I nte rna t io na l J o urna l o f   P o wer   E lect ro nics   a nd   Driv S y s t em   ( I J P E DS)   Vo l.  16 ,   No .   2 J u n e   20 25 ,   p p .   808 ~ 8 1 6   I SS N:  2 0 8 8 - 8 6 9 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijp ed s . v 16 .i 2 . p p 8 0 8 - 816           808       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij p e d s . ia esco r e. co m   DTC o PMSM  b a sed o n a sim ple  duty ra tio a ppro a ch wit ripple re duction  s cheme       B er ha nu   Deg g ef a   L em m a 1 Srini v a s a n P ra da ba ne 2 ,   T o le   Su t ik no 3 ,   G et u G irma   Ret a 4   Neg a s a   M ulet a   F ey is a 1   1 C o l l e g e   o f   E l e c t r i c a l   a n d   C o m p u t e r   En g i n e e r i n g ,   D i r e   D a w a   U n i v e r si t y ,   D i r e   D a w a ,   E t h i o p i a   2 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   N a t i o n a l   I n st i t u t e   o f   T e c h n o l o g y   W a r a n g a l ,   W a r a n g a l ,   I n d i a   3 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   I n d u st r i a l   Te c h n o l o g y ,   U n i v e r s i t a s   A h m a d   D a h l a n ,   Y o g y a k a r t a ,   I n d o n e si a   4 C o l l e g e   o f   M e c h a n i c a l   a n d   I n d u s t r i a l   En g i n e e r i n g ,   D i r e   D a w a   U n i v e r si t y ,   D i r e   D a w a ,   E t h i o p i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Oct  1 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Ap r   1 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Ma y   6 ,   2 0 2 5       To d a y ,   p h a se   p e rm a n e n m a g n e sy n c h r o n o u m o to ( P M S M )   a p p li e to   e lec tri c   d riv e s.   Bu t   d u e   to   it str u c tu re   a n d   c o n tro l   sc h e m e ,   P M S M   su ffe rs   fro m   rip p le  p e rf o rm a n c e   wh e n   a   c o n tr o sc h e m e   li k e   d irec t o rq u e   c o n tr o l   ( DTC )   is  u se d .   Th is  wo rk   u se a   sim p le  s c h e m e   to   g e n e ra te  sw it c h in g   sig n a ls  a n d   d e term in e   d u t y   ra ti o s .   Th e   d u t y   ra ti o   is  o b tain e d   fro m   th e   Vo lt - se c o n d   b a lan c e .   S witch i n g   sig n a g e n e ra ti o n   is  p e rfo rm e d   in   th e   DTC   sc h e m e   b y   in c o r p o ra ti n g   th e   e ff e c ts  o d u t y   ra ti o ,   t o rq u e   e rro r,   flu x   e rr o r,   a n d   se c to n u m b e r.   Dw e ll in g   ti m e   is  o b tain e d   i n   v o lt - se c o n d u sin g   th e   re fe re n c e   v o lt a g e   m a g n it u d e   a n d   se c to n u m b e r.   Bu v o lt a g e   sta te  se lec ti o n   is  d o n e   u sin g   t h e   DTC  lo o k u p   ta b le.  S i n c e   th e   DTC  lo o k u p   tab le  is  u se d   fo r   vo lt a g e   sta te  se lec ti o n   o n l y   o n e   a c ti v e   a n d   o n e   n u ll   v o lt a g e   is  u se d .   Bo t h   a c ti v e   a n d   n u ll   v o lt a g e   p e ri o d a re   d iv id e d   in t o   two   p a rts  a n d   e a c h   v o lt a g e   v e c to is ap p l ied   twice   in   o n e   t o tal  sw it c h in g   p e rio d .   T h e   p r o p o se d   sc h e m e   is   tes ted   in   M ATLAB  2 0 2 1 b .   S imu latio n   re su lt i n d ica te  th a th e   m e th o d   is   e ffe c ti v e   in   term o f   d y n a m ics   a n d   h a rm o n ics .   Th e   sc h e m e   to r q u e   rip p le  is   1 2 . 5 % .   Li k e wise ,   th e   flu x   ri p p le  a n d   h a rm o n ic   a re   0 . 6 9 %   a n d   0 . 7 9 % ,   re sp e c ti v e ly .   Ad d it i o n a ll y ,   th e   s c h e m e   is  e ff e c ti v e   fo b o th   f o u r   q u a d ra n ts   a n d   wid e - sp e e d   o p e ra ti o n .   Ve rifi c a ti o n   o th e   p r o p o se d   sc h e m e   is  d o n e   wit h   OPAL - RT  (OP4 5 0 0 ).   T h e   sc h e m e   a p p e a rs t o   b e   e ffe c ti v e .   K ey w o r d s :   D ir ec t to r q u c o n tr o l   Du ty   r atio   Fo u r - q u a d r an t   r ip p le   PMSM   SVP W M   T h is i 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 :   B er h an u   Deg g e f L em m a   C o lleg o f   E lectr ical  an d   C o m p u ter   E n g in ee r in g ,   Dir Daw a   Un iv er s ity   Dir Daw a,   E th io p ia   E m ail:  b ez ak iy y a@ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O   I n   d r iv a p p licatio n s ,   f ast  d y n am ic  r esp o n s is   r eq u ir ed   to   r esp o n d   o n   tim to   a n y   ex ter n a l   d is tu r b an ce .   I is   r ec o m m en d ed   to   u s d ir ec to r q u e   co n t r o wh en ev e r   f ast  r esp o n s is   r eq u ir ed   [ 1 ] ,   [ 2 ]   d ir ec to r q u co n tr o ( D T C )   alg o r ith m   r esu lts   in   s i g n if ican to r q u r ip p les  wh en   ap p lied   to   p h ase   p er m an en m ag n et  s y n c h r o n o u s   m o to r   ( PMSM )   [ 3 ] - [ 6 ] .   Field   wea k en in g   is   in teg r ated   i n to   DT C   f o r   PMSM  co n tr o in   [ 7 ] .   T h is   co n tr o s ch em is   r ec o m m en d e d   wh e n   d r iv i n g   a   m o to r   ab o v its   r ated   s p ee d .   I was   m en tio n ed   in   [ 8 ]   th at  a n   ad a p tiv m o d el  ca n   im p r o v r ip p le  p er f o r m an ce   c o m p ar e d   to   co n v en tio n al  DT C .   E x ten d ed   f in ite  d u t y   r ed u ce s   to r q u a n d   f l u x   f l u ctu atio n s   [ 9 ] .   I is   p o s s ib le  to   ac h iev m u ltip le  v o ltag e   o u tp u ts   u s in g   m id p o in s at u r atio n   c o n tr o ller   [ 1 0 ] .   Satu r atio n   co n tr o ller s   im p r o v s te ad y - s tate  r esp o n s e.   Acc o r d in g   to   [ 1 1 ] ,   to r q u e   r ip p le  ca n   b r ed u ce d   with o u t r u s an d   f lu x   g ain   tu n in g .   T o   o b tain   th f astes t   d y n am ic  r esp o n s an d   o p tim a s tead y   s tate,   d u ty   r atio   b a s ed   o n   r o o m ea n   s q u a r ed   er r o r   m in im izatio n   is   ap p lied   to   d eter m in d u ty   r atio   f o r   o p tim al  to r q u r i p p le  r e d u ctio n   [ 1 2 ]   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       DTC   o f P MS M b a s ed   o n   a   s imp le  d u ty  r a tio   a p p r o a c h   w ith   r ip p le  r ed u ctio n   s ch eme   ( B erh a n u   Deg g efa )   809   T h e   [ 1 3 ] ,   [ 1 4 ] ,   th d u ty   r atio   is   co m p u ted   to   m in im ize  t o r q u an d   f l u x   r ip p le.   An   ea s y   m eth o d   f o r   co m p u tin g   th d u ty   r atio   th at   o n ly   co n s id er s   to r q u an d   s p ee d   er r o r s   is   p r esen ted   in   [ 1 5 ] .   Fix ed   s witch in g   p u ls wid th   m o d u latio n   ( PW M ) - b ased   DT C   is   f o r war d e d   f o r   th e   PMSM  d r iv e   in   [ 1 6 ] .   