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 .   4 Dec em b er   20 25 ,   p p .   2 2 4 3 ~ 2 2 5 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 4 . p p 2 2 4 3 - 2 2 5 6           2243       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij p e d s . ia esco r e. co m   ANN  ba sed  speed  contro l of s witch ed reluc tance mo t o r using   M ATL AB - inte rfa ced DS co n trolle r       Vee na   Wils o n 1 ,2 L a t ha   P a din j a re da t h G o v ind a n 1   ¹S c h o o l   o f   E n g i n e e r i n g ,   C o c h i n   U n i v e r si t y   o f   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   K o c h i ,   K e r a l a ,   I n d i a       ²D 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 e d e r a l   I n st i t u t e   o f   S c i e n c e   a n d   Te c h n o l o g y ,   Er n a k u l a m,  I n d i a             Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   1 2 ,   2 0 2 5   R ev is ed   Sep   1 3 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Oct  2 ,   2 0 2 5       T h e   s wi tc h e d   re l u c ta n c e   m o t o ( S RM is   g a i n i n g   s i g n i fi c a n c e   a s   a   c o m p e ti ti v e   m o t o i n   i n d u s tr ies   d u e   t o   it p r o m i n e n t   fe a t u re s u c h   a a b se n c e   o f   ra re - e a r t h   e lem e n t s,   s tr o n g   fa u l t o lera n c e ,   a n d   c o m p e t i ti v e   e ff ici e n c y .   T h is   p a p e r   p re s e n ts  a   c o m p re h e n si v e   fra m e w o r k   t o   a   n o v e a n d   sim p l if ie d   h a r d wa re   im p l e m e n ta t i o n   o f   S RM   d r i v e ,   a c c o m p a n ie d   b y   a   s te p w ise   p r o c e d u re   to   d e v e l o p   t h e   c o n t r o l   p r o c e ss   t h a t   i n c l u d e s   s y s tem   m o d e ll i n g   w it h   sim u la t i o n   a n a l y s is   a n d   e x p e r i m e n tal   v a li d a t i o n ,   u se f u l   f o r   t h e   n o v ice   re se a r c h e rs .   A   p re c ise   h a r d wa r e   c o n tr o l   e n v i r o n m e n t   is   i n tr o d u c e d ,   b y   in te g ra t i n g   M A T LAB / S im u li n k   p lat f o rm   w it h   d i g i tal   si g n a p r o c e s so r   ( D S P )   m icr o c o n tr o ll e r   -   TM S 3 2 0 F 2 8 0 0 4 9 C ,   w h ic h   m i n imi z e t h e   c o m p le x i ti e o f   tra d it i o n a l   c o n tr o ll e c o d i n g .   T h e   p a p e r   p r o v i d e s   a n   i n - d e p t h   e x p l a n a ti o n   o f   d e p lo y m e n t   o f   a r ti fic ia l   n e u ra l   n e tw o r k   (AN N )   s p e e d   c o n tr o l   b l o c k ,   o ff e r i n g   v a l u a b le   i n s ig h ts   i n t o   t h e   p ra c ti c a l   a s p e c ts   o f   AN N - b a se d   c o n tr o l   i n   M A TL A B.   T h e   p a p e r   a ls o   c o m p a re s   c l o se d - l o o p   s p e e d   c o n t ro l   u s i n g   p r o p o rt i o n a l - i n te g ra (P I)   a n d   AN c o n tr o in   S R M ,   a n d   t h e   re s u lt d e m o n s tra te   a c c u ra te   a n d   a d a p ti v e   p e r f o rm a n c e   o f   AN N   c o n tr o l   f o v a ria b le   sp e e d -   l o a d   c o n d i ti o n s .   K ey w o r d s :   Ar tific ial  n eu r al  n etwo r k   Har d war im p lem en tatio n   PI  co n tr o ller   Sp ee d   co n tr o   Switch ed   r elu ctan ce   m o to r   T MS3 2 0 F2 8 0 0 4 9 C   Mic r o co n tr o ller   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 :   Vee n W ils o n     Sch o o l o f   E n g in ee r in g ,   C o c h in   Un iv er s ity   o f   Scien ce   &   T ec h n o lo g y   Ko ch i,  Ker ala,   I n d ia   E m ail: v ee n awilso n @ cu s at. ac . in         1.   I NT RO D UCT I O   Switch ed   r elu ctan ce   m o to r s   ( SR Ms)   ar witn ess in g   g r o win g   p o p u lar it y   o v er   th p ast  d ec ad es  o win g   to   th u n iq u p r o p er ties   o f   th e s m ac h in es,  wh ich   alig n   well   with   th g r o win g   d em an d   f o r   ef f icien t,  r eliab le,   an d   s u s tain ab le  elec tr ic   m o to r s   ac r o s s   v ar io u s   i n d u s tr ies.  SR Ms  f ea tu r a   s im p le,   r u g g e d   s tr u ctu r a n d   ex h ib it   ex ce llen f au lt  to le r an ce   m ak i n g   th em   h ig h ly   r eliab le   an d   d u r ab le,   wh ic h   is   cr u cial   f o r   m an y   in d u s tr ial  an d   au to m o tiv ap p licatio n s   [ 1 ] .   W h ile  tr ad itio n al  p er m an en m ag n et  s y n ch r o n o u s   m o to r s   ( PMSMs)  h av to   r ely   o n   r ar ea r t h   m ater ials ,   SR Ms   o p er ate  with o u th ese  m ag n ets  [ 2 ] .   T h ab ilit y   o f   SR Ms  to   p er f o r m   ef f icien tly   o v er   wid r an g o f   s p ee d s   m ak es  th em   id ea f o r   u s in   elec tr ic  v eh icles  an d   in d u s tr ies  r eq u ir in g   v ar iab le - s p ee d   m o t o r s   [ 3 ] .   I ts   h ig h   to r q u d en s ity   an d   e f f icie n cy   alig n   with   th p u s h   to war d s   s u s tain ab le  tr an s p o r tatio n .   As  is s u es  lik v ib r atio n   a n d   ac o u s tic  n o is ar g r ad u ally   m itig ated   th r o u g h   ad v an ce d   co n t r o l   tech n iq u es,  SR Ms  ar b ec o m in g   m o r v ia b le  f o r   b r o ad e r   ap p licatio n s   [ 4 ] .   T h SR M’ s   alig n m en with   th e   d em an d s   o f   m o d e r n   in d u s tr ies  v iz.   co s t - ef f ec tiv en ess ,   en v ir o n m en tal  s u s tain ab ilit y ,   an d   ad v an ce d   c o n tr o l   ca p ab ilit ies,  m ak es it a   cr itical  tech n o lo g y   in   t h ev o l v in g   la n d s ca p o f   elec tr ic  m o to r s .   