d   u s e d   i s   i n d u c t i o n   m o t o r   ( I M ) .   P e r f o r m a n c e   o f   I M   h a s   b e e n   i n v e s t i g a t e d   u n d e r   v a r i o u s   l o a d i n g   c o n d i t i o n s .   A NN  b a s e d   c o n t r o l   s t r a t e g y   h a s   b e e n   p r o p o s e d   t o   f i n d   t h e   c o n d u c t i o n   a n g l e   o f   a   T h r e e   P h a s e   V S I   a n d   v e r i f i e d   f o r   I M   l o a d .   S i m u l a t i o n s   h a v e   b e e n   p e r f o r m e d   u s i n g   P S I M   7 . 0 . 5   a n d   M A T L A B   7 . 0 . 4 .     Ke y wo r d s :   A NN,   Ch o i   m o d e l ,   f u e l   c e l l ,   i n d u c t i o n   m o t o r ,   v o l t a g e   s o u r c e   i n v e r t e r       1 .   I n t r o d u c t i o n   F u e l   c e l l s   a r e   m o s t l y   a n a l y z e d   e l e c t r o c h e m i c a l l y ,   t h i s   a n a l y s i s   m a t h e m a t i c a l   m o d e l s   w h i c h   a r e   i m p o r t a n t   n o t   o n l y   f o r   i m p r o v i n g   t h e   d e s i g n   o f   m e m b r a n e s   f l o w   f i e l d s ,   a n d   c a t a l y s t s   b u t   a l s o   f o r   d e t e r m i n i n g   t h e   o p t i m a l   o p e r a t i n g   c o n d i t i o n   l i k e   f u e l   f l o w   r a t e s ,   h u m i d i t y   a n d   t e m p e r a t u r e .   C h o i   m o d e l   i s   d e r i v e d   f r o m   t h e   f r e q u e n c y   r e s p o n s e   o f   t h e   f u e l   c e l l .   R e s e a r c h   o n   [ 1 ]   f o c u s e s   o n   a   v e h i c u l a r   s y s t e m   p o w e r e d   b y   a   f u e l   c e l l   a n d   e q u i p p e d   w i t h   t w o   s e c o n d a r y   e n e r g y   s t o r a g e   d e v i c e s :   b a t t e r y   a n d   u l t r a - c a p a c i t o r   ( U C ) .   A   w a v e l e t   a n d   f u z z y   l o g i c   ( F L )   b a s e d   e n e r g y   m a n a g e m e n t   s t r a t e g y   i s   p r o p o s e d   f o r   t h e   d e v e l o p e d   h y b r i d   v e h i c u l a r   s y s t e m .   I n   [ 2 ]   s h o w s   t h e   c o n t r o l   o f   t h e   f u e l   c e l l   f o r   s t a n d - a l o n e   a n d   g r i d   c o n n e c t i o n .   A   p o w e r   c o n d i t i o n i n g   u n i t   i s   d e s i g n e d   f o r   t h e   s o l i d   o x i d e   f u e l   c e l l ,   w h i c h   c a n   b e   u s e d   f o r   o t h e r   f u e l   c e l l s   w i t h   c o n v e r t e r   a n d   t h e   i n v e r t e r   o f   d i f f e r e n t   r a t i n g s ,   b u t   t h e   c o n t r o l   s t r a t e g y   u s i n g   f u z z y   l o g i c   ( F L )   w i l l   r e m a i n   t h e   s a m e   f o r   d e s i g n i n g   t h e   c o n t r o l l e r s .   I n   [ 3 ]   p r e s e n t s   a   f u e l   c e l l   h y b r i d   b u s   w h i c h   i s   e q u i p p e d   w i t h   a   f u e l   c e l l   s y s t e m   a n d   t w o   e n e r g y   s t o r a g e   d e v i c e s ,   i . e . ,   a   b a t t e r y   a n d   a n   u l t r a   c a p a c i t o r   ( U C ) .     A n   e n e r g y   m a n a g e m e n t   s t r a t e g y   b a s e d   o n   f u z z y   l o g i c ,   w h i c h   i s   e m p l o y e d   t o   c o n t r o l   t h e   p o w e r   f l o w   o f   t h e   v e h i c u l a r   p o w e r   t r a i n ,   i s   d e s c r i b e d .   T h i s   s t r a t e g y   i s   c a p a b l e   o f   d e t e r m i n i n g   t h e   d e s i r e d   o u t p u t   p o w e r   o f   t h e   f u e l   c e l l   s y s t e m ,   b a t t e r y   a n d   u l t r a   c a p a c i t o r   a c c o r d i n g   t o   t h e   p r o p u l s i o n   p o w e r   a n d   r e c u p e r a t e d   b r a k i n g   p o w e r .   A   c o n t r o l   s t r a t e g y   i s   p r e s e n t e d   b y   [ 4 ]   w h i c h   i s   s u i t a b l e   f o r   m i n i a t u r e   h y d r o g e n / a i r   p r o t o n - e x c h a n g e   m e m b r a n e   ( P E M )   f u e l   c e l l s .   T h e   c o n t r o l   a p p r o a c h   i s   b a s e d   o n   p r o c e s s   m o d e l i n g   u s i n g   f u z z y   l o g i c .   