In te r n ation a l Jou rn al  of Po we Elec tron ic s an d  D r ive S y stem  (IJPED S )   V o l.  11, N o .  1, Mar c h 20 20,  p p 442~ 4 5 0   IS S N : 2088- 86 94,  D O I :   10.11 59 1 /ij ped s . v11 . i 1.pp 4 42- 45 0      4 42     Jou rn a l  h o me pa ge :  ht tp: //i j p eds.i a esco re .com  Applied  measurement of the moto r speed  controller for washing  machi n e with random loads, part II      Kh al id  G.  Mhamm e d 1 , J a b b ar   A . F. Y a h aya 2 ,  R e yasu d in   B a sir  Kh an 3   Dep a rtm e nt of S c ientif i c   Aff a i r s,   U n i v ersit y  of  Di yala,  Iraq.  F acul t of Elect ri cal an Elect ron i c E ngineeri n g ,  Univ ersi ti   Tun H u ssein Onn, Malaysia.  3  Univers iti Kual a L u mpur , Br iti sh  M a l a ysian Inst i t ute,  Mal a ys i a .       Art i cl e In fo     ABSTRACT   A r tic le hist o r y :   Re ce i v e d  S e p 7,  201 9   Re vise d N ov  2 ,  2019   Ac ce p t ed  No v   2 8 ,  2 019      Th is   res earch pres ent s  a very  im po rtan t   in du s t ri al  iss u e o f  con t ro llin th e   pro d u c tio n t a rg et,  d e sp ite  ch a n ging  l o ad s.  E ngi ne s  of   vario u s   t y p e s,  w h eth e sy nch r ono us  or  sy nchro n o u s ,  o p erate o n   sin g l e  and  t h ree p h ase  AC, D C   m o t o rs   o r  sp ecial   mo to rs  s u ch as s t epp e r an d s e rvo.  In a ll th ese  m o t o rs , th e   sp eed con t ro l o f   th torq ue and   s p eed   o f  the  ab ove m o t o rs   has g a ined   con s i d erabl e  impo rtan ce. There  are th ree  m a i n   way s  revi ewed  in th e  current  search , th e  s econ d  th at com p letes th e previ ous  research  ref e rre d   t o   i n  th e   ref e rences.  The t h ree m e th od s  are P I D met h o d L Q m e th od and  f e e d in g – f o rw ard co n t rol m e th ods.  A  real  DC mo to r was used  in elect rical   eng i n eering   m achi n e labo rato ry  a t  Un iv ersit y   o f  Di yal a Ira q .  W h ere  t h actual   param e ters  of   th e D C  m o t o r w e re actu a ll y   c a l c ul ated. The p r actical  param e ters   were th en i n teg r ated  int o  t h e t h ree  con t rol m e th od Mat l ab  co de f o r t h pu rpose  of  co m p aring th e res u l t s an repres ent i n g  th e mo to r   p erf o rman ce in   the i ndi cated  contro l m e t hod s .   K eyw ord s :   DC mo t o r   Motor  Controller  Sp eed  Co ntrol    Three  pha se   Wa s h i n g Ma ch ine   Th is  is a n  o p en acces s a r ti cle u n d e r t h CC  B Y -S A  li cens e   Corres pon d i n g  Au th or:   Kh ali d  G.  Mh ammed ,    D e p a r t m e n t   S c ie n t if ic  A f fa i r s ,    Un iv e r sit y   of  Di y a l a , B a qu ba h ,  I r aq   Em ail: kha l i d _ a l k a i se e @ e n g i nee r i ng.u o d i y a l a.e du.i q       1.   I N TR OD U C TI O N   The  Ther e ar e m a ny ty pes o f  con t ro l u n i ts  which a r use d  i n  the  con t rol fiel d o f  el ec t r i c a l  an d   me cha n ic al  e q uipm en t’s.   Most  of  ele c tr ica l  m achine s  such  as  sing le or t h r ee- ph a s e AC  ind u c tio n m o t o rs,  A C   S ync hr on o u s m o t o r s  an d D C   m o t o rs  de p e nd  m a in l y   o n  the co n t ro feed ba c k  u n i t s   to achie ve   o p t i mum  perform ance [1] .  The  fee d b a ck con t ro un i t s which are   us ed wit h   the motors are   c o mposed of d i ffer en t   types   of se ns iti ve ele c t r onic   de v i ce s :  sens ors, transm i tter s c o mpa r ator,   a nd  ser vo-co ntro l l e r  [2 ].  A contro ller un it i s   very  si gn ifica n t to ge t  the  st e a dy sta t e i n  sh orter  t i m e  a nd to reduc e t h e r i se  ti m e ,  over s ho o t i n g and se tt l i n g   ti m e  [3].   