I nd o ne s ia n J o urna l o f   E lect rica l En g ineering   a nd   Co m pu t er   Science   Vo l.   40 ,   No .   3 ,  Dec em b er   2 0 2 5 ,   p p .   1 2 7 0 ~ 1 284   I SS N:  2 5 0 2 - 4 7 5 2 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijeecs.v 40 .i 3 . p p 1 2 7 0 - 1 2 8 4          1270     J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij ee cs.ia esco r e. co m   O ptimi za tion o f  p ho tov o ltaic pumpin g  sy stem using   neuro  f uz zy   inferen ce sy stem  ANFIS  co ntrol t e chnique       L a o ufi  Abdelh a q 1, 2, 3 ,  Cherg ui   M o ula y - I dris s 1 ,  So ufy a ne   Chek ro un 1   1 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   S c i e n c e s a n d   T e c h n o l o g y ,   U n i v e r s i t y   M u st a p h a   S t a mb o u l i   o f   M a sca r a ,   A l g e r i a   2 S i g n a l s  a n d   S y st e ms  La b o r a t o r y ,   F a c u l t y   o f   S c i e n c e s  a n d   Te c h n o l o g y ,   U n i v e r si t y   A b d e l h a m i d   I b n   B a d i s   o f   M o s t a g a n e m ,   A l g e r i a   3 La b o r a t o r y   o f   W a t e r   S c i e n c e   a n d   Te c h n i q u e s,  U n i v e r s i t y   o f   M a s c a r a ,   M a sc a r a ,   A l g e r i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Oct   8 ,  2 0 2 4   R ev is ed   Oct  2 7 ,  2 0 2 5   Acc ep ted   No v   16 ,  2 0 2 5       In   re c e n t  y e a rs,  a rti ficia l  in telli g e n c e   h a s  b e c o m e   in c re a sin g l y   u s e d   d u e   to   th e   d e v e lo p m e n t   o f  m icro c o n tro ll e rs.  In   th is  p a p e r,   we   p r o p o se   a n   i n telli g e n t  tec h n iq u e   th a t  e m p lo y s  th e   a d a p ti v e   n e u ro - f u z z y   in fe re n c e   sy ste m   (AN F IS ).   We  u se   th is  a p p r o a c h   to   imp ro v e   th e   c o n v e n ti o n a l  d irec t  to r q u e   c o n tr o l   (DTC),   wh ich   re li e s  o n   a   P I  c o n tro ll e r  f o r  th e   i n d u c ti o n   m a c h i n e ,   a n d   t o   e n h a n c e   th e   c o n v e n ti o n a l  M P P T   c o n tr o l  b a se d   o n   t h e   P e rtu r b   a n d   Ob se rv e   a lg o rit h m .   Th e   o v e ra ll   g o a l  i s  to   imp ro v e   th e   p e rfo rm a n c e   o f  th e   pho to v o lt a ic   p u m p i n g   sy ste m .   I n   t h is   wo rk ,   we   a p p ly   AN F IS   c o n tro l  t o   m a x imu m   p o we r  p o i n t  trac k in g   (M P P T - AN F IS ) .   A d d it io n a ll y ,   we   sim u lt a n e o u sl y   o p ti m ize   th e   e ff icie n c y   o f  t h e   DTC  b y   a p p l y i n g   AN F IS   c o n tro l  (DTC - AN F I S ).   We p re se n t  th e   re s u lt s b y   c o m p a ri n g   t h e   p h o t o v o lt a ic  p u m p i n g   s y ste m   u sin g   AN F IS   c o n tr o l  wit h   th e   c o n v e n ti o n a l  p h o to v o lt a ic   p u m p i n g   sy ste m ,   u si n g   M ATLA B/S imu li n k .   Th e   re su lt s  sh o w  t h a t  AN F IS   c o n tro l  sig n if ica n tl y   imp ro v e s  th e   p h o to v o lt a ic  sy ste m   c o m p a re d   to   th e   c o n v e n ti o n a l  c o n tr o l,   o ffe ri n g   e x c e l len t   d y n a m ic  p e rf o rm a n c e   o f  t h e   in d u c ti o n   m o to r  a n d   b e tt e r  u ti li z a ti o n   o f  p h o t o v o lt a ic so lar en e rg y .   Ho we v e r,   th e   AN F IS   h a s  so m e   d ra wb a c k s,  su c h   a s  h ig h   c o m p u tati o n a l  ti m e   c o n su m p ti o n   a n d   c h a ll e n g e s in   i m p lem e n ti n g   a   d a tab a se .   K ey w o r d s :   ANFI S    Dir ec t to r q u e  c o n tr o l   I n d u ctio n   m o to r   MPPT   PV   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   L ao u f i A b d elh aq   L ab o r ato r y   o f   W ater   Scien ce   an d   T e ch n iq u es,  Un iv e r s ity   o f   Ma s ca r a   B P 7 6 3 ,   Ma s ca r a  2 9 0 0 0 ,   Alg e r ia   E m ail: a b d elh aq . la o u f i@ u n iv - m ascar a. d z       NO M E N CL A T UR E   ,    : E lectr o m ag n etic  to r q u e  a n d   r esis tan ce .    ,     : Stato r   cu r r en ts .    ,     : Ro to r   cu r r e n ts .    ,     :  Stato r   f lu x .    ,     : Ro to r   f lu x .         : Stato r   an g u lar   elec tr ical  s p ee d .   ,    : Stato r   an d   r o to r   r esis tan ce s .   ,   : Stato r   an d   r o to r   in d u ctan ce s .       : M u tu al  in d u ctan ce .       : N u m b er   o f   p o le   p air s .       : M o m en t o f   in er tia.         :  Fric tio n   co ef f icien t.   , ,   : Seq u en ce   o f   th e  DT C .   ,     : T h e   DC   v o ltag e  o f   th e  b atter y .   , ,   : I n v er ter   o u tp u t v o ltag es     1.   I NT RO D UCT I O N   T h e  p iv o tal  in itiatio n   o f   ar t if icial  in tellig en ce   ( AI )   r ese ar ch   d u r in g   th e  1 9 5 0 s   s er v ed   as  th e   f o u n d atio n al  ca taly s t  f o r   an   en d u r in g ,   s wee p in g   tr en d   to war d   th e  d im in u tio n   o f   m an d ato r y   h u m an   ef f o r t  ac r o s s   all  m ajo r   ec o n o m ic  s p h er es,  in clu d in g   in d u s tr ial  m a n u f ac tu r i n g ,   m o d e r n   ag r icu ltu r al  p r o ce s s es,  an d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2502 - 4 7 5 2         Op timiz a tio n   o f p h o t o vo lta ic  p u mp in g   s ystem  u s in g   n e u r o   f u z z y  in feren ce   s ystem  …   ( La o u fi A b d elh a q )   1271   th e  ex p an s iv e  s er v ice  s ec to r   [ 1 ] ,   [ 2 ] .   