T h e   p a r a m e t e r s   o f   t h e   f u z z y   r u l e   b a s e   a r e   d e t e r m i n e d   b y   p l o t t i n g   c h a r a c t e r i s t i c   d i a g r a m s   o f   t h e   f u e l   c e l l   s t a c k   a t   c o n s t a n t   t e m p e r a t u r e s .   F C   s y s t e m   a n d   U C   b a n k   s u p p l y   p o w e r   d e m a n d   u s i n g   a   c u r r e n t - f e d   f u l l   b r i d g e   d c - d c   c o n v e r t e r   a n d   a   b i d i r e c t i o n a l   d c - d c   c o n v e r t e r   i s   p r e s e n t e d   b y   [ 5 ] .   I t   f o c u s e s   o n   a   n o v e l   f u z z y   l o g i c   c o n t r o l   a l g o r i t h m   i n t e g r a t e d   i n t o   t h e   p o w e r   c o n d i t i o n i n g   u n i t   ( P C U   f o r   t h e   h y b r i d   s y s t e m .     T h e   c o n t r o l   s t r a t e g y   i s   c a p a b l e   o f   d e t e r m i n i n g   t h e   d e s i r e d   F C   p o w e r   a n d   k e e p s   t h e   d c   v o l t a g e   a r o u n d   i t s   n o m i n a l   v a l u e   b y   s u p p l y i n g   p r o p u l s i o n   p o w e r   a n d   r e c u p e r a t i n g   b r a k i n g   e n e r g y .   I n   [ 6 ] ,   a   f u z z y   l o g i c   a l g o r i t h m   h a s   b e e n   u s e d   t o   d e t e r m i n e   t h e   f u e l   c e l l   o u t p u t   p o w e r   d e p e n d i n g   o n   t h e   e x t e r n a l   p o w e r   r e q u i r e m e n t   a n d   t h e   b a t t e r y   s t a t e   o f   c h a r g e   ( S o C ) .   I f - t h e n   o p e r a t i o n   r u l e s   a r e   i m p l e m e n t e d   b y   f u z z y   l o g i c   f o r   t h e   e n e r g y   m a n a g e m e n t   o f   t h e   h y b r i d   s y s t e m .   I n   [ 7 ]   p r e s e n t s   a n   e n h a n c e d   c o n t r o l   o f   t h e   p o w e r   f l o w s   o n   a   F C H V   i n   o r d e r   t o   r e d u c e   t h e   h y d r o g e n   c o n s u m p t i o n ,   b y   g e n e r a t i n g   a n d   s t o r i n g   t h e   e l e c t r i c a l   e n e r g y   o n l y   a t   t h e   m o s t   s u i t a b l e   m o m e n t s   o n   a   g i v e n   d r i v i n g   c y c l e .   T h e   p r o p o s e d   s t r a t e g y   w h i c h   c a n   b e   i m p l e m e n t e d   o n - l i n e   i s   b a s e d   o n   a   f u z z y   l o g i c   d e c i s i o n   s y s t e m .   A   F C / U C   h y b r i d   v e h i c u l a r   p o w e r   s y s t e m   u s i n g   a   w a v e l e t   b a s e d   l o a d   s h a r i n g   a n d   f u z z y   l o g i c   b a s e d   c o n t r o l   a l g o r i t h m   i s   p r o p o s e d   b y   [ 8 ] .   W h i l e   w a v e l e t   t r a n s f o r m s   a r e   s u i t a b l e   f o r   a n a l y z i n g   a n d   e v a l u a t i n g   t h e   d y n a m i c   l o a d   d e m a n d   p r o f i l e   o f   a   h y b r i d   e l e c t r i c   v e h i c l e   ( H E V ) ,   t h e   u s e   o f   f u z z y   l o g i c   c o n t r o l l e r   i s   a p p r o p r i a t e   f o r   t h e   h y b r i d   s y s t e m   c o n t r o l .     T h e   p e r f o r m a n c e   o f   a   d i r e c t   m e t h a n o l   f u e l   c e l l   ( D M F C )   w a s   m o d e l e d   b y   [ 9 ]   u s i n g   a d a p t i v e - n e t w o r k - b a s e d   f u z z y   i n f e r e n c e   s y s t e m s   ( A N F I S ) .   T h e   a r t i f i c i a l   n e u r a l   n e t w o r k   ( A N N )   a n d   p o l y n o m i a l - b a s e d   m o d e l s   w e r e   s e l e c t e d   t o   b e   c o m p a r e d   w i t h   t h e   A N F I S   i n   r e s p e c t   o f   q u a l i t y   a n d   a c c u r a c y .   B a s e d   o n   t h e   A N F I S   m o d e l   o b t a i n e d ,   t h e   c h a r a c t e r i s t i c s   o f   t h e   D M F C   w e r e   s t u d i e d .   T h e   r e s u l t s   s h o w   t h a t   t e m p e r a t u r e   a n d   m e t h a n o l   c o n c e n t r a t i o n   g r e a t l y   a f f e c t   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   t h e   D M F C .   