I n t ern a t i o n a l  J o u rn a l  o f  E l ect ri ca l  a n d  C o m p u t er E n g i n eeri n g  ( I J E C E )   V o l.   6 ,  No .   5 O c t obe r   20 1 6 , p p .   19 48 ~ 1 955   I SSN :   2088 - 8708 D O I :  10. 11 591/ i j ece . v 6i 5 . 11 010           1948       Jou r n al  h om e p age ht t p: / / i ae s j our nal . c om / onl i ne / i nde x . ph p / I J E C E   A New  P ha s e Cur rent   P ro f iling   w i th  FL C   f o r T o rqu O pt i m i z a t io o f  1 2 /8  SR M       Si he m  Sa i da ni M o ha m e d R a dho ua n H a c hi c ha M o ez G h a ri a n i   E l ect r i c V eh i cl e a n d  P o w er  E l ect r o n i cs  G r o u p  ( V E E P ) ,   N at i o n al  S ch o o l  o f  E n g i n eer s  o f   S f ax ,   T uni s i a       A rt i cl e I n f o     AB S T RAC T   A r tic le  h is to r y :   R ecei v ed   A pr  24 ,  2 01 6   Re v i s e d   J ul   12 ,  2 01 6   A ccep t ed   Au g   4 ,  201 6       T h e s w i t ch ed  r el u ct an ce m ach i n e ag ai n s t  i t s  s ev er al   m er i t s  s u ch  as   si m p l i c i t y ,  r o b u st n e ss,  l e ss c o st   m an u f act u r i n g  an d  l ar g e s p eed  s t i l l  s u f f er s   f r o m  i t s  unde s i r a bl e  t or que  r i ppl e  a nd a c ous t i c  noi s e .  C om pa r e d t o di f f e r e nt   can d i d at es  o f  h y b r i d  an d  el ect r i c v eh i cl en g i n e,  t h e f r eq u en c y  o f  u s e o f   S R M  i n  tr a c ti o n  d r iv e s  is  im p r o v e d  w ith  th e  d if f e r e n t o p tim iz i ng  t or que   os c i l l a t i o n s ol u t i o ns .  M os t   of  s t udi e s  us e d t he  g e ne r i c  or  s pe c i f i c  m ode l  of   s w i t c he d r e l uc t a nc e  m a c hi ne  i n  t he  S i m ul i nk  l i br a r y  ( 6/ 4, 8 / a nd  10/ 8) .   D e s pi t e ,  a  ne w  non l i ne a r   m ode l  s i m pl y  i m pl e m e nt e d i n S i m ul i nk   t ool  us i ng   a s t at i c f i n i t e el e m en t  a na l y s i s   a  pr e v i ous  s t udy  i s  us e d i t hi s  w or k .  H e nc e ,  a   12/ 8 no n l i ne a r  S R M  dr i v e  s y s t e m  i s  s i m ul a t e d us i ng  M A T L A B  t ool b ox   te s te d  w ith  a n  in te llig e n t c o n tr o l le r  ( F L C )  in  o r d e r  to  m in im iz e   th e  to r q u e   r i p p l o f  an  o r i en t ed  s t ar t er   a lte r n a to r  a p p lic a tio n   of  a  hy br i d v e hi c l e .   Ke y wo rd :   N o L i n ear  S R M   T or q ue   R ip p le   M in i m iz a tio n   T or q ue  S ha r i n g F unc t i o n   D i r e c t  T or q ue  I ns t a nt a ne o u s   C o n tr o l  F L C   C opy r i g ht   ©  201 6   I ns t i t ut e  o f  A d v anc e d E ngi ne e r i ng  an Sc i e nc e   A l l  ri g h t s re se rv e d .   Co rre sp o n d i n g  Au t h o r :   M o ez   G ha r i a ni ,   L a bor a t or y  of  E l e c t r on i c s  a n d I n f or m a t i on  T e c h n ol ogy  ( L E T I ) ,   E l ect r i c V eh i cl e a n d  P o w er  E l ect r o n i cs  G r o u p  ( V E E P ) ,   N a t i on a l  S c h ool  of  E ng i n e e r s  of  S f a x ,   B . P .  1 17 3  30 3 8 S f a x T uni s i a .   E m a il:    m o ez. g h ar i an i @ i s ecs . r n u . t n       1.   I NT RO D UCT I O N   T h e S w i t c h ed  R el u ct an ce  m a ch i n e s  h a v e u n d er g o n e a f as t   i m p r o v e m en t  i n  t r act i o n  t r ai n s  o f  h y b r i d   el ect r i c v eh i cl e s  i n d eed   w i t h  t h e ap p ear an ce o f  t h e s t ar t er - al t er n at o r  s y s t e m s  al o n g  t h e p as t  t w o  d ecad es .  A s  a   m a tte r  o f   f act ,   w i t h  i t s  s al i en t  s t r u ct u r e f o r  b o t h  t h e s t at o r   an d  t h e r o t o r  t h e S R   m o t o r   w i t h  t h e ab s en ce o f   p e r m a ne nt   m a gne t s  c a n b e  s ui t a b l e  f o r  ha r s m a i nl y  d e a l i ng  w i t h e xc e l l e nt  p e r f o r m a nc e s  i hi g h   t e m p er at u r es   [1 ] .  D es p i t e,  t h aco u s t i n o i s e  s t i l l  o n e o f  t h m aj o r  p r o b l em s   i n  S R M s   w h i ch  i s  ca u s ed  b y  t h e   r ad i al  f o r ces  t h a t  i n cr eas e i n v e r s el y   w i t h   t h e a i r  g ap  a n d  es p e ci al l y   w h e n  t h fo r c e   f r e q ue nc y i s  ne a r  t he   s t a t o r e s o na nt  f r e q ue nc y . S e ve r a l  i s s ue s  a i m e d  t o  a na l yz e  S R M  d e s i g n a nd  p r e d i c t i n g i t s  d yna m i c  b e ha vi o r  i n   o r d e r  t o  a t t e nd  t he  b e s t  p e r f o r m a nc e s .  T he  no nl i ne a r i t y o f  s w i t c he d   m a c hi ne   m a ke s  ve r y  d i f f i c ul t  t he   m o d e l i n g o f  t he   f l ux  l i nka g e  o r  t he  i nd uc t a nc e .  