I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   6 ,   No .   6 Dec em b er   201 6 ,   p p .   2 6 1 0 ~ 2 6 2 0   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 6i 6 . 1 2 1 1 2          2610       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I JE C E   Fault Diag no sis  and Reco n figura ti o n of Multilev el  Inv erte S w itch  Failure - Perf o r m a nce  P e r spectiv e         T . G .   M a njuna t h 1 Ash o k   K u s a g ur 2   1 De p a rtme n o f   El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   En g i n e e rin g ,   S a V i d y a   I n stit u te  o f   T e c h n o lo g y ,   Ba n g a lo r e ,   In d ia    2 De p a rtme n o f   El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   En g i n e e rin g ,   UBD T   Co ll e g e   o f   En g in e e rin g ,   Da v a n g e re ,   In d ia        Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u l   7 ,   2 0 1 6   R ev i s ed   Sep   1 7 ,   2 0 1 6   A cc ep ted   No v   1 ,   2 0 1 6     M u lt il e v e In v e rters   (M L I)  g a in im p o rtan c e   in   Distrib u ti o n   s y ste m s,   El e c tri c a Driv e   s y ste m s,   HV DC  s y ste m a n d   m a n y   m o re   a p p li c a ti o n s.  A s   M u lt il e v e In v e rters   c o m p rise o f   n u m b e o f   p o w e sw i tch e s   th e   f a u lt   d iag n o sis  o f   M L b e c o m e ted io u s.  T h is  p a p e is  a n   a tt e m p to   d e v e lo p   a n d   a n a ly z e   th e   f a u lt   d iag n o sis  m e th o d   th a u ti li z e A rti f icia Ne u ra Ne tw o rk   to   g e it   train e d   w it h   th e   f a u lt   situ a ti o n s.  A   p e rf o rm a n c e   a n a l y sis  o f   G e n e ti c   A l g o rit h m   ( G A a n d   th e   M o d if ied   G e n e ti c   A lg o rit h m   (M GA ),   w h ich   o p ti m ize th e   A rti f icia Ne u ra N e tw o rk   ( A N N)  th a train it se lf   o n   th e   f a u lt   d e tec ti o n ,   a n d   re c o n f ig u ra ti o n   o f   th e   Ca sc a d e d   M u lt il e v e In v e rte rs  (CM L I)   is  a tt e m p ted .   T h e   T o tal  H a r m o n ic  Disto rti o n   (T HD o c c u rrin g   d u e   to   s w it c h   f a il u re o d riv e r   f a il u re o c c u r rin g   in   th e   CM L is   c o n sid e re d   f o th is  c o m p a ra ti v e   a n a l y sis.  El a p se d   ti m e   o re c o v e r y ,   M e a n   S q u a re   Err o (M S E)   a n d   th e   c o m p u tatio n a b u d g e ts  o f   A NN   a re   th e   p e r f o r m a n c e   p a ra m e ter s   c o n sid e re d   i n   th is  c o m p a ra ti v e   a n a ly sis.  Op ti m iza ti o n   is  in v o lv e d   in   t h e   p ro c e ss   o f   u p d a ti n g   t h e   w e i g h a n d   th e   b ias   v a lu e in   th e   A NN   n e tw o rk .     M a tl a b   b a se d   sim u latio n   is  c a rried   o u a n d   th e   re su lt a re   o b t a in e d   a n d   tab u late d   f o th e   p e rf o rm a n c e   e v a lu a ti o n .   It  w a o b se rv e d   th a M o d if ied   G e n e ti c   A l g o rit h m   p e r f o r m e d   b e tt e th a n   th e   G e n e ti c   A lg o rit h m   w h il e   o p ti m izin g   th e   A NN   train in g .   K ey w o r d :   A r ti f icial  n e u r al  n et w o r k   C ascad ed   m u ltil e v el  i n v er ter   Fau lt d etec tio n   an d   r ec o n f i g u r atio n     Gen etic  al g o r ith m     Mo d if ied   g en et ic  alg o r it h m     P ar am eter   o p ti m izat io n   Co p y rig h ©   2 0 1 6   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   T . G.   Ma n j u n ath   Dep ar t m en t o f   E lectr ical  an d   E lectr o n ics E n g i n ee r in g ,   Sai V id y a   I n s tit u te  o f   T ec h n o l o g y ,     B an g alo r e,   I n d ia .   E m ail:  t g m n at h @ g m a il.c o m       1.   I NT RO D UCT I O N     Dif f er en m u ltil e v el  i n v er ter   ( ML I )   to p o lo g ies  ar ex p lo r ed   an d   ar r ev ie w ed   i n   [ 1 ] . T h ca s ca d ed   m u ltil e v el  in v er ter   w it h   r ed u ce d   n u m b er   o f   s w itc h es  a r d is cu s s ed [ 2 ] . T h e   C ML I   eli m i n ate s   th b u l k   tr an s f o r m er s   av a ilab le  in   th e   m u lt ip u ls i n v er ter s ,   cla m p i n g   d io d in   th Dio d C la m p ed   ML I   an d   th ca p ac ito r s   in   Fl y i n g   C ap ac ito r   ML I   [ 3 ] .   C M L I   g ets   r id   o f   th ca p ac ito r   v o lta g b ala n cin g   m et h o d ,   w h ic h   is   a   m aj o r   ch allen g e   in   t h e   F l y i n g   C ap ac ito r   Mu l tile v el  I n v er t er   as;  i n ee d s   v er y   co m p le x   v o lta g b ala n cin g   tech n iq u es  [ 4 ].   Mo d u lar   to p o lo g y   o f   th C M L I   f ac i litates   th to p o lo g y   f o r   th lo ca tio n   o f   f au lt  an d   t h e   r ec o n f i g u r atio n   ap p lied   in   s im p ler   m an n er   [ 5 ] .   W h er ea s   th Dio d C la m p ed   ML I   an d   th Fl y i n g   C ap ac ito r   ML I   h a s   s w itc h es  co n tin u o u s l y   co n n ec ted   ac co r d in g   to   th e   n u m b er   o f   v o lta g lev e ls   it  ca n   d eliv er ,   w h ic h   in tr o d u ce s   co m p lex i t y   w h ile   f au lt  lo ca tio n   a n d   r ec o n f i g u r atio n .   A p p licatio n   o f   C ML I   r an g es  f r o m   ST A T C OM   [ 6 ]   t o   A ctiv P o w er   Fil ter ,   w h ic h   d e m a n d s   f a u lt  f r ee   o p er atio n   s in ce   it  in v o lv es  p o w er   q u alit y   s o lu tio n s   [ 7 ] .     T h f au lt  d ia g n o s is   an d   t h r ec o n f i g u r atio n   o f   th M L I   b y   t h u s o f   A r tific i al  Neu r al  Net w o r k   as  th f a u lt  d ia g n o s is   to o was  d ev elo p ed   w h ic h   ex h ib ite d   9 5 ac cu r ac y   i n   d iag n o s is   o f   th f a u lt s   w a s   tab u lated   [ 6 ] .   T h r ec o n f ig u r atio n   m et h o d   p r o p o s ed   in   [ 8 ]   cl ea r ed   b o th   th o p en   cir cu it  an d   th clo s ed   cir cu it   f au lts   i n   s ix   p er io d ic  c y cles.  I n   o r d er   to   d ev elo p   th f au l d iag n o s is   t h d ev elo p m e n o f   m at h e m a tical  m o d el   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708     F a u lt Dia g n o s is   a n d   R ec o n fig u r a tio n   o f Mu ltil ev el  I n ve r ter S w itch   F a ilu r e -   ( T.G.   