Thi s   pa per prese n ts t w m a in  d e vel o pme n ts conce r the m echa n i s m   of th e w a shin m achi n e :   app l yi ng  ar mat u r e   con t ro l w h ic al low s  t o  c ont r o l   t h spe e o f  se para t e l y  exc i t e d dc  m o t o r  usi n g P I con t ro l l er,   m o del l i n g  the s y s t e m  of the D C  motor an d us i ng MATLA B fo r repr esenti n g   t h e pe rform anc e  and   ana l yz i n g the   who l e con t ro sys t em     2.   GE N E RAL SETUP OF  W A SHI N G   M A CHINE  The  w a sh in g m achine   i s  a n  appa ra tus w h ic h is c a pa b l e of  opera t i n g  i n  c onsta nt c h an g i ng  lo a d  an d   ca n be fou n d  u s i ng ei the r  A C  or D C   m o to r .  The  mot o r spe e d i n cre a ses or de cre a ses de p e nd i ng  on   the   l o a d V a r y i n g of m o tor spee d w i t h  vary in g the  l o a d  cause s de cre a se the effic i e n c y   o f  the  mot o r and t h en de c r ea se   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J P o w  Elec   & D r i  S y st   I S S N : 2088- 86 94       Ap pl ie d m e asu r em ent  o f   the  m o t o r spe e d  c o ntro l l er fo r wa sh i n g  ( K h a l i d  G .  Mham m e d)   4 43  the  spee the  ma chine  ag it a t or  [ 4 ] .  S o ,  it is  ve r y  ne ce ssa r y  to  get a goo p e r f or ma nce  o f   t h e  m a c h i n e  w e  ha ve   to  get  the s p e e d  an d tor que  c ons ta n t when eve r  the l o a d  i s  cha n ged. W h en t h e p o we r that  is supp l i e d  to t h f o u r - p o l e m o tor ,  the  r a ted  spe e d r eac hes slig ht l y  ar oun d 15 00 r p m a t  no- load c o n d i t i o n .   Th is r a t e d spe e is   hi g h  and  i s  ve ry diff i c ult to r un wit h   a loa d e d  ag ita t o r in the w a shing ma chine.  There f ore ,  the  speed  o f  th e   ag i t a t o r shou l d  b e   re d u c ed  t o   su it abl e   an d  sa f e   l o ad  sp ee d. T h e  s a f e  l o ad   sp eed   ca n   be  a c h i ev e d  u s in g  t w di ffere n t  d i am eter of  t h e m o tor an d agi t a t o r  pulleys.  The cho i ce   o f   the d i am ete r is bas e d on t h e spee d ra t i o   be t w ee n the  mot o r  a nd safe  speed  o f  the a g itat o r .  The  se cond im p o r t a n t ma tt e r  is how   to kee p  the sp ee d of   t h e  ag it at o r  i s   in v a r i ant   wi th  t h v a ri ab l e  lo ad . T o  g e t  a  c o nst a n t  s p eed  of  t h e a g it a t o r   an i t s  mo to r wh a t e v er  the l o a d  is ch ange d r e pr esent s  t h e  ma i n  w o r k  of this p r ojec t .   F i g u r e   de p i c t s a  wash in g ma chi n e w h ich   co nt a i ns  t h e el ec t r i c a l   mo t o r, p u ll e y s an d  a g it a t o r           F i gur e 1.  R e al  a n d  i n t e r n a l   se ctor  dia g r a m   of   the w a sh in m achine [ 4 ] .       2. 1.    S e p a r e ly e x cit e d   D C   mot o r   A s  per   F i gur e.  2,  t h e  equi va l e nt cir c u it of  the  D C  motor  is a t tac h e d  w i t h  the exte r n a l  var i a b l e  loa d   on t h e ar m a tur e  sha f t of t h e  D C  m o t o r .  The equi vale n t  ci r c uit is c o mpo s ed of two part s:  the fir s t is th e stator  f i e l d w i n d i n gs or  m a y be pe rm anent ma g n e t a n d t h e   se co nd pa t i s  t h e r o tar y  a r m a tur e  ci r c u i t  [ 5 - 8 ] .  The   D C   m o tor  use d   in t h i s   pape r  is m a nu fa c t ur e d  b y  K I  Compa ny ( T a i w a n)   w ith  its  r a ti ng show n in F i gur e 2.           F i gur e  2.  S c hem a tic  d i a g r a m   of  t h D C   mot o r ,  pul leys,   an d the  l o a d  i n si d e  the  w a shi n g m a c h ine.       The m a in r e l a tio n be t w ee n t h e spe e N  of  the D C  moto r  a nd appl ie d vo lta ge so ur ce   V dc   on the   a r m a tur e  and i t stat or  flu x   φ  can   b e   id entified  b y  (1 ).            (1 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
