I nte rna t io na l J o urna l o f   P o wer   E lect ro nics   a nd   Driv e  S y s t em   ( I J P E DS)   Vo l.  1 7 ,   No .   3 ,  Sep tem b er   20 2 6 ,   p p .   1 8 0 8 ~ 1 8 2 1   I SS N:  2 0 8 8 - 8 6 9 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijp ed s . v 1 7 . i 3 . p p 1 8 0 8 - 1 8 2 1           1808       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij p e d s . ia esco r e. co m   DPC  ba cksteppi n g  contro l appl ied  to a n activ e re ctifi er:  a na ly sis  and co mpa riso n wit h a  PI L implem en tatio n         Sli m a ne  Chib o ub 1, 3 ,   M o ha m ed  K ha f a lla h 1, 3 ,   J a wa d L a m t er k a t i 2, 3   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 ,   N a t i o n a l   H i g h e r   S c h o o l   o f   El e c t r i c i t y   a n d   M e c h a n i c s   ( EN S EM ) ,     H a ssan   I I   U n i v e r si t y   o f   C a s a b l a n c a ,   C a sa b l a n c a ,   M o r o c c o   2 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   EST,   H a ss a n   I I   U n i v e r si t y   o f   C a s a b l a n c a ,   C a sa b l a n c a ,   M o r o c c o   3 La b o r a t o r y   o f   E n e r g y   a n d   E l e c t r i c a l   S y st e ms ,   H a ssa n   I I   U n i v e r si t y   o f   C a s a b l a n c a ,   C a s a b l a n c a ,   M o r o c c o       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u l 2 ,   2 0 2 6   R ev is ed   Au g   4 ,   2 0 2 6   Acc ep ted   Au g   2 4 ,   2 0 2 6       Th is  p a p e r  p re se n ts  a   sim u lati o n   a n d   c o m p a riso n   o f   d irec t  p o w e r  c o n tro l   (DPC)  a n d   t h e   n e w  b a c k ste p p i n g   (BS )   c o n tr o l  f o r  a   th re e - p h a se   P WM   re c ti fier.  Th e   o b jec ti v e   is  t o   e v a lu a te  th e se   tec h n iq u e s  in   a c h iev in g   h i g h - p e rfo rm a n c e   g rid   in teg ra ti o n ,   tar g e ti n g   th e   a b s o rp ti o n   o f  si n u s o id a l  c u rre n t,   m a in tain in g   a   u n it y   p o we r  fa c to r ,   a n d   m in imiz i n g   g rid   c u rre n t   h a rm o n ics .   Wh il e   D P C  is   re c o g n ize d   fo r   it s   f a st  d y n a m ic  re sp o n se ,   it   o ften   su f fe rs  fro m   h ig h   p o we r  rip p les   a n d   v a riab le   sw it c h in g   fre q u e n c y   d u e   to   th e   sw it c h in g  tab le.  Co n v e rse ly ,   th e   p r o p o se d   BS   c o n tr o l  p r o v i d e s  su p e rio r  trac k in g   p e rfo rm a n c e   a n d   imp ro v e d   st a b il it y   m a rg i n ,   e v e n   u n d e r  p a ra m e ter   u n c e rtain ti e s.  T h ro u g h   d e tailed   m o d e li n g   a n d   sim u lati o n   in   M ATLAB/   S imu li n k   e n v iro n m e n t,   t h is  p a p e r  a n a ly z e s  k e y   p e rfo rm a n c e   i n d ica to rs,   in c lu d in g   c u rre n t  t o tal  h a rm o n i c   d isto rti o n   (THD),  re sp o n se   ti m e ,   a n d   ro b u stn e ss ,   u n d e r  m u lt i p le  g ri d   c o n d it i o n s,  a n d   v a li d a tes   t h e   p ro p o se d   c o n tro l  law   u sin g   a   p r o c e ss o r - in - th e - l o o p   (P IL)   imp lem e n tatio n .   