In te r n ation a l Jou rn al  o f Po we r  Elec tron ic s an d   D r ive S y stem  (IJ PED S )  V o l.  10, N o.  3, S ep 2019,  pp.  1 4 1 9 ~1 4 2 6   ISSN: 2088- 8694,  DOI :   10.11591 /ijpeds. v10. i 3.pp1419-1426          1419     Jou rn a l  h o me pa ge :  ht tp: //i a e score . com / j o u r na l s / i n d e x . p hp/IJ PED S   A piecewise affi ne PI controller  for bu ck converter generated  DC moto r       Moh d   I k h mil  Fadz riz a n  Moh d  Han i f ,  Mohd Helmi S u id , M o hd A sh r a f  Ah m a d   Facul t y  o f  Elect r i cal  a nd Elect ronics Engineering , Uni versiti  M alaysi a P a han g ,  Malays ia      Art i cl e In fo     ABSTRACT  A r tic le hist o r y :   R e c e i v e d  Sep  2 9 ,  2 018  Re vise d Jan  1 6 , 2019   Ac ce p t ed  M ar1 3 ,  2 019      Th is   p aper  p res e nt s  a  new   Pi ecewi s e  A ffi ne  P rop o rti o n a l-In teg r a l  ( P A - P I )   con t ro ller  f o r   a n g u l ar  v el ocit y  t r ack in g  of   a   b u c k  con v ert e r  g e nerated  DC   m o t o r .  A  S a f e   E x p e r i m e n t a t i o n   D y n a m i c s  ( S E D )  a l g o r i t h m  i s   e m p l o ye d   a s   a   dat a -driv e n  op timi zati o n   t o o l   t o  fin d   t he  o p t imal   P A - PI  c ontro l ler   param e ters   su ch  t h a t  th e  i n t e gral  s quare  o f  error  and   i n p u t   are  redu ced.  T h e   e s s ent i al  f eatu r e  of   t h e   P A - P I   c ont ro ller  i s   t h a t  t h e  param e t e rs   o f  p r opo rtio na l  a n d  i n t e g r a l  g a i n s  a r e  a d a p t i v e   t o  t h e  e r r o r   v a r i a t i o n s  a c c o r d i n g  t o   th e   P i ecewis e   Affi ne  ( P A )  f uncti on.   M o r eov e r,   t he  p ro po sed   P A   f u n ctio n  is   e xp ect ed  t o   pro v i d e  bett er  c o n t r ol  accuracy   t han  th e  o t h e r  ex istin g  vari abl e  s t ruct ure  PID   con t ro ller.   In  o rder  t o  verif y   t he  e f f ecti v en ess  of   t he  P A - P I   c ontrol ler,   a   wi del y   k nown   bu ck  c onv erter   generat e d  D C   m ot or  i s   con s i d ered.   T he   perf o r man ces  o f  the  pro p o s ed  c o n tro l l e r  are  o b s e rved  i n   t e rms   o f   t h e  integral  sq uare  o f   error  and   i n p u t,   a n d   t he  r es po nses   o f   the  ang u l a r  v e l ocity  a nd   d u t y  rati on   i nput.   T h e   sim u latio n  results   v erif y   t h at  t h e   p rop o s e d  P A - P I   c on tr o l le r   yi eld s   h igh e r  con t rol   accuracy   t han   th e  ot her  exi s t i n g   c on tro l l e r s  of  b u c k  con v ert e r  gener a t e d  D C   m o t or. K eyw ord s :   Piec ewise  Affine  P r o p o r tio n a l- Integral  Buc k  c on ve rter  D C m o t o r   S a fe  E xperim e nta t io n  D ynam i cs ( S E D )       Co pyri gh t © 2 019 In stit u t e  of Advanced  En gi neeri n g  an d  S c ien ce.   All  rights   res e rv ed.  Corres pon d i n g  Au th or:   Mo hd  A s hraf A hm ad,     F a cult y   o f   E l e c t rica l   and  E l e c t r on ics En gi nee r in g,  Uni v ersi ty  M al ays i a  Paha ng,   P e kan,  266 0 0 , P a ha ng, Ma l a y sia .   Em ail:  ma shr a f@ ump. ed u.m y       1.   I N TR OD U C TI O N   Rec e n t l y,   v ar ious  a p p lic a tio ns,   such  a s  ro bo tic   m ani p u l a t or ,  dr on e s ,  c o n v e yor  b e lts,  and  e l e c tr ic   cra n es,  r e quire  a   h i g h  pre c is ion  D C   m o t ors .   M e a nw hi le,  t h er e  ar e  large   numbe rs  o f  st a ndar d   p u l se   w idt h   modu la ti o n   ( P W M)   a ppl ica t i ons   f or  D C  m o t o r   e x ecu t i on.  N eve r the l ess,  t hi s  t e c h ni q u e  d e gra d e s   t he  p re cis i o n   mo t i on   o f  t h e   DC   m ot o r   o wi n g   t o  in t r ac t a b l e   swit c h in g  st rat e gy  t h a t   r e s ul tin g  t o   j e r k   resp on se  i n  th e  vo lt age  and  curr ent  of the  D C  motor  [1].   A s  a   s o lu ti on  t o   th e  p r obl e m ,  a   D C -D C buc k   c o nve rter i s  ad o p te d t o  prov i de  a  sm oo t h   t ra ck in g  mo ti o n   o f  t h e  DC  m o t or.   In  p art i cu lar ,   i t   can   t rack   t h e   r eq ui re d   t r aj ec to ry   o f   b o th   a ng ul ar  vel o c i t y   a n d   p osit i o n  tra j e c t o ry  t hro u gh  reg u la t i n g   a n  in p u t  vo ltage   onl y.   I n  othe r  w o rds,  t he  s elec t i on  of  go o d   c ontr o l  s c hem e   i s  ve ry  i m porta nt  t o  pr ov ide   a   hi g h   p r ecis i o n   o f  m o ti on of  t he   D C  motor  fe d  by  t h e   D C - D C  buc k  co nv erte r.  To  t he   b es t  o f   our   k n o w l e d ge,   a  variet y  of  a ppr oa ches   h a v e  be e n   p r o p o se d  in  r eg ula t in g   buc k- con v er t e r  ge ne rated  D C   m oto r .  F i r s tly,  a   fee dbac k   c o n tro l l e r   w i th  e ne rg y   shap i ng  a nd  d a m p i n g  i n jec t i on  [2 ]   is  u se d   to   c o n t rol  a  4 th   o rde r   m ode l  o f   b u c k   co nver t e r   g e n er ated  D C  mo t o r.   N ext,  a   f la t ness  based  m e thod  i s  ado p t ed  f or   a n g u l a r   v e l oc i t y  trac k i n g   o f  t h e   D C   m ot or   f e d   by  t h e  D C -D C  b u c k   c o nver t e r   i n  [1],   [ 3]  a nd  [4] .   