         ISS N :   208 8- 8 6 9 4   I n t   J P o w  Elec   & D r i  S y st V o l .  11,  N o .   1,  M a r   2020  : 44 2 –  45 0   44 4 Whe r I a,   i s  the ar matu re cu rren t ,   R a   re prese n ts the a r m a ture r e sist a n ce ,  the ar ma ture  in d u cta n c e   re p r es en t s  by   L a T m   r e pre s ent s  the mo t o r t o r q u e  i n   ne wt o n -me t er (N.m). T h e me asurem ent  for ro tat i ng  i n ert i of  m o tor  bea r i ng i s  r e pr ese n te d by  J  a nd da m p in g coe f f i c i e n t   is  expr e s se d by  [9- 13] .     2 . 2 .    P I D  co ntr o ll er  G e ne r a ll y,  the sche ma tic   dia g r a m of the PI D contr o l l e r  is consis te d of thr e e   ma in  pa r t a s  show n in   F i g u r e  3 .  Th e  re al  P I D  u s e d  i s  ma n u f a c tu red  b y  Tel e f unke n  C o mp any  ( G e r ma n y )   wh i c h  i s  a v ail a bl e  i n  t h e l e c tr ic  ma chi n e la bor a t or y,  C O E,  D i ya l a   U n i v er si ty a s   sow n  i n  F i g u r e  4.   The tr a n s f er  func t i on ( T F ) of   t h e   P I D contr o l l er   c a n be r e pr ese n te d by ( 2 ) .   Wher e  t h e   P I D p a r a m e ter s  a r e   P r opor t i o n a l  ga i n  ( K p ), In teg r al  g a i n   ( K I )  and  th e  de r i va tive  ga i n   ( K d )  [14- 18] .             (2 )       Er r o r K p  K / S K S + T F     F i gur 3.   S c hem a tic D i a g r a m  of  the  P I con t r o ller   w h ic h is  use d  t o  cor r ec t and  r e duc the  er r o r .           F i gur e 4.   The   r eal t o r que /spe e d   c o n t r o lle r   used in  t h e t e s t  is mode l l e d   as EM- 3 32 0- 1A   by  w h ich    i s   ava ila b l in t h e e l ec tric  m a c h i n la bora t or y,  COE, Universi ty o f   Diya la.       The ma them atic al r e lati o n a m ong the   thr e e par a me ter s   K p , K I  and  K d  of t h e PI D   contr o l l er   and thei r   e ffe c t s o n  t h e  r e spons e pa r a m e ter s :   r i se  t i m e ,  ove r s h o o t ,  sett l i n g  t i m e  a nd s t e a dy s t a t er r o r  [19- 2 2 ]  ar show n i n  Ta bl e 1.      Tab l 1.  Expe c t ed  tu nn i ng b e hav i our  of  t h e r e spo n se pa r a m e te r s  of  the P I con t r o l l er .   P a r a met e r   R i s e  T i me  Ove r shoot   Se t tling T i me  Ste a d y   st a t e e r r o r   K p  D e c lin e   R i se  Li ght  C h a nge   De cli n Ki De clin Rise   Ris e   R e m o v e   Kd  Li g ht C h a n g e D e c lin e   De cl in Li g ht  C h a n g     The tac h om ete r   use d   i n  th is exper i m e nt  i s  m a nu fa c t ured  b y   Te lefu nke n,   G e rm any.   I t  will be use d  as  a n   in str u m e n t  to m easur e t h e  r o tat i n g  spee of  the   use d   e l e c tr ica l   m a c h ine .  The vo l t a ge gene r a te d by t h e   t a cho m et e r   E ta c   is gi ven b y :        .     (3 )   W h ere  t h sy mb o l K tac  is a  pr o p or ti ona co n s t a nt an N tac  is t h e   an gu lar   ve l o c ity of  t h e ta chom et er   The  tra n sfer  fu nct i on o f   the  DC m o t o r is  clarifie in F i g u re  5.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w  E l e c  &  D r S y st  IS S N :   2088- 86 94       Ap plie d   m e asu r em e n t o f  t h m o tor  spee co nt ro l l er fo r wa sh ing   (Kh a l i d  G .  Mham m e d)  4 45  Ea ( s )  1   / ( L as  +  R a ) K K  1   / ( J s  +  B ) N( s ) +     F i gure 5. Bl oc k di a g ram   of  c l ose- loo p  co ntr o l l e d   sys t em   of t h e   sepa rate l y  exci te d D C    motor in the  w a sh i n g ma chi n w i th ou P I c o n t ro lle r.         .    .    (4 )     I n   the D C  mot o r,  arm a ture   in duc t o L a   can b e   ne g l e c te d d u e  to  i t s sm all  v a lue  in pr acti c e ,  so, th e   T F   (s)   can  be  sim p lif i e d t h ro u gh ( 5 ) a nd (6).        .    (5 )     let. (5) =  D c(s )         . .     (6 )     den o m i na tor  of  the ( 6 ) c a n be   e xpresse int o             (7 )     the m o t o r ga in  K m   i n v o l v es f o ur pa ram e ter s :   R a , B ,  K b  and  K T   a s  show n i n  ( 8 ).    .     (8 )     the t i m e  c onsta nt   o f  t h D C  motor   τ  is  g i ve n as:          (9 )     The  t r ansfer   func t i on of  t h e  com p lete d DC motor ele c tr ic con t ro l circui t app l i e d in the pro p o sed   elec tr ic  w a shin g ma chine is cl arifie d i n   Fig u re   6.      Ea ( s ) P.I . D Ta ch o  M e t e r DC M N( s ) + 1500 r p m R a n dom  Lo ads     F i gur e 6.  Bl o c k D i agr a m  of  clo s ed  lo op-c o n t r o lle syste m   of t h separ a te l y  e x ci t e d D C    m o t o r  i n  the  w a sh in g m achi n w ith   PI D c ontro ller .     2.3.    Fee d   f o rward  c o n t r o ll e r   I t  is a  se t  of meth o d s a nd pro c e dures used b y  th e de si g n er   to ide n tify a n d  di sc ove r any factors tha t   ma lim it the   succ ess  o f  t h pr ocess in de t e rm ini n g   the ta rget  e a r l y s o   it is  ca l l e d   P r e- censorsh i p, thus for   avo i di ng an y pro b l e ms an m oni tor i ng a n c h a nges.   A t   the o p era t i o n a l l e vel, pri o c o n t r o l  re qu ire s   the   d e si gn e r  to   fo c u hi effo rt s t o ward sel ectin g  i nput s,  o u tpu t s a n d  p r o c e d u r e s  wi t h  c o m p l e t e  c a r e  t o  mi ni mi ze   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
         ISS N :   208 8- 8 6 9 4   I n t   J P o w  Elec   & D r i  S y st V o l .  11,  N o .   1,  M a r   2020  : 44 2 –  45 0   44 6 po te nt ia pr o b le ms.  In  the st r a teg i c le vel, p r e - ce nsor ship is desig n e d  t o   aler t  and war n   the desi g n er  of an y   pr act ica l   cha n g e s tha t  wil l  affec t  lo n g -term  objec t i v e [2 3,  24].     2 . 4 .    Li n e a r  qua dra t ic  co nt r o ller  The g o al  o f   t h is the o ry i s  to con t ro t h e ide a l  perfo rma n ce  of  the sy stem  a t  the  lowe s t   ec o nomic  c o st .   The  syst em  is  de scr i bed  b y  a   se t   of  dif f er en t i al l i near  e qua t i o n s.  The  c o st  i s   descr i be d by   a   quadr a tic  fu nc ti on   c a lle LQ.  On e  of  t h e  m o st i m por tan t   result s of the  th e o r y   is to  obta i n  a  fe edba ck system  with  the   LQR   sys t em , whi c is pa rt o f   the L Q G  soluti o n The ma t h e m a tic al  a l gor ithm   that co ntr o ls t h c o st  reduc tio n proce s s at  th e sa m e  t i m e  c o n t ro ls  th e   r e duc ti o n   of  de vi a t i o ns fr om  t h e  ma i n  g o a l ,   suc h   a s   vo l t ag es or  spee d.  The r e sults w i l l  be com p ar ed  w ith t h e   r e fe r e nc e ob je c t i v es  of  t h e r e qu ir ed de sig n ,   w h ich a r e c ons ide r ed a s  stan dar d   o b je ct ive s .  The  pr oc ess of   c o n t r o l  is a n  i t e r ati v e pr oc ess ,  a nd in t h e end  t h e  par a me te r s  ar e   adju ste d   t o  pr od uce th e  best val u es f o r  the   sys t em  goal.   The fro n t al  fe e d   sys t e m  in t h i s  m e th od is to  a d jus t   t h e   c o n t ro o f   t h e ta rget var i ab le  no ba se d on  e r r o r as i n  the   P I me thod.   I t  is based o n   pr a c t i cal k now l e d g of   t h e me asur e   of di s t u r ba n c e in the  sig n a l   ba se o n  a m a them at ica l  m ode l [ 2 5 - 2 8 ] .  F i gur e   7 s h ow the  na me   pl ate  of  the D C   m o t o r   use d   i n   t h e   test   whic is  ava i la ble  i n  Elec tric  Ma c h i n e La b o rator y ,  COE, Uni v ersi t y  of  Di yala.           F i g u r e   7.  P hoto  of  the  D C  mot o r  w h ic h is u s ed  in  t h e  tes t Elec tric  Mac h ine  Lab o r a tor y , COE,   Uni v er sity o f  Diya la.       3.   EX PERE M E NTAL  RESULTS  AN D D I S C U SSION   In Based on Table 2, the motor  will be  tes t ed under 1500 rpm with random  l o a d s .   