Var io u s   co n tr o s tr ateg ies  h a v b ee n   in v esti g ated   f o r   p er f o r m an ce   im p r o v ed   im p lem e n tatio n   o f   SR M,   in clu d in g   f u zz y   co n tr o [ 5 ] ,   f i n ite - tim p r o p o r tio n al   co n tr o [ 6 ] ,   im p r o v ed   d y n a m ics  PI  co n tr o [ 7 ] ,   ad ap tiv s u p er v is o r y   s elf - lear n in g   co n tr o [ 8 ] ,   f ee d f o r war d - tr ain ed   ANN  co n tr o [ 9 ] ,   d ig it al  co n tr o [ 1 0 ] ,   an d   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 .   4 Dec em b er   20 25 :   2243 - 2 2 5 6   2244   r o b u s s p ee d   c o n tr o l [ 1 1 ] .   Ho wev er ,   th ese  s tu d ies  o f f e r   o n l y   p ar tial  tr an s ien p e r f o r m an c im p r o v e m en ts   with   co m p lex   im p lem en tatio n   p r o c ed u r es p r o v id in g   o n l y   lim ited   in s ig h ts   in to   h ar d war e   im p lem en tatio n   asp ec ts .     T h d ev elo p m en h is to r y   o f   h ar d war c o n tr o ller s   f o r   SR Ms  h as  s p an n ed   s ev er al  d ec a d es  an d   h as   u tili ze d   v ar iety   o f   p latf o r m s ,   s u ch   as  p r o g r am m ab le  l o g ic  co n tr o ller s   ( PLCs )   [ 1 2 ] ,   f ield - p r o g r a m m ab le  g ate  ar r ay s   ( FP GAs)  [ 1 3 ] ,   a n d   s p e cialize d   m icr o co n t r o ller - b ase d   p latf o r m s   lik STM 3 2   [ 1 4 ] ,   [ 1 5 ]   an d   T MS3 2 0   [ 1 0 ] .   I n   th is   ev o lu tio n ,   th T e x as  I n s tr u m en ts   T MS3 2 0   s er ies  o f   d ig ital  s ig n al  p r o ce s s o r s   ( DSP s )   co n tin u ed   to   ev o lv e   as  th b est  co n tr o ller s   th at  o f f e r   f ea t u r es  lik ad v an ce d   PW co n tr o l,  r ea l - tim p r o ce s s in g   an d   h ig h - s p ee d   f ee d b ac k   lo o p s ,   wh ich   ar cr u cial  f o r   im p lem en tin g   f in e - g r ain e d   co n tr o s tr ateg ies.  T h ey   h a v p r o v e d   its   ef f icien cy   in   d esig n in g   ef f ec tiv p r o p o r tio n al - in teg r al  ( PI)   ty p co n tr o ller s   an d   Mo d el  Pre d ictiv e   C o n tr o ller s   f o r   p h o to v o ltaic  s y s tem s   an d   p o wer   elec tr o n ic  co n v er ter s   [ 1 6 ] ,   [ 1 7 ] .   I t   h as  b ee n   p r o v en   ef f icien t   f o r   ANN - b ased   co n tr o o f   f iv e - lev el  in v e r ter s   wh ich   en s u r s elec tiv h ar m o n ic  elim in at io n   [ 1 8 ] .   T I   C 2 0 0 0   DSPs   o f f er   p r ac tical  a n d   s i m p le  co n tr o d esig n   f o r   DC   m o to r s   [ 1 9 ] .   T h e   C 2 0 0 0   T MS3 2 0 F2 8 3 8 8 h as  b ee n   u s ed   to   d ev el o p   c o n tr o p latf o r m   f o r   p a r am eter   esti m atio n   m eth o d   in   in d u ctio n   m o to r s   ( I Ms)   [ 2 0 ] .       Alt h o u g h   th u s e   o f   D SP   m ic r o c o n t r o lle r s   h as   b ee n   wi d el y   a d o p te d   i n   r es ea r c h   an d   wel l d i s cu s s ed   i n   th e   l ite r a tu r e ,   t h e y   c o m e   wit h   l o t   o f   co m p li ca t e d   al g o r i th m s   a n d   c o d es  f o r   t h im p l em en t ati o n ,   w h ic h   c an   b e   tim e - co n s u m in g   a n d   c h al le n g i n g   t o   i m p le m e n t ,   p a r ti cu la r l y   f o r   r es ea r c h e r s   u n f am i lia r   wi th   th c o d i n g   en v i r o n m e n t   [ 1 0 ] .   I n   t h is   c o n t ex t ,   u s in g   T I   C 2 0 0 0   DSPs   wi t h   MA T L AB   o f f e r s   p r a cti ca l   way   t o   t u r n   m o d els   in t o   h a r d w ar e,   li n k in g   ac a d e m ic  r ese a r c h ,   e m b ed d ed   s y s te m   d esi g n ,   a n d   r ea l - wo r l d   ap p l ic a tio n s   [ 2 1 ] .   T h u s o f   MA T L AB / S im u li n k   E m b e d d e d   C o d e r   t o o ls ,   wit h o u t   m a n u al   co d i n g ,   o f f er s   tim e   an d   c o s t   ef f i cie n c y ,   ac c ele r a tes   e x e c u ti o n ,   a n d   is   h i g h l y   ef f e cti v e   f o r   b o th   r ese ar ch   a n d   in d u s t r i al  c o n tr o l   a p p li ca t io n s   [ 2 2 ] .   T h e   E m b e d d e d   C o d e r   g e n e r at es  t h c o d au to m a tic all y ,   r e d u ci n g   th ti m e   n ee d e d   f o r   s o lv in g   th p r o b le m s   o f   l o n g   d e v e lo p m e n t   c y c les   a n d   c o m p lic ate d   p r o g r am m i n g   f o r   tr a d i ti o n al   e m b e d d e d   s y s t em   d esi g n .   M AT L AB   Sim u li n k   e n v ir o n m e n t   c an   als o   b e   u s ed   f o r   r e al - ti m e   s i m u l ati o n   o f   p o w er   ele ct r o n i c   s y s t em s   [ 2 3 ] ,   [ 2 4 ] .   T h im p le m e n t ati o n   o f   th cl o s e d - lo o p   v /f   c o n t r o al g o r i th m   o f   I i n   r ea t im u s i n g   MA T L AB / Si m u li n k   E m b e d d e d   C o d e r   wi th   T M S3 2 0 F 2 8 3 3 5   DSP   p r o v es   t h ac c ess i b il it y   a n d   co s t - ef f e cti v e n ess   o f   D SP   p r o g r a m m i n g   f o r   b r o a d e r   r a n g e   o f   u s e r s   [ 2 1 ] .   W h ile   T I   C 2 0 0 0   DSPs ,   s u c h   as  th T MS 3 2 0 F 2 8 0 0 4 9 C ,   o f f er   s i g n if ica n t   p o te n ti al ,   t h li te r at u r e   p r o v i d es   li m i te d   s tr u c tu r ed   g u id a n ce   f o r   th ei r   u s i n   SR M   o p e r a ti o n s .   