I nte rna t io na l J o urna l o f   P o w er   E lect ro nics   a nd   Driv Sy s t e m   ( I J P E DS )   Vo l.   8 ,   No .   2 J u n 2 0 1 7 ,   p p .   712 ~ 7 2 1   I SS N:  2 0 8 8 - 8 6 9 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j p ed s . v8 i 2 . pp 7 1 2 - 721          712       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I JP E DS   Diff e rent  Contro l  Sche m es   f o r Se ns o r Less  Vec tor C o ntrol o Indu ction M o tor       Srini v a s   G a ng i s heet i 1 ,   T a ra k a ly a ni   Sa n dip a m u 2   JN T U HCE,   H y d e ra b a d ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J an   3 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   Ma r   3 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   Mar   17 ,   2 0 1 7       T h is  p a p e d e a ls  w it h   th e   d e sig n   o f   d iffere n c o n tro sc h e m e s   f o se n so rles s   v e c to c o n tro o f   in d u c ti o n   m o to r. In d u c ti o n   m o to is  m o st  w id e l y   u se d   A . C.   M o to b u th e   m a jo d ra w   b a c k   is  f lu x   a n d   to rq u e   c a n n o b e   c o n tro l led   in d iv id u a ll y . T h is  c a n   b e   o b tain e d   b y   im p le m e n ti n g   se n so rles v e c to c o n tro m e th o d s.T h e   c o n tr o stra teg y   o f   in d u c ti o n   m o to is  b y   d iff e re n c o n tro ll e rs  li k e   c o n v e n ti o n a c o n tr o m e t h o d a n d   a rti f icia in telli g e n c e   c o n tro l   m e th o d s.T h e   c o n v e n ti o n a l   c o n t ro m e th o d a re   se n siti v e   to   p a ra m e ter  c h a n g e a n d   w il n o t   b e   a c c u ra te.   T h is  p a p e p r o p o se to   d e sig n   a   c o n tro ll e to   o v e c o m e   th e   a b o v e   d ra b a c k b y   u sin g   in telli g e n t   c o n tro tec h n iq u e li k e   f u z z y   lo g ic,  a rti f icia n e u tral  n e tw o rk s   ( A NN )   a n d   g e n e ti c   a lg o rit h m   (GA ).   T h e   a b o v e   c o n v e n ti o n a c o n tro m e th o d a re   c o m p a re d   w it h   in telli g e n t   c o n tro tec h n iq u e s.  T h e   sim u latio n   st u d ies   a re   c a rried   o u t   u si n g   M a tl a b /S im u li n k   a n d   t h e   w a v e   f o r m f o sp e e d ,   to r q u e   a n d   v o lt a g e   c o m p o n e n ts  f o v a rio u s   c o n tr o ll e a re   p lo t ted .   N u m e rica a n a l y sis   f o sp e e d   a n d   to r q u e   c o m p o n e n ts  c o n sid e ri n g   p a ra m e ters   li k e   p e a k o v e sh o o a n d   p e a k   ti m e   a r e   p re se n ted .   K ey w o r d :   C o n v en t io n al  co n tr o ller s   Fu zz y   lo g ic   Gen etic  al g o r ith m s   I n d u ctio n   m o to r   ( I M)   Neu r al  n et w o r k s   Sen s o r   les s   v ec to r   co n tr o l   Co p y rig h ©   201 7   In s t it u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Srin i v as Ga n g is h etti   JN T U HCE,   H y d e ra b a d ,   In d ia .   E m ail:  g an g i s h et ti0 7 @ g m ai l.c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   I n   th f ield   o f   in d u s tr ial  s ec to r   in d u ctio n   m o to r   d r iv es  ar m aj o r   co n tr ib u to r s ,   th s i m u lati o n   o f   th ese   d r iv es  ca n   b d o n i n   s e v er al  m et h o d s ,   o n o f   s u c h   k in d   i s   Si m u li n k   m o d el   [ 1] - [ 2 ] . Ma th e m atica m o d elin g   o f   in d u ctio n   m o to r   d r iv es  ar i n v o l v ed   in   co n v e n tio n al  m et h o d s   w h er t h s y s te m   d iv e r ts   f r o m   r eq u ir ed   p er f o r m a n ce   d u to   s y s te m   v ar iab le  v ar iatio n [ 3 ] . T h co n v en tio n al  m et h o d s   li k k a l m a n   f ilter , P I   C o n tr o ller   ar u s ed   b y   m a n y   r esea r ch er s   to   d ev elo p   d q 0   &   a b m o d els   [ 4 ] .   T h Kal m a n   f ilter   co n tr o ller   u s e s   n u m er ical   an al y s is   b ased   o n   p r ed icto r - co r r ec to r   a p p r o x im at io n   [ 5 ]   an d   P I   co n tr o ller   b ased   o n   lin ea r it y   co n ce p f o r   u n iq u o p er atin g   p o in ts   w h ic h   r es u lted   in   at tain in g   h ig h   p er f o r m an c w as  d is c u s s ed   [ 6 ]   b y   s ev er al  a u t h o r s .   