K  par a m e ter   or  c a lle t o r que /a m p e r e  is the  relat i on  be twe e n   t h e  torq ue  of  the  DC  m o tor sha f t a nd t h in pu t   ar ma t u r e   c u rr ent.   P r ac ti c a l l y,  t h e  r a tio ca n   be d e t e r m i n e d  b y  app l yi n g  a va r i able  tor que   to  t h e  s h af t a nd  me asur in g t h dr aw n   arma t u re  cu rre n t  of  mo t o r. T h b  par a m e ter or  ca l l e d  v o lt / s pee d  pa ram e te r is the re l a tion be tween  th e  i n p u t   vo l t age  of  t h e   D C  m o t o r  an d the s h aft spee d .  Mome nt  o f  i n er tia   is de ter m ine d   m a t h e m a t ica l ly de p e n d i n g  o n   the  sum m a ti o n   of i n ert i as ro t o r a nd  loa d  m a sses a nd  its d i am eter . Arma t u r e  re si sta n c e   R ,   is me asur ed usi n a n  O h m m e t er dir e c t l y .   I nduc t a nc of t h ar ma t u r e ,   is  deter m ined  pr ac t i c a ll y b y  a p p l yi n g  a  low  A C   voltage  o n   the  tw o ter m inal s of  the a r m a tur e  and  me asur i ng t h passi n g   cur r ent.   C a l c u l a tin t h e  im peda nc e  of  the   a r m a tur e  r e quir e s in f o r m ati on of  R  whi c h  is  fo und   to  b e   L  = 2. 75µ H .  Th e expe r i me n t a l   va lue s   of   K,  b J  and  R  ar m e nti one in Ta ble 2.       Table 2 .  Parameters  setup .   K   (Nm / A )   b   (Vs/ra d   J  (Nm s 2 /r a d )   R  ( )   0. 5217   0. 625   0. 001 8   5.     Ther e a r three  ca se stu d i es whic h ar e im plem ent e usi n g MATLA B c o d i ng.  Ea ch s t ud y e x p l a i n s   the d i f f e r e nces  be t w een tw o ou t p u t   r e spo n s e s due to tw o i n p u ts : idea l ste p  and d i s t ur ba nc e step.  The  ou tpu t   r e spo n se  ar e st eady s t a t e e r r o r ,  over s ho ot,  se t t l i n g   t i m e  a nd r i se  tim e.  F i gur e  8 e x p l a i n s  t h e  a n g u l ar  v e l o c i t y   re sp on s e  to  d u e t o  a st e p   c h an g e  in  vo lt ag e .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w  E l e c  &  D r S y st  IS S N :   2088- 86 94       Ap plie d   m e asu r em e n t o f  t h m o tor  spee co nt ro l l er fo r wa sh ing   (Kh a l i d  G .  Mham m e d)  4 47  T a b l e 3.  Con t i n u o u s-t i me  stat e-spa ce  mode l   para me ters.       b  c  d    X1   X2   U 1   U 2   Y1   U1   U2   X 1  - 3 4 7 . 2   1. 18× 10 4  0  32   17. 36   X2  0   - 2 .1 ×1 0 6  512               F i g u r e   8 .  The  a n g u l ar  ve loc i t y  r e sponse t o   a step  cha n ge  i n  v o l t a g e.       3.1.    Fee d forw ard  con t rol  d e si gn   The  Roo t  loc u s of the sys t e m  w i t h   usin g i n te gra t or  K / i s  show i n  F i g u re 9. The  roots  of t h e D C   mo t o r sy st em u s ed   ex p l a i n s  t h at  th e   sy st e m   i s   st ab l e Thes e  roots de pends  on the entire  syst em  specif i ca ti ons.            F i gur e 9.  Ro ot   loc u s o f   the s y stem  w ith us i ng  in t e grat or  K / s.       3.2.    LQR  c o ntr o l d e si gn   To fur t her im p r ove pe rform a n c e ,  t r y desi gn i n g a  line a r qu a d rat i c   regulator ( L QR ) f o r the f e edback  st r u c t ure sh ow bel o w  i n  F i g u re   10.   -1 5 -1 0 -5 0 5 -1 5 -1 0 -5 0 5 10 15 Ro o t  L o c u s R e al  A x i s  ( s ec o n d s -1 ) I m ag i nar y  A x i s   ( s ec onds -1 ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