T h is   g a p   m a k es   r ea l - ti m e   d e p l o y m e n t   ch all en g i n g   f o r   n o v i ce   r es ea r c h e r s .   T h e   e x is t in g   SR co n t r o s tu d i es  o f te n   lac k   c o m p r e h e n s i v e   s o lu ti o n s   t h at   ad d r ess   b o t h   im p r o v ed   t r a n s i e n r esp o n s e   a n d   p r ac tic al  h ar d war i m p le m en tati o n .   F u r t h e r m o r e ,   th e r a r n o   p r io r   w o r k s   p r es en ti n g   a   MA T L AB - i n te g r a te d   DSP - b ase d   m et h o d o lo g y   wi th   a   cl ea r ,   s te p - by - s te p   h a r d wa r e   im p le m e n t ati o n   o f   SR M .   C o m p ar ati v e v a lu ati o n s   o f   P I   an d   A NN  co n t r o ll er s   als o   r e m ai n   in s u f f ici e n tl y   ex p l o r e d ,   p a r ti cu la r l y   co n ce r n i n g   r e al - ti m e   p er f o r m a n ce   a n d   ea s e   o f   i m p le m e n ta ti o n .   T h u s th e   p r o p o s e d   wo r k   is   a n   att em p t   t o   a d d r ess   t h e   a b o v is s u es  w it h   t h f o ll o wi n g   m a jo r   c o n tr ib u t io n s :   i )   d etai le d   s te p - by - s te p   h a r d wa r e   im p l em en tat io n   m et h o d o l o g y   f o r   SR M,   ai m e d   a t   s i m p li f y i n g   d ep lo y m e n t   f o r   n o v ice   r esea r c h er s   ii)   A   s i m p lif ie d   MA T L AB / Si m u li n k   b as ed   i m p le m e n t ati o n   o f   h a r d wa r e   c o n t r o l,   el im in ati n g   t h n e e d   f o r   co m p le x   DSP   co d i n g a n d   iii)   An   ef f i cie n t   ANN   c o n t r o l   t o p o lo g y   a n d   its   h a r d wa r e   i m p le m e n t ati o n   d e m o n s tr ati n g   i m p r o v e d   t r a n s i en t   p e r f o r m a n c e   co m p a r e d   wit h   th P I   c o n t r o lle r s .   T h o r g a n izatio n   o f   th wo r k   is   as  o u tlin ed i)   Se ctio n   2   ex p lain s   th f u n ctio n in g   o f   th SR d r iv e   alo n g   with   th b u ild in g   o f   a   MA T L AB   m o d el  u s in g   f in i te  elem en an aly s is   ( FEA) ii)   T h wo r k i n g   o f     SR with   MA T L AB - in ter f ac ed   m icr o c o n tr o ller   is   p r esen ted   in   s ec tio n   3 iii)   T h f o u r th   s ec tio n   f o cu s es    o n   th e   im p lem e n tatio n   o f   th s p ee d   co n t r o ller   u s in g   ANN iv )   W h ile  s ec tio n   5   r ep o r ts   e x p er im en tal   r esu lts   an d   ev alu atio n an d   v )   L astl y ,   th f in al  co n clu s io n   o f f er s   s u m m ar y   o f   f i n d in g s   an d   o b s er v atio n s   p r esen ted   in   th p ap e r .       2.     SRM   DR I VE   SYS T E M   AN SI M UL A T I O A NAL YSI S   S R M s   a r e   d e s i g n e d   w i t h   a   s i m p l e   c o n s t r u c t i o n ,   f e a t u r i n g   p r o j e c t e d   s t at o r   a n d   r o t o r   p o l e s .   A m o n g   t h e   m a n y   c o n v e r t e r   t o p o l o g i es   e x p l o r e d ,   t h e   as y m m e t r i h a l f   b r i d g e   c o n v e r t e r   p r o v e d   t o   b t h e   m o s p r e v a l e n p o w e r   co n v er ter   f o r   S R M   d r iv e s   [ 2 5 ] - [ 2 7 ] .   D i f f e r e n t   p h a s es   o f   SR M   a r e   e x c it e d   i n   s eq u e n t i a l   m a n n e r   t o   d e v e l o p   a   c o n t i n u o u s   t o r q u e   i n   t h e   m o t o r .   F i g u r e   1   p r o v i d e s   a n   i l l u s t r a ti o n   o f   t h e   e n t i r e   h a r d w a r e   s e t u p .   T h a s y m m e t r i c   h a l f - b r i d g e   c o n v e r t e r   r e c e i v e s   g a t e   p u l s e s   f r o m   t h e   c o n t r o l l e r   a n d   a c c o r d i n g   t o   t h e   r o t o r   p o s i t i o n   a c q u i r e d   f r o m   q u a d r a t u r e   e n co d e r   p u l s e   ( Q E P )   e n c o d e r ,   t h e   c o n v e r t e r   e x c it e s   t h e   p h as es  o f   t h e   m o t o r   i n   a   s e q u e n t i al   m a n n e r .   T h e   m o t o r   is   c o u p l e d   w it h   a   l o a d i n g   s y s t em   e q u i p p e d   w i t h   a   s p r i n g   b a la n c e   a r r a n g e m e n t .   s im u latio n   an aly s is   o f   SR u n d er   s tu d y   is   co n d u cted   f o r   an al y zin g   th c o n d u ctio n   win d o w   co r r esp o n d in g   to   th m a x im u m   to r q u as  well  as  th ap p r o x im ate  an d   I   g ain .   T h s im u latio n   m o d el  is   d ev elo p e d   with   an   elec tr ical  b lo ck ,   m ec h an ical  b lo c k ,   PI  co n tr o ller   b lo ck   as  well  as  v o lta g s ig n al  g en er atio n   b lo ck .   T h elec tr ical  b lo ck   is   m o d elled   u s in g   ( 1 ) - ( 3 )   [ 1 0 ] ,   [ 2 5 ] :     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       A N N   b a s ed   s p ee d   co n tr o l o s w itch ed   r elu cta n ce   mo to r   u s in g   MATLAB - in terf a ce d     ( V ee n a   Wil s o n )   2245   =  +  ( , )    ( 1 )     ( , ) = (    ) 0    ( 2 )     = ( , ) ( , )   ( 3 )     w h er , ,   ,   an d     co r r esp o n d   to   p h ase -   cu r r en t,  v o ltag e,   r esis tan ce ,   in d u ctan ce   a n d   f lu x   lin k a g o f   ea ch   p h ase  an d     r ep r esen ts   r o to r   p o s itio n .   Me ch an ical  b lo ck   o f   th SR is   m o d elled   u s in g   th ( 4 ) .     =   +  +     ( 4 )     Her e,   J,   B ω , T a n d   T e r ep r e s en th r o tatio n al  i n er tia,   v is co u s   f r ictio n ,   s p ee d ,   l o ad   a n d   d ev elo p ed   to r q u r esp ec tiv ely .   FEA  o f   t h m ac h in e   u n d er   s tu d y   is   p e r f o r m e d   to   d eter m in e   in d u ctan ce   an d   to r q u a n d   p r o f iles   f o r   d if f er en r o t o r   p o s itio n s   an d   cu r r en t,  an d   ar e   u s ed   f o r   m o d ellin g   th SR M.   B lo ck   d iag r am   r ep r esen tatio n   o f   t h SR f o r   s im u latio n   in   MA T L AB   en v ir o n m en is   as  g iv en   b y   Fig u r e   2 ( a) .   Fig u r es  2 ( b )   an d   2 ( c)   illu s tr ates  3 D   p lo o f   th e   L - p r o f ile  s h o win g   u n al ig n ed   /alig n e d   in d u ctan ce   v al u es  ( L u /L a )   an d   2 to r q u e   p lo t   r esp ec tiv ely .   Fro m   to r q u p r o f ile,   it  is   in f er r e d   th at  t h m a x im u m   to r q u g en er atio n   h ap p en s   in   th co n d u ctio n   win d o o f   3 ° - 21 ° . T h P   an d   I   g ain   v alu es  a r co n f ig u r ed   u s in g   iter ativ m et h o d   an d   is   f o u n d   to   b e   0 . 0 0 8 5   an d   0 . 0 8 5   r esp e ctiv ely .   I n   SR d r iv es,   th c o m m o n l y   u s ed   h y s ter esis   co n tr o ca u s es  v a r iab le   s witch in g   f r eq u en cy   is s u es  th at  h in d er   d ig ital  d e p lo y m e n t,  b u t   ap p l y in g   PI  co n tr o ller s   with   s in g le - p u ls e   co n tr o r ed u ce s   th f r eq u en cy   to   its   f u n d am en tal  v alu e,   ac h iev in g   lo wer   cu r r en r ip p le  an d   im p r o v ed   to r q u e - p er - am p e r [ 1 0 ] ,   [ 2 8 ] .   Her e,   t h m ac h i n s p ee d   is   r eg u lated   b y   v ar y in g   th t u r n   o n   an g le  with   th h el p   o f   a   PI  co n tr o ller   wh ich   is   o n o f   th s im p lest   an d   m o s co m m o n ly   u s ed   co n tr o s tr ateg ies  in   SR s p ee d   co n tr o l.   Acc u r ate  en er g izatio n   o f   th SR at   s p ec if ic  an g les  is   n e ce s s ar y   to   en s u r th r eq u ir ed   to r q u p r o d u ctio n   u n d er   t h in ten d e d   lo ad   co n d itio n s   [ 2 9 ] .           Fig u r 1 .   I ll u s tr atio n   o f   t h d e v elo p ed   SR d r iv s y s tem       Vo ltag p u ls es  ar e   g e n er ated   u s in g   th e   MA T L AB   f u n cti o n   b lo ck .   Fig u r e s   3 ( a )   a n d   3 ( b )   d ep ict  th e   s p ee d   co n tr o f o r   d if f er e n test   s p ee d s   ( 5 0 0 ,   8 0 0 ,   600 ,   a n d   7 0 0   r p m )   at  test   tim in s tan ts   ( 0 ,   4 0 ,   60 ,   an d     8 0   s ec o n d s ,   r esp ec tiv ely )   a n d   th c o r r esp o n d in g   tu r n - on   a n g le  v a r iatio n   at   n o   lo a d   co n d itio n   with   t h PI   co n tr o ller .   T h m o d el  is   s i m u lated   with   lo ad   o f   1 . 8   Nm ,   an d   Fig u r es   4 ( a)   an d   4 ( b )   r ep r esen th e   co r r esp o n d in g   p h ase  cu r r en t,  v o ltag e ,   an d   in d u ctan ce   p r o f il es  at  8 0 0   r p m   an d   av er a g to r q u wav ef o r m   f o r   th ab o v s p ee d s ,   r esp ec tiv ely .   T h o u tco m es  o f   t h s im u latio n   co n f ir m   th r o b u s tn ess   o f   th co n tr o ller ,     m ain tain in g   ac cu r ate   s p ee d   tr ac k in g   a n d   s tab le  to r q u e   p r o d u ctio n   with   ad a p tiv t u r n - on   an g le  ad j u s tm en u n d er   d y n a m ic  co n d itio n s .   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 .   4 Dec em b er   20 25 :   2243 - 2 2 5 6   2246     ( a)       ( b )   ( c)     F i g u r e   2 .   S i m u la t i o n   m o d e l   a n d   c h a r a c t e r is t i c   o f   S R M :   ( a )   b lo c k   d i a g r a m ,   ( b )   L - θ   p r o f i l e ,   an d   ( c )   T e -   i -   θ   p r o f i l e           ( a)   ( b )     Fig u r 3 .   Sp ee d   r eg u latio n   ch a r ac ter is tics   o f   SR u n d er   n o - l o ad   co n d itio n   u s in g   PI  co n t r o l ler :     ( a)   clo s ed   lo o p   s p ee d   r esp o n s e   an d   ( b )   tu r n   o n   an g le  v ar iatio n   f o r   test   s p ee d s           ( a)   ( b )     Fig u r 4 .   E lectr ical  a n d   to r q u e   ch ar ac ter is tics   o f   th SR M:  ( a)   p h ase  v o lta g e,   cu r r en t,  a n d   i n d u ctan ce   wav ef o r m s   at  8 0 0   r p m   an d   ( b )   a v er ag d ev elo p e d   to r q u o f   1 . 8   Nm   at  s p ec if ied   test   co n d it io n 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       A N N   b a s ed   s p ee d   co n tr o l o s w itch ed   r elu cta n ce   mo to r   u s in g   MATLAB - in terf a ce d     ( V ee n a   Wil s o n )   2247   3.   I M P L E M E NT A T I O O F   M AT L A B   I N T E G R AT E DSP  CO NT RO L   T h co m b in atio n   o f   h ig h   p er f o r m an ce ,   in teg r ated   f ea tu r es,  d ev elo p m e n to o ls ,   an d   r elia b ilit y   m ak es   T ex as  I n s tr u m en ts   (TI)  m icr o co n tr o ller s   an   ex ce llen ch o ic f o r   SR s p ee d   co n tr o [ 3 0 ] .   T h co n tr o lo g ic   p r o d u cin g   th g ate  p u ls es  is   im p lem en ted   u s in g   t h T I   m ic r o co n tr o ller   T MS3 2 0 F2 8 0 0 4 9 C ,   in teg r ated   with   MA T L AB   [ 3 1 ] - [ 3 3 ] .   