W i t h i n   a   r e s t r i c t e d   c u r r e n t   r a n g e ,   t h e   m e t h a n o l   c o n c e n t r a t i o n   d o e s   n o t   g r e a t l y   a f f e c t   t h e   s t a c k   v o l t a g e .   I n   o r d e r   t o   o b t a i n   h i g h e r   f u e l   u t i l i z a t i o n   e f f i c i e n c y ,   t h e   m e t h a n o l   c o n c e n t r a t i o n s   a n d   t e m p e r a t u r e s   s h o u l d   b e   a d j u s t e d   a c c o r d i n g   t o   t h e   l o a d   o n   t h e   s y s t e m .   C o n t i n u o u s - t i m e   r e c u r r e n t   f u z z y   s y s t e m s   a r e   e m p l o y e d   b y   [ 1 0 ]   t o   m o d e l   t h e   e l e c t r i c a l   b e h a v i o r   o f   a   s o l i d   o x i d e   f u e l   c e l l ,   w h i c h   b o t h   c a n   b e   d e s c r i b e d   q u a l i t a t i v e l y   a n d   i s   k n o w n   q u a n t i t a t i v e l y   f r o m   m e a s u r e m e n t s .   D u e   t o   t h e   t r a n s p a r e n c y   o f   t h e   m o d e l   a n   e a s y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I J P E D S     V o l .   1 ,   N o .   2 ,     D e c e m b e r   2 0 1 1   :     1 7 5     1 7 8   1 7 6 e s t i m a t i o n   o f   i t s   p a r a m e t e r s   i s   p o s s i b l e .   A d d i t i o n a l l y ,   t h e   m o d e l   p a r a m e t e r s   a r e   o p t i m i z e d   n u m e r i c a l l y   t o   e n h a n c e   t h e   m o d e l   p e r f o r m a n c e .     T h e r m a l   m a n a g e m e n t   f o r   a   s o l i d   o x i d e   f u e l   c e l l   ( S O F C )   i s   a c t u a l l y   t e m p e r a t u r e   c o n t r o l ,   d u e   t o   t h e   i m p o r t a n c e   o f   c e l l   t e m p e r a t u r e   f o r   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   a n   S O F C .   A   m o d i f i e d   T a k a g i - S u g e n o   ( T - S )   f u z z y   m o d e l   t h a t   i s   s u i t a b l e   f o r   n o n l i n e a r   s y s t e m s   i s   b u i l t   t o   m o d e l   t h e   S O F C   s t a c k .   T h e   m o d e l   p a r a m e t e r s   a r e   i n i t i a l i z e d   b y   t h e   f u z z y   c - m e a n s   c l u s t e r i n g   m e t h o d ,   a n d   l e a r n e d   u s i n g   a n   o f f - l i n e   b a c k - p r o p a g a t i o n   a l g o r i t h m   [ 1 1 ]   I n   o r d e r   t o   o b t a i n   t h e   t r a i n i n g   d a t a   t o   i d e n t i f y   t h e   m o d i f i e d   T - S   m o d e l ;   a   S O F C   p h y s i c a l   m o d e l   v i a   M A T L A B   i s   e s t a b l i s h e d .   T h e   t e m p e r a t u r e   m o d e l   i s   t h e   c e n t r e   o f   t h e   p h y s i c a l   m o d e l   a n d   i s   d e v e l o p e d   b y   e n t h a l p y - b a l a n c e   e q u a t i o n s .   I t   i s   s h o w n   t h a t   t h e   m o d i f i e d   T - S   f u z z y   m o d e l   i s   s u f f i c i e n t l y   a c c u r a t e   t o   f o l l o w   t h e   t e m p e r a t u r e   r e s p o n s e   o f   t h e   s t a c k ,   a n d   c a n   b e   c o n v e n i e n t l y   u t i l i z e d   t o   d e s i g n   t e m p e r a t u r e   c o n t r o l   s t r a t e g i e s .   [ 1 2 ]   D i s c u s s e s   h o w   g e n e t i c   a l g o r i t h m   w e r e   a p p l i e d   t o   o p t i m i z e   a   p r o t o n   e x c h a n g e   m e m b r a n e   f u e l   c e l l   s t a c k   d e s i g n   b y   s e a r c h i n g   f o r   t h e   b e s t   c o n f i g u r a t i o n   i n   t e r m s   o f   n u m b e r   o f   c e l l s   a n d   c e l l   s u r f a c e   a r e a .   I n   [ 1 3 ]   d e s c r i b e s   t h e   u s e   o f   m u l t i   o b j e c t i v e   g e n e t i c   a l g o r i t h m s   i n   t h e   d e s i g n   o f   a   f u z z y   l o g i c   c o n t r o l   s y s t e m   f o r   a   s o l i d   o x i d e   f u e l   c e l l .         2 .   S i m u l a t i o n   R e s u l t s   o f   D y n a m i c   L o a d   I n   t h i s   p a p e r   t h e   d y n a m i c   l o a d   u s e d   i s   i n d u c t i o n   m o t o r .   