T h ese  m et h o d s   ar s en s iti v t o   r o to r   tim e   an d   co r r ec f l u x   esti m atio n i s   r eq u ir ed . Se n s o r   l ess   Vec to r   co n tr o g ain s   it s   s ig n i f ica n ce   w h er in d u ctio n   m o to r   ca n   m o d elle d   s i m i lar   to   D. C   Mo to r   u s i n g   Fie ld   o r ien tatio n   co n tr o w h er to r q u a n d   f l u x   ar in d ep en d en tl y   co n tr o lled . W ith   t h r ap id   d ev elo p m en t   o f   p o w er   elec tr o n ics   an d   d ig ital   co m p u tatio n   th e   er r o r s   in   t h ab o v m et h o d s   ar n u l li f ied   w it h   ad ap tatio n   o f   ar tif icia i n telli g en ce   m et h o d s , lik F u zz y   co n tr o ller , A r ti f ical  n e u r al  n et w o r k s   a n d   Gen etic  A l g o r ith m s   . Ma n y   a u t h o r s   cr ea ted   a   co n tr o s i g n al   e m p lo y in g   f u zz y   s y s te m s   [ 7 ] ,   th e s co n tr o lle r s   r ela y   o n   f ir in g   r u les  w h ic h   ar f r a m ed   b y   p ast   ex p er ien ce s .   T h u s ,   t h o u tco m o f   th co n tr o ller   is   also   r an d o m   a n d   o p tim a r esu lt s   a r b ased   o n   s elec tin g   t h e   r ig h t   r u le   d ep en d in g   o n   th e   s itu atio n . A r tific al  Ne u r al  n et wo r k s   w as   u s ed   to   d ev elo p ed   an   ad ap tiv s p ee d   co n tr o l o f   d r iv es a n d   to   p r ed ict  th o p er atin g   v o lta g a n d   f r e q u en c y   w h en   t h lo ad   to r q u an d   s p ee d   o f   th I M   w er ch a n g ed   [ 8 ] . T h ese  C o n tr o ller s   w o r k   o n   b ac k - p r o p ag atio n   alg o r ith m .   T h ac cu r ac y   o f   th is   m et h o d   lies   i n   th e   r ig h t   s tr u ct u r o f   a   n e u r al   n et w o r k   w h ic h   i s   co m p le x   p r o b lem   [ 9 ] .   I n   r ec en er G A   h as  e m er g ed   as  p o w er   f u l o p ti m izat io n   to o l in   ap p licatio n   to   m ac h i n t h eo r y . T h b asic a d v an tag o f   G A   is   th at  it  g i v es g lo b al  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       Differ en t Co n tr o l S ch eme s   fo r   S en s o r   Les s   V ec to r   C o n tr o l o ….  ( S r in iva s   Ga n g is h ee ti )   713   m i n i m u m   w h er as  n o n   li n e ar   s o lu tio n s   y ield   lo ca m i n i m u m   v al u es  a n d   at  th s a m e   ti m d o es  n o u s e   d er iv ativ e s .   T h is   m et h o d   w a s   u s ed   f o r   ef f icie n c y   o p ti m izat i o n   b ased   o n   DC   li n k   p o w er   m ea s u r e m en t [ 1 0 ] . GA  w a s   u s ed   as   to o to   o p ti m iz in er tia  o f   t h r o tati n g   p ar as  s in g le  o b j ec tiv f u n ctio n   a n d   f o r   t u n in g   o f   P I   co n tr o ller   b y   co n v e n tio n al  Z i eg ler - N ich o l s   m et h o d   as  it  h as  g r ea ter   ac cu r ac y   alo n g   w it h   co n v er g e n [ 1 1 ] .   T h is   p ap er   d ea ls   w i th   d i f f er e n t   co n tr o l   s ch e m es  f o r   s en s o r les s   v ec to r   co n tr o l o f   in d u ctio n   m o to r . C o n v en tio n al   m et h o d s   lik k al m a n   f ilter   an d   P I   C o n tr o ller , A r ti f ical  i n telli g e n ce   m e th o d s   li k f u z z y   co n tr o ller , n e u r al   n et w o r k , a n d   g e n etic   al g o r ith m s   ar co n s id er ed . T h s i m u la tio n   s tu d ie s   ar ca r r ied   o u u s i n g   Ma tlab /S i m u li n k   an d   th w a v f o r m s   f o r   s p ee d   , to r q u an d   v o ltag co m p o n e n ts   f o r   v ar io u s   co n tr o lles   ar p lo tted . Nu m er ica l   an al y s is   f o r   s p ee d   an d   to r q u co m p o n en t s   co n s id er in g   p a r a m eter s   li k p ea k o v er   s h o o an d   p ea k   ti m ar e   p r esen ted   in   t h is   p ap e r.       2.   D - Q   M O DE L   O F   I NDUC T I O M O T O R   T h e   d - q   m o d e l   o f   i n d u c t i o m o t o r   i f r a m e d   f r o m   C l a r k   a n d   Pa r k t r a n s f o r m a t i o n w h e r e   i n d u c t i o m o t o r   i m o d e l l e e q u i v a l e n t   t D . C . M o t o r . I n   t h i m o d e l i n g   t h 3 - ϕ   s t a t o r   c u r r e n t ar e   s h i f t e t o   2 - ϕ   s y n c h r o n o u r e f e r e n ce   f r a m e   o f   s t a t o r   a n d   t o   2 - ϕ   r e f e r e n c f r a m e   o f   r o t o r .   A f t e r   c l a r k s   t r a n s f o r m a t i o n   t h e   v o l t a g e   e q u a t i o n s   i n   m a t r i x   f o r m   a r e   g i v e n   a s   s h o w n   i n   E q u a t i o n   ( 1 ) .     [                ]   [                       (          )        (         )           (          )        (         )   ] [                      ]                            ( 1 )     A f t e r   i n v e r s e   C l a r k s   t r a n s f o r m a t i o n   t h e   a b o v e   e q u a t i o n s   r e d u c e d   t o   t h e   f o r m   s h o w n   i n   E q u a t i o n   ( 2 )       [                      ]       [               (           )         (          )                (          )        (          )                   ] [                ]                            ( 2 )     S e t   θ  =   0 s t h a t   t h e     a x i i a l i g n e d   w i t t h e   a - a x i s T h e   v o l t a g e   e q u a t i o n i n   a b r e f e r e n c f r a m e   a r e   g i v e n   a s   s h o w n   i n   E q u a t i o n s   ( 3 )   t o   ( 5 ) ,                                                          ( 3 )                                                                         ( 4 )                                                                           ( 5 )     A n d   i n v e r s e l y   t h e   e q u a t i o n s   i n   d - r e f e r e n c e   f r a m e   a r e   g i v e n   a s   s h o w n   i n   E q u a t i o n s   ( 6 )   a n d   ( 7 ) .                                                                                     ( 6 )                                                                         ( 7 )     O n   a p p l y i n g   P a r k s   t r a n s f o r m a t i o n   t h e   v o l t a g e   e q u a t i o n s   a r e   r e d u c e d   t o   a s   s h o w n   i n   E q u a t i o n   ( 8 ) .       *           +   [                                        ] [               ]                             ( 8)     T h elec tr ical  tr an s ien m o d el  in   ter m s   o f   v o ltag a n d   cu r r en ts   ca n   b g i v e n   in   m a tr i x   f o r m   is   g i v en   a s   s h o w n   in   E q u atio n   ( 9 ) .       [                     ] = [                                                                               (           )                 (           )       (           )             (           )                 ]                        ( 9 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS    Vo l.   8 ,   No .   2 J u n 2 0 1 7   :   712     7 2 1   714   Her s   r ef er s   to   L ap lace   f u n ctio n ,   f o r   an   i n d u ct io n   m o to r   w h ic h   is   s in g le  f ed   th r elatio n   v qr   v dr   0 . Ho ld s   g o o d   an d   th to r q u ex p r ess io n   in   d - q   r ef er en ce   f r a m ca n   b m o d elled   as sh o w n   in   E q u a ti o n   ( 1 0 ) .                 (     )     (                       )                           ( 1 0 )     T h r elatio n   b et w ee n   elec tr o m ag n et ic  to r q u ( T e )   an d   r o to r   s p ee d   is   g iv e n   b y   E q u atio n   ( 1 1 )   as:                                                                               ( 1 1 )     B y   m a k in g   s ta to r   d ir ec t a n d   q u ad r atu r ax i s es c u r r en ts   i d an d   i qs   r elate d   to   f ield   an d   ar m at u r cu r r en t s   I an d   I a   o f   d m ao to r   th e x p r ess io n   f o r   to r q u ca n   b w r itte n   as s h o w n   in   E q u at io n s   ( 1 2 )   an d   ( 1 3 ) .       T e   = K ˆ * r qs i                               ( 1 2 )     T e   = K t '   i ds    i qs                                                    ( 1 3 )     Th s t a t or   cu r r e nt   I s   ca b ex pr e ss ed  as   sh o w i E qu a t i o ( 14 )   b m a k i n t h r ot o r   f l u x   r ˆ   si m i l ar   t ai r   ga f l u x m ˆ an an al y zi n g   r ˆ   an d   ψ as   ab s o lu te  an d   p ea k   v alu e s o f   th e   s i n u s o id al  s p ac v ec to r   an d   n eg lec tin g   L 1 r   ( r o t o r   l ea ka ge   i n du c t a nc e ) .           (                 )                             ( 14 )     I t h ab o ve  e xp r es s i o f or   st at o r   cu r r e n t   sh o w i E q ua t i o n   ( 14 )   i ds   an i qs   r e f er   t f l u an t o r q ue   co m p on en t o f   s t a t or   c ur r e n t s   f l o w i n t h r ou gh   t he   i nd u ct an c e   L m   a nd  r ot o r   c i r c u i t . Th e   r o t o r   p o s i t i o n   ( ϴ )   i c r uc i a l   f o r   s e n s o r   l e s c o n t r o l   a t he  un i t   vec t or   s i g na l ( co s e   a n s i n e )   a r t b ge ne r a t ed .s i nc e   s yn ch r o n ou r e f er en c f r a m d s - q s   ax e ar a l i g ne t t he  s t at o r   w h i ch  i s t a t i on a r b u t   d r - q r   a xe a r a l i g t r o t o r   m ov i ng  at   sp ee ω r T h d s - q s   ax es   ar r ot a t i n ah ea of   t h d r - q r   ax es   b y   t h p o si t i ve  s l i an gl sl   c o r r e sp on d i n t s l i f r eq ue n c y   ω sl .   S i nc t h r o t o r   p o l i pl ac e o r o t a t i n r e f e r en ce  f r a m t h a n gu l a r   sp ee i g i v en  as   ω e   = ω r   + ω sl ,   w h ich   ca n   b e x p r e s s ed   i n   te r m s   o f   ϴ  as   s h o w n   in   E q u atio n   ( 1 5 ) .                          (            )                                           ( 1 5 )     Fo r   d ec o u p lin g   o f   s tato r   cu r r e n i n to   f lu x   a n d   to r q u co m p o n en t s   t h to r q u co m p o n en is   s u p p o s ed   to   ali g n   alo n g   q u ad r at u r ax is   ie  q e - ax i s   an d   f l u x   co m p o n en alo n g   d ir ec ax is   ie  d e   ax i s   an d   t h ex p r ess io n s   f o r   f lu x   an d   cu r r en t s   ca n   b r e w r it ten   i n   E qu at i on ( 16 ) - ( 19 ) .                                                               ( 16 )                                                           ( 17 )                                                                   ( 18 )                                                                        ( 19 )     Su bs t i t u t i n t h r e l a t i on f or   r o t or   f l ux  an c ur r en t   i ab ov r o t o r   e qu at i on w g e t   m o di f i e Eq ua t i o ns  o b t a i ne ar gi v e i n   E qu at i on ( 2 0 )   an ( 2 1) .                                                                                        ( 20 )                                                                                        ( 21 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       Differ en t Co n tr o l S ch eme s   fo r   S en s o r   Les s   V ec to r   C o n tr o l o ….  ( S r in iva s   Ga n g is h ee ti )   715   Tt he  t o t a l   r ot o r   f l ux     ̂     i s d i ve r t e t t h de - a x i s  b su b st u t i ng  ωs l   =   ωe     ωr   a nd                i . e.                   f or   d ec ou p l e co nt r ol Th r o t or  e xp r e s s i o ns  a r e  g i ve i E qu a t i o ( 22 ).                 ̂          ̂                an                  ̂                                  ( 2 2 )     C o ns i de r i n   ̂            an   ̂     =   co ns t an t   i st ea d y s t a t t he  a bo ve  eq u at i on  i r e d uc ed  t   ̂                  w h i c i m p l i e t h a t   r o t o r   f l u x  i d ir ec tl y   p r o p o r tio n al  to   cu r r en t i ds  .       3.   CO NVEN T I O NA L   CO N T R O L   T E CH NI Q U E S   3 . 1 .     K a l m a n F ilte M et ho d   T h k al m a n   f ilter   m et h o d   is   m o s p o p u lar   an d   co m m o n l y   u s ed   to o f o r   s to ch asti es ti m a tio n .   I u s es   s et  o f   m at h e m atica l   eq u ati o n s   t h at   i m p le m e n a   p r ed icto r - co r r ec to r   ty p e s ti m ato r .   s i m p le  p r ed icto r co r r ec to r   m et h o d   ca n   b co n s tr u cted   f r o m   t h e   E u ler   m et h o d   an d   th e   tr ap ez o id al  r u le Fo r   th is   m e th o d   o f   co n t r o ,   th i n d u ct io n   m o to r   is   m o d elled   i n   t h r o to r   r ef er en ce   f r a m b y   u s i n g   th f l u x   a n d   s p ee d   esti m ato r   b lo ck s . T o   g et  d if f er en ce   in   ti m co n s t a n t s   f o r   cu r r en a n d   s p ee d   t w o   P - I   co n tr o ller s   in   n ested   f as h io n   h a s   b ee n   u s ed .   T h b lo ck   d iag r a m   o f   ab o v co n t r o ller   ar s h o w n   in   Fi g u r e   1 .   T h v ar iab les  o f   P I   co n tr o ller   co n s id er ed   ar lis ted   in   T ab le  1 .       T ab le   1 .   Kalm a n   f i lter   co n tr o ll er   p ar am eter s   P a r a me t e r s   F l u x   S p e e d   T o r q u e   K p   1 5 1 . 2 4   0 . 2 6   1 0 0   K i   4 3 6 4 0   1 . 9 8   2 9 8 7 7       T h ac cu r ac y   o f   th i s   m et h o d   lies   in   e x ac t   ca lcu latio n   o f   s t ep   s ize  an d   n o   o f   iter atio n s   c o n s id er ed .   T h b lo ck   d iag r am   o f   th ab o v co n tr o ller   is   s h o w n   i n   F i g u r e   1.           Fig u r 1 .   B lo ck   d iag r a m   o f   k a l m a n   f i lter   co n tr o ller .       3 . 2 .   T un ing   o f   co ntr o ller  by   Z - M et ho d.   A   C o n v e n tio n al   P I   C o n tr o ller   ca n   b o b tain ed   f r o m   t h b asi la w   g o v er n ed   b y   th e x p r ess io n   g i v e n   in   E q u atio n   ( 2 3 ) .     T   K p   K i   d                             ( 2 3 )     T h to r q u ca n   b v ar ied   b y   v ar y in g   t h co n tr o ller   v ar iab les   ( K p   an d   K i ) . w h ich   ar to   b s elec ted   b y   f r a m i n g   s et  o f   r u les   ca lled   t u n i n g   p r o ce s s .   . T h co m m o n l y   ad o p ted   m e th o d   is   th Z ieg ler - Nich o ls   w h er p la n t   r esp o n s d ec id es th co n tr o l p ar a m eter s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS    Vo l.   8 ,   No .   2 J u n 2 0 1 7   :   712     7 2 1   716       Fig u r 2 .   B lo ck   d iag r a m   o f   s e n s o r   less   co n tr o l o f   in d u ctio n   m o to r   b y   P I   co n tr o ller       T h m o d eli n g   o f   i n d u ctio n   m o to r   b y   P - I   co n tr o is   g i v en   i n   Fi g u r 2 .   T h tr an s f er   f u n c tio n   co n s id er ed   f o r   m o d eli n g   is   as  g i v en   i n   E q u ati o n   ( 2 4 ) .   