M a n y r e s e a r c he r s   ha ve  b e e n   i nve s t i ga t e d  i n d yna m i c   m o d el i n g  o f   t h s w i t c h ed  r el u ct an ce  m ac h i n e   b as ed  o n  i t s   n o n  l i n e ar  ch ar act er i s t i cs   ( , ) , ( , )    ( , ) ge ne r a t e d   f r o m  F i ni t e   E l e m e nt   A na l ys i s  s uc h a s  P a r r e t r a  i n 2 0 0 5 ,  C ha n g i n 2 0 0 7   a n d S a h oo i n  2 0 1 2 . B es i d es  t h e g eo m et r i c co n f i g u r at i o n s   s t u d i ed  h av e b een  u s u a l l y   t h e  6/ 4 a n d 8/ 6 m ode l s .   W i t ne i t he r   w i nd i ng  no r   m a gne t   o t he   ro t o r,   t h e   t or qu e   of  S R M  i s   pr odu c e wi t h   a   r el u ct a n ce   v a r ia tio n  a m o n g  th e   m a g n e tic  c ir c u it:   w h e n  e a c h   s ta to r   w i n d in g s  a r e   e x ci t ed  i n d ep en d en t l y   w i t h    v o l t ag e o r   c u r r e n s o  th a t e a c h  p o le  tr ie s  to  a ttr a c t t h e  c lo s e s t r o to r  p o le  to w a r d  t h e  a l ig n m e n t  o f   th e  p o le s .  T h u s ,  t h e   i n d u ct a n ce p r o d u ced  o f  each  p h as e i s   m a x i m u m  at  i t s  al i g n ed  p o s i t i o n  b ecau s e t h m a g n et i c r el u ct an ce i s  t h lo w e s t a t th a t p o s itio n  a n d  m i n i m u m  a t u n a li g n e d  p o s iti o n  f o r  th e  h ig h e s t r e lu c ta n c e .  C o n s e q u e n tl y  t h e   hi g he s t  t o r q ue  o s c i l l a t i o ns  a r e  o b t a i ne d  d ur i ng t he  c o m m ut a t i o f o r m  a  p ha s e  t o  t he   ne xt  o ne  d ur i ng t he   t or qu e  pr odu c t i on  a s  pr e s e n t e d i n  F i gu r e  1.  T h i s   h i g h  to r q u e  d is tu r b a n c e  s t i m u la te s  t h e  a c o u s tic  o s c illa tio n s   w h i c h  s ee m  t o  b m o r e a n d   m o r e s ev er e co m p ar ed  t o  t h e o t h er  t r ad i t i o n al   m o t o r s .  A s  a  m a t t er  o f   f act ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ E C E     I SSN :   2088 - 8708       A  N e w  P has e  C ur r e nt  P r of i l i ng w i t h F L C  f or  T or que  O pt i m i z at i on  of  12/ 8 SR M   ( Si he m  Sai dani )   1949   d if f e r e n t te c h n iq u e s  h a v e  b e e n  d e v e lo p e d  to  m in i m iz e  th a t r ip p le  e v e n  th r o u g h  c o n tr o l s k ills   o r   wi t h  a   s u i t ab l e c h o i ce o f  p o w er  el ect r o n i c co n v er t er s .  M a n y  at t e m p t s  h a v e f o c u s ed  o n   n e w l y  t ec h n i q u es  t o  d ecr eas e   th e  a m o u n t o f  r ip p le  in  g e n e r a te d  to r q u e  lik e  i n   [2 ]   a nd   [3 ]   us i n g a  N e ur o - F uz z y c o m p e n s a t i o n o f  t he  t o r q ue   r i p p l e.  Mo r eo v er ,   o t h er  r ecen t  r es ear ch er s  h av e o r i en t ed  t h e i r  s t u d i es  t o w ar d  t h e F u zz y - L o c g ic  c o n tr o l o f  th e   S R M d r i v e a s  a s o l u t i o n   f o r  l e s s  r i p p l e g e n er at ed  s u c h  as  U m a. J  an d  J eev an d h a m   A   i n   [4 ]   a nd   T ha nka c ha n N R eeb a S  i n   [5 ]   w i t h i n  a d et ai l ed  d i s cu s s i o n   h av e b een  i n t r o d u ced  a d y n a m i n o n - li n e a r   m o d e l o f  8 /6  s w itc h e d   r el u ct an ce  m ac h i n e d es i g n e d f or  dr i v e  a ppl i c a t i on s .           F i g ur e   1 .   V a r i a t i on  of   m e a s u r e d c u r r e n t  a n d c or r e s pon di n g    r i ppl e  t ot a l  t or qu e       I n  f act ,  S ev er al   t ec h n i q u es  a s  s u m m ar i zed  i n  F i g u r e 2 .  a i m i n g  t o  r ed u ce t h e t o r q u e r i p p l e o f  a   s w i t c h ed  r el u ct an ce  m ach i n h av e b een  p u b l i s h ed  i n  l i t er at u r [6 ] .   T h e y  a r e  d iv id e d  in to  t w o  th e m e s : th e   f ir s t   on e  i n c l u de s  t h e   m ot or  g e o m e t r y   m odi f i c a t i on  a n d t h e  s e c o nd on e   d i s c us s e s  t he  c ur r e nt  c o nt r o l  t e c h ni q ue s .             F i g ur e   2 .  T or qu e  r i ppl e  opt i m i z a t i on  t e c hn i qu e s       T h e  S R M  g e o m e t r y  c a n be   opt i m i z e d b y   m odi f y i ng   s t a t or  a n d r ot or s  di a m e t e r s  or   t h e r e  pol e   s h ap es .  Mo r eo v er  t h e n u m b e r  o f  p h as es  can  b e r ed u ced  i n  s u ch  cas e s  as  i n   [7 ] .  P r e v i ous   s t ud i e s  ha ve   pr i m a r i l y   c on c e n t r a t e i n  6/ a n 8/ m ode l s   pr e s e n t e a s  g e n e r i c   a n s pe c i f i c   m ode l s  i n t h e   M A T L A B - S i m ul i n k l i b r a r y .  H o w e ve r ,  t o  t he  b e s t  o f  a ut ho r  k no w l e d ge ,  no  r e po r t  ha s  b e e n f o und  s o  f a r  us i n g a  F E M M   s t u d y  of  12/ 8 S R M   m ode l  c o u pl i ng  M A T L A B .  