I n t e r n at io n al  Jou r n al  of  A d van c e s  i n  A p p li e d  S c ie n c e s  ( I JA A S )   V ol .  14 , N o.  3 ,  S e pt e m be r   20 25 , pp.  702 ~ 710   I S S N :  2252 - 8814 ,  D O I :  10.11591/ ij a a s . v14. i 3 . pp702 - 710          702       Jou r n al  h om e page :  ht tp : // ij aas .i ae s c or e .c om   A r t i f i c i al  n e u r al  n e t w o r k  b ase d  se n so r l e ss  p osi t i on  e st i m at i on   an d  d i r e c t  t or q u e  c on t r ol  f o r  st e p p e r   m ot or       N agas r id h ar  A r is e ,  T h ir u ve e d u la   M ad h u  B ab u , S r in id h i  G ol la p u d i,  T ar u n   K u m ar   D om m e t i,   A b h is h e k  K u m m ar i,  M ah it h  S h am b u k ar i   D e pa r t m e nt  of  E l e c t r i c a l  a nd E l e c t r oni c s  E ngi ne e r i ng,  T e e ga l a  K r i s hna  R e ddy  E ngi ne e r i ng C ol l e ge ,  H yde r a ba d , I ndi a       A r t ic le  I n f o     A B S T R A C T   A r ti c le  h is to r y :   R e c e iv e d  N ov 11, 2024   R e vi s e d  M a y 14, 2025   A c c e pt e d  J un 8, 2025       This  study  describes  and  illustrates  how  sensorless   location  estima tion  is  achieved  through  the  applicati on   of  artificial   neural  network   (ANN)  c ontrol.   Control  stepper   motor  torque  directly .  Using  stepper  motors  directly  l eads  to  a  lot  of   problems;  therefore,  automated  control  systems  are  now  com monly  preferred .  Stepper  motors  have  several  drawbacks   when  used  di rectly,  including  the  potential  for  steps   to  occasiona lly   be  missing  while   the  motors  are  running.  When  physical  sensors  are  not  available,   the  prop osed  method  estimat es  rotor  positi on  and  speed  using  electrical   signals   and   ANN  algorit hms.  Simul ation  and  experiment   results  demonst rate  accurate  p ositio n  estimat ion  (± 1.5° )  and  efficient  torque  control.   The  sensorles s  direct  torque  control   (DTC) - ANN  approach  increases  the  performance,   reliabilit y,  and  cost  of  stepper  motors  in  robotics,  computer   numerical  control  (CNC)  machines,  and 3D prin ting.   K e y w o r d s :   A r ti f ic ia l  ne ur a l  ne twor k   D ir e c t  to r que  c ont r ol   P os it io n e s ti m a ti on   S e ns or le s s  c ont r ol   S te ppe r  m ot or   This is an  open  acce ss artic le unde r the  CC BY - SA   license.     C or r e s pon di n g A u th or :   N a ga s r id ha r  A r is e   D e pa r tm e nt  of  E le c tr ic a l  a nd E le c tr oni c s  E ngi ne e r in g, T e e ga la   K r is hna  R e ddy E ngi ne e r in g C ol le ge   M e e r pe t,  H yde r a ba d, 500097,  I ndi a   E m a il :  s r id ha r 0106@ gm a il .c om       1.   I N T R O D U C T I O N   M ot or s   in   ope n  c ir c le s   c a n  r e ve r be r a te ,  but   c lo s e d - c ir c le   m ot or s   be a r   num e r ous   f a c to r s   a nd   m us t  be   c oupl e d  to   a n   e nc ode r , a nd  s tr uc tu r in g   a nd   ope r a ti ng  a n  unr e s tr ic te d  c ir c le   m ot or   c a n   be   pr e c ar io us .  S ti ll ,  th is   in f lu e nc e   c a n   be   m in im iz e d   by  u s in g  s e ns or le s s   po s it io n  e s ti m a ti on  s te ppe r   m ot or s   w it h  a n   a r ti f ic ia l  ne ur a l   ne twor k   ( A N N )   c ont r ol le r .  S e ns or le s s   pos it io n  e s ti m a ti on  c ons ta nt ly   knows   th e   e xa c t  po s it io n  a nd  s pe e d  of   th e   r ot or ;   th e r e f or e ,   s pe e d  a nd  pos it io ni ng  m ode   c ont r ol   a r e   s ig ni f ic a nt ly   im pr ove d.   S te ppe r   m o to r s   a r e   e m pl oye d i n a  va r ie ty  o f  ope r a ti ons , i nc lu di ng  3D  pr in te r s , c om put e r  nume r ic a l  c ont r ol  ( C N C )  m a c hi ne s , a nd   c lo th   m a c hi ne s .  T he y' r e   a ls o  in c r e a s in gl y  us e d  in   m a nuf a c tu r in g  a s s oc ia ti ons ,  s im il a r   to   pa c ki ng  bot tl e s   a nd   a li gni ng  f a c to r s   in   s om e   m a c hi ne   di li ge nc e   to   m a ke   ge a r s .  I n  th is   s tu dy,  th e   va r ia bl e   di s in c li na ti on  s te ppe r   m ot or   is   e m pl oye d.   I t  ha s   a   nonma gn e ti c   r ot or   m a de   of   s of t  ir on.  W he n  th e   s t e ppe r   e ngi ne   ge t s   a   pa lp it a ti on   f la g, i t  p iv ot s  a t  a  s e tt le d point  i n  t he  he a di ng de c id e d by the  s te ppe r  e ngi ne . T he  s te ppe r  m ot or  i s  m a de  up  o f   s ta to r   te e th   a nd  r ot or   te e th ,  e a c h  w it h  a   s pe c if ic   num be r   of   te e th   to   s ui t  th e   s te ppe r   m ot or ' s   de s ig n.  I n  th is   s tu dy, we ' ve  us e d  a n 8/ 6 pole  va r ia bl e  r e lu c ta nc e .   T o de te r m in e  t he  r ot or ' s  pos it io n, a  s e r ie s  of  vol ta ge  be a ts  i s  t r a ns f e r r e d t o t he   m ot or  w in di ngs  w hi le   th e   m ot or   is   s ta ti ona r y  a s   w e ll ,   a nd   th e   r ot or   lo c a ti on   in f or m a ti on  is   d e duc e d   ba s e d   on  th e   m os t   e le va t e d  c ur r e nt   va lu e   th a t  w a s   obs e r ve d  [ 1] .  A bba s   e t  al .  [ 2]   e xa m in e   de ve lo pm e nt s   in   th e   f le e tl y  gr ow in g  a r e a   o f   s e ns or le s s   c ont r ol   s ty le s   us in g   e le c tr ic   e ngi ne s ,   w hi c h  a r e   be in g  a dva nc e d   by  a dva nc e m e nt s   w it hi n   th e   f ie ld s   of   di gi ta l  s ig na l  pr oc e s s in g  a nd  e le c tr ic a l  e qui pm e nt .  K um a r   [ 3]   il lu s tr a te s   how   to   us e   L a bV ie w   to   c ont r ol   a   s te ppe r   m ot or ' s   pos it io n.   