T h e   d u ty   cy cle  o p tim izatio n   is   p e r f o r m ed   b y   tak in g   th e   s u m   o f   ac tu al  ch a n g es  d u e   to   a p p lied   v o ltag e   an d   s ettin g   it  e q u al  t o   an   er r o r .   Du t y   r atio   m an ip u latio n   o f   DT C   b ased   o n   PMS d r iv s u p p lied   b y   a   h y b r id   v o ltag v ec to r   was  p r o p o s ed   in   [ 1 7 ] .   h y b r id   v e cto r   is   s u p p lied   ac co r d in g   to   t h s u b s ec to r   with in   th co n v e n tio n al  s ec to r .   T h co n v en tio n al  s ec to r   is   d iv id ed   in to   f iv s u b s ec to r s   an d   d if f er en v o ltag co m b in atio n s   ar s elec ted   f o r   ea c h   s u b s ec to r .   Du ty   is   co m p u ted   as th r atio   o f   er r o r   to   m ax im u m   co m p en s atio n   o b tain e d   wh e n   v o ltag is   ap p lied   f o r   t h e n tire   p er io d .   Op tim al   v o ltag e - b ased   DT C   f o r   a   b r u s h less   DC   m o to r   is   p r esen ted   in   [ 1 8 ] .   T h e   m ain   d is ad v an tag o f   t h is   wo r k   is   h ig h   h ar m o n ics,  wh ich   s ig n if ican tly   im p ac t h d r iv s y s te m .   T h e   lo o k u p   tab le   was  r ep lace d   with   f u zz y   lo g ic  to   in clu d th m ag n itu d o f   th er r o r   an d   th s ig n   o f   t h er r o r   [ 1 9 ] .   T h is   m eth o d   h as  b etter   r esp o n s th an   co n v en tio n al  d ir ec t   to r q u co n tr o l   b ec au s it  a p p lies   d i f f er en v ec to r s   f o r   d if f er en le v els  o f   er r o r .   B u in   th is   s ch em e ,   also   o n v ec t o r   s tay s   f o r   th wh o le  p er io d   o n ce   it  is   ap p lied   b ased   o n   th g iv en   c r iter ia.   T h wo r k   in   [ 2 0 ]   p r esen ts   n o v el  co n tr o s tr ateg y   f o r   f iv e - p h ase  p er m an e n m ag n et  s y n c h r o n o u s   m o to r   ( 5 P - PMSM)   f o cu s in g   o n   s en s o r less   s p ee d   r eg u latio n .   I in teg r ates  g en etic   alg o r ith m   ( GA)   with   a   b ac k s te p p in g   c o n tr o m eth o d   to   o p tim ize  s y s tem   p er f o r m a n ce .     T h wo r k   in c o r p o r ates   th GA  to   d eter m in th b est  co n t r o g ain s ,   ad d r ess in g   th lim itatio n s   o f   tr ad itio n al  em p i r ical  tu n in g   m eth o d s   an d   s lid in g   m o d el   o b s er v er   to   esti m ate  th elec tr o m o tiv f o r ce ,   r o to r   p o s itio n ,   an d   m o to r   s p ee d ,   r e d u cin g   th n ee d   f o r   p h y s ical  s en s o r s   an d   en h a n cin g   s y s tem   r e liab ilit y .   T h wo r k   p r esen ted   in   [ 2 1 ] ,   d is cu s s es  t h an aly tical  d esig n   o f   s elf - s en s in g   co n tr o ( SS C )   f o r   PMSM  u s in g   q u asi - d ir ec ( QD)   ca lcu latio n   m eth o d .   T h f o cu s   is   o n   s im p lify in g   th co m m is s io n in g   o f   SS C   s y s tem s ,   m ak in g   th em   m o r ac ce s s ib le  f o r   a   wid er   r an g o f   a p p licatio n s .   T h wo r k   in   [ 2 2 ]   p r esen ts   a   n o v el  m eth o d   f o r   co n tr o llin g   PMSM  u s in g   co m p en s ated   d u ty   r atio   o p tim ize d   DT C   s ch em e.   T h p r im ar y   aim   is   to   r ed u ce   th e   r ip p le  m ag n itu d in   th d ev el o p ed   to r q u e,   wh ich   is   co m m o n   is s u in   co n v en tio n al  DT C   s y s tem s .   T h wo r k   p r esen ted   in   [ 2 3 ]   f o c u s   o n   t h h ig h   f id elity   a n d   co m p u t atio n al  ef f icien cy   o f   th f in i te - elem en an aly s is   ( FEA) - b ased   m o d el  to   p r esen p er f o r m an ce   p r ed ictio n   s tr ateg y   f o r   DT C   o f   PMSM  u n d er   d if f e r en p u ls e   s elec to r s .   T h wo r k   p r esen ted   in   [ 2 4 ]   f o cu s   o n   n o v el  s lid i n g   b a n d   f o r   to r q u a n d   f lu x   h y s ter esis   co n tr o ller s   to   im p r o v th cu r r en to tal  h ar m o n ic  d is to r tio n   ( T HD )   with   s p ec ial  f o cu s   o n   lo w - s p ee d   r eg io n s .   T h e   p r o p o s ed   DT C   s ch em es  o f f e r   s m o o th   lo w - s p ee d   o p er atio n   with   o n ly   m ar g in al   in cr ea s in   s witch in g   f r eq u e n cy .   T h e   wo r k   in   [ 2 5 ]   p r esen ts   th m o d el  p r e d ictiv e   co n tr o d ir ec to r q u co n tr o ( MC - DT C )   m eth o d   th at  em p lo y s   r esid u al  v ec to r s   ( R Vs).   W h er ea s   th wo r k   p r esen ted   b y   [ 2 6 ] f o cu s es   o n   d ea d b ea co n tr o l   th eo r y ,   o f f er in g   im p r o v e d   s te ad y - s tate  an d   tr a n s ien p er f o r m an ce   f o r   PMSM  d r iv es  b y   m in im izin g   s tato r   cu r r en t   r ip p les  a n d   o p tim izin g   to r q u d y n a m ics.  By   em p lo y i n g   a   n o v el  m ax im u m   to r q u e   p er   am p e r e   ( MT PA b ased   r ef e r en ce   ca lcu latio n   a n d   r ed u cin g   c o m p u tatio n al  c o m p lex ity .   W h er ea s   th e   wo r k   in   [ 2 7 ]   p r esen ts   a   p r o p o r tio n al - p lu s - in teg r al   r es o n an ( PI - R E S)  co n tr o ller - b ased   m o d el  p r ed ictiv e   co n tr o ( MPC )   ap p r o ac h   f o r   PMSM  d r iv es,  ef f ec tiv ely   m in im izin g   to r q u r ip p les an d   im p r o v in g   cu r r en t c o n tr o p er f o r m an ce .   T h is   p ap er   p r esen ts   m eth o d   to   d eter m in d u ty   r atio s   with o u o p tim izin g   t h co s f u n ctio n .   B y   u s in g   th is   m eth o d ,   th d u ty   r a tio   is   ca lcu lated   with o u th s lo p e.   I n   th is   wo r k ,   th o p p o s ite  o f   DT C - SVPW is   p er f o r m ed .   I n   DT C - SVPW M ,   to r q u a n d   f l u x   er r o r   ar u s ed   f o r   r ef e r en ce   v o ltag g e n e r atio n .   T h c o n tr o l   s ig n al  is   g en er ate d   f r o m   d wel lin g   tim c o m p u ted   u s in g   a   v o lt - s ec o n d   b alan ce .   T h is   wo r k   u s es  th r ef er en ce   f r o m   th c o n tr o ller   o u tp u an d   f ee d f o r war d   f o r   ca lcu latin g   d wellin g   tim e.   T ak in g   th e   d wel lin g   tim e,   s ig n   o f   to r q u e r r o r ,   s ig n   o f   f l u x   er r o r ,   an d   f lu x   s ec to r   n u m b e r ,   th s witch in g   s ig n al  is   g en er ate d .   On ly   o n ac tiv e   v o ltag is   u s ed   in   th is   m eth o d .   T h n u ll  v o ltag e   is   ap p lied   i n   s u ch   wa y   th at  th n u m b er   o f   co m m u tatio n s   is   lo w.   T h s am ac tiv v o ltag i s   u s ed   in   two - in ter v al  g ap .       2.   M E T H O   T h p r o p o s ed   s y s tem   co n s is ts   o f   f o u r   m ain   c o m p o n en ts :   th s witch in g   s ig n al  p r o ce s s in g   u n it,   in v er ter ,   m o to r ,   a n d   f ee d b ac k   s y s tem ,   ea ch   p lay in g   cr u ci al  r o le  in   en s u r i n g   ef f icien m o to r   co n tr o l.  