H e r e ,  t h e   co ntr o l l er  d esig n  i n   [ 4]  i s  der i ve d   from   t he  s im p l i f i ed  2 nd   o r d er  m ode l,   w hi l e   t he   c o n tro ller   i n   [ 1]   and  [3]   a r e  de rive d  from   t he   4 th   o rder   m od el.   M o re over,   a   s l i d i ng  mo d e   c on tro lle r  w i t h   d e l ta   m o dul at i on  base d G P I   is repor ted  in [5].   In  p a r t i c ul a r , t he  s i m pl if ie d   mat he ma ti c a l  m o d el i n [4] i s  appli e d . Further more, a   bac k ste p pi n g   c on tro l l e r  w ith  n o n -ada p t i v e  a n d   ada p t i ve   m ec han i s m s   i s  d e si gne d  base d  on   4 th   o rd er  m o d el  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2088- 8694  Int J  P o w   El e c  &  D ri S yst ,  V ol.  10,  N o.  3 , S e p   2 0 1 9  :   141 9   – 1 426  1 420 [6].   T he ir  w or k  c l aim s   t hat   t h e   a d ap t i ve   m e c ha nism   i s  s i g n i f ica n t   i n  i m p r ov in g  t h e  c ont rol  per f orm a nce   eve n   w ith l oad tor q u e   v a r iat i ons.   O t her   c o ntrol s t r a teg i es of  D C  mot or fe d  b y  D C -D C bu c k   c on v e rter   a r e  LQ R  an d   PI   c ontroll ers  [7],   t wo-stage  c on t r ol   w i t h   di ff ere n ti al   f l a tn es s  [8],   H ∞  co ntroller   [ 9 ],   r obus t   cont r o l   law  with  ac t i ve  d istur b a n ce  reje ct i o n  [10],   neur al ne t w o r k  con tro lle r  [1 1],   and  hy b r id P I w ith F uzzy  c on tro l ler  [12].   Base d   o n   t he  s ta t e d  co n t ro l  sc hem e s,  m ost  of  t h e   c o n tro l l e r   tec hn i ques  have  e m p l o ye d  t h e  m ode l- base d  c o n t r o l  s c he me s,   w hich   a re   s ynthe siz e d   b ase d   o n  t h e   2 nd  o r   4 th  o r d e r  m o d e l .  N e v e r t h e l e s s ,  i t   i s   h a r d   t o   em plo y  t he c o n tr olle r  de r i ve d fr om   t he mo d e l  i n  re a l   e xp erim ent   o f  bu ck -c on v e rt er  g e n e r at e d   D C  mot o r  pl an t  ow i ng  t o   s om e  j u st ifica t io ns .  These  are   th e  unm ode l e d  dy na mic  p ro bl em s,  i na ccur a cy  o f  t h e   s i mpl i f i e d   m ode l,  a n d  m as s i ve ga p  be t w e en  r ea l  app l ic ati o ns  an d   c o n t r ol t h e o r y .  Th en c e ,  a  d a t a -d riv e n   co nt roll er,  wh i c h  is  d er ive d   fro m   the  ou t put  a nd  inp u t  dat a   o f  th e   pla n t  i n   t he  a bsen ce   o f   a n y   kn o w l e dg e   of   t h e   p l a nt,  ma y   bec o me  a  p ro m i si ng i d ea . Me a nw h ile,   the   da ta-dri ve n P I D c o nt r o l   s chem e i s  mos t l y  pre fer r ed an d  e s t a b lis he d   c o nt roll e r   s t r u c t u re  o w i ng   t o   it s  si mp li c i ty   i n  d e si gn   a nd   easy   t o  be  i m p le me nt e d   [ 13].  More ov e r ,   th e  c o n t r o l   ac cura cy  o f   t h e  sta n da rd  P ID  c o n tr ol  s chem e  ca n  be  e n h a n c e d   b y   upgr a d i n g  it  t o   n on line a r  P I D   [1 4]–[ 19] .  Th e r efo r e,  i t   is  s ign i fi ca nt  t o  a sse ss  t h e   e f f ec t i v e n e s s  of  t h e   d a t a- dri v en   n on l i n ear   P ID  c o n t rol l er  f or   i n p u t   trac k i n g   o f t h e  ang u l ar  v el oci t y  of  DC m otor  f e d  b y t h e  DC-DC b uc k-c o nv erter .   The   pa pe r  pr e s en ts  t he   d a t a - base d  P i e ce- w i se   A ff i n e   P I   c ontro l l e r   f o r   i npu t  t r ack ing  of   a n gul ar   vel o c i t y   o f  D C   m otor  f ed  by  the  D C - D C  b u c k  co nve r t e r .   S p e c ifica l l y ,   t h e  P i e c e w i s e   A f f i n e  P I ,  w h i c h   i s   i n   the   fam i l y   o f  var i a b le   s tr uct u re   P ID,   is  e x p e c te d  t o   p ro v i de   b e tt e r   c ontro l   ac cu ra c y   t han   t h e  si g m oi d  b a sed  P I D   in  [ 19] .  This  i s  be ca u s e   our  p ro p o se d  var i a b le  s truc t u re ,  w h i c h  i s   i n  a  p i e c e - w i s e   a f f i n e  f o r m ,   i s   m o r e   gene ra l  a n d   n o t   r estr ict   t o   t he   s i g mo id   f un c t i o n.   T henc e,   i t   pr o f fer s   h ig h   pos sib i l ity   t o  e nha nc e  the   c o nt r o l   ac cura cy by  usin g  t h e   t i me -var y i ng P I  gai ns ac c ord i n g  to  th e   c h a n ges   of  a ng u l ar  ve l oc ity  e r r o r   w ith r e s pect   t o   the  op t i m a l  P i e cew i s e   A f fine   f u n ct ion.   M or eover ,   t he  s t u d y   i n  [ 19]  d oes  no t  inc l u d e s   a n  ex pl ic i t   d e s c r ip tio n   of  d ata - drive n   c ontro ller   tu n i n g ,  w h i l e  i n   t hi s  st u dy,  a   c om ple te  d ata - d r ive n   c o n tr ol  s yn t h e s i z e  is  s how n.  Spe c ifica l l y ,  a   safe   e x p er i m enta tio n  dy na m i c s   ( SED )   a lgor it hm  [ 2 0 ]  i s   e mplo ye d  t o   o b t a i n  the   P i ec ew is e   A f fine   P I  ga in s  t h a t   m inim iz e  t h e  a n g u l a r   v e l oc ity  e r r or.  The  S ED   a l g o r it hm  i s  w i de l y   e s t a b lis hed   to  b e  a   sign ifica n t  o p t imiz a tio n  t o ol   o w i ng   t o  i t s  c a p ab i l i t y   i n  so lv i n g  v a rie t y   of   opt i m iz a tio n  p r ob l e ms   w i t h   f a s t   con v er ge nce   s p eed   e ve n  for   lar g e  n u m b er  o f  pa ram e te rs   t un i ng  [2 1]– [ 25] .  