A   ne w   s e ns or le s s   a ppr oa c h  f or   a s s e s s in g  th e   s ta r ti ng  r ot or   pos it io n  in   hybr id   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A dv A ppl  S c i     I S S N :   2252 - 8814       A r ti fi c ia l  ne ur al  ne tw or k  ba s e d s e ns or l e s s  po s it io n e s ti m at io n a nd dir e c t  to r que   …   ( N agas r id har  A r is e )   703   s te ppi ng  m ot or s   is   de s c r ib e d  [ 4] .  T h e   s ugg e s te d   a ppr oa c h  w a s   e s ta bl is he d   on  th e   c or r e la ti ons   a m ong   th e   m a xi m a l  pr in c ip le s   of   e le c tr om ot iv a ti on  c r e a te d  in   w in di ng s   th a t  a r e   not   ge ne r a t e d  a nd  r ot or   pos it io n  w he ne ve r  a  s e c ti on of  w in di ng ge ts  e xc it e d by a  D C  vol ta ge  s o ur c e .   A n  e nha nc e d   d ua l - w in di ng  de pe nda bl e   m a gne ti z e d   a c tu a to r ,   known  a s   a  f a ul t - to le r a nt   pe r m a ne nt   m a gne t  m ot or   ( F T P M M ) ,  or ie nt a ti on   e s ti m a te   of   th e   s e n s or le s s   c ont r ol le r   w it h  dyn a m ic   pa r a m e te r   s e le c ti on  vi a   ba c k  e le c tr om ot iv e   f or c e   ( E M F )   gr a di e nt   [ 5] .  S he n  e t  al .  [ 6]   e s ta bl is h  a   ut il it y  f or   c ont r ol li ng  a   th r e e - pha s e   s te pp e r   m a c hi ne   th a t  us e s   th e   T I   2000  M ode l  D S P   T M S 320F 2812  a nd  de s c r ib e s   th e   s pe c ia l  ha r dw a r e   a nd  s of twa r e   be hi nd  th e   s y s te m .  T he   s w it c he d  r e lu c ta n c e   m o to r   ( S R M )   pa r a m e te r s   a r e   a c qui r e d  us in g  th e   qui c k  f ie ld   pr ogr a m ' s   num e r ic a l  c om put a ti on  of   th e   m a gne ti c   f ie ld   a nd   th e n  in c lu d e d  in   a   M A T L A B /S im ul in k  m ode l  of   a n   S R M   w it h  a   s ta to r   pol e   to   r ot or   te e th   r a ti o  of   12/ 8.  C a s e s   w it h  va r yi ng  num be r s  of  s ta to r  c oi l  tu r ns  ha ve  be e n i nve s ti ga te d, a nd t he  be s t  opt io n i s  e s ta bl is he d  [ 7] .  R a ja n a nd L a th a   [ 8]   p r e s e nt   s e ns or le s s   r ot or   pos it io n  e s ti m a ti on  of   a n   S R M ,  w it h  th e   pos it io n  c om put e d  vi a   th e   a da pt iv e   ne ur o - f uz z y  in f e r e nc e   s y s te m   ( A N F I S ) .  A   s e n s or le s s   r ot or   pos it io n   e s ti m a te   a ppr oa c h  ba s e d  on   a n  A N N   [ 9]   is   de s c r ib e d  to   c om pl e te ly   m e e t  th e   S R M ' s   po s it io n  f e e db a c k  r e qui r e m e nt .  A   M A T L A B   s im ul a ti on  e nvi r onm e nt   is   ut il iz e d  to   c r e a te   a   n e ur a l  ne twor k  a nd  s im ul a te   th e   s ugge s te d  s e n s or - le s s   te c hni que ,  w hi c h   yi e ld s   a   good  out c om e .  A   ne w   a ppr oa c h  [ 10]   f or   e s ti m a ti ng  th e   in it ia l  r ot or   pos it io n  o f   a   s ur f a c e - m ount e d   pe r m a ne nt   m a gne t  s ync hr onous   m ot or   ( S M - P M S M )   th a t  is   s i m pl e r   a nd  m or e   pr e c is e   th a n  us in g  pos it io n  or   c ur r e nt   s e ns or s .  T h e   s pe e d  e s ti m a to r   f or   s pe e d  s e ns or - le s s   d ir e c t  to r que   c ont r ol   ( D T C )   of   a   th r e e - pha s e   in duc ti on  m ot or   is   pr e s e nt e d,  ba s e d  on  th e   c ons ta nt   V /F  c ont r ol   a ppr oa c h  a nd  a n   A N N   [ 11] .   W he n  c om p a r e d  to   c onve nt io na l  vol ta ge   li f t  a ppr oa c h e s  s uc h  a s  s upe r   li f t  c onve r te r s   a nd  tr a di ti ona l  boos t  c onv e r te r s ,  ul tr a - li f t   c onve r te r s   pr oduc e   e xt r e m e ly   la r ge   out put   tr a ns f e r   ga in s   w it h   ge om e tr ic   de ve lo pm e nt .  W he n  c om pa r e d,  it   ha s   a   s m a ll e r   f oot pr in t  a nd  is   m or e   e f f ic ie nt .  T he   f unc ti oni ng  of   a n  ul tr a - li f t  c onve r te r   is   in ve s ti ga te d  us in g  c ont in uous  c onduc ti on mode   [ 12] .    T he   c ont r ol   te c hni q ue   a nd   A N N   s tr u c tu r e   a r e   u s e d  t o  c a l c ul a t e   a nd  r e or ga ni z e   t he   e s ti m a t e d   s t a to r   c ur r e nt   e qua t io n.  A n  e xt e nde d   K a lm a n  f il te r   ( E K F ) - b a s e d  hi g h - pe r f or m a n c e   s e n s or l e s s   c ont r ol   w a s   us e d  to   a nt ic i pa t e   s t a to r   r e s i s ta n c e   i n  a   f a ul t - to le r a nt   P M S M   m ot or   s ys te m   [ 13] .  C onve nt io n a l  D T C   is   o ne   of   th e   e xc e ll e nt   c ont r o l  s tr a te gi e s   a v a il a b le   to   c ont r ol   th e   t or que   of   t he   in du c ti on  m a c hi ne   ( I M )   [ 14] .  A   c r o s s o ve r   c ons ona nt   c on c e a lm e nt   s tr a te gy  [ 15]   i s   di s pl a ye d  f or   u pgr a di ng  th e   a d a pt a bi li ty   of   vi r t ua l  s yn c hr ono us   ge ne r a to r   ( V S G ) ,  w hi c h  i s   ba s ic a ll y   c o m po s e d   of   a   vol t a ge   c ons on a nt   c o nt r ol   c ir c l e   a nd   a   la t ti c e   c ur r e nt - c ont r ol l e d  c ir c l e .   A   s tr a ig ht f or w a r d   a n d  s tr ong   e le c tr om a gne ti c   to r q ue - b a s e d   de m o ns tr a ti on   v e r s a ti le   f r a m e w or k   s pe e d  e s ti m a to r   in   a n  o ve r h a ng  ps e udo   s ubor di n a te   c r it ic is m   c on tr ol le r   f or   s e n s or le s s   s ur f a c e   m ount   c ha ng e le s s   m a gne t  in   lo w - s p e e d  a nd  s to p  z o ne s ,  it s   e xe c ut i on  i s   a dva n c e d   by  p a r a ll e l  po w e r pl a nt   ( S M P M S M )   dr iv e   [ 1 6] .  T oge t he r   w i th   th e   pr in c i pl e s   a n d  c r it e r i a   of   th e   s e c ond - de gr e e   s li di n g - m ode   s p e c t a to r   c om put a ti on   r e l yi ng   upo n  th e   s u pe r - twi s ti n g  t e c h ni qu e ,  a   s e c ond - de gr e e   f le xi bl e   s li di ng - m o de   s pe c ta to r   s tr a t e gy   [ 17]   w a s   pr e s e nt e d.   