T h s witch in g   s ig n al  p r o ce s s in g   u n it  is   r esp o n s ib le  f o r   g en e r atin g   ac cu r ate  c o n tr o s ig n als  to   d r iv th in v er ter .   T h is   p r o ce s s   b eg in s   with   th co m p u tatio n   o f   d wellin g   tim e,   wh ich   d eter m in es  h o lo n g   ea ch   s witch   in   th in v er ter   r em ain s   ac tiv with in   s witch in g   cy cle.   Usi n g   th is   d wellin g   tim e,   th d u ty   r atio   is   th en   ca lcu lated ,   co n tr o llin g   th p u ls wid th   o f   th s witch in g   s ig n als  f o r   p r ec i s m o d u latio n .   T o   en s u r e   r ea l - tim ac cu r ac y ,   th e   to r q u e   er r o r   is   co m p u ted   b y   c o m p ar in g   th e   ac tu al  m o to r   to r q u with   t h r e f er en ce   to r q u e,   en ab lin g   d y n am ic   ad ju s tm en ts .   Similar ly ,   th f lu x   er r o r   is   d eter m in ed   b y   e v a lu atin g   th d ev iatio n   b etwe e n   th m ea s u r ed   f lu x   an d   its   r ef e r en ce   v alu e,   en s u r in g   e f f icien e n er g y   u s a n d   s tab le  o p e r atio n .   An o th e r   es s en tial  s tep   is   th d eter m in atio n   o f   th e   f lu x   s ec to r ,   wh ich   id en tifie s   th r o to r   f lu x   v ec t o r ' s   p o s itio n   with in   p r ed ef in e d   s ec to r s ,   g u id in g   th s elec tio n   o f   ap p r o p r iate  v o ltag v ec to r s   in   t h in v er te r .   Fin ally ,   th s witch in g   s ig n als  ar e   g en er ated   b ased   o n   th c o m p u ted   d u t y   r atio ,   s ec to r   n u m b e r ,   f lu x   er r o r ,   a n d   to r q u e   er r o r ,   en s u r in g   th at  th e   in v er ter   ap p lies   th co r r ec v o ltag an d   cu r r e n to   th m o to r .   T h is   co o r d in ated   c o n tr o l   s tr ateg y   o p tim izes  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  16 ,   No .   2 J u n e   20 25 :   8 0 8 - 8 1 6   810   m o to r   p e r f o r m an ce ,   e n h an ce s   s tab ilit y ,   an d   en ab les  r o b u s t   clo s ed - lo o p   s y s tem   f o r   p r ec is s p ee d   an d   to r q u e   r eg u latio n .   T h is   ca n   b s ee n   in   Fig u r 1 .   T h d etails  o f   s witch in g   s ig n al  g en er atio n   an d   th r atio n al b eh in d   th is   wo r k   ar ex p lain ed   in   t h d iag r am   d ep icted   in   Fig u r 2 .   T h d iag r am   in   Fig u r 2 ( a)   i n d icate s   th s ch em e   u s ed   f o r   s ig n al  g en er atio n ,   wh er ea s   th d iag r am   d ep icte d   in   Fig u r 2 ( b )   in d icate s   th co m p ar is o n   o f   co n v en tio n a DT C ,   d u ty   r atio   o p tim ized   DT C ,   an d   th o n p r o p o s ed   in   t h is   wo r k .   T h le g e n d   f o r   th is   p ictu r is   g iv en   in   d iag r am   d e p icted   in   Fig u r e   2 ( b ) .   T h is   f u n ctio n   g en er ates  s witch in g   s ig n als  b as ed   o n   to r q u e   er r o r ,   f lu x   er r o r ,   s ec to r   n u m b er ,   an d   tim s p an   in d icato r s .   I b eg in s   b y   in itializin g   all  s ig n als  to   z er o   an d   th en   ass ig n s   s p ec if ic  v alu es  ac co r d in g   to   p r ed ef in e d   c o n d itio n s .   T h is   p r o ce s s   ef f ec tiv ely   im p lem en ts   s ec to r - b ased   s witch in g   l o g ic   f o r   m o to r   co n tr o l,  en s u r in g   o p tim al   p er f o r m a n ce   b y   ad a p tin g   s witch in g   s tates  to   d if f er en t   o p e r atin g   co n d itio n s .   T h tim e   s p an   is   d iv id ed   to   ap p ly   ac tiv an d   n u ll  v o ltag es  twice  with in   s in g le  s witch in g   p er io d .   T ab le  1   d ef in es  th e   s witch in g   lo g ic  an d   s elec ts   th e   ap p r o p r iate  n u ll v o ltag b ased   o n   th s tate  o f   th ac tiv v o l tag e.   T h d wellin g   tim is   o b tain ed   f r o m   th c o n tr o s ig n al  wh e n   Vd f f   an d   V q f f   ar d ir ec an d   q u ad r atu r e   ax is   f ee d f o r war d   v o ltag m a g n itu d es .   T h s witch in g   tim f o r   ac tiv v o ltag is   o b tain e d   a s   th s u m   o f   1   an d   2 ,   wh en   1   an d   2   ar s witch in g   s ta tes  f o r   th f ir s ac tiv v o ltag an d   th s ec o n d   ac tiv v o ltag e.       is   th e   r ef er en ce   v o ltag an d     is   th to tal  s witch in g   p er io d .     {     1 = 3 × × ×  ( 3 )  ×  (  3 ) 2 = 3 × × ×  ( ( 1 )  3 )  ×  (  3 )   ( 1 )     T h v alu o f   0   is   o b tain ed   b y   s u b tr ac tin g   th ac tiv v o lta g tim f r o m   th to tal  s witch in g   p er io d .   T h ex p r ess io n   d ep icted   b elo s h o ws th s im p le  way   to   d eter m in th d u ty   r atio .     = 1 + 2   ( 2 )     co n v en tio n al  d ir ec t   to r q u co n tr o c o n s id er s   o n l y   to r q u an d   f lu x   er r o r   w h en   g en er atin g   s witch in g   s ig n als.   T h s im p le  lo o k u p   tab le  f o r   c o n v en tio n al  d ir ec t to r q u c o n t r o l is sh o wn   in   T ab le  1 .       T ab le  1 .   C o n v en tio n al  lo o k u p   tab le   Δψ   ΔT   S e c t o r   n u m b e r   1   2   3   4   5   6   1   1   V 2 ( 1 1 0 )   V3   V4   V5   V6   V1   0   V 0 ( 0 0 0 )   V7   V0   V2   V0   V2   - 1   V 6 ( 1 0 1 )   V 1 ( 1 0 0 )   V2   V3   V4   V5   0   1   V 3 ( 0 1 0 )   V 4 ( 0 1 1 )   V5   V6   V1   V2   0   V 7 ( 1 1 1 )   V0   V7   V0   V7   V0   - 1   V 5 ( 0 0 1 )   V6   V1   V2   V3   V4       ( a)   A   s i g n a l   p r o c e s s i n g   a n d   s w i t c h i n g   s i g n a l   g e n e r a t i o n   s y s t e m 3 - p h a s e 2 - L e v e l P M S M R e f F e e d b a c k   ( b )       Fig u r 1 .   I ll u s tr ates th o v er al l la y o u t a n d   o p e r atin g   p r in cip l o f   th p r o p o s ed   s y s tem ,   wh e r e   ( a)   s h o ws th p r o p o s ed   s ch em e   an d   ( b )   s h o ws th d u ty   r atio   d eter m in atio n   an d   s witch in g   s ig n al   g en er at io n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       DTC   o f P MS M b a s ed   o n   a   s imp le  d u ty  r a tio   a p p r o a c h   w ith   r ip p le  r ed u ctio n   s ch eme   ( B erh a n u   Deg g efa )   811   ( a)     T h i s   f u n c t i o n   g e n e ra t e s   s w i t c h i n g   s i g n a l s   b a s e d   o n   t o rq u e   e rro r fl u x   e rro r s e c t o n u m b e r a n d   t i m e   s p a n   i n d i c a t o rs     T h i s   p ro c e s s   e ff e c t i v e l y   i m p l e m e n t s   s e c t o r - b a s e d   s w i t c h i n g   l o g i c   fo m o t o c o n t ro l e n s u ri n g   o p t i m a l   p e rfo rm a n c e   b y   a d a p t i n g   s w i t c h i n g   s t a t e s   t o   d i ffe re n t   o p e ra t i n g   c o n d i t i o n s .     