          IS S N : 208 8- 869 4   Int J  P o w  E l e c  &  D r S y st   V o l .  11,   N o .  1, Mar  202 0 : 44 – 45 0   44 8     F i gur e 1 0 .  This  plo t  com p ar es the  cl ose d -l o o p  Bo de dia g ram s  for  the  thr ee des i g n s.       C o m p a r is on of  t h e  thr ee de si gns  in  F i gure 11, t h e i n p u t   si gna l ta kes t h ze ro val u e f o r fi ve sec o n d s   and  th en sub t r a cts the   t o rq ue   va lue   t o  -0. 1   f o r 5  se co n d s. Th is d i s t ur b a n c e   in  the  ou tpu t  sig n a l   on  the  l i p w i ll   be exa m i n ed a nd  t e st e d   i n  th r ee ca ses:  the  ou tpu t  resp ons e in  t h e ca se   o f   us in fee d  forwa r d system  i s  as  show n in  bl ue  col o r li ne  be ha ve as a  pulse  acc ord i n g  t o  th t o r que  in p u si gn a l  Td.  If the   sa me inpu t si gna l Td i s  used t o  cha nge t h e in p u t   tor que w i t h  t h e fe ed bac k  root loc u s,  the out put   respo n se in t h e  gre e n color w i l l  nee d  m o re t i m e  to rea c h th e stabi l i t y sta t e ,  ie, the transie n t per i o d  is grea ter   tha n  t h firs t.  In   t h e  ca se  o f  fe ed in g  LQR, t h e  c h ang e  i n  ou tpu t  res p o n s (re d  l i n e ) wi t h  c h ang e  i n  i nput  t o rq u e  Td   is be t t er   betw e e n the   tw previ o us  c a ses fe e d forw a r d and   feeba c k .   In spi t e   o f   t h e d i st urba nce i n   t h e  in p u t   signa l   Td, the e x terna l  r e sp ons e is goo d and sta b le.  The tra n si n t  pe ri od d o es no t exce ed o n e  and  a half  seco nds,  and  th e  c h ange  in  the  a m ount o f  ex t e r n al si gna l d o e no t   exc eed  0 . 2.          F i gure 1 1 S e tpoi n t  trac kin g  and  d i s t ur bance  re ject io n       4.   CONCL U S ION   Th is pa per   pr esen ts stud y o f  three  me t h o d s  of co ntro l t o  m odify an d corr ect the dr o p p i ng in t h spee d of t h e e l ectr i c a m o t o of  a   w a shing ma ch ine d u e to su dde n or p r e-star t i ng  l o a d s. The fee dbac k   con t ro l l er cons ists of  c o mpa r a t ors suc h   a s   P I D ,  LQ a nd  fe ed forw a r to  ma ke i m prove me n t  an d mini miz i n g   to the  di f f er en ce  betw ee th e  actual a n d se t t i ng spee d of  the  motor under  variab le l o a d s.  The  ac tu al/ r ea l   motor  i s   me asured  and t h para me t e rs a r e  im plem ente d in t o  MATLAB cod i ng t o  em ulate  in  rea l it y t h e   op tim ize d  perf orm a nce   of th e motor in re q u i r e d   c a se st udy.   I t  is obser ve d from the e xper i m e nt tha t  in the   -4 0 0 -3 0 0 -2 0 0 -1 0 0 0 Fr o m :  w r ef To :  w 10 0 10 5 -2 7 0 -1 8 0 -9 0 0 90 To :  w Fr o m :  Td 10 0 10 5 Bo d e  D i a g r a m F r eq ue nc y    ( r a d / s ) M a gn i t u d e ( d B )  ; P h as e ( d eg) 0 5 10 15 -0 . 2 0 0. 2 0. 4 0. 6 0. 8 1 1. 2 To :  w     S e t poi nt  t r ac k i ng a nd d i s t ur ban c e  r e j e c t i o n T i m e  ( s ec on ds ) A m p l i t ude f eed f o r w ar d f eed bac k  ( r l o c us ) f eed bac k  ( L Q R ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w  E l e c  &  D r S y st  IS S N :   2088- 86 94       Ap plie d   m e asu r em e n t o f  t h m o tor  spee co nt ro l l er fo r wa sh ing   (Kh a l i d  G .  Mham m e d)  4 49  ca se  of a ste p  respo n ses cha n ge in the D C  motor,  it  is  prefer able t o  use  a LO R  c ont r o r a ther tha n  PID, and   PID i s  b e t t e r  t h a n   f e edf o rward wh i l e   t h e co st  o f  f eed fo r w ard  is  the be s t   of a l l   co n t ro l m e th ods P H D  and LQ R.       REFE RENCES    [1]   B.  J.  Cha l meres . ,  "El ectri m o t o r h a nd boo k, "  L o nd o n B u t t e r w or th s , 19 88 .   [2]   B. K .  Bo s e ., "M od ern p o wer  e l ectro ni c s  and   A C  dri v es, "   T e n n es s ee, U S A P r ent i c e  Hill   PT R ,  20 00.   [3]   N.  M o han, T. U n d e land , W.  Rob b in s, " P o w er  elect ron i cs: con v erters , app l i cati ons, an d desig n ,"     Ne w York: Wil e y ,  1 994 [4]   Ali  M  Humad a , M u shtaq  Naj e e b Ramd an, bi n  Razali ,  KG M oham m e d, Ham d an  bin  D a n i yal., "P ID  P a ram e t e rs  Imp r ov em e n t f o AGC in   T h ree P a ral l e l -Co n n ected  P o w e S y s t em s, "   T h e Nati o n al   Confer ence for   P o stgr ad uate  Resea r ch  20 16 Un iver s i t i  Malay s ia Pahang , p p .   