Th e   c o m p a ra ti v e   stu d y   d e m o n stra tes   th e   trad e - o ffs  b e twe e n   th e   tw o   c o n tr o l   m e th o d s,  h ig h li g h t in g   t h e   a d v a n tag e   o f  b a c k ste p p i n g   c o n tro l .   K ey w o r d s :   Activ e  r ec tifie r   B ac k s tep p in g   co n tr o l   DPC   co n tr o l   Po wer   f ac to r   Po wer   q u ality   Pro ce s s o r - in - th e - lo o p   PW M  r ec tifie r   T MS3 2 0 F2 8 3 7 9 D  DSP   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 :   Sli m an e   C h ib o u b   Dep ar tm en t o f   E lectr ical  E n g i n ee r in g ,   Natio n al  Hig h er   Sch o o l o f   E lectr icity   a n d   Me ch a n ics   ( E NSEM )   Hass an   I I   Un iv er s ity   o f   C asab lan ca   B P 8 1 1 8   Oasis ,   C asab lan ca - 2 0 4 9 0 ,   Mo r o cc o   E m ail:  ch ib o u b s lim an e@ g m ai l.c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   Po wer   elec tr o n ic  co n v er ter s ,   s u ch   as  r ec tifie r s ,   p lay   a  p iv o tal  r o le  ac r o s s   m o d er n   in d u s tr ial  ap p licatio n s ,   s m ar t  g r id s ,   r en e wab le  en er g y ,   an d   elec tr ic   v e h icles.  Ho wev er ,   co n v en tio n al   d io d e   r ec tifie r s   ac t   as  a  non - lin ea r   lo ad   t h at  in tr o d u ce s   s ev er al  d r awb a ck s ,   in clu d in g   d is to r ted   cu r r en ts ,   h a r m o n ic  co n ten t,  a n d   r ea ctiv e  p o wer   co n s u m p tio n .   T h ese  p o wer   q u ality   is s u es  y ield   a  lo w  p o wer   f ac to r   ( PF )   an d   h ig h   c u r r e n t  to tal   h ar m o n ic  d is to r tio n   ( T HD) .   Su ch   p h en o m en a  ca n   d am ag e  g r id   eq u i p m en t,  in tr o d u ce   th er m al  s tr e s s   in   elec tr ical  m ac h in es,  an d   d estr o y   f ilter in g   ca p ac ito r s   [ 1 ] .   T o   m itig ate  th ese  d r awb ac k s ,   we  tu r n   to   th e  PW M  r ec tifie r   with   r o b u s t  co n tr o l  s tr ateg ies.  PW M  o r   Activ e  r ec ti f ier s   ca n   b e  f o u n d   in   m o s t  m o d er n   a p p licatio n s ,   eith er   as p o wer   s u p p lies   o r   p o wer   f ac to r   co r r ec tio n   u n its   [ 2 ] .   T h e  ac ti v e  AC - DC   co n v e r t er s   ex h i b it   s e v e r al  ad v an ce d   f e at u r es ,   i n c l u d in g   lo w  g r id   c u r r e n t  d is t o r ti o n ,   bi - d ir ec t io n al  p o w er   f l o w,   n e a r - u n it y   p o w er   f a ct o r ,   a n d   s t ab le  DC - b u s   v o lta g e  u s i n g   co m p a ct  p ass i v e   f ilte r s   [ 1 ] - [ 4 ] .   Va r i o u s   c o n t r o l  s t r a te g ies   h a v e  b e e n   est a b lis h e d   in   r e ce n t  p a p er s ,   n o ta b l y   h y s te r e s is   c o n tr o l   ( HC )   an d   v o lta g e - o r ie n t e d   c o n t r o l  ( VO C )   [ 1 ] ,   a lt h o u g h   t h ese   c o n tr o l   m e th o d s   ca n   ac h i e v e  th e  s a m e  m a i n   g o als ,   t h ei r   ap p r o ac h   d if f e r   [ 5 ] .   O v e r   r ec e n t   y ea r s ,   d i r e ct  p o w er   c o n t r o l   ( D PC )   h as  att r a ct ed   s u b s ta n ti al  r es ea r c h   i n te r es t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4         DP C   b a ck s tep p in g   co n tr o l a p p lied   to   a n   a ctive   r ec tifi er:  a n a lysi s   a n d   co mp a r is o n …   ( S lima n e  C h ib o u b )   1809   [ 6 ] - [ 7 ] .   