T h p r o ce s s   o f   co n v e r tin g   MA T L AB /Si m u lin k   m o d els  in to   ex ec u tab le  p r o g r am s   f o r   m icr o co n tr o ller s   in v o lv es  s ev er al  s tag es,  wh ich   u tili ze   to o ls   lik MA T L AB ,   Simu lin k ,   a n d   E m b ed d e d   C o d er ,   in teg r atin g   with   d ev elo p m en en v ir o n m en ts   s u ch   as  C o d C o m p o s er   Stu d io   an d   C o n tr o SUI T E .   T h e   im p lem en tatio n   o f   th c o n tr o l   lo g ic  in   th h ar d war s etu p   i s   d is p lay ed   in   s eq u en tial  m an n er   as  s h o wn   in   Fig u r 5 .   On ce   it  is   en s u r ed   t h at  th ab o v s o f twar p ac k a g es  an d   s u p p o r ts   ar in s talled ,   th en   th h ar d war e   im p lem en tatio n   o f   SR is   in it iated   with   th f o llo win g   s tag es .           Fig u r 5 .   MA T L AB   in ter f ac in g   with   DSP co n tr o ller       3 . 1 .     P uls g ener a t io n c o ntr o l lo g ic   I n itially ,   s im p le  co n tr o lo g i is   d ev elo p ed   s ettin g   a   r am p   s ig n al  in s tead   o f   r o to r   p o s itio n   an d   th e   p u ls es  ar g en er ated   as  g iv en   b y   Fig u r 6 ( a ) .   GPI b lo ck s   av ailab le  in   th C 2 0 0 0   m icr o c o n tr o ller   b lo c k   s ets  ar u s ed   to   o u tp u f o u r   g ate  p u ls es  r ep r esen tin g   f o u r   p h ases   to   th r esp ec tiv p in s   o f   th m icr o co n tr o ller .   I n   th n ex s tag e,   QE s en s o r   with   4 0 9 6   p p r   r eso lu tio n   is   u s ed   f o r   p o s itio n   s en s in g .   I h as  two   q u a d r atu r e   ch an n el  p u ls es  ( &   B ) ,   p r o d u cin g   1 0 2 4   p u ls es  p er   r ev o lu t io n   an d   q u ad r atu r in d ex   p u ls wh ich   in d icate s   th r ef er e n ce   p o in o f   th en co d er   f o r   d etec tin g   c o m p le te  r ev o lu tio n .   T h e   q u a d r atu r e   an d   in d ex   p u ls es   o b tain ed   f r o m   t h QE P e n co d er   ar as p r esen ted   i n   Fig u r 6 ( b ) .       ( a)     ( b )       Fig u r 6 .   Pu ls s ig n al  g e n er ati o n   an d   en co d er   f ee d b ac k   u s ed   in   SR co n tr o l :   ( a)   MA T L A B   p u ls g en er atio n   b lo ck s   an d   ( b )   QE P e n c o d er   p u ls es ( A,   B   an d   in d ex   p u ls 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 .   4 Dec em b er   20 25 :   2243 - 2 2 5 6   2248   Usi n g   eQE b lo ck   in   MA T L AB ,   r ea tim p o s itio n   co u n is   o b tain ed   wh ich   is   th en   u s e d   f o r   p u ls g en er atio n   [ 3 4 ] .   T h is   in cr ea s in g   co u n v al u is   co n v er ted   t o   6 0 °   an d   is   u s ed   f o r   g ate  p u ls g en er atio n .   Pu ls e   g en er atio n   lo g ic   u s in g   eQE b lo ck ,   as  well  as  th e   o u tp u t   p u ls with   p o s itio n   r am p   s ig n a th r o u g h   d ig ital   to   an alo g   co n v er ter   b lo ck   a r d em o n s tr ated   in   Fig u r e s   7 ( a)   an d   7 ( b ) .   On ce   th co r r ec p u ls g en er atio n   is   ac h iev ed ,   th e   SR m o to r   is   m ad to   r o tate  b y   p r o v i d in g   8   g a te  p u ls es to   th 4 - p h ase  co n v e r ter .           ( a)   ( b )     Fig u r 7 .   Pu ls g en e r atio n   m e ch an is m   b ased   o n   en co d er   f ee d b ac k   f o r   SR co n tr o l :   ( a )   p u ls g en er atio n   lo g ic  u s in g   eQE P b lo ck   a n d   ( b )   o u t p u t p u ls es a n d   p o s itio n   r am p   s ig n als       3 . 2 .     St a rt ing   a nd   re a l t i m s peed  m o nito ring   o f   SRM   Fo r   s tar tin g   SR M,   an   in itial  r a m p   s ig n al  is   g i v en   as  th e   p o s itio n   s ig n al  a n d   th e   p h ases   ar ex cited   in   s eq u en tial  m an n er .   T h r o to r   s lo wly   ca tch es  th e x cited   s tato r   p o les  a n d   o n ce   th e   in d e x   p o s itio n   is   r ea ch ed ,   th en   r o to r   p o s itio n   is   r eset,  a f ter   wh ich   th p h ase  h av in g   lo west  in d u ctan ce   v alu is   e x cited   f ir s t.  T h is   is   f o llo wed   b y   an   ex citatio n   s eq u en ce   s o   th at  th e   r o to r   will  b r o tated   in   an ticlo ck wis d ir ec tio n .   Her e,   t h e   p h ase  ( p h ase  C )   wh ic h   is   h av in g   lo west  in d u ctan ce   v alu e   n ex to   th e   in d e x   p o s itio n   is   ex ited   f ir s a n d   th e   p h ases   ar e x cited   in   th e   s eq u en ce   C - D - A - B - C ,   g iv in g   c o n tin u o u s   to r q u e   f o r   t h m o t o r .   Fo r   t h e   in s tan tan eo u s   s p ee d   ca lcu lati o n ,   th e   s am eQE b lo ck   is   u s ed   with   s p ee d   ca lcu latio n   t ab .   T h e   tim er   p r e - s ca ler   v alu es a r s et  an d   th e   ( 5 )   is   u s ed   to   ca lcu late  th r ea l - tim s p ee d .     Spe e d   in   r p m = D is t a nce    (  u pe v e nt s )   f o r   o ne   r e v o u l t io n Time   t a k e n(   s e c o nds )   f o r   o ne   r e v o l u t io n × 60 =   1 Q C P R D × 40 96 × e C TP / F sy s × 60   ( 5 )     Her QC P R D,   eCT P   an d   F sys   r ep r esen ts   q u ad r atu r e   ca p tu r p er io d   r eg is ter ,   e n h an ce d   c ap tu r tim e r   p er io d ,   an d   s y s tem   clo ck   f r eq u e n c y   r e s p ec tiv ely .     3 . 3 .     