A s   a  m at t e r   o f  f act   a F E A  s t u d y  h a v b e en   p r ev i o u s l y  m ad to  b u ild  a  2 - D    m o d el  f o r  t h s t ar t er  al t er n at o r  o f  a  m i cr o - h y b r id   v e h ic le   u s in g  s ta tic  d a ta  f o r  d y n a m ic  te s ti n g   b eh av i o r .  T h e t o r q u e r i p p l e as  a n o i s y   f act o r  i n  d r i v e ap p l i cat i o n  h as  b ee n  t h e a i m ed  s ear ch  o f   m a n y  i s s u e s .   F o r  th a t r e a s o n ,   w e  d is c u s s   n e x t a ll t h e s e  o p ti m iz a tio n  s tr a te g ie s   u s e d   f o r  th e  to r q u e  r ip p le   m i n i m iz a tio n  b u t   w e  put  a   s pot l i gh t   n e x t   i n   t he   c u r r e n t   pr of i l i n g   t e c hn i qu e   w hi c h  pr e v i ous l y   u s e f or  a ope n - l oop  c on t r ol   d yna m i c  m o d el  as  d es cr i b ed  n ex t  . B es i d es ,  t h e cu r r en t   s t u d y  h as  p r es en t ed  a n e w   cl o s ed - l oop c on t r ol  f or  t h e   12/ 8 S R M  dr i v e  c h os e n  c o n f i gu r a t i on .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SSN :   20 88 - 8708   IJ E C E    V o l.   6 , N o 5 O ct o b er   201 6   :   19 48     19 55   1950     2.   TO R Q U E R IP P L E O P TIM IZ A T IO N   2. 1.   O r ig in  o f  t o r q u e  o s c illa t io n s   T h e m o s t  i m p o r t an t  cau s es  o f   t o r q u e o s ci l l at i o n s  ar e t h e co n s ecu t i v e ex c i t at i o n s  ( v o l t ag e o r  cu r r en t ) .   T h u s ,  T h e ai r  g ap   w h i ch  i s  d i r ect l y  r el at ed  t o  t h e g e n er at i o n   o f  el ect r o m ag n et i c t o r q u w i t h  t h e eq u a t i o n  ( 1 ) :       V = Ri + d Ѱ d t                                                                                                                   (1 )                                                                           ( ,) ( ) = i V R i d t ψθ                                                                                                                     (2 )   W h er e:     V :  t h e v o l t a g m eas u r ed  i n  o n e p h as e     Ѱ  o r  λ ( i ,θ)  :  t h e   m a g n e t i c   f l u x   i n  l i n e a r   m o d e l  i s  g i v e n  b y  :     λ ( i , ɵ ) = L ( i , ɵ ) i                                                                                                                              (3 )            L  ( i ,θ)  :  t h e  p h a s e  i n d u c t a n c e   A s  a  m at t er  o f  f act ,  t h n o n - l i n ear i t y  o f  f l u x  a n d  s o  t h e  d i s cr et e t o r q u e g en er at i o n  m ech a n i s m   i n cr eas e t h e r eas o n s   f o r  h i g h  r i p p l e i n  t h t or qu e  a s  de s c r i be d i n  F i g u r e   3.  T h e  i ns t a n t a n e ous  t or qu e   r ep r es en t ed  i n  F i g u r e   4  b el o w  i s  t h s u m  o f  al l  t h s i n g l e  t o r q u e p r o d u ced  f r o m   each  p h as e  ex ci t ed   i nd e p e nd e nt l y   [8 ] .                                                                           F i gur e   3 .  T o r qu e  r i ppl e                                                      F i gur e   4 .  I n s ta n ta n e o u s  to ta l to r q u e       T o r q u e r i p p l e p er cen t ag e,  i s  d ef i n ed  as  t h e  d i f f er en ce   b et w ee n  t h m a x i m u m   a n d  m i n i mu i n s t a n t a n eo u s  t o r q u e o f  t h e av er ag e t o r q u e d u r i n g  s t ead y   s t at e o p er at i o n .  A n a l y t i cal l y ,  t h i s  p er cen t a g e i s   gi ve ne xt  i n e q ua t i o n ( 4 ) :                        ma x mi n % 100 r i ppl e av TT T T =                                                                                                            (4 )     T h e  o p tim iz a tio n  o f  to r q u e  r ip p le   [9 ]   s e e m s   t o be  pr i m i t i v e   i n a ppl i c a t i on s  e nf o r c i n g h i gh  p er f o r m a n ces  t h u s  t h e  obl i ga t i on  of  i nv ol vi ng  a   s m oot h ope r a t i on   w i t h t h e  s m a l l e s t  t or qu e  pu l s a t i on s .   A c c or di ng l y ,   m a c h i n e  de s i g ne r s   h a v e   f oc u s e d on   c h a ng i ng   t h e   s t a t or  a n r ot or   pol e   s t r u c t u r e s   i n   or de r  t r ed u ce t h e t o r q u e p u l s at i o n s  b u t  as  a r es u l t  i t  can  l ead  t o  i n cr eas e   t h m o t o r  ex p e n s e.  Mo r eo v er ,  t h d ev el o p m en t  o f  el ect r o n i c  ap p r o ach es  i n ,  2 0 0 2   w i t h  H U S A I N  E H S A N I ,   w as  j o i n ed   w i t h  a  s el ec t i v e  s t u d i es   f o r  c o m b i na t i o n o f  t he  o p e r a t i ng  p a r a m e t e r s  s uc h  a s  t he  c h o i c e s  o f  t ur n  o n a nd  t ur n o f f   a ngl e s ,  t he  s up p l vo l t a ge ,  t he   c ur r e nt  l e ve l.   