Ar tific ial  in tellig en ce   f u n d a m en tally   co n s titu tes  a  s o p h is ticated ,   f o r war d - l o o k in g   an aly tical  tech n o lo g y .   I ts   co r e  s tr en g th   lies   in   its   ab ilit y   to   m eticu l o u s ly   p r o ce s s   an d  in ter p r et  ex ten s iv e  v o lu m es   o f   d ata  to   p r o d u ce   r elia b le,   well - g r o u n d ed   p r o jectio n s ,   s im u ltan eo u s ly   f o r m u latin g   an d   p r o v id i n g   o p er atio n ally   e f f ec tiv e  a n d   p r o m p t  s o lu tio n s   d ir ec tly   e x tr a cted   f r o m   its   d ata - p r o ce s s in g   o u tp u ts .   W ith in   co n tr o l   en g in ee r in g ,   n u m er o u s   m eth o d o lo g ies  e x is t  f o r   in tellig en t  s y s tem   r eg u latio n .   I n   th e  c o n tex t  o f   t h e  p r esen t  in v esti g atio n ,   th e  a d ap tiv e  n e u r o - f u zz y   i n f er en ce   s y s tem   ( ANFI S)   a  p ar ticu lar ly   r o b u s t  h y b r id   c o n tr o l  m eth o d o l o g y   will  b e  p r ec is ely   im p lem en ted   a n d   e v a lu ated .   T h e   ce n tr al  o b jectiv e  o f   ap p ly i n g   ANFI S  is   th e  m ax im izatio n   an d   r ef in em en t  o f   th e  o p er atio n a l  ef f ec tiv en ess   an d   p er f o r m an ce   ch a r ac ter is tics   o f   th e  p h o to v o ltaic  p u m p in g   s y s tem   [ 3 ] ,   [ 4 ] .   T h e  b asis   o f   th e  ANFI S  co n tr o l  is   a  h y b r id izatio n   o f   two   in tellig en t  co n tr o ls ,   f u zz y   lo g ic  an d   n eu r al  n etwo r k s .   Hy b r i d   n eu r o - f u zz y   n etwo r k s   lear n   r ep o r ts   an d   m o d els  u s in g   a  s u p er v is ed   lear n in g   alg o r ith m   th at   ex am in es  d ata  f r o m   a  tr ain i n g   s et  co n s is tin g   o f   s am p le  in p u ts   an d   th eir   ass o ciate d   o u tp u ts   [ 5 ] .   T h e  ANFI S   r ep r esen ts   a  h y b r id   ar ch itectu r e  th at  in teg r ates  th e  lear n in g   ca p ab ilit ies  o f   an   ar tific ial  n eu r al  n etwo r k   ( ANN)   with   th e  s tr u ctu r ed   lo g ic  o f   a   f u zz y   in f er e n ce   s y s tem   ( FIS) ,   lev er ag in g   th e  s tr en g t h s   o f   ea ch .   I n   an   ANFI S  f r am ewo r k ,   th e  ar tific ial  n eu r al  n etwo r k   co m p o n en t  d e r i v e s   f u zz y   r u les  f r o m   th e  in p u t  d ataset,   wh ile  th e   m em b er s h ip   f u n ctio n   p a r am e ter s   ar e  ad ap tiv ely   ad ju s ted   d u r in g   th e  i n teg r ated   lear n i n g   p r o ce d u r e.   T h is   h y b r id   s y s tem   estab lis h es  r elatio n s h ip s   b etwe en   i n p u ts   an d   o u t p u ts   th r o u g h   p ai r ed   i n p u t – o u tp u t  d ata   an d   co m b in es d ata - d r iv en   lea r n in g   with   h u m an   ex p er tis e   [ 6 ] ,   [ 7 ] .   T h e  PV  s y s tem   p h o to v o ltaic  p u m p in g   h as  d if f er e n t  ap p licatio n s .   I n   th is   wo r k ,   we   f o cu s   o n   o f   p h o to v o ltaic  wate r   p u m p in g   s y s tem .   T h an k s   to   its   ec o n o m ic al  p r ice,   th e  in d u ctio n   m o to r   i s   f r eq u en tly   c h o s en   f o r   u s e  in   p h o t o v o ltaic  ( PV)   wate r   p u m p in g   ap p licatio n s ,   m in im al  m ain ten an ce   r eq u i r em en ts ,   an d   h ig h   ef f icien cy .   I n   s u ch   s y s tem s ,   th e  PV  m o d u le  o p er ates  n ea r   its   o p tim al  p o in t,  m ak in g   th e  ad d itio n al  ex p en s e  o f   an   in v er ter   r elativ el y   in s ig n if i ca n t.  R ec e n t  ad v an ce m e n ts   in   ef f icien t  in v er ter   tech n o lo g ie s   f o r   m o to r   s p ee d   co n tr o l  h av e  f u r th e r   p r o m o ted   th e  u s e  o f   in d u cti o n   m o to r s   in   s o lar   p u m p in g   ap p licatio n s   [ 8 ] .   T h e   s y s tem   in co r p o r ates a   ce n tr if u g al  p u m p ,   wh ich   is   ac tu ated   b y   a  th r ee - p h ase  asy n ch r o n o u s   m o to r   [ 8 ] .   T h e  tech n iq u e  o f   d ir ec t  to r q u e  co n tr o l  ( DT C ) ,   wh ich   in v en ted   b y   T AKAH ASHI   I n   1 9 8 5 ,   it  u s e  an   attr ac tiv e  ap p r o ac h   d u e  to   its   ef f icien cy   an d   s im p licity   o f   i m p lem en tatio n   [ 9 ] .   Sev er al  w o r k s   allo w  a  r ig o r o u s   m o d elin g   o f   th is   ap p r o ac h   [ 1 0 ] .   T h is   tech n iq u e  m ak es it p o s s ib le  to   ca lcu late  th e  co n tr o l q u an titi es,  wh ich   ar e   th e  s tato r   f lu x   an d   th e  elec tr o m ag n etic  to r q u e  f r o m   th e  m e asu r em en ts   o f   th e  s tato r   cu r r e n ts   with o u t  u s in g   a   m ec h an ical  s en s o r .   