I nd o ne s ia n J o urna l o f   E lect rica l En g ineering   a nd   Co m pu t er   Science   Vo l.   3 7 ,   No .   2 ,  Feb r u ar y   20 2 5 ,   p p .   77 1 ~ 780   I SS N:  2 502 - 4 7 52 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijee cs .v 3 7 . i 2 . pp 77 1 - 7 8 0           771     J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij ee cs . ia esco r e. co m   O ptimi zing  dyna mic respo nse a nd   sta bility o f  pr ess u re - co ntrolled swa sh  pla te  type  axial pi sto n pump        Viv ek   Ver ma 1 ,   Sa chin K um a r 2 ,   Apurv a   Ana nd 3   1 D e p a r t me n t   o f   M e c h a n i c a l   E n g i n e e r i n g ,   A mi t y   S c h o o l   o f   E n g i n e e r i n g   a n d   Te c h n o l o g y ,   A m i t y   U n i v e r s i t y ,   Lu c k n o w ,   I n d i a   2 D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c s  a n d   C o m mu n i c a t i o n   En g i n e e r i n g ,   A m i t y   S c h o o l   o f   En g i n e e r i n g   a n d   T e c h n o l o g y ,   A mi t y   U n i v e r si t y ,   Lu c k n o w ,   I n d i a   3 S h r i   R a msw a r o o p   M e m o r i a l   U n i v e r s i t y ,   Lu c k n o w ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   May   9 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Sep   19 ,  2 0 2 4   Acc ep ted   Sep   30 ,   2 0 2 4       Th e   m a in   o b jec ti v e   o f  t h e   p a p e r  is  to   e x p lo re   t h e   ro le  o f   lea d - lag   c o m p e n sa to rs  i n   imp r o v in g   t h e   p e rfo rm a n c e   o f  c o n tro l   sy ste m s  fo r  v a riab l e   d e li v e ry   h y d ra u li c   a x ial  p ist o n   p u m p s  (VA P P ).   Th e se   c o m p e n sa to rs  o ffe r  a   ra n g e   o f  b e n e fit s,  in c l u d i n g   s tab il it y   e n h a n c e m e n t,   tran sie n t   re sp o n se   o p ti m iza ti o n ,   fre q u e n c y   re sp o n s e   m o d ifi c a ti o n ,   d ist u rb a n c e   re jec ti o n ,   a n d   ro b u stn e ss   imp r o v e m e n t.   A   m a th e m a ti c a l  m o d e l  o f   th e   h y d r o - m e c h a n ica l  sy ste m   is  d e v e lo p e d ,   a n d   th e   tr a n sfe r  fu n c ti o n   f o r  t h e   d y n a m ic  sy ste m   is   e sta b li sh e d .   T h e   sim u latio n   o f   th e   m o d e l  wit h   lea d - lag   c o m p e n sa to r   sig n ifi c a n t ly   e n h a n c e d   th e   p h a se   m a rg in   to   5 5 . 7 0   a n d   g a in   m a rg in   t o   1 2 . 3   dB   e n su rin g   r o b u st  c o n tr o l  fo r   p re ss u re - c o n tro ll e d   VA P P ,   wh e re a s  th e   u n c o m p e n sa ted   sy ste m   is  m a rg in a ll y   sta b le.  T h e   c o m p e n sa t e d   sy ste m   e x h ib it s  b e tt e r  tran sie n t  a n d   ste a d y - sta te  re sp o n se .   Th e   o p ti m ize d   lea d - la g   c o m p e n sa ted   sy ste m   a c h iev e s  a   m a x imu m   p e rc e n tag e   o v e rsh o o t   o f  1 2 . 1 %   a n d   a   se tt li n g   ti m e   o f  1 . 9 5   se c .   T h is  is   a   s u b sta n t ial  im p ro v e m e n t  c o m p a re d   to   th e   u n c o m p e n sa ted   s y ste m   with   a   m a x imu m   %   o v e rsh o o t  o f  2 0 . 5 %   a n d   a   se tt li n g   t ime   o f  2 . 3 9   se c .   Th e   i m p ro v e d   re sp o n se   ten d s  to   in d u c e   g re a ter  d a m p in g   ( ζ )   in   t h e   c o m p e n sa ted   sy ste m   fro m   0 . 0 1 5   t o   0 . 1 0 8   a n d   in c re a se s  lea k a g e   c o e fficie n t  (K)  fr o m   3 . 3 8 × 10 - 12   m 3 /P a . s  to   2 4 . 3 4 × 10 - 12   m 3 /P a . s.   Op ti m ize d   lag - lea d   c o m p e n sa to r   e n su re s  sta b il it y ,   re sp o n siv e n e ss   a d a p ti n g   e ffe c ti v e ly   to   d y n a m ic  o p e ra ti n g   c o n d it io n s  o f   VA P P   f o r  a e ro sp a c e   a p p li c a ti o n .   K ey w o r d s :   Gain   m ar g in   L ag - lead   co m p en s ato r   Ph ase  m ar g in   Pre s s u r e - co n tr o lled   p ump    Stead y - s tate  r esp o n s e    T r an s ien t r esp o n s e   V APP   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Viv ek   Ver m a   Dep ar tm en t o f   Me ch an ical  E n g in ee r in g ,   Am ity   Sch o o l  o f   E n g in ee r in g   an d   T ec h n o lo g y ,  A m ity   Un iv er s ity   L u ck n o w,   Uttar   Pra d esh   2 2 6 0 1 8 ,   I n d ia   E m a il: v v er m a@ lk o . am ity . e d u       1.   I NT RO D UCT I O N   I n   h y d r o - m ec h an ical  co n tr o l  s y s tem s ,   ax ial - p is to n   s wash - p late  d esig n   is   co m m o n ly   em p lo y ed   in   p r ess u r e - co n tr o lled   p u m p s   to   en h an ce   ef f icien c y   a n d   p er f o r m an ce .   Fig u r e   1   d ep icts   a  ty p ical  p r ess u r e - co n tr o lled   p u m p   em p lo y ed   i n   h y d r o - m ec h a n ical  co n tr o l  s y s tem s   f o r   p o wer   an d   p er f o r m an ce   d eliv er y ,   f ea tu r in g   a n   ax ial - p is to n   s wash - p late  d esig n .   T h e  p u m p   co n tr o l  s y s tem   [ 1 ] ,   in clu d es  an   o f f s et  ac tu ato r   a n d   co n tr o l  ac tu ato r   at  th e  b o tto m   an d   to p   r esp ec tiv ely .   T h e   o f f s et  ac tu ato r ,   e x p o s ed   t o   th e  p u m p   d eliv er y   p r ess u r e  ( P d ) ,   wo r k s   in   co n ju n ctio n   with   a  b ias  s p r i n g   to   m itig ate  d estro k in g   p r ess u r e  im p ac ts .   Simu ltan eo u s ly ,   th e   co n tr o l   ac tu ato r   m o d u lates  th e   p u m p   s tr o k e  p r o p o r tio n ally   with   t h e  c o n tr o l p r ess u r e  ( Pc) ,   r eg u lated   b y   a  3 - way   h y d r o - m ec h an ical  v alv e,   d e p icted   in   Fig u r e  1 .   T h e  v al v e  ad ju s ts   th e  co n tr o l  p r ess u r e  an d   d estro k es  th e   p u m p   in   r esp o n s e  to   th e   p u m p   d is ch ar g e   p r ess u r e.   As  a   r esu lt,  th e   s y s tem   aim s   to   m ain tain   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In d o n esian   J   E lec   E n g   &   C o m p   Sci ,  Vo l.  3 7 ,   No .   2 ,  Feb r u a r y   20 2 5 :   77 1 - 7 8 0   772   th e  d esire d   d is ch ar g e  p r ess u r e  an d   ac h iev e  a  s tead y   o p er at in g   p o in t,  f u lf illi n g   th e  p u m p ' s   co n tr o l  o b jectiv e.   T h e  co n tr o l  s y s tem   in   Fig u r e   1   is   an   u n d er d a m p ed   s ec o n d - o r d er   s y s tem   with   a  d am p i n g   r atio   p r o p o r tio n al  to   th e  p u m p   lea k ag e  c o ef f icien t   K.   T h is   r atio   r ed u ce s   o v er s h o o t  an d   s ettlin g   tim e  b u t  a d d in g   leak ag e   im p r o v es  d y n am ic  r esp o n s e  wh ile  d ec r ea s in g   ef f icien cy .   T h er ef o r e,   a  b alan ce   b etwe en   ef f ici en cy   an d   d y n am ic   r esp o n s e  is   ess en tial f o r   o p tim al  p r ess u r e - co n tr o lled   p u m p   p er f o r m a n ce .           Fig u r e  1 .   Pre s s u r e - co n tr o lled   ax ial  p is to n   p u m p   [ 1 ]       T h e  an aly s is   o f   o p tim al  co n tr o l  laws,  as  d em o n s tr ated   b y   [ 2 ] ,   s h o wca s es  th e  ef f icac y   o f   em p lo y in g   a   two - s tag e  v alv e   o v er   a  s in g le - s tag e  v alv e,   lead in g   to   im p r o v e d   r esp o n s e  f r e q u en cies   an d   r ed u ce d   p ea k   p r ess u r es,  th u s   in d icatin g   s u p er io r   p u m p   co n tr o l  ca p ab ili ty .   