A d d itio n a l l y ,  I NA NC  OZ B U L UR  i n   2003 h a d pr e s e n t e d a  s i m pl e  c u r r e nt   m o d u la tio n  p r o c e d u r e  is   w i d e ly  u s e d   f o r  th e   m in i m iz a t io n  o f  to r q u e  r ip p le s  i n  S R M .  U lti m a te l y ,  t h e   m e t h odol ogy  di s c u s s e d i n  t hi s  pa pe r  i s  ba s e on  c on t r ol l e r  o pt i m i z a t i o n  t e c h ni q ue s .       3.   CURRE NT  CO M P E NS AT I O N S T RA T E G Y   T h e   C u r r e n t P r o f ilin g  s tr a te g y  e x p la in e d  in   [ 10]   i s  b as ed  o n  p h as e cu r r en t  r es h ap w h i ch  i s  t h e   m aj o r  cau s e o f   t o  t o r q u e r i p p l e.  T h i s  t ech n i q u e r eq u i r es  t h k n o w l ed g e o f  t h e  n o n - l i ne a r  m a gne t i c   ch ar act er i s t i c s  o f  t h S R M   T   (i , ѳ a s  di s c us s e d pr e v i ou s l y .   A c c or di ng  t o  t h e  pa s t  s t u di e s   a s  D .   S c h r a m m ,  B .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ E C E     I SSN :   2088 - 8708       A  N e w  P has e  C ur r e nt  P r of i l i ng w i t h F L C  f or  T or que  O pt i m i z at i on  of  12/ 8 SR M   ( Si he m  Sai dani )   1951   W i l l i a m s ,  a n d T .  G r e e n   i n 1993 a n d I qba l  H u s a i n ,  M e h r da d E h s a n i   i n  1996,  i t  i s  pos s i b l e  t o opt i m i z e  t he   o ve r l a p p i ng  c ur r e nt  d ur i n g t h e   c o m m u t a t i o n  a nd   t he t hr o ug r e c o gni z i n g a  c e n t r a l  p o i nt   w h e r e  t he  ne xt   i nc o m i n g a nd  o ut p ut t i ng p ha s e s  c o ul d  b e  e q ua l .     3. 1.   SR M   s t a t i c    m o de l   T h el ect r i cal   eq u at i o n s   g o v e r n i n g   t h S R M   b e h av i o r   ar ci t ed   i n   ( 1 ) ,   ( 2 )   an d   ( 3 ) .   M o r eo v er ,   t h f l u x   ch ar act er i s t i c h as   b een   ca l cu l at ed  u s i n g   a   2 D  f i n i t el e m en t  m a g n et i c m et h o d  w i t h   F E M M w i t h  v ar y i n g   t h e  r ot or  pos i t i on   f r o m  (  t 45)   w i t h  a   s t e p of  0.  i n  or de r  t o f u l f i l l  t h e   m ot or i ng  a n g e n e r a t i n g   m o d e ( s ee  F i g u re  7 ).   I n  o r d er  t o  r eal i z e t h e n o n  l i n ear   m o d el  ex p l ai n ed  n ex t   w e n eed  t o  u s e t h e i n v er s i o n  o f  t h e   ch ar act er i s t i c ( s ee  F i g u r e   5 ) .  A f te r  a  c u b ic ,  s p li n e  o r  p o ly n o m ia l i n te r p o la tio n ,  th e   f l u x  l in k a g e  in v e r s e   r e s u lte d  is  c a lle d   i ( Ѱ, ѳ )   as  r ep r e s e nt e d  i n F i g ur e   6.                                                              F i gur e   5 .   A  3 D   m a g ne t i c   f l u x l i n ka ge                          F i g ur e   6 .   T h i   ( Ѱ , ѳ )   ch ar act er i s t i ( 3 D )     3. 2.   T he  c o m pe ns a t i o n pr o c e dur e   T he   b a s i c  p r i nc i p l e s  o f  t he  c o m p e ns a t i o n t he o r y   ha ve  b e e n d i s c us s e d  i  d i f f e r e nt  i s s ue s  a s  i [ 11]   a nd   [ 12] .   A c t ua l l y,  t he  S R M  d r i vi n g s ys t e m   a s  s ho w n i n F i g ur e   7  is   r un ni ng   i n  a  s pe e d c ont r ol  m ode .     T he  F i gur e   9 s h o w s ,  t h e   s c h e m e  bl oc k  o f  t h e  pr opos e d c om pe ns a t i on  t h e or y .  E v e n t u a l l y ,  t h e  o u t put   s i g n al   n a m ed   ∆i co m   i s   ad d ed   t o   t h i n p u t   o f   t h cl as s i co n t r o l l er   P I   i n   o r d er   t o   r eg u l at t h s i g n al   co m m a n d   cau s i n g  t h e r i p p l e an d   i n  t h a t  cas e i s  t h e cu r r en t .  T h e r eg u l a t ed  s i g n al  can  b e a  f u n ct i o n  as  d es cr i b ed  b el o w  i n     r e l a t i on   ( 5)   of   a   r ot or   pos i t i on,   t h e   t or qu e   l oa d,   t h e   s pe e a n t h e   ph a s e   c u r r e n t .   S u bs e que n t l y ,   i c o m   i s  t he n   i nj e c t e d  i n t he  S R M  d r i vi n g s ys t e m   [ 13] .           F i g ur e   7 .  B l o ck  s ch e m e o f  co m p e n s at i o n  s t r at eg y        = ( , ,  , )                                                                                                            (5 )     A s   m e n t i o n ed  i n  ( 5 )  t h e co m p en s at o r  i s  a f u n ct i o n  o f  i n h e r en t  v ar i ab l e.  H en ce,  i n  o r d er  r ed u ce t h e   c o m p l e xi t y o f  r e s o l ut i o n,  t he   w e   ca n   d ecr eas t h es v ar i ab l i n t o   o n l y   t w o   ѳ   t he   r ot or  pos i t i on  a n d t h e  ou t pu t   c ur r e nt  c o m i n g f r o m   t he  P I  s p e e d  c o nt r o l l e r .   T he  ( 5 )  w i l l  b e   w r i t t e n t he n a s  gi ve n ne xt :    = ( ,  )                                                                                                                        (6                 3. 