T h e   p a r a m e t e r s   o f   i n d u c t i o n   m o t o r   u s e d   a r e   p r e s e n t e d   i n   T a b l e   1 .   S i m u l a t i o n   r e s u l t s   o f   3 - Φ   v o l t a g e   s o u r c e   i n v e r t e r   ( V S I )   f e d   u s i n g   C h o i   m o d e l   o f   f u e l   c e l l s   f o r   i n d u c t i o n   m o t o r   a r e   p r e s e n t e d ,   S i m u l a t i o n   a r e   p e r f o r m e d   o n   i n d u c t i o n   m o t o r   t o   f i n d   l o a d   l i n e   t o   l i n e   V o l t a g e   ( V L L ) ,   s t a r t i n g   c u r r e n t   ( I s t ) ,   s t e a d y   s t a t e   c u r r e n t   ( I s te a d y )   w h i c h   i s   m a x i m u m   v a l u e ,   % C u r r e n t   T . H . D   ( I T . H . D ) ,   m a x i m u m   T o r q u e   ( T m a x ) ,   S p e e d   c o r r e s p o n d i n g   o   m a x i m u m   T o r q u e   ( N T m a x )   ,   E f f i c i e n c y   c o r r e s p o n d i n g   t o   m a x i m u m   T o r q u e   ( η T m a x ) ,   O p e r a t i n g   S p e e d   ( N o p e r ) ,   i n d u c t i o n   m o t o r   o p e r a t i n g   T o r q u e   ( T I . M ) ,   L o a d   T o r q u e   ( T lo a d )   O p e r a t i n g   E f f i c i e n c y   ( η o p e r )   a t   v a r i o u s   l o a d e d   c o n d i t i o n s ,   w h i c h   a r e   N o   l o a d ,   C o n s t a n t   T o r q u e   l o a d   ( T c ) ,   T lo a d   =   k 1 ω   l o a d ,   T lo a d   = k 2 ω 2   l o a d   =   T lo a d   =   k 3 ω 3   l o a d .   W h e r e   k 1 ,   k 2 ,   k 3   a r e   l o a d   c o n s t a n t s .             F i g .   1   C h o i   d y n a m i c   m o d e l   o f   e q u i v a l e n t   e l e c t r i c a l   c i r c u i t   o f   f u e l   c e l l       2 . 1     S i m u l a t i o n   R e s u l t s   o f   I n d u c t i o n   m o t o r   b e i n g   F e d   f r o m   3 - Φ   V S I   U s i n g   C h o i   M o d e l   o f   F u e l   c e l l .   S i m u l a t i o n   a r e   p e r f o r m e d   o n   i n d u c t i o n   m o t o r   b e i n g   f e d   f r o m   3 - Φ   V S I   u s i n g   C h o i   m o d e l   o f   f u e l   c e l l   u s i n g   f o l l o w i n g   l o a d   c o n s t a n t s :   T c   =   3 0   N - m ,   K 1   =   0 . 6 7 2 7 2 6 ,   K 2   =   7 . 8 9 0 5 8 5 * 1 0 - 3   a n d   K 3   =   9 . 2 5 5 6 4 2 * 1 0 - 5 .       T a b l e   1   P e r f o r m a n c e   p a r a m e t e r s   f o r   v a r i o u s   l o a d s   o f   i n d u c t i o n   m o t o r   b e i n g   f e d   f r o m   3 - Φ   V S I     u s i n g   C h o i   m o d e l   o f   f u e l   c e l l .   P a r a m e t e r   N o l o a d   T c   T l o a d = k 1 ω   T l o a d =   k 2 ω 2   T l o a d =   k 3 ω 3   V LL   3 9 9 . 5 3 1   2 4 8 . 8 2 7   2 4 6 . 7 6 3   2 5 7 . 1 5 7   2 5 9 . 7 3 2   I s t   6 4 . 9 7 1 2   6 4 . 9 7 2 6   6 4 . 9 7 1 2   6 4 . 9 7 1 2   6 4 . 9 7 1 2   I s t e a d y   1 8 . 0 9 3   1 8 . 6 1 7 6   3 3 . 3 3 1 3   3 1 . 0 9 9 5   3 0 . 7 9 3 4   I T. H . D .   3 0 . 2 8 0 2 8   6 . 0 9 0 5 7 7   7 . 8 3 1 1 0 5   9 . 5 3 0 9 6   9 . 8 8 3 0 3 1   T m a x   5 7 . 3 4 7 5   5 8 . 7 5 8 8   5 9 . 2 7 8 4   5 6 . 0 8 2 8   5 6 . 1 4 3   N Tm a x   8 1 4 . 0 4 3   8 2 1 . 5 1 2   7 7 8 . 4 5 7   8 0 3 . 0 3 2   8 0 7 . 0 2 4   η Tm a x   -   8 2 . 1 5 1 2   7 7 . 8 4 5 7   8 0 . 3 0 3 2   8 0 . 7 0 2 4   T I . M .   -   3 1 . 8 2 7 3   5 2 . 1 1 9   5 4 . 5 8 0 8   5 2 . 2 0 6 9   T l o a d   -   3 0   5 1 . 3 3 2 2   5 4 . 5 8 0 8   5 2 . 2 0 6 9   N o p e r   -   9 6 5 . 0 3   7 2 8 . 6 5 7   7 9 0 . 5 8 1   7 8 3 . 5 6 7   η o p e r   -   9 6 . 5 0 3   7 2 . 8 6 5 7   7 9 . 0 5 8 1   7 8 . 3 5 6 7       T a b l e   1   s h o w s   P e r f o r m a n c e   p a r a m e t e r s   f o r   v a r i o u s   l o a d s   o f   i n d u c t i o n   m o t o r   b e i n g   f e d   f r o m   3 - Φ   V S I   u s i n g   C h o i   m o d e l   o f   f u e l   c e l l .     