O f f s et   a nd   co nd uct io n windo a na ly s is   Fo r   an   8 /6   SR M,   th in d u ctan ce   p r o f ile  will  b e   r ep ea tin g   f o r   ev er y   6 0 °   [ 2 5 ] ,   [ 3 2 ] .   E x citatio n   s h o u ld   b ap p lied   d u r i n g   th p o s itiv to r q u r eg i o n   to   en s u r th g en er atio n   o f   m o to r in g   t o r q u e.   T h to r q u e   d ev elo p e d ,     is   g iv en   b y   th ( 6 ) ,   wh er ,       r ep r esen cu r r en an d   in d u ctan ce   ch a n g e   with   an g l e   r esp ec tiv ely .     = 1 2 2         ( 6 )     I n d u ctan ce   p r o f iles   o f   all  th p h ases   ar p lo tted   m ea s u r in g   in d u ctan ce   u n d e r   s tatic  co n d itio n .   An aly zin g   th in d u ctan ce   p r o f iles ,   th p h ase  wi th   m in im u m   in d u ctan ce   n ex to   th in d ex   p o s itio n   is   f o u n d   to   h av an   o f f s et  o f   1 0 °   f r o m   th ze r o   v alu o f   r o to r   p o s itio n .   T o   d eter m in co n d u ctio n   win d o co r r esp o n d in g   to   m ax im u m   to r q u g en e r atio n ,   f iv d if f er e n ca s es,  as  illu s t r ated   in   Fig u r 8 ,   wer an aly z ed   u n d er   o p en   lo o p   o p er atio n   with   1 5 0   V   s u p p ly .   Fro m   m ea s u r i n g   th s p ee d ,   it   is   f o u n d   th at,   th e   th ir d   ca s wi th   2 3 °   co n d u ctio n s     ( - 2 °   ad v an ce   an g le   co m m u tatio n   to   2 1 ° )   is   p r o v e d   to   h av e   t h m ax im u m   p o s itiv to r q u f o r   s am v o ltag e.   T h is   is   v er y   clo s to   th c o n d u ctio n   win d o o b tain ed   f r o m   th s im u latio n   r esu lts .   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       A N N   b a s ed   s p ee d   co n tr o l o s w itch ed   r elu cta n ce   mo to r   u s in g   MATLAB - in terf a ce d     ( V ee n a   Wil s o n )   2249       Fig u r 8 .   C o n d u ctio n   win d o an aly s is   f o r   m ax im u m   T e       4.   DE V E L O P M E N T   O F   ANN  CO NT RO L L E R   Usi n g   r ea l - tim tr ai n in g   d ata   co llected   f r o m   t h PI   s p ee d   c o n tr o ller ,   an   ANN  co n tr o ller   h as  b ee n   d ev elo p e d .   Fo r   th s tu d y ,   PI   co n tr o ller   is   ch o s en   as  th co n tr o ller   f o r   d ata  co llectio n   d u to   its   well - estab lis h ed   p er f o r m an ce   in   li n ea r   co n tr o l   ap p licatio n s   a n d   its   ea s o f   im p lem e n tatio n   i n   r ea l - tim p latf o r m s   lik MA T L AB /Si m u lin k   [ 7 ] .   T h o u g h   p r o p o r tio n al  i n teg r al  an d   d e r iv ativ ( PID )   co n tr o ller s   ar also   g o o d   o p tio n ,   in   r ea l - tim em b ed d ed   s y s tem s ,   th d er iv ativ ter m   ca n   in tr o d u ce   in s tab ilit y   d u t o   s am p lin g   er r o r s .   T h PI  co n tr o ller   o n   th o t h er   h an d ,   g iv es  s tab le  an d   co n s is ten r esp o n s es  f o r   g en er a tin g   tr ain in g   d ata.   Ho wev er ,   as  ANN  ca n   b ett er   h an d le  n o n lin ea r ities   an d   ch an g i n g   c o n d itio n s   with   h ig h er   ac c u r ac y   a n d   r o b u s tn ess ,   PI  co n tr o ller   is   r ep lace d   b y   ANN  co n t r o l in   th e   p r o p o s ed   s tu d y .     4 . 1 .    I m ple m ent a t io n o f   P I   ba s ed  s peed  co ntr o in S RM   T h s p ee d   co n tr o is   o b tain ed   in   th e   clo s ed   l o o p   o p e r atio n   b y   c h an g in g   th e   tu r n   o n   a n g le   u s in g   t h co n tr o l   o u tp u f r o m   PI  c o n tr o ller   [ 3 5 ] ,   [ 3 6 ] .   MA T L AB   im p lem en tatio n   o f   clo s ed   l o o p   l o g ic  is   as  s h o wn   i n   Fig u r 9 .   T h MA T L AB   b l o ck s   u s ed   f o r   h a r d war d ep lo y m en o f   th a b o v e   co n tr o is   as  s h o wn   in     Fig u r 1 0 .   T h r am p   p o s itio n   co u n o b tain ed   f r o m   th eQE b lo ck   is   p r o ce s s ed   p r o p er ly   with   r esp ec to   th e   in d u ctan ce   p r o f ile  as  well  as  i n d ex   p o s itio n   to   g en er ate  3 6 0 °   p o s itio n   s ig n als .   T h g ate  p u ls es  ar g en er ated   ac co r d in g   t o   th co m m u tatio n   lo g ic.   T h tu r n   o f f   an g le  is   f ix ed   at  2 3 °   wh er ea s   th tu r n   o n   an g le  is   r eg u lated   to   g et  th s et  s p ee d   with   in   th d esire d   co n d u ctio n   win d o with   PI  co n tr o ller .   T h g ate  p u ls es  g en er ated   ar e   g iv en   o u to   th e   m icr o c o n tr o ll er   u s in g   8   GPI b lo ck s .   Fo r   c o llectin g   th tr ain in g   d ata  t h at  s h o u ld   b u s ed   f o r   ANN  im p lem en tatio n ,   th r ea tim r ef er en ce   s p ee d ,   ac tu al   s p ee d ,   cu r r en r e f er en ce   an d   tu r n   o n   an g le  ar co llected   u s in g   T o   wo r k s p ac e’   Simu lin k   b lo c k   in   MA T L AB .           Fig u r 9 .   C lo s ed   lo o p   o p er atio n   o f   SR   P os it ion   d e c od i n u s in e QE P   b lock   Com m u t at ion   Lo gic   Gat e   p u ls e   ge ne r at ion   Ac t u al  S p e e d   M e as u r e m e n t   P I   f or   t u r n   on   an gle  c on t r ol   Re f e r e n c e   Sp e e d   Curr e n t   M e as u r e m e n t   T r ain in Dat Collec t io n   B lock   As ym m e t r ic  Conver t e r   8/6  S RM   T M S320 F 28 00 49 C   M ic r oc ont r olle r   Supply   S of t war e   c on t r ol   p ar t   in   M AT L AB   S im u li n k     Hardwar e   P ar t   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 .   