Ma n ju n a th )   2611   is   av o id ed   d u to   th u s o f   AI   m et h o d   th at  w o u ld   g r ea tl y   r e d u ce   th en g in ee r i n g   an d   d ev elo p m e n ti m e.   T h r eliab ilit y   o f   t h A d j u s tab le   Sp ee d   Dr iv e s   ( A SD)   p o w e r ed   b y   C M L I   i s   i m p r o v ed   b y   in tr o d u cin g   t h e   r ed u n d an m o d u les,  w h ic h   wo u ld   w o r k   w h en   a n y   o f   t h m o d u les  f ail s   [ 9 ] .   A   n o v el  te ch n iq u ca lled   th e   “n eu tr al  s h if t”  w as  a ls o   i n tr o d u ce d   w h ic h   ad o p ted   th id ea   t h at  co m p e n s ated   t h f ail u r i n   o n m o d u le  w i th   th r ed u n d an m o d u le  o f   th o t h er   m o d u le.   9 9 . 9 9 d r iv r eliab ilit y   w a s   o b tain ed   i n   th e     i m p le m en ta tio n   [ 9 ] .   T h is   p ap er   u s es  th r ed u n d an m o d u l r ep lace m e n m et h o d   f o r   f a u lt  d iag n o s is   i n   th e   C M L I .   T h T HD  o b tain ed   f r o m   t h M L I   is   th e   s o u r ce   o f   f a u lt   d etec tio n   in   t h m et h o d   u s ed .   ANN  g et s   tr ain ed   b y   g etti n g   t h p air   o f   th T HD  v alu es  f o r   th co r r esp o n d in g   f a u lt  s w itc h   p o s itio n .   T h s p ee d   o f   tr ain i n g   t h A NN  i s   co n ce n tr ated   in   th i s   p ap er   an d   s tep s   ar tak en   to   i m p r o v i t.  I n   o r d er   to   o p tim ize  t h tr ain i n g   ti m o f   t h A NN  o p ti m izat io n   tech n iq u es  li k th Gen etic  A l g o r ith m   an d   t h e   Mo d if ied   Gen etic   A l g o r it h m   is   i m p le m e n ted   o n   th tr ai n i n g   o f   th e   A NN.   T h w ei g h v al u es  th at   ar u s ed   f o r   ea ch   n o d an d   t h e   b ias  v al u es  ar o p ti m ized   in   o r d er   to   tr ain   th A NN  f aster   t h an   t h tr ad itio n al  tr ai n i n g   m eth o d .   C o n s id er i n g   th Me a n   Sq u ar E r r o r   ( MSE )   as  th o b j ec tiv f u n ctio n   to   b m i n i m ized ,   th m o d u le  n u m b er   w h er f au l o cc u r s   in   t h C M L I ,   w h ich   h a s   to   b p r ed icte d ,   is   th o u tp u t,   w h ic h   w o u ld   b tr ain ed   w ith   T HD  as th in p u t.   T h is   p ap er   is   o r g an ized   as,  Sectio n   I I   w it h   th ANN  ap p lied   o n   ML I   f a u lt  d etec tio n ,   a n d   Sectio n   I I I   ex p lain s   th Ge n etic  A lg o r it h m   a n d   Mo d if ied   Gen etic  A l g o r ith m ,   Sectio n   I d ea ls   ab o u th r esu l ts   an d   d is cu s s io n   o f   th i m p le m en ta ti o n   w ith   co m p ar ati v a n al y s is   o f   b o th   G A   an d   MG A .       2.   F AULT   DIA G NO SI O F   M UL T I L E VE L   I NV E R T E USI NG   ART I F I C I A L   NE URA L   NE T WO RK   2 . 1 .     T ra ini ng   P a ra m et er   Sel ec t io n f o ANN   T h s elec tio n   o f   th e   tr ain i n g   p ar am e ter   is   t h p r i m e   s tep   in   a n y   A NN  i m p le m e n tatio n .   I n   t h i s   i m p le m en ta tio n   th e   m o d u le  i n   w h ic h   f a u lt  o cc u r s   i s   ta k e n   as  t h o u tp u t   an d   th e   T HD  is   co n s id er ed   as  t h e   in p u p a r a m eter .     T h n ea r   s in u s o id al  s h ap o f   th m u l tile v el  in v er ter   o u tp u w o u ld   b lo s i f   t h er i s   a   f a u l t   o cc u r s   in   t h m u ltil e v el  i n v er t er .   T h T HD  is   ca lcu lated   o n   th o u tp u w a v e f o r m   b y   ap p l y i n g   t h Fas Fo u r ier   T r an s f o r m .   Du to   th f a u lt  o cc u r r en ce   th T HD  v alu w o u ld   h av b ee n   c h an g ed .   T h ch an g in   t h T HD  v alu i s   i n f l u e n ce d   b y   th p o s i tio n   w h er t h f a u lt i s   o cc u r r i n g   i n   t h m u lti lev el  i n v er ter .     2 . 2 .     F a ults in M L I       T h is   f au lt  d ia g n o s i s   s y s te m   c o m p r i s es  o f   tr ain in g   an d   test i n g   s tep s .   Du r i n g   th tr a i n in g   s t ep   th f o u r   m ai n   s tep s   th at  is   f o llo w ed   ar 1 )   T HD  ca lcu latio n   f o r   d if f er en s w i tch   f ail u r 2 )   ANN  t r ain in g .   T h test i n g   p h ase  co m p r is e s   o f   1 )   A NN  cl ass i f icatio n   f o r   f a u lt p r ed ictio n   2 )   R ec o n f ig u r atio n   T HD  ca lcu latio n   ca n   al s o   b ca lled   as  f ea tu r e x tr ac tio n   wh er th e   Fas Fo u r ier   T r an s f o r m   ( FF T )   ap p lied   o n   th M L I   o u tp u v o ltag is   u s ed   f o r   t h T HD  c alcu latio n .   T h ap p licatio n   o f   FF T   o n   t h o u tp u t   v o ltag w a v ef o r m   o f   th C M L I   p r o v id es  th a m p lit u d o f   t h f u n d a m en tal  an d   th h ar m o n ic  v o ltag f o r   th d if f er e n h ar m o n ic  f r eq u e n c y .   T h m o s co m m o n l y   o cc u r r in g   f a u lt  i n   th C M L I   is   t h o p en   cir cu it  ( OC )   f au lts ,   w h er ea s   t h s h o r cir cu it  f au l ts   ar r e m o v ed   b y   t h e   u s o f   f ast  ac t in g   s w i tch   t h a w o u ld   b u s ed   to   r e m o v t h le g   f r o m   th e   h ea l t h y   p ar o f   t h M L I   [ 1 0 ] ,   co n v er tin g   i to   b o p en   c ir cu it   f a u lt.  As  t h s h o r t   cir cu it  f a u lt  is   also   co n v er ter   t o   o p en   cir cu it  f au lt  th n u m b e r   o f   th tr ain in g   d ata  to   th A NN  is   r ed u ce d .     A s   p u ls w id th   v ar iatio n   also   wo u ld   in tr o d u ce   th ch a n g i n   th T HD  v alu th ANN  ca n   b u s ed   f o r   th p r ed ictio n   o f   P W ch an g e.     2 . 3 .   ANN  T ra ini ng   T h T HD  v alu es  o f   t h C M L I   f o r   th co r r esp o n d in g   f ai lu r o f   th s w i tch e s   ar tab u lated .   T h is   p air   o f   o b s er v atio n ,   w h ich   co m p r i s es  o f   t h p o s itio n   o f   t h s w i tch   an d   t h T HD  v alu es,  i s   u s ed   f o r   tr ain in g   t h e   A N N.   T h ese  T HD  v al u es   ar tr ain ed   a s   t h e   in p u a n d   t h e   s w itc h   n u m b er   i s   g i v en   as   t h o u tp u t.   