I n   th e  D T C   s tr u ctu r e  [ 1 1 ] ,   [ 1 2 ] .   I n   DT C ,   th e  ap p r o p r iate  v o ltag e  v ec to r   is   d ir ec tly   s elec ted   f r o m   a  p r ed e f in ed   s witch in g   tab le  ac co r d in g   to   th e  DT C   p r in cip le  to   r eg u late  th e  co n v er te r   o p er atio n .   T h is   ap p r o ac h   en ab les  th e  s y s tem   to   ac h iev e  a  f as t  d y n am ic  to r q u e  r esp o n s e.   T h e  to r q u e  an d   s tato r   f lu x   er r o r s   ar e  m ain tain ed   with in   a  s p ec if ied   b a n d   u s in g   h y s ter esis   co n tr o ller s ;  h o wev er ,   th is   m eth o d   in h er en tly   p r o d u ce s   s ig n if ican t to r q u e  r ip p le  [ 1 3 ] ,   [ 1 4 ] .       2.   M É T H O DE   2 . 1 .     H a rdwa re   mo delin g     2 . 1 . 1 .   Sta t   re presenta t io n o f   I M   in P a rc k ’ s   re f er ence   s y s t em   I n   o r d er   to   co n t r o l  an d   o b s er v e  th e  b eh a v io u r   o f   th e  asy n c h r o n o u s   m ac h in e,   a   s tate  r ep r es en tatio n   is   r eq u ir ed .   T o   ac co m p lis h   th is   o b jectiv e,   we   h av e   co n s id er e d   th e  s tate  v ec t o r ,   w h ich   is   c o n s is tin g   o f   th e   s tato r   cu r r en ts ,   an d   th e  r o to r   f lu x es .     T h e  f u ll m ath em atica l r ep r esen tatio n   o f   th e  asy n ch r o n o u s   m ac h in e,   d er iv e d   f r o m   th e  wo r k   o f   [ 1 5 ] ,   is   p r esen ted   b elo w:     {                   = 1 [ − ( + ( ) 2 )  +  + 2  +  +  ]   = 1 [ −  − ( + ( ) 2 )  −  + 2  +  ]   = −  −  + ( − )    = −  −  − ( − )    = 2 (   −   ) − −   ( 1 )     W h er e  th e  co ef f icien t  o f   d is p e r s io n   is   = 1 − 2 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci ,   Vo l.  40 ,   No .   3 ,   Dec em b er   20 25 :  1 2 7 0 - 1 28 4   1272   2 . 1 . 2 .   Cent rif ug a l pum p m o dellin g   I n   PV   wate r   p u m p in g   s y s tem s ,   th e  h y d r au lic  p u m p   p la y s   a  cr u cial  r o le.   T h e  ce n tr i f u g al  p u m p   is   th e  m o s t  co m m o n ly   em p lo y ed   ty p e  d u e  to   its   s im p le  o p er atio n   an d   m o d u lar   d esig n   f lex i b ilit y .   B ased   o n   th e   p r in cip les  o f   th e  B er n o u lli  e q u atio n ,   th e  r o to d y n am ic  p u m p   co n v er ts   th e  elec tr ical   p o wer   d eliv er ed   b y   its   d r iv e  u n it  in to   th e  k in etic  en er g y   o f   th e  w o r k in g   f lu i d   b y   ac ce ler atin g   th e  f l u id ' s   r o tatio n   [ 1 6 ] .   T h e   co r r esp o n d in g   p u m p   c h ar ac te r is tic  cu r v e  d ef in es  th e   co r r el atio n   co n n ec tin g   th e  v o lu m et r ic  f lo w  an d   th e   n et  d if f er en tial h ea d   at  a  f ix e d   r o tatio n al  s p ee d ,   wh ich   m ay   b e   a p p r o x im ated   as [ 1 6 ] ,   [ 1 7 ] :     = 0 + 1 + 2 2   (2 )     = +    (3 )     0 = 0 ; 0 = ( 0 ) 2 ; 0 = ( 0 ) 2 ; 0 = ( 0 ) 3   (4 )     0 , 1 , 2 :  Ar e  th e  s p ec if ic  co n s tan ts   d e f in in g   th e  p u m p ' s   p er f o r m an ce   ,  :  Ar e  d ef in e d   as th e  p u m p ' s   d is ch ar g e  h ea d   a n d   f l o w  ca p ac i ty ,   r esp ec tiv ely   :   I s   th e  g eo m etr ic  le v el  o f   t h e  s y s tem    :   R ep r esen ts   th e  to tal  h ea d   lo s s   attr ib u tab le  to   f r ictio n   an d   l o ca l r esis tan ce   with in   th e  p ip elin e.   T y p ically ,   h y d r au lic  p u m p   m an u f ac tu r er s   p r o v id e  o n ly   th e  n o m in al  p er f o r m a n ce   ch ar ac ter is tics   co r r esp o n d in g   to   t h e  r ated   o p er atin g   s p ee d   0 ,   wh ich   a r e  r esp ec tiv ely ,   f r e q u en c y   0 ,  p o wer   0 ,  f lo w  r ate   0   an d   th e  h ea d   0   [ 1 7 ] .     2 . 1 . 3 .   M o delin g   t he  t wo - lev el   v o lt a g e  s o urce   inv er t er   A  s tatic   DC /AC   p o wer   elec t r o n ic  co n v e r ter ,   a  th r ee - p h ase  in v er ter   is   co n f ig u r ed   to   g en er ate  th r e e   b alan ce d   o u tp u t  v o ltag es,  all o win g   f o r   p r ec is e  a d ju s tm en t  o f   b o t h   th eir   m a g n itu d e   a n d   f r eq u e n cy .   T h e   co n v er ter ' s   o p er atio n   is   ef f ec tiv ely   m o d eled   as  a  co n v en tio n al  two - lev el  v o ltag e  s o u r ce   i n v er ter   ( VSI - 2 L )   f o r   s im u latio n   p u r p o s es.  Fig u r e  1   p r esen ts   th e  e q u iv alen t   s ch em atic  o f   t h e  VSI - 2 L ,   wh ic h   d r a ws  its   p o wer   f r o m   a  co n tin u o u s   DC   s u p p ly   s p ec if i ca lly ,   a  PV   p an el  i n   th is   ap p l icatio n .   T h is   DC /AC   co n v er t er   th en   ac ts   as  th e   elec tr ical  en er g y   s o u r ce   f o r   th e  in d u ctio n   m ac h in e  [ 1 8 ] .             Fig u r e  1 .   Vo ltag e   s o u r ce   in v er ter       T h e  f o llo win g   s ec tio n   d etails  th e  m ath em atica l  m o d el  f o r   th e  two - lev el  v o ltag e  in v er ter ,   as   estab lis h ed   b y   [ 1 7 ] :     [    ] = 3 | 2 − 1 − 1 − 1 2 − 1 − 1 − 1 2 | | |     ( 5 )       2 . 