3.   I n t el l i g en t  f u zzy  co n t ro l l er    I n  r e c e n t  s t u d ie s ,  t h e   in te lli g e n t c o n tr o lle r s  a s  th e   f u z z y  l o g ic  c o n tr o lle r  ( F L C )  a n d   th e  a d a p tiv e   F uz z y ne u ro - f u zz y  i n f er en ce   s y s t e m  ar e d es i g n ed   f o r  n o n l i n ear  co n t r o l .  T h er ef o r e,   f i t t i n g  t h e d i s cr et e S R M   m o d el ,  i s  ap p r o p r i at e t o  u s e b o t h  o r  o n e o f  t h e m  t o  r ed u ce t h e t o r q u e r i p p l e.  H en ce,   t h e F L C  i s  eas y  t o   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SSN :   20 88 - 8708   IJ E C E    V o l.   6 , N o 5 O ct o b er   201 6   :   19 48     19 55   1952   i m p l e m en t  b ecau s e i t  es t i m a t es  r el at i o n s  b et w een  ch o s e n  v ar i ab l e d es p i t e  t h ei r  a n al y t i cal  d ep en d en c y .   C o n s eq u en t l y ,   t h e  cu r r en t  co m p e n s at ed  cal l ed    I c o mp   w h ic h  is  th e  r e s u lt  o f  I ph   t he  p ha s e  c ur r e n t  o f   S R M  d r i ve   s y s t e m  de s c r i be d pr e v i ous l y    s o t h e n  I ref  t h e  out pu t  of  t h e  s pe e d c on t r ol l e r  c a n  be   i n j ect ed  i n  ea c h p ha s e  u s i ng   F L C  o u t p u t  es t i m at ed  f r o m  i t s  n o m i n al   m e m b er s h i p   f u n ct i o n s  c h o s en  acco r d i n g  t o  t h e  p ar am et er s  o f  t h e   dy n a m i c   m ot or  be h a v i or .   T h e f u zz y  co n t r o l  o f  S R u s i n g   F L C  o r  al s o  n a m ed  M a m d an i  co n t r o l l er ,  u t i l i zes  as  i n p u t  t h e r o t o r   pos i t i on   ѳ  a n t h e   cu r r en t  co m i n g   f r o m  t h e s p eed  co n t r o l l er  ( g en er al l y  a P I  i s  u s ed )  an d  t h en  p r o d u ces  t h e   c om pe n s a t i ng  c u r r e n t  a s  t h e  o u t pu t .  T h e  i n t e g r a t i on of   F L C   i n  bl oc k s c h e m e  of   s pe e d c on t r ol  i s  gi v e n   n e xt  i F i g ur e   8.           F i g ur e   8 .   B lo c k  S R M  d r iv e  s c h e m e   w i th  c o n tr o lle r       4.   S I M U LA TIO N  R ES U L TS   AND   DI S CUS S I O N   T he  no n - l i n ear  1 2 / 8  S R M   m o d el   i r ep r es en t ed  i n  F i g u r e 9 .  T h e s t at i c ch ar act er i s t i w as   es t i m at ed   u s i n g  t h e F i n i t e E l e m e n t  Met h o d  M ag n et i c s  ( F E M M)   s o f t w a r e .  T h e  S R M  is  f e d  in  th is   s i m u la t io n  u s in g  th e   as y m m et r i cal  p o w er  co n v er t er  i n   w h i c h ,  each  l eg  co n s i s t s  o f  t w o  I G B T s  an d  t w o  f r ee w h ee l i n g  d i o d es .   T h u s ,   t h e p h as e cu r r e n t s  ar e i n d ep en d en t l y  co n t r o l l ed  b y  an  h y s t er es i s   cu r r en t   c o nt r o l l e r   w h i c h e nge nd e r t h e  IG B T s   d r i v e s i g n al s  b y   co m p ar i n g   t h m ea s u r ed  cu r r en t s   w i t h   t h e r ef er en ces .  T h e I G B T s   s w i t ch i n g   f r eq u e n c y  i s   d et er m i n ed   u s i n g  t h h y s t er es i s  b an d   f or  a  pr e v i ous  opt i m a l  s t u d y   f i x e d a t   I = + - 0. 1A .   T he   f ir in g  a n g le s :   t ur n - o n  a nd  t ur n - o f f  a n g l es  ar e k ep t   c o n s t a n t  a t  22. 5de g  a n d 37 de g .   A  P I  c la s s ic  c o n tr o lle r  is   u s e d  to  r e g u la t e   t h e s p eed .  F o r  a K i =  0. 2 5 a n d K p =   1 . 2 5  f ix e d  y e t,  t h e  f u z z y  c o n tr o lle r s   m e m b e r s h ip  f u n c t io n s  a r e  li m ite d   w i t h t he s e   va l ue s  o f  c ur r e nt ,  t he  r o t o r  p o s i t i o n a nd  t he  l i m i t   o f  c ur r e nt   co m p e n s at i o n .   T he  no n - l i n ear  S R M  d y n a m i c cl o s ed - l oop s pe e d c on t r ol l e a t  n o l oa i s   s ho w n i n F i g ur e   10.   N o t i ceab l y ,  t h e r at e o f  er r o r  o r  t h e cu r r en t  r e f er en ce a s  t h o u t p u t  o f  P I  co n t r o l l er   w i t h  t h e r o t o r  p o s i t i o n  i s   i n s er t ed  i n   t h e  f u zz y  l o g i cal   co n t r o l l er  as  i n p u t s .   D u r i n g  t h f u zz i f i cat i o n  t h e y  b eca m e  a  f u zz y   v ar i ab l es .   S ub s e q ue nt l y,   t he   o ut p ut   I co mp   i s  ad d ed   t o   t h r ef er e n ce  cu r r en t   an d   t h en   co m p ar ed   w i t h   t h i n s t a n t a n eo u s   S R M  c ur r e nt .           F i g ur e  . 9   t h e cl o s ed  s p eed  co n t r o l  o f   n o n  l i n ear  S R w i t h  F L C  co n t r o l     I Fi g ur e   10 ,  th e  s ta tic  c h a r a c te r is tic  o f  to r q u e  is  d iv id e d  in to   7 r e g i on s  i n  f un c t i on of  t or qu e   b e ha vi o r .  