T h T h is   m o d elin g   em p lo y s   m ac h in p ar a m e ter s   an d   in itia v al u es  f o r   co n tr o ller   in   clo s ed   lo o p   o p e r a tio n   ca n   b o b tain ed   b y   co n s id er in g   lo ad   to r q u as z er o .       (   )     (                   )                                                                               ( 2 4 )     T h ch ar ac ter is tic  eq u atio n   o f   th ab o v e   tr an s f er   f u n ctio n   is   s h o w n   in   E q u a tio n   ( 2 5 )   as:       (   )         (               )                     S =   0                         ( 2 5 )     W h er                an d             (            )   I n   th ab o v e x p r ess io n s   g iv e n   i n   E q u atio n   ( 2 5 )       is   co n s ta n v alu w h ic h   is   p o s iti v e.   B y   p o le  p lace m e n m et h o d   th e   co n tr o v ar iab les  ( K p   a n d   K i ar o b tai n ed   an d   ar s h o w n   i n     T ab le  2       4.   I NT E L L I G E N T   CO NT RO L   T E CH NI Q U E S   4 . 1 .     F uzzy   lo g ic  co ntr o ller   W ith   th r ap id   ad v an ce m en o f   p o w er   elec tr o n ics  an d   d ig i tal  co m p u ter s   m an y   i n telli g e n co n tr o l   m et h o d s   h a v e m er g ed   w h ich   ca n   g i v s o lu tio n s   to   o v er   co m d r a w   b ac k s   o f   ab o v m et h o d s . I n   th e   p r o p o s ed   m et h o d   o f   f u zz y   co n tr o t h c o n tr o ller   a d o p ts   on - li n e f f ici en c y   o p ti m izatio n   co n ce p t.B y   p r o p er   s elec tio n   o f   s tep   s ize  o f   ex citatio n   cu r r en f a s co n v er g en ce   ca n   b attain ed   an d   b y   f ee d   f o r w ar d   co m p en s at io n   alg o r ith m .   T h e   g e n er atio n   o f   lo w - f r eq u en c y   p u ls ati n g   to r q u is   r ed u ce d .   T h is   m et h o d   e m p lo y s   Ma m d a n i   m et h o d   f o r   f u zz if icatio n   an d   ce n tr o id   m et h o d   f o r   d e f u zz if icatio n .   Selec tio n   o f   th e   p r o p er   m e m b er s h ip   f u n ctio n s   a n d   in   tu r n   s elec ti n g   th r ig h r u le  b ase  d ep en d in g   o n   th s it u atio n   ar th m aj o r   co n s id er atio n s   f o r   th is   m e th o d .   T h u s ,   t h o u tco m e   o f   th e   co n tr o ller   is   a ls o   r an d o m   a n d   o p ti m al  r es u lt s   m a y   n o b o b tai n ed   w h ic h   is   d r a w b ac k .     4 . 2 .   Art if icia l neura l net w o r k   co ntr o ller   A r ti f ical  n e u r al  n et w o r k   co n tr o ller   is   b ased   o n   i n te g r ate d   m eth o d   o f   ap p r o ac h .   I u s es  b ac k - p r o p ag atio n   alg o r ith m   w h er s elec tio n   o f   th p r o p er   m e m b er s h ip   f u n ctio n s   an d   in   t u r n   s ele ctin g   th r ig h r u l e   b ase  d ep en d in g   o n   t h s it u ati o n   is   e n s u r ed . I in v o lv es   4   m aj o r   s tep s   ie  s elec tio n   o f   i n p u ts   ( i 1 ,   i 2     i n   )   an d   w eig h ted   s u m   ( w 1 ,   w 2     w n ),   co m p ar i s io n   o f   p r o d u ct  o f   in p u ts   a n d   w ei g h ted   s u m   w it h   at h r es h   h o ld   v alu e,   s ca lin g   an d   ad d itio n   o f   o f f s et. T h ac cu r ac y   o f   th is   m e th o d   lies   in   s elec t io n   o f   r ig h s tr u ctu r f o r   n eu r al   n et w o r k   w h ic h   is   a   co m p le x   p r o b le m .   Fig u r 5   s h o w s   th e   b lo ck   d iag r a m   o f   ar ti f i cial  n e u r al  n et w o r k   co n tr o ller   ( A NN) .     4 . 3 .   G enet ic  a lg o rit h m   co ntr o ller   Gen etic  al g o r ith m   h a s   e m er g ed   as  p o w er f u o p ti m izatio n   to o b y   w h ich   m i n i m al  o r   m ax i m u m   v alu o f   a n y   f u n ctio n   ca n   b e asil y   attai n ed .   I n   th is   m et h o d   GA   is   e m p lo y ed   to   g iv o p ti m al  v alu e s   o f   K an d   K f o r   tu n i n g   o f   co n tr o ller   f r o m   w h ic h   ac c u r ate  p o s itio n   o f   r o to r   ca n   b o b tain ed   to   g et  d esire d   to r q u an d   f l u x   co m p o n e n t s   o f   cu r r en . Her th f ir s s tep   in v o lv e s   in   in itial izatio n   o f   K p   &   Ki  v alu e s   b y   Z - m et h o d . Fo r   th g en er ated   p o p u latio n   t h er r o r   f u n ctio n s   ar e   ar r an g ed   i n   d ec r ea s i n g   o r d er   o f   t h eir   v a lu e.   B y   u s i n g   R o u lette  w h ee cr iter ia  o f   s elec tio n   an d   r an g o f   0 . 