M o d el e d   af te r   d i r e ct   t o r q u e   c o n t r o l  ( D T C )   t ec h n iq u es,   e m p lo y ed   i n   m o t o r   d r i v e   [ 5 ] ,   DPC   ex p l ici tl y   m a n a g es   i n s t an ta n e o u s   ac t iv e  an d   r ea c ti v e   p o w e r   co m p o n en t s   t h r o u g h   d ec o u p le d   c o n t r o l l o o p s .   U n lik e  ca s ca d e   ar ch itectu r es,  co n v en tio n al  DPC   elim in at es  in n er   cu r r en t  lo o p s   an d   t h e  PW M   m o d u lato r   b lo ck ,   as  th e  co n v er ter   s witch in g   s tates  ar e  s ele cted   v ia  a  s witch in g   tab le.   S witch in g   s tates  ar e  s elec ted   b ased   o n   th e   in s tan tan eo u s   p o we r   er r o r s   alo n g s id e  th e  an g u la r   p o s itio n   o f   th e   g r i d   v o ltag e  [ 6 ] ,   [ 8 ]   o r   v ir tu al - f lu x   v ec to r s   [ 8 ] , [ 1 ] .   D esp ite  its   s im p licity ,   class ical  DPC   ex h ib its   s o m e  d r awb ac k s ,   s u ch   as  r ip p les  in   cu r r en t  an d   p o wer ,   alo n g   with   v ar iab le  s witch in g   f r eq u en c y ,   wh ich   m ay   d ir ec tly   af f ec t  s y s te m   p er f o r m a n ce   an d   co m p r o m is e  s tab ilit y   [ 9 ] .   Var io u s   co n tr o l  s tr ateg ies  h av e  b ee n   p r o p o s ed   to   im p r o v e  DPC   tech n iq u es  an d   o v e r co m e  its   lim itatio n s ;   am o n g   th ese,   th e  b ac k s tep p in g   co n tr o l  ( B S)  tech n iq u e,   wh ic h   we  will  co m b in e  with   DPC   to   d ev elo p   a  r o b u s t  an d   s tab le  co n tr o l  tech n iq u e  ag ain s t  p er tu r b atio n s   o r   p ar am eter   v ar iatio n .   T h e  s y s tem atic,   s tep - by - s tep   s y n th esis   o f f e r ed   b y   B ac k s tep p in g   co n tr o l  ( B S)  h as  m ad e  it  a  wid el y   ad o p te d   ap p r o ac h   f o r   n o n - lin ea r   co n tr o l  ap p licatio n s   [ 1 0 ] ,  [ 1 1 ] .   I n   th is   ap p r o ac h ,   v ir tu a l  co n tr o l  laws  ar e  d ef in ed   f o r   lo wer - o r d e r   s u b s y s tem s ,   wh ile  th e  o v er all  s y s tem   s tab ilit y   i s   en s u r ed   b y   co n s tr u ctin g   a  ca n d id ate  L y a p u n o v   f u n ctio n   th at  ag g r eg ates  th e  f u n ctio n s   d er iv ed   at  ea ch   d esig n   s tep   [ 1 2 ] .   T h e  b ac k s tep p i n g   co n tr o l  f o r   D PC   o f   a  th r ee - p h ase  PW M  r ec tifie r   was  p r o p o s ed   b y   R o n g   et   al  i n   2 0 1 8   [ 1 2 ] ;   it  was  u s ed   to   r eg u late  th e   r ea ct iv e  p o wer   a n d   DC - b u s   v o ltag e  o f   th e  r ec tifie r .   H o wev er ,   th is   m eth o d   b r ea k s   d o wn   u n d e r   v ar y in g   lo ad   co n d i tio n s   [ 1 3 ]   an d   r elies  on  th e  s ig n   f u n ctio n   ( 1 3 )   an d   ( 1 5 ) ,   w h ich   in tr o d u ce s   th e  we ll - k n o wn   c h atter in g   an d   h ig h - f r eq u e n cy   r ip p le.   I n   co n tr ast,  th e   co n t r o l  law   d ev e lo p ed   i n   th is   p ap er   av o id s   th e   s ig n   f u n ctio n ,   lea d in g   to   s m o o th   c o n tr o l  ac ti o n   with o u t  ch atter in g ,   wh ile  m ain tain in g   h ig h   p er f o r m an ce   u n d er   n o r m al,   u n b alan ce d ,   an d   d is to r ted   g r id   co n d itio n s ,   as  well  as  u n d er   p ar am eter   v a r iatio n s .   