A   hi ghe r - or d e r   s li di ng  m ode   o bs e r v e r - ba s e d   ( S M O )   vi gor o us   ba c k s te p pi ng   c ont r ol   is   pr op os e d  i n  [ 18] ,  f or   s e n s or le s s   s pe e d  c ont r ol   of   a n   in s id e   c ha n ge l e s s   m a gn e t  s y nc hr on ous   e ngi n e   ( I P M S M ) .  A   di a gr a m   of   a   f e w   s or ts   of   f o ot in g  e ngi n e s   f or   e l e c tr ic   ve hi c le s   ( E V s )   a nd  hybr i d  e le c tr ic   v e hi c le   ( H E V s ) ,  a s   w e ll  a s   a  ta ll   te m por a l  e xe c ut io n  s p e e d s e n s or le s s  f o ot in g dr iv e  c ont r ol   [ 1 9] .    T he   e xp a nd e d  K a lm a n  c ha nn e l  c a l c ul a t e s   th e   a r e a   a nd  s p e e d  e s s e nt i a l  f or   f ie ld - ba s e d  m a n a g e m e nt .  T he   s tr e a m s   a s   w e l l  a s   th e   pol a r it i e s   of   th e   s te ppe r   m ot or ' s   t w o  s t a ge s   a r e   c h e c k e d  a nd  ut il i z e d  f or   s t a te   e s ti m a ti on  th r ough   a n  a m pl if i e d  K a lm a n   c h a nne l.   T he   a nt i c i pa te d  po s it io n  i s   c om pa r e d  to   th e   e xp e c t ed   pos it io n,  a n d  th e   e ngi n e   is   h a lt e d a t  th e   w a nt e d  a r e a   [ 20] .  A  s ta t e   ga ug e   a ppr oa c h  f or   c lo s e d - lo op  ope r a ti on  of   ha lf - br e e d  s t e ppe r   e ngi n e s   ( H S M s ) ,  w hi c h  a r e   c o m m onl y  ut il iz e d  a s   a c tu a to r s   ove r   a   w i de   e xt e nd  of   ope r a ti ona l   s p e e ds .   T he   pr opo s e d   in no va ti o n  p e r m it s   f or   c lo s e d - lo op  c ont r ol   of   H S M s   w it h out   th e   u ti li z a ti on   of   a ny  a ddi ti ona l   s e n s or s   [ 21] .  P hy s i c s - g ui de d   ne ur a l  n e twor k   ( P G N N )   f e e df or w a r d  c ont r ol l e r   [ 22]   f or   H S M s   th a t  c a n   le a r n  th e   im p a c t   of   e c to pi c   p ow e r s   f r om   in f or m a ti o n  a nd   r e dr e s s   f or   t he m ,   dr iv in g  in   e xp a nd e d  pr e c i s io n.   W i nd,   P V ,   a nd   b a tt e r y - b a s e d   c r o s s ove r   vi ta li ty   f r a m e w or ks   c r e a te   po w e r   f or   s ta n d - a lo n e   A C   m ic r ogr id   a ppl i c a ti on s   [ 23] .   A   s e ns or l e s s   D T C   f r a m e w or k  bui lt   on  a   n e ur a l  a r r a n ge m e nt .  T hi s   a r r a ng e m e nt   i s   pl a nn e d  to   h a ndl e   th e   w or k  of   s e le c ti ng  t he   id e a l  e xc h a ngi ng  s ta t e   f or   a n  a c c e pt a nc e   e n gi ne   b a s e d  o n  da t a   a ppr oxi m a te l y  it s   e l e c tr om a gn e ti c   t or que   a nd  s ta t or   f lu x  ( po s it io n  a nd   gr e a tn e s s ) .  I n  r e a li ty ,  due   t o  it s   lo ng   c om put a ti on  ti m e ,  th i s   a ppr oa c h,  w hi c h  l e ve r a ge s   a   s ta nda r d  e x c ha ng e   ta bl e ,  i s   un a c c e pt a bl e   f or   o ne - li n e   a n d  r e a l - ti m e   c ont r ol   [ 24] .  T he   c oor di n a te   t or que   c ont r ol   ( D T C )   a ppr oa c h  i s   in s pe c te d  f or   th is   e ngi n e e r in g.    S in c e   e x tr a   in ve r t e r   s t a te s   a r e   a c c e s s ib l e   i n  th e   th r e e - le v e l  in ve r te r ,   vol t a ge   d e te r m i na ti o n  a lt e r n a ti v e s   a r e   e xt e n de d  [ 25] .   T he   a im   of   th is   r e s e a r c h  is   o ne   te c hni que   f or   de te r m in in g  th e   lo c a ti on  of   s te ppe r   m ot or s   w it hout   th e   us a ge   of   a ddi ti ona l  s e n s or s   is   ANN - ba s e d  s e n s or le s s   pos it io n  e s ti m a ti on.  S te ppe r   m ot or s   a r e   uni que   be c a u s e   th e y  ope r a te   in   ti ny,  a c c ur a te   in c r e m e nt s ,  w hi c h  m a k e s   th e m   id e a l  f or   a ppl ic a ti ons   li ke   r obot ic s   a nd  3D   pr in te r s   w he r e   pr e c is io n  is   c r uc ia l.   S in c e   e xt e r na l  s e ns or s   a r e   n ot   r e qui r e d,  th is   te c hnol ogy  s a v e s   m one y  a nd  s pa c e   by  tr a c ki ng  th e   m ot or ' s   lo c a ti on  by  m oni to r in g  th e   e le c tr ic a l  im pul s e s   in s id e   th e   m ot or .  I n  o r de r   t o   be tt e r   r e gul a te   th e   m ot or ' s   m ot io ns ,  th is   a ppr oa c h  e s ti m a te s   th e   m ot or ' s   lo c a ti on  ba s e d  on  it s   in he r e nt   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8814   I nt  J  A dv A ppl  S c i ,  V ol .  14 , N o.  3 ,  S e pt e m be r   20 25 :  702 - 710   704   pr ope r ti e s .  W it hout   r e qui r in g  a ddi ti ona l  e qui pm e nt ,  it ' s   a   c le v e r   m e th od  to   gua r a nt e e   th e   m ot or   r e a c he s   th e   de s ir e d l oc a ti on, ma ki ng i t  a n a ppe a li ng c hoi c e  f or  e ngi ne e r s  w is hi ng t o opti m iz e  t he ir  c r e a ti ons .       2.   R E S E A R C H  M E T H O D   T hi s   r e s e a r c h  a im s   to   e nha nc e   by  in te gr a ti ng  D T C   te c hni que s   w it h  A N N - ba s e d  pos it io n  e s ti m a ti on  to   a s s e s s   s te ppe r   m ot or   pe r f or m a nc e   in   s e ns or le s s   s e tt in gs .  R e a l - ti m e   to r que   c ont r ol ,  da ta - dr iv e n  pos it io n   e s ti m a te ,  a nd   a na ly ti c a l  m ode li ng  of   to r que   ge ne r a ti on  a r e   th e   th r e e   m a in   pi ll a r s   of   th e   m e th odol ogy.  A n   e f f e c ti ve   a nd  r e li a bl e   m ot or   c ont r ol   s ys te m   a ppr opr ia te   f or   r obot ic s   a nd  a ut om a ti on  a ppl ic a ti ons   is   c ons tr uc te d w it h t he  he lp  of  e a c h c om pon e nt .     2.1.   