T h e   t i m e   s p a n   i s   d i v i d e d   t o   a p p l y   a c t i v e   a n d   n u l l   v o l t a g e s   t w i c e   w i t h i n   a   s i n g l e   s w i t c h i n g   p e ri o d   T a b l e   d e fi n e s   t h e   s w i t c h i n g   l o g i c   a n d   s e l e c t s   t h e   a p p ro p ri a t e   n u l l   v o l t a g e   b a s e d   o n   t h e   s t a t e   o f   t h e   a c t i v e   v o l t a g e . Δ T Δ Ψ   S e c t o T ri a n g u l a r T 1 T 1 + 0 . 5 T 0 T 1 + 0 . 5 T 0 + T 2 0                         Ts   ( b )   T w i t h o u t   d u t y   r a t i o T w i t h   p r o p o s e d   s c h e m e T w i t h   d u t y   r a t i o T r e f 0 . 5 T s p 0 . 5 T 0 0 . 5 T s p 0 . 5 T 0     Fig u r 2 .   Sh o ws th d etails o f   s witch in g   s ig n al  g en er atio n   an d   co m p a r is o n   o f   DT C   wh en   ( a )   s h o ws  s witch in g   s ig n al  g en er atio n   an d   ( b )   s h o ws th co m p ar is o n   o f   DT C   in   d if f er en t a ctiv an d   n u ll v o ltag co m b i n atio n s       As  it  i s   s h o wn   in   T ab le  1 ,   b ased   o n   th s ig n   o f   t h er r o r   o f   t o r q u an d   f lu x   v o ltag s tate  is   s elec ted .   B u th o n v o ltag s tates  ar e   ap p lied   th r o u g h o u th s witc h in g   p er io d .   T h is   in cr ea s es  th r ip p le  m ag n itu d e.   I n   th is   s ec tio n ,   th o n - tim f o r   ac tiv v o ltag is   o b tain e d   f r o m   th d well  tim e.   T h e   s witch in g   s ig n al  is   g en er ated   u s in g   th e   s ec to r   n u m b er ,   to r q u e   er r o r ,   f lu x   e r r o r ,   an d   d u ty   r atio .   T h d u ty   r atio   is   tr an s lated   in to   tim e ,   an d   t h s witch in g   s ig n al   is   g en er ated   b ased   o n   th ese  f o u r   p ar am eter s .   I n   ad d itio n   t o   th f o u r   p a r am eter s   m en tio n ed   h er e,   th to tal  s witch in g   p e r io d   is   d iv id ed   in to   f o u r   p ar ts .   tim s p an   is   d ete r m in ed   b y   u s in g   th e   f o u r   lo g ic  AND  g ates  s h o wn   in   Fig u r 2 .   B ased   o n   th t o r q u er r o r ,   f lu x   e r r o r ,   s ec to r   n u m b er ,   an d   tim e,   th e   v o ltag s tate  is   ap p lied .   Fo r   i n s tan ce ,   if   th Δ T   is   p o s itiv e,   Δ ψ  is   ze r o ,   an d   th s ec to r   n u m b er   is   s ix ,   th v o ltag s tate  is   s elec ted   b ased   o n   th tim s p a n .   Fo r   ca s m en tio n ed   a b o v e ,   f o r   th e   tim s p an   0 →T 1 ,   T 1 →T 1 +0 . 5 T 0 ,   T 1 + 0 . 5 T 0 →T 1 +T 2 +0 . 5 T 0 ,   a n d   T 1 +T 2 + 0 . 5 T 0 →T s ,   v o ltag s tate  is   V2 ( 1 1 0 ) ,   V7 ( 1 1 1 ) ,   V2 ( 1 1 0 )   an d   V7 ( 1 1 1 )   r esp ec tiv ely .   Fo r   th p er io d   f r o m   0 →0 . 5 T s p ,   th ac tiv v o ltag is   ap p lied ,   wh er ea s   f o r   th tim f r o m   0 . 5 T s p →0 . 5 T 0 +0 . 5 T s p ,   th n u ll  v o ltag e   is   u s ed .   I n   th e   s am f ash io n ,   f o r   th tim f r o m   0 . 5 T 0 + 0 . 5 T s p →T s p +0 . 5 T 0 ,   ac tiv v o ltag e   is   ap p lied .   W h er ea s   f o r   t h last   s p an   f o r   t h tim e   f r o m   T s p +0 . 5 T 0 →T s ,   th n u ll  v o lt ag is   u s ed .   T h ad v an tag o f   th is   s ch em is   r ed u cin g   th ef f ec o f   in er tial  f o r ce s .   T h n u ll  v o ltag is   s e lecte d   b ased   o n   th e   s ch em t h at   en h an ce s   th r ed u ctio n   o f   th co m m u tatio n   n u m b er .   B o th   v o ltag es  ar e   ap p lied   twice  in   o n s witch in g   p er io d .   T h is   s ch em is   em p lo y ed   to   r ed u ce   th e   r ip p le  lev el.   Fig u r e   2 ( b )   d ep i cts  th ad v a n tag es  o f   th e   s ch e m ass u m in g   T 1   T 2   an d   T s p   is   th e   s u m   o f   T 1   an d   T 2 .   As  th e   n u m b er   o f   p a r titi o n s   in cr ea s es ,   th lev el   o f   to r q u e   r ip p le   d ec r ea s es.  Fo r   s p ec if ic  n ,   Δ Ψ ,   an d   Δ T ,   wh en   n   r ep r esen ts   s ec to r   n u m b er ,   Δ Ψ ,   an d   Δ T   ar e   er r o r s   in   f lu x   an d   to r q u e ;   th e   v o ltag is   u s ed   in   th e   s eq u en ce   d e p icted   in   Fig u r e   2 ( b ) ,   s h o wn   in   b lack   co lo r .   lin in   r e d   in   Fig u r 2 ( b )   in d icate s   th to r q u e   r esp o n s with o u t   d u ty   r atio ,   an d   a   lin in   g r ee n   in d icate s   th to r q u r esp o n s with   d u ty   r atio .   T h b lack   co lo r   lin s h o ws wh en   b o th   ac tiv an d   n u ll v o ltag es a r a p p l ied   twice  b y   d iv i d in g   th e   tim in to   two   p ar ts .       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O   MA T L AB   2 0 2 1 b   is   u s ed   f o r   s im u latio n ,   with   d ata  f r o m   T ab le  2 .   Fig u r 3   s h o ws  r esu lts   at   co n s tan t   s p ee d   an d   to r q u e ,   ev alu atin g   s tead y - s tate  p er f o r m an ce .   I n   th s im u latio n ,   to   s ee   th d y n am ics  an d   s tead y - s tate  p er f o r m an ce ,   th r ef er en ce   s p ee d   an d   lo ad   t o r q u wer k ep at  is   k ep t   at  7 5 2   r p m   an d   5   Nm ,   an d   th e   s im u latio n   was d o n e.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  16 ,   No .   2 J u n e   20 25 :   8 0 8 - 8 1 6   812   T ab le  2 .   Data   u s ed   i n   th s im u latio n   P a r a me t e r   M a g n   P a r a me t e r   M a g n   I n d u c t a n c e   1 0 . 5   mH   M a g n e t   f l u x   0 . 7 2 5   W b   F r e q u e n c y   1 0   k H z   R a t e d   c u r r e n t   1 0   A   R e si st a n c e   1 . 1 2   o h m   p o w e r   3 . 7   k W   P o l e   p a i r   4   sp e e d   1 5 0 0   r p m       ( a)     ( b )     ( c)     ( d )     ( e)     (f)     ( g )     ( h )       Fig u r 3 .   Stead y - s tate  p er f o r m an ce   o f   th e   p r o p o s ed   s ch em e:  ( a)   s p ee d   r esp o n s e,   ( b )   to r q u r esp o n s e,   ( c)   f lu x   m ag n itu d e,   ( d )   f lu x   a n g le,   ( e)   s ec to r   n u m b e r ,   ( f )   cu r r en t w av ef o r m ,   ( g )   v o ltag wav e f o r m ,   an d   ( h )   f lu x   p lo t       Fig u r 3   illu s tr ates  th s tea d y - s tate  p er f o r m an ce   o f   th e   p r o p o s ed   s ch em e.   T h s p ee d   r esp o n s e   ( Fig u r 3 ( a) ) ,   to r q u r esp o n s ( Fig u r 3 ( b ) ) ,   a n d   f lu x   m ag n i tu d ( Fig u r 3 ( c ) )   a r s h o wn   alo n g   with   t h f lu x   an g le  ( Fig u r 3 ( d ) )   an d   s ec to r   n u m b er   ( Fig u r e   3 ( e) ) .   Fig u r es  3 ( f )   an d   3 ( g )   d is p lay   th c u r r en a n d   v o ltag e   wav ef o r m s ,   wh ile  Fig u r 3 ( h )   p r o v id es  th f lu x   p l o t,  co llectiv ely   r ep r esen tin g   th s y s tem ' s   b eh av io r   u n d er   s tead y - s tate  co n d itio n s .   