B u ild in g   u p o n   th is   f o u n d atio n ,   s u b s eq u en t   r esear ch   ef f o r ts   d elv e  d ee p e r   in to   th e  in tr icate   d y n am ics  o f   v ar iab le  d is p lace m en t  p u m p s .   Fo r   in s tan ce ,   s tu d ies  s u ch   as  [ 3 ]   em p h asize  th e  s ig n if ican t  in f lu en ce   o f   c o n tr o l  v alv e  an d   p is to n   ar ea s   o n   o u tlet  p r ess u r e   r eg u latio n ,   p ar ticu lar ly   u n d e r   v ar y in g   o p er atin g   co n d itio n s .   Mo r eo v er ,   wo r k s   lik e  [ 4 ]   p r o v id e  in s ig h ts   in to   th e   im p o r tan ce   o f   s tatic  an d   d y n a m ic  ch ar ac ter is tics   m o d elin g ,   h ig h lig h tin g   th e  cr itical  r o le  o f   p u m p   p r o p er ties   in   p r ess u r e  co n tr o l.   As  ex p lo r ed   in   [ 5 ] ,   clo s ed - f o r m   d esig n   e q u atio n s   o f f er   a  s tr u ctu r ed   a p p r o ac h   to   ad d r ess   p ar am eter   v ar iatio n s ,   wh ile  in v esti g atio n s   in to   co n tr o l  s tr a teg ies,  in clu d in g   f u zz y   lo g ic  an d   n o n lin ea r   g ain   ad ap tatio n   [ 6 ] ,   u n d er s co r e  th e  p o ten tial  f o r   en h a n ce d   p r ess u r e  co n tr o l.  Fu r th e r m o r e ,   r e s ea r ch   s u ch   as  [ 7 ]   em p h asizes  th e  im p o r tan ce   o f   o p tim izin g   p u m p - a n d - v alv e  co n f ig u r atio n s   to   im p r o v e   b a n d wid th   f r eq u en cy .   E x p an d i n g   o n   th ese  f in d in g s ,   s tu d ies  lik e  [ 8 ]   in t r o d u ce   in n o v ativ e  co n tr o l   s tr ateg ies  tailo r ed   to   s p ec if ic  p u m p   ap p licatio n s ,   s h o wca s in g   r o b u s t  p er f o r m an ce   th r o u g h   ex p er im en tal  v alid atio n .   Ad d itio n ally ,   in v esti g atio n s   in to   ae r o n au tical  ax ial  p is to n   p u m p s   [ 9 ]   an d   v a r iab le  d is p la ce m en t  r ad ial  p is to n   p u m p s   [ 1 0 ]   s h ed   lig h t  o n   k ey   p ar am eter s   in f lu en ci n g   p u m p   p er f o r m an ce   an d   co n tr o l  m ec h an is m s .   Fu r th er m o r e ,   n o v el  co n f ig u r atio n s   s u ch   as  th e  s in g le - ac tu ato r   s etu p   p r o p o s ed   in   [ 1 1 ]   ad d r ess   co n v en tio n al  lim itatio n s ,   wh ile  r esear ch   o n   r o b u s t   co n tr o l  m eth o d s   [ 1 2 ]   an d   p o wer   co n tr o l  s y s tem s   [ 1 3 ]   o f f er   av en u es  f o r   im p r o v ed   s tab ilit y   an d   ef f icien cy .   Mo r eo v er ,   ad v a n ce m en ts   in   e lectr o - h y d r au lic  s y s tem s   [ 1 4 ] ,  [ 1 5 ]   an d   m ec h a n ical  co m p o n en t  o p tim izatio n s   [ 1 6 ] ,  [ 1 7 ]   f u r th e r   co n tr i b u te  to   th e  ev o lv in g   la n d s ca p e  o f   p u m p   co n tr o l.  No tab ly ,   ef f o r ts   f o cu s ed   o n   v i b r atio n   co n tr o l  [ 1 8 ] ,  [ 1 9 ]   an d   v al v e   d esig n   en h an ce m en ts   [ 2 0 ]   u n d er s co r e   th e  in ter d is cip lin ar y   n atu r e  o f   p u m p   s y s tem   o p tim izatio n .   Ad d iti o n ally ,   r esear ch   o n   elec tr o - pn eu m atic  p r o p o r tio n al  s y s tem s   [ 2 1 ]   h i g h lig h ts   r eliab le  co n s tan t  p r ess u r e  co n t r o l  d esp ite  in h er en t d elay s   in   v alv e  m ec h an is m s .   Fin ally ,   s tu d ies  lik e  [ 2 2 ] ,   [ 2 3 ]   ad v o ca te  f o r   r o b u s t  co n tr o l  m eth o d o l o g ies,  em p h asizin g   th eir   s u p er io r ity   in   r esil ien ce   an d   p r ec is i o n   o v e r   tr ad itio n al  p r o p o r tio n al - in teg r al - d er iv ativ e  ( PID )   co n tr o ller s   [ 2 4 ] ,   [ 2 5 ] .   T h e   T - SP I D  c o n tr o ller   im p r o v es   s tab ilit y   an d   r esp o n s iv en ess ,   cu ttin g   ad ju s tm en t  tim e  b y   5 0 %  [ 2 6 ] .   MA T L AB /Si m u lin k   s im u latio n s   id en tify   k ey   p ar a m eter s   f o r   e n h an ci n g   ac cu r ac y   an d   p e r f o r m an ce   [ 2 7 ] ,   [ 2 8 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2 5 0 2 - 4 7 52         Op timiz in g   d yn a mic  r esp o n s e  a n d   s ta b ilit y  o f  p r ess u r e - co n tr o lled   …  ( V ivek   V erma )   773   T h r o u g h   o n g o in g   r esear ch   a n d   d e v elo p m e n t,  th e  f ield   h as  m ad e  s ig n if ican t  s tr id es,  p r o v id i n g   d etailed   in s ig h ts   an d   p r ac tic al  s o lu tio n s   f o r   im p r o v in g   p u m p   p e r f o r m an ce   an d   co n t r o l  ac r o s s   v ar io u s   ap p licatio n s .   Ho wev e r ,   t h e   co n tr o ller s   d esig n e d   in   e ar lier   s tu d ies  h a v e  g e n er all y   n o t  in c o r p o r ated   co m p en s ato r s   to   e n h an ce   th e  p er f o r m an ce   o f   v a r iab le  ax ial  p is to n   p u m p s   ( VAPP).   Mo s t  o f   th ese  s tu d ies  h av e   f o cu s ed   o n   o p tim izin g   a   s p e cif ic  asp ec t  s u ch   as  r ed u cin g   p r ess u r e  f lu ctu atio n s   o r   m ax im izin g   ef f icien cy .   T h er e  is   a  clea r   g ap   in   th e  d ev elo p m e n t  o f   co m p en s ato r   d esig n s   th at  ca n   o p tim ize  p u m p   p er f o r m a n ce ,   in clu d in g   m in im izin g   en er g y   co n s u m p tio n ,   r ed u cin g   wea r   an d   tea r ,   an d   m ain ta in in g   h i g h   s y s tem   r esp o n s iv en ess .   T h u s ,   th e   cu r r en t  s tu d y   s ets  its   o b jectiv e s   b ased   o n   a   th o r o u g h   r ev ie w  o f   th e  e x is tin g   liter atu r e,   with   r ec en t w o r k   s u m m ar ized   in   T a b le  1   as f o llo ws:   −   T o   d ev elo p   d y n am ic  p u m p   m o d el.   −   T o   d ev elo p   an   al g o r ith m   f o r   im p lem en tin g   lea d - lag   c o m p en s ato r   f o r   im p r o v e d   VAPP p er f o r m an ce .     −   T o   d esig n   a  co n tr o ller   f o r   th e   o p tim u m   d y n am ic  r esp o n s e  o f   a  p r ess u r e - co n tr o lled   s wash p late - ty p e   ax ial  p is to n   p u m p .       T ab le  1 .   Su m m a r y   o f   r ec e n t  r e s ea r ch   wo r k   A u t h o r   n a me   Y e a r   R e f e r e n c e   O b j e c t i v e   K e y   f i n d i n g s   F e n g   et   a l .   2 0 2 3   [ 2 2 ]   Th e   st u d y   mo d e l l e d   t h e   V A P P   a n d   e x p l o r e   r o b u s t   H ∞   c o n t r o l   t h e o r y .   R o b u st   H ∞   c o n t r o l ,   t h e   c o n t r o l l e r   o u t p e r f o r me d   P I D   c o n t r o l l e r s   i n   c o n t r o l   p r e c i si o n ,   a n d   s y s t e m r e sp o n se   t i me.   G h o s h   e t . a l .   2 0 2 3   [ 2 0 ]   Th e   st u d y   o p t i mi z e d   a   s p o o l   v a l v e   o f   V A P P .   F i n i t e   e l e m e n t   a n a l y si s   o p t i m i z e d   s p o o l   d e s i g n   t o   p r e v e n t   f a i l u r e .   F e n g   et   a l .   2 0 2 3   [ 2 7 ]   To   d e v e l o p   a   m a t h e mat i c a l   mo d e l   f o r   A P P   a n d   e v a l u a t e   f u z z y   c o n t r o l   met h o d s f o r   s t a b i l i t y   a n d   r e sp o n se .   Th e   T - S P I D   c o n t r o l l e r   h a s  b e t t e r   st a b i l i t y   a n d   r e s p o n s e ,   r e d u c i n g   a d j u st m e n t   t i me  5 0 %  c o m p a r e d   t o   t r a d i t i o n a l   met h o d s .   Ji a n g   et   a l .   2 0 2 2   [ 2 8 ]   Th e   st u d y   a n a l y z e s  t h e   c o m p l e x   d y n a mi c s   o f   e l e c t r o - h y d r a u l i c   ser v o   p u m p   sy s t e ms .   