T h f au l d etec tio n   an d   th r ec o n f i g u r atio n   is   n o n - li n ea r   p r o b lem   to   b s o lv ed ,   as  th er is   n o   p r ed et er m i n ed   ti m e   w h e n   th e   f a u lt   ca n   o cc u r   in   th C M L I .   A NN  ac t s   as  t h s o l u tio n   f o r   t h is   n o n - li n e ar   p r o b lem .   B ac k   P r o p ag atio n   Net w o r k   ( B P N)   alg o r ith m   i s   u s ed   f o r   ap p l y i n g   t h A N o n   th i s   n o n - li n ea r   p r o b lem .   Af ter   t h B P alg o r ith m   i s   ap p lied   o n   t h A NN  tr ai n ed   A NN  w i ll  b r ea d y   f o r   f a u lt  d ia g n o s i s   tes t in g .   T h p r o ce d u r e   f o r   th i s   m e th o d   is   i n cl u d ed   in   th i m p le m e n tat io n   s ec tio n .   T h P s eu d o   co d f o r   th B PN  alg o r ith m   f o r   th e   f au lt d iag n o s is   o n   th C M L I   is   g iv e n   as  f o llo w s ,   P s eu d o   C o d e:   a.   A   f ee d   f o r w ar d   Ne u r al  Net wo r k   alo n g   w it h   t h p r o p er   n u m b er   o f   i n p u t,  o u tp u t   an d   h i d d en   n o d es  i s   g en er ated .   b.   A r b itra r y   T r an s f er   f u n ctio n   is   ch o s en   f o r   th n o d es.   c.   W eig h t i n itia lis atio n   f o r   ea ch   n o d is   p r o v id ed   an d   to ler an ce   v alu e,   w h ic h   is   v er y   lo w ,   is   ch o s en .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E   Vo l.  6 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 6   2 6 1 0     2 6 2 0   2612   d.   T h tr ain i n g   s et   o f   i n p u t   an d   o u tp u t   d ata  i s   ta k e n   f r o m   t h M L I .   T h i n p u t   b ein g   th e   T HD  an d   t h o u tp u t   th leg   p o s it io n   i n   th M L I .   e.   T h in p u is   tr av er s ed   f r o m   t h in p u la y er   to   th o u tp u la y er   an d   th er r o r   is   f o u n d   b et w ee n   th ac t u al   o u tp u t a n d   t h d esire d   o u tp u t.   f.   T h er r o r   is   co m p ar ed   w ith   th to ler an ce   v al u e,   if   t h er r o r   is   n o n ea r er   to   th to ler an ce   th e n   th e   f o llo w in g   s tep s   h a s   to   r ep ea t   g.   T h er r o r   is   p r o p ag ated   to   ea ch   p r ev io u s   n o d b y   ca lc u lati n g   t h w ei g h co r r ec tio n   ter m   a n d   t h b ia s   co r r ec tio n   ter m   f o r   ea ch   n o d e.   h.   T h s tep s   5   to   7   ar r ep ea te d   u n til  th e   er r o r   is   b ec o m i n g   le s s   th a n   o r   eq u al  to   t h t o ler an ce   v al u e   co n s id er ed .   i.   T h s tep s   2   to   8   a r r ep ea te d   f o r   all  th in p u t,  o u tp u t p air s .   Af ter   t h is   tr ain i n g   s tep   tr ai n ed   n et w o r k   w ill   b r ea d y   f o r   test in g   th r o u g h   w h ich   an y   T HD  v alu e   f r o m   t h ML I   ca n   b p r o v id ed   as th i n p u t a n d   th f a u lt p o s i tio n   ca n   b f o u n d .       3.   P ARAM E T E O P T I M I Z A T I O O F   ANN  US I N G   G AND  M G A   P ar am eter   o p ti m izat io n   is   h eu r i s tic  p r o b le m   th at  w o u ld   h elp   i m p r o v th p er f o r m an ce   o f   an y   d ec is io n - m a k i n g   p r o b le m   lik th A r tific ial  Neu r al  Net w o r k   ( A NN) .   P ar am e ter   o p tim izatio n   co u ld   b u s ed   to   d ec id th w e ig h v al u e s   o f   th n o d es  in   th A NN  o r   th b ias  v alu e s   in   o r d er   to   im p r o v th lear n i n g   b y   r ed u cin g   t h ti m e   r eq u ir ed   f o r   th n et w o r k   to   b tr ai n ed .   T h e   ad v an ta g o f   p ar a m e ter   o p tim izatio n   i s   ( 1 )   n o   ex p er ien ce   h o w   to   ch o o s th p ar am eter   s etti n g   o f   th al g o r ith m   is   n ee d ed ,   ( 2 )   c o m p ar i s o n   w it h   o th e alg o r ith m s   i s   n ee d ed ,   ( 3 )   alg o r ith m   h as to   b ap p lied   o n   co m p le x   o p ti m iza tio n   p r o b lem   [ 1 1 ] .     3 . 1 .   O pti m is ing   AN us i ng   G A   As  t h A N i s   d ef i n ed   a n d   c o n s tr u cted   in   th e   p r ev io u s   s ec tio n   tr ai n i n g   ti m o f   th e   A NN   h as   to   b e   i m p r o v ed   b y   t h u s o f   G A   a n d   MG A .   T h is   s u b s ec tio n   w o u l d   d ea l a b o u t G b ased   p ar a m eter   o p tim is atio n   o f   th A NN.   T h p ar am eter   t h u s   ch o o s en   ar n o d w e ig h v a lu es  a n d   th b ias  v al u es.  As  t w o   p ar a m eter s   ar e   tak en   f o r   o p ti m i s atio n   th i s   p r o b lem   b ec o m e s   t h m u l ti  v ar i ab le  h eu r i s tic  p r o b le m .   T h p s eu d o   co d f o r   th i s   i m p le m en ta tio n   is   a s   ex p lai n e d   b elo w .   P s eu d o   C o d e:   1.   W ith   th A N m o d el  cr ea ted   g e t th i n it ial  w ei g h m atr i x   o f   all  th n o d es.   2.   Un w r ap   w e ig h t a n d   th B ias  m atr ices i n to   s i n g le  ar r ay   ea ch .   3.   C o n s id er   th ese  ar r a y s   a s   th f i r s t c h r o m o s o m es    4.   R an d o m l y   g e n er ate  th r est  o f   th ch r o m o s o m es  f o r   p ar ticu lar   p o p u latio n   s ize,   w h ich   is   s e lecte d   in t u iti v el y .   5.   Fo r   ev er y   ch r o m o s o m g en er a ted   in   th p r ev io u s   s tep   r ef o r m   th at  in to   th w ei g h t a n d   th B ias  m atr ice s .   6.   A p p l y   t h ese  m atr ice s   o n   th ANN  an d   o b tain   th er r o r   an d   th MSE .   7.   Sav t h m i n i m u m   MSE   i f   o b tain ed   in   ar r a y   8.   Gen er ate  n e w   p o p u latio n   o f   c h r o m o s o m es u s i n g   t h f o llo w i n g   s tep s   9   to   1 1   9.   Select  t w o   p ar en ts   f r o m   th p r ev io u s l y   g e n er ated   ch r o m o s o m es.   10.   A p p l y   cr o s s o v er   p r o b ab ilit y   o n   th e s p ar en ts   to   g e t a   n e w   o f f s p r in g .   11.   A p p l y   m u tatio n   p r o b ab ilit y   to   o b tain   th n e w   c h ild r e n   in   t h p o s itio n   o f   th p ar en t c h r o m o s o m e.   12.   R ep ea t th s tep s   5   to   7   u n til t h n u m b er   o f   iter atio n   i s   co m p l eted .   13.   T h ar r ay   o f   s av ed   MSE   is   tak en   an d   th w ei g h a n d   b ias  v al u es  co r r esp o n d in g   to   th m i n i m u m   MSE   ar s elec ted .   