I n   th is   p ap er ,   we  ta k e  a  s tep   f u r th er   b y   p r o p o s in g   a  B S   co n tr o ller   f o r   DC   v o ltag e ,   ac tiv e  p o wer ,   an d   r ea ctiv e  p o wer   to   o v er co m e  th e  p r e v io u s   lim itatio n .   T h e  co n tr o l   law  is   v alid ated   b y   a  p r o ce s s o r - in - th e - l o o p   ( PIL )   im p lem e n t atio n .     T h is   p ap er   p r esen ts   an   im p r o v ed   DPC - b ac k s tep p in g   s tr ateg y   f o r   a  t h r ee - p h ase  PW M  r ec tifie r .   T h e   m ain   o b jectiv es  ar e  to   m ain tain   g o o d   p er f o r m a n ce   u n d er   v ar io u s   d is tu r b an ce s ,   en s u r e  u n it y   p o wer   f ac to r ,   a n d   ac h iev e  lo w   cu r r en t  T HD   ( u n d er   5 %).   T h e   p r o p o s ed   co n tr o l  m eth o d   aim s   to   elim in ate  t h e   class ical  s witch in g   tab le  o f   DPC   co n tr o l  [ 1 4 ] - [ 1 7 ]   an d   th e  lim itatio n s   o f   t h e  p r ev i o u s   DPC - BS   ap p r o ac h .   T h is   s tu d y   will   co m p ar e   DPC   an d   DPC - B S ,   d em o n s tr ate  th e   tr ad e - o f f s   b etwe en   t h e  two   co n tr o ls ,   an d   h ig h lig h t  th e   ad v an tag es o f   th e  p r o p o s ed   DPC - b ac k s tep p in g   co n t r o l.       2.   T H E   P W M   RE CT I F I E R   T h e  ac tiv e   r ec tifie r   s tu d ie d   in   th is   p ap er   is   b ased   o n   th r ee   le g s ,   ea ch   o n e   co n s is tin g   o f   two   s witch es  th at  co n tain   an   I GB T   tr a n s is t o r   with   an   an tip ar allel  d io d e   [ 1 8 ] - [ 2 1 ] .   F ig u r e   1   illu s tr ates  an   ac tiv e  r e ctif ier   s ch em e ,   wh er e  e a ,   e b ,   e c   ar e  A C   g r id   v o ltag es;  R ,   L   ar e  th e  eq u iv alen t  r esis tan ce   an d   in d u c tan ce   o f   th e   g r i d ;  C   is   th e  DC   b u s   ca p ac ito r ;  R L   is   th e  lo a d   r esis tan ce ;  i a ,   i b ,   i c   a r e  AC   g r id   cu r r en ts ;  I dc   is   DC   lo ad   cu r r e n t;  an d   V d c  is   DC   lo ad   v o ltag e.   T h e  co u p lin g   g r id   r esis tan ce s   ( R )   an d   g r id   r e ac tan ce   ( L )   ar e  e q u al.   Switch in g   lo s s   an d   o n - s tate  v o ltag e  a r e  n eg li g ib le,   a n d   t h e  s witch in g   f r e q u en cy   is   ass u m ed   to   b e   h ig h   e n o u g h .   Ass u m in g   a   u n ity   p o wer   f ac to r ,   g r i d   v o ltag e  an d   cu r r en t a r e   ( 1 ) .     {     ( ) = .  ⁡ (  ) ( ) = .  (  − 2 3 ) ( ) = . s in ⁡ (  − 4 3 ) ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ ⁡ {     ( ) = .  ⁡ (  ) ( ) = .  (  − 2 3 ) ( ) = . s in ⁡ (  − 4 3 )   ( 1 )     W h er e  ,  ,  ,   r esp ec tiv ely ,   a r e  th e  m ax im u m   s im p le  v o ltag e   ( V ) ,   th e  m a x im u m   g r id   c u r r e n t  ( A ) ,   an d   th e   an g u lar   f r eq u e n cy   ( r ad /s ) .   Fro m   Fig u r e  1 ,   we  ca n   f in d :     [ ] = . [ ] + .  [ ] + [ ]   ( 2 )     B y   tr an s f o r m in g   ( 2 )   to   th e  α β r ef er en ce   f r am e,   we  o b tain :     = + .  +   ( 3 )     = + .  +   ( 4 )     I n   th is   r ef er e n ce ,   ac tiv e  a n d   r e ac tiv e  p o wer   ( P a n d   Q)   ca n   b e   ex p r ess ed   as ( 5 )   a n d   ( 6 ) .     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 w  E lec  &   Dr i Sy s t ,  Vo l.  1 7 ,   No .   3 ,  Sep tem b er   20 2 6 :   180 8 - 1 8 2 1   1810   = . + .   ( 5 )     = . − .   ( 6 )     T h ese  eq u atio n s   ar e  v er y   im p o r tan t a n d   f o r m   t h e  f o u n d atio n   o f   th e  co n tr o l th e o r y   b ein g   s tu d ied .           Fig u r e  1 .   Activ e  r ec tifie r   s ch e m e       3.   DE S I G N  O F   B ACK S T E P P I NG   CO NT RO L   T h e  b ac k s tep p in g   tec h n iq u e   p r o v id es  a   s y s tem atic  an d   r e cu r s iv e  m eth o d   f o r   d esig n in g   n o n lin ea r   co n tr o l  laws,  r el y in g   o n   L y ap u n o v   f u n ctio n s   to   en s u r e   th e  s tep - by - s tep   s tab ilit y   o f   ea ch   s y n th esis   s tep .   At  ea ch   s tag e  o f   th e  p r o ce s s ,   v ir tu al  co n tr o l  in p u ts   ar e  g en er ated   to   d r iv e  th e  s y s tem   s tates  to war d s   th eir   eq u ilib r iu m   s tate.   T h is   tech n iq u e  allo ws  th e  s y n th esis   o f   co n tr o l  laws  wh ile  p o ten tially   co n s id er in g   d is tu r b an ce s   o r   u n f am iliar ity   with   th e  s y s tem ’ s   p ar am eter s .     3 . 1 .     B a c k s t eppin g   co ntr o l f o r  t he  DC  B us   Ou r   o b jectiv e  is   t o   d ef in e  th e  ac tiv e  p o wer   ex p r ess io n   f r o m   th e  v o ltag e  r e f er en ce .   B ased   o n     Fig u r e  1 ,   u s in g   Kir ch h o f f ' s   laws,  we  ca n   f in d :       =    +     ( 7 )     W ith :     { = .   =   ( 8)     T h en ,   f r o m   ( 7 )   a n d   ( 8 ) ,   we  ca n   wr ite:       = 1 . (  −  )   ( 9)     T h e  s tead y - s tate  er r o r   o f   t h e  D C   v o ltag e  is   d ef in ed   as   ( 1 0 ) .     1 = −    ( 1 0 )     No w,   a  p o s itiv e  L y ap u n o v   f u n ctio n   with   a  n eg ativ e  d er iv ativ e  m u s t b e  s elec ted .   T h is   f u n ctio n ,   u n d er   th ese  cr iter ia,   will  en s u r e  th e   s y s tem ’ s   s tab ilit y   with o u t  d i v er g en ce ;  T h e  L y ap u n o v   th e o r y   is   ac tu ally   q u ite   lo g ical.   I f   y o u   h av e   s o m e  f u n c tio n   th at  is   alwa y s   d ec r ea s in g ,   th en   it  will  r ea ch   ze r o   ev e n tu ally .   So ,   t h er e  is   n o   way   th at  th e  s y s tem   d iv er g es: it m u s t b e  s tab le.   T h e  ch o s en   ca n d id ate  f o r   th e   L y ap u n o v   f u n ctio n   is :     1 = 1 2 . θ 1 2   ( 1 1 )     1  = 1 . 1    ( 1 2 )     T o   en s u r e  s y s tem   s tab ilit y ,   th e   L y ap u n o v   f u n ctio n   d er i v ativ e   m u s t b e  n eg ativ e ;   c h o o s in g    1  ⁡ ⁡ =  − 1 · ⁡ 1   ( wh er e  K 1   >  0 )   g u a r an tees th is   s y s tem 's   co n v er g en ce   a n d   s ta b ilit y . ⁡ Fro m   ( 9 )   an d   ( 1 0 ) ,   we  h av e:   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4         DP C   b a ck s tep p in g   co n tr o l a p p lied   to   a n   a ctive   r ec tifi er:  a n a lysi s   a n d   co mp a r is o n …   ( S lima n e  C h ib o u b )   1811   1 ̇ = ̇ − ̇    ( 1 3 )     1 ̇ = ̇ − 1 . (  −  ) = ⁡ − 1 . 