N e xt ,   th e   pro p o s ed  d a t a- based   P i ec ew ise  A f fi ne  P I  c o n t r o lle r   desi g n   i s  veri fie d   t o  a   w i de l y   e s t a b l i she d   m ode l  of  b uck - c o n v erter   ge n e r a ted   D C   m o t or   [ 1].   The   c o n t ro l  p e r f orm a nc es  o f  the   P i e ce- w i se   A ffi ne   P I  con t r o l l e r  b a sed   SED  a r e  an aly z e d   i n  term s  of  d u t y  cycle  i n p u t   e n e r gy  a nd  a n g u l ar  v e l oc i t y  tra j e c tor y  trac k i ng .   Lastl y ,  a  pe rform anc e   c omp a riso n   betw ee n  the   P i ece w i se  A ffi n e   P I   c ontro ller  b a se d  S E D   and  the  c o n v e n t i o n a l   P I  [ 7 ]  a n d  t h e  s i g m o i d  b a s e d   P I   [1 9]  i s  prese n te d.      2.   B U CK  C ONVE R TER GEN E RAT ED DC MOTOR   Th e co mpl e t e   4 th  orde r  m athem a tica l  m odel  of  b uc k c o n v erter   gene rate d   D C  m ot or   ,   w h ich  is  t a k e n   f r om  [1],  is   g iven by    D C B A H  ( 1 )     wher e     . 0 , 1 0 0 0 , 0 0 0 , 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 D C L U B J K L K L R L C C L L R A e M M M E M M M L     The  de tai l e d  of   the  varia b le s  o f  the  p l a nt i n (1)   is gi v en  i n  T a b l e   I .   N o te   t h a t   th e   i n p u t  u ( t ) of the  p l a n t   i s  a  du ty  r ati o   ] 1 0 [ , δ , wh i l e  t h e  a ngul a r  v e l o c i t y   ω  i s t h e o u t pu t   of  th e  p l a nt   y ( t ).   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       A piecewi se affine PI  contr o ller  f o r  buck  convert e r gener a t e d DC mo tor (Mohd Ikhmil   F.  Mohd Hanif)  1 421 T a bl e 1 .  Va r i a b l es o f bu c k  c on v e r t er g en e r at ed  DC   mo t o r  V a ri a b l e s   Sym bol   V a l ue  U nit  Ind u c t or  o f  DC  m o t or  L M   8. 9× 10 -3   H  Re sistor of DC  mo t or  R M   6  O h m   El ect r o ma g n e t i c s o u r ce  K E   0. 051 7   V s /ra d   Ta c hoge n e r a tor  g a in  K M   0. 051 7   Nm /A  Mo me n t  o f   in er t i a  J M   7. 95× 10 -6  K g - m 2   Inp u t volta ge  U e   24   V   Ind u c t or  L  1. 33× 10 -6  H   Re sistor  o f  c o il  w i ndings   R L   0. 2  O h m   Ca p a c itor  C  470× 10 -6  F       3.   PROB LEM  F ORM U LAT I ON  F i gur e   1  sh ow s  the  P i e cew is e  A f fi ne  P I  contr o l l er   ( P A -P I)   f or   b uck  co n v er t e r   gene r a te d  D C   m otor .  Here,   t h e  sym b ols  r ( t ),   u ( t ),  y ( t )  and   e ( t )  ar e  t h e  des i red  a n g u l ar  v e l oc it y  trajec to r y ,  t h e  co n t rol   in p u t,  t h e   a c tua l   a n g u l ar   v e l oc i t y  r e spo n se,   an d  t h e   er r o r   betw ee n  de si r e   an d  ac tua l   a ng u l a r   v e l oc i t y ,   r e spe c t i ve l y .     T h e   pla n t  H  is   de f i ned   a s   t he  b uc k  c o nver t er  ge n e r a t e d   D C  m o tor   s y s t em   a s   p r e s ente d i n   t he  pr e v i ous  sect i o n.  The   P A - P I   c ont r o l l e r   i s  e xpr essed  by     s t I t P s C ) ( ) ( ) (  ( 2 )   wh ere  , w t e w , w t e w , w t e w w t e M c w t e M c w t e M c t P P l P l P P P P P l P l P l P P P P P P ) ( ) ( ) ( if if if ) ) ( ( ) ) ( ( ) ) ( ( ) ( 1 2 1 1 0 1 1 1 2 1 0 1 0  ( 3 )     wh ere  ) 2 1 ( ) ( ) ( 1 1 l .. ., , , k w w / c c M P k P k P k P k P k  a r e  t h e  s e g m e n t   s l o p e s ,   R ) 1 0 ( l ..., , , k w P k  a r e  t h e  g i v e n   i n p u t  p o i n ts  f or   t h e   g ain  P ( t )   sa t i sf y i ng   P l P P w w w 1 0   a n d   c o n n ect i ng  t h e  l i n e   s e g m e nts ,   a nd  ) 1 0 ( l . .., , , k c P k   a r e   t h e   o u t p u t   p oin t s  c o r r e s pond i n g   t o   e a c h   i n put   p oin t .   F o r  s i m ple   n o t at ion,  l et   d efi n e   T 1 0 ] [ P l P P P w w w w .   Th e   i llu stra t i on of t h e  pie c e w i s e  af f ine   f u n c tio ns  fo r   t h e  ga in  P ( t )  i s  s how n i n  F ig ur e   2 .  I n   t h i s  s t u d y ,   i t  i s   a s s u m e d   t h a t   P ( t )   i s   o n e -to - one   m a p   t o  e ( t )  an d  P ( t )  =   0   if   e ( t )  =  0.  T h e n ce,  0 0 P c   for   0 0 P w .  Not e   t ha t   a   si mi la r   pie c e - wi se   a f f i n e  f u nct i o n   i s   ap pl ie d  to  int e gr al   g ain   I ( t ) .  N e x t ,  t h e  c o n t r o l   pe r f or m a nc e  assessme n t  f o r   th e  c ontr o l  sy st e m   b lo c k   d ia gr am   i n  F i gur e  1  is  g i v en  b y           F i gur e   1.   C o n tr ol  s ystem   b l oc k   dia g r a m  of  buc k  c o n v e r ter   gene r a ted  D C   m otor     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I S S N: 2 0 8 8 - 86 94  I n t   J Po w   Elec  &  Dr i  Sy st,  Vo l. 1 0 ,  No . 3 ,   S e p   2 019   :     1 4 1 9   –   1 426  1 422     F i gur e  2.   P i e ce w i se   a f f i ne  f un cti o n  for   the  ga in  P ( t )      , ) ( ) ( )) ( , ) ( ( 0 0 2 2 2 1 f f t t t t dt t u dt t e t I t P Q  ( 4 )     Where  t 0  ∈0 ∪  R ,   a nd  t f   ∈  R + .  