14.   T h s elec ted   w ei g h a n d   b ias  v alu e s   ar p r o v id ed   as  th w e ig h an d   b ias  m a tr ices  to   th A N an d   th e   r esu lt s   ar u p d ated .   15.   A N p er f o r m an ce   ca n   b ev al u ated   u s in g   t h s elec ted   w ei g h t a n d   th e   b ias  v alu e s .   16.   T h p ar en s elec tio n   f o r   th p o p u latio n   g e n er atio n   i s   ca r r i ed   u s i n g   th R o u let te  Selecti o n   m et h o d   as   d ef in ed   b elo w ,       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708     F a u lt Dia g n o s is   a n d   R ec o n fig u r a tio n   o f Mu ltil ev el  I n ve r ter S w itch   F a ilu r e -   ( T.G.   Ma n ju n a th )   2613   w h er   is   t h s et  o f   all  f it n es s   v alu e s ,     is   th ith   f it n es s   v a lu e.   L et    b s o m r an d o m   v al u e   an d     an d     ar v ar iab les.  T h R o u lett s elec tio n   al g o r ith m   ca n   b d ef i n ed   as f o llo w s ,   w h ile    th f o llo w i n g   s tep s   h as  to   f o llo w   Fin d       I n cr e m e n t J   E n d   On ce   th w h ile  lo o p   is   b ec o m i n g   f alse  t h   v alu is   ta k e n   an d   th p o p u latio n   at  t h th   p o s itio n   i s   s elec ted   as th p ar en t.   T h ar ith m etic  cr o s s o v er   is   u s ed   to   c r ea te  th n e w   o f f s p r i n g   f r o m   th t w o   p ar en t s   s el ec ted   u s in g   t h R o u lette  s elec tio n .   T w o   o f f   s p r in g s   ar g en er ated   u s i n g   t h f o llo w i n g   f o r m u lae,         w h er e,   is   th r an d o m   w ei g h tin g   f ac to r .   I n   o r d er   t o   m ai n t ain   g e n etic  d iv er s it y   b et w ee n   th o f f   s p r i n g s   th e   m u tatio n   o p er atio n   is   ca r r ied   o u t.  Fo r   t h ca lc u latio n   o f   th e   m u tatio n   th e   m ax i m u m   a n d   th m i n i m u m   w ei g h t   v alu e s   ar tak en   f r o m   t h v alu es  a n d   it  is   m en t io n e d   in   th b elo w   eq u atio n s   a s   m ax w e ig h t   an d   m in w eig h t .   T h m u tatio n   o p er atio n   is   d ef i n ed   in   t h f o llo w i n g   f o r m u lae  ( 1 ) ,                       ( 1 )     w h er ,     is   th r an d o m   v al u e.   Usi n g   t h ab o v v al u t h in v er s er r o r   f u n ctio n   i s   ca lc u late d   an d   u tili s ed   i n   th f o llo w i n g   f o r m u lae,                   ( 2 )     T h o f f s p r in g   is   ca lc u lated   b y   u s i n g           r ed u ce s   its   v a lu f o r   ev er y   ite r atio n   .     3 . 2 .   M o dified  G enet ic  Alg o rit h m   T h s i m p le  g en et ic  alg o r ith m   ac co u n ts   f o r   o n l y   o n p o p u l atio n   in   ea ch   g e n er atio n   a n d   th g e n etic   o p er atio n s   ar d o n o n   th a g en er atio n . I b ec o m es   ti m c o n s u m i n g   p r o ce s s   to   e v alu ate   th f u n ctio n   as  th e   s i m p le  G A   w o u ld   co n s u m m o r iter atio n s .   I n   o r d er   to   m a k th i s   co n v er g e n ce   f a s ter   th e   alg o r ith m   m u s b e   m o d i f ied   i n   s u c h   w a y   th a th e v al u atio n   o f   th e   f u n c tio n   m u s b ca r r ied   o u p a r alell y   i n s tead   o f   in d iv id u all y .   T h m u ltico r e   p r o ce s s o r s   av ailab le  i n   t h in d u s tr y   w o u ld   h e lp   in   i m p le m en t in g   t h is   s i m u lta n eo u s   i m p le m en tat io n s .   T h p r o ce s s o r s   ca n   w o r k   in   m aster   a n d   s la v ap p r o ac h   i n   w h ich ,   m as ter   s to r es  s i n g le  p o p u latio n   a n d   th o th er   p r o ce s s o r   ev al u at th i n d iv id u als.I n   t h liter at u r [ 1 2 ]   it  h as  b ee n   p r o p o s ed   th at  t h p o p u la tio n   m u s b s p litt ed   i n to   m a n y   s u b p o p u latio n   to   k ee p   d i v er s it y   in   t h co u r s o f   t h e   o p tim iatio n   p r o ce s s .   T h p r o c ess   o f   m ig r atio n   , w h ic h   h elp s   in   s h ar i n g   s in g le   in d i v id u al   w ith   b etter   f itn e s s   in   m an y   s u b p o p u latio n   is   ca r r ied   o u f o r   w h ic h   a f ter   cr o s s o v e r   an d   m u tatio n   w o u ld   g e n er ate  th s o lu tio n   s p ac th at  is   n o m u s ex p lo r e d .   T h am o u n o f   d iv er s it y   in   th s u b   p o p u latio n   is   p r o p o r t io n al  to   th r ate  o f   m i g r atio n .     3 . 3 .   Dy na m ic  P a ra m et er   Des ig in M G A   T h r an d o m   c h r o m o s o m g e n er atio n   in   t h b eg i n n in g   o f   t h GA   al g o r ith m   d ec id es  t h q u alit y   an d   ef f icien c y   o f   t h s o lu tio n   th at  is   o b tain ed .   T h s ea r ch   q u alit y   w i ll  b in ef f icie n as  t h d y n a m is m   is   ch o o s i n g   th p ar a m eter   is   m i s s i n g .   T h cr o s s o v er   an d   th m u tat io n   p r o b ab ilit y   is   v ar ied   d y n a m ica l l y   in   t h MG A   in   Y Y i S 1 S 2 J S 2 > S 1 S 2 = S 2 + S ( J ) J J r a n d n u m Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E   Vo l.  6 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 6   2 6 1 0     2 6 2 0   2614   o r d er   in tr o d u ce   th d y n a m ic  ch ar ac ter is tic s   in   c h o o s i n g   t h p ar am eter s .   At  th b e g i n n i n g   o f   t h ev o l u tio n   p r o ce s s   th b i g g er   cr o s s o v er   a n d   m u tat io n   p r o b ab ilit y   is   ap p lied   to   g et   th e   o f f s p r i n g s   b u a s   t h co n v er g e n ce   f o r w ar d s ,   t h cr o s s o v er   an d   m u tatio n   p r o b ab ilit y   w ill  b ec o m o f   s m aller   r an g e.   T h s tep s   in v o l v ed   in   t h e   d y n a m ic  p ar a m eter   d esi g n   o f   t h MG A   ar as f o llo w s ,   1.   T h p r o b lem   w it h   t h p ar a m eter s   is   co d ed   i n   t h f o r m   o f   th s tr i n g . B in ar y   co d in g   m et h o d   is   u s ed   to   tr an s f er   th p ar a m eter   f r o m   th p r o b lem   s p ac to   t h co d in g   s p ac e. T h len g t h   o f   th co d is   d eter m i n ed   b y   t h f o llo w in g   f o r m u la  ( 3 )   [ 1 2 ] .                     ( 3 )     w h er   an d   ar th m a x i m u m   an d   m i n i m u m   v al u es  o f   th in d ep en d en v ar iab les  i n   t h o b j ec tiv e   f u n ctio n   an d     is   th p r ec is io n   r eq u ir ed .   2.   I n d iv id u a f it n e s s   f u n ctio n   ar ca lcu lated   b y   th o b j ec tiv f u n ctio n   i n   t h s i m p le  G A ,   b u i n   th i s   MG A   it   is   d ef i n ed   b y   t h f o llo w in g   f o r m u lae  ( 4 )                     ( 4 )     w h er e,     is   th o r d er   p o s itio n   o f   th s o r ted   in d iv id u al  i,  an d     is   th to tal  n u m b er   o f   i n d iv id u al s .   3.   L et   T   b th to tal  n u m b er   o f   g en er atio n s ,   b th e   to tal  n u m b er   o f   s u b   p o p u latio n ,   t h s i ze   o f   ea ch   s u b   p o p u latio n ,   r ate  o f   m ig r atio n   r ,   p r o b a b ilit y   o d   s elec tio n   d en o ted   b y   s ,   cr o s s o v er   an d   m u tati o n   p r o b ab ilit y   as  an d   m   r esp ec ti v el y .   T h r ec o m m e n d e d   v alu e s   o f   an d   f o r   MG A   ar e   ,     w h er is   t h n u m b er   o f   v ar iab l es.   4.   T h s elec tio n   p r o b ab ilit y   f o r   th ith   i n d i v id u al  i s   g i v e n   as                     ( 5 )     w h er e,   s elec tio n   p r o b ab ilit y   S i   is   k ep co n s tan to   m ak th cr o s s o v er   an d   m u tat io n   p r o b a b ilit y   to   v ar y   d y n a m icall y .   T h cr o s s o v er   a n d   th e   m u tat io n   p r o b ab ilit y   wo u ld   f o llo w   t h r u le  o f   b ig g er   v al u es  in i tiall y   a n d   s m al ler   v al u es late r .   T h cr o s s o v er   an d   m u tatio n   p r o b ab ilit y   ar d en o ted   a s   in   ( 6 )   an d   ( 7 ) ,                     ( 6 )                     ( 7 )     w h er e,   i s   t h n u m b er   o f   p r es en g e n er atio n ,   ,     is   th e   i n itial   v al u es   o f     an d     r esp ec tiv el y   f o r   t h e   j th   p o p u latio n ,     is   t h s ca l in g   f ac to r ,   w h ich   w o u ld   b lar g er   t h an   o r   eq u al  to   .   T h v alu e s   o f     an d     w il l b in itiated   w it h     an d     b u t it  w o u ld   d ec r ea s in   th i ter ati o n s   th a t f o llo w s .   5.   I n itial p o p u latio n   i s   cr ea ted   u s in g   t h r an d o m   f u n c tio n   as i n   GA .   6.   I n d iv id u a l f it n e s s   is   e v al u ated   u s i n g   th p o p u latio n .   7.   T h in d iv id u a ls   w i th   b etter   f it n es s   is   s u p p lied   to   th e   s u b   p o p u latio n   i=1 …. N - 1 ,   an d   t h i n d iv id u al  w it h   w o r s f it n es s   is   s u b s ti tu ted   i n   t h i+1 th   s u b   p o p u latio n .   8.   C r o s s o v er   a n d   m u tatio n   f o r   t h ad j u s ted   f u n ct io n   is   ca lc u l ated   an d   t h g e n etic  o p er ato r s   ar ap p lied   to   d ev elo p   th n e w   g en er atio n .   9.   C h ec k   w h e th er   t h cu r r en g e n er atio n   n u m b er   is   less   t h a n   th to tal  n u m b er   o f   g en er atio n ,   if   y es  s to p   th iter atio n ,   else c o n ti n u f r o m   s t ep   5 .   x m a x x m i n p i Q n a j b j m j c j T j T m j c j a j b j Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708     F a u lt Dia g n o s is   a n d   R ec o n fig u r a tio n   o f Mu ltil ev el  I n ve r ter S w itch   F a ilu r e -   ( T.G.   Ma n ju n a th )   2615   4.   F AULT   D I A G NO S I S IM P L E M E NT AT I O N   T h im p le m en tatio n   o f   b o th   t h G A   an d   th MG A   f o r   o p ti m is in g   th A N N‟ s   w eig h a n d   b ias  v alu e s   is   ca r r ied   o u o n   th r ee   p h ase  s ev en   le v el  M L I   as  s h o w n   i n   Fig u r e   1 .   I s h o w s   th t h r ee   p h ase  C M L I   to   b e   co n n ec ted   to   th 5 HP   m o to r   d r iv e.         Fig u r e   1 .   T h r ee   P h ase  C M L I   Dr iv e       4 . 1 .   Ca s ca ded  M ultilev el  I nv er t er   Driv e   Fo r   test in g   p u r p o s es a   s e v e n - l ev el  ca s ca d ed   m u lti - le v el  i n v e r ter   d r iv in g   i n d u c tio n   m o to r   is   u s ed .   T h e   clo s ed   s w itc h   f au l ts   a n d   o p en   s w i tch   f a u lt s   ar ap p lied   to   th s in g le  p h ase  o f   t h t h r ee - p h a s i n v er ter   f o r   s i m p lic it y .   D u to   t h ap p licatio n   o f   f au lt  t h o u tp u v o ltag w av e f o r m   c h a n g e s   it s   s h ap d u to   t h e   u n a v ailab ili t y   o f   s o m v o lta g lev els.  T h is   w a v e f o r m   an a l y s ed   w it h   to tal  h ar m o n ic  d i s t o r tio n   ( T HD) .   E ac h   s w itc h   f a u lt  cr ea tes  d if f er en w a v e f o r m s   d u to   th d if f er e n lev el s .   E ac h   f a u lt s   h as  d i f f er en T HD  v alu es.   Fig u r es  p o r tr a y ed   b elo w   s h o w s   th w av e f o r m s   d u to   t h e   f au lt  i n   ea ch   s w itc h   o f   s in g le  ce ll  a n d   it  T HD  v alu e s .   Usi n g   th T HD  d ata,   id en tific atio n   o f   s w itc h   f a u lt c a n   b d o n b y   tr ai n i n g   t h n e u r al  n et w o r k   ( NN) .     4 . 2 .   Ca s ca ded  M ultilev el  I nv er t er   Driv e   Fo r   test in g   p u r p o s es a   s e v e n - l ev el  ca s ca d ed   m u lti - le v el  i n v e r ter   d r iv in g   i n d u c tio n   m o to r   is   u s ed .   T h e   clo s ed   s w itc h   f au l ts   a n d   o p en   s w i tch   f a u lt s   ar ap p lied   to   th s in g le  p h ase  o f   t h t h r ee - p h a s i n v er ter   f o r   s i m p lic it y .   D u to   t h ap p licatio n   o f   f au lt  t h o u tp u v o ltag w av e f o r m   c h a n g e s   it s   s h ap d u to   t h e   u n a v ailab ili t y   o f   s o m v o lta g lev els.  T h is   w a v e f o r m   an a l y s ed   w it h   to tal  h ar m o n ic  d i s t o r tio n   ( T HD) .   E ac h   s w itc h   f a u lt  cr ea tes  d if f er en w a v e f o r m s   d u to   th d if f er e n lev el s .   E ac h   f a u lt s   h as  d i f f er en T HD  v alu es.   Fig u r es  p o r tr a y ed   b elo w   s h o w s   th w av e f o r m s   d u to   t h e   f au lt  i n   ea ch   s w itc h   o f   s in g le  ce ll  a n d   it  T HD  v alu e s .   