A r t if ic ia l  n e u r al  n e t w or k - b as e d  p os it io n   e s t im at io n   A n  A N N   m a y  r e c ogni z e   a n  obj e c t' s   pos it io n  in   a   r a nge   of   a ppl ic a ti ons ,  in c lu di ng  r obot ic s   a nd  na vi ga ti on,  by  m a ni pul a ti ng  r ot or   pos it io n  a nd  s pe e d  w it hout   th e   us e   of   a   s e n s or .  T h e   s y s te m   is   tr a in e d  on   la be le d  da ta s e t s   w it h  in put s   c or r e s ponding  to   known  lo c a ti ons  a nd  is   c a pa bl e   of   in te r pr e ti ng  a   va r ie ty   of   da ta   f or m a ts ,  in c lu di ng  s e ns or   r e a di ngs .  U s in g  a   r e a l - ti m e   c ont r ol   s ig na l,   F ig ur e   1  de m ons tr a te s   th e   ba s ic   bl o c k  di a gr a m   of   th e   ANN  c ont r ol le r .  A N N   c a n   f or e s e e   th e   s t e ppe r  m ot or ' s   pos it io n,  r e m ovi ng  th e   ne e d   f or   m a nua l  f e a tu r e  de s ig n. T he y c a n be  m or e  noi s e - r e s i s ta nt , m a ki ng t he m  e xc e ll e nt  f or  a c ti ve  a r e a s .  T he  r e qui r e m e nt  f or   c os tl y s e n s or s  c a n be  d e c r e a s e d by r e ly in g on pr e di c ti ve  m ode li ng.       A N N   C O N T R O L D R I V E R S T E P P E R   M O T O R     F ig ur e  1. B a s ic  bl oc k di a gr a m  of   a n  A N N  c ont r ol le r       2.2.   D ir e c t  t or q u e  c on t r ol   st r at e gy   T o  a ugm e nt   th e   e f f e c ti ve ne s s   of   th e   s te pp e r   m ot or ,  th e   t or que   s houl d  be   a dj us t e d  in s t a nt ly ;  th e r e f or e ,  D T C   is   u s e d.   I t  e m pl oys   hi gh - pe r f or m a nc e   va r i a bl e - f r e que nc y  s pe e d  c ont r ol   te c hnol ogy.   I t  e m pl oys   m in im um   c ont r ol   s tr uc tu r e s   a nd  th e   di r e c t  c ont r ol   a ppr oa c h.  T he   D T C   s tr a te gy  is   us e d  ba s e d  on  th e   m ot or ' s   pa r a m e te r s ,  a nd   it   a s s um e s   th a t   th e   r ot or   f lu x  is   c ons ta nt   a nd   th a t  th e   to r que   m a y   be   di r e c tl y   c ont r ol le d  by  m odi f yi ng  th e   s ta to r   vol ta ge .   D T C   is   s im pl e   a nd outpe r f or m s   ot he r   c om m onl y  us e d  te c hni que s ,   m a ki ng  it   s ui ta bl e   f o r   r obo ti c   s ys te m s .  T he   f unda m e nt a l  not io n  unde r ly in g  D T C   is   to   r e gul a te   bot h  to r que   a nd f lu x.     2.3.   T or q u e  e q u at io n   A   qua li ta ti ve   te c hni qu e   is   not   a lwa y s   a ppr opr ia te   f or   de a li ng  w it h  s te ppe r   m ot or   c ir c ui tr y  c ha r a c te r is ti c s .   F ig ur e   2  de m on s tr a te s   th e   to r que   po s it io ni ng  c ha r a c te r is ti c s .  S o,   a   th e or y  b a s e d   on  m a gn e ti c   e ne r gy  a nd  c o - e ne r gy  w il l  b e   e xa m in e d   in   or de r   to   unde r s ta nd  th e   pr oc e s s   of   to r que   c r e a ti on   us in g  a     dyna m ic   m e th od.  T he   a na ly s is   be gi ns   w it h  a n   id e a l  s it ua ti on  in   w hi c h  th e   r ot or   a nd  s ta to r   c or e s   a r e   m a gne ti c a ll y s a tu r a te d.            F ig ur e  2. T or que  pos it io ni ng c ha r a c te r is ti c s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A dv A ppl  S c i     I S S N :   2252 - 8814       A r ti fi c ia l  ne ur al  ne tw or k  ba s e d s e ns or l e s s  po s it io n e s ti m at io n a nd dir e c t  to r que   …   ( N agas r id har  A r is e )   705   2.3.1.  C as e   I :  in f in it e ly  p e r m e ab le  c or e s   A c c or di ng  to   A m pe r e ’ s   la w ,  th e   pos it io n  of   th e   a ir ga p' s   H g - m a gne ti c   f or c e   m a gni tu de ,  th e   c or e s '   HI - m a gne ti c   f or c e   m a gni tu de ,   a nd  th e   c or e s '   l - to ta l  e le c tr om a g ne ti c   pa th   H i ( l ) = 0   w he n  th e   pe r m e a bi li ty   of   c or e s  i s  ve r y hi gh.     ∮ H . dl = nI   ( 1)     ∮ H . dl =   H g   (   g 2 )   ⁄ + H g   (   g 2 )   ⁄ + H i ( l ) = H g   ( g ) + H i ( l )   ( 2 )     ∮ H . dl =   H g   ( g )   ( 3 )     H g   . g = n IH g = nI g , Bg = μ 0 H g &   Hg = Bg μ 0   ( 4 )     S ubs ti tu te  H g i n ( 4) ,  Bg = μ 0 nI g .     Bg = ∅ A   ⁄ =   ∅   xw   ( 5 )     ∅   = μ 0 n I x w g   ( 6 )     F lu x l in ka ge ,   φ = n∅   ( 7 )     φ = xw μ 0 n 2 I g   ( 8 )     ∆   φ = w μ 0 n 2 I∞ g   ( 9 )     E m f ,  = ∆ φ ∆ t = − w μ 0 n 2 I g   . ∆ x ∆ t ,     , ∆ Pi = I | e | ∆ t   (1 0 )     ∆ Pi = w μ 0 n 2 I 2 g ∆ x   (1 1 )     ∆ Pi = B g 2 . gw ∆ x μ 0   (1 2 )     W he r e ,  μ 0 - pe r m e a bi li ty   in   th e   ga p  le ngt h,  le t  w   be   th e   th ic kne s s   of   th e   pr e s s   c om pone nt ' s   tr a n s ve r s e   l e ngt h  a nd x be  t he  di s ta nc e  be twe e n t he  pr e s s  pi e c e  a nd t he   r ot or   te e th  a c r os s  t he  ove r la ppe d s e c to r ,   th e  pr oduc t  xw   r e pr e s e nt s   th e   e f f e c ti ve   ove r la ppi ng  a r e a ,  a nd  a n  in c r e m e nt a l   di s pl a c e m e nt   ∆ x  a t  ti m e   ∆ t  is   a s s um e d.  T he   s our c e ' s   e f f or t  is   pa r ti a ll y  tr a ns f or m e d  in to   m e c ha ni c a l  w or k,  w it h  th e   r e m a in in g   por ti on   goi ng  to w a r d   s tr e ngt he ni ng  th e   m a gne ti c   f ie ld   of   e ne r gy  in   th e   ga ps .  ∆ P i  is   tr a ns f or m e d  in to   th e   e le c tr ic it y  of   th e   m a gne ti c   f ie ld , w he r e a s  t he  r e m a in in g ha lf  o f  P i  i s  t r a ns f or m e d i n to  m e c ha ni c a l  w or k .   T he  m e c ha ni c a l  w or k i s  e qua l  to   th e  f or c e  ' f '  t im e s  a  di s ta nc e  ∆ x ,   a nd c om pa r in g  ( 13 )  a nd ( 14 ).     ∆ Wm = 1 2 ⁄ ∆ Pi = 1 2 ⁄ Bg 2 μ 0 . g . w ∆ x         (1 3 )     f = 1 2 ⁄ B g 2 μ 0 gw   (1 4 )     S ubs ti tu te   ( 14)  t o B g,     f = 1 2 ⁄ μ 0 2 n 2 I 2 g 2 μ 0   gw , f   = 1 2 ⁄ w μ 0 2 n 2 I 2 g 2   (1 5 )     M a gne ti c  e ne r gy  Wm = fx , Wm = 1 2 ⁄ B g 2 μ 0 g × w     Wm = 1 2 ⁄ μ 0 n 2 I 2 g xw   (1 6 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8814   I nt  J  A dv A ppl  S c i ,  V ol .  14 , N o.  3 ,  S e pt e m be r   20 25 :  702 - 710   706   C om pa r e   ( 1 3)  a nd ( 15 ) ,  f = [ ∂ w m ∂ x ] I = c o n s t a n t   ( in  r ig or ous  f or m ) .      f = − [ ∂ w m ∂ x ] ∅ = c o n s t a n t   ( c oi l  r e s is ta nc e  i s  not  z e r o)     2.3.2.  C as e   I I :  c on s t an t   p e r m e ab il it ie s   I n  th e   in f in it y  pe r m e a bl e   c or e s ,  e s pe c ia ll y   in   th e   voi d s   doe s   a   f ie ld   of   m a gne t s   s how s   up.   W he n   c e nt e r s   a r e   of   li m it e d  pe ne tr a bi li ty ,  th e   a tt r a c ti ve   vi ta li ty   s how s   up  m or e ove r   in   th e   c e nt e r s   a nd  s pa c e s   ot he r   th a n t he  hol e s . T h e  m a gne ti c  e n e r gy ,  ω m = ½ LI 2 , Em f , e =   − ∆ Ψ ∆ t .     φ = LI   (1 7 )     e =   − I ∆ L ∆ t   (1 8 )     ∆ Pi = I 2 ∆ L   (1 9 )     I nc r e a s e  i n t he  m a gne ti c  e n e r gy  ∆ ω m =   ½ ∆ Pi .     ∆ ω m =   ½ I 2 ∆ L   ( 20 )     M e c ha ni c a l  w or k,      ∆ P D = f ∆   ( 21)     C om pa r in g ( 20)   a nd   ( 21) ,   f ∆ x =   ½   I 2 ∆ L .     f =   ½   I 2 ∆ L ∆ x   ( 22)     T he  w or k done  by t w o powe r  s uppl ie s  dur in g  ∆ t ,     ∆ Pi = − ( e 1   I 1 + e 2   I 2 ) ∆ t = − [ − I 1 ∆ L 1 ∆ t − I 1 I 2 ∆ M ∆ t − I 2 2 ∆ L 2 ∆ t − I 1 I 2 ∆ M ∆ t   ]     ∆ Pi = I 1 2 ∆ L 1 + I 2 2 ∆ L 2 + 2 I 1 I 2 ∆ m       T he  i nc r e m e nt  of  m a gne ti c  e ne r gy,     ∆ wm =   ½ ∆ Pi =   ½ [ I 1 2 ∆ L 1 + I 2 2 ∆ L 2 ] +   I 1 I 2 ∆ m       M e c ha ni c a l  out put ,      ∆ Po = T ∆ θ   ( 23)     A s ,  T = ½   I 1 2 ∂ L 1 ∂ θ + ½   I 2 2 ∂ L 2 ∂ θ + I 1 I 2 ∂ M ∂ θ   T or que  c a n be  e xpr e s s e d .       3.   R E S U L T S  A N D  D I S C U S S I O N   F ig ur e   3  de m ons tr a te s   th e   s im ul a ti on  di a gr a m   of   s e n s or le s s   po s it io n  e s ti m a ti on  f or   a  s t e ppe r   m ot or   us in g  a n  ANN  c ont r ol le r .  F ig ur e   4  de m ons tr a te s   th e   c ur r e nt   f r om   th e   s te ppe r   m ot or ,  w hi c h  m e a n s   th a t  w h e n  th e   s uppl y  vol ta ge   is   gi ve n  to   th e   s e ns or le s s   pos it io n  e s ti m a ti on  of   th e   s te ppe r   m ot or   c ir c ui t,   it   w il l  c onve r t   th e   DC   vol ta ge   to   th e   AC   vol ta ge   by   us in g  th e   c onve r te r .  T he   to r que   out put   of   th e   c ir c ui t  c a n  a ls o  be   obs e r ve d  by  us in g  a n  A N N - ba s e d  c ont r ol le r   to   e li m in a te   th e   non - li ne a r   di s r upt in g  to r que s   a t  lo w   s pe e d,  a nd  de pe ndi ng  on  th e   c ur r e nt ,  pos it io n  of   th e   m ot or ,  a nd  s pe e d   of   th e   s t e ppe r   m ot or ' s   c ur r e nt ,   it   i s   id e a ll y   s in us oi da l  but   i s   f r e que nt ly   a ppr oxi m a te d  by   a n  e xh a us ti ve   s te p  w a ve f or m .  A   f ul l - s te p  w a v e f or m   is   a   c r ude   a ppr oxi m a ti on of  t he  s in us oi da l.   F ig ur e   5  de m ons tr a te s   a   s in us oi da l  out put   to r que   w a ve f or m   of   a   s te ppe r   m ot or ,  e xhi bi ti ng  a   c ir c ul a r   r ot a ti ng ma gne ti c  f ie ld  i n s pa c e . T hi s  i nc r e a s e s  s te ppe r  m ot or  r ot a ti ona l  s ta bi li ty  a nd dim in is he s  m ot or  out put   to r que   va r ia ti ons .  F ig ur e   6   s how s   th e   out put   w a ve f or m   f o r   th e   s pe e d.  T he   s p e e d  of   a   s te ppe r   m ot or   is   e s ta bl is he d  by  th e   pul s e   f r e que nc y  ( H z )   c onve y e d  to   th e   dr iv e r .  O ut put   of   th e   s pe e d  ba s e d  on  th e   m ot or   pos it io n a nd t he  r ot a ti ona l  s pe e d of  t he  s te pp e r  m ot or , w hi c h i s  c a lc ul a te d vi a  t he  pul s e  f r e que nc y.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A dv A ppl  S c i     I S S N :   2252 - 8814       A r ti fi c ia l  ne ur al  ne tw or k  ba s e d s e ns or l e s s  po s it io n e s ti m at io n a nd dir e c t  to r que   …   ( N agas r id har  A r is e )   707   M V I A 1 A 2 B 1 B 2 C 1 C 2 D 1 D 2 a 1 a 2 b 1 b 2 c 1 c 2 d 1 d 2   V     I S p e e d F l u x N _ R e f f l u x N V E C T O R C O N T R O L g a 1 a 2 b 1 b 2 c 1 c 2 d 1 d 2 4   p h a s e ( 8   p o l e s ) g + - 4 1 5   V m m I   ( A ) T e   ( N m ) S p e e d   ( R P M ) c u r r e n t T o r q u e s p e e d T r T L A + A - B + B - C + C - D + D - D i s c r e t e T s   =   T s   s . p o w e r g u i S p e e d _ r e f V e c t o r C o n t r o l ( A N N   C o n t r o l ) C o n v e r t e r M e a s S p e e d _ e s t S t e p p e r   m o t o r D a t a   A c q u i s a t i o n     F ig ur e  3. S im ul a ti on dia gr a m  of  s e ns or le s s  pos it io n e s ti m a ti on  f or   a  s te ppe r  m ot or  us in g  ANN   c ont r ol           F ig ur e  4. O ut put  w a ve f or m  of   th e   c ur r e nt  of   th e  s te ppe r  m ot or           F ig ur e  5. O ut put   w a ve f or m s  of  t or que           F ig ur e  6. O ut put  w a ve f or m  of   th e   s pe e d of  t he  s te ppe r  m ot or       4.   C O N C L U S I O N   S ubs e que nt ly ,   a  M a r ty r   c ont r ol le r   is   us e d  f or   e s ti m a ti ng  th e   lo c a ti on  of   a   s te ppe r   m ot or ,   a s   s e e n  by  th e   w a ve f or m s   of   s pe e d,  to r que ,  a nd   c ur r e nt   a bove .  A   la r ge   nu m be r   of   s ubbl oc ks   w e r e   e m pl oye d ,  a s   w e ll   a s   th e   s w it c hi ng  ta bl e   a nd  ve c to r   c ont r ol   bl oc k.  