1 . 4 .   P V  a rr a y   mo dellin g   T h e  m ath em atica l  r ep r esen tati o n   o f   a   PV   m o d u le  b e g in s   with   th e  s in g le - d io d e   m o d el  f o r   a  PV  ce ll.  T h is   elec tr ical  an alo g   is   co m p r is ed   o f   a  c u r r en t  g en er ato r   (  ) ,   an   in v er s ely   co n n ec ted   d i o d e  ( D) ,   a  s er ies  r esis tan ce   ( ) ,   an d   a  s h u n t r esis tan ce   ( ) ,   as d ep icted   in   Fig u r e  2   [ 1 8 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2502 - 4 7 5 2         Op timiz a tio n   o f p h o t o vo lta ic  p u mp in g   s ystem  u s in g   n e u r o   f u z z y  in feren ce   s ystem  …   ( La o u fi A b d elh a q )   1273       Fig u r e  2 .   E q u iv alen t c ir c u it o f   p h o to v o ltaic  ce ll       T h e  o u tp u t c u r r en t o f   th e  PV c ell  r ep r esen ted   b y   th e  f o llo win g   ex p r ess io n :     =  − {  (  + ) − 1 } − +   ( 6 )     w h er e:   :   T h e  r ev er s e  s atu r atio n   c u r r en t o f   th e  p h o to v o ltaic  ce ll   A:  T h e  d io d e  i d ea lity   f ac to r   o f   th e  jo in t   q :  E lectr o n   c h ar g e   K:  B o ltzm an n   co n s tan t   :   T h e  n u m b er   o f   s er ies co n n ec ted   ce lls   T h e  lig h t g e n er ated   c u r r en t   (  )  in   ( 7 )   e x p r ess ed   as:      = [  + 1 ( − ) ]   ( 7 )     w h er e:   1 :  T h e  th er m al  c o ef f icien t a s s o ciate d   with   t h e  ce ll' s   s h o r t - cir cu it c u r r en t   , : C o r r esp o n d   t o   th e  o p er atin g   an d   r ef e r en ce   tem p e r atu r es o f   th e  ce ll,  r esp ec tiv ely   G:  C o r r esp o n d s   to   th e  le v el  o f   s o lar   ir r ad ian ce ,   g iv en   in   / 2     T h e  s atu r atio n   cu r r en t  o f   th e  p h o to v o ltaic  ce ll' s   d io d e,   d en o t ed   as  ( )  is   d ef in e d   as:     =  ( ) 3  [ ( 1 − 1 ) ]   ( 8 )     T h e  r ev er s e  s atu r atio n   cu r r en t  is :      =  (   ) − 1   ( 9 )     T o   r ed u ce   th e  n u m b er   o f   PV   p an els  r eq u ir ed ,   a  b o o s t  co n v e r ter   is   em p lo y ed   to   in cr ea s e  th e  o u tp u t  v o ltag e  o f   th e  DC   s o u r ce .   T h e  cir c u it d ia g r am   o f   th e  b o o s t c o n v er ter   is   p r esen ted   in   Fig u r e  3   [ 1 9 ] .           Fig u r e  3 .   B o o s t c o n v er ter   ci r c u it       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci ,   Vo l.  40 ,   No .   3 ,   Dec em b er   20 25 :  1 2 7 0 - 1 28 4   1274   2 . 2 .     T ec hn ica l c o ntr o l sy s t e m     2 . 2 . 1 .   T he  direct   t o rque  co ntr o l    B ased   o n   th e  d ec o u p le d   co n t r o l  o f   elec tr o m ag n etic  t o r q u e  an d   s tato r   f lu x   lin k a g e,   th e   f u n d am en tal  p r in cip le  o f   DT C   in v o lv es  th e   d ir ec t  s elec tio n   o f   s tato r   v o ltag e  v ec to r s .   T h e   co n tr o l  m ec h a n is m   is   r ea lized   b y   in s tan tan eo u s ly   v ar y in g   t h e  s tato r   v o ltag e   v ec t o r s   in   r esp o n s e  to   th e  er r o r s   o b s er v e d   in   th e  to r q u e   an d   s tato r   f lu x   [ 1 8 ] ,   [ 1 9 ] .   Fig u r e  4   s h o ws  a  d iag r am   s u m m ar izin g   th e  g en er al  p r in cip le  o f   t h e  DT C   tech n iq u e.   C u r r en ts   , ,   an d   v o ltag es  , ,   ar e  m ea s u r ed   a t  th e  o u tp u t  o f   th e  in v e r ter ,   a n d   af ter   p ass in g   th r o u g h   th e  p ar k   tr an s f o r m atio n   we  o b tain   cu r r en ts   , an d   v o ltag es  , ,   wh ich   ar e   u s ed   to   esti m ate  th e  elec tr o m ag n etic  to r q u e  an d   f lu x   in   th e  r elatio n s h ip s   ( 1 0 ) ,   ( 1 1 ) .   T h e  esti m ated   to r q u e  a n d   f lu x   will  co m p ar ed   with   th e   r ef er en ce   to r q u e  an d   f lu x ,   a n d   th e  r esu lts   o f   th e  co m p ar is o n   ar e  th e  in p u ts   o f   th e  h y s ter esis   co n tr o ller s ,   wh ich   will  g iv e  th e   o u t p u t  eith e r   1 , - 1   o r   0 .   T h e  s witch in g   s tates  f o r   th e   v o ltag e  s o u r ce   in v er ter   ar e  d eter m i n ed   b y   a   s elec ted   v o ltag e  v ec t o r ,   wh ic h   is   th en   d ec o m p o s ed   an d   u s ed   to   ap p ly   th e   co r r ec t   s witch in g   tab le,   as  s h o wn   in   T ab le  1   [ 2 0 ] ,   [ 2 1 ] .     {     = ∫ 0 ( −   )      = ∫ 0 ( −   )    (1 0 )        = (     −     )   (1 1 )       T ab le  1 .   T h e  t ak ah ash i v e cto r   s elec tio n   ch ar t   N   1   2   3   4   5   6    =   = 1   2   3   4   5   6   1   = 0   7   0   7   0   7   7   = − 1   6   1   2   3   4   5    =   = 1   3   4   5   6   1   2   = 0   0   7   0   7   0   7   = − 1   5   6   1   2   3   4       T o   co n tr o l  s p ee d ,   we  i n teg r at e  a  PI  co n tr o ller ,   wh ich   u s es  at  its   in p u t  th e  v ar iatio n   b etw ee n   th e  s et  s p ee d   an d   th e   m ea s u r ed   s p ee d ,   wh ich   will  d ef i n e  at  its   o u tp u t  th e   r ef er e n ce   to r q u e .   