T hus ,  t he  F L C   t e n d s  i r e gi o n s   w he t he  t o r q u e   i s  i nc r e a s i ng  o r  d e c r e a s i n g   i n A , B , F   a nd  G  t o   r ed u ce as  o u t p u t   t h e  r i p p l e b y  t h e ad d i t i o n  o f  cu r r en t  co m p en s at i o n   w h er w u s e t h f u zz y  r u l es  o f  o u t p u t   I co m p  t h e P V B   an d  P V V B  . H en ce,  i n  t h e r eg i o n s   w h er e t h e  t o r q u e i n cr eas e s l o w l y  i n  D  a n d  E   w e i n t r o d u ce   t he  r ul e s  P M  a nd  P S  t o  i nj e c t   s l o w l y  t he  c ur r e nt  I c o mp .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ E C E     I SSN :   2088 - 8708       A  N e w  P has e  C ur r e nt  P r of i l i ng w i t h F L C  f or  T or que  O pt i m i z at i on  of  12/ 8 SR M   ( Si he m  Sai dani )   1953         A s   k n o w n ,  t h e t o r q u e r i p p l i s  b as i cal l y   t h e  r eas o n  o f  aco u s t i c  n o i s e cr eat i o n .   A s  a  r es u l t ,  t o r q u e   r ip p le   o p t i m i za t i o n  d ecr eas e   m ech a n i cal  s t r e s s   [ 12] .   I n t hi s  s t ud y t he  m a gne t i c   c h ar act er i s t i T (i , ѳ di v i de d i s e ve n r e gi o n s  i F i g ur e   10 .   H en ce,  t h t o r q u e i n  r e g i o n s   D  s ee m s  t o  b e t h e  al m o s t  co n s t a n t  ( s ee T ab le   1 d e s p ite   t he   o t he r   o ne s   w he r e  t he  i n t e r a c t i o n o f   F L C  i s  ne e d e d  t o  r e gul a t e   w i t h c ur r e nt  c o m p e ns a t i o n t he   t or qu e  r i ppl e .           F i g ur e   10 .   N o n   l i n ear   m a g n e t i ch ar act er i s t i T ( i , ѳ )       T ab l 1 .  T he   no n - l i n ear  r eg i o n s  o f   s ta tic   t o r q u e ch ar act er i s t i c   R e g i on   R ot o r  p o s i t i o n ( ° )   A   2 2 . 5 2 5   B   2 5 3 0   C   3 0 3 2 . 5   D   3 2 . 5 3 5   E   3 5 4 0   F   4 0 4 3   G   4 3 4 5         T h e  s i m u la tio n   w a s  c a r r ie d  o u t in to  t w o  p a r ts .  F ir s t,  th e  S R M  d r iv e  s y s te m  i s  s i m u la te d  f o r  a  s p e e d   r ef er en ce  w i t h o u t  t h e co m p en s at i o n .  T h e n  t h e c u r r en t   i s  e s t i m at ed  i n   n o m i n al  s p eed  ( 2 1 6 0 r p m ) .   A s  a  m at t er   o f fa c t .   A c c or di ng   to   F i g ur e   1 1  ( a ,  b ,  c ,  d )  illu s tr a tin g  t h e  to ta l to r q u e   w i th  a n d   w it h o u t F L C   f o r  d if f e r e n t     s pe e ds  ( 500, 150 0, 2 160, 250 0)   r p m  ,  t h e cu r r en t  co m p e n s at i o n  s t r at e g y  i m p o s ed  t h r o u g h  t h e F L C   h as  r ed u ced   t h e r i p p l w i t h  a p er cen t ag b et w ee n  3 0 %  an d   1 5 %   und e r   t he   in itia l s i m u la tio n .   B e s i d e s ,  t he  F i gur e   12  s h o w s  al s o  a  d r o p  u p  o f  c u r r en t   v al u w i t h  t h e  p r es en ce  o f   p u l s es  as  e f f ect   o f  t h n e w   ad d ed  cu r r en t  co m i n g   f r o m  t h e  F L C ,   w h ic h  i m p r o v e   th e  i o f  to r q u e  o s c illa tio n  o p tim iz a tio n .                                    (a )  ( =  )                                                                         (b )   ( =  )                                  (c )  ( =  )                                                                      (d )    ( =  )     F i g ur e   11 .   T h e  to ta l to r q u e   w it h  a n d   w it h o u t c o m p e n s a tio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SSN :   20 88 - 8708   IJ E C E    V o l.   6 , N o 5 O ct o b er   201 6   :   19 48     19 55   1954                               (a ( =  )                                                                  (b )    ( =  )                                     (c ( =  )                                                                (d )   ( = 5 0 0  )     F i g ur e   12 T h e p h as c ur r e nt   w i t h a nd   w i t ho ut  F L C       4.   CO NCL U S I O N   I n  t h i s  p ap er   w e h a v e d ev el o p ed  a n e w  co m p en s at i o n  d ev i ce u s i n g  a  f u zz y  l o g i cal  co n t r o l l er   w i t h   s p eed  cl o s ed - l oop c on t r ol  of  a  n on  l i n e a r  12/ 8 S R M  dr i v e .  I n  t h i s  pr o j e c t e d m e t h od,  t h e  non  l i n e a r   m a g n e t i c   t or qu e   c h a r a c te r is tic s   w a s  t h e   k e y s  to  b u ild   F L C   m e m b e r s h ip  a n d  e s ti m a te  t h e   to r q u e  v a r ia tio n   w it h  r o to r   p o s i t i o n  t o  o p t i m i ze t h e t o r q u e r i p p l e w h i ch  b eco m e o n e o f  t h m aj o r  s u b j ect  o f  d ev el o p ed  cu r r en t  s t u d i es .   