4 Dec em b er   20 25 :   2243 - 2 2 5 6   2250       Fig u r e   1 0 .   DSP in ter f ac ed   M AT L AB   co n tr o l b lo ck s   f o r   th e   g ate  p u ls g en e r atio n   with   PI  an d   ANN  co n tr o l       4 . 2 .   I m plem ent a t io n   o f   ANN  ba s ed  s peed  co ntr o   T h PI  co n tr o ller   is   o n o f   th s im p lest   an d   co m m o n ly   u s e d   co n tr o s tr ateg ies  in   SR M.   B u u n d er   co n s id er ab le  p e r tu r b atio n s   o r   s y s tem   u n ce r tain ties ,   th r esp o n s ca n   b s lu g g is h   o r   o v er s h o o t m ay   o cc u r .   T h is   ca n   b o v er co m b y   co m p etitiv ANN  co n tr o ller   wh ic h   u s es  m ac h in lear n in g   tec h n iq u es  to   m ap   th e   co m p lex   n o n lin ea r   r elatio n s h i p   b etwe en   in p u a n d   o u tp u t v a r iab les.  ANN  co n tr o ller s   ca n   b d esig n ed   to   lear n   an d   ad a p to   c h an g i n g   o p er at in g   co n d itio n s ,   m a k in g   t h em   r o b u s to   p ar am eter   v ar iatio n s   an d   d is tu r b a n ce s .   T h ey   h av e   f aster   d y n am ic   r esp o n s e,   r ed u ce d   o v er s h o o t,  a n d   b etter   s tead y - s tate  p e r f o r m a n ce   co m p ar ed   to   PI  co n tr o ller s   [ 3 6 ] .   C o n s id er in g   t h ad v an tag es  o f   b o th   tech n i q u es,  an   ANN  co n tr o ller   is   im p lem en ted   wh ich   is   tr ain ed   u s in g   th d ata  o b tain e d   f r o m   th e   PI  co n tr o l.   Simu lin k   ANN  b lo ck   is   d ev el o p ed   with   th n et  f itti n g   ap p licatio n   wh ich   is   im p lem e n ted   as  s h o wn   in   Fig u r 1 1   [ 3 7 ] .   T h p er f o r m an ce   m ea s u r es  s u ch   as  r eg r ess io n   co ef f icien ( R   Valu e) ,   er r o r   h is to g r am   an d   m ea n   s q u ar ed   e r r o r   ( MSE )   ar d ep icted   in   Fig u r es  1 2 ( a) - 1 2 ( c )   r esp ec tiv ely .   T h d ev elo p ed   ANN  m o d el  ac h iev ed   an   MSE   o f   0 . 0 0 4 7 2 9 ,   in d icatin g   r ea s o n ab ly   g o o d   ac cu r ac y .   I n   th clo s ed -   lo o p   co n tr o as  s h o wn   i n   Fig u r 1 0 ,   th ANN  b lo c k   tr ain ed   with   r ef er en ce   s p ee d ,   ac tu al  s p ee d ,   an d   cu r r e n t r ef e r en ce   as in p u ts   an d   tu r n   o n   a n g le  as o u tp u t is u s ed   to   r ep lace   th PI  b lo ck .           Fig u r 1 1 .   Flo wch ar t f o r   im p l em en tin g   ANN   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       A N N   b a s ed   s p ee d   co n tr o l o s w itch ed   r elu cta n ce   mo to r   u s in g   MATLAB - in terf a ce d     ( V ee n a   Wil s o n )   2251       ( a)   ( b )     ( c)     Fig u r 1 2 .   Per f o r m a n ce   ev al u atio n   o f   tr ai n ed   ANN :   ( a)   R - v alu e ,   ( b )   e r r o r   h is to g r am ,   an d   ( c)   MSE           5.   E XP E R I M E N T A L   I M P L E M E N T A T I O N :   E VAL UAT I O NS A ND  DI SCUS SI O N   T h co n t r o ller s   ef f ec tiv e n ess   is   ev alu ated   ex p e r im en tally   o n   SR with   n u m b er   o f   p h ases   ( N ph )   as   4   an d   n u m b er   o f   s tato r /r o to r   p o les  ( N s /N r )   as  8 /6   as   r ep r esen ted   in   Fig u r 1 3 .   T h co n tr o l o g ic  is   ex ec u ted   o n   T I   T MS3 2 0 F2 8 0 0 4 9 C   co n t r o ller .   T h m o to r   is   lo ad ed   w ith   b r ak d r u m   ar r a n g em en t .   QE s en s o r   is   u s ed   to   o b tain   r o to r   p o s itio n .   d io d e   b r id g r e ctif ier   f e d   b y   s in g le - p h ase  tr an s f o r m er   is   u s ed   to   p r o v id DC   p o wer   to   th asy m m etr ic  h alf   b r id g co n v er ter .   T h e   g ate  p u ls es  g en er ated   a r g iv en   b y   g ate  d r iv cir c u it,   co m b in in g   th e   HC PL - A3 1 2 0   o p to co u p ler   an d   C D4 0 5 0   b u f f er   I C   to   ac h iev e   s ig n al   is o latio n   an d   lev el - s h if ti n g   f o r   d r i v in g   I GB T s   ef f icien tly ,   en s u r in g   th elec tr ical  s ep ar a tio n   o f   th l o co n tr o cir cu it r y   v o ltag f r o m   th e   h ig h - v o ltag p o wer   cir cu it.  T h p h ase  cu r r e n ts   ar m ea s u r ed   u s in g   L A2 5   Hall  ef f e ct  cu r r e n t sen s o r .   Fo r   tr ain in g   d ata  co llectio n , th m o to r   is   m ad to   r u n   in   r a n g o f   4 0 0 - 1 0 0 0   r p m   with   th in ter v als   o f   5 0   r p m   f o r   n o   lo a d   as  well  as  lo ad ed   c o n d itio n   u s in g   PI  co n tr o ller .   T h e   an d   I   g ai n s   o b tain ed   f r o m   th e   s im u latio n   an aly s is   is   u s ed   f o r   s p ee d   c o n tr o i n   th h ar d war e.   T h tr ai n in g   d ata    ( th r e f e r en ce   s p ee d   , ac tu al   s p ee d   an d   co r r esp o n d in g   tu r n   o n   a n g le  c h an g e )   f o r   d if f e r en t   s p ee d   at  n o   lo ad   o p e r atio n   u s in g   ANN  l o g ic  is   a s   s h o wn   in   Fig u r e s   1 4 ( a)   a n d   1 4 ( b ) .   T h cu r r en t   r ef er e n ce   d ata  is   also   co llected   alo n g   with   th e   ab o v e   d ata.   h i d d en   lay er   o f   1 0   n eu r o n s   is   tr ain ed   u s in g   th L ev en b e r g - Ma r q u a r d alg o r ith m .   