Note  t h a t  th e  ti m e   i n t erva l  [ t 0,   t f ]   co rres p ond s  to  t h e   p erio d   for  th e  pe r f or m a nc e e v al ua ti o n .   The   symb ols   ꞷ 1  a n d   ꞷ 2   c or r e sp on d  to w ei g h t i ng  coe f fic i e n ts,   w h ic h ar e   g i ve n   by t h e   d e si gn e r .  Th e  f i rst   t e r m   i n  (3 )   co rres pon d s   t o   th e   t r ac ki ng   e rr or ,   w h ile   t he   s ec on d   me ans  the   c o nt r o l  i n p u t   en e r g y .  H e r e ,  t h e  v a lu e s   o f   ꞷ 1  a n d   ꞷ 2   a r e  s e l e c t e d   i n   a  s i m i l a r  w a y   t o   t h e   s t a n d a r d  L i n e a r   Q u a d r a t i c   Re gu la tor  (LQR) pr ob l e m.  F inal ly,   the  pro b l e m   statem ent i s  de s c r i be d  b y :  Pr ob lem   3. 1.   C ons i d er   t he  c on tr o l   s ys tem   bloc k  dia g r a m   in   F ig ur e   1.   T h e n,   f ind   th e  P A -PI  co ntro ll er  C ( s )  in   (2 )   su ch   t h a t  th e  control  p e rfo rman ce  a sses s men t   Q(P(t),I(t))   i s  m i nim i z e d  bas e d  on  t h e  u ( t )  and  y ( t )  d a ta.   Rema rk   3 .1 .   T he  p r o p o sed   P A - P I   con t r o ll er   i s  e x pec t e d   t o  pr o duce   b e t t e r   c o n t r o l  perfo rman ce  f rom  o u r   pr e v i o us  v er s i on  of  s i g m o i d   b a s ed  P I   in  [ 19] .   Thi s   i s  be cause  t he  n o n l i ne ar   P I   gains   in  t he   pr o pose d   P A - PI   a r e   not   r estr i c ted   t o   o nl y  si gm oid- base d  f unc t i o n .   T h ough   i t   loo k s   t h a t   we  c a n   han d l e  ge ne r a l   cla s s   o f   n on l i ne ar   s u b s y s t e m s  P I   g ains  b y  a d o p t i n g   s o  m a ny  bas i s  f u nct i on s   (such  as  p i e ce- wise  a ffine  fun c ti o n s).      4.   PA- P I CONTRO LLE R  B A S E D  S A FE   E XPE R IMENTATI ON  DYN AMIC S  In  t h i s  sec tio n,  t he   m ai n  s o lu t i o n   o f  the   P r o b lem   3.1  is  e x p l a i ne d.   F ir st ly ,   an  o ver v iew   of  t he  S af e   Ex pe r i me n t a t i on  D ynam i c s   ( S E D )   a lgor i t h m   i s  pr esen te d.   S econd l y ,   it  is   s how n  o n   how   t o  a ppl y t h e   S E D   for   tu n i n g   t he  p a r a m e t e r s  of   P A -P I   such  t ha t  t h e  c ontr o l  per f o r m a nc e s   i nde x  i n   ( 4)   i s  r e duc e d .     4. 1.   Ov erv i e w   o f  sa f e e x pe ri me nta t i o n dy na m i cs  S a f e  E x p e r i m e n t a t i o n   D y n a m i c s  ( S E D )  i s   a   g a m e  t h e o r e t i c  m e t h o d   t h at  d ef in e s   e ac h  e l eme n t   o f   t h e   de sig n   v ar ia bl e   a s   a   p l a yer   [ 2 0] .   H e r e ,   the  r a nd om  m oti on  of  e a ch   p l a y e r  i s   d ec id ed   b ased   o n   p r e - d e t e rmi n e d   pr oba b ili t y  suc h  tha t  an  o p tim al  goa l or   d esi gn  var i a b l e  is a c h ie ve d,  w hic h   c or r e spo n d s t o  the  m in im um  v a l u e   of   t he  l oss  f u nc tio n.   I n  par ticu l ar ,   l e t  the  opt i m iz at ion  pr o b l em   i s  give n  by     ) ( mi n x x  L n R  ( 5 )     wh ere  x   ∈  R n   i s  t h e  de sig n   v ar i a ble,  a n d   L :R n  → R   i s  de n o t e d   b y  th e   lo s s   f unc tio n.   T he  S ED   a lg or i t hm  i t e ra t i v e l y   upda t e s  x   ∈  R n   u s i ng  the   u pda te d  law     , E r , E r x r λ - x f τ x i i i 1 1 2 if if ) ( ) 1 (  ( 6 )     fo r  τ   =  0,  1 ,  …  wher e  r 1   an d  r 2   ar e   i nde pe nd e n t  r a ndom   num ber s   w h i c h   u n i f o r m ly  d i s t r ibu t e d   b e t w ee n  t h e   r a nges  o f   [ 0,   1 ] ,   E   i s  a   sc a l ar   t ha t  de fi ne s  the  pr oba b i l i t y  of  u s i n g   t h e   n ew   u p d a te d  des i g n   v ar i a ble,   λ   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       A  pi e c e w ise  a f f i ne P I  c ontr o l l e r  for b u ck  c o n v erter ge ner a te d D C  m o tor  (Mo hd I k hm i l  F.  Mohd H a n i f)  1 423 repr esents the  ste p  size   g a i n of t he  de s i g n v a riab le,   x i  is   th e  i -t h   el emen t   o f   x   ∈  R n ,  x ̄ i  is   the  i - t h elem e n t o f   x ̄   ∈  R n ,  and  x ̄   ∈  R n , i s  d en ot ed  a s t h e c u rre n t   b e st  d e s i g n   v a ri a b l e  v ec t o r. In   (6 ) ,   the f u nct i on  f  i s gi ven b y     , x r λ x , x r λ x x , x r λ x x r λ x x f i i i i lo 2 up 2 lo up 2 lo 2 up if if if ) (  ( 7 )     wher e  x up   and   x 1o   a r e   p re -define s   u ppe r  a n d   l o w e r   bou nd   v a l ue s  of  d es ig n  varia b l e,   r espe ctive l y.   T h e   impor ta nt  f ea t u re  o f  S E D   is  t ha t  it  can  p ro vi de  a   s ta b l e   c onve r ge nc e  due   t o  its  c a p a b ili t y   t o  ke e p   t h e   b e s t   des i g n   v a r ia bl e  d u r i ng  the   t u n i ng   p ro c e ss.  M or eo ver ,   t h e   S ED   u s e s  a  f i x e d   i n t e r v a l   s t e p  s i z e ,  w h i c h  i s   in de pen d e n t   of  t he   n um ber  o f   iter a t i o n s.   T he refore,   it   w i l l   b e  use f ul   d a t a-d r i v e n   o p t imiza tio n   to ol   f or t he   c ase   when  d i s tur b a n ce s  or  uncer ta int i es  o r  st oc ha stic  d e l a y   o ccur   d u ri n g   the   t uni ng   p ro c e s s .  