Usi n g   th T HD  d ata,   id en tific atio n   o f   s w itc h   f a u lt c a n   b d o n b y   tr ai n i n g   t h n e u r al  n et w o r k   ( NN) .   T h th r ee   p h ase  C M L I   co n n e cted   to   th i n d u ctio n   m o to r   d r iv w h ic h   h a s   t h ex tr r ed u n d an leg   th at   w o u ld   ac w h e n   t h er is   f a u lt o cc u r in g   in   an y   o f   th leg   i n   t h C ML I .   T h cir cu it  g et s   clo s ed   t h r o u g h   t h r ed u n d an t   leg   w h e n e v er   th f au lt o cc u r s   in   an y   o f   t h le g   in   t h C M L I .     4 . 3 .   G a nd   M G I m ple m e nta t io n   T h p ar am eter   s elec tio n   al g o r ith m   t h at  i s   e x p lain ed   i n   t h p r ev io u s   s ec t io n s   ar d ev elo p ed   u s i n g   t h e   Neu r al  Net w o r k   to o lb o x   in   M atlab   an d   M - f i les.  M - f iles   ar u s ed   to   d e v elo p   th G a n d   MG o p ti m i s atio n   o n   th p ar a m eter   s elec tio n   o f   A N N.   T h Ma tlab /Si m u li n k   m o d el  o f   th t h r ee   p h ase  C M L I   is   d ev elo p ed   f o r   a   5 HP   in d u ctio n   m o to r   d r iv e   f o r   o p en   lo o p   o p er atio n .   T h O C   f au lts   ar e   in tr o d u ce d   in   s o m o f   t h le g s   i n   t h e   ML I   an d   th T HD  o f   th o u tp u v o ltag w a v ef o r m   i s   ca lc u lated   f o r   d if f er e n s w itc h   f ai lu r es  an d   tab u lated .   T h T HD  o f   th C M L I   i s   g i v en   a s   t h i n p u t   to   th ANN   an d   th e   f a u lt  p o s i tio n   i s   g iv en   as  th o u tp u t   f o r   tr ain i n g .   I n   o r d er   to   m ak th e   ANN  tr ai n   q u ic k er   b o th   t h GA  an d   MG is   ap p lied   to   o p ti m ize  t h w ei g h t   an d   th b ias  v alu e s   o f   t h A N N.   T h o v er all  b lo ck   d iag r a m   o f   th i m p le m en tat io n   is   a s   g i v en   i n   t h Fi g u r 3 .   T h th r ee   p h a s C M L I   i s   co n n ec ted   to   i n d u ct io n   m o to r .   T h o u tp u t   o f   t h M L I   i s   ap p lied   w it h   F FT   an d   T HD  is   ca lcu la ted .   T h T HD  w ill   b g iv e n   to   t h tr ai n e d   A N N,   w h ic h   f i n d s   t h f a u lt   p o s itio n   i n   t h e   M L I ,   an d   th r ec o n f ig u r atio n   is   ap p lied   u s i n g   t h r ed u n d a n t le g .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E   Vo l.  6 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 6   2 6 1 0     2 6 2 0   2616       Fig u r e   3 .   Ov er all  P ar am e ter   Selecti o n   I m p le m en tatio n       5.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   T h test   s e tu p   i s   s h o w n   a s   b lo ck   d iag r a m .   T h M L I i s   o p er ated   f o r   1   s ec .   w it h in   t h a 0 . 0 1   s ec ,   0 . 2 5   s ec ,   0 . 5   s ec   an d   0 . 7 5   s e ar in d u ce d   w it h   s w itc h   f au lt  Q1 ,   Q2 ,   Q3   a n d   Q4   ( o p en   o r   clo s ed   s w itc h )   r esp ec tiv el y .   W it h   an d   w it h o u t f au lt is   s h o w n   in   t h b elo w   f i g u r e s .             Fig u r e   4 .   P h ase  A   Vo lta g W av ef o r m   o n   th f a u lt o cc u r r en c at  0 . 0 1   s ec ,   0 . 2 5   s ec ,   0 . 5   an d   0 . 7 5   s ec   o n   Q1 ,   Q2 ,   Q3   an d   Q4   in   Vo lta g e”   v s   T i m e”       Fro m   th F ig u r e   5   d u to   f au lt   in   s w itc h es  ch a n g in   T HD  v alu es  ar s h o w n .   T h ese  v alu e s   ar g iv en   as  th i n p u to   t h n e u r al  n et wo r k   an d   o u tp u i s   tak e n   as   ze r o   an d   1   as  b in ar ies.  Fig u r 5   s h o w s   t h p atter n   o f   th T HD  f o r   th f a u lt  ap p lied   in   ce ll  A 1   f o r   t h s i m p licit y .   Du to   th p er io d icall y   ap p li ed   f au lt  c h a n g i n   w a v e f o r m   o f   v o ltag m a k th p atter n   in   T HD  ca lcu latio n .   T h is   p atter n   is   f ee d   to   th n e u r al  n et w o r k   to   tr ain   f o r   th is   p atter n .   T h en   i f   a n y   o f   t h is   f au lt   o cc u r s   it   ca n   ea s il y   c lass if y   th e   f au lt   p h a s a n d   ce ll.  T h en   it  ca n   p er f o r m   t h r e m ed ial  ac tio n .   Fig u r 6   d ep icts   th m u l tile v e in v er ter   v o lta g o u tp u f o r   th C ML I   co n s id er ed   in   th is   p ap er .   Fro m   T ab le   1   it  ca n   b e   s ee n   f r o m   t h tab le  th at  MG A   alg o r ith m   g i v es  les s er   v al u o f   m e an   s q u ar e   er r o r   an d   it  co n v er g es  f as ter   d u to   it s   lar g e   s ea r ch   s p ac e.   Mig r atio n   ca lcu latio n   m a k es  th e   s ea r c h   m o r e   o p tim ized .   T h n u m b er   o f   ep o ch s   t h at  w as  ca r r ied   o u d u e   t o   th e   MG is   les s   t h an   t h at  o f   t h G an d   a ls o   th m ea n   s q u ar er r o r   w as  al s o   v er y   m u ch   r ed u ce d   as  co m p ar ed   to   th g en e tic  alg o r it h m .   T h n u m b er   o f   c y cles t h at  to o k   to   clea r   th f a u lt  w as 1 4   c y cle s   as see n   in   t h Fig u r 7 .   T h p ar am eter s   t h at  ar u s ed   f o r   th Gen etic  A l g o r ith m   i m p l e m en tatio n   i s     Min i m u m   er r o r   th r es h o ld 0 . 0 4 .   P o p u latio n   s ize=   1 0 0 .   Ma x i m u m   n o .   o f   ep o ch s =1 7 0 0 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708     F a u lt Dia g n o s is   a n d   R ec o n fig u r a tio n   o f Mu ltil ev el  I n ve r ter S w itch   F a ilu r e -   ( T.G.   Ma n ju n a th )   2617   Fit n e s s   f u n ctio n Me an   s q u ar ed   er r o r .   No .   o f   la y er s =2 .   No .   o f   n eu r o n s   in   i n p u t la y er =   4 .   Nu m b er   o f   ep o ch s   tr ain ed =   7 8.   Me an   s q u ar ed   er r o r M s e   0 . 0 0 8 7 4 4 8 1 8 2 5 6 4 7 3                                                           Fig u r 5 .   T HD  Val u es f o r   th S w itc h   Fa u lt S1 ,   S2 ,   S3   an d   S4   in   T HD”   v s   T i m e”         Fig u r 6 .   W ith o u t a n y   Fa u lt i n   th ML I S y s te m   in   Vo lta g e”   v s   T im e”         Fig u r 7 .   Fau lt a t t h P h ase  A   at  C ell  A 1 ; Q 1 ,   Q2 ,   Q3   an d   Q4   Fa u lt a s   i n   th Fig u r 4 .   