T h r is tim f o r   th s p ee d   is   3 . 5 x 1 0 - 3   s ec o n d s ,   wh er ea s   th s ettlin g   tim is   7 x 1 0 - 3   s ec o n d s .   An   o v er s h o o is   1 6 %.  T h r atio   o f   r ip p le  f r o m   r ef er en ce   to   m ax im u m   d e v iatio n   ca n   b u s ed   to   r ep r esen t r ip p le  p er f o r m an ce .   W h en   Δ   m ax im u m   d e v iatio n   f r o m   th r ef er en ce .     % = 0 . 5 0 . 5 ( +  ) × 100   ( 3 )     PMSM  i s   m o s tly   u s ed   in   ap p licatio n s   wh er s p ee d   r ev er s a is   r eq u ir ed .   Dep en d i n g   o n   th s itu atio n ,   to r q u e   m ay   b ap p lied .   T h r esu lts   s h o wn   in   Fig u r 4   ar e   tak e n   to   ass es s   th ef f ec tiv en ess   o f   th p r o p o s ed   s ch em e   f o r   f o u r - q u ad r a n t o p er atio n .   T h s p ee d   an d   to r q u wer k e p t c o n s tan t,  an d   th d ir ec tio n   o f   m o tio n   an d   s ig n   o f   lo ad   to r q u wer c h an g e d   to   s ee   th p er f o r m an ce   in   all  f o u r   q u ad r a n ts .     T h d iag r am s   in   Fig u r e   4 ( a t o   Fig u r e   4 ( i )   wer e   d r awn   b y   tak in g   th e   s im u latio n   at  d if f er en s p ee d   lev els.  T h s p ee d   is   v ar ied   f r o m   2 5 0   to   1 0 0 0 ,   an d   t h m en tio n ed   v ar iab les we r ca lcu lated .   p o wer   lo s s   r atio   is   ca lcu lated   b y   d iv id i n g   h ar m o n ic  cu r r en t lo s s   b y   to tal  c u r r e n t lo s s .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       DTC   o f P MS M b a s ed   o n   a   s imp le  d u ty  r a tio   a p p r o a c h   w ith   r ip p le  r ed u ctio n   s ch eme   ( B erh a n u   Deg g efa )   813   ( a)     ( b )     ( c)     ( d )     ( e)     (f)     ( g )     ( h )     ( i)       Fig u r 4 .   Sh o ws th f o u r   q u a d r an t o p e r atio n   o f   PMSM  with   p r o p o s ed   co n t r o l sch em e :   ( a )   f o u r   q u a d r an o p er atio n   o f   th e   m o to r ,   ( b )   f lu x   an g le,   ( c)   f lu x   s ec to r ,   ( d )   s p e ed ,   ( e)   t o r q u e ,   ( f )   cu r r en t,  ( g )   v o ltag e,   ( h )   to r q u r ip p le  an d   cu r r e n t h ar m o n ic  p er f o r m a n ce ,   an d   ( i)   p er ce n tag e   o f   s p ee d   o v er s h o o t a n d   h ar m o n ic  p o wer   lo s s   to   to tal  ac tiv p o wer   lo s s       4.   E XP E R I M E N T A L   VE R I F I CATI O N   Har d war e - in - th e - lo o p   ( HI L )   s im u latio n   is   p o wer f u tech n iq u u s ed   to   ev alu ate  th e f f i cien cy   o f   co n tr o m et h o d s   b y   in teg r atin g   r ea l - tim h a r d war with   s o f twar e - b ased   s im u latio n s .   T h is   ap p r o ac h   en a b les   r ig o r o u s   v alid atio n   an d   test in g   o f   co n t r o alg o r ith m s   u n d er   r ea lis tic  o p er atin g   co n d itio n s   b ef o r d e p lo y in g   th em   in   r ea l - wo r ld   ap p licatio n s .   Fig u r 5 ( a)   illu s tr ates  th HI L   s y s tem   lay o u t,   wh ich   co n s is ts   o f   th OPAL - R T   OP4 5 0 0   r ea l - tim s im u lato r   an d   d esk to p   co m p u ter .   T h OP4 5 0 0   s er v es  as  th co r co m p u tatio n al  u n it,  ca p ab le  o f   r u n n in g   h i g h - f i d elity   s im u latio n s   wh ile  in ter f ac in g   with   ex ter n al  co n tr o ller s .   T h d esk to p   co m p u ter   is   r esp o n s ib le  f o r   m o n ito r in g ,   co n f i g u r in g ,   an d   an aly zin g   th s im u latio n   r esu lts   in   r ea tim e.   T h e   r esu lts   o b tain ed   f r o m   th HI L   s y s tem ,   as  s h o wn   in   Fig u r es  5 ( b )   to   5 ( e) ,   d e m o n s tr ate  th s y s tem s   r esp o n s u n d er   s p ec if ic  o p er atin g   co n d itio n s .   T h ex p er im en tal  s etu p   was  s u b jecte d   to   lo ad   to r q u o f   8   Nm   wh ile   m ain tain in g   r o tatio n al  s p ee d   o f   7 5 2   r p m .   T h r esu lts   d ep icted   in   Fig u r 5 ,   ac co r d in g   to   ( 3 ) ,   th m ag n itu d e   o f   r ip p le  f o r   s p ee d   an d   f lu x   is   0 . 2 6 5   a n d   1 . 3 7   %,  r esp ec tiv el y .   T h is   in d icate s   th at  th s p ee d   an d   f lu x   r ip p le  ar e   s m all.   Ad d itio n ally ,   th cu r r en t,  v o ltag e,   a n d   f lu x   wav ef o r m s   ar d is to r tio n - f r ee .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  16 ,   No .   2 J u n e   20 25 :   8 0 8 - 8 1 6   814   ( a)     ( b )     ( c)     ( d )     ( e)       Fig u r 5 .   S h o ws th r ea l - tim e   s im u latio n   s ch em wh en   ( a )   r e al - tim s im u lato r ,   ( b )   s p ee d   r e s p o n s e,     ( c)   to r q u r esp o n s e,   ( d )   cu r r e n t ,   an d   ( e )   f lu x   m ag n itu d e       5.   CO NCLU SI O   s im p le  an d   im p r o v ed   DT C   s ch em f o r   PMS was   p r o p o s ed   in   th is   s tu d y .   B o th   d u ty   r atio   d eter m in atio n   an d   s witch in g   s ig n al  g en er atio n   ar s im p le  in   th is   s ch em e.   T h d u ty   r atio   is   ca lcu lated   f r o m   th e   Vo lt - s ec o n d   b ala n ce   p r i n cip le   f o r   s p ac e   v ec to r   p u ls wid th   m o d u latio n .   DT C   s ch em es  g en er ate  s witch in g   s ig n als  b y   in co r p o r atin g   d u ty   r atio   ef f ec ts   in to   th s witch in g   s ig n al  g en er atio n .   Acc o r d in g   to   th r esu lts ,   th e   s ch em p er f o r m s   well.   I n   a d d itio n ,   th s ch em e   is   ef f ec tiv f o r   f o u r   q u a d r an ts ,   v a r iab le   to r q u e,   an d   s p ee d   o p er atio n .   T h h ar d war r esu lt a ls o   p r o v es th e f f ec tiv en ess   o f   th p r o p o s ed   s ch em e.       ACK NO WL E DG M E N T S   W ex p r ess   o u r   g r atitu d to   Dir Daw Un iv er s ity   f o r   p er m itti n g   u s   to   u tili ze   th e   av ailab le  lab o r ato r y   eq u i p m en t f o r   th is   p r o ject.   Ho wev e r ,   we  d id   n o t r ec eiv an y   f u n d s   f o r   th is   wo r k .       F UNDING   I NF O R M A T I O N   Th er is   no   f u n d   is   r ec eiv ed   f o r   th is   wo r k .       AUTHO CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T   T h is   jo u r n al  u s es  th C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .     Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   B er h an u   Deg g e f L em m                               Srin iv asan   Pra d ab an                               T o le  Su tik n o                               Getu   Gir m R eta                               Neg asa  Mu leta  Fey is                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   T h is   ar ticle  is   o u r   o r ig in al  wo r k ,   a n d   th e   co n tr i b u tio n s   o f   ea ch   au th o r   ar e   s p ec if ied   u s in g   th e   C o n tr ib u to r   R o les T ax o n o m y   ( C R ed iT) .   