I t  is   us e d  to   b oos t  m ot or   pe r f or m a nc e ,  r e duc e   m ot or   no is e ,  im pr ove   pr oc e s s   a c c ur a c y,  a nd  e xt e nd  m ot or   e ndur a nc e .  W he n  ope r a ti ng  th e   s te ppe r   m ot or ,  it   m a y  f a il   to   f ol lo w   a   pul s e   c om m a nd  w he n  th e   s te ppi ng  r a te   or   in e r ti a l  l oa d  is   to o  hi gh;   th e s e   ty pe s   of   e r r or s   c a n  b e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8814   I nt  J  A dv A ppl  S c i ,  V ol .  14 , N o.  3 ,  S e pt e m be r   20 25 :  702 - 710   708   a voi de d  by  us in g  th e   ANN  c ont r ol ,  w hi c h  is   a ls o  us e d  to   e s ti m a te   th e   r e a l - ti m e   pos it io n  of   th e   s te ppe r   m ot o r   r ot or .  B y  doi ng  s o,  th e   m ot or ' s   ove r a ll   pe r f or m a nc e   a nd  e f f ic ie nc y   c a n   be   im pr ove d .  S te pp e r   m ot or s   a r e   w id e ly   us e d   in   in dus tr ia l  a nd  m a ny   c ons um e r   a ppl ic a ti ons .   A dva nc e d  a ppr oa c he s ,   in c lu di ng  f uz z y   s li di ng  obs e r ve r s ,  S M O ,  A N F I S ,  a nd  f uz z y  lo gi c   c ont r ol ,   a r e   a ll   in c lu de d  in   th e   s ugge s te d  f ut ur e   f r a m e w or k  f or   s e ns or le s s  s pe e d c ont r ol  s y s te m s . T hi s  s e e k s  t o m a xi m iz e  pe r f or m a nc e  w hi le  ke e pi ng c os ts  dow n by boos ti ng  s pe e d c ont r ol  pr e c is io n w it hout  r a is in g phys ic a l  e xpe n s e s .         F U N D I N G  I N F O R M A T I O N     T hi s  r e s e a r c h w a s  f unde d by  T e e g a la  K r is hna  R e ddy E ngi ne e r in g C ol le ge .       A U T H O R  C O N T R I B U T I O N S  S T A T E M E N T     T hi s   jo ur na l  us e s   th e   C ont r ib ut or   R ol e s   T a xonomy  ( C R e di T )   to   r e c ogni z e   in di vi dua l   a ut hor   c ont r ib ut io ns , r e duc e  a ut hor s hi p di s put e s ,  a nd f a c il it a te  c ol la bo r a ti on.      N am e  o f  A u t h or   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   N a ga s r id ha r  A r is e   ✓   ✓   ✓     ✓   ✓   ✓       ✓     ✓   ✓   ✓   T hi r uve e dul a   M a dhu   B a bu   ✓   ✓     ✓   ✓   ✓   ✓       ✓     ✓   ✓   ✓   S r in id hi   G ol la pudi   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   T a r un K um a r  D om m e ti   ✓   ✓   ✓       ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   A bhi s he k K um m a r i   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   M a hi th  S ha m buka r i   ✓       ✓       ✓   ✓   ✓     ✓   ✓   ✓   ✓     C   :    C onc e pt ua l i z a t i on   M   :    M e t hodol ogy   So   :    So f t w a r e   Va   :    Va l i da t i on   Fo   :    Fo r m a l  a na l ys i s   I   :    I nve s t i ga t i on   R   :    R e s our c e s   D   :   D a t a  C ur a t i on   O   :   W r i t i ng  -   O r i gi na l  D r a f t   E   :   W r i t i ng  -   R e vi e w  &   E di t i ng   Vi   :    Vi s ua l i z a t i on   Su   :    Su pe r vi s i on   P   :    P r oj e c t  a dm i ni s t r a t i on   Fu   :    Fu ndi ng a c qui s i t i on         C O N F L I C T  O F  I N T E R E S T  S T A T E M E N T   A ut hor s  s ta te  no c onf li c t  of  i nt e r e s t.       D A T A  A V A I L A B I L I T Y     T he   da ta   th a t  s uppor t  th e   f in di ngs   of   th is   s tu dy  a r e   a va il a bl e   f r om   th e   c or r e s ponding  a ut hor ,  [ NA ] ,   upon  r e a s ona bl e  r e que s t.       R E F E R E N C E S   [ 1]   H .  T a na ka ,  F .  T a t s ut a ,  a nd   S .  N i s hi ka t a ,   “ A   s e n s or l e s s   i ni t i a l   r ot or   pos i t i on  e s t i m a t i on  m e t hod  f or   t w o - pha s e   hybr i d  s t e ppi n g   m ot or s ,”   i n  2013  I nt e r nat i onal   C onf e r e nc e   on  E l e c t r i c al   M ac hi ne s   and  Sy s t e m s ,  I E E E ,  2013,  pp.  734 – 737.     doi :  10.1109/ I C E M S .2013.6754487.   [ 2]   A .  H .  R .  A bba s ,  A .  A bdul a z i z ,  A .  H .  A l a w a di ,  P .  B .   E .  P r a bha ka r ,  S .   K um a r   C ,  a nd  L .  W a dhw a ,  “ A dva nc e m e nt s   i n  s e ns or l e s s   c ont r ol  t e c hni que s  f or  e l e c t r i c  dr i ve s ,”   E 3S W e b of  C onf e r e nc e s , vol . 540, 2024, doi :  10.1051/ e 3s c onf / 202454002010.   [ 3]   P .  R .  K um a r ,  “ P os i t i on  c ont r ol   of   a   s t e ppe r   m ot or   us i ng  L a bV I E W ,”   i n  20 18  3r d  I E E E   I nt e r nat i onal   C onf e r e nc e   on  R e c e nt   T r e nds   i n  E l e c t r oni c s ,  I nf or m at i on  and   C om m uni c at i on  T e c hnol ogy ,  I E E E ,  2018,  pp.  1551 – 1554.    doi :  10.1109/ R T E I C T 42901.2018.9012597.   [ 4]   Y .  A nz a i ,  S .  N i s hi ka t a ,  a nd  F .   T a t s ut a ,  “ S t udi e s   on   a   s e ns or l e s s   i ni t i a l   r ot o r   pos i t i on  e s t i m a t i ng  m e t hod   f o r   hybr i d   s t e ppi ng   m ot or s ,”   i n  2009  I nt e r nat i onal   C onf e r e nc e   on   E l e c t r i c al   M ac hi ne s   and  Sy s t e m s ,   I E E E ,  2009,  pp.  1 – 4.    doi :  10.1109/ I C E M S .2009.5382705.   [ 5]   Y .  L i u,  J .  Z hu,  Z .  W a ng,  a nd  Y .  L i a ng,  “ S t udy  of   r ot or   pos i t i on  e s t i m a t i on   a l gor i t hm   ba s e d  on  ba c k - E M F   vol t a ge   f or   dua l - w i ndi ng  f a ul t - t ol e r a nt   pe r m a ne nt   m a gne t   m ot or ,”   A ut om at i k a ,  vol .  63,  no.  3,  pp.   496 – 510,  2022 ,     doi :  10.1080/ 00051144.2022.2051975.   [ 6]   B . Y . S he n, K . J . C he n, a nd X .  C . G ua n, “ C ont r ol  of  t hr e e - pha s e  s t e ppe r  m ot or   ba s e d on  D S P ,”   A ppl i e d M e c hani c s  and M at e r i al s ,  vol . 738 – 739, pp. 1094 – 1098, 2015, doi :  10.4028/ w w w .s c i e nt i f i c .ne t / a m m .738 - 739.1094.   [ 7]   V .  N .  A nt i pov,  A .  D .  G r oz ov,  a nd  A .  