T h e  r elatio n s h ip   ( 1 2 )   p r esen ts   th e  tr an s f er   f u n ctio n   o f   th e  PI  co n tr o l ler   [ 1 4 ] ,   [ 1 9 ] .     = ( ) + ∫ ( )    (1 2 )           Fig u r e  4 .   B lo ck   d iag r am   o f   D T C - PI  ap p lied   o n   in d u ctio n   m ac h in e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2502 - 4 7 5 2         Op timiz a tio n   o f p h o t o vo lta ic  p u mp in g   s ystem  u s in g   n e u r o   f u z z y  in feren ce   s ystem  …   ( La o u fi A b d elh a q )   1275   2 . 2 . 2 .   M P P T   t ec hn iq ue    Du e  to   th e   n o n - lin ea r ity   o f   PV  p o wer   a n d   v o ltag e  v ar iatio n ,   s o lar   p o wer   s y s tem s   n ee d   t o   m ax im u m   p o wer   p o in t  tr ac k in g   ( MPPT)   co n tr o l,  wh ich   d e p en d s   o n   p h o to v o ltaic  in s o latio n   an d   tem p er atu r e,   W ith   th e   o b jectiv e  o f   o p er atin g   p h o to v o ltaic  m o d u les  at  m ax im u m   p o wer   p o in ts   to   p r o d u ce   m a x im u m   p o wer   with   th e   u s e  o f   less   ex p en s iv e   an d   m o r e  e f f icien t  e q u ip m e n t   [ 2 2 ] ,   [ 2 3 ] .   T h er e   ar e   a  n u m b er   o f   co n v en tio n al   alg o r ith m s ,   s u ch   as  p er tu r b atio n   an d   P& O  o b s er v atio n   [ 2 4 ] .   Fig u r e  5   p r esen ts   th e  d is tu r b an ce   an d   o b s er v atio n   al g o r ith m   a p p lied   to   th e  p h o to v o ltaic  p an el.           Fig u r e  5 .   Flo wch ar t  o f   th e   co n v en tio n al  p e r tu r b   an d   o b s er v e  alg o r ith m   [ 2 5 ]       2 . 2 . 3 .   Ada ptiv e  neuro - f uzzy   i nfe re ncing   s y s t em s     C o m p u tatio n al  in tellig en ce   te ch n iq u es  s u ch   as  ar tific ial  n eu r al  n etwo r k s   ( ANN) ,   f u zz y   s y s tem s ,   an d   ANFI S   ar e  well - s u ited   f o r   m o d elin g   an d   c o n tr o l  o f   n o n lin ea r   s y s tem s .   ANFI S  o p er ates  a s   a  h y b r id   c o n tr o ller   th at  in teg r ates  th e   ad v a n tag e s   o f   b o th   f u zz y   lo g ic   co n t r o l   ( FLC)  an d   n e u r al  n etwo r k s   ( NN)   [ 2 6 ] .   I n   th is   ap p r o ac h ,   n e u r al  n etwo r k s   ar e   em p lo y e d   to   g en er ate  f u zz y   m em b er s h ip   f u n ctio n s   an d   c o n s tr u ct  th e  r u le  b ase  th r o u g h   a  s u p er v is ed   tr ain in g   p r o ce s s   [2 7 ] .   T w o   f u zz y   if – th en   r u les  ar e  co n s id er e d   in   th e  ANFI S  s tr u ctu r e,   as   illu s tr ated   in   Fig u r e  6   [ 2 4 ] ,  [2 8 ] .           Fig u r e  6 .   Glo b al  ar ch itectu r e  f o r   Neu r o - Fu zz y   ANFI S   [ 2 8 ]   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci ,   Vo l.  40 ,   No .   3 ,   Dec em b er   20 25 :  1 2 7 0 - 1 28 4   1276   T h e  ANFI S  ar ch itectu r e  is   co m p o s ed   o f   f iv e   d is tin ct  lay er s .   W ith in   th e  m o d el' s   an tece d en t,  Ai  an d   B i  r ep r esen t  th e   f u zz y   s ets.  C o n cu r r en tly   p i,   q i,   an d   r i   f u n ctio n   as   th e  d esig n   p ar am eter s   wh o s e  v alu es  a r e   d eter m in ed   d u r in g   th e  tr ain i n g   p h ase   [ 2 9 ] .   T h e   f ir s t  o f   t h e  f iv e   s tr u ctu r al  elem en ts   i s   d esig n ated   as  th e   f u zz if icatio n   la y er .   T h e  o u tp u t  g en er ated   b y   th e   n o d e  in   th i s   in itial  lay er   is   ex p r ess ed   u s in g   th e   s u b s eq u e n t   [ 3 0 ] ,   [ 3 1 ] :     1 , = µ  ( ) =  { − [ ( − ) 2 ] } , ℎ  ,   ( 1 3 )                         = 1 , 2  1 , = µ  ( ) , = 3 , 4 ,     x =n o d e  i n p u t,   {σ i,  b i,  ci}  =sta r tin g   p ar a m eter   If  µ    an d   µ    ar e  Gau s s ian   MFs,  th ey   ar e  s p ec if ied   b y   two   p ar am e ter s   {c ,   σ }.   L ay er   2 :  E ac h   n o d e  d eter m i n es  th e  f ir in g   s tr en g t h   o f   a   r u l e,   an d   th e  o u tp u t  o f   n o d e  i  i s   ex p r ess ed   b y   th e   f o llo win g   [ 3 2 ] :     2 = = µ  ( 1 ) . µ  ( 2 ) . = 1 , 2   ( 1 4 )     L ay er   3 :  T h e   n o d es  n o r m aliz e  th e  f ir in g   s tr en g th s   o f   th e  r u les,  an d   th e   o u t p u t  o f   n o d e   i  is   g i v en   b y   th e   f o llo win g   [ 3 3 ] :     = ∑ = 1   ( 1 5 )     L ay er   4 :   T h is   lay er   p er f o r m s   th e  d ef u zz if icatio n   an d   p r o d u ce s   th e  f in al  r esu lts .   T h e  weig h ted   co n s eq u en t   v alu es f o r   ea c h   r u le  a r e  co m p u ted   at  ev er y   n o d e  with in   th is   lay er ,   u s in g   ( 1 6 )   f o r   th eir   ca lc u latio n   [ 3 4 ] .     4 = = ( + + )   ( 1 6 )     T o   o p tim ize   th e  p a r am eter s   o f   ANFI S,  b o th   least  s q u ar es  es tim atio n   an d   b ac k - p r o p ag atio n   m eth o d s   ad o p ted .   Fig u r e   7   s h o ws  th e  ex p lan ato r y   d ia g r am   o f   n eu r a l  n etwo r k s .   