Vo ltag e”   v s   T i m e”       T ab le  1 Me an   Sq u ar E r r o r   a n d   Nu m b er   o f   E p o ch s   A n a l y s i s   S L . N o .   P a r a me t e r s   G e n e t i c   A l g o r i t h m   M o d i f i e d   G e n e t i c   A l g o r i t h m   1   M e a n   S q u a r e   Er r o r   0 . 0 0 8 7 4 4 8 1 8 2 5 6 4 7 3   7 7 . 0 9 7 7 X 1 0 - 4   2   N u mb e r   o f   E p o c h s   78   64       T h T ab le   2   tab u late  th MSE   o b tain ed   f o r   ev er y   iter atio n   u n til th 2 0 th   iter atio n .     T h p ar am eter s   t h at  ar en g a g ed   in   th Mo d if ied   Ge n etic  A l g o r ith m   Min i m u m   er r o r   th r es h o ld 0 . 0 0 0 9 .   P o p u latio n   s ize=   1 0 0 .   Ma x i m u m   n o .   o f   ep o ch s =1 7 0 0 .   Fit n e s s   f u n ctio n Me an   s q u ar ed   er r o r .   No .   o f   la y er s =2 .   No .   o f   n eu r o n s   in   i n p u t la y er =   4 .   Nu m b er   o f   ep o ch s   tr ain ed 809.   Me an   s q u ar ed   er r o r M s e   7 . 0 9 7 7 e - 0 0 4 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E   Vo l.  6 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 6   2 6 1 0     2 6 2 0   2618   T h g r ap h   o b tain ed   in   ter m s   o f   th n u m b er   o f   i ter atio n   v e r s u s   t h M SE  is   as  s h o w n   i n   th Fi g u r e   8 .   I is   o b s er v ed   th at        T ab le  2 Me an   Sq u ar E r r o r   f o r   th f ir s t 2 0   I ter at io n   S L   N O   M e a n   S q u a r e   Er r o r   G A   w i t h   A N N     M G A   w i t h   A N N   A N N   1   0 . 0 0 8 7 4 4 8 1 8 2 5 6 4 7 3   7 . 7 3 1 8 e - 0 0 4   1 . 2 3 7 8 e - 0 0 8   2   0 . 0 1 6 5 6 9 7 9 8 5 6 5 8 7 3   7 . 2 0 5 0 e - 0 0 4   1 . 6 4 0 1 e - 0 0 7   3   0 . 0 3 6 8 4 8 9 2 2 1 2 4 4 7 6   6 . 2 2 3 9 e - 0 0 4   1 . 1 7 4 7 e - 0 1 0   4   0 . 0 3 9 0 0 6 8 3 3 6 7 8 9 8 0   8 . 9 8 6 5 e - 0 0 4   8 . 8 2 9 5 e - 0 0 8   5   0 . 0 2 8 2 1 4 2 3 3 9 9 3 6 1 1   8 . 7 4 1 6 e - 0 0 4   1 . 3 9 2 2 e - 0 0 9   6   0 . 0 2 5 9 5 4 9 7 5 6 5 5 5 4 5   6 . 9 9 7 3 e - 0 0 4   2 . 6 9 5 5 e - 0 1 0   7   0 . 0 2 4 6 6 3 4 6 7 7 9 3 9 9 9   8 . 9 2 0 8 e - 0 0 4   6 . 7 7 1 0 e - 0 1 0   8   0 . 0 3 4 7 2 0 3 7 3 7 2 5 7 7 0   8 . 6 3 7 6 e - 0 0 4   2 . 1 6 6 2 e - 0 0 9   9   0 . 0 2 3 5 8 6 8 0 5 1 9 7 2 5 8   8 . 7 5 2 3 e - 0 0 4   3 . 4 1 9 8 e - 0 0 8   10   0 . 0 3 2 6 6 8 1 8 7 6 0 8 5 4 7   5 . 0 0 7 8 e - 0 0 4   6 . 7 6 3 6 e - 0 1 0   11   0 . 0 3 9 0 7 7 2 3 3 0 9 8 4 9 4   8 . 8 5 2 6 e - 0 0 4   6 . 9 3 8 6 e - 0 1 3   12   0 . 0 1 6 9 2 3 0 6 1 6 2 4 2 0 3   7 . 0 1 0 3 e - 0 0 4   5 . 9 8 1 6 e - 0 0 8   13   0 . 0 3 8 7 6 1 7 2 8 0 4 9 2 5 1   7 . 4 7 5 0 e - 0 0 4   3 . 8 8 3 4 e - 0 1 0   14   0 . 0 3 8 4 0 3 1 6 6 4 7 4 4 5 2   7 . 2 4 4 7 e - 0 0 4   3 . 4 9 1 2 e - 0 1 0   15   0 . 0 3 5 1 7 1 2 9 5 3 1 9 1 8 3   4 . 5 8 9 4 e - 0 0 4   9 . 5 2 3 1 e - 0 0 9   16   0 . 0 3 9 7 8 7 6 7 7 1 6 6 0 5 7   5 . 8 2 1 4 e - 0 0 4   1 . 9 7 4 8 e - 0 0 9   17   0 . 0 3 5 8 0 1 7 7 5 2 5 5 1 4 4   4 . 1 5 8 3 e - 0 0 4   4 . 3 7 4 7 e - 0 1 0   18   0 . 0 3 8 2 4 9 5 6 8 9 1 1 9 0 8   7 . 4 4 9 2 e - 0 0 4   4 . 9 7 3 6 e - 0 1 2   19   0 . 0 3 4 7 5 8 6 1 7 7 2 3 5 0 3   7 . 5 9 1 2 e - 0 0 4   1 . 3 3 5 1 e - 0 0 9   20   0 . 0 3 0 5 1 4 1 8 3 3 9 7 5 1 3   8 . 1 7 5 6 e - 0 0 4   3 . 2 4 4 6 e - 0 1 4           Fig u r e   8 .   I ter atio n ”  v s   MSE ”  Gr a p h   f o r   A NN,   ANN  w it h   GA   a n d   A NN  w it h   MG A       T h Ma tlab /Si m u li n k   b ased   s i m u latio n   o f   t h m u lti lev el  in v er ter   an d   th M - f ile  b ased   ANN,   ANN  w it h   G A   o p ti m i s atio n   a n d   ANN  w it h   MG A   o p ti m i s atio n   o f   th A NN  w ei g h t s   an d   b ias  v al u es  h a s   b ee n   i m p le m en ted .   T h o p tim i s atio n   o f   th th e s th r ee   m et h o d s   h as  b ee n   d ep icted   in   th f i g u r . 8 ,   w h ic h   s h o w s   th at  t h A NN  m et h o d   h a s   tak e n   ar o u n d   1 8 th   iter atio n   f o r   s ett l in g   to   th lo w e s MSE ,   ANN  w it h   G h a s   ta k en   4   iter atio n   to   r ea ch   t h lo w es MSE   it  co u ld   attai n ,   A NN  w it h   M G A   w o u ld   r ea ch   it s   lo w e s MSE   in   j u s 2   iter atio n s .   An d   als o   w co u l d   o b s er v th at  th MSE   is   a its   lo w est  w h i le  w u s th A NN  w it h   MG m et h o d ,   th en   in   th s ec o n d   p o s itio n   co m e s   t h A NN   w it h   GA   a n d   t h en   th ANN.   I f   a   p ar allel  p r o ce s s in g   is   ap p lied   w h ich   w o u ld   h elp   in   m ak in g   th ca lc u latio n s   in   G A,   MG A   an d   ANN  p o s s ib le  o n   th h ar d w ar t h en   it   w o u ld   b s u g g e s ted   to   ap p ly   t h MG A   w it h   A NN  f o r   th i m p le m en ta tio n   o f   t h f au l t d etec tio n   o n   th C M L I .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708     F a u lt Dia g n o s is   a n d   R ec o n fig u r a tio n   o f Mu ltil ev el  I n ve r ter S w itch   F a ilu r e -   ( T.G.   Ma n ju n a th )   2619   6.   CO NCLU SI O N   T h f au lt  d iag n o s is   s y s te m   i s   ap p lied   to   th m eta - h e u r is t ic  alg o r ith m s   to   g et  o p ti m al   s o lu tio n s ,   w h ic h   m a k e s   th e   d iag n o s i s   s y s te m   to   id e n ti f y   f aster   a n d   g i v th e   co n tr o s ig n al.   T h G A ,   an d   MG m eth o d s   ar co m p ar ed   to   p r o d u ce   o p ti m al  s o lu t io n   if   t h f au l t   o cc u r s .   T h te s s y s te m   i s   tes ted   w it h   t h e   Ma tlab /Si m u l in k   an d   th al g o r ith m s   ar co d ed   as  p er   th alg o r ith m   u s in g   M - f ile s .   T h o b j ec tiv f u n ctio n   u s ed   f o r   th is   test   s y s te m   is   th m ea n   s q u ar er r o r   ( MSE )   o n   cla s s i f icatio n   o f   f au l a n d   th r esu l ts   s h o w s   t h a t   th MG A   al g o r ith m   g iv e s   f a s an d   ac cu r ate  r esu lts   co m p ar ed   to   th o th er   m et h o d s .   T h r esu lts   d u r in g   t h t esti n g   p o r tio n   h ad   g i v e n   1 0 0 ac cu r ac y   f o r   all  t h f a u lt  co n d itio n   t h u s   h as  p er f o r m ed   w el th a n   t h [ 1 2 ]   w h er at  s o m f a u lt c o n d itio n s   it h as p er f o r m ed   8 0 % a cc u r ac y .       