M A TLA B / S i mu l i n k   si m u l a t i o n s ,   i d e n t i f i e s  k e y   p a r a m e t e r   f o r   e n h a n c i n g   s y st e m  a c c u r a c y   a n d   p e r f o r ma n c e .   Q i a n   et   a l .   2 0 2 1   [ 2 6 ]   I n v e st i g a t e d   a n   e l e c t r o - h y d r a u l i c   ser v o   sy st e m f o r   c o n t r o l l i n g   a   h y d r a u l i c   mo t o r .   S i mu l a t i o n s   c o n f i r me d   P I D   c o n t r o l l e r ' s  e f f e c t i v e   s p e e d   c o n t r o l ,   a t   6 0 – 70   ° C ,   w i t h   st a b l e   p e r f o r ma n c e   u n d e r   d i s t u r b a n c e s.   K u mar   a n d   M a n d a l   2 0 2 1   [ 1 0 ]   P r e ssu r e   c o n t r o l   i n   a   v a r i a b l e   d i s p l a c e me n t   r a d i a l   p i s t o n   p u m p   (V D R P P )   u si n g   a   P I D   c o n t r o l l e r   a n d   v a l v e   p l a t e   d e si g n   o p t i m i z a t i o n .   A n   o p t i m i z e d   v a l v e   p l a t e   r e d u c e s l e a k a g e   a n d   e n h a n c e s e f f i c i e n c y .   S i mu l i n k   a n a l y si s  c o n f i r ms  e f f e c t i v e   p r e ss u r e   c o n t r o l   a n d   d e t a i l e d   f l o w   b e h a v i o r   i n   t h e   V D R P P .   Zh a o   a n d   H u a n g   2 0 2 0   [ 2 1 ]   D e v e l o p   a   c o n st a n t   p r e ss u r e   c o n t r o l   met h o d   u s i n g   p r o p o r t i o n a l   a n d   o p e n - l o o p   t e c h n o l o g y .   Ex p e r i m e n t s  d e mo n st r a t e   t h e   f e a s i b i l i t y   o f   t h i s a p p r o a c h ,   h i g h l i g h t i n g   i t s  h i g h   p r e c i si o n   a n d   c o s t - e f f e c t i v e n e ss .   C h e n   et   a l .   2 0 1 6   [ 9 ]   D e v e l o p e d   a   m o d e l   t o   s t u d y   p r e ss u r e   d r o p s  i n   a n   a i r c r a f t   h y d r a u l i c   a x i a l   p i s t o n   p u mp   a t   v a r y i n g   sp e e d s.   Th e y   i d e n t i f i e d   p r e ss u r e   d r o p   c a u ses   a n d   e f f e c t s   o f   sp o o l - mass ,   s p r i n g   st i f f n e s s,   a n d   p i s t o n   c o u n t ,   f o r   i m p r o v e d   p u mp   p e r f o r m a n c e .       2.   M AT H E M AT I CA L   M O D E L L I NG   A ND  ANA L Y SI S  O F   P R E SS URE - CO NT RO L L E D   VARIA B L E   D E L I VE RY  A XIAL   P I S T O N  P UM P   T h e  m ath em atica l  m o d elin g   o f   t h e  p r ess u r e - co n tr o lled   v ar iab le  d eliv e r y   a x ial  p is to n   p u m p   is   d ev elo p e d   in   th is   s ec tio n .   T o   ac co m p lis h   th e  r esear ch   o b jectiv e,   th e  tr an s f er   f u n ctio n   f o r   th e  eq u iv alen t   h y d r o m ec h an ical  s y s tem   o f   a  v ar iab le  d eliv er y   ax ial  p is to n   p u m p   was  f o r m u lated .   T h e  g o v er n in g   eq u ati o n s   f o r   th e  d y n am ic  s y s tem   wer e   d er iv ed   b y   co n s id er in g   th e   d y n am ics  o f   th e  b ar r el,   wh ic h   in f lu en ce s   d eliv er y   p r ess u r e,   th e   s wash   p late,   wh i ch   ac ts   as  a   m ec h a n is m   to   co n v er t  r o tatio n al   m o tio n   in t o   r e cip r o ca tin g   m o tio n   f o r   v a r iab le  d is ch ar g e ,   an d   th e   3 - way   s p o o l v alv e.     2 . 1 .    Dy na m ics o f   deliv er y   press ure   C o n s id er in g   th e  f u n d am en tal   p r ess u r e - r is e - r ate  e q u atio n ,   f ac to r in g   in   f l u id   co m p r ess ib ilit y   an d   i n s t a n ta n e o u s   d is c h a r g e   f l o w   v a r i a t i o n s ,   w e   d e r i v e   t h e   g o v e r n i n g   e q u a t i o n   f o r   d i s c h a r g e   p r e s s u r e   ( P d )   [ 1 4 ] ,  [ 2 5 ] .     ̇ + = −    ( 1 )     T h e  m o d el  in cl u d es  V  ( f lu id   v o lu m e  in   d is ch ar g e  lin e) ,     ( b u lk   m o d u l u s ) ,   K  ( p u m p   le ak ag e  co ef f icien t) ,     Q  ( f lo w  r ate  f r o m   p u m p ) ,   an d   Q sys   ( f lo w  r ate  d r awn   b y   t h e  d o wn s tr ea m   s y s tem ) .     Fo r   s tead y - s tate  o p er atin g   co n d itio n s ,      = 0 − 0   ( 2 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In d o n esian   J   E lec   E n g   &   C o m p   Sci ,  Vo l.  3 7 ,   No .   2 ,  Feb r u a r y   20 2 5 :   77 1 - 7 8 0   774   wh er e  Q o   is   a v er ag e   p u m p   d i s ch ar g e  an d   0   is   av e r ag e   d eliv er y   p r ess u r e.   R ep lacin g   th is   o u tco m e   in   ( 1 )   y ield s   th e  g o v e r n in g   eq u atio n   f o r   th e  p u m p ' s   d eliv er y   p r ess u r e :     ̇ + ( − 0 ) = − 0   ( 3 )     a s   th ese  p u m p s   m ain tain   a  c o n s tan t a n g u lar   v el o city   o f   t h e  s h af t,  h en ce :     − 0 = ( − 0 )   ( 4 )     wh er e    is   p itch   p late  an g le,     is   p u m p   g ai n   g iv e n   b y ,     =    ( 5 )     wh er e  N =n u m b er   o f   p is to n s ,   A p = p is to n   x - s ec tio n ,   r =p is to n   p itch   r ad iu s ,   an d   = s h af t  an g u lar   s p ee d .   Usi n g   ( 3 )   an d   ( 4 )   th e  g o v er n in g   e q u a tio n   b ec o m es ,     ̇ + ( − 0 ) = ( − 0 )   ( 6 )     t h is   eq u atio n   im p lies   th at  ch a n g es in   th e    ca n   d ir ec tly   in f lu e n ce   th e  d is ch ar g e  p r ess u r e  P d .     2 . 2 .    Swa s h  pla t e  dy na m ics   Neg lectin g   th e  s wash   p late's   d y n am ics  an d   tr a n s ien t  co n t r o l  p r ess u r e  ef f ec ts ,   f o r   in co m p r ess ib le  f lu id   th e  co n s er v atio n   o f   m ass   y ield :     0 = 1 − 2 + ̇   ( 7 )     wh er e  1   an d   2   ar e  th e  f lo w  r ates  o f   th e  3 - way   v al v e.   Fro m   3 - w ay   v alv e  a n aly s is ,     1 − 2 = 2   ( 8 )     wh er e    an d   x   a r e  v alv e ,   f lo w  g ain   an d   d is p lace m en t  r esp ec t iv ely   ( p r o v id e d   th at  th e   = 1 2 ) .  In   ( 7 )   an d   ( 8 ) ,   g i v es th e  g o v er n i n g   eq u atio n   f o r   s wash   p late  d y n a m ics as:     ̇ = −   ( 9 )     2 . 3 .    Va l v e  dis pla ce m ent   ( x )   T h e  eq u atio n   o f   m o tio n   o f   3 - way   s p o o l v alv e:     = + − 0   ( 1 0 )     wh er e    is   v alv e  s p r in g   r ate,     is   th e  v alv e  x - s ec tio n al  ar ea ,   F x   is   th e  v alv e  f lo w  f o r ce ,   a n d   0   is   s p r in g   p r elo ad   o n   th e  v alv e  at  x = 0 .   T h e  f lo w  f o r ce   o n   th e  3 - way   o p en - ce n ter ed   v alv e:     = − 2   ( 1 1 )     w h er e    is   th e  v alv e  f lo w  f o r ce   g ain .   At  th e  s tead y   o p er atin g   c o n d itio n s ,   th e  v alv e  s p r in g   p r e lo ad :     0 = 0   ( 1 2 )     wh er e  0   is   th e  d esire d   p u m p   d eliv er y   p r ess u r e.   C o m b in i n g   ( 1 1 )   with   d esig n   c o n s tr ain ts   in to   ( 1 0 ) ,   t h e   eq u atio n   o f   m o tio n   f o r   th e  3 - way   s p o o l v alv e   will b e:     =   ( + 2 ) ( − 0 )   ( 1 3 )     2 . 4 .    P re s s ure - co ntr o lled a x i a l pis t o n   pu m ps   dy na m ic  eq ua t io ns   T h e  eq u atio n   o f   m o tio n   f o r   th e  s p o o l  v alv e  in d icate s   th at  ad ju s tm en ts   to   its   p o s itio n   ar e  ex ec u ted   b ased   o n   th e   s en s ed   er r o r   in   th e  d is ch ar g e  p r ess u r e.   