T a b l e   1   i n d i c a t e s   t h e   f o l l o w i n g :   ·   T h e   s t a r t i n g   c u r r e n t   ( I s t )   r e m a i n s   a l m o s t   s a m e   i r r e s p e c t i v e   v a r i o u s   l o a d i n g   c o n d i t i o n s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J P E D S     I S S N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4       M o d e l i n g   a n d   S i m u l a t i o n   o f   F u e l   C e l l   ( C h o i   M o d e l )   B a s e d   3 - P h a s e   V o l t a g e   S o u r c e   I n v e r t e r   ( G a u r a v   S a c h d e v a )   1 7 7 ·   T h e   % C u r r e n t   T . H . D   ( I T . H . D )   i s   m a x i m u m   i n   c a s e   o f   N o   l o a d   c o n d i t i o n .   ·   T h e   m a x i m u m   T o r q u e   ( T m a x )   r e m a i n s   i r r e s p e c t i v e   o f   v a r i o u s   l o a d i n g   c o n d i t i o n s .   ·   T h e   s t e a d y   s t a t e   c u r r e n t   ( I s te a d y )   i s   d e p e n d e n t   o n   t y p e   l o a d .   ·   T h e   s l i p   c o r r e s p o n d i n g   t o   m a x i m u m   t o r q u e   i s   m a x i m u m   u n d e r   l i n e a r l y   l o a d e d   c o n d i t i o n .   ·   T h e   E f f i c i e n c y   c o r r e s p o n d i n g   t o   m a x i m u m   T o r q u e   ( η T m a x )   i s   a l m o s t   c o n s t a n t   i r r e s p e c t i v e   o f   v a r i o u s   l o a d i n g   c o n d i t i o n s   i s   a r o u n d   8 0 % .   ·   T h e   o p e r a t i n g   E f f i c i e n c y   ( η o p e r )   i s   r e l a t i v e l y   m o r e   f o r   c o n s t a n t   T o r q u e   l o a d .     2 . 2     S i m u l a t i o n   R e s u l t s   o f   I n d u c t i o n   m o t o r   b e i n g   F e d   f r o m   3 -   V S I   U s i n g   C h o i   m o d e l   o f   F u e l   c e l l   w h e n   C o n d u c t i o n   a n g l e   C h a n g e s   f r o m   1 4 0 0   t o   1 5 0 0   w i t h   C o n s t a n t   T o r q u e   L o a d .   S i m u l a t i o n   h a v e   b e e n   p e r f o r m e d   o n   i n d u c t i o n   m o t o r   b e i n g   f e d   f r o m   3 - Φ   V S I   u s i n g   D i c k s - L a r m i n i e   m o d e l   o f   f u e l   c e l l   w h e n   c o n d u c t i n g   a n g l e   c h a n g e s   f r o m   1 4 0 0   t o   1 5 0 0   w i t h   C o n s t a n t   T o r q u e   l o a d   t o   f i n d   v a r i a t i o n   o f   %   C u r r e n t   T . H . D .   T a b l e   2   s h o w s   v a r i a t i o n   o f   %   c u r r e n t   T . H . D   w i t h   C o n d u c t i o n   A n g l e   f o r   3 - Φ   V S I   f e d   u s i n g   m o d e l   o f   f u e l   c e l l   f e e d i n g   i n d u c t i o n   m o t o r   w i t h   c o n s t a n t   T o r q u e   l o a d .   T a b l e   8 . 1 6   i n d i c a t e s   t h a t   a s   t h e   c o n d u c t i o n   a n g l e   i n c r e a s e s   t h e   % C u r r e n t   T . H . D   d e c r e a s e s   f o r   3 - Φ   V S I   f e d   u s i n g   C h o i   m o d e l   o f   f u e l   c e l l   f e e d i n g   i n d u c t i o n   m o t o r   w i t h   c o n s t a n t   T o r q u e   l o a d .       T a b l e   2   V a r i a t i o n   o f   %   C u r r e n t   T . H . D   w i t h   c o n d u c t i o n   a n g l e   f o r   3 - Φ   V S I   f e d   u s i n g   C h o i   m o d e l     o f   f u e l   c e l l   f e e d i n g   i n d u c t i o n   m o t o r   w i t h   c o n s t a n t   T o r q u e   l o a d .   C o n d u c t i o n   a n g l e   i n   d e g r e e s   %   C u r r e n t   T . H . D   1 4 0   6 . 0 9 9 6 3 3   1 4 1   6 . 0 5 5 9 6 9   1 4 2   6 . 0 2 5 0 6 1   1 4 3   5 . 9 9 4 5 3   1 4 4   5 . 9 6 8 9 0 1   1 4 5   5 . 9 4 3 4 9 6   1 4 6   5 . 9 2 2 4 1 9   1 4 7   5 . 9 0 2 6 3 9   1 4 8   5 . 8 8 6 7 6 1   1 4 9   5 . 8 7 4 8 0 5   1 5 0   5 . 8 6 0 8 9 4       2 . 3   A N N   B a s e d   C o n t r o l   S t r a t e g y   f o r   I n d u c t i o n   m o t o r   I n   t h e   t h e s i s ,   a   c o n t r o l   s t r a t e g y   f o r   i n d u c t i o n   m o t o r   b e i n g   f e d   f r o m   3 - Φ   V S I   u s i n g   C h o i   m o d e l   o f   f u e l   c e l l   w h i c h   f e e d s   C o n s t a n t   T o r q u e   l o a d   ( T c )   i s   p r o p o s e d   w h i c h   u s e s   m u l t i l a y e r   b a c k   p r o p a g a t i o n   f e e d   f o r w a r d   n e u r a l   n e t w o r k .   