5   th 1 0   least  er r o r   p o p u latio n   is   d ec lar ed   as  p ar en f o r   o f f   s p r in g   g en er atio n   an d   an d   f i n all y   t h eir   f it n ess   is   v er i f ied . T h p r o ce s s   is   r ep ea ted   o v er   en tire   c y cle  a n d   to   cr ea te  d if f er e n ce   i n   o f f   s p r in g   ch ar ac ter i s tics   o v er   t h c y c les  m u tatio n   v a lu o f   0 . 1   is   g e n er all y   co n s id er ed . No w   t h v alu e   o f   v ar iab les  w h ic h   g iv lea s er r o r   ar d ec lar ed   as  o p tim al  v al u es  o f   t h f u n ctio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       Differ en t Co n tr o l S ch eme s   fo r   S en s o r   Les s   V ec to r   C o n tr o l o ….  ( S r in iva s   Ga n g is h ee ti )   717   an d   th ese  v al u es  o f   P I   co n tr o ller   ar u s ed   to   an al y s s p ee d   an d   to r q u p ar am eter s   o f   th s i m u lated   i n d u ctio n   m o to r .   T h o b tain ed   v al u e s   ar co m p ar ed   w ith   t h ab o v v alu es   f o r   b etter   p er f o r m an ce .   Fig u r 6   s h o w s   t h b lo ck   d iag r a m   o f   ab o v G b ased   C o n tr o ller .   T ab le  3   s h o w s   p ar a m eter s   e m p lo y ed   an d   th v al u es  f o r   co n tr o ller   o b t ain ed   b y   G A   ap p r o ac h .           Fig u r 4 .   B lo ck   d iag r a m   o f   ANN  co n tr o ller         T ab le  3 .   GA   P ar am eter s   G A   p r o p e r t y   V a l u e   P o p u l a t i o n   s i z e   60   M a x   n o   o f   g e n e r a t i o n s   1 0 0   C r o ss o v e r   p r o b a b i l i t y   0 . 8   M u t a t i o n   p r o b a b i l i t y   0 . 1   T o l e r a n c e   Kp   ki   10e - 6   0 . 9 2 3 2   7 . 8 2 1 6       Fig u r e   6 .   B lo ck   d iag r a m   o f   G A   b ased   co n tr o ller .         5.   RE SU L T S AN AN AL Y SI S   T h p ar am eter s   o f   i n d u ct io n   m o to r   co n s id er ed   f o r   t h ab o v an al y s is   ar s h o w n   i n   T ab le  4       T ab le  4 .   P ar am eter s   I n v o l v ed   f o r   C o n s id er atio n   o f   I n d u c tio n   Ma ch in e   P o w e r   r a t i n g ( H P )   V o l t a g e   a p p l i e d   ( V o l t s)   F r e q u e n c y   ( H Z )   S p e e d   i n   R P M   No   o f   p o l e s   S t a t o r   R e si st a n c e   R o t o r   R e si st a n c e   S t a t o r   L e a k a g e   R e si st a n c   R o t o r   L e a k a g e   R e si st a n c e   M u t u a l   I n d u c t a n c e   5   4 4 0 V   5 0 H Z   1 5 0 0   2   0 . 4 0 6   0 . 4 7 8   2 . 1 3 mH   2 . 1 3 mH   4 9 . 4 mH       T h w a v f o r m s   f o r   s p ee d   an d   to r q u co m p o n e n ts   f o r   v a r io u s   s en s o r less   v ec to r   co n tr o m et h o d d is cu s s ed   ab o v ar s h o w n   i n   F ig u r e   7   a n d   8   r esp ec tiv e l y .   Fo r   t h ab o v a n al y s is   o f   s p ee d   an d   to r q u a   s i m u lat io n   ti m o f   1   s ec ,   r ef er en ce   to r q u o f   1 2 N m   an d   r ef e r en ce   s p ee d   o f   1 5 5 r a d /s ec   ar co n s id er ed .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS    Vo l.   8 ,   No .   2 J u n 2 0 1 7   :   712     7 2 1   718     ( a) Kal m an   f ilter   co n tr o ller       ( b )   C o n v en t io n al  P I   C o n tr o lle r     ( c)   Fu zz y   C o n tr o ller       ( d )   A NN  C o n tr o ller     ( e)   GA   T u n ed   P I   C o n tr o ller     Fig u r 7 .   Si m u latio n   r esu l ts   o f   in d u ctio n   m o to r   f o r   s p ee d   r esp o n s u s in g   d if f er en t c o n tr o lle r s     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       Differ en t Co n tr o l S ch eme s   fo r   S en s o r   Les s   V ec to r   C o n tr o l o ….  ( S r in iva s   Ga n g is h ee ti )   719     ( a)   K a l m an f i l t e r  con t r ol l er     ( b )   P I   C o n tr o ller     ( c) Fu zz y   C o n tr o ller     ( d )   A NN  C o n tr o ller       ( e)   GA   T u n ed   P I   C o n tr o ller     Fig u r 8 .   Si m u latio n   r esu l ts   o f   in d u ctio n   m o to r   f o r   to r q u r esp o n s u s i n g   d i f f er e n t c o n tr o ll er s       5 . 1 .   Co m pa ri s io n o f   Va rio us   Sens o rles s   Co ntr o l M et ho ds   Fro m   th ab o v w a v f o r m s   f o r   s p ee d   an d   to r q u co m p o n en ts   o f   v ar io u s   co n tr o m et h o d s   co n s id er ed   th n u m er ical   an al y s is   f o r   p ar a m eter s   o f   p ea k   o v er   s h o o an d   p ea k   ti m e   ar a n al y s e d   an d   ar s h o w n   i n     T ab le  5   an d   6 .       T ab le  5 .   Nu m er ical  an al y s i s   o f   s p ee d   r esp o n s o f   d if f er e n t c o n tr o ller s   P a r a me t e r     K a l man   F i l t e r   F u z z y   C o n t r o l l e r   A n n   C o n t r o l l e r   C o n v e n t i o n a l   P i   C o n t r o l l e r   G a   T u n e d   P i   C o n t r o l l e r   P e a k   O v e r sh o o t   0 . 