T h is   d ata  b ein g   p r o ce s s ed   an d   ar e   u s ed   to '   in s tead   o f   d ev elo p   an   ANN  b lo ck .   T h t u r n   o n   an g le  with   ANN  f o r   th test   s p ee d   co n d itio n s   at  n o   lo ad   is   as  s h o wn   in   Fig u r 1 5 .   T h s am m eth o d   o f   d ata  co llectio n   an d   tr ain i n g   is   u s ed   f o r   th s p ee d   co n tr o at  lo ad   co n d itio n s   also .   T h v o ltag e,   c u r r e n an d   in d u ctan ce   wav e f o r m s   at  lo ad   o f   1 . 8   Nm   ar as  s h o wn   i n   Fig u r 1 6 ( a ) .   T u r n   o n   an g le  v ar iatio n   u n d e r   lo ad   co n d itio n   f o r   PI  a n d   ANN  c o n tr o ller   f o r   test   co n d itio n s   is   s h o wn   in   Fig u r e   1 6 ( b ) .   As  d ep icted   in   Fig u r e   1 6 ( b ) ,   t h co n d u ctio n   a n g le  wi d th   is   co n s id er ab ly   in c r ea s ed   f o r   lo ad ed   o p er atio n   co m p ar ed   with   n o   lo ad   o p er at io n   ( Fig u r 1 5 )   u n d er   s am s p ee d   co n d itio n s   with   PI  co n tr o l ler .   C o m p ar is o n   o f   tu r n   o n   an g le  v ar iatio n   u n d er   l o ad   co n d itio n   f o r   PI  co n tr o ller   an d   ANN  co n tr o ller   in   Fig u r e   1 6 ( b )   p r o v es  th at   th s p ik y   ch a n g in   t u r n   o n   a n g le  d u r in g   s p ee d   c h an g e   is   co n s id er ab ly   r e d u ce d   b y   u s in g   A NN  co n tr o ller .   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 .   4 Dec em b er   20 25 :   2243 - 2 2 5 6   2252   F i g u r e   1 7   s h o w s   a   c l e a r   c o m p a r i s o n   o f   t h e   s p e e d   c o n t r o l   b e t w e e n   P I   a n d   A N N   c o n t r o l l e r .   T h e   s p e c i f i c a t i o n s   o f   S R M   a r e   p r o v i d e d   i n   T a b l e   1 .   T h e   p e r f o r m a n c e   o f   P I   a n d   t h e   A N N   c o n t r o l l e r s ,   a s   t h e   s p e e d   i s   v a r i e d   f r o m   5 0 0 t o   8 0 0 ,   6 0 0 ,   a n d   7 0 0 r p m   a t   t i m e   i n t e r v a l s   o f   4 0 s ,   6 0 s ,   a n d   8 0 s   r e s p e c t i v e l y ,   c l e a r l y   s h o w s   t h a t   t h e   A N N   c o n t r o l l e r   o u t p e r f o r m s   t h e   P I   c o n t r o l l e r   a c r o s s   m o s t   d y n a m i c   p e r f o r m a n c e   m e t r i c s   a s   s h o w n   i n   T a b l e   2 .   A n a l y z i n g   T a b le   2 ,   a t   t   8 0   s ,   t h e   r is e   t i m e   ( T r )   s h o ws   a n   i m p r o v e m e n t   o f   a b o u t   8 %   wi t h   AN N ,   w h i c h   r e f l e c ts   q u i c k e r   t r a c k i n g   o f   r e f e r e n c e   s p e e d   c h a n g e s   c o m p a r e d   t o   P I .   A t   t   =   6 0   s ,   t h e   s e t t l i n g   t i m e   ( T s )   i s   r e d u c e d   b y   n e a r l y   7 7 % ,   d e m o n s t r at i n g   A N N s   a b i li t y   t o   s t a b il i z t h e   d r i v e   m u c h   f a s t e r .   F o r   o v e r s h o o t / u n d e r s h o o t   t i m ( T os /T us ) ,   A NN   a c h i e v es   r e d u c ti o n s   o f   a p p r o x i m a t el y   4 5 %   at   t   =   4 0   s   a n d   4 0 a t   t   6 0   s ,   e n s u r i n g   s m o o t h er   t r a n s i e n t   b e h a v i o r .   T h e   p e r c en t a g e   o v e r s h o o t   i s   p a r t i c u l a r ly   m i n i m i z e d ,   w i t h   A NN   a c h ie v i n g   n e a r l y   a   9 5 %   r e d u c t i o n   a t   t   =   4 0   s ,   h i g h li g h t i n g   i ts   e f f e c ti v e n e s s   i n   a v o i d in g   l a r g e   d e v i a t i o n s   i n   m o t o r   s p e e d .     I n   ter m s   o f   er r o r   in d ices,  ANN  r ed u ce s   t h r o o t   m ea n   s q u ar er r o r   ( R MSE )   tak en   f o r   4   s ec o n d s   f r o m   th e   in s tan o f   ch an g e,   b y   a r o u n d   3 9 at  40   s ,   wh ile  th e   in teg r ate d   s q u ar er r o r   ( I SE)   also   s h o ws  co n s id er ab le   d r o p ,   co n f ir m in g   im p r o v ed   s tead y - s tate  ac cu r ac y   [ 3 8 ] .   I n   ad d itio n   to   th is ,   Fig u r 1 8   d em o n s tr ates  th ef f ec tiv e n ess   o f   th co n tr o ev en   at  lo s p ee d s Fu r th er m o r e ,   r ea tim m o to r s   s p ee d   r ev er s al  at  5 0 0 r p m   ( c h an g in g   th ex citatio n   s eq u en ce )   as  illu s tr ated   in   Fig u r e s 1 9 ( a ) 1 9 ( c) ,   s h o win g   th ch an g es  in   an g le,   s p ee d ,   a n d   p o s itio n ,   s u cc ess f u lly   ca p tu r th co n tr o ller s   d y n am ic  r esp o n s a n d   r o b u s tn ess   d u r in g   s p ee d   i n v er s io n .   T ab le  3   p r esen ts   co m p ar ativ s tu d y   o f   t h e   s u g g ested   m eth o d   with   e x itin g   m eth o d s .   Ov e r all,   wh en   co m p ar ed   to   t h co n tr o m e th o d s   r ep o r ted   in   liter atu r e ,   d esp ite  th ei r   b e n ef it s ,   th p r o p o s ed   s tu d y   is   m o r e   en co m p ass in g   in   ter m s   o f   c o n t r o im p lem e n tatio n   an d   th d y n am ic  p er f o r m an ce   in   SR d r iv es.            Fig u r 1 3 .   Har d war s etu p           ( a)   ( b )     Fig u r 1 4 .   Data   co llectio n   p r o ce s s   f o r   ( a)   s p ee d   c o n tr o an d   ( b )   tu r n - o n   an g le   u s in g   ANN  co n tr o l   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.