T h er ef o r e i n  t h i s  p ap er ,  t h e   n ew   s t r at e g y  b as ed  o n   c u r r e n t c o m p e n s a t io n   w a s  a p p lie d  to  e s ti m a te  t h e   d yna m i c   r e s p o n se   o f  a 1 2 / 8  S R M d i s cr et e p r o t o t y p u s ed  as  a  s t ar t er   al t er n at o r  o f   h y b r i d  v e h i cl e   w i t h  a  n o m i n al   s p eed   o f  2 1 6 0  r p m .  T h e D c v o l t ag es t i m at ed  o f  b at t er i es  i s  ab o u t  V =3 6 V . .  U s i n g  t h s t at i c c h a r a c te r is tic s   f r o m  a   f i n ite  e le m e n m a g n e t ic   m e th o d  e s s a y s ,  th e  te s te d  d y n a m ic   m o d e w it h  t h e  p r o p o s e d  n e w   s tr a te g y  o f  c u r r e n t   c om pe n s a t i on   h a s  i m pr o v e w i t h t h e  F L C  a  be t t e r  r obu s t  c on t r ol  a c t i o n  c o m pa r e w i t h  c onv e n t i on a l  P I   c o n tr o lle r   w it h  le s s  p e r c e n ta g e  of  t or qu e  r i ppl e .       R EF ER EN C ES   [ 1]   V . P e t r u s e t a l. ,  “ C om pa r a t i v e  s t udy  of  di f f e r e nt  c ur r e nt  c ont r ol  t e c hni q ue s  f or  a  4 - pha s e  8/ 6 s w i t ch ed  r el u ct an ce   m ach i n e, ” v o l / i ssu e :   4 ( 1 ),   p p.  17 3 17 8,  20 11 .   [ 2]   N.  H .   P huc  a nd L .  H .   S o n,  “ T or q ue  R i ppl e  M i ni m i z a t i on i n a  S w i t c he d R e l uc t a nc e  M ot or  D r i v e  by  N e ur - F u zzy   C ur r e nt  C om pe ns a t i on .   [ 3]   L . O . P . H e n r i q u e s e t a l. , “ N eu r o - F uz z y  C o m pe ns a t i on  o f   T or que  R i ppl e   i a   S w i t ch ed  R el u ct an ce D r i v e .”   [ 4]   J .  U m a an d  J eev an an d h am   A . ,  “ I n v e s tig a tio n s  of  F uz z y  L og i c  C ont r ol l e r  f or  S e ns or l e s s  S w i t c he d R e l uc t a nc e   M o t o r  D r i v e, ”  I O S R  J . E l e c t r E l e c t r o n . E n g . V e r . I , v o l / i ssu e :   11 ( 1 ) ,   p p.  22 78 1 67 6.   [ 5]   N .  T ha nk a c ha n a nd S .  V .  R e e ba ,  “ T une d F uz z y   L og i c  C ont r ol  o f  S w i t c he d R e l uc t a nc e  M ot or  D r i v e s ,  S pr i ng e r   N e w  Y or k ,  pp.   65 5 6 68 20 13 .   [ 6]   K .  B oy nov  a nd E .  L om onov a ,  “ S w i t c he d R e l uc t a nc e  M ot or  D r i v e  f or  F ul l  E l e c t r i c   V e hi c l e s   -   P ar t   I :   A n al y s i s , ”  201 3.   [ 7]   R .  T .  N aa y a g i  an d   V .  K am ar aj ,  “ O p t i m u m  P o l e A r cs   f o r  S w i t ch ed  R el u ct an ce M ach i n e w i t h  R ed u ced  R i p p l e, ” i n   200 5 I n t er n a t i o n a l  C o n f er en ce o n  P o w er  E l ect r o n i cs  a n d  D r i ves  S y s t em s , v o l . 1 p p . 7 6 1 76 4 ,  20 05 .   [ 8]   J .  E .  S  a nd S .  K .  S ,  “ T or que  R i ppl e  M i ni m i z a t i on of  s w i t c he d r e l uc t a nc e  dr i v e s   -   A su r v e y ,   P o w er  E l ect r o n .   M ac h.  D r i v e s  ( P E M D  2010) ,   5t I E T  I nt .  C o nf . ,  20 10 .   [ 9]   K.  L a k s h m an an ,   e t a l. , “ A r ti f ic ia l I n te llig e n c e - ba s e d c ont r ol  f or  t o r que  r i p pl e  m i ni m i z a t i on i n s w i t c he d r e l uc t a nc e   m ot or  dr i v e s ,”   A ct a  S ci .  T ech n o l . , v o l / i ssu e :   36 ( 1 ) p p . 3 3 40 ,  2 01 3.   do i :  10. 4 0 25/ a c t a s c i t e c hno l . v 36 i 1. 1 80 97 .   [ 1 0]   L .  H e nr i que s ,   e t  a l. , “ P r o p o s i tio o a n  Of f - Li ne   L e a r ni ng  C ur r e nt  M o dul a t i on   f or  T or que - R ip p le  R e d u c tio n   i S wi t ch ed  R el u ct an ce M o t o r s :  D es i g n   a n d  Ex p e r im e n ta Ev a lu a tio n .”   [ 1 1]   H . Z h a n g e t a l. ,  “ A  N ov e l  M e t h od of  P ha s e  C ur r e nt  C om pe ns a t i on f or  S w i t c he d R e l uc t a nc e  M ot or  S y s t e m  B a s e d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ E C E     I SSN :   2088 - 8708       A  N e w  P has e  C ur r e nt  P r of i l i ng w i t h F L C  f or  T or que  O pt i m i z at i on  of  12/ 8 SR M   ( Si he m  Sai dani )   1955   on  F in i te  Ele m e n t.   [ 1 2]   M .  D i v an d ar i ,   e t a l. ,  “ H i g h p e r f or m a nc e  S R M  dr i v e   w i t h h y br i d obs e r v e r  a nd f uz z y  l og i c  t or q ue  r i ppl e   m in i m iz a tio n ,   I E E E   I n t . S y m p I n d . E l e c t r o n . vo l .  1,  p p.   12 30 123 5 ,  2 00 7.   [ 1 3]   L . O . D . A . P . H e n r i q u e s e t  a l. ,   P r op os i t i o n of  a n of f l i ne  l e a r ni n g  c ur r e nt  m odul a t i o n f or  t or que - r ip p le  r e d u c tio n   i n  s w i t ch ed  r el u ct an ce m o t o r s :  D es i g n  an d  ex p er i m en t al  ev al u at i o n , ”  I E E E  T r ans .  I n d.   E l e c t r on. ,  vo l / i ssu e :   49 ( 3 ) pp.  66 5 67 6,  20 02 .       