V .  I va nova ,   “ S w i t c he d  r e l uc t a nc e   m ot or   f or   a   t r ol l e ybus   t r a c t i on  a ppl i c a t i on:   de s i gn  a n d   m ode l i ng,”   i n  2020  I nt e r nat i onal   C onf e r e nc e   on  E l e c t r i c al   M ac hi ne s ,  I E E E ,  2020,  pp.  1820 – 1825.     doi :  10.1109/ I C E M 49940.2020.9270914.   [ 8]   K .  K .  R a j a n  a nd  P .  L a t ha ,  “ A da pt i ve   ne ur o  f uz z y  i nf e r e nc e   s ys t e m   ba s e d  s e n s or l e s s   r ot or   pos i t i on  e s t i m a t i on  of   S R M ,”   A R P N   J our nal  of  E ngi ne e r i ng and A ppl i e d Sc i e nc e s , vol . 10, no. 4, pp. 1920 – 1926, 20 15.   [ 9]   J .  A .  M a kw a na ,  P .  A ga r w a l ,  a nd  S .  P .  S r i va s t a va ,  “ A N N   ba s e d  s e n s or l e s s   r ot or   pos i t i on  e s t i m a t i on  f or   t he   s w i t c he d  r e l uc t a nc e   m ot or ,”   i n  2011  N i r m a  U ni v e r s i t y   I nt e r nat i onal   C onf e r e nc e   on  E ngi ne e r i ng ,  I E E E ,  2011,  pp.  1 – 6.    doi :  10.1109/ N U i C onE .2011.6153281.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A dv A ppl  S c i     I S S N :   2252 - 8814       A r ti fi c ia l  ne ur al  ne tw or k  ba s e d s e ns or l e s s  po s it io n e s ti m at io n a nd dir e c t  to r que   …   ( N agas r id har  A r is e )   709   [ 10]   F .  J .   A na yi   a nd  M .  M .  A .   A l   I b r a he e m i ,  “ E s t i m a t i on   of  r ot or   pos i t i on  f o r   pe r m a ne nt   m a gne t   s ync hr onous   m ot or   a t   s t a nds t i l l   us i ng  s e ns or l e s s   vol t a ge   c ont r ol   s c he m e , ”   I E E E / A SM E   T r ans ac t i ons   on  M e c ha t r oni c s ,  vol .  25,  no.  3,  pp.  1612 – 1621,  2020,     doi :  10.1109/ T M E C H .2020.2981193.   [ 11]   N .  P i m kum w ong  a nd  M .  S .  W a ng,  “ O nl i ne   s p e e d  e s t i m a t i on  us i ng  a r t i f i c i a l   ne ur a l   ne t w or k  f or   s pe e d  s e ns or l e s s   di r e c t   t or que   c ont r ol  of  i nduc t i on m ot or  ba s e d on c ons t a nt   V / F   c ont r ol  t e c hni que ,”   E ne r gi e s ,  vol . 11, no. 8, 2018, doi :  10.3390/ e n11082176.   [ 12]   T .  M .  B a bu,  K .  C he nc hi r e ddy,  J .   R ohi ni ,  M .  S .   S uha s ,  D .  A j i t e s h,  a nd  K .  R a hu l ,  “ H i gh  vol t a ge   DC - DC   c onve r t e r   w i t h   s t a nda l one   a ppl i c a t i on,”   I nt e r nat i onal   J our nal   of   A ppl i e d  P ow e r   E ngi ne e r i ng ,  vol .  12,  no.  4,  p.  384,   D e c .  2023,    doi :  10.11591/ i j a pe .v12.i 4.pp384 - 390.   [ 13]   C. - F .  W u  a nd  S . - K .   L i n,  “ A   nove l   s e ns or l e s s   i ni t i a l   r ot or   pos i t i on  e s t i m a t i on  m e t hod  f or   pe r m a ne nt   m a gne t   s ync hr onous   m ot or s ,”   I nt e r nat i onal   J our nal   of   P ow e r   E l e c t r oni c s   and   D r i v e   Sy s t e m s ,  vol .  8,  no.  1,   pp.  156 – 166,  2017 ,     doi :  10.11591/ i j pe ds .v8.i 1.pp156 - 166.   [ 14]   N .  E .   O ua nj l i   e t   al . ,  “ M ode r n  i m pr ove m e nt   t e c hni que s   of   di r e c t   t or que   c ont r ol   f or   i nduc t i on  m ot or   dr i ve s   -   a   r e vi e w ,”   P r ot e c t i on   and C ont r ol  of  M ode r n P ow e r  S y s t e m s , vol . 4, no. 11, 2019, doi :  10.1186/ s 416 01 - 019 - 0125 - 5.   [ 15]   M .  T hi r uve e dul a   a nd  K .  A s oka n,  “ H a r m oni c s   r e duc t i on  i n  vi r t ua l   s ync h r onous   ge ne r a t or   us i ng  f uz z y  l ogi c   c ont r ol l e r ,”   I nt e r nat i onal   J our nal   of   E ngi ne e r i ng  T e c hnol ogy   and  M anage m e nt   S c i e nc e s ,   vol .  8,  no.   1,  pp.  159 – 167,   2024,     doi :  10.46647/ i j e t m s .2024.v08i 01.020.   [ 16]   K .  K .  P r a bha ka r a n  a nd  A .  K a r t hi ke ya n,  “ E l e c t r o m a gne t i c   t or que - ba s e d  m od e l   r e f e r e nc e   a da pt i ve   s ys t e m   s pe e d  e s t i m a t or   f or   s e ns or l e s s   s ur f a c e   m ount   pe r m a ne nt   m a gne t   s ync hr onous   m ot or   dr i ve ,”   I E E E   T r ans ac t i ons   on  I ndus t r i al   E l e c t r oni c s ,  vol .  67,     no. 7, pp. 5936 – 5947, 2020, doi :  10.1109/ T I E .2020.2965499.   [ 17]   G .  Y a o,  Y .   C he ng,   Z .  W a ng,   a nd  Y .   X i a o,  “ S t udy   on  a   s e c ond - or de r   a da pt i v e   s l i di ng - m ode   obs e r ve r   c ont r ol   a l gor i t hm   f or   t he   s e ns or l e s s  pe r m a ne nt  m a gne t  s yn c hr onous  m ot or ,”   P r oc e s s e s , vol . 11, no. 6, 20 23, doi :  10.3390/ pr 11061636.   [ 18]   S . W u, J . Z ha ng, a nd B .  C ha i , “ A da pt i ve  s upe r - t w i s t i ng s l i di ng m od e  obs e r ve r   ba s e d r obus t  b a c ks t e ppi ng  s e n s or l e s s   s pe e d  c ont r ol   f or   I P M S M ,”   I SA  T r ans ac t i ons , vol . 92, pp. 155 – 165, 2019, doi :  10.1016/ j .i s a t r a .2019.02.007.   [ 19]   S .  J .  R i nd,  M .  J a m i l ,  a nd  A .  A m j a d,  “ E l e c t r i c   m ot or s   a nd  s p e e d  s e ns or l e s s   c ont r ol   f or   e l e c t r i c   a nd  hybr i d  e l e c t r i c   ve hi c l e s :   a  r e vi e w ,”   i n  2018  53 r d  I nt e r nat i onal   U ni v e r s i t i e s   P ow e r   E ngi ne e r i ng  C onf e r e nc e ,   I E E E ,  2018,  pp.  1 – 6.     doi :  10.1109/ U P E C .2018.8541871.   [ 20]   N .  M .  T om y  a nd  J .   F r a nc i s ,  “ F i e l d  or i e nt e d  s e ns or l e s s   pos i t i on  c ont r ol   of   a   hy br i d  s t e ppe r   m ot or   w i t h   e xt e nde d  K a l m a n  f i l t e r ,”   i n   2016 10t h I nt e r nat i onal  C onf e r e nc e  on I nt e l l i ge nt  Sy s t e m s  and C ont r ol , I E E E ,  2016, pp. 1 – 5. doi :  10.1109/ I S C O .2016.7727056.   [ 21]   T .  