ACK NO WL E D G E M E NT S   Au t h o r s   g r ate f u l l y   ac k n o w le d g th s u p p o r o f   Mr .   V   Gan es h a n   an d   Dh a m o d h ar an   f r o m   Vis w aJ o th i T ec h n o lo g ie s   P r iv ate  L i m ited ,   I n c.   f o r   th e ir   v al u ab le  s u g g e s tio n s   an d   s o f t w ar s u p p o r t.       RE F E R E NC E S   [1 ]   M a d ich e tt y ,   S re e d h a r,   M o d u lar  M u lt il e v e Co n v e rters   P a rtI:   A   R e v ie o n   T o p o lo g ies   M o d u lati o n   M o d e li n g   a n d   Co n tr o S c h e m e s” ,   In ter n a ti o n a J o u rn a o P o we r E lec tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste ms ,   V o l - 4 ,   3 6 - 5 0 ,   IJA ES   2 0 1 4 .   [2 ]   M a n ju n a th a ,   Y.  R ,   M u lt il e v e DC  L in k   In v e rter  w it h   Re d u c e d   N u m b e o f   S w it c h e a n d   Ba tt e ries ,   In ter n a t io n a l   J o u rn a o P o we r E lec tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste ms , V o l   4,   2 9 9 - 3 07,   IJ A ES   2 0 1 4 .   [3 ]   M a ry a m .   S   e a l. ,   A n a l y sis a n d   Co n tr o o f   DC Ca p a c it o rs - Vo lt a g e -   Drif P h e n o m e n o n   o f   a   P a ss iv e   F ro n t - En d   F iv e - L e v e Co n v e rter” ,   IEE T ra n s.  I n d u stria El e c tro n ics ,   V o l.   5 4 ,   N o .   6 ,   De c .   2 0 0 7 ,   p p . 3 2 5 5 - 3 2 0 6 .     [4 ]   J.S .   L a a n d   F . Z .   P e n g ,   M u lt i lev e Co n v e rter A   N e w   Bre e d   o f   P o w e Co n v e rters ,   IEE T ra n s.  I n d u stry   Ap p li c a ti o n s ,   Vo l.   3 2 ,   No .   3 ,   M a y /Ju n e   1 9 9 6 ,   p p .   5 0 9 - 5 1 7 .     [5 ]   A .   L e sn ica a n d   R.   M a ru a rd t ,   An   In n o v a ti v e   M o d u lar  M u lt i lev e Co n v e rter  T o p o lo g y   S u it a b le  f o a   W id e   P o w e r   Ra n g e ,   IEE E   Po we r T e c h   C o n fe re n c e ,   V o l .   3 ,   Bo lo g n a ,   Italy ,   2 3 - 2 6   J u n e   2 0 0 3 .     [6 ]   X .   X u ,   Y.  Zo u ,   K.  Din g ,   a n d   F .   L iu ,   Ca s c a d e   m u lt il e v e l   in v e rt e w it h   p h a se - sh if S P W M   a n d   it a p p li c a ti o n   i n   S TAT COM ,   in   Pro c .   I EE IEC ON ,   2 0 0 4 ,   v o l.   2 ,   p p .   1 1 3 9 1 1 4 3 .     [7 ]   C.   Ne w to n   a n d   M .   S u m n e r,   N e u tral  P o i n C o n tr o f o M u lt il e v e In v e rters T h e o r y ,   De s i g n   a n d   O p e ra ti o n a l   L i m it a ti o n s ,   IEE In d u stry   Ap p li c a ti o n S o c iety   An n u a M e e ti n g ,   Ne w   Orle a n s,  L o u isian a ,   Oc to b e 1 9 9 7 ,   p p .   1 3 3 6 - 1 3 4 3 .     [8 ]   S u rin   K h o m f o a n d   L e o n   M .   T o lb e rt ,   F a u lt   Dia g n o s is  a n d   Re c o n f i g u ra ti o n   f o M u l ti lev e In v e rter  D riv e   Us in g   A I - Ba se d   T e c h n iq u e s” ,   IEE T ra n s a c ti o n s On   In d u stri a El e c tro n ics ,   V o l .   5 4 ,   N o .   6 ,   De c e m b e 2 0 0 7   .   [9 ]   D.  Eato n ,   J.  Ra m a ,   a n d   P .   W .   Ha m m o n d ,   Ne u tral  sh if t” ,   IEE In d .   Ap p l.   M a g . ,   v o l.   9 ,   n o .   6 ,   p p .   4 0 4 9 ,   No v . /De c .   2 0 0 3 .     [1 0 ]   Ka ri m S ,   G a il lard   A ,   P o u re d   P ,   e a l. ,   F P G A - Ba se d   Re a l - T i m e   P o w e Co n v e rter  F a il u re   Dia g n o sis  f o r   W in d   En e rg y   Co n v e rsio n   S y ste m s ,   IE EE   T ra n .   I n d .   El e c tro n . ,   v o l . 5 5 ,   n o .   1 2 ,   p p .   4 2 9 9 - 4 3 0 8 ,   De c .   2 0 0 8 .     [1 1 ]   T .   Ba rtz - Be ielst e in ,   C.   L a sa rc z y k ,   a n d   M .   P re u ss ,   S e q u e n ti a p a ra m e ter  o p ti m iza ti o n ,   in   Pro c .   I EE CEC ,   S a n   F ra n c isc o ,   CA ,   USA ,   S e p .   2 0 0 5 ,   p p .   7 7 3 7 8 0 .     [1 2 ]   Ro n g ju n   L   a n d     X ian y in g   Ch a n g ,   A   M o d if ied   G e n e ti c   A lg o rit h m   w it h   M u l ti p le  S u b p o p u latio n a n d   Dy n a m i c   P a ra m e ters   A p p li e d   in   CV a m o d e l”,  In ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   Co mp u ta ti o n a In telli g e n c e   fo M o d e ll in g   Co n tro a n d   A u to m a ti o n ,   a n d   I n ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   In te ll ig e n t   Ag e n ts,   W e b   T e c h n o lo g i e a n d   In ter n e Co mm e rc e   ( CIM CA - IAW T IC' 0 6 IEE E   2 0 0 6 .   [1 3 ]   Ra m m o h a n   Ra o   Err a b e ll e a l,   F a u lt - T o lera n V o l tag e   so u rc e   In v e rter  f o P e rm a n e n M a g n e Driv e s” ,   IEE T ra n s.  O n   P o we r E lec tro n ics ,   Vo l. 2 7 ,   5 0 0 - 5 0 8 ,   I EE 2 0 1 2 .   [1 4 ]   Jia n g   W e i   e a l,   F a u lt   d e tec ti o n   a n d   Re m e d y   o f   M u lt il e v e In v e rter   b a se d   o n   B P   Ne u ra Ne tw o rk ,   Po we a n d   En e rg y   En g in e e rin g   C o n fer e n c e   ( AP PE EC) ,   I EE 2 0 1 2   A sia - P a c if ic .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       T. G . M a n ju n a th ,   e m a il   ID:  tg m n a th @g m a il . c o m ,   w o rk in g   a s   a n   A s so c iate   p ro f e s so &   HO D   a t   S a V i d y a   In stit u te  o f   T e c h n o lo g y   Ba n g a lo re ,   Ka rn a tak a .   He   re c e i v e d   h is  B. De g re e   f ro m   R. V .   Co ll e g e   o f   En g in e e rin g ,   Ba n g a lo re   (Ba n g a lo re   Un iv e rsity a n d   M a ste De g re e   f ro m   U.V . C. E   . Ba n g a lo re   (Ba n g a lo re   Un iv e rsity in   th e   y e a 1 9 9 9   a n d   2 0 0 4   re sp e c ti v e l y .   H e   w o rk e d   in   Na ti o n a A e ro sp a c e   L a b o ra to ries   (N AL a p ro jec A ss o c iate   &   h a v in g   a ro u n d   1 5   y e a rs  o tea c h in g   e x p e rien c e   in   re p u ted   In ti tu ti o n s.He   is  c u rre n tl y   p u rsu in g   h is  D o c to ra re se a rc h   i n   V isv e sw a ra y a   T e c h n o lo g ica Un iv e rsit y ,   Be lg a v i.   His  re se a rc h   i n c lu d e i n   th e   f ield   o f   M u lt i   lev e In v e rters ,   DC - DC Co n v e rter s an d   A NN .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.