T h au th o r s   d ec lar e   th at  th er ar n o   c o n f licts   o f   i n ter est.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       DTC   o f P MS M b a s ed   o n   a   s imp le  d u ty  r a tio   a p p r o a c h   w ith   r ip p le  r ed u ctio n   s ch eme   ( B erh a n u   Deg g efa )   815   DATA AV AI L AB I L I T   T h d ata  th at  s u p p o r th f in d in g s   o f   th is   s tu d y   ar av ailab le  f r o m   th co r r esp o n d in g   au t h o r ,   [ BD ] ,   u p o n   r ea s o n ab le  r eq u est.       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   A .   N y i t r a i ,   G .   S z a b ó ,   a n d   S .   R .   H o r v á t h ,   P a r a me t e r   d e t e r m i n a t i o n   a n d   d r i v e   c o n t r o l   a n a l y s i o f   a x i a l   f l u x   p e r man e n t   m a g n e t   sy n c h r o n o u s   mo t o r s ,   Pe r i o d i c a   Po l y t e c h n i c a   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   a n d   C o m p u t e S c i e n c e ,   v o l .   6 6 ,   n o .   2 ,   p p .   2 0 5 2 1 4 ,   M a y   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 1 1 / P P e e . 1 9 7 1 4 .   [ 2 ]   M .   Zi g l i o t t o ,   P e r m a n e n t   ma g n e t   s y n c h r o n o u m o t o r   d r i v e s ,   i n   P o w e El e c t ro n i c   C o n v e rt e rs  a n d   S y st e m s:   Fro n t i e rs   a n d   Ap p l i c a t i o n s ,   2 0 1 5 ,   p p .   3 1 3 3 3 2 .   d o i :   1 0 . 1 0 4 9 / P B P O 0 7 4 E_ c h 1 0 .   [ 3 ]   Q .   W a n g ,   H .   Y u ,   M .   W a n g ,   a n d   X .   Q i ,   A n   i mp r o v e d   sl i d i n g   mo d e   c o n t r o l   u si n g   d i s t u r b a n c e   t o r q u e   o b s e r v e r   f o r   p e r ma n e n t   mag n e t   s y n c h r o n o u mo t o r ,   I E EE  A c c e ss ,   v o l .   7 ,   p p .   3 6 6 9 1 3 6 7 0 1 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 1 9 . 2 9 0 3 4 3 9 .   [ 4 ]   K .   Li   a n d   Y .   W a n g ,   M a x i m u t o r q u e   p e r   a mp e r e   ( M TPA )   c o n t r o l   f o r   I P M S M   d r i v e u si n g   si g n a l   i n j e c t i o n   a n d   a n   M TPA   c o n t r o l   l a w ,   I E EE   T ra n s a c t i o n s   o n   I n d u st r i a l   I n f o rm a t i c s ,   v o l .   1 5 ,   n o .   1 0 ,   p p .   5 5 8 8 5 5 9 8 ,   O c t .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI I . 2 0 1 9 . 2 9 0 5 9 2 9 .   [ 5 ]   Z.   Z h a n g ,   G .   Li ,   Z.   Q i a n ,   Q .   Y e ,   a n d   Y .   X i a ,   R e s e a r c h   o n   e f f e c t   o f   t e mp e r a t u r e   o n   p e r f o r ma n c e   a n d   t e m p e r a t u r e   c o m p e n s a t i o n   o i n t e r i o r   p e r m a n e n t   ma g n e t   m o t o r ,   i n   2 0 1 6   I E EE   1 1 t h   C o n f e r e n c e   o n   I n d u s t ri a l   E l e c t r o n i c s   a n d   Ap p l i c a t i o n s   ( I C I EA) ,   I EEE,   Ju n .   2 0 1 6 ,   p p .   4 1 1 4 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C I E A . 2 0 1 6 . 7 6 0 3 6 1 9 .   [ 6 ]   K. - K .   S h y u ,   J . - K .   L i n ,   V . - T .   P h a m,   M . - J.  Y a n g ,   a n d   T. - W .   W a n g ,   G l o b a l   mi n i m u m t o r q u e   r i p p l e   d e s i g n   f o r   d i r e c t   t o r q u e   c o n t r o l   o f   i n d u c t i o n   m o t o r   d r i v e s,”   I E EE  T ra n s a c t i o n o n   I n d u s t ri a l   El e c t r o n i c s ,   v o l .   5 7 ,   n o .   9 ,   p p .   3 1 4 8 3 1 5 6 ,   S e p .   2 0 1 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI E. 2 0 0 9 . 2 0 3 8 4 0 1 .   [ 7 ]   M .   F .   R a h m a n ,   L .   Z h o n g ,   a n d   K .   W .   L i m ,   A   d i r e c t   t o r q u e - c o n t r o l l e d   i n t e r i o r   p e r m a n e n t   m a g n e t   s y n c h r o n o u s   m o t o r   d r i v e   i n c o r p o r a t i n g   f i e l d   w e a k e n i n g ,   I E E E   T r a n s a c t i o n s   o n   I n d u s t r y   A p p l i c a t i o n s ,   v o l .   3 4 ,   n o .   6 ,   p p .   1 2 4 6 1 2 5 3 ,   1 9 9 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / 2 8 . 7 3 8 9 8 5 .   [ 8 ]   Y .   A . - R .   I .   M o h a me d ,   A   n e w l y   d e si g n e d   i n s t a n t a n e o u s - t o r q u e   c o n t r o l   o f   d i r e c t - d r i v e   P M S M   serv o   a c t u a t o r   w i t h   i m p r o v e d   t o r q u e   e s t i m a t i o n   a n d   c o n t r o l   c h a r a c t e r i st i c s,   I EE T ra n s a c t i o n o n   I n d u st ri a l   El e c t r o n i c s ,   v o l .   5 4 ,   n o .   5 ,   p p .   2 8 6 4 2 8 7 3 ,   O c t .   2 0 0 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI E. 2 0 0 7 . 9 0 1 3 5 6 .   [ 9 ]   C .   X i a ,   S .   W a n g ,   X .   G u ,   Y .   Y a n ,   a n d   T.   S h i ,   D i r e c t   t o r q u e   c o n t r o l   f o r   V S I - P M S M   u s i n g   v e c t o r   e v a l u a t i o n   f a c t o r   t a b l e ,   I EEE   T ra n s a c t i o n o n   I n d u st r i a l   E l e c t r o n i c s ,   v o l .   6 3 ,   n o .   7 ,   p p .   4 5 7 1 4 5 8 3 ,   J u l .   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI E. 2 0 1 6 . 2 5 3 5 9 5 8 .   [ 1 0 ]   Z .   Z h a n g ,   C .   W e i ,   W .   Q i a o ,   a n d   L .   Q u ,   A d a p t i v e   s a t u r a t i o n   c o n t r o l l e r - b a s e d   d i r e c t   t o r q u e   c o n t r o l   f o r   p e r m a n e n t - m a g n e t   s y n c h r o n o u s   m a c h i n e s ,   I E E E   T r a n s a c t i o n s   o n   P o w e r   E l e c t r o n i c s ,   v o l .   3 1 ,   n o .   1 0 ,   p p .   7 1 1 2 7 1 2 2 ,   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T P E L . 2 0 1 5 . 2 5 1 1 0 7 3 .   [ 1 1 ]   M .   A .   M .   C h e e ma,   J.  E .   F l e t c h e r ,   D .   X i a o ,   a n d   M .   F .   R a h m a n ,   A   d i r e c t   t h r u s t   c o n t r o l   sc h e me  f o r   l i n e a r   p e r man e n t   ma g n e t   sy n c h r o n o u m o t o r   b a s e d   o n   o n l i n e   d u t y   r a t i o   c o n t r o l ,   I E EE  T r a n sa c t i o n s   o n   P o w e E l e c t r o n i c s ,   v o l .   3 1 ,   n o .   6 ,   p p .   4 4 1 6 4 4 2 8 ,   Ju n .   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TPE L. 2 0 1 5 . 2 4 7 5 4 0 0 .   [ 1 2 ]   M .   H .   V a f a i e ,   B .   M i r z a e i a n   D e h k o r d i ,   P .   M o a l l e m ,   a n d   A .   K i y o u m a r si ,   A   n e w   p r e d i c t i v e   d i r e c t   t o r q u e   c o n t r o l   m e t h o d   f o r   i mp r o v i n g   b o t h   st e a d y - s t a t e   a n d   t r a n s i e n t - st a t e   o p e r a t i o n s   o f   t h e   P M S M ,   I EEE  T r a n sa c t i o n s   o n   Po w e r   E l e c t r o n i c s ,   v o l .   