7 9 2 8 3 e +4   0 . 6 0 2 3 4 e +3   0 . 5 8 7 4 2 e +3   0 . 6 1 4 6 9 e +3   0 . 0 6 7 7 5 3 e +3   P e a k   T i me   0 . 6 7 4 7   1   0 . 3 1 7 5   0 . 9 9 5   0 . 4 3 4 0       T ab le  6 .   Nu m er ical  an al y s i s   o f   to r q u r esp o n s o f   o f   d i f f er en t c o n tr o ller s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS    Vo l.   8 ,   No .   2 J u n 2 0 1 7   :   712     7 2 1   720   P a r a me t e r     K a l man   F i l t e r   F u z z y   C o n t r o l l e r   A n n   C o n t r o l l e r   C o n v e n t i o n a l   P i   C o n t r o l l e r   G a   T u n e d   P i   C o n t r o l l e r   P e a k   O v e r sh o o t   2 2 . 0 6 1 9 e +3   2 . 2 0 6 6 +3   8 . 4 3 1 3 e +3   1 . 9 0 7 e +3   2 . 5 7 6 e +3   P e a k   T i me   0 . 0 8 1 1   0 . 0 1 0 6   0 . 5 8 1 3   0 . 0 3 6 3   0 . 0 1 0 6       Fro m   t h n u m er ical  a n al y s i s   f o r   s p ee d   an d   to r q u e   co m p o n en t s   f o r   s e n s o r   le s s   v ec to r   co n tr o o f   in d u ctio n   m o to r   it  ca n   b co n clu d ed   th at  t h p ea k   o v er   s h o o an d   p ea k   ti m o f   th e   p r o p o s ed   Gen etic  alg o r ith m   m et h o d   ar lea s co m p ar ed   to   o th er   m et h o d s   ie   p ea k   o v er   s h o o is   r ed u ce d   f r o m   0 . 7 9 2 8   to   0 . 0 6   f o r   s p ee d   an d   2 2 . 0 6   to   2 . 5 7   f o r   to r q u an d   p ea k   ti m is   r ed u c ed   f r o m   1   to   0 . 4 3   f o r   s p ee d   an d   0 . 5 8   to   0 . 0 1   f o r   to r q u e. Hen ce   it c an   b co n cl u d ed   th at  GA   m et h o d   is   b est  m eth o d   o f   all  m et h o d s   co n s id er ed .       6.   CO NCLU SI O   Fo r   th p u r p o s o f   an al y s is ,   t h in d u ctio n   m o to r   is   m o d ell ed   in   d - q   r ef er en ce   f r a m an d   th r o to r   p o s itio n (   ϴ)   u s i n g   v ar io u s   co n tr o ller s   i s   f o u n d . T h e   p er f o r m an ce   f o r   s p ee d   an d   to r q u e   p ar a m eter s   a lo n g   w it h   n u m er ical  v al u es  f o r   p ea k   o v er   s h o o t a n d   p ea k   ti m ar o b tain ed .   C o n v en tio n al  m et h o d s   li k k al m a n f ilter   an d   P I   co n tr o ller   a r co m p ar ed   w it h   ar ti f icial  i n telli g e n ce   m eth o d s   lik f u zz y ,   A r ti f ical  n eu r al   n et w o r k   a n d   Gen etic  al g o r ith m s .   T h ac cu r ac y   lie s   i n   ex ac ca lcu la tio n   o f   s tep   s ize  f o r   k al m a n   co n tr o ller   an d   p r o p er   s elec tio n   o f   K p   an d   K i   v al u es  f o r   PI  C o n tr o ller .   Var io u s   in te l lig e n co n tr o m eth o d s   li k f u zz y ,   A NN,   an d   G ar co n s id er ed . B y   u s in g   a   F u z z y   co n tr o ller   e m p lo y i n g   e f f i cien c y   o p ti m iza tio n   tech n iq u e   f a s co n v er g e n ce   is   ac h iev ed   b y   s elec ti n g   ad ap tiv s tep   s ize   o f   th e   ex ci tatio n   c u r r en t.  ANN  C o n tr o ller   u s i n g   b ac k   p r o p ag atio n   alg o r ith m   b ased   o n   i n te g r ated   m et h o d   o f   ap p r o ac h   is   co n s id e r ed . I n   th ar ti f icial  in te lli g en t   m et h o d s   d is c u s s ed   th ac cu r ac y   lie s   in   s elec tio n   o f   r ig h r u le  b ase  f o r   f u zz y   co n tr o ller   an d   r ig h s tr u ctu r o f   n eu r al  n e t w o r k   f o r   A N w h ic h   is   co m p le x   p r o b lem .   He n ce   in   t h last   m e th o d   g en etic  al g o r ith m   ap p r o ac h   is   u s ed   f o r   o p tim i za tio n   o f   er r o r   f u n ctio n   to   f in d   k p   an d   k i   v al u es  f o r   tu n i n g   o f   P I   co n tr o ller . Fro m   t h ab o v an al y s i s   it   ca n   b co n clu d ed   th at  co m p ar ed   to   co n v en tio n al  m e th o d s   ar tif icia in te lli g en ce   m et h o d s   ar b etter   o p tio n s   f o r   o p tim a l c o n tr o l a n d   th g en e ti alg o r ith m   ap p r o ac h   is   th b e s m et h o d   o f   all  th ab o v d is c u s s ed   m et h o d s .       RE F E R E NC E S   [1 ]   G il b e rt  S y b il le,  Ho a n g   L e - Hu y ,   Dig it a S im u latio n   o f   P o w e S y st e m s an d   P o w e El e c tro n ics   u sin g   th e   M A TL A S im u li n k   P o w e S y ste m   Blo c k s e t,   IEE P o we En g in e e rin g   S o c i e ty  -   W in ter   M e e ti n g ,   S p e c ia T e c h n ica S e ss io n ,   2 0 0 0 ,   p p .   2 9 7 3 - 2 9 8 2 .   [2 ]   A d rian   Du m it re sc u ,   De n e F o d o r,   T a p a n Jo k in e n ,   M a riu s   Ro su ,   S o ri n .   