1   ( 1 4 )     W ith   ̇ = 0   we  ca n   ea s ily   f in d   th e  a ctiv e  p o wer   ex p r ess io n .   T h is   b lo ck   will g en er ate  o u r   p o wer   r ef er en ce ;   th e  r ea ctiv e  p o we r   r ef er e n ce   is   n u ll.     =  . ( 1 1 . +  )   ( 1 5 )     3 . 2 .     B a c k s t eppin g   f o r  a ct iv e   a nd   re a ct iv e  po wer   T h e  ac tiv e  an d   r ea ctiv e  p o wer   s tead y - s tate  er r o r s   ar e:     2 = −   ( 1 6 )     3 =  −   ( 1 7 )     I n   B S th eo r y ,   t h e  s ec o n d   L y ap u n o v   f u n ctio n   m u s t  b e   wr itten   as  ( 1 8 ) - ( 2 0 ) .     2 = 1 + 1 2 . ( 2 2 + 3 2 )   ( 1 8 )     ̇ 2 = 1 ̇ + 2 . 2  + 3 .  3    ( 1 9 )     ̇ 2 ⁡ = ⁡ − 1 1 2 ⁡ − ⁡ 2 2 2 ⁡ − ⁡ 3 3 2 ⁡ < ⁡ 0 ⁡ ; ⁡ ∀ ⁡ ≠ ⁡ 0 ⁡  ⁡ ∀  ⁡ > ⁡ 0   ( 2 0 )     T h e  d er iv ativ es o f   th e  s tead y - s tate  er r o r s   ar e   ( 2 1 )   a n d   ( 2 2 ) .     2 ̇ = ̇ ⁡ − ⁡ ̇   ( 2 1 )     ̇ 3 = ⁡ ̇ ⁡ − ⁡ ̇   ( 2 2 )     Acc o r d in g   t o   ( 3 ) - ( 6 ) ,   an d   b y   n eg lectin g   th e  g r id   r esis tan ce ,   t h e  d er iv ativ es o f   th e  ac tiv e  a n d   r ea ctiv e  p o wer s   ar e   ( 2 3 )   an d   ( 2 4 ) .     ̇ ⁡ = ⁡ ̇ ⁡ . ⁡ + . ̇ + ̇ ⁡ . ⁡ + ⁡ . ̇ ⁡ ̇ = ⁡ − · · + ( ⁡ − ⁡ ⁡ ) · ⁡ + ⁡ · ⁡ · ⁡   + ( ⁡ − ⁡ ⁡ ) ·   ( 2 3 )     ̇ ⁡ = ̇ ⁡ . + ⁡ . ̇ − ̇ . ⁡ − . ̇ = ⁡ · · + ( ⁡ − ⁡ ⁡ ) · ⁡ + · ⁡ · ⁡   − ( ⁡ − ⁡ ⁡ ) ·   ( 2 4 )     B y   r ea r r an g i n g   th ese  two   eq u a tio n s ,   we  will f in d :     ̇ = · ( · ⁡ − ⁡ · ) + ( − ⁡ ) · + ( − ⁡ ) · ⁡ = − · + ( 2 ⁡ + ⁡ 2 − ⁡ · ⁡ − ⁡ · )   ( 2 5 )     ̇ = ⁡ · ( · ⁡ + ⁡ · ) ⁡ + ⁡ ( ⁡ − ⁡ ) · ⁡ − ⁡ ( ⁡ − ⁡ ) · ⁡ = ⁡ · ⁡ + ⁡ ( · ⁡ − ⁡ · )   ( 2 6 )     Su b s titu tin g   ( 2 5 )   an d   ( 2 6 )   in to   ( 2 1 )   a n d   ( 2 2 ) ,   we  will h av e:     ̇ ₂ ⁡ = ⁡ ̇ ⁡ + ⁡ · ⁡ − ⁡ ( 2 − ⁡ ( · ⁡ + ⁡ · ) ) ⁡ = ⁡ − ₂ · ₂   ( 2 7 )     ̇ ₃ ⁡ = ⁡ 0 ⁡ − ⁡ · ⁡ − ⁡ ( · ⁡ − ⁡ · ) ⁡ = ⁡ − ₃ · ₃   ( 2 8 )     W ith   2 ⁡ = ⁡ 2 ⁡ + ⁡ 2   .   Fin ally ,   f r o m   t h e  p r e v io u s   eq u ati ons ,   we  ca n   f in d   th a t o u r   co n tr o l sig n als ar 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 w  E lec  &   Dr i Sy s t ,  Vo l.  1 7 ,   No .   3 ,  Sep tem b er   20 2 6 :   180 8 - 1 8 2 1   1812   = 2 . [ − 2 ⋅ 2 ⋅ − 3 ⋅ 3 ⋅ + ⋅ ⋅ − ⁡ ⋅ ( ̇ − 2 + ⋅ ) ]   ( 2 9 )     ⁡ = 2 ⁡ ⁡ ⋅ ⁡ [ − 2 ⋅ 2 ⋅ ⁡ + 3 ⋅ 3 ⋅ ⁡ ⁡ − ⋅ ⁡ ⋅ ⁡ − ⁡ ⋅ ( ̇ ⁡ ⁡ − 2 + ⋅ ) ]   ( 3 0 )     T h e   ( 2 0 )   en s u r es   s y s tem   s tab ilit y   if   K 1 , K 2 ,   an d   K 3   a r e  all  p o s itiv e  g ain s .     3 . 3 .     DP C - B a c k s t eppin g   co ntr o l schem e   T o   u n d e r s tan d   th e  im p lem e n tatio n   o f   th e  co n tr o ller ,   Fig u r e  2   illu s tr ates  th e  b lo ck   d iag r am   o f   th e   b ac k s tep p in g   co n tr o l.  T h is   d iag r am   h ig h lig h ts   th e  i n teg r a tio n   o f   th e   b ac k s tep p in g   law  with in   th e  ac tiv e   r ec tifie r   s y s tem .   T h e  PW M  g en er ato r   p r o d u ce s   th e  s ix   p u ls es  r eq u ir ed   t o   co n tr o l  th e  s ix   elec tr o n ic  s witch es  o f   th e  ac tiv e  r ec tifie r .           