3 1 ,   n o .   5 ,   p p .   3 7 3 8 3 7 5 3 ,   M a y   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TP EL. 2 0 1 5 . 2 4 6 2 1 1 6 .   [ 1 3 ]   M .   H .   V a f a i e ,   B .   M .   D e h k o r d i ,   P .   M o a l l e m,   a n d   A .   K i y o u mars i ,   I mp r o v i n g   t h e   s t e a d y - st a t e   a n d   t r a n s i e n t - s t a t e   p e r f o r ma n c e s   o f   P M S M   t h r o u g h   a n   a d v a n c e d   d e a d b e a t   d i r e c t   t o r q u e   a n d   f l u x   c o n t r o l   s y st e m,”   I E EE   T ra n s a c t i o n s   o n   P o w e E l e c t r o n i c s ,   v o l .   3 2 ,   n o .   4 ,   p p .   2 9 6 4 2 9 7 5 ,   A p r .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TP EL. 2 0 1 6 . 2 5 7 7 5 9 1 .   [ 1 4 ]   Z.   Z h a n g   a n d   X .   L i u ,   A   d u t y   r a t i o   c o n t r o l   s t r a t e g y   t o   r e d u c e   b o t h   t o r q u e   a n d   f l u x   r i p p l e o f   D TC   f o r   p e r man e n t   m a g n e t   sy n c h r o n o u s m a c h i n e s,”   I EEE   Ac c e ss ,   v o l .   7 ,   p p .   1 1 8 2 0 1 1 8 2 8 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 1 9 . 2 8 9 2 1 2 1 .   [ 1 5 ]   F .   N i u   e t   a l . ,   A   si m p l e   a n d   p r a c t i c a l   d u t y   c y c l e   m o d u l a t e d   d i r e c t   t o r q u e   c o n t r o l   f o r   p e r ma n e n t   m a g n e t   s y n c h r o n o u m o t o r s,   I EEE  T r a n s a c t i o n o n   P o w e r E l e c t r o n i c s ,   v o l .   3 4 ,   n o .   2 ,   p p .   1 5 7 2 1 5 7 9 ,   F e b .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TPEL . 2 0 1 8 . 2 8 3 3 4 8 8 .   [ 1 6 ]   S .   J.  K i m,  J . - W .   K i m,  B . - G .   P a r k ,   a n d   D . - H .   Le e ,   A   n o v e l   p r e d i c t i v e   d i r e c t   t o r q u e   c o n t r o l   u s i n g   a n   o p t i m i z e d   P W M   a p p r o a c h ,   I EEE  T r a n s a c t i o n o n   I n d u st ry   A p p l i c a t i o n s ,   v o l .   5 7 ,   n o .   3 ,   p p .   2 5 3 7 2 5 4 6 ,   M a y   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI A . 2 0 2 1 . 3 0 6 0 6 9 3 .   [ 1 7 ]   T.   Y u a n ,   D .   W a n g ,   X .   W a n g ,   X .   W a n g ,   a n d   Z .   S u n ,   H i g h - p r e c i si o n   ser v o   c o n t r o l   o f   i n d u st r i a l   r o b o t   d r i v e n   b y   P M S M - D TC   u t i l i z i n g   c o m p o si t e   a c t i v e   v e c t o r s,   I EEE  A c c e ss ,   v o l .   7 ,   p p .   7 5 7 7 7 5 8 7 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 1 8 . 2 8 9 0 5 3 9 .   [ 1 8 ]   S .   D a n g e a m ,   T h r e e - p h a se   i n v e r t e r   w i t h   d i r e c t   t o r q u e   c o n t r o l   f o r   a   b r u sh l e ss  D C   m o t o r ,   EC T I   T r a n sa c t i o n o n   E l e c t r i c a l   En g i n e e ri n g ,   E l e c t r o n i c s ,   a n d   C o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   2 0 ,   n o .   1 ,   p p .   1 3 3 1 4 2 ,   F e b .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 7 9 3 6 / e c t i - e e c . 2 0 2 2 2 0 1 . 2 4 6 1 1 8 .   [ 1 9 ]   S .   L.   B e l a i d ,   I mp r o v e d   IM   D TC   b y   u si n g   a   f u z z y   sw i t c h i n g   t a b l e   i n   P V   a p p l i c a t i o n s,   El e k t ro t e h n i sk i   V e st n i k / El e c t ro t e c h n i c a l   Re v i e w ,   v o l .   8 8 ,   n o .   1 2 ,   p p .   2 6 3 2 ,   2 0 2 1 .   [ 2 0 ]   H .   H .   B o u g h e z a l a ,   K .   L a r o u ssi ,   S .   K h a d a r ,   A .   S .   A l - S u ma i t i ,   a n d   M .   A .   M o ssa ,   O p t i mi z e d   se n s o r l e s c o n t r o l   o f   f i v e - p h a se   p e r ma n e n t   m a g n e t   s y n c h r o n o u s   mo t o r   u si n g   a   g e n e t i c   a l g o r i t h m - r e a l   t i m e   i m p l e m e n t a t i o n ,   I EEE   Ac c e ss ,   v o l .   1 2 ,   p p .   9 8 3 6 7 9 8 3 7 8 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 4 . 3 4 2 9 1 8 1 .   [ 2 1 ]   N .   H i mk e r   a n d   A .   M e r t e n s ,   A n a l y t i c a l   d e si g n   o f   se l f - sen s i n g   c o n t r o l   f o r   P M S M   u si n g   q u a si - d i r e c t   c a l c u l a t i o n ,   I EE O p e n   J o u rn a l   o f   I n d u s t ry   Ap p l i c a t i o n s ,   v o l .   4 ,   p p .   1 4 9 1 5 9 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / O JI A . 2 0 2 3 . 3 2 7 6 8 2 0 .   [ 2 2 ]   B .   D .   Le mm a   a n d   S .   P r a d a b a n e ,   C o n t r o l   o f   P M S M   d r i v e   u si n g   l o o k u p   t a b l e   b a se d   c o m p e n sa t e d   d u t y   r a t i o   o p t i m i z e d   d i r e c t   t o r q u e   c o n t r o l   ( D T C ) ,   I EEE   Ac c e ss ,   v o l .   1 1 ,   p p .   1 9 8 6 3 1 9 8 7 5 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 3 . 3 2 4 9 1 1 1 .   [ 2 3 ]   A .   N a sr   e t   a l . ,   P e r f o r m a n c e   p r e d i c t i o n   o f   d i r e c t   t o r q u e - c o n t r o l l e d   P M S M   d r i v e s c o n s i d e r i n g   d i f f e r e n t   p u l se  s e l e c t o r s u si n g   F EA - b a s e d   mo d e l ,   I EE O p e n   J o u rn a l   o f   Po w e El e c t r o n i c s ,   v o l .   4 ,   p p .   6 8 7 7 0 2 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / O JP EL . 2 0 2 3 . 3 3 1 1 9 5 1 .   [ 2 4 ]   A .   M o h a n ,   M .   K h a l i d ,   a n d   A .   C .   B i n o j k u m a r ,   A   n o v e l   sl i d i n g   h y s t e r e s i b a n d   b a s e d   d i r e c t   t o r q u e   c o n t r o l   sc h e m e   f o r   P M S M   mo t o r t o   a c h i e v e   i mp r o v e d   c u r r e n t   TH D   w i t h   r e d u c t i o n   i n   t o r q u e   a n d   f l u x   r i p p l e e l i mi n a t i n g   t h e   l o w - sp e e d   p r o b l e ms,   I EEE   Ac c e ss ,   v o l .   1 2 ,   p p .   6 7 9 7 1 6 7 9 8 5 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 4 . 3 4 0 0 6 8 4 .   [ 2 5 ]   W .   D e n g ,   J.  Ta n g ,   a n d   W .   C h e n g ,   A n   e n h a n c e d   r o t a t i n g   v e c t o r - b a s e d   d i r e c t   t o r q u e   c o n t r o l   f o r   mat r i x   c o n v e r t e r - f e d   P M S M   d r i v e u si n g   v i r t u a l   p u l s a t i n g   v e c t o r s,   C P S S   T ra n s a c t i o n o n   P o w e El e c t ro n i c a n d   Ap p l i c a t i o n s ,   v o l .   8 ,   n o .   1 ,   p p .   6 5 7 3 ,   M a r .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 2 4 2 9 5 / C P S S TPEA . 2 0 2 3 . 0 0 0 0 7 .   [ 2 6 ]   S .   S h u k l a ,   M .   S r e e j e t h ,   a n d   M .   