Fig u r es  7 ( a )   r ep r esen ts   th e  r esu lt  o f   tr ain in g   s tag e  is   f iv e   Gau s s ian   m em b er s h ip   f u n ctio n s   f o r   D T C - ANFI S,  an d   Fig u r es  7 ( b )   r ep r esen ts   th e  r esu lt   o f   tr ain in g   s tag e  is   th r ee   Gau s s ian   m em b er s h ip   f u n ctio n s   f o r   MPPT - ANFI S  [ 3 4 ] ,   [ 3 5 ] .           ( a)   ( b )     Fig u r e  7 .   Netwo r k   s tr u ctu r e  f o r   ( a)   DT C - ANFI S  an d   ( b )   MPPT - ANFI S       As  d ep icted   in   Fig u r e   8 ,   th e  p h o to v o ltaic  wate r   p u m p in g   s y s tem   is   u s u ally   s tr u ctu r ed   a r o u n d   two   p r im a r y   s u b s y s tem s :   −   T h e  p o wer   ci r cu it,  w h ich   i n clu d es  th e   s o lar   p an els,  a   p a r allel  ( b o o s t)   co n v er ter ,   a   two - lev el  in v er ter ,   a n   asy n ch r o n o u s   m o t o r   co u p led   t o   ac en tr if u g al  p u m p .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2502 - 4 7 5 2         Op timiz a tio n   o f p h o t o vo lta ic  p u mp in g   s ystem  u s in g   n e u r o   f u z z y  in feren ce   s ystem  …   ( La o u fi A b d elh a q )   1277   −   T h e  co n t r o l  cir c u it,  wh ich   i n teg r ates:  An   MPPT - ANFI S  co n tr o ller   a p p lied   t o   th e   b o o s t  co n v e r ter   to   o p tim ize  m ax im u m   p o wer   ex tr ac tio n   f r o m   th e  s o lar   p an el s .   a  DT C - ANFI S  co n tr o ller   ap p lied   to   th e   in v er ter   to   e n s u r e  DT C   o f   th e   m o to r .   T h e  b o o s t c o n v er ter   is   d ir ec tly   p o wer ed   b y   th e  s o lar   p an els a n d ,   th an k s   to   th e  MPPT - ANFI S c o n tr o l,  d eliv er s   an   o p tim al  DC   v o ltag e  to   th e   in v er ter .   T h e   two - lev e l  in v er ter   th en   c o n v e r ts   th is   v o ltag e  in to   a  th r ee - p h ase  s in u s o id al  AC   v o ltag e  t o   d r iv e  th e  in d u ctio n   m o to r .   T h e  in v er ter   r ec eiv es its   s wi tch in g   s ig n als f r o m   th e  DT C - ANFI S  co n tr o ller ,   wh ic h   p r o v id es  ac cu r ate  to r q u e  c o n tr o l.  T h e  m o t o r   th e n   d r iv es  th e  ce n tr if u g al  p u m p ,   en ab lin g   wate r   to   b e  p u m p e d   i n to   a  well  o r   a  s to r a g e  tan k .           Fig u r e  8 .   B lo ck   d iag r am   o f   th e  ANFI S - b ased   co n t r o l a p p lied   to   a  p h o to v o ltaic  p u m p in g   s y s tem   [3 6 ]       2.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N   T o   g ain   a  d ee p   a n d   p r ec is e  u n d er s tan d in g   o f   th e   d y n am ic  ch ar ac ter is tics   o f   th e  p h o t o v o ltaic  wate r   p u m p in g   s y s tem ,   its   tar g et  cir cu it  was  m eticu lo u s ly   r ep licated   with in   th e  MA T L AB /Si m u lin k   s im u latio n   en v ir o n m en t.  T h is   co m p r eh e n s iv e  s im u latio n   was  d esig n ed   to   ex p lo r e  h o w  th e  s y s tem ' s   p er f o r m a n ce   ev o l v es  o v er   tim e,   p ar ticu lar l y   u n d er   f lu ctu atin g   o p er atio n al  co n d itio n s .   Fo r   m a n ag ea b ilit y   a n d   clar ity ,   th e  o v er al l   m o d el  h as  b ee n   s y s tem atica lly   o r g an ize d   in to   a  m o d u lar   f r am ewo r k   co n s is tin g   o f   f iv e  p r im ar y   f u n ctio n al   b lo ck s .   T h is   ar ch itectu r al  b r ea k d o wn   is   v is u ally   r e p r esen ted   an d   d etailed   f o r   r ef er en ce   in   Fig u r e  9 ,   o u tlin in g   th e  k ey   c o m p o n en ts   an d   t h eir   in ter co n n ec tio n s .   −   DC   Po wer   Su p p ly   B lo ck :  T h is   s u b s y s tem   in clu d es   th e  p h o to v o ltaic  p a n els,  co n n ec t ed   to   a  B o o s t   co n v er ter   ( p ar allel  ch o p p er )   co n tr o lled   b y   an   MPPT - ANFI S  co n tr o ller .   T h e  c o n tr o lle r   d y n am ically   ad ju s ts   th e  o p er atin g   p o in t  o f   th e  PV  g en er ato r   b ased   o n   s o lar   ir r ad ian ce   an d   am b ien t  t em p er atu r e,   in   o r d er   t o   p r o v id e  a  s tab le  a n d   o p tim al  DC   v o ltag e  to   th e  in v er ter   in p u t.   −   DT C - ANFI S  C o n tr o l  B lo ck :  T h is   b lo ck   im p lem en ts   a   DT C   s tr ateg y   en h an ce d   b y   an   ANFI S .   I t  g en er at es  in   r ea l - tim e  th e  s witch in g   s ig n als  ( Sa,   Sb ,   Sc )   f o r   th e  in v er ter ,   en s u r in g   f ast  an d   r o b u s t   r eg u latio n   o f   th e  m o to r ’ s   to r q u e  an d   s tato r   f lu x .   −   T wo - L ev el  I n v e r ter   B lo ck : T h is   s ta tic  co n v er ter   r ec eiv es b o th   th e  DC   v o ltag e  f r o m   th e  MPPT  b lo ck   an d   th e  m o d u lat io n   s ig n als  f r o m   t h e  DT C - ANFI S  co n tr o ller .   I t   co n v er ts   th e  DC   p o wer   in to   a  th r ee - p h ase  s in u s o id al  AC   v o ltag e  s u itab le  f o r   d r iv in g   th e  in d u ctio n   m o t o r .   −   I n d u ctio n   Mo to r   B lo ck :  T h is   b lo ck   s im u lates  th e  elec tr o m ec h an ical  b e h av io r   o f   th e  asy n ch r o n o u s   m ac h in e.   I t   is   p o wer e d   b y   th e  in v er ter   an d   s u b jecte d   t o   a  v a r iab le  lo a d   to r q u e  im p o s ed   b y   th e   ce n tr if u g al  p u m p .   T h e  d y n a m ic  eq u atio n s   ac co u n t  f o r   th e  elec tr o m ag n etic  in ter ac tio n s   b etwe en   th e   s tato r   an d   r o t o r .   −   T h e  C en tr if u g al  Pu m p   B lo ck   r ep r esen ts   an d   s im u lates  th e  en tire   h y d r au lic  lo ad   wh ich   th e  in d u ctio n   m o to r   d ir ec tly   d r i v es  an d   m ec h an ically   co u p les  to   th e  m ac h in e' s   s h af t.  T h is   cr u cial  m o d elin g   co m p o n en t  r ec eiv es  th e  m ea s u r ed   r o to r   s p ee d   f r o m   th e  m o t o r   as  its   s o le  in p u t  s ig n al.   I n   d ir ec t  r esp o n s e   to   th is   r o tatio n ,   th e  b lo ck   th e n   ca lcu lates  an d   p r o d u ce s   a  s p ec if ic  r esis tan t  to r q u e.   T h is   r esis tan t  to r q u e   ef f ec tiv ely   o p p o s es  th e  m o to r ' s   m o tio n ,   ac cu r ately   r ef lecti n g   th e  m ec h an ical  d em a n d   t h at  th e  p u m p   p lace s   o n   th e  m o to r   d r iv e  s y s tem   as it w o r k s   to   m o v e  th e  f l u id .   T h is   s ec tio n   is   d ed icate d   to   th e  r ig o r o u s   v alid atio n   o f   th e  p r o p o s ed   s y s tem   th r o u g h   a   s er ies  o f   s im u latio n s   m eticu lo u s ly   ex ec u ted   with in   th e  MA T L AB /S i m u lin k   en v ir o n m e n t.  T o   ac cu r ately   co n s tr u ct  an d   co n f ig u r e  th e  co m p u tatio n al  m o d els  n ec ess ar y   f o r   th ese  t ests ,   we  h av e  r elied   u p o n   t wo   cr itical  s ets  o f   s p ec if icatio n s .   Sp ec if ically ,   t h e  d y n am ic  b eh av i o r   o f   th e  m o to r   c o m p o n en ts   is   m o d ele d   u s in g   th e   d etailed   in d u ctio n   m o to r   p a r am eter s   co m p r eh e n s iv ely   en u m e r at ed   in   T ab le  2 ,   wh ile  th e   p o wer   g en e r atio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci ,   Vo l.  40 ,   No .   3 ,   Dec em b er   20 25 :  1 2 7 0 - 1 28 4   1278   ch ar ac ter is tics   ar e  d ef in ed   b y   t h e  s p ec if ic  p h o t o v o ltaic  ( PV)   p an el  s p ec if icatio n s   as o u tlin e d   in   T ab le  3 .   T h ese  s im u latio n   r u n s   ar e  i n ten tio n ally   co n d u cted   u n d er   s tan d ar d ized ,   r ep e atab le  o p e r atin g   c o n d itio n s   to   e n s u r e   co n s is ten t  an d   co m p ar ab le   r esu lts .   T h es e  co n tr o lled   en v ir o n m en tal  in p u ts   ar e   s et  at  an   a m b ien t  tem p er at u r e   o f   $ 2 2 ^{ \ cir c} \ tex t{C }$   an d   a  p ea k   s o lar   ir r ad ian ce   le v el  o f   $ 1 0 0 0 \ tex t{   W }/ \ tex t{m }^{ 2 }$ .   T h is   d e f in ed   en v ir o n m en t  allo ws  f o r   a  clea r   ass es s m en t  o f   th e  s y s tem ' s   p er f o r m a n ce   b ef o r e  co n s id e r in g   m o r e  v a r iab le   r ea l - wo r ld   co n d itio n s .           Fig u r e  9 .   Glo b al  b lo ck   d iag r a m   o f   th e  n eu r o - f u zz y   co n tr o l a p p lied   to   a  p h o t o v o ltaic  p u m p i n g   s y s tem   in   MA T L AB /S im u lin k       T ab le  2 .   C h ar ac ter is tics   o f   th e  in d u ctio n   m ac h in e   G r e a t n e ss   V a l u e   G r e a t n e ss   V a l u e   R a t e d   p o w e r   1 . 5 k w   R o t o r   r e si s t a n c e   3 . 8 0 5 Ω   R a t e d   v o l t a g e   2 2 0 V   C y c l i c   s t a t o r   i n d u c t a n c e   0 . 2 7 4 H   R a t e d   s p e e d   1 4 2 8 r p m   C y c l i c   r o t o r   i n d u c t a n c e   0 . 2 7 4 H   N o mi n a l   f r e q u e n c y   5 0 H z   M u t u a l   i n d u c t a n c e   0 . 2 5 8 H   R a t e d   st a t o r   c u r r e n t   3 . 6 4 A   N u mb e r   o f   p o l e   p a i r s   2   S t a t o r   r e s i st a n c e   4 . 8 5   Ω   M o me n t   o f   i n e r t i a   0. 031kg/m 2   F r i c t i o n   c o e f f i c i e n t s   0 . 0 0 1 1 4 N m . s/ r d           T ab le  3 .   C h ar ac ter is tics   o f   p h o to v o ltaic  p a n el   G r e a t n e ss   V a l u e   M a x i m u m   P o w e r   ( W )   2 1 3 W   O p e n   c i r c u i t   v o l t a g e   3 6 . 3 V   V o l t a g e   a t   ma x i m u m  p o w e r   p o i n t   29V   C e l l s  p e r m o d u l e   60   S h o r t - c i r c u i t   c u r r e n t   7 . 8 4 A   C u r r e n t   a t   ma x i mu m  p o w e r   p o i n t   I mp   7 . 3 5 A       Fig u r e  1 0   s h o ws  th e  MPPT  co n tr o l  r esu lts   b y   d is p lay in g   th e  ev o lu tio n   o f   th e  p h o to v o ltaic  v o ltag e .   I t  co m p ar es  two   co n tr o l  s tr ateg i es:  th e  ANFI S - b ased   MPPT  c o n tr o l,  r e p r esen ted   b y   th e  s o li d   r ed   lin e,   a n d   th e   co n v en tio n al  P& O - b ased   MP PT  co n tr o l,  r e p r esen ted   b y   th e   d as h ed   b lu e   lin e.   