Fig u r e  2 .   DPC - b ac k s tep p in g   b lo ck   d iag r a m       4.   SI M UL A T I O N  R E S UL T S    T o   d em o n s tr ate  th e  ef f ec ti v en ess   o f   o u r   DPC - b ac k s tep p in g   co n tr o l  s tr ateg y ,   w e  u s e  th e   MA T L AB /S im u lin k   en v ir o n m en t.  T h is   r o b u s t  an d   r elia b le  s im u latio n   to o l  will  d e m o n s tr ate,   th r o u g h   s im u latio n ,   th e  p er f o r m a n ce   o f   th e  p r o p o s ed   co n tr o l.  T h e  s im u latio n   s ce n ar io   b e g in s   with   a  r ef er e n ce   DC   v o ltag e  o f   7 0 0   V ;   af ter   o n e  s e co n d ,   th e  r ef er e n ce   is   s tep p ed   u p   to   8 0 0   V;  f in ally ,   it  is   s tep p ed   d o w n   to   6 0 0   V  with   a  s witch in g   f r eq u en cy   o f   5 0   k Hz.   T h e  m ain   o b jectiv e  o f   th ese  tr an s itio n s   is   to   an aly ze   th e  s y s tem 's   b eh av io r   d u r i n g   tr a n s ien t  ch a n g e  an d   ex am i n e  th e  e v o lu tio n   o f   t h e  g r i d   cu r r en t  an d   its   c o r r esp o n d in g   T HD,   th e  p o wer   f ac to r ,   an d   th e  ac ti v e  an d   r ea ctiv e  p o wer .   T o   c o m p ar e,   th r o u g h   s im u latio n ,   th e  co n v en tio n al  DPC   co n tr o l  with   th e   DPC - b ac k s tep p in g   c o n tr o l   an d   i d en tify   t h e  ad v an tag es  th at  t h e  p r o p o s e d   co n tr o ller   o f f er s ,   an d   d eter m in e  a n y   p o te n tial  lim itatio n s   it  m ay   h av e  co m p ar ed   to   co n v e n tio n al  DPC ,   we  will  im p o s e  d if f er en t   s ce n ar io s   in   wh ich   we  wan t to   ev alu ate  th e  o p tim al  p er f o r m a n ce   of   ea c h   co n t r o l stra teg y .     4 . 1 .     T he   s y s t em 's   pa ra m e t er s   T h e  s y s tem   is   s im u lated   u s in g   th e  p ar am eter s   lis ted   in   T ab le  1 .   T h e  ch o s en   p ar am eter s   ar e  wid ely   ad o p ted   in   t h e  liter atu r e   [ 2 2 ] - [ 2 5 ]   to   r ef lect   r ea lis tic  o p e r atin g   co n d itio n s .   T h ese  p a r am eter s   d ef in e   th e  elec tr ical  an d   co n tr o l  co n d itio n s   o f   th e  ac tiv e  r ec tifie r .       T ab le  1 .   Sy s tem ' s   p ar am eter s   P a r a me t e r   S y mb o l   V a l u e   P a r a me t e r   S y mb o l   V a l u e   D C   v o l t a g e   V dc   6 0 0   t o   8 0 0   V   G r i d   r e s i st a n c e   R   0 . 1   Ω   G r i d   v o l t a g e   ( R M S )   e g   2 3 0   V   D C   b u s  c a p a c i t y   C   2   mF   G r i d   f r e q u e n c y   f   5 0   H z   Lo a d   r e si s t a n c e   R L   5 0   Ω   G r i d   i n d u c t a n c e   L   5   a n d   1 0   mH   S a mp l i n g   f r e q u e n c y   fs   5 0   k H z       4 . 2 .     Sim ula t i o n r esu lt s   o f   DP C  a nd   DP C - B S u nd er   ba la nced  G rid w it h  L   =   5   m H   I n   th is   s im u latio n ,   we  will  an aly ze   th e  b eh a v io r   o f   th e   co n t r o l  s tr ateg ies  u n d er   o p tim al  a n d   n o r m al   g r id   co n d itio n s .   