M o d e li n g   A n d   S im u lati o n   Of   El e c tri c   Driv e   S y ste m U sin g   M a tl a b S i m u li n k   En v iro n m e n ts, ”  IEE I n t .   Co n f.   o n   El e c tric  M a c h in e a n d   Dr ive IEM D - 9 9 ,   M a y   1 9 9 9 ,   S e a tt le,  USA ,   p p .   4 5 1 - 4 5 3 .   [3 ]   P i ll a y ,   P . ,   V.  L e v in ,   M a th e m a ti c a m o d e ls  f o in d u c ti o n   m a c h in e s,”  IEE p a p e r,  1 9 9 5 ,   p p .   6 0 6 - 6 1 7 .   [4 ]   R.   Ra jen d ra n ,   Dr.   N.  De v a ra jan   Co m p a ra ti v e   P e rf o r m a n c e   A n a l y sis  o f   T o rq u e   Co n t ro S c h e m e f o In d u c ti o n   M o to Driv e s”   In ter n a t io n a J o u r n a o Po we El e c tro n ics   a n d   Dr i v e   S y ste ( IJ PE DS )   V o l. 2 ,   No . 2 ,   Ju n e   2 0 1 2 ,   p p .   1 7 7 ~ 1 9 1   IS S N:  2 0 8 8 - 8 6 9 4 .   [5 ]   Ka n u n g o Ba ra d a m o h a n ty   a n d   Am it p a tra,   F lu x   a n d   sp e e d   e stim a ti o n   i n   d e c o u p le d   in d u c ti o n   m o to d riv e   u sin g   Ka l m a n   F il ter” .   Pro c c . o f   2 9 th   Na t io n a sy ste ms   c o n fer e n c e   ( NS C),   IIT   M u mb a i,   De c   2 0 0 5 ,   pp - 1 - 9 .   [6 ]   R. G u n a b a ian ,   V . S u b b iah S p e e d   S e n so rles V e c to r   Co n tro o f   In d u c ti o n   M o to Driv e   w it h   P I   a n d   F u z z y   Co n tr o ll e r” ,   IJ PE DS   Vo l. N o 5 ,   No . 3 . F e b r u a ry   2015 ,   p p . 3 1 5 - 3 2 5 .     [7 ]   Ha ss a n   Ba g h g a Bo sta n   A b a d ,   A li   Y a z d ian   V a rjan i,   T a h e ri  As g h a r,   Us in g   F u z z y   Co n tro ll e i n   IM   S p e e d   Co n tr o w it h   c o n sta n F l u x ,   T ra n s.  o n   En g g . ,   Co m p u ti n g   a n d   T e c h .   IS S 1 3 0 5 - 5 3 1 3 ,   Vo l.   5 ,   A p r.   2 0 0 5 ,   p p .   307 - 3 1 0 .   [8 ]   Ku n g ,   Y.S . ,   C. M .   L ia w ,   M . S .   Ou y a n g ,   A d a p ti v e   S p e e d   Co n tr o f o IM   Driv e Us in g   Ne u ra Ne two rk s,”  IEE E   T ra n s.  O n   In d .   El e c tro n ics ,   Vo l.   4 2 ,   N o .   1 ,   F e b .   1 9 9 5 ,   p p .   2 5 - 3 2 .     [9 ]   S h a rm a ,   A . K.,   R. A .   G u p ta,  L a x m S riv a st a v a ,   P e rf o r m a n c e   o f   A N b a se d   in d irec v e c to r   c o n tr o o f   IM   d riv e ,   J o u rn a o T h e o re ti c a a n d   A p p l ied   In f o rm a ti o n   T e c h n o lo g y ,   Vo l.   3 ,   No .   3 ,   2 0 0 7 ,   p p .   5 0 - 5 7 .   [1 0 ]   M ‟h a m e d   Ch e b re 1 ,   A b d e lk a d e M e ro u f e l2 ,   Ye ss e m a   Be n d a h a 1   S p e e d   Co n tr o o f   In d u c ti o n   M o t o Us in g   G e n e ti c   A l g o rit h m - b a se d   P I   Co n tro l ler” ,   Acta   Po lyte c h n ica   Hu n g a ric a ,   V o l.   8 ,   No .   6 ,   2 0 1 1 .   [1 1 ]   A ru n ima   DEY  1)   ,   B h im   S ING H 2)   a n d   Bh a rti   DW IV EDI 1)   V e c to c o n tr o ll e d   I n d u c ti o n   M o t o d r iv e   Us in g   G e n e ti c   A l g o rit h m   T u n e d   P S p e e d   Co n tr o ll e r.   El e c trica P o we r Qu a li ty a n d   Uti li sa ti o n   J o u r n a l   Vo l.   XV ,   No   1 ,   2 0 0 9 .               Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       Differ en t Co n tr o l S ch eme s   fo r   S en s o r   Les s   V ec to r   C o n tr o l o ….  ( S r in iva s   Ga n g is h ee ti )   721   B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       G . S rin iv a Ob tain e d   B. T e c h   f ro m   f ro m   J.N.T . U.  H y d e ra b a d   in   th e   y e a 1 9 9 7   a n d   M . T e c h   in   P o w e e le c tro n ics   f ro m   J.N. T . U.  H y d e ra b a d   in   th e   y e a 2 0 0 2   a n d   P e rsu i n g   P h . f ro m   J.N. T . U.  H.  Hy d e r a b a d . P re se n tl y   w o rk in g   a a ss ist a n p ro f e ss o in   G . I. T . A . M .   Un iv e rsity   H y d e ra b a d   c a m p u s.   His a re a s o f   in tere st i n c lu d e   P o w e e lec tro n ics   a n d   d r iv e s an d   o p ti m iza ti o n   tec h n iq u e s.                 Dr.S . T a ra k a l y a n re c e iv e d   th e   B. En g . d e g re e   in   El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   f ro m   Os m a n ia   Un iv e rsit y ,   H y d e ra b a d   in   1 9 9 5 . S h e   re c e iv e d   th e   P h . D.  d e g re e   f ro m   Ja wa h a rlal  Ne h ru   tec h n o l o g ica u n iv e rsity   (J NTU)  H y d e ra b a d   in   2 0 0 8 . S h e   is  c u rre n tl y   a   p ro f e ss o a n d   Co n tro l ler   o f   Ex a m in a ti o n a J.N.T . U.H.He re s e a rc h   in tere sts  in c lu d e   F a c ts  Co n tr o ll e rs,  P o w e e lec tro n ics   in d u strial  d r iv e s an d   E n e rg y   s y st e m s.           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.