D .  H oa ng,  A .  D a s ,  S .  K oe ke ba kk e r ,  a nd  S .  W e i l a nd,  “ S e ns or l e s s   f i e l d - or i e nt e d  e s t i m a t i on  of   hybr i d  s t e ppe r   m ot or s   i n  hi gh - pe r f or m a nc e   pa pe r   ha ndl i ng,”   i n  2019  I E E E   C onf e r e nc e   on  C ont r ol   T e c hnol ogy   and  A ppl i c at i ons ,  I E E E ,   2019,  pp.  252 – 257.    doi :  10.1109/ C C T A .2019.8920549.   [ 22]   D .  F a n,  M .  B ol de r m a n,  S .  K oe ke ba kke r ,  H .  B ut l e r ,  a nd  M .  L a z a r ,  “ P hys i c s – gui de d  ne ur a l   ne t w or ks   f or   i nve r s i on – ba s e d   f e e df or w a r d  c ont r ol   a ppl i e d  t o  hybr i d  s t e ppe r   m ot or s *,”   i n  2023  I E E E   C onf e r e nc e   on  C ont r ol   T e c hnol ogy   and  A ppl i c at i ons ,  I E E E , 2023, pp. 1153 – 1158. doi :  10.1109/ C C T A 54093.2023.10252460.   [ 23]   N .  A r i s e ,  V .  B hoom i ka ,   N .  A .  R e ddy,  S .  H a r i ka ,  a nd   A .  K ou s hi k,  “ P ow e r   g e ne r a t i on  of   w i nd - PV - ba t t e r y  ba s e d   hybr i d  e ne r gy   s ys t e m   f or   s t a nda l one   a c   m i c r ogr i d  a ppl i c a t i ons ,”   i n  2023  5t h  I nt e r nat i onal   C onf e r e nc e   on  Sm ar t   S y s t e m s   and  I nv e nt i v e   T e c hnol ogy , I E E E , 2023, pp. 261 – 266. do i :  10.1109/ I C S S I T 55814.2023.10060 963.   [ 24]   I .  M e s s a i f ,  E .  M .  B e r kouk,  a nd   N .  S a a di a ,  “ S e ns or - l e s s   D T C   of   i nduc t i on  m o t or   us i ng  i m pr ove d  ne ur a l   ne t w or k  s w i t c hi ng  s t a t e   s e l e c t or  c ont r ol l e r ,”   A r c hi v e s  of  C ont r ol  Sc i e nc e s , vol . 20, no. 4, pp. 435 – 456,  2010, doi :  10.2478/ v10170 - 010 - 0025 - 4.   [ 25]   X . D .   T or o, S . C a l l s , M .  G . J a yne , P . A . W i t t i ng, A . A r i a s , a nd J . L .  R om e r a l , “ D i r e c t  t or que  c ont r ol  of  a n i nduc t i on m ot or  us i ng a   t hr e e - l e ve l   i nve r t e r   a nd  f uz z y  l ogi c , ”   I E E E   I nt e r nat i onal   Sy m pos i um   on   I ndus t r i al   E l e c t r oni c s ,  vol .   2,  pp.  923 – 927,   2004 ,     doi :  10.1109/ I S I E .2004.1571937.       B I O G R A P H I E S  O F  A U T H O R S       Nagasridhar  Arise          received  the  B.Tech.  and  M.Tech.  from  JNTU  Hyderabad,   India,  in  2007  and  2012 ,   respectively.   He  is  presently   working   as  a n  Assistant  Professor  in   Teegala   Krishna  Reddy  Engineering  Colleg e,  Hyderabad,  India.   He  ha s  worked  as  an   Assistant  Professor  in  Praveenya  Institute   of  Marine  Engineering   and  Maritime  Studies   College,  Vizag,  India.  He  has  11  years   of  experie nce  teachin g   and  3  y ears  of  experie nce  in  the   industry.  His  area  of  interest   includes  power  systems,   power  qual ity,  and  hybrid  energy   systems.  He  has  presented  technical  papers  in  various  national  and   in ternational  journals  and  conferences. H e can be con tacted at  email:  sridhar01 06@ gmail.co m .         Thiruveedula  Madhu  Babu           received  B.Tech .   from  JNTU   Hyder abad,  India,  in  2010  and  M.Tech .   from  NIT  Calicut  in  2013 ,   respectively,  and  pursui ng  a  Ph.D.  at   Annamalai   University,  India.  He  is   presently  working   as  an   assistant  professo r  and  HOD  in   Teegala   Krishna  Reddy  Engineering  College,  Hyderabad,  India .   He  has   presented  technical  papers  in   various  national  and  international  journals   and  conferences.  He   can   be  contacted  at  email:   madhumk448@gmail.com .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8814   I nt  J  A dv A ppl  S c i ,  V ol .  14 , N o.  3 ,  S e pt e m be r   20 25 :  702 - 710   710     Srinidhi  Gollapudi           is  presently  a  UG  student  in  Electrical   a nd  Electronics   Engineering  at   Teegala   Krishna  R eddy   Engineering  College,   Hyder abad,  Telangana,  India.   She  has  presented  technical  papers  at  various  internationa l  confere nc es .  Her  areas  of  interest   include  power  electroni cs,  power   quality,  and   multilevel  inverters .   She  developed   a  single - phase  inverter  at  Teegala   Krishna  Reddy   Engineering  College,   Hyderabad.  She  can  be   contacted  at email : srini dhimegh ana677@ gmail.co m .         Tarun  Kumar  Dommeti           is  presently  a  UG  student  in  Electrical  a nd  Electronics   Engineering  at   Teegala  Krishna  Reddy  Engineering  College,  Hy derabad,  India.  He  has   presented  technical  papers  at  various  national   and  international  co nferences.  His  areas  of   interest  include  power  electroni cs,  power  quality,  and  multilevel   inverters .  He  can  be   contact ed   at email : tarunk umar.dom meti@ gmail.co m .         Abhishek   Kummari           is  presently  a  UG  student  in   Electrical  a nd  Electronics  Engineering  at   Teegala  Krishna  Reddy  Engineering  College,  Hy derabad,  India.  He  has   presented  technical  papers  at  various  national   and  international  co nferences.  His  areas  of   interest  include  power  electronics,  power  quality ,   and  multilevel   inverters .   He  can  be   contacted  at email :  abhi1711 2003@ gmail.co m .         Mahith  Shambukari           is  presently  a  UG  student  in  Electrical  and  Electronics   Engineering  at   Teegala  Krishna  Reddy  Engineering  College,  Hy derabad,  India.  He  has   presented  technical  papers  in  various   national  and   internationa l  c onferen ces .  His  area  of   interest  includes  power  electroni cs,  power  quality ,  and  multileve l  inverters .   He  can  be  contacted  at email : Mahit h1314@ gmail.co m .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.