In   t hi s  stud y ,   t h e   pro pose d   S ED   a lgori t hm   t e r m i na t e s  us i ng  pre - spec ifie d  st op p i n g   criteri on  τ ma x   w it h  t h e   s o l u tio n  ) ( min arg )} 1 ( ) 1 ( ) 0 ( { x x x x x x L * τ ..., , , .    4.2.   A p p licat ion   of S ED to tu n e  PA - PI  c on t r oller   I n   t hi s  sec t i o n,  i t   is  d esc r ibe d   o n  h o w   to   e mplo y  the   S E D   a l g o r ithm   in   S ec t i on   4 . 1   f or  t un i n g   t h e   pro pose d   P A - P I   c ontro l l er  o f  buc k  c o nver t e r   g ene r ate d   D C  m o tor .   I nit i a l l y ,  t h e  des i gn   v aria bl e   w ith   r espec t   to t he  P A - P I   c on tro l l e r ga ins  is  d efi n ed  b y     T 1 1 ] [ I l I P l P c c c c υ  ( 8 )   wher e  ρ R υ for   l ρ 2 .  N e xt ,   a  l ogar i t h m i c   func t i o n   i s  ut i l iz e d   f or  e v e ry  e l e me n t   o f ρ R x   t o  prov ide   a   fa st  d e s ign   va ria b le   s e a rc hing.   I n   p a rt icu l ar,   th e  ne w   set t i ng  o f   t he  d e s ig n  va riab le  i s  T T 2 1 ] 10 10 10 [ ] [ 2 1 ρ x x x ρ υ υ υ   w it h  the   loss  func t i o n   ) ] 10 10 10 ([ T 2 1 ρ x x x L .  Lastly,  the  step- by-s t ep pr o cedure to apply  t he S ED a l gor ith m   to PA - P I  c ontr o lle r is sta te d  as foll o w :     St e p   1 :  S et  t he  ini tia l  desi g n   v ar i a bl e   x (0)   with pre -specified  τ ma x   a nd  i i υ x log for   i  =  1 ,   2 ,  … ,   ρ .   Select    St e p   2 :   E xecut e   t he S ED  a lgor i t hm  in ( 6 ) by  set t i n g the   de si gn va r i ab l e w i t h   υ  in (8)   and  L  :=   Q .  St e p   3 :  Af t e r   τ ma x   i t e rati o n s, obta i n  t h e   o p t ima l   d es ig n var i a b l e   ρ * R x  a nd app l y to  C ( s )  i n   ( 2 ) .       5.   NUMERICAL RESULTS    I n   t his  sec t ion ,   t he  e f f ec tive n ess  of  t he  p r opose d   P A - PI  c on tro ll er  b a s ed   S ED  i s  p r ese n t e d .   T he  mode l  of  t he  buc k-c o n v e r ter  gene rate d  D C   m otor  i n  (9)  is  u sed.   The   de sire d  a n g u la r  ve l o c ity  u sed  in  t his  nume r ica l   e x a m p l e   i s  b a sed  on  t h e  ta nge nt  h y p e r b o l i c   f un cti o n  f r o m   [1 9 ] .   The  des i gn  va ria b le  o f  P i e c e w i se  Af fine  P I   controll er  C (s)  is  g ive n   i n  t h e  sec o n d   c o l umn   o f   T ab le  II  w i th   T ] 15 12 9 6 3 0 [ I P w w   and  0 0 0 I P c c .   O u r  aim   i s   t o  ob t a in  t he  o p tima l   ρ R υ   t hat   mi ni mi z e s   th e   lo ss  f u n c ti on   Q   i n   (3 )  f o r  10 1 ω ,  1 2 ω ,  t 0  =  0 ,   t f    =  0.25  a n d  τ ma x   =   1 0 0 0 .  The  c o effic i e n t s   o f  t h e  S E D  ar e  set  a s   E  =   0 . 7  a n d  λ   =   0.01   w i t h   x up  =   3   a n d   x lo   =  - 3 .  N o t e   t h a t  t h e  i n i t i a l  d e s i g n   v a r i a b l e  i n   T a b l e   I I  i s   s e l e c te d   base d  on   t he  v al ues   of  c on ve nt ion a l   P I   c ontro l l e r   i n  [7] .   F or  e xam p l e ,  the   v a lue  of   t h e   p r o p o r t i ona l  ga in  f rom   [7] ,   w hic h   i s   0.00 6 9 ,  is  m ul t i p lie d w i th  w P   t o o b t ai n t h e  fi rst fi ve  v al ues  o f  ve c t or  υ (0)   in the  c o l umn  4   of  T able  II.  The   o p t im a l   d esi gn  varia b l e   ρ * R υ   i s  ta b u la te d  in   T a b l e   2 .  Base d   on  the   obta i ne d  ρ * R υ ,  the  resul t i ng  P i ece w i se   A ff ine   fu nct i o n   f o r  the  pro port i ona l  a nd  i n te gral  g a i ns  c a n   b e  o b se rve d   i n  F i gur es  3   a nd   4,  r e s pe ct i v e l y.  N ot e   t h a t ,   the   pro port i ona l  g a in   r equ i re s  hi gh   m agn i tu de  o f  ga i n   f or  t he ang u l a r   v e l oci t y   e r r or   range s  0  –  3  a n d   1 3   –   15.   M ea nw h ile,   t h e   inte g r al  g a i n   requ ire s   h igh   m a gn it ude   o f  ga in  f or   t he   a ng u l ar   v e l o c i t y  e r r o r  b e t w e e n  0   a n d   3 .  I t   s h o w s   t h a t  b y   e m p l o y i n g  t i m e  v a r y i n g   P ( t )  and  I ( t )  g a in s  acc ord i ng   t o  t h e   cha nge s   o f   e rror,   it  w ill  o f fer   m o re   r oom s  for  t h e   c o n t ro l l e r   i m p rovem e nt.  More over,   F igure s   5   a n d   6   s how   the  r e s p o n ses   of  t he  a n gul a r   v e l oc it y  an d  t h e  du ty  r ati o   f or  t h e  P A -P I  contro l l e r   i n  com p ar is on  t h e   con v e n t i ona l   P I   a nd   S igmo i d -P I  contro l l ers.   N ot e   tha t ,  t h e  r e fe ren c e  i s   r epre se n t ed   b y   t h e   do t  b l ack   l i n e,  t h e   PI   c ont r o lle r  is  r e p rese nte d   b y   t h i c k   g r ey  line ,   t he   s igm o i d -ba se d  P I   c on tro l l e r  is  r epre se n t e d   by  t h e  das h   blac k  l i ne  an d   t he  P A - P I  c ontr o lle r is r epre se nte d  b y  t h e   th ick  bl a ck li n e.  In gener a l, the r espo nse s  c l a r i fy tha t   the  pro p o sed  P A -P I  base d  S E D   yi e l ds  b e t ter   a n g u la r  ve loc i ty   t ra j e c t ory  trac k i n g   w i t h  sl igh t ly  m i n imu m   duty   rati o t h a n  o t h er exis t i ng m e t h ods. S pe c i fical ly, from   t h e   m a gn i f i ed pic ture, th e   a ctual  r e sponse of  y ( t )  is  m uch  clo s er  t o  the   re fe renc e  r ( t )  t h an   o t h e r   c ont roll e r s.  