Utilizin g   ( 6 ) ,   ( 9 ) ,   an d   ( 1 3 ) ,   we  c an   s u m m ar ize  th e   d y n am ic  e q u atio n s   f o r   th e  p r e s s u r e - co n tr o lled   p u m p   as f o llo ws:   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2 5 0 2 - 4 7 52         Op timiz in g   d yn a mic  r esp o n s e  a n d   s ta b ilit y  o f  p r ess u r e - co n tr o lled   …  ( V ivek   V erma )   775   ̇ = −  ( − 0 ) + ( − 0 )   ( 1 4 )     ̇ = − 2 ( + 2 ) ( − 0 )   ( 1 5 )     T h e  ch ar ac ter is tic  eq u atio n   f o r   th e  d y n a m ic  s y s tem   d ep icted   in   F ig u r e  2   ca n   b e  f o r m u l ated   u s in g   eith er   s tate  s p ac e  m eth o d s   o r   t h e  L ap lace   tr an s f o r m .     2 +  + = 0   ( 1 6 )     wh er e  th e  co e f f icien ts   ar e ,     =   = 2 ( + 2 )   ( 1 7 )     n o w,   th e  tr a n s f er   f u n ctio n   G ( s )   o f   th e   s y s tem   ca n   b e  d ef in ed   as   ( 1 8 ) .     ( ) = ( ) ( ) = 2 +  +   ( 1 8 )     On ce   we  h av e  t h e  d esire d   p o les,  we  ca n   d esig n   a  lead - la g   co m p e n s ato r   to   s h if t   th e  p o les  to   th e   d esire d   lo ca tio n s .   T h e  lag - le ad   co m p e n s ato r   co m b in es  a   g ain ,   two   p o les,  an d   two   z er o s ,   m ir r o r in g   t h e   in teg r atio n   o f   a  lag   a n d   lead   c o m p en s ato r .   Fo llo win g   co m m o n   elec tr o n ic  im p lem en tatio n   [ 2 7 ] ,   its   s tr u ctu r e   is :     _ _ ( ) = 1 (   +  +    ) ∗ 1 (   +  +    ) = (   + 1   + 1 ) x   (   + 1   + 1 )   ( 2 0 )     w ith ,      > 0 ,  > 0 ,       =   < 1 ,   = 1  = 1   > 0 ,  > 0 ,     =   > 1 ,       = 1  = 1    ( 2 1 )     t he   s u b s cr ip t d   in d icate s   th e  lead   co m p e n s ato r ,   an d   th e  s u b s c r ip t g   in d icate s   th e  lag   co m p e n s ato r .           Fig u r e  2 .  Sch em atic  d iag r am   o f   th e  h y d r o - m ec h a n ical  co n tr o l sy s tem       2 . 5 .     Alg o rit hm :   le a d - la g   co m pens a t io n desi g n f o r  press ure - co ntr o lled a x ia l pis t o n pum ps   L ea d - lag   c o m p en s atio n   en h a n ce s   s tab ilit y   an d   r esp o n s e  in   p r ess u r e - co n tr o lled   ax ial  p is to n   p u m p s   b y   ad ju s tin g   p h ase  an d   g ain .   T h is   alg o r ith m   d esig n s   a  lead - lag   co m p en s ato r   f o r   a  v ar iab l e  d eliv er y   p u m p   to   im p r o v e  t r an s ien t r esp o n s e,   r e d u ce   s tead y - s tate  er r o r ,   an d   en s u r e  p r ec is e  p r ess u r e  co n tr o l.     Inputs:   Steady - state error (SSE) e ss _specified;    Phase margin (PM specified );   Gain x - over frequency ω x .   Plant Transfer function: G(s) = b / (s 2   + as + b), 'a' and 'b' are parameters of the plant   Outputs:   Transfer function of the lag - lead compensator   Procedure:   1. Increase System Type (if necessary):     Augment system with required poles at s = 0 to meet SSE specs:   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In d o n esian   J   E lec   E n g   &   C o m p   Sci ,  Vo l.  3 7 ,   No .   2 ,  Feb r u a r y   20 2 5 :   77 1 - 7 8 0   776       ( ) = ( ) ( − ) ⁄     Compute K c   for steady - state error   2. Generate Bode Plots:   Plot G augmented  (s) to analyze system dynamics.   3. Design Lead Compensator:   Compute phase shift at specified gain crossover frequency  :  = arg   [   ( ) ]   Compute the uncompensated phase margin PM uncompensated      = 180 0 + ∠ ( )     Compute parameters for desired phase  margin:    =    + 10 0 −    ,    = 1 − si n (  ) 1 + si n (  )   Compute lead compensator's zero and pole:   = √ ,  =     4. Design Lag Compensator:   Determine magnitude at specified gai n crossover frequency    :    ( )   Compute attenuation required for desired gain margin:  =   1 | (  ) (  ) |    Compute lag compensator's zero and pole:   =  10 ,  =     5. Impleme ntation:   Choose resistor and capacitor values for compensator design.   Output:   The designed lag - lead compensator meets specified input parameters criteria.   End Algorithm     2 . 6 .     L ea d - la g   co m pens a t o r  im plem ent a t io n   Og ata   [ 2 9 ]   d is cu s s ed   im p lem en tatio n s   o f   an alo g   cir cu it  f o r   all  ty p es  o f   co m p en s ato r s .   T h e  lead - lag   co m p en s ato r   cir cu it  u s es  two   in v er tin g   o p er atio n al  am p l if ier s   in   s er ies  to   ad ju s t  p h ase  an d   m ag n itu d e   ef f ec tiv ely .   T h e   f ir s t  am p lifi er ’ s   in p u t  im p e d an ce   d esig n e d   as  r esis to r   R 1   in   s er ies  wit h   ca p ac ito r   C 1 ,   in   p ar allel  with   r esis to r   R 3 .   T h e   f ee d b ac k   im p ed an ce   is   d ef i n ed   as  r esis to r   R 2   in   s er ies  with   c ap ac ito r   C 2 ,   an d   in   p ar allel  with   r esis to r   R 4 .   T h e  s ec o n d   am p lifie r   is   d esig n ed   w ith   in p u t  r esis to r s   R 5   an d   f ee d b ac k   R 6 .   Ass u m in g   th at  th e  o u tp u t a m p s   ar e  i d ea l,   th e  tr an s f er   f u n ctio n   f o r   th is   cir cu it is :     ( )  ( ) = 6 4 5 3 [ ( 3 + 3 ) 1 + 1 ] ( 1 1 + 1 ) ( 2 2 + 1 ) [ ( 2 + 4 ) 2 + 1 ] 6 4 5 3 . 2 ( 1 + 3 ) 1 ( 2 + 4 ) . ( + 1 ( 1 + 3 ) 1 ) ( + 1 1 1 ) . ( + 1 2 2 ) ( + 1 ( 2 + 4 ) 2 ) }       ( 22 )     c o m p ar in g   th e  ( 2 2 )   a n d   ( 2 0 ) ,   we  g et,     = 6 4 5 3 ,  = 1 ( 1 + 3 ) 1 ,  = 1 1 1 , = 1 1 + 3    = 1 2 2 ,  = 1 ( 2 + 4 ) 2 , = 2 + 4 2 }   ( 2 3 )       3.   RE SU L T S   AND  D I SCU SS I O N   I n   th e  d esig n   o f   a   f ee d b ac k   c o n tr o l  s y s tem ,   tar g etin g   a  p h a s e  m ar g in   o f   3 0 – 6 0   d eg r ee s   a n d   a  g ai n   m ar g in   o f   2 – 1 0   d B   is   k ey   to   o p tim al  s tab ilit y   an d   r esp o n s e  [ 3 0 ] .   L ar g e  m ar g i n s   y ield   s tab ilit y   b u t  s lo w  r esp o n s e,   wh ile  s m all  m ar g in s   o f f er   q u ic k er   r esp o n s e  b u t  m ay   in d u ce   o s cillatio n .   B alan cin g   th ese  m ar g in s   is   k ey   to   m a x im izin g   s y s tem   p er f o r m an ce   [ 3 1 ] .     E m p lo y in g   th e  d ata  f r o m   th e  T ab le  2   tr an s f er   f u n ctio n   f o r   t h e  s ec o n d - o r d er   u n d er d am p ed   s y s tem   is ,     ( ) = 10000 2 + 3 + 10000   ( 2 4 )     B y   u s in g   th e  alg o r ith m   illu s tr ated   in   s ec tio n   2 . 5 ,   th e  tr an s f er   f u n ctio n   o f   t h e  d esig n ed   lead - lag   co m p en s ato r   d ep icted   in   F ig u r e  3   with   s p ec if icatio n   is   g iv en   as:       − −    = 27 . 3 ∗ ( + 1 . 34 ) ( + 1 ) ∗   ( + 18 . 66 ) ( + . 039 ) = 27 . 3 ∗ ( 2 + 2 . 34     + 1 . 34 ) ( 3   +   18 . 7   2   +   0 . 73 )   ( 2 5 )       − −    ( ) = 10000 ∗ 27 . 3 ∗   ( 2 + 2 . 34     + 1 . 34 ) ( 2 + 3 + 10000 ) ( 3   +   18 . 7   2   +   0 . 73 )   ( 2 6 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2 5 0 2 - 4 7 52         Op timiz in g   d yn a mic  r esp o n s e  a n d   s ta b ilit y  o f  p r ess u r e - co n tr o lled   …  ( V ivek   V erma )   777       Fig u r e  3 .  B lo ck   d iag r am   o f   th e  lead - lag   co m p en s ato r       T h e  b o d e  p lo ts   in   Fig u r e  4   an d   s tep   r esp o n s es  in   Fig u r e s   5   to   9   o f   th e  u n co m p e n s ated   an d   co m p en s ated   s y s tem   ar e   d r a wn   u s in g   MA T L AB   v er s io n   R 2 0 2 3 b   f o r   ac ad em ic  u s e.   An aly s in g   th e  r esu lts   d ep icted   in   F ig u r e s  4   t o   9   s u m m ar ized   in   T ab le  3   in d icate s   th at  th e  b asic  p lan t  Gp ( s )   h a s   a  p h ase  m ar g in   o f   2 4 . 5 °,  a  g ain   cr o s s o v er   f r eq u en cy   o f   3 . 3 8   r ad /s ,   an d   a  m o d er ate  p er f o r m an ce   with   a  s ettlin g   tim e  o f   2 . 