B I O G RAP H I ES   O F  AUT H O RS           A  na t i v e  o f  K a i r oua n,  b or n i n 1 984 i n M o na s t i r ,  T uni s i a .  S he  h a d t he   B . S c.  d eg r ee  i n  el ect r i cal   en g i n eer i n g  f r o m   E co l e N at i o n al e d I n g én i eu r s  d e S f ax - T u n i s i a  (E N IS ,  i n  2 0 0 8 ,  t h e M . S c.  d eg r ee  i n  el ect r i cal  en g i n eer i n g  ( R en ew a b l e en er g y  )   f r o m t h e  s a me   s c hoo l  ( E N I S ) ,  i 20 11 .  S h j oi ne d t he   L a bor a t or y  o f  E l e c t r oni c s  a nd I nf or m a t i on T e c hnol og y  ( L E T I ) ,  E l e c t r i c  V e hi c l e  a nd  P ow e r   E l e c t r oni c s  G r oup ( V E E P ) i n 2 01 1. S he  i s   c ur r e nt l y  a   P hD  s t ude nt  a nd a  t e c hnol og i s t  i n S upe r i or   I n s titu te  o f  T e c h n o lo g ie s  in  K a ir oua n,  T uni s i a . S i nc e  201 0,  s he  ha s  be e n  a   m e m be r  o f  t he   L a bor a t or y   of  E l e c t r oni c s  a nd I nf or m a t i on T e c hnol og y  ( L E T I ) ,  E l e c t r i c  V e hi c l e  a nd  P ow e r  E l e c t r oni c s  G r ou (V E E P ).   H er   m ai n  r e s ear ch  i n t er es t s  i n cl u d e an al y s i s ,  d es i g n ,  an d  co n t r o l  o f  el e ct r i m ach i n es   fo r   E V  ap p l i cat i o n s .         W a s  bor n i n S f a x ,   T uni s i a ,  i n 1 9 67.  I 19 91 H e  g ot  t he  D U T  D e gr e e  i n e l e c t r oni c s ,   f r om  t he  H i g he r   T e c hni c a l  I ns t i t ut e   of  N a be ul  i n  T uni s i a  ( I S T N / I S E T ) .  I n  2 00 he  g ot  t he  e ng i ne e r i ng  D e g r e e  i n   el ect r i cal  en g i n eer i n g ,   f r o m  t h N at i ona l  S c h ool   of  E ng i ne e r s  of   S f a x  i T uni s i a  ( E N I S ) .  I 20 10  he   g ot  t he  M a s t e r  de g r e e  i n N e w   T e c hnol og i e s  of  D e di c a t e d I T  S y s t e m s ,  f r o m  E N I S .  I n 20 14  he  g ot  t h e   P h. D .   de g r e e  i n e l e c t r i c a l  e ng i ne e r i ng ,  f r om  t he  E N I S .  F r om  199 2 t 20 03  he  w or k e d i n  t h e   c om pu t e r  s y s t e m s   f i e l d.  I n 20 03  he  j oi ne d t he  H i g he r  I ns t i t ut e  of  C om put e r  a nd M ul t i m e di a  of  S f a i n T uni s i a  ( I S I M S )  a s  a n e x pe r t  i n ne w  t e c hnol og i e s ,  w he r e  he   s t a y e d unt i l  201 0.  S i nc e  201 0 h e   w or k s  a s  a  c ons ul t a nt  i t he  T uni s i a n A ge nc y   f or  V oc a t i ona l  T r a i n i ng   ( A T F P ) .   S i nc e  20 14 he   w or k s ,   a l s o,  a s  a n e x pe r t  i n ne w  t e c hnol o g i e s  i n t he  N a t i ona l  S c hoo l  of  E l e c t r oni c s  a nd T e l e c o m m uni c a t i ons   of  S f a x i n T uni s i a  ( E N E T c o m ) .  S i nc e  200 9 he  i s  a   m e m be r  o f  t he  L a bor a t or y  of  E l e c t r oni c s  a nd   I nf or m a t i on T e c hnol og y  ( L E T I ) ,  E l ect r i c V e h i cl e an d   P o w er  E l ect r o n i cs  G r o u p  ( V E E P ) .   Hi s m a i n   r es ear ch  i n t er es t s  i n cl u d e an al y s i s ,  d es i g n ,  an d  co n t r o l  o f  el ect r i c m ach i n es  f o r  E V  a p p l i cat i o n s .         w a s  b o r n   i n   S f ax ,   T u n i s i a,  i n  1 9 7 1 .  H e r ecei v ed  t h e B . S c.    d eg r ee   i n  el ect r i cal  en g i n eer i n g  f r o m  t h N at i o n al  S ch o o l   o f   E n g i n eer s  o f  S f a x ,  i n  1 9 9 6 ,  t h e M . S c.   d eg r ee i n  el ect r i cal  en g i n eer i n g   f r o m  t h N a t i ona l  S c h ool   of  E ng i ne e r s  of  S f a x ,  i n 1997 ,  a nd  t he   P h. D .   de g r e e  i n e l e c t r i c a l  e ng i ne e r i ng   f r o m   N a t i ona l   S c h ool  of   E ng i ne e r s  of  S f a x ,  i n 200 3,  he   r ecei v ed     ,   H a b ilita tio n  U n iv e r s ita ir e   d eg r ee   i el ect r i cal  en g i n eer i n g  f r o m  t h e E co l e N at i o n al d I n g én i eu r s   d e S f a x - T uni s i a   i n 20 10 ,   he  j oi ne t h e   D e p a r tm e n t o f  Ele c tr ic a l En g in e e r in g  in  I n te r n a tio n a l S c h o o l o f  Ele c tr o n ic  a nd C om m uni c a t i on o f   S f ax  ( I S E C S ) ,  U n i v er s i t y  o f  S f ax ,  ,  T u n i s i a,  w h er e h e i s  an  A s s o ci at e P r o f es s o r .  H e j o i n ed   t h L a bor a t or y  o f  E l e c t r oni c s  a nd I nf or m a t i on T e c hnol og y  ( L E T I ) ,  E l e c t r i c  V e hi c l e  a nd  P ow e r   E l ect r o n i cs  G r o u p  ( V E E P ) .  H i s  m ai n  r es ear ch  i n t er es t s   i nc l ude  a na l y s i s ,  de s i g n,  a nd c o nt r o l  o f   el ect r i m ach i n es  f o r  E V  ap p l i cat i o n s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.