54 4-5 5 1 ,  20 16 .   [5]   Thi r aja ,  " Elect rica l t echn o l ogy , "   Bo ok ,   E d itio n, New  Editi on,  Chand  and  com p an y lim ited ,  pp. 1267 -12 9 4 ,  20 10   [6]   E. S .  Ham d i.,   "Des ig n s m all  elect rical   m ach ines ,"  J o hn  Wiley  &   S o n s , Inc. ,  605 T h i r Avenu e ,  New Yo r k   NY  10 158 -00 1 2 ,   US A,  1 996.  [7]   A.   K .  S a w hne. ,  "A co urse  in electri cal mach in e des i gn, " Dh anp a t rai a ns ’  so ns  16 82 ,   Na i  Sara k ,  De lhi ,  19 84 .   [8]   Jimmi J., "El e ct ric m ach in e s , analy s is an d d e si g n   app l yi ng  m a tl a b ,"  Cathey ,  pp:  492 -510 .     [9]   Khal id  G.  M o h a m m a d.,   " N ew  desi gn   correl a ti ons  f o r s i ngle  phas e   i n d u cti o n  m o t o sq uirrel  cag e , "   Diya la  Jou r n a l   of  Eng i n eeri n g  Scie n ces vo l. 0 3 , n o . 2, pp . 1 3 4 - 1 4 4 ,  D ecemb e r 2010 [10]   Dr. S e tt ar S. Keream Kh ali d   G .  M o hamm ed,  Mayy ada  S a hi Ib rah i m . ,   "Anal y s i s  stu dy In   P r i n ciples  Of   Operation  Of D C   m achin e,"  Jou r   o f  A d v R e sea r ch  in  Dyn a mi cal  &  Contr o Sys t ems ,  v o l. 10 , n o .   2 ,  p p .  23 23-232 9,   20 18.   [11]   Khal id   G.   M ohamm ed , AQ Ram l i ,   U AA A m iruld d i n .,  " A  n e w  app r oach  in  des i g n i n g   a sm all  t h ree-ph a s sy nc h r on ou s m a c h ine , "   Int e rna t ion a l   Revi ew on   M o d ellin g a nd Simula ti ons ,  v o l.   6 ,  pp   . 1 10 3-11 1 1 ,  2 0 1 3 [12]   S t eph e n J. Ch ap m a n. , "Elect ric  M ach in ery  F u n d am en tals,"  McGraw - H i ll , 19 91.   [13]   S e t t ar S.  Keream ,   K h alid G .  Moh a mm ed ,  M a yyad a h S a hi b Ibrah i m . ,   "An a ly si s st ud in  P r in cip l es of   O p eration of  DC M achi n e,"  Jo ur  o f   Ad v Res e arch  i n  D y nam ic a l   &   Co n t rol S y s t ems ,  vol. 1 0 ,  pp. 2 323 -23 2 9 ,  20 1 8 .   [14]   Georg e  M c P h erso n. , "An   introd u c t i o n   t o  el ectri c a l   m achi n es  and   tran sf orm e rs,"  J o hn   Wi le y  &  S o n s ,  19 81 [15]   Khal id G.  M o h a mm ed , A.  Q.  Ram l i,  U.  A.   Ungku  Ami r u l dd in . ,  "des ign  of  outer ro tor sin g l e  phase s q u i rrel cage   induction motor, "   Internat i o nal  R eview on Mode lling  &   Simu l a ti o n s ,  vol.   5,   p p .  245-25 5,  20 12.   [16]   B. L.  Th era j & A .  K.  Th eraj a., " E lectri cal  techn o l ogy ,"  Nirja  Const r uctio n   &  Develo p m e nt ,  19 89 [17]   Khal id G. M oham m ed A Q  Ra m l i,  UA U  A m irul dd in., " A  n o vel  des i g n  of  DC-A C elect rical  m a ch in e rot a ry   conv erter f o r hybri d   s o l a r and   wind  energ y  ap pl ic at ion s , "   IO Conf eren ce Ser i es: Ea rth  a nd En v i ronm ent a l Sci e nce vol . 1 6 pp . 01 2-0 5 2 ,  20 13 [18]   M.  S .   S a rm a.,  " Electri c m achi n es ,"   W e s t  P u bl i s hi ng  C o m p a n y ,  1 994.   [19]   Se t t ar  S .  Keream R u z l ai ni Ghoni, Ahm e d N Abdall a,  M o hd  Razali  Daud ,   You ssif  A l  M a s h h a d a ny . ,   "Rob u s dyn am ic in vers e con t rol l er  for sp ace cr af t   m o d e l, "   Int e rn a t i o n a l   j our nal of   s c ien t ific res e arch   ( I JS R) ,   vol . 3 ,  p p 113 -1 1 7 ,   201 4.   [20]   S e t t ar  S .  Keream , Ahm e d N  A b dall a,  M ohd  Ra za l i  Bin   D a ud ., "non li near  dy nam i c in vers e co ntro ll er b a sed   i n  fiel d   oriented  w ith S V P W M   current  control,"  S c ience &   T e ch no lo gy ,   v o l .  2 5 pp.  37 -4 4 ,  20 17   [21]   R.   B.  As ho k &   B.  M.   K u m a r, " P erf o rman ce  an al ys is   of   high -p o w er brus hl ess   D C  m o t o r driv e , i n  Ad vances  in  Po we r S y ste m s a n d  Ene r g y  Ma na ge me nt ,  ed : S p rin g er,  p p .  71 9-72 8,  20 18.   [22]   N.  Chu a ng,   T.  J.  G a le,  R. A .   Lan g m a n . , "Devel op in m eas u r ing in du c t an c e  s t rategies  on  a  di rect curren t   m achi n e   usi n g  a  D C   s o u r ce wit h  m a gn eti c   s a tu rati o n ,"   In tern atio nal Jou r nal of Cir c uit  T h eo ry a n d Ap p l icati o n s ,   vol . 4 4 pp . 10 94-11 11,  20 16 [23]   Z.   Hu i,  T.  S h u c hen g ,  X.  Xi , Z.   Na,  "Cont rol   strat e gy of  en erg y  sto r age con v erter with   DC  m achine char acteri s ti c s , "   High  Vo ltag e  En gine e r ing vol. 44,  pp . 1 19-1 2 5 ,   2 018 .   [24]   S .  R.  H u n t ., " C al ib ra t e d sli p   d i rect  curren t  (D C)  machi n e," ed:   Goo g le P a t e nts , 2 017.   [25]   J.  A.  M e lk ebeek. ,  "M od elling   an dy nam i b e h a vi our  of  DC  m a ch in es",  in  El ectrical  M a ch in e s  a n d   D r i ves ,   ed: S p rin g er,  pp.  57 7-5 8 9 ,   20 18.  [26]   J.  A .  M e l k eb eek.,   "DC co mmu ta t o m o t o r d r i v es " ,   in   Elect r i ca M a chines  and  D r ives,   ed : Sprin ge r ,   pp.  34 5-3 54,  2018 .   [27]   J.  A.   M e l k eb eek., "Basi c s  of  con t ro ll ed elect ri cal d r i v es,' in  El ectr i cal   M a c h in es an Drives , ed: Sp r i ng e r ,    pp .  44 3-4 58,  2 0 18 .   [28]   J. A.  M e l k ebeek ., "Sm a ll elect ric  m achin es   and   thei r p o w e r el ectro nic  con t rol", in  Elect r i ca l M a chi n es  a nd D r i v es,   ed: S p ri ng er pp.  45 9-4 7 1 ,  20 18.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
          IS S N : 208 8- 869 4   Int J  P o w  E l e c  &  D r S y st   V o l .  11,   N o .  1, Mar  202 0 : 44 – 45 0   45 0 B I OGRAPHIES OF  AUTHO RS      K h ali d   G .   M oham m e d A s sist   P r of. D r . E n g i n eer res e arch er in  elect rical p o wer eng i neeri n g ,   m achi n desi gn  and  p o wer  electro ni c dri v es.  He  has  com p leted   hi P h D  in  Univ ersit y   Tenag a   N a tio nal,  K u a l a-Lum p ur, M a laysia 20 15.   His pra c t i cal exp e rience si nce  1 9 9 3  was f o cu sed o n   rep a irin g an d mai n t e n a nce d i ff e r en t elect rical   m achin es i n  i ndus tri a f acto r ies .  Aft e th at he   co mp let e M . S c .   i n  Bag hdad  Un iv e r s i t y , Iraq  2 0 05 .  He has been  work in i n   m a nag i n g  and  t eachin g sin ce 20 06  in th e co l l ege of  e n gi neeri ng, Di ya l a , Iraq.        J a bbar A l -F a t t a h grad uat e d f r o m   Un iv ersit y  of  L eeds   an d receiv e d his B.S c E ng.  (H on s) in   2 0 0 5 ,  M. S c Eng.   f r om   U n i v ersiti M a laya (2 010) and h i s   P h . D .   in el ec t r ical  en gineeri ng (2 017 fr o m  Un iv e r s i t i  T e na g a  N a sion a l Du r i n g   th e  y ears 20 06  – 20 10 ,  he w o rked  as an en gi neer  i n v o lv es  sit e  i n stall a ti on , m a intenance,  and   con v e r t er system s.  His  m a in  interests included  power   el ectron i cs  and  renew a ble  energy  sy s t ems.            M o ham m e d Rey a s udi n Basir  Khan is  a res earch e r ,   senior  l ecturer an d po st gradu a te coo r di nato at  Uni v ersit y  of Kual a Lu mp ur,   Mal a ys ia.  Cu rre ntl y ,  he is  wo rk ing  on m i cro-g r id co nt rol s  and   en ergy m a n a ge m e nt  syste m s. H i s res e arch  in terest  in c l u d es H y b r id   Ren e wab l e En ergy   S y s t em,  M i c r o - gri d   S y s t em Bu il d i ng  A u tom a ti on  S y stem,   Auto no mous  T echn o lo gies  and  E n erg y   M o nit o ri ng  and   Harves ti ng  D e vi ces. H e  gradu a ted  with a B. Sc .  En g. an d P h D  in   El ectrica E ngi neeri ng  f r o m   Univ ersit i  Ten a ga  Nasi on al  (UNITEN i n  2 0 1 1   and  2 016 respect ivel y.  He   ha s e ven years of   re s e arch t eachin an d a d m i nistration   exp e rien ces     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.