3 9   s ec o n d s   an d   2 0 . 5 %  o v e r s h o o t.   T h e  lead   co m p en s atio n   p r o v i d es  a  g o o d   b alan ce ,   ac h ie v in g   a  p h ase  m ar g in   o f   4 0 . 4 °  an d   a  g ain   cr o s s o v er   f r eq u en c y   o f   3 0   r ad /s ,   th o u g h   it  h as  a  lo n g e r   tim e  d elay   o f   1 . 1   s ec o n d s .   I n   co n tr ast,  th e   p r o p o r tio n al   co n t r o l  is   u n s tab le,   with   th e   h ig h e s t  o v er s h o o t  o f   6 0 %,  t h e  lo n g est  s ettlin g   tim e  o f   7 . 4 2   s ec o n d s ,   an d   a n   u n s tab le   g ain   m ar g i n .   T h e  lag - lead   co m p en s ated   s y s tem   o f f er s   th e   b est  o v er all  r esu lts ,   with   th e  h i g h est  p h ase  s tab ilit y   m ar g in   o f   5 5 . 7 °,  lo w  o v er s h o o t  o f   1 2 . 1 %,   an d   th e   f astes t  s ettlin g   tim e  o f   1 . 9 5   s ec o n d s .               Fig u r e  4 .   B o d e  p lo t f o r   u n co m p en s ated   an d   co m p en s ated   s y s tem s         Fig u r e  5 .   C lo s ed   lo o p   s tep   r es p o n s e  o f   t h e  G p ( s )           Fig u r e  6 .   C lo s ed   lo o p   s tep   r es p o n s e  o f   t h e  K c G p ( s )       Fig u r e  7 .   C lo s ed   lo o p   s tep   r es p o n s e  o f   t h e  G c _ lead * G p ( s )       T h e  o p tim ized   lead - lag   c o m p en s ato r   o f f er s   b etter   tr an s ien t  r esp o n s e  an d   s tead y - s tate  er r o r   s p ec if ied   in   in p u t  d esig n   p a r am eter s .   T h e  u n c o m p en s ated   s y s tem   is   m ar g in ally   s tab le   h av in g   a   h i g h er   s tead y - s tate  er r o r   o f   1   wh ile  th e  co m p en s ated   s y s tem   en s u r es  r o b u s t  co n tr o l  with   en o u g h   p h ase  m ar g in s   o f   5 5 . 7 0   an d   g ai n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In d o n esian   J   E lec   E n g   &   C o m p   Sci ,  Vo l.  3 7 ,   No .   2 ,  Feb r u a r y   20 2 5 :   77 1 - 7 8 0   778   m ar g in s   o f   1 2 . 3   d B   alo n g   with   a  lo w  s tead y - s tate  er r o r   o f   0 . 0 2 .   T h e  c o n tr o l  s y s tem   in   a  clo s ed   lo o p   wit h   u n ity   f ee d b ac k   em p lo y in g   a  le ad - lag   co m p en s ato r   alo n g   wit h   th e  p lan t i n   s er ies m ee ts   all  th e  s p ec if icatio n s .     T h e  b o d e  p l o t  in   Fig u r e  4   s atis f ies  th e  s p ec if ied   in p u t  d esig n   p ar am ete r s   o f   a   lead - lag   co m p en s ato r .   An aly zin g   th e  s tep   r esp o n s es  o f   v ar io u s   s y s tem s   clea r ly   s h o ws  a  lead - lag   co m p en s ated   s y s tem   h as  a  s m alle r   s ettlin g   tim e  o f   1 . 9 5   s ec ,   r ed u ce d   o v er s h o o t  o f   1 2 . 1 %,  an d   m u c h   b etter   s tab ilit y   m ar g i n s   t h an   th e   G p ( s ) .   C o m p ar in g   th e  r esu lt  o b tain e d   in   th e  s tu d y   with   H ∞   co n tr o ller   [ 2 2 ] ,  [ 2 3 ]   th e  lag - lead   c o m p en s ato r   o f f er s   a  m u ch   b etter   b alan ce   b etwe en   s tab i lity   an d   r esp o n s e  s p ee d   f o r   a  p r ess u r e - c o n tr o lled   s y s tem ,   wh ile  H ∞   co n tr o l   is   p ar ticu lar ly   b en ef icial   f o r   e n h an cin g   r esp o n s e  s p ee d   an d   ef f icien cy   in   s er v o   c o n tr o l  s y s tem s .   T h e  d esig n e d   l e a d - l ag   c o m p en s a t o r   G c _ lag _ l e ad ( s ) ,   c a n   b e   i m p l e m en te d   w i t h   t h e   v a lu e s   g i v e n   i n   T a b l e   4 ,   c o m p u t e d   f r o m   ( 2 3 ) .           Fig u r e  8 .   C lo s ed   lo o p   s tep   r es p o n s e  o f   t h e  G c _ lead _ lag * G p ( s )       Fig u r e  9 .   C lo s ed   lo o p   s tep   r es p o n s es       T ab le  2 .   T h e  p r ess u r e - c o n tr o ll ed   p u m p   p ar a m eter s   P a r a me t e r   V a l u e   P a r a me t e r   V a l u e   P a r a me t e r   V a l u e   V p   4 5   c m 3 / r e v   G p   4 . 1 5 × 0 - 3   m 3/ /s   K   3 . 3 8 × 1 0 - 12   m 3 / P a .   s   P d   2 5   M P a   A c   3 . 7 6   c m 2   β   0 . 8   G p a   N   1 8 0 0   r p m   L c   6 . 7 5   c m   V   3 0   l i t r e s   K q   0 . 1 9   m 2 /s   K fq   5 . 7 6   N / mm   K v   5 6 . 5 5   N / mm   A v   2 8 . 7 7   m m 2   e s s s pe c i   0 . 0 2   PM s pe c i   > 5 5 0     8   r a d / s               T ab le  3 .   C o m p a r is o n   B etwe en   Sy s tem s   C o n t r o l   p a r a me t e r s   N o t a t i o n   G p ( s)   K c *G p ( s)   G c _l e a d   ( s) * G p ( s)   G c _l a g_l e a d   ( s) * G p ( s)   SSE   e ss   1   0 . 0 2   0 . 0 2   0 . 0 2   P h a se   st a b i l i t y   m a r g i n     2 4 . 5 0   1 5 . 5 0   4 0 . 4 0   5 5 . 7 0   G a i n   x - o v e r   f r e q     3 . 3 8   r a d / s   1 5   r a d / s   3 0   r a d / s   7 . 8 2   r a d / s   Ti me   d e l a y   t d   0 . 0 2 5   s e c   0 . 0 1 6   s e c   1 . 1   se c   0 . 1 8   se c   G a i n   mar g i n   ( d b )   G M   ( d b )   i n f   U n st a b l e   1 1 . 6   dB   1 2 . 3   dB   P h a se   x - o v e r   f r e q     i n f   1 0 0   r a d / s   9 3 . 4   r a d / s   8 8   r a d / s   F r e q u e n c y   b a n d w i d t h     1 7 0 . 5   r a d / s   1 7 0 . 5   r a d / s   1 6 3 . 8   r a d / s   1 6 1 . 4 7   r a d / s   %  o v e r sh o o t   M P O   2 0 . 5 %   6 0 %   1 5 %   1 2 . 1 %   S e t t l i n g   t i me   t s   2 . 3 9   se c   7 . 4 2   se c   3 . 1 6   se c   1 . 9 5   se c   D a mp i n g   f a c t o r   ζ   0 . 0 1 5   0 . 0 1 5   0 . 0 9 3   0 . 1 0 8       T ab le  4 .   I m p lem en tatio n   r esu l ts   o f   lead - lag   co m p en s ato r   C i r c u i t   e l e me n t s   V a l u e s   C i r c u i t   e l e me n t s   V a l u e s   C i r c u i t   e l e me n t s   V a l u e s   C 1   0 . 2   µ F   R 1   3 7 . 3   M Ω   R 4   1 . 2 8   G Ω   C 2   0 . 2   µ F   R 2   5 0   M Ω   R 6   3 . 7 7   M Ω   R 5   2 0   K Ω   R 3   4 . 8 2   G Ω       W h e r e   C 1 ,   C 2,   a n d   R 5   h a v e   s p e c i f i e d   v a l u e s.       4.   CO NCLU SI O N   T h is   s tu d y   aim ed   to   en h an ce   th e  d y n am ic  p er f o r m an c e  o f   th e  p r ess u r e - c o n tr o lled   VAPP  b y   im p lem en tin g   th e   lead - lag   co m p en s ato r   w h ile  d e v elo p in g   a  m ath em atica l  m o d el   o f   th e   p u m p ,   tak in g   in t o   ac co u n t  th e   d y n am ics  o f   th e  b ar r el,   3 - wa y   s p o o l  v alv e,   an d   s wash   p la te.   T h e  d e v elo p e d   c o n tr o l  s y s tem   with   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2 5 0 2 - 4 7 52         Op timiz in g   d yn a mic  r esp o n s e  a n d   s ta b ilit y  o f  p r ess u r e - co n tr o lled   …  ( V ivek   V erma )   779   lag - lead   co m p en s ato r   o f   t h e   p r ess u r e - co n tr o lled   ax ial  p i s to n   p u m p   m a n if ests   th e  ch ar ac ter is tics   o f   an   u n d er d am p ed   s ec o n d - o r d er   s y s tem ,   d is tin g u is h ed   b y   i n h e r en t  p r o p er ties   s u ch   as  n atu r al  f r eq u en cy   an d   d am p in g   r atio .   T h e  d am p in g   r atio ,   in teg r al  t o   th e  p u m p   leak ag e  co ef f icien t  ( K) ,   p lay s   a  p iv o tal  r o le  in   r eg u latin g   b o th   th e  m ax im u m   p er ce n t  o v er s h o o t  an d   th e  s et tlin g   tim e  o f   t h e  s y s tem ' s   d y n am ic  r esp o n s e,   h as   s h o wn   s ig n if ican t  im p r o v em e n t  f r o m   th e  u n co m p en s ated   s y s tem   to   co m p en s ated   s y s tem   r ef lecte d   in   th e  r esu lts .   