S i n g h ,   M i n i m i z a t i o n   o f   r i p p l e s   i n   s t a t o r   c u r r e n t   a n d   t o r q u e   o f   P M S M   d r i v e   u s i n g   a d v a n c e d   p r e d i c t i v e   c u r r e n t   c o n t r o l l e r   b a s e d   o n   d e a d b e a t   c o n t r o l   t h e o r y ,   J o u r n a l   o f   Po w e El e c t ro n i c s ,   v o l .   2 1 ,   n o .   1 ,   p p .   1 4 2 1 5 2 ,   Ja n .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s4 3 2 3 6 - 0 2 0 - 0 0 1 5 1 - 2.   [ 27]   S u r y a k a n t ,   M .   S r e e j e t h ,   M .   S i n g h ,   a n d   A .   K .   S e t h ,   M i n i m i z a t i o n   o f   t o r q u e   r i p p l e s   i n   P M S M   d r i v e   u s i n g   P I -   r e s o n a n t   c o n t r o l l e r - b a s e d   m o d e l   p r e d i c t i v e   c o n t r o l ,   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   1 0 5 ,   n o .   1 ,   p p .   2 0 7 2 1 9 ,   F e b .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 0 0 2 0 2 - 0 2 2 - 0 1 6 6 0 - y.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  16 ,   No .   2 J u n e   20 25 :   8 0 8 - 8 1 6   816   B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS        Be r h a n u   De g g e fa   Le m m a           wa b o r n   i n   Di k sis,  Et h i o p ian   1 9 8 8 .   He   re c e iv e d   h is   B. S c .   a n d   M . S c .   fro m   Ad a m a   S c ien c e   a n d   Tec h n o l o g y   Un i v e rsity   i n   2 0 1 2   a n d   2 0 1 7   re sp e c ti v e ly ,   a n d   h is  P h . D.  in   S e p tem b e 2 0 2 3   fro m   Na ti o n a In stit u te  o Tec h n o lo g y   Wara n g a l.   He   h a p u b li s h e d   jo u r n a in   IEE a n d   p re se n ted   a   p a p e a th e   in tern a ti o n a c o n fe re n c e .   He   is  wo rk in g   o n   a n   e lec tri c   d riv e   a n d   p o we e lec tro n ics .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il b e z a k iy y a @g m a il . c o m   o b e rh a n u . d e g g e fa @d d u . e d u . e t.         S r in iv a sa n   Pra d a b a n e           wa b o r n   in   P o n d ich e rry ,   In d ia  1 9 8 3 .   He   re c e iv e d   h is   g ra d u a te  d e g re e   fr o m   P o n d ich e n y   Un iv e rsity   i n   2 0 0 5   a n d   h is  p o st - g ra d u a te  d e g re e   fr o m   An n a   Un iv e rsity   in   2 0 0 8 .   He   re c e iv e d   h is  P h . D.  fro m   NITW   in   2 0 1 6 .   He   d id   h is  p o st - d o c to ra re se a rc h   in   th e   Un i ted   Kin g d o m   in   2 0 2 1 .   He   p u b li sh e d   m a n y   a rti c les   in   r e p u tab le  j o u r n a ls.  His  re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   m u l ti lev e in v e rters ,   WM   sc h e m e s,  i n d u c ti o n   m o to d riv e s,   e lec tri c   v e h icle s,   in teg ra ti o n   o re n e wa b le  e n e rg y ,   DC  m o to d ri v e s,  BLDC  d ri v e s,  P M S M   d riv e s,  LI M   d r iv e s,  p ro p u lsi o n   tec h n o lo g y   fo r   v e h ic les ,   m e a su re m e n te c h n iq u e s,  o p e n - e n d   wi n d i n g   d r iv e s,  d riv e r   c ircu it s,  a n d   d i g it a c o n tr o l.   He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il sp ra d a b a n e @n it w.ac . in .         To le  S u tik n o           is  a   lec tu re r   a n d   th e   h e a d   o t h e   m a ste p ro g ra m   o El e c tri c a l   En g i n e e rin g   a t h e   F a c u lt y   o I n d u str ial  Tec h n o lo g y   a Un i v e rsitas   Ah m a d   Da h lan   (UA D)  in   Yo g y a k a rta,  In d o n e sia .   He   re c e iv e d   h is  b a c h e lo o e n g in e e rin g   fro m   Un iv e rsitas   Dip o n e g o ro   in   1 9 9 9 ,   m a ste o e n g in e e rin g   fr o m   Un iv e rsitas   G a d jah   M a d a   i n   2 0 0 4 ,   a n d   d o c t o o f   p h il o so p h y   i n   El e c tri c a En g in e e rin g   fr o m   Un i v e rsiti   Tek n o lo g M a lay sia   i n   2 0 1 6 .   All   t h re e   d e g re e a re   i n   El e c tri c a En g in e e rin g .   He   h a s   b e e n   a   P ro fe ss o r   a UA in   Yo g y a k a rta,   In d o n e sia ,   sin c e   Ju l y   2 0 2 3 ,   f o ll o win g   h is  ten u re   a a n   a ss o c iate   p ro fe ss o in   Ju n e   2 0 0 8 .   He   is  th e   Ed it o r - in - Ch ief  o f   TE LKOMNIKA  a n d   h e a d   o f   th e   Emb e d d e d   S y ste m a n d   P o we El e c tro n ics   Re se a rc h   G ro u p   (ES P ERG ).   He   is  o n e   o t h e   t o p   2 %   o re se a rc h e rs  wo rld wi d e ,   a c c o rd in g   t o   S tan fo r d   Un i v e rsity   a n d   El se v ier  BV' li st  o t h e   m o st  in f lu e n t ial  sc ien ti sts  fr o m   2 0 2 1   t o   t h e   p re se n t .   His  re se a rc h   in tere sts  c o v e d ig it a d e sig n ,   i n d u strial  a p p li c a ti o n s ,   in d u str ial  e lec tro n ics ,   i n d u strial  i n fo rm a ti c s,   p o we e lec tro n ics ,   m o t o d ri v e s,  re n e wa b le  e n e rg y ,   F P G a p p li c a ti o n s,  e m b e d d e d   s y ste m s,  a rt ifi c ial  in telli g e n c e ,   i n telli g e n t   c o n tro l,   d ig it a li b ra ries ,   a n d   i n fo rm a ti o n   tec h n o l o g y .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t   e m a il :   to le@ te.u a d . a c . id .         G e tu   G irm a   Re ta           wa b o r n   i n   Ars i,   E th i o p ia n   1 9 8 9 .   He   re c e iv e d   h is  B. S c .   a n d   M . S c .   fro m   Dire   Da wa   a n d   Ad d is  Ab a b a   Un iv e rsit y   i n   2 0 1 4   a n d   2 0 1 8 ,   re sp e c ti v e ly .   His  re se a rc h   a re a   is  o p ti m iza ti o n   tec h n iq u e fo m a n u fa c tu rin g ,   su p p ly   c h a i n   m a n a g e m e n sy ste m ,   p ro d u c t   o p ti m iza ti o n ,   p r o d u c d e sig n ,   fa c il it y   a n d   s y ste m   lay o u t,   a n d   q u a li ty   sy ste m   m a n a g e m e n t.   He   p u b li sh e s m o re   t h a n   5   j o u r n a ls an d   2   b o o k s .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t   e m a il g e tu ie2 1 @g m a il . c o m .         Ne g a sa   Mu let a   Fey isa           wa s   b o rn   i n   1 9 8 7 .   He   h a g o h is  B. S c .   a n d   M . S c .   fro m   Ad a m a   S c ien c e   a n d   Tec h n o l o g y   Un i v e rsity ,   Et h io p ia ,   i n   2 0 1 2   a n d   2 0 1 6 ,   re sp e c ti v e l y ,   wit h   sp e c ializa ti o n   i n   El e c tri c a P o we En g in e e rin g .   He   g o t   h is   P h . D.   fro m   NIT   Wara n g a l ,   I n d ia,   in   2 0 2 3 .   His  re se a rc h   a re a   is  o p ti m iza ti o n   o h y b ri d   re n e wa b le  e n e rg y ,   p o we sy ste m   q u a li t y ,   sta b il it y ,   a n d   re a l - ti m e   p o we sy ste m   c o n tro a n d   o p e ra ti o n .   H e   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il n e g ish a 2 0 0 5 @g m a il . c o m .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.