S i m i l a rl y ,   t h e   r es po nse   of   d u t y   rati o   o f   the  PA-PI  controller   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2088- 8694  Int J  P o w   El e c  &  D ri S yst ,  V ol.  10,  N o.  3 , S e p   2 0 1 9  :   141 9   – 1 426  1 424 is  s li g h tl y  l o w e r   than  t he  r ece nt   s i g m o id  b a s ed  P I   contr o l l e r.   This  i s  s u p por ted  by  t h e  num er i c a l   a na lys i s  o f   the i n te gr al  s q u ar e  of  e rror   and  in p u t  as  t a b ula t e d   i n  Tab l e   3.   I t  i s   s how n  tha t   t he   v a l ue s  of  t he  i n t e g r a l  squ a re   of   e rror   and  inp u t  for  P A - P I   c o nt roll er are much lower than  o t h er con t r ol l e rs.       Tab l e  2. P A - P I  de s ign  varia b l e s  υ   PA -PI Pa r a m e te rs  x (0)  ) 0 ( 10 ) 0 ( x υ   x*   * 10 * x υ   υ 1   P c 1   - 1 .6 84 0  0. 020 7   -1. 0 1 8 7   0. 0958   υ 2   P c 2   -1. 3 8 3 0   0. 041 4   -1. 3 4 6 7   0. 0450   υ 3   P c 3   -1. 2 0 6 9   0. 062 1   -1. 3 8 8 7   0. 0409   υ 4   P c 4   -1. 0 8 2 0   0. 082 8   -1. 3 1 2 3   0. 0487   υ 5   P c 5   -0. 9 8 5 1   0. 103 5   -0. 9 7 4 2   0. 1061   υ 6   I c 1   0. 0757   1 . 190 4   1. 5 320   34. 033 8   υ 7   I c 2   0. 3767   2 . 380 8   1. 2 557   18. 018 3   υ 8   I c 3   0. 5528   3 . 571 2   0. 8 146   6 . 5247   υ 9   I c 4   0. 6778   4 . 761 6   0. 8 735   7 . 4739   υ 10   I c 5   0. 7747   5 . 592 0   0. 3 712   2 . 3505               F i gure   3.  The  r e s u l t i ng P i e c e w ise  A ffi ne  fu n c t i on f o r  the  ga i n   P ( t )      F i gure   4.  T he  r esu l t i ng  P i ec e w ise A ffi ne  f u n ct i on for   the   ga i n   I ( t )        F i g u r e   5 .   Resp ons es of t h e  an gu lar  vel o c i t y   y ( t )    F i gure   6.  R e s pons e s   o f  the   an gu lar   vel o c i t y   u ( t )        Ta b l e   3.  P e rforma n ce  com par i son  be tw ee n  P I  [7],   sigm oid  b a sed  P I  [19]  a n d  P A-P I  c ontro l l e r s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       A  pi e c e w ise  a f f i ne P I  c ontr o l l e r  for b u ck  c o n v erter ge ner a te d D C  m o tor  (Mo hd I k hm i l  F.  Mohd H a n i f)  1 425 C ontrolle r   P I   [ 7]   S ig m o id-  PI[ 19]   P A - P I   25 0 0 2 ) ( . dt t e   6.5190   0.027 8   0.0130  25 0 0 2 ) ( . dt t u   0.0156   0 .016 2   0.0161      6.   CONCL U S ION  Th is  p a p er  p re sen t s  a  P i e c e w i s e   A f fi ne  P ropor ti o n al-I nte g ral  (P A-PI)  contr o ller  b a sed  SED  f o r  buck  c o nv e r t e r  g e ne ra t e d   D C   m ot or.  It   j u s t i f i e s   tha t   t h e   P i e c e wi se  A ffine   P r op o r ti ona l-Inte gr al   ( P A - P I)   c ontr o l l er  has  i m pro v e d   t he  c o n tr ol  acc urac y,  i n  term s  of  t he   r esp onse s   o f   t he  a n g u l a r  veloc ity  a nd   duty  rat i o   i np ut,  a n d   t h e  int e g r al   s qu are   of  e rro r   a n d   i np ut .  In   p art i c u l a r,  t h e   P A-P I  contr o l l e r   b a s ed   S ED   i s  ab le  t o  c l ose l y   tra c k   the   desire d  a n gu lar  vel o c i ty   w i t h  sma l l   d u t y  ra ti o  inp u t .  Th is  fac t   i s  a l so  s u p p o r t e d   b y  th e  a n al ys is  o f  t h e  in t e gral  s q u are   of   e rr o r   a nd  i n p u t ,   w h e r e  i t   p ro duce s   s l i ght ly   sma l le r  va lu es  t ha n   the   c o n v en t i o n a l   P I  an d  the   sigm oi d  ba se d   P I   c ontro l l ers.   T he nce,   t h i s   fi n d i n g   j us t i fies  t h e   e ffe ct ive n e ss  of  t he   P A-P I   c on tro l le r  in   offe ri ng m o re gene r ic c l a ss o f   v ariab l e  stru c t ure  PID ,   r esult i n g  in  m or e prosp e cts o f   c o n t r ol ler  i m prove me n t .         ACKNOW LEDG E MEN T S  The   a u th or  w oul d l i ke  t o e x press his t h a nks  t o  t h e   Resea r ch  a nd   D eve l o p m e nt D e p artm en t un der   the  gran t  of RD U 1 80 3 1 3 7 .      REFE RENCES   [1]   F.  A ntr itter,  P .   M a urer,  and  J.   R eger,  “F l a t n ess   ba sed  control   of   a   b uck  co nv erter  dri v en  D C  mo to r, ”  in P r oc.   4 t h  IFA C  Sym p .  M echa t ro ni c Syste m s ,  Heid e l b e rg,   G e rm any,   pp.   3 6 - 41 ,   2 00 6.  [2]   J.  L i n ares-Fl o res  and   H .   S i r a - Ram i re z,   “ DC  m o t or  v elo c i t y   co ntr ol  t hr ou gh   a   D C - to -DC  p o we r  c o n v e r te r,”   in  P r oc .   IEEE 43 rd Con f . Deci s i on  Contr o l , A t l an t i s,  T h e   B ahamas, vo l . 5 , p p. 52 9 7 -5 30 2 ,   2 0 0 4 .    [3]   J.  L i n ares -Flores ,   “ Co nt rol  su ave  de  v elo c idad   d e  m o t o res   d e   C D   m ed ian t e  con v erti do res  d e   pot encia  CD/ C D,”   Ph.D . d i sserta t io n ,   Secci´ o n   de  M ecatr´ onica  d e l   Dep a rtam ento  d e  In gen i eria  E l´ ec tr i ca  del  C I NVE S TAVIP N ,  M e xi co  C ity ,   Mexi co,   2 00 6.  [4]   J.  L in ares -Flo res   and   H .   