T h e  co m p en s ated   s y s tem   en h a n ce d   th e   d am p in g   f ac to r   f r o m   0 . 0 1 5   to   0 . 1 0 8 ,   w h ich   ten d s   to   in cr ea s e   th e  leak ag e  c o ef f icien t  ( K)   f r o m   3 . 3 8 ×1 0 - 12   m 3 /Pa.  s   to   2 4 . 3 4 ×1 0 - 12   m 3 /Pa.s.  T h is   in cr ea s e   in   leak ag e   ten d s   to   in d u ce   b etter   tr an s ien t  an d   s tead y - s tate  r esp o n s e  in   t h e  co m p en s ated   s y s tem   with   lo wer   s ettlin g   tim e  f r o m   2 . 3 9   s ec   to   1 . 9 5   s ec   an d   SS E   f r o m   1   to   0 . 0 2 .   H o wev er ,   th is   d elib er ate   in tr o d u ctio n   o f   leak ag e  te n d s   to   en h an ce   th e   p u m p ' s   r esp o n s iv en ess ,   it  s im u ltan eo u s ly   im p o s es  a  tr ad e - o f f   b y   d im i n is h in g   th e  o v er all   o p er atio n al  e f f icien cy   o f   th e  V APP.   I n   co n cl u s io n ,   th e  la g - lead   c o m p en s ated   s y s tem   d em o n s tr ates  s u p er io r   p er f o r m a n ce ,   ac h iev in g   th e   h ig h est  p h ase   m ar g in   ( 5 5 . 7 °),   lo west  o v er s h o o t  ( 1 2 . 1 %),   a n d   f astes t  s ettli n g   tim e  ( 1 . 9 5   s ec o n d s ) ,   m ak in g   it  th e  m o s t  ef f ec tiv e  co n tr o l  s tr a teg y   th an   th e  H ∞   co n tr o ller .   Strik in g   a   p r u d en t  e q u ilib r iu m   b etwe en   ef f icien c y   an d   d y n am ic  r esp o n s e  is   a  cr i tical  asp ec t  in   d esig n in g   a  p r e s s u r e - co n tr o lled   p u m p   s y s tem   s u ited   to   s p ec if ic  ae r o s p ac e  ap p licatio n s .   T h is   a s p ec t  u n d er s co r es  th e  r atio n ale  b eh in d   th e  a d o p tio n   o f   a  la g - lead   co m p en s ato r ,   wh ich   f ac ilit ates  th e  o p tim izatio n   o f   s y s tem   p er f o r m a n ce   wh ile  ad d r ess in g   th e  in h e r en t   tr ad e - o f f s   b etwe en   ef f icien cy   an d   d y n am ic  r es p o n s e.   Fu tu r e   wo r k   s h o u ld   co n ce n tr ate  o n   a d v an ce d   co n tr o l  tech n iq u es,   in co r p o r atin g   r ea l - tim e  test in g ,   an d   ex p lo r in g   p r ed ictiv e  m eth o d s   lik e  ad ap tiv e  m o d el   p r ed ictiv e  co n tr o l.   I m p r o v in g   r o b u s tn ess   an d   tailo r in g   s tr ateg ies  f o r   s p ec if ic   ae r o s p ac e  ap p licatio n s   will  f u r th er   en h a n ce   s y s tem   s tab ilit y ,   r esp o n s e,   an d   o v er all   p er f o r m an ce .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   N .   D .   M a n r i n g   a n d   R .   C .   F a l e s ,   H y d r a u l i c   c o n t ro l   s y st e m s .   J o h n   W i l e y   & S o n s ,   2 0 1 9 .   [ 2 ]   S .   J.   Li n   a n d   A .   A k e r s,   “ O p t i ma l   c o n t r o l   t h e o r y   a p p l i e d   t o   p r e ss u r e - c o n t r o l l e d   a x i a l   p i s t o n   p u m p   d e s i g n , ”   J o u rn a l   o f   D y n a m i c   S y s t e m s,   Me a s u rem e n t ,   a n d   C o n t r o l ,   v o l .   1 1 2 ,   n o .   3 ,   p p .   4 7 5 – 4 8 1 ,   S e p .   1 9 9 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 1 5 / 1 . 2 8 9 6 1 6 7 .   [ 3 ]   D .   M c C a n d l i s h   a n d   R .   E .   D o r e y ,   “ Th e   ma t h e ma t i c a l   m o d e l l i n g   o f   h y d r o s t a t i c   p u m p s  a n d   m o t o r s, ”   Pr o c e e d i n g s  o f   t h e   I n st i t u t i o n   o f   Me c h a n i c a l   En g i n e e rs,   P a rt   B :   J o u r n a l   o f   E n g i n e e ri n g   M a n u f a c t u re ,   v o l .   1 9 8 ,   n o .   3 ,   p p .   1 6 5 – 1 7 4 ,   1 9 8 4 ,   d o i :   1 0 . 1 2 4 3 / P I M E_ P R O C _ 1 9 8 4 _ 1 9 8 _ 0 6 2 _ 0 2 .   [ 4 ]   P .   K a l i a f e t i s  a n d   T.   C o st o p o u l o s,  “ M o d e l l i n g   a n d   si mu l a t i o n   o f   a n   a x i a l   p i s t o n   v a r i a b l e   d i s p l a c e me n t   p u mp   w i t h   p r e ss u r e   c o n t r o l , ”   Me c h a n i sm   a n d   M a c h i n e   T h e o r y ,   v o l .   3 0 ,   n o .   4 ,   p p .   5 9 9 – 6 1 2 ,   M a y   1 9 9 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / 0 0 9 4 - 1 1 4 X ( 9 4 ) 0 0 0 5 7 - R.   [ 5 ]   N .   D .   M a n r i n g   a n d   R .   E.   J o h n so n ,   “ M o d e l i n g   a n d   d e s i g n i n g   a   v a r i a b l e - d i s p l a c e me n t   o p e n - l o o p   p u m p , ”   J o u rn a l   o f   D y n a m i c   S y s t e m s,   Me a s u rem e n t ,   a n d   C o n t r o l ,   v o l .   1 1 8 ,   n o .   2 ,   p p .   2 6 7 – 2 7 1 ,   Ju n .   1 9 9 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 1 5 / 1 . 2 8 0 2 3 1 3 .   [ 6 ]   D .   L o v r e c   a n d   E.   D e t i č e k ,   “ I mp r o v e m e n t   o f   t h e   s t a t i c a l   b e h a v i o u r   o f   p r e ss u r e   c o n t r o l l e d   a x i a l   p i s t o n   p u mp s,”   S t r o j n i s k i   Ve st n i k / J o u r n a l   o f   M e c h a n i c a l   En g i n e e ri n g ,   v o l .   5 5 ,   n o .   1 2 ,   p p .   7 6 6 – 7 7 4 ,   2 0 0 9 .   [ 7 ]   N .   D .   M a n r i n g   a n d   V .   S .   M e h t a ,   “ P h y si c a l   l i m i t a t i o n s  f o r   t h e   b a n d w i d t h   f r e q u e n c y   o f   a   p r e ss u r e   c o n t r o l l e d ,   a x i a l - p i s t o n   p u mp , ”   J o u rn a l   o f   D y n a m i c   S y s t e m s,   M e a s u remen t   a n d   C o n t r o l ,   T ra n s a c t i o n s   o f   t h e   AS ME ,   v o l .   1 3 3 ,   n o .   6 ,   p .   0 6 1 0 0 5 ,   2 0 1 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 1 5 / 1 . 4 0 0 4 0 5 6 .   [ 8 ]   W .   K e mm e t m ü l l e r ,   F .   F u c h sh u m e r ,   a n d   A .   K u g i ,   “ N o n l i n e a r   p r e ss u r e   c o n t r o l   o f   s e l f - s u p p l i e d   v a r i a b l e   d i sp l a c e men t   a x i a l   p i s t o n   p u m p s , ”   C o n t ro l   E n g i n e e ri n g   Pr a c t i c e ,   v o l .   1 8 ,   n o .   1 ,   p p .   8 4 – 9 3 ,   2 0 1 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c o n e n g p r a c . 2 0 0 9 . 0 9 . 0 0 6 .   [ 9 ]   L.   C h e n ,   S .   Y e ,   Z .   C h a n g ,   X .   G o u ,   a n d   K .   S u n ,   “ S i m u l a t i o n   r e s e a r c h   o n   t h e   r e v o l u t i o n - p r e ssu r e   p e r f o r ma n c e   o f   a n   a e r o n a u t i c a l   h y d r a u l i c   a x i a l   p i s t o n   p u mp , ”   i n   2 0 1 6   I EEE   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   A i rcr a f t   U t i l i t y   S y s t e m s   ( A U S ) ,   O c t .   2 0 1 6 ,     p p .   1 2 4 7 – 1 2 5 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A U S . 2 0 1 6 . 7 7 4 8 2 3 0 .   [ 1 0 ]   L.   K u mar   a n d   N .   P .   M a n d a l ,   “ P r e ss u r e   c o n t r o l   o f   v a r i a b l e   d i s p l a c e me n t   r a d i a l   p i st o n   p u m p   w i t h   P I D   c o n t r o l l e r , ”   Ma t e r i a l s   T o d a y :   Pro c e e d i n g s ,   v o l .   4 5 ,   n o .   6 ,   p p .   5 1 5 8 – 5 1 6 5 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . m a t p r . 2 0 2 1 . 0 1 . 6 9 2 .   [ 1 1 ]   H o n g l i u   D u   a n d   N .   D .   M a n r i n g ,   “ A   s i n g l e - a c t u a t o r   c o n t r o l   d e si g n   f o r   h y d r a u l i c   v a r i a b l e   d i s p l a c e me n t   p u m p s, ”   i n   Pr o c e e d i n g s  o f   t h e   2 0 0 1   Am e r i c a n   C o n t r o l   C o n f e re n c e .   ( C a t .   N o . 0 1 C H 3 7 1 4 8 ) ,   2 0 0 1 ,   v o l .   6 ,   p p .   4 4 8 4 – 4 4 8 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C . 2 0 0 1 . 9 4 5 6 8 5 .   [ 1 2 ]   P .   T.   D e a n   a n d   R .   C .   F a l e s,  “ M o d e r n   c o n t r o l   d e si g n   f o r   a   v a r i a b l e   d i s p l a c e m e n t   h y d r a u l i c   p u m p , ”   i n   2 0 0 7   Am e ri c a n   C o n t r o l   C o n f e re n c e ,   J u l .   2 0 0 7 ,   p p .   3 5 3 5 – 3 5 4 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C . 2 0 0 7 . 4 2 8 2 8 2 6 .   [ 1 3 ]   O .   G a d ,   M .   G .   R a b i e ,   a n d   R .   M .   E l - T a h e r ,   “ P r e d i c t i o n   a n d   i mp r o v e me n t   o f   st e a d y - st a t e   p e r f o r ma n c e   o f   a   p o w e r   c o n t r o l l e d   a x i a l   p i s t o n   p u m p , ”   J o u rn a l   o f   D y n a m i c   S y st e m s,  Me a s u reme n t ,   a n d   C o n t r o l ,   v o l .   1 2 4 ,   n o .   3 ,   p p .   4 4 3 – 4 5 1 ,   S e p .   2 0 0 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 1 5 / 1 . 1 4 8 5 0 9 6 .   [ 1 4 ]   S .   H .   P a r k ,   J.   M .   Le e ,   a n d   J .   S .   K i m,  “ M o d e l i n g   a n d   p e r f o r ma n c e   i mp r o v e me n t   o f   t h e   c o n s t a n t   p o w e r   r e g u l a t o r   sy s t e ms   i n   v a r i a b l e   d i sp l a c e m e n t   a x i a l   p i s t o n   p u mp , ”   T h e   S c i e n t i f i c   W o rl d   J o u r n a l ,   v o l .   2 0 1 3 ,   n o .   1 ,   Ja n .   2 0 1 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 5 / 2 0 1 3 / 7 3 8 2 6 0 .   [ 1 5 ]   P .   A c h t e n ,   “ D y n a m i c   h i g h - f r e q u e n c y   b e h a v i o u r   o f   t h e   sw a s h   p l a t e   i n   a   v a r i a b l e   d i s p l a c e me n t   a x i a l   p i s t o n   p u mp , ”   i n   Pr o c e e d i n g s   o f   t h e   I n st i t u t i o n   o f   Me c h a n i c a l   E n g i n e e rs,  P a r t   I :   J o u r n a l   o f   S y st e m s  a n d   C o n t r o l   En g i n e e r i n g ,   J u l .   2 0 1 3 ,   v o l .   2 2 7 ,   n o .   6 ,   p p .   5 2 9 – 5 4 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 7 7 / 0 9 5 9 6 5 1 8 1 3 4 8 3 4 1 9 .   [ 1 6 ]   J.  W e i ,   K .   G u o ,   J .   F a n g ,   a n d   Q .   Ti a n ,   “ N o n l i n e a r   su p p l y   p r e ss u r e   c o n t r o l   f o r   a   v a r i a b l e   d i s p l a c e m e n t   a x i a l   p i s t o n   p u m p , ”   Pro c e e d i n g s  o f   t h e   I n st i t u t i o n   o f   Me c h a n i c a l   E n g i n e e rs ,   Pa r t   I :   J o u r n a l   o f   S y st e m s  a n d   C o n t r o l   E n g i n e e ri n g ,   v o l .   2 2 9 ,   n o .   7 ,   p p .   6 1 4 – 6 2 4 ,   A u g .   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 7 7 / 0 9 5 9 6 5 1 8 1 5 5 7 7 5 4 6 .   [ 1 7 ]   J.  C h e n g ,   W .   Li u ,   a n d   Z .   Z h a n g ,   “ M o d e l i n g   a n d   si mu l a t i o n   f o r   t h e   e l e c t r o - h y d r a u l i c   ser v o   s y s t e m  b a s e d   o n   S i mu l i n k , ”   i n   2 0 1 1   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   C o n su m e r  E l e c t r o n i c s ,   C o m m u n i c a t i o n s   a n d   N e t w o rks   ( C E C N e t ) ,   A p r .   2 0 1 1 ,   p p .   4 6 6 – 4 6 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C EC N E T. 2 0 1 1 . 5 7 6 8 8 6 0 .   [ 1 8 ]   K .   G u o ,   Y .   X u ,   a n d   J .   Li ,   “ A   sw i t c h e d   c o n t r o l l e r   d e s i g n   f o r   s u p p l y   p r e ssu r e   t r a c k i n g   o f   v a r i a b l e   d i sp l a c e men t   a x i a l   p i s t o n   p u m p s , ”   I E EE  A c c e ss ,   v o l .   6 ,   p p .   3 9 3 2 – 3 9 4 2 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 1 8 . 2 7 9 6 0 9 7 .   [ 1 9 ]   T.   K i m  a n d   M .   I v a n t y s y n o v a ,   “ A c t i v e   v i b r a t i o n / n o i se  c o n t r o l   o f   a x i a l   p i st o n   ma c h i n e   u s i n g   sw a sh   p l a t e   c o n t r o l , ”   O c t .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 1 5 / F P M C 2 0 1 7 - 4 3 0 4 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In d o n esian   J   E lec   E n g   &   C o m p   Sci ,  Vo l.  3 7 ,   No .   2 ,  Feb r u a r y   20 2 5 :   77 1 - 7 8 0   780   [ 2 0 ]   A .   G h o s h ,   A .   G u p t a ,   a n d   N .   M o n d a l ,   “ D e si g n   a n d   d e si g n   i n v e st i g a t i o n s  o f   a   f l o w   c o n t r o l   sp o o l   v a l v e , ”   I n t e rn a t i o n a l   J o u rn a l   o n   I n t e r a c t i v e   D e si g n   a n d   Ma n u f a c t u ri n g   ( I J I D e M) ,   v o l .   1 7 ,   n o .   1 ,   p p .   1 1 5 – 1 2 4 ,   F e b .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s1 2 0 0 8 - 0 2 2 - 0 1 1 3 5 - 1.   [ 2 1 ]   T.   Z h a o   a n d   D .   H u a n g ,   “ R e s e a r c h   a n d   i mp l e m e n t a t i o n   o f   c o n st a n t   p r e s su r e   c o n t r o l   w i t h   e l e c t r o - p n e u mat i c   p r o p o r t i o n a l   v a l v e , ”   J o u rn a l   o f   Ph y si c s:   C o n f e re n c e   S e ri e s ,   v o l .   1 6 2 6 ,   n o .   1 ,   p .   0 1 2 0 7 5 ,   O c t .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 8 / 1 7 4 2 - 6 5 9 6 / 1 6 2 6 / 1 / 0 1 2 0 7 5 .   [ 2 2 ]   Y .   F e n g ,   Z .   Ji a n ,   J .   Li ,   Z.   T a o ,   Y .   W a n g ,   a n d   J.  X u e ,   “ A d v a n c e d   c o n t r o l   s y st e ms  f o r   a x i a l   p i st o n   p u mp s  e n h a n c i n g   v a r i a b l e   mec h a n i sms   a n d   r o b u st   p i st o n   p o s i t i o n i n g , ”   Ap p l i e d   S c i e n c e s ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1 7 ,   p .   9 6 5 8 ,   A u g .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a p p 1 3 1 7 9 6 5 8 .   [ 2 3 ]   D .   S a t y b a l d i n a ,   A .   D a b a y e v a ,   N .   K i ssi k o v a ,   G .   U s k e n b a y e v a ,   a n d   A .   S h u k i r o v a ,   “ M i x e d   H 2 / H ∞   r o b u st   c o n t r o l l e r s  i n   a i r c r a f t   c o n t r o l   p r o b l e m , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E l e c t r i c a l   a n d   C o m p u t e r   E n g i n e e ri n g   ( I J E C E) ,   v o l .   1 3 ,   n o .   6 ,   p p .   6 2 4 9 – 6 2 5 8 ,   D e c .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j e c e . v 1 3 i 6 . p p 6 2 4 9 - 6 2 5 8 .   [ 2 4 ]   S .   A l b a t r a n   a n d   S .   H a r a si s,  “ O p t i m a l   p r o p o r t i o n a l - i n t e g r a l   sp e e d   c o n t r o l   f o r   c l o se d - l o o p   e n g i n e   t i mi n g   sy s t e m,”   I n d o n e s i a n   J o u rn a l   o f   E l e c t r i c a l   En g i n e e r i n g   a n d   C o m p u t e r  S c i e n c e   ( I J EE C S ) ,   v o l .   3 4 ,   n o .   1 ,   p p .   1 2 8 – 1 3 3 ,   A p r .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j e e c s. v 3 4 . i 1 . p p 1 2 8 - 1 3 3 .   [ 2 5 ]   J.  I v a n t y sy n   a n d   M .   I v a n t y s y n o v a ,   “ A n a l y s i s  o f   a n   a x i a l - p i s t o n   sw a sh - p l a t e   t y p e   h y d r o st a t i c   p u mp   d i s c h a r g e   f l o w   c h a r a c t e r i s t i c , ”   i n   H y d r o s t a t i c   P u m p   a n d   Mo t o rs:   Pri n c i p l e s,   D e si g n ,   Pe r f o rm a n c e ,   M o d e l l i n g ,   A n a l y si s ,   C o n t r o l   a n d   T e st i n g ,   Te c h   B o o k s   I n t e r n a t i o n a l ,   2 0 0 3 .   [ 2 6 ]   S .   Q i a n ,   W .   Z h a n g ,   a n d   Q .   L i ,   “ D e si g n   a n d   a n a l y si s   o f   e l e c t r o - h y d r a u l i c   p r o p o r t i o n a l   v a l v e   f l o w   c o n t r o l   b a s e d   o n   f u z z y   P I D , ”   C h i n e se   J o u r n a l   o f   C o n st r u c t i o n   Ma c h i n e r y ,   v o l .   1 9 ,   p p .   5 1 2 – 5 1 7 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C A I D C D . 2 0 1 0 . 5 6 8 1 9 3 4 .   [ 2 7 ]   Y .   F e n g ,   Z.   Ji a n ,   a n d   L.   I .   Ji a - y a n g ,   “ A x i a l   p i s t o n   p u m p   v a r i a b l e   mec h a n i s m c o n t r o l   s t r a t e g y , ”   C h i n e se  H y d r a u l i c s &  P n e u m a t i c s ,  v o l .   4 7 ,   n o .   3 ,   p p .   9 – 1 6 ,   2 0 2 3 ,   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p : / / j o u r n a l . c ma n u - a u t o ma t i o n . c n / y y y q d / EN / 1 0 . 1 1 8 3 2 / j . i ss n . 1 0 0 0 - 4 8 5 8 . 2 0 2 3 . 0 3 . 0 0 2 .   [ 2 8 ]   W .   Ji a n g   e t   a l . ,   “ A   st u d y   o n   t h e   e l e c t r o - h y d r a u l i c   c o u p l i n g   c h a r a c t e r i st i c s   o f   a n   e l e c t r o - h y d r a u l i c   s e r v o   p u mp   c o n t r o l   sy s t e m , ”   Pro c e sses ,   v o l .   1 0 ,   n o .   8 ,   p .   1 5 3 9 ,   A u g .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / p r 1 0 0 8 1 5 3 9 .   [ 2 9 ]   K .   O g a t a ,   M o d e r n   c o n t ro l   e n g i n e e ri n g .   P r e n t i c e   H a l l ,   2 0 1 0 .   [ 3 0 ]   S. - H .   K i m,   “ C o n t r o l   o f   d i r e c t   c u r r e n t   mo t o r s, ”   i n   El e c t r i c   M o t o r  C o n t ro l ,   E l se v i e r ,   2 0 1 7 ,   p p .   3 9 – 9 3 .   [ 3 1 ]   L.   D a n e s  a n d   A .   V a c c a ,   “ A   f r e q u e n c y   d o ma i n - b a s e d   st u d y   f o r   f l u i d - b o r n e   n o i s e   r e d u c t i o n   i n   h y d r a u l i c   s y st e m w i t h   si mp l e   p a s si v e   e l e m e n t s, ”   I n t e rn a t i o n a l   J o u r n a l   o f   H y d r o m e c h a t r o n i c s ,   v o l .   4 ,   n o .   3 ,   p p .   2 0 3 – 2 2 9 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 5 0 4 / I JH M . 2 0 2 1 . 1 1 8 0 0 6 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       Viv e k   Ve r m a           is  a   p a rt - ti m e   re se a rc h   sc h o lar  a t  th e   De p a rtme n t  o f  M e c h a n ica l   En g i n e e rin g   a t  Am it y   S c h o o l  o f  En g i n e e rin g   a n d   Tec h n o l o g y ,   A m it y   Un i v e rsity ,   L u c k n o w.   He   h o l d s  B. E.   i n   In d u str ial  E n g i n e e rin g   fro m   IIT   Ro o rk e e   (f o rm e rly   Un iv e rsity   o f   Ro o rk e e ),   In d ia  a n d   M . Tec h .   i n   P r o d u c ti o n   En g i n e e rin g   fro m   M NN IT,   Allah a b a d ,   In d ia.  C u rre n tl y   h e   is   wo rk i n g   a s  As sista n t   P r o fe ss o r  a t  De p a rtme n t  o f   M e c h a n ica l  E n g i n e e rin g ,   ASE T,   Am it y   Un iv e rsity ,   Lu c k n o w,  h a s  v a st  e x p e rien c e   o f  tea c h in g   a b o u t  2 0   y e a rs.  He   u se d   to   h o ld   se v e ra l  a d m i n istrativ e   p o sts  a t   th e   De p a rtme n t  a n d   Un iv e rsity   lev e ls.   He   is  a   m e m b e r  o f   se v e ra l  p ro fe ss io n a l  b o d ies   su c h   a s   S AE ,   IET (UK ),   a n d   IAENG .   He   h a s  su p e rv ise d   1 0   m a ste rs  a n d   m o re   th a n   5 0   u n d e r g ra d u a te  st u d e n ts.  He   h a s  o rg a n ize d   se v e ra l  F DP  c o n su lt a n c y   p r o jec ts   a s  we ll .   He   h a s  re se a r c h   in tere st  in   m a th e m a ti c a l  m o d e ll in g   o f   m e c h a n ica l  sy ste m s  a n d   c o m p u tati o n a l  fl u i d   d y n a m ics .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  v v e rm a @lk o . a m it y . e d u .         Dr .   S a c h in   K u m a r           a   P h . D.  i n   El e c tro n ics ,   M . Tec h .   a n d   B. E  i n   El e c tro n ics   a nd   Co m m u n ica ti o n ,   p re se n tl y   with   Am it y   Un iv e rsity ,   Lu c k n o w  Ca m p u s.  He   h a s  a lmo st  2 0   y e a rs   o f  a c a d e m ic  a n d   re se a rc h   e x p e r ien c e .   His  re se a rc h   i n tere st  i n c l u d e s  a p p li c a ti o n s  o f   b i o - m e d ica l  sig n a l   p r o c e ss in g ,   m a c h in e   lea rn in g ,   a rti ficia l  i n telli g e n c e   a n d   a p p li c a ti o n s  o f   wire les s  se n so r  n e two rk s.   He   is  a n   a c ti v e   m e m b e r  o f  n u m b e r  o f   p ro fe ss io n a l  b o d ies   IEE E,   IET E,   IAENG ,   IS C  a n d   IET (U K),  h e   h a s  p u b li sh e d   m o re   th a n   8 0   re se a rc h   p a p e rs,  b o o k   c h a p ters ,   a n d   a rti c les   in   a   n u m b e r  re p u te d   J o u r n a ls  i n d e x e d   in   S COPU S   a n d   S CI   a n d   c o n tri b u ted   2   b o o k s   with   i n ter n a ti o n a l  p u b li sh e rs.   He   is   a n   a c ti v e   m e m b e r  o f   e d i to rial   b o a rd /re v iew e r  in   v a ri o u s  re p u te d   jo u rn a ls .  He   h a s  b e e n   i n stru m e n t a l  in   o r g a n izin g   n u m b e r   o f   in tern a ti o n a l   c o n fe re n c e s,  h a s  g i v e n   in v it e d   talk s,   a n d   c h a ire d   v a rio u s  tec h n ica l  se ss io n s  i n   n a ti o n a l  a s  we ll   a s  in tern a ti o n a l  c o n fe re n c e s   of   re p u te.  He   c a n   b e   c o n tac ted   a t   e m a il :  sk u m a r3 @lk o . a m it y . e d u .         Dr .   Apu r v a   Ana n d           c u rre n tl y   h o l d s  th e   p o siti o n   o f  P ro fe ss o r  a n d   Dire c to r  a t   M a h a ra n a   P ra tap   En g i n e e rin g   Co ll e g e ,   Ka n p u r,   sh o wc a sin g   a   c a re e r   sp a n n in g   o v e r  two   d y n a m ic d e c a d e s.  In   h is p re v i o u s  ro le,  he   se rv e d   a s th e   P r o fe ss o r  a n d   De a n   a t  BBD Un iv e rsit y   in   L u c k n o w  fro m   2 0 1 7   t o   2 0 2 3 .   His  a c a d e m ic  jo u r n e y   i n c lu d e s  k e y   ro les   a t  re n o wn e d   in stit u ti o n s,  n o tab l y   ABES   E n g i n e e rin g   Co l leg e   a n d   Am it y   Un i v e risty ,   wh e re   h e   se rv e d   a s   P ro fe ss o r  a n d   He a d   o f   th e   De p a rtme n t.   Ho ld in g   a   P h . D.  i n   M e c h a n ica l  En g i n e e rin g   a n d   M a ste r' s  in   M e c h a n ica l  E n g in e e rin g   a n d   a   Ba c h e lo r' s  in   I n d u str ial  a n d   P ro d u c ti o n   En g i n e e rin g .   He   sc h o larly   imp a c t   is ev id e n t  i n   h is  3 0   p u b li c a ti o n s,  g a rn e rin g   4 0 1   c it a ti o n s a n d   a c h iev in g   a n   imp re ss iv e   h - i n d e x   o f  0 5 .   In   t h e   re a lm  o f  g l o b a l  c o ll a b o ra ti o n ,   he   se rv e d   a s  P ro g ra m   Ch a ir   f o r  se v e ra l  i n tern a ti o n a l  c o n fe re n c e s,  h is  c o n tr ib u ti o n s  e x ten d   to   fu n d e d   a ss ig n m e n ts,  in c l u d i n g   a   Un i v e rsity   G ra n t  fo r  o rg a n izi n g   a   F DP   o n   M a n u fa c t u rin g   S c ien c e   a n d   Tec h n o l o g y .   Ac ti v e ly   g u id i n g   o n e   P h . D.  sc h o lar  1 0   P G   stu d e n ts.  He   c a n   b e   c o n tac ted   a t   ema il :  d irec to r. m p e c @m p g i. e d u . i n   o r   a p u r v a 2 0 5 0 @ y a h o o . c o . in .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.