T h e  a n aly s is   h ig h lig h ts   th at  th e   MPPT - ANFI S  ap p r o ac h   tr ac k s   th e  m ax im u m   p o wer   p o i n t  ( MPP)   m o r e  q u ic k ly   a n d   ac c u r ately ,   s ig n if ican tly   r ed u cin g   s tead y - s tate  o s cillatio n s   co m p a r ed   to   th e  P& O  m eth o d .   T h is   im p r o v em en t   en h an ce s   b o th   th e   s y s tem ’ s   s tab ilit y   an d   en er g y   co n v er s io n   ef f icien cy .   Fig u r e  1 1   s h o ws  th e   MPPT  co n tr o l  r esu lts   b y   d is p lay in g   th e  ev o l u t io n   o f   t h e  p h o to v o lt aic  p o wer .   I t   co m p ar es  two   co n tr o l  s tr ateg i es:  th e  ANFI S - b ased   MPPT  c o n tr o l,  r e p r esen ted   b y   th e  s o li d   r ed   lin e,   a n d   th e   co n v en ti o n al  P& O - b ased   MPPT  co n tr o l,  r ep r esen ted   b y   th e  d ash ed   b lu e  lin e.   T h e  o b s er v atio n   co n f ir m s   th at   th e  ANFI S - b ased   co n tr o l  e x tr ac ts   en er g y   m o r e  ef f icien tly   b y   en s u r i n g   m o r e   ac cu r at e  an d   s tab le  MPP  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2502 - 4 7 5 2         Op timiz a tio n   o f p h o t o vo lta ic  p u mp in g   s ystem  u s in g   n e u r o   f u z z y  in feren ce   s ystem  …   ( La o u fi A b d elh a q )   1279   tr ac k in g .   A d d itio n ally ,   it  im p r o v es  p o wer   q u ality   b y   r e d u cin g   o s cillatio n s   an d   d eliv e r in g   a  f aster ,   m o r e  r esp o n s iv e  d y n am ic  b e h av io r   th an   th e  P& O  s tr ateg y .           Fig u r e  1 0 .   T h e  v o ltag e  d eliv e r ed   b y   t h e  p h o to v o ltaic  p an el           Fig u r e  1 1 .   T h e  g en er ated   p o w er   o f   th e   p h o to v o ltaic  m o d u le       T h is   an aly tical  s ec tio n   ex am in es  an d   d is s ec ts   th e  b eh av i o r   o f   t h e  m ac h in e' s   p r im ar y   d y n am ic   q u an titi es,  s p ec if ically   f o c u s in g   o n   th e  r o to r   s p ee d ,   t h e  d ev elo p ed   elec tr o m ag n etic   to r q u e ,   an d   th e   in s tan tan eo u s   s tato r   cu r r en t.  W e  co m p ar e  th e  p er f o r m an ce   ac h iev e d   b y   t h e  two   test ed   co n tr o l  s tr ateg ies:   th e   in tellig en t  DT C   with   ad ap tiv e  n eu r o - f u zz y   in f er e n ce   s y s tem   ( DT C - ANFI S,  wh ich   t h e  s o lid   r ed   cu r v e  r ep r esen ts ) ,   an d   th e   co n v en tio n al  DT C   with   Pro p o r tio n al - I n teg r al  r eg u lato r   ( DT C - PI,   wh i ch   th e  d ash ed   b lu e   cu r v e  r ep r esen ts ) .   B ey o n d   th e   elec tr ical  an d   m ec h a n ical  as p ec ts ,   th is   an aly s is   p r esen ts   t h e  ev o lu tio n   o f   th e  h y d r a u lic  f lo w  r ate  th at  th e  ce n tr if u g al  p u m p   g en er at es.  T h is   co m p r eh en s iv e  ev alu atio n   u ltima tely   d em o n s tr ates  h o w  th e  i n tellig en t  ANFI S  co n tr o l  s ig n if ican t ly   im p r o v es  th e  o v e r all  o p er a tio n al  p er f o r m an c e   o f   th e  p h o to v o ltaic  p u m p in g   s y s tem   wh en   b en ch m ar k ed   a g ain s t  th e  lim itatio n s   o f   th e  tr ad itio n al  PI - b ased   co n tr o l sch em e.   Fig u r e  1 2   s h o ws  th e  d y n a m ic  r esp o n s e  o f   t h e  r o to r   s p ee d .   B etwe en   0   s   an d   0 . 0 3   s ,   t h e  s y s tem   ex h ib its   an   in itial  d elay ,   m ain l y   d u e   to   th e   tr an s ien t  b e h av io r   o f   th e   DC   v o ltag e  g en er ated   b y   th e  p h o t o v o ltaic   p an els,  wh ich   d eter m in es th e  in v er ter ’ s   p o wer   s u p p ly .   I n   s te ad y   s tate,   th e  in tellig en t c o n tr o l stra teg y   b ased   o n   th e  ANFI S  alg o r ith m   r ea ch es   a  s tab le  r o to r   s p ee d   o f   1 4 8   r ad /s   with   a  r esp o n s e  tim e  o f   0 . 1 9   s .   I n   c o m p ar is o n ,   th e  co n v en tio n al   co n t r o l  u s in g   a  PI   r eg u lato r   r ea ch es  a   m a x im u m   s p ee d   o f   o n ly   1 4 4   r a d /s ,   with   a  r esp o n s e  tim e  o f   0 . 1 7   s .   T h is   lim itatio n   r esu lts   f r o m   th e   r esis tiv e  to r q u e  ca u s ed   b y   th e   p u m p ' s   lo ad ed   s tar tu p .   Alth o u g h   b o th   m eth o d s   o f f er   s im ilar   r esp o n s e  tim es,  th e  4   r ad /s   d if f er en ce   in   s tead y - s tate  s p ee d   d ir ec tly   im p ac ts   th e  h y d r a u lic  f lo w  r ate,   wh ich   is   p r o p o r tio n al  to   th e  m o to r   s h af t  s p ee d .   T h er ef o r e,   th e  ANFI S - b ased   co n tr o l   s tan d s   o u t  f o r   its   b etter   ad ap ta b ilit y   to   lo ad   v ar iatio n s ,   m o r e   ef f icien t  u s e  o f   th e  a v ailab le  s o lar   en er g y ,   a n d   a   s ig n if ican t im p r o v em en t in   th e  o v er all  ef f icie n cy   o f   th e  p u m p in g   s y s tem .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.