S ira-Ram i rez,  “ A   sm ooth   s t art e r  f o r  a  DC  m achi n e:   A   f lat n ess   based   appro ach,”  in  P r o c .  1 st  In t. Conf. Elect r.  Elect ro n .  En g . ,   A capu l co,   Mexi co,   p p.   5 8 9 -594,   2 0 0 4 .   [5]   J.  L i n ares -Flores  an d  H.  S ira-Ram i rez,  “ Sli d i n g   m o d e -del ta  m od u latio n  GP I  co ntrol   of   a   D C  mo to r  t h ro ugh   a   b u c k  con v erter, ”  in Proc.  2 nd  IFA C  Sym p .   Syst.,   S t ruc t . Co ntrol ,   O a xac a ,   M ex ico,   p p .   405 -409 ,   2 00 4.  [6]   H .  E l   F a d i l   a n d   F .  G i r i ,  “ A c c o u n t i n g   o f  D C - D C  p o w e r   c o n v e r t e r  d ynamics  in  D C   mot o r   velo cit y   a d a pt ive  con t rol,”  in   Pr oc.  IEEE  In t .  Co nf.  Contr o l  Ap pl. ,  M u n i ch,   G e rm any,   pp.   3 1 5 7 - 31 62 ,   2 0 0 6 .   [7]   R.M . T.  R aja  Ismai l ,  M . A .   A hm ad,  and   M . S.  R am li,  “ S peed   c o n trol  of   b u c k-con v ert e r  dri v en   D C  m o t o r  using   L Q R  and   P I :   A   com p arati v e  ass e s s m e nt, ”   i n   Pro c . Int e rnationa l Conf erence  on  In fo rma tion   Man ag e m e n t a nd  En gi neeri n g , pp .  65 1 -6 55 , 20 0 9 .   [8]   R.  S i l v a -Ort igo z a,  J .R.  Garci a -San chez,  J . M .   Alba -M art i nez,   V .M .  H e rnan dez-Gu zm´ a n ,   M .   M a rceli n o - Arand a ,  H .   Tau d ,  and   R.  B aut i st a-Quintero,   “Two -sta ge   c on trol  d e s ig n  o f   a   Bu c k   c on ve rte r /DC   mo to r  system  w ithout  veloc i t y   measur ements v ia a Σ -  Δ -mod u l a t or,”  Math.  Prob l .  Eng . , v ol .  2 0 1 3 ,   p p .   1-1 1 , 2 01 3.  [9]   M . Z. M .   T u m ari,  M .S .  S aeal al,  M . R.  G h azali,   a n d   Y .A.  W a h a b,  “ H-i n f in it y  with   p ol e  placem ent   c o nstrai n t   i n  LM I  regi on   f or  a   buc k - con v erter  dri v en   D C  m o t o r, ”  in  P r o c .  IE EE  In t.   Conf.   Po wer  En ergy ,   K o ta  K i n ab alu   S a bah,  Malaysia, p p.  53 0 -53 5 , 20 1 2 .   [10]   H.  S i r a-Ra mi rez  and  M . A.  O liver-S al azar,  “ O n  t h e  rob u st  c on tro l   o f   b u ck-co n v e rter  D C-m o t o r  co mb in ati ons,”   IEEE Trans. P o wer  E l ectron. ,   v o l .   2 8 ,   n o.  8 ,  p p .  39 12-3 9 2 2 ,   2 013.   [11]   O.  B in gol  a nd   S .  P ac¸aci ,  “A   v irt u al   l abo r atory   for  neu r al   n etw ork   co nt roll ed  D C  m o t o rs   b ased   on  a  DC-DC  bu c k   con v erter, ”  Int .  J .   E n g.  Educ. ,   vol.   28 ,  n o .  3 ,   p p.  7 1 3 -72 3 ,   201 2.   [12]   M . A .   A hm ad,  R.M . T.   R aj a  Ism a il ,  and   M.S .   R am li,   “Co n t r o l   s trat e gy   o f   bu c k   c on vert er  d riv e n  DC  m ot or:   A  com p arat iv e assess men t , ”   A u s t ral i a n   J .  B a si c  Ap pl .  Sc i . , vo l . 4 ,  no . 10 , p p.  4 89 3 - 4 9 0 3 , 2 01 0.   [13]   M . A .   A h m ad ,  S.  A zum a ,  an d  T.  S u g i e ,  “ P erf o rmance  anal ysi s   o f  m o del - free  P I D  t u n i ng   o f   M I MO  s y s t e m s   b as ed   on   s im ult a neou s  pert urb a tio n  stoch a st ic  a pp roxi m a ti on, ”  E x per t  Sys t ems  with  App l i c a t ions ,   vo l.   4 1,  n o .   1 4 ,   p p.   63 61 -637 0,   2 0 1 4 .   [14]   I.  B o i ko ,  “ V ariab l e-st ruct ure  PID  con t rol l er  f or  l evel  p roces s, ”  Cont ro l E ngin eerin g  Pra c ti ce ,   v o l .  2 1 ,  n o .  5 ,   p p .7 00 -70 7 , 2 01 3.  [15]   A.  At e s,   B . B .   Alago z ,   C.  Yerog lu ,   an d  H .   A li soy,   “ Si g m o i d bas e d   P ID   c ontrol ler  im p l em en t a tion  f o r  rotor  contro l , ”  Eu ro pean  Control  Confer e n ce  ( E CC) ,   p p . 4 58 -4 6 3 , 2 01 5.   [16]   M . R.  G hazal i, M. A .  Ah m a d ,  M .F.  M a t  J u s o f,  R .M.T.   Raja  I sm ail ,   “ A   dat a -dri ven   neu r oen doc ri ne-P ID  c on tro ller   f o r  u n d e ract uat e d  s y s t em   b as ed  o n  s a fe  e x p eri m entat i o n   d yna m i cs ,”  i n  Proc .  of   14 th  IEE E  Co llo qu iu m on  S i gn al   Pr ocessing and Its App licati o n s ,   p p .  6 1-6 6 , 2 01 8.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I S S N: 2 0 8 8 - 86 94  I n t   J Po w   Elec  &  Dr i  Sy st,  Vo l. 1 0 ,  No . 3 ,   S e p   2 019   :     1 4 1 9   –   1 426  1 426 [17]   M . A .  S h a m s e l d i n ,   M .   S a l l a m ,   A . M .  B a s s i u n y ,  a n d  A . A .   G h a n y ,  “ A   n o v e l  se lf- t un ing   fra c t io na l  or de r  PID  c o ntr o l   b a sed   on   opt im a l   m odel   re f e renc e  ad apti ve  s ys tem , ”  In t J P o wer E l ect ronics   &   Dr ive S y stem ,   vol.   10 ,   no.   1 ,   pp.  23 0 –   24 1,  20 1 9 .   [18]   P . V.  R am kumar,  M . S.   K alav ath i ,  “ F racti ona l   Orde r  P I D   Co nt roll e d   I n t erleav ed  B oo st   c o n v e rter  F ed  S hu nt  A c t i v e   Filt er  System,”   In ter n a t i onal  Jo ur na l o f   Power  El ectr onics an d  D r i ve System ,   vol.  9,  no.   1 ,   p p . 126-1 38,   2 0 1 8 .   [19]   M . A.  A hmad ,  R.M . T.  R a j a  Ismai l ,  “ A   d at a-driven  s igm o id -based   P I   c o n trolle r   for   bu c k -c on verte r   p o w e r e d   D C  moto r , ”   in  Pr oc.  of  I EEE Sympo s ium  on Co m p uter  App l ication s  and  I n dustr i al El ectron i cs ,  pp .  