T h i s   c o n t r o l   s t r a t e g y   g i v e s   g o o d   e s t i m a t e   o f   c o n d u c t i o n   a n g l e .   T h e   n e u r a l   n e t w o r k   t a k e s   %   C u r r e n t   T . H . D   ( X )   a s   i n p u t   a n d   g i v e s   C o n d u c t i o n   A n g l e   ( C A )   c o r r e s p o n d i n g   t o   t h a t   %   C u r r e n t   T . H . D   ( X ) .   T h e   n e t w o r k   i s   s e t   w i t h   l o g s i g   a c t i v a t i o n   f u n c t i o n   a t   t h e   m i d d l e   l a y e r   a n d   p u r e l i n   a c t i v a t i o n   f u n c t i o n   a t   t h e   o u t p u t   l a y e r .   T h e   d e s i g n   o f   t h e   n e t w o r k   a n d   s e l e c t i o n   o f   o p t i m u m   t r a i n i n g   p a r a m e t e r s   a r e   p e r f o r m e d   b y   t r i a l   a n d   e r r o r .   F u r t h e r m o r e ,   t a n s i n g   f u n c t i o n   i s   u s e d   w h i c h   c a u s e s   f e w e r   e p o c h s   a s   c o m p a r e d   t o   o t h e r   t r a i n i n g   f u n c t i o n s .   T h e r e f o r e ,   w h e n   a n   i n p u t   i s   a p p l i e d   i n   t h e   n e t w o r k ,   i t   w i l l   b e g i n   t r a i n i n g   b a s e d   o n   t h e   g i v e n   d a t a   i n   o r d e r   t o   p r o d u c e   t h e   a p p r o x i m a t e   r e s u l t s .   T h e   r e s u l t s   o b t a i n e d   f r o m   N e u r a l   N e t w o r k   a r e   v e r i f i e d   w i t h   t h e   r e s u l t s   t h a t   a r e   o b t a i n e d   f r o m   E x c e l   C u r v e   f i t t i n g .   F i g   2   s h o w s   b l o c k   d i a g r a m   o f   A N N   b a s e d   c o n t r o l   s t r a t e g y   f o r   i n d u c t i o n   m o t o r .   F i g   8 . 2   i n d i c a t e s   t h a t   t h e   c o n t r o l   s t r a t e g y   t a k e s   %   C u r r e n t   T . H . D   ( X )   a s   i n p u t   a n d   g i v e s   C o n d u c t i o n   A n g l e   ( C A )   a s   o u t p u t .           F i g .   2   B l o c k   d i a g r a m   o f   A N N   b a s e d   c o n t r o l   s t r a t e g y   f o r   i n d u c t i o n   m o t o r     T a b l e   3   R e s u l t   a n d   v e r i f i c a t i o n   o f   c o n t r o l   s t r a t e g y   o f   i n d u c t i o n   m o t o r   X   C A   f r o m   n e u r a l   n e t w o r k   C A   f r o m   E x c e l   C u r v e   f i t t i n g   6 . 0 7   1 4 0 . 6 2 5   1 4 0 . 6 1 4   6 . 0 3   1 4 1 . 6 4 5   1 4 1 . 6 4 5 3   6 . 0 1 5   1 4 2 . 1 2 2 4   1 4 2 . 1 1 8 9   5 . 9 7   1 4 3 . 8 2 8 3   1 4 3 . 8 2 4 5   5 . 9 5   1 4 4 . 7 1 4 1   1 4 4 . 7 1 9 5   5 . 9 3 5   1 4 5 . 4 3 9 4   1 4 5 . 6 9 8 8   5 . 9 2   1 4 6 . 2 2 7   1 4 6 . 2 2 0 1   5 . 8 9   1 4 7 . 9 0 7 6   1 4 7 . 9 1 0 4   5 . 8 8   1 4 8 . 5 0 7 1   1 4 8 . 5 1 6   5 . 8 7 2   1 4 9 . 0 2 3 7   1 4 9 . 0 1 5 7           A r t i f i c i a l   N e u r a l   N e t w o r k   X   C Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I J P E D S     V o l .   1 ,   N o .   2 ,     D e c e m b e r   2 0 1 1   :     1 7 5     1 7 8   1 7 8 2 . 4   R e s u l t s   a n d   v e r i f i c a t i o n   o f   A N N   b a s e d   c o n t r o l   s t r a t e g y   f o r   i n d u c t i o n   m o t o r .   T a b l e   3   s h o w s   r e s u l t s   a n d   v e r i f i c a t i o n   o f   c o n t r o l   s t r a t e g y   f o r   i n d u c t i o n   m o t o r   f e d   f r o m   3 - Φ   V S I   u s i n g   C h o i   m o d e l   o f   f u e l   c e l l   w h i l e   f e e d i n g   c o n s t a n t   T o r q u e   l o a d   ( T c ) .   T a b l e   3   i n d i c a t e s   t h a t   A N N   b a s e d   c o n t r o l   s t r a t e g y   i s   g i v i n g   s a t i s f a c t o r y   r e s u l t s   f o r   i n d u c t i o n   m o t o r .       3 .   C o n c l u s i o n   I n   t h e   p r e s e n t   w o r k ,   p e r f o r m a n c e   o f   i n v e r t e r   w h i l e   f e e d i n g   d i f f e r e n t   p o w e r   f a c t o r   l o a d s   h a s   b e e n   i n v e s t i g a t e d .   