81 -8 6 ,   2 017 .  [20]   J . R.  M arden ,   H .   Yo ung ,   G .   A rslan ,   a nd   J .   S h a m m a ,   “P ayo f f   based   dynamics  f or  m ulti-pl ayer   w eakly  acycl ic  ga me s,”   in  Proc .  of  46 th  I EEE Conf erence on Deci s i on  and Contr o l ,  p p .  342 2– 34 27,   2 0 0 7 .   [21]   J . R .  M a r d e n ,  S . D .   R u b e n ,  a n d  L . Y .   P a o ,  “ A   m o d e l - f r e e   a p p r o a c h   t o   wind   f a r m  c o ntrol  us in g  g a me   t he o r e t ic   m e t hod s, ”  IEEE T r ans actio ns  on  Con t r o l   Systems T echn o l o g y , v ol . 2 1, no . 4 , pp . 12 07 -12 1 4 , 20 1 3 .   [22]   M.F . F .   K ameru l   B i eza ,   N.S.  A b d u l  Sh uk o r , M . A .   Ah mad , M .H.  Suid ,   M .R .  Gh az al i,  M . F .  Mat  Ju so f,  “ A  Si mp l i fy   F u zzy  L ogi c   Con t roll er  B ased   S af e  Ex perim e ntation  D ynami cs  f o r   P a nt og raph-Cat e nary   S ys te m , ”  In do nesi an  Jou r n a l  o f   El ectr i cal  E n g i neer in g  a nd Com puter  Science , Vo l . 1 4 , no . 2 ,  2 0 1 9 .   [23]   N.S .   A b d u l   S hu ko r,  M .A .  Ah ma d ,   “ Dat a -driven  PID  controller  tuni ng   b ased   o n  saf e   e xp e r i m entatio n  dy nami cs  f or  co nt rol  o f   d ou ble - p e nd ul um -ty p e  o v erh ead  c r a n e , ”   L ectu r e Notes in M echa n i c al En gi neeri n g ,  p p .  295 -30 4 ,   20 18.   [24]   M . R.  G hazal i, M. A .  A h m a d,   R .M .T.   Raj a   I sm ail,  " Dat a -Driv e n  P I D   c o nt rol  f o r  DC/ D C  buck-b o o s t   c o nv erter- i n v e rter-DC  Moto r  b a sed  on   s afe  exp e rim e n t ation   dy nam i cs",  in  Proc .   of     I EEE In ter n at i o na l  Confer ence  on   Syst ems, Pr oces s  and  Control ,   2 0 18 , Accep ted .   [25]   M . R.  G h azali , M .A.  A h m a d,   R .M .T.  Raja  I sm ail, "D a ta-dri v e n   Neu r o e nd oc rin e -PID  T un in g   Ba se d  o n   S a f e   E x p e ri m e n t ati on  Dy nam i cs   f or Con trol   o f   TIT O   C o u p l ed   T an k  Sy st e m  with  S toc h asti c  Inpu t   Delay",  L ect ur e  Notes  in  M e c h an ic al   E n gine e r in g , 2 01 9.      BIOGRAPHI E S  OF  AUT HORS       Ir.   M oh d  Ikh m i l   F adzri zan  M o h d   Han i f   is   a   P ro f e ss io na l  En g i neer   w it h  th e  Board   o f   E ng i n eers  Mal a ysia  ( BE M)   a nd  a   M ember  of   I nstitution  o f   E ngi n eers  Mala ysi a  (IE M) .   H e   i s  current ly  a n  In st ru m e nt   E n g i n eer  o f  O p erat io na l,   I n t egrit y   a n d   E ng ineering   D ep art m ent  at  P etrof ac  M a l a ys ia.  Ir.  I k h mil  h o lds  Bachel or  o f   El ectrical  E n g in eerin g   ( Control,  I nstrumentation  and  Au to ma t i o n)   f r o m  U n iv e r s i ti   T e k ni k a l  M a l a ys ia ,   M e l a k a   ( U Te M )   i n  20 0 7 .  H e ha s   m o re t han   10   ye a r s  of  w o r ki ng   e x p e r ie nc e   in   I nstrume n ta t i o n   a n d   Co ntrol  e n gi n eerin g  in   o i l ,  g a s  and   pe troc h e mic a l   i n d u stry   a nd   a lso  a l mo st  2   y e a r s  of  w o r k i ng   e xp er i e nces  a s  S e n i or  L ectu r er  i n  higher  e ducat ion   ins titut i on  m aj o r   i n  Electri cal  a n d   E lectroni c s  (E&E)  eng i n eering.   H i s   c urrent   res earch  i n t erest   i s   d at a  d r iven   p iece  wi se  a ffi ne  P ID  c on tro l l er  b as ed  o n   S a f e   E x p erim ent a ti on   Dy na mic s   a lg or i t h m .           M o hd   H elmi   S u i d  recei ved  the  B.E n g   (Ho n s . )  in   E l ectri c a l   and   El ectronics   E n g ineeri ng  f r o m   U n i v ersiti   T eknik a l  M e lak a   i n  20 07 .   In  2 0 1 4 ,   h e  rec e i v es   M . S c  f rom   S c ho ol   o f   El e c t r on ic  a nd  E l ect rical  E ng in eeri n g ,   U n i vers it y  S a in s  M a lay s i a ,   P e nang .   He  i s  curren tly ,  a  lect urer  i n  F acu lt y  of   E lectri cal  a n d   E l ectron i cs   E n g in eerin g,  U niv e rsi t y   M al ays i a  P a han g   ( UM P ) .  His  cu rrent   r esearch   i nteres ts  a re  d ig ital  i m age  p r o ces si ng,   v isi o n   f or  r o b o tic s  a p plic a t io n  a n d  co m p u t ati o n a l i n t e ll ig e n ce.           M o hd   A shra f   A h m a d  recei ved   h i s  first  deg r ee   i n   B.Eng   E l ect rical   M echat roni cs  a nd   M ast e r  D e gree  in  M .En g   M ech atro nics   a n d   A ut o m at ic  C o n t r ol  f rom  Uni v ers it y  of  T echno lo g y   M a l a ys ia  ( UTM)  i n   2 006   a nd   2 008 ,   res p ecti v ely.   I n  2 0 1 5 ,   h e   r ece ived  a   P h.D  in  I n f or matics   (S y s t e ms   S c i ence)  f rom   Kyoto   Un iv ersi ty.  Curren tl y,  h e  i s   a   l e c tu rer  in   F acul t y   o f   E l ectrical   an d Elect ron i cs En g in eerin g , Un i vers it y M a l a ysia P ah a n g (UM P ).  His   current  researc h  i nteres ts  are  m o del-f r ee  con t ro l,  c o n trol  o f   mech atro nic  s y s t e m s,   non li n e ar  s yst e m  identificat ion  a n d  v i b r ati on  cont ro l.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.