F u e l   c e l l s   a r e   u s e d   i n   t h e   i n p u t   s i d e   a s   a   s o u r c e   w h i l e   i n   t h e   o u t p u t   s i d e   d y n a m i c   l o a d   i s   c o n s i d e r e d .   T h e   f o l l o w i n g   c o n c l u s i o n s   a r e   d r a w n   f o r   I n d u c t i o n   m o t o r   l o a d   i . e .   d y n a m i c   l o a d .   1 .   T h e   S t a r t i n g   c u r r e n t   ( I s t )   r e m a i n s   a l m o s t   i r r e s p e c t i v e   o f   v a r i o u s   l o a d i n g   c o n d i t i o n s .   2 .   T h e   %   C u r r e n t   T . H . D   ( I T . H . D )   i s   m a x i m u m   i n   c a s e   o f   N o   l o a d   c o n d i t i o n .   3 .   T h e   m a x i m u m   T o r q u e   ( T m a x )   r e m a i n s   i r r e s p e c t i v e   o f   v a r i o u s   l o a d i n g   c o n d i t i o n s .   4 .   T h e   s t e a d y   s t a t e   c u r r e n t   ( I s te a d y )   i s   d e p e n d e n t   o n   t y p e   l o a d .   5 .   T h e   s l i p   c o r r e s p o n d i n g   t o   m a x i m u m   t o r q u e   i s   m a x i m u m   u n d e r   l i n e a r l y   l o a d e d   c o n d i t i o n .   6 .   T h e   E f f i c i e n c y   c o r r e s p o n d i n g   t o   m a x i m u m   T o r q u e   ( η T m a x )   i s   a l m o s t   c o n s t a n t   i r r e s p e c t i v e   o f   v a r i o u s   l o a d i n g   c o n d i t i o n s .   7 .   T h e   o p e r a t i n g   E f f i c i e n c y   ( η o p e r )   i s   r e l a t i v e l y   m o r e   f o r   c o n s t a n t   T o r q u e   l o a d .   8 .   A N N   g i v e s   v e r y   f a s t   a n d   a c c u r a t e   r e s u l t s   a n d   i t   c a n   b e   u s e d   f o r   o n l i n e   c a l c u l a t i o n s .       R e f e r e n c e s   [ 1 ]     O . E r d i n g ,   B.   V u r a l ,   M . U z u n o g l u ,     A   w a v e l e t   l o g i c   b a s e d   e n e r g y   m a n a g e m e n t   s t r a t e g y   f o r   a   f u e l   c e l l / b a t t e r y / u l t r a - c a p a c i t o r   h y b r i d   v e h i c u l a r   p o w e r   s y s t e m ,   J o u r n a l   o f   P o we r   S o u r c e s ,   V o l u m e   1 9 4 ,   I s s u e   1 ,   2 0   O c t o b e r   2 0 0 9 ,   P a g e s   3 6 9 - 3 8 0 .   [ 2 ]     A . S a k h a r e ,   A . D a v a r i ,   A . F e l i a c h i ,   F u z z y   l o g i c   c o n t r o l   o f   f u e l   c e l l   f o r   s t a n d - a l o n e   a n d   g r i d   c o n n e c t i o n ,   J o u r n a l   o f   P o we r   S o u r c e s ,   V o l u m e   1 3 5 ,   I s s u e s   1 - 2 ,   3   S e p t e m b e r   2 0 0 4 ,   P a g e s   1 6 5 - 1 7 6 .   [ 3 ]     D . G a o ,   Z . J i n ,   Q . L u ,   E n e r g y   m a n a g e m e n t   s t r a t e g y   b a s e d   o n   f u z z y   l o g i c   f o r   a   f u e l   c e l l   h y b r i d   b u s ,   J o u r n a l   o f   P o we r   S o u r c e s ,   V o l u m e   1 8 5 ,   I s s u e   1 ,   1 5   O c t o b e r   2 0 0 8 ,   P a g e s   3 1 1 - 3 1 7 .   [ 4 ]     J . O .   S c h u m a c h e r ,   P .   G e m m a r ,   M .   D e n n e ,   M .   Z e d d a ,   M .   S t u e b e r ,   Co n t r o l   o f   m i n i a t u r e   p r o t o n   e x c h a n g e   m e m b r a n e   f u e l   c e l l s   b a s e d   o n   f u z z y   l o g i c ,   J o u r n a l   o f   P o we r   S o u r c e s ,   V o l u m e   1 2 9 ,   I s s u e   2 , 2 2   A p r i l ,   P a g e s   1 4 3 - 1 5 1 .   [ 5 ]     M . C.   K i s a c i k o g l u ,   M .   U z u n o g l u ,   M . S .   A l a m ,   L o a d   s h a r i n g   u s i n g   f u z z y   l o g i c   c o n t r o l   i n   a   f u e l   c e l l / u l t r a   c a p a c i t o r   h y b r i d   v e h i c l e ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   H y d r o g e n   E n e r g y ,   V o l u m e   3 4 ,   I s s u e   3 ,   F e b r u a r y   2 0 0 9 ,   P a g e s   1 4 9 7 - 1 5 0 7 .   [ 6 ]     K . S . J e o n g ,   W . Y . L e e ,   C. S . K i m ,   E n e r g y   m a n a g e m e n t   s t r a t e g i e s   o f   a   f u e l   c e l l \ b a t t e r y   h y b r i d   s y s t e m   u s i n g   f u z z y   l o g i c s ,   J o u r n a l   o f   P o we r   S o u r c e s ,   V o l u m e   1 4 5 ,   I s s u e   2 ,   1 8   A u g u s t   2 0 0 5 ,   P a g e s   3 1 9 - 3 2 6 .   [ 7 ]     S .   Ca u x ,   W .   H a n k a c h e ,   M .   F a d e l ,   D .   H i s s e l ,     O n - l i n e   f u z z y   e n e r g y   m a n a g e m e n t   f o r   h y b r i d   f u e l   c e l l   s y s t e m s ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l     o f   H y d r o g e n   E n e r g y ,   I n   P r e s s ,   C o r r e c t e d   P r o o f ,   A v a i l a b l e   o n l i n e   1 3   J a n u a r y   2 0 1 0 .   [ 8 ]     O .   e r d i n c ,   B.   V u r a l ,   M   u z u n o g l u ,   Y .   A t e s ,     M o d e l i n g   a n d   a n a l y s i s   o f   a n   F C/ U h y b r i d   v e h i c u l a r   p o w e r   s y s t e m   u s i n g   a   w a v e l e t - f u z z y   l o g i c   b a s e d   l o a d   s h a r i n g   a n d   c o n t r o l   a l g o r i t h m ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   H y d r o g e n   E n e r g y ,   V o l u m e   3 4 ,   I s s u e   1 2 ,   J u n e   2 0 0 9 ,   P a g e s   5 2 2 3 - 5 2 3 3 .   [ 9 ]     R.   W a n g ,   L .   Q i ,   X . X i e ,   Q .   d i n g ,   C.   L i ,   C. C. M .   M a ,   M o d e l i n g   o f     a   5 - c e l l   d i r e c t   m e t h a n o l   f u e l   c e l l   u s i n g   a d a p t i v e - n e t w o r k - b a s e d   f u z z y   i n f e r e n c e   s y s t e m s ,   J o u r n a l   o f   P o we r   S o u r c e s ,   V o l u m e   1 8 5 ,   I s s u e   2 , 1   D e c e m b e r   2 0 0 8 ,   P a g e s   1 2 0 1 - 1 2 0 8 .   [ 1 0 ]   A . F l e m m i n g ,   J . A d a m y ,   M o d e l i n g   s o l i d   o x i d e   f u e l   c e l l s   u s i n g   c o n t i n u o u s - t i m e   r e c u r r e n t   f u z z y   s y s t e m s ,   E n g i n e e r i n g   A p p l i c a t i o n s   o f   A r t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e ,   V o l u m e   2 1 ,   I s s u e   8 ,   D e c e m b e r   2 0 0 8 ,   P a g e s   1 2 8 9 - 1 3 0 0 .   [ 1 1 ]   J . Y a n g ,   X . L i ,   H . G .   M o u ,   L .   J i a n ,   C o n t r o l - o r i e n t e d   t h e r m a l   m a n a g e m e n t   o f   s o l i d   o x i d e   f u e l   c e l l s   b a s e d   o n   a   m o d i f i e d   T a k a g i - S u g e n o   f u z z y   m o d e l ,   J o u r n a l   o f   P o we r   S o u r c e s ,   V o l u m e   1 8 8 ,   I s s u e s   2 , 1 5   M a r c h   2 0 0 9 ,   P a g e s   4 7 5 - 4 8 2 .   [ 1 2 ]   I . M o h a m e d ,   N . J e n k i n s ,   P r o t o n   e x c h a n g e   m e m b r a n e   ( P E M )   f u e l   c e l l   s t a c k   c o n f i g u r a t i o n   u s i n g   g e n e t i c   a l g o r i t h m ,   J o u r n a l   o f   P o we r   S o u r c e s ,   V o l u m e   1 3 1 ,   I s s u e s   1 - 2 , 1 4   M a y   2 0 0 4 ,   P a g e s   1 4 2 - 1 4 6 .   [ 1 3 ]   F .   J u r a d o ,   M . V a l v e r d a ,   E n h a n c i n g   t h e   e l e c t r i c a l   p e r f o r m a n c e   o f   a   s o l i d   o x i d e   f u e l   c e l l   u s i n g   m u l t i   o b j e c t i v e   g e n e t i c   a l g o r i t h m ,   R e n e wa b l e   E n e r g y ,   V o l u m e   3 0 ,   I s s u e   6 ,   M a y   2 0 0 5 ,   P a g e s   8 8 1 - 9 0 2 .       B i b l i o g r a p h y   o f   a u t h o r         P r o f   S a c h d e v a   h a s   d o n e   B. T e c h   ( E l e c t r i c a l   E n g g ) ,   M . T e c h   ( P o w e r   E n g g . ) .   H e   i s   c u r r e n t l y   p u r s u i n g   P h . D   i n   E l e c t r i c a l   E n g g .   H e   h a s   m o r e   t h a n   8   y e a r s   o f   R e s e a r c h   &   T e a c h i n g   e x p e r i e n c e .   H e   h a s   a u t h o r e d   3   i n t e r n a t i o n a l   a n d   2   n a t i o n a l   b o o k s .   H e   h a s   p u b l i s h e d   v a r i o u s   p a p e r s   i n   n a t i o n a l   &   i n t e r n a t i o n a l   c o n f e r e n c e   &   j o u r n a l s .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.