T h e  s y s tem   p er f o r m s   o p tim ally   with   a   g r id   in d u ctan ce   ( L )   o f   5 m H,   w h ich   r ep r esen ts   th e  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4         DP C   b a ck s tep p in g   co n tr o l a p p lied   to   a n   a ctive   r ec tifi er:  a n a lysi s   a n d   co mp a r is o n …   ( S lima n e  C h ib o u b )   1813   o p tim al  o p er ati n g   co n d itio n   co n s id er ed   in   th is   s tu d y .   T h e  s im u latio n   r esu lts   o f   o u r   s y s tem   u n d er   th e   MA T L AB /S im u lin k   en v ir o n m en t a r e  p r esen ted   in   Fig u r es 3 – 6 .   B ased   o n   th e  p r esen ted   s im u l atio n   r esu lts ,   b o th   co n t r o l  s tr ateg ies  d em o n s tr ate  g o o d   p er f o r m an ce   as  s h o wn   in   Fig u r e  3 ;   th e  DC - B u s   v o ltag e  tr ac k s   its   r ef er en ce   ac cu r ately   with   a  n eg lig ib le   s tead y - s tat e   er r o r .   Ov er all,   DPC - B S  co n tr o l  ex h ib its   a  f aster   d y n am ic  r esp o n s e,   lo wer   o v er s h o o t,  less   n o is y   cu r r en t  ( 1 . 7 6 %  v s   3 . 3 7 %) ,   an d   n ea r - ze r o   r ea cti v e  p o wer   ab s o r p tio n .   C o n v e r s ely ,   DPC   co n tr o l  p r o v id es  a  s m o o th er   cu r r en t  r esp o n s e ,   wh ile  DPC - B S  g en er ates  s p ik es  d u r in g   tr an s ien t   ch an g es   ( Fig u r e  4 )   d u e  to   th e  p o wer   d er i v ativ e   ter m   in   th e   co n tr o l  law.   H o wev er ,   th ese  s p ik es  a r e  r a p id ly   d am p ed   b y   th e  p r o p o s ed   co n t r o ller .   B o th   s tr ateg ies  m ee t o u r   k ey   o b jectiv e ;   h o we v er ,   DPC - B S c o n tr o l  p r o v i d es   s u p er io r   T HD  p e r f o r m an ce   b ec au s e  DPC   ab s o r b s   a  s m all  am o u n t  o f   r ea ctiv e   p o wer   ( Fig u r e   5 ) .   Fu r th er m o r e,   u n d er   n o r m al  c o n d itio n s ,   th e   g r id   c u r r e n ts   ex h ib it   ex ce llen t sin u s o id al  b eh a v io r   an d   ar e  in   p h ase  with   th eir   c o r r esp o n d in g   g r i d   v o ltag e   ( Fig u r e  6 ) .           ( a)   ( b )     Fig u r e  3 .     DC - B u s   v o ltag e  r es p o n s e:   ( a)   o v er all  r esp o n s e  an d   ( b )   t r an s ien t step   o f   Vd c   v o lt ag e           ( a)   ( b )       ( c)   ( d )       ( e)   (f)     Fig u r e  4 .   Gr id   cu r r e n t a n d   T H D  co m p ar is o n   o f   DPC - B S a n d   DPC   co n tr o ls : ( a)   DPC - B S g r id   cu r r e n t,    ( b )   DPC   g r id   cu r r en t,  ( c)   zo o m ed - in   DPC - B S g r id   cu r r e n t a t 8 0 0   V  Vd c,   ( d )   zo o m e d - in   D PC   g r id   cu r r en t a t  8 0 0   V  Vd c,   ( e)   DPC - B S c u r r en t T HD  ( 1 . 7 6 %),   an d   ( f )   DPC   c u r r en t T HD  ( 3 . 3 7 %)   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 w  E lec  &   Dr i Sy s t ,  Vo l.  1 7 ,   No .   3 ,  Sep tem b er   20 2 6 :   180 8 - 1 8 2 1   1814       ( a)   ( b )       ( c)   ( d )     Fig u r e  5 .   Activ e  a n d   r ea ctiv e   p o wer   r esp o n s e:  ( a)   o v er all  r e s p o n s e  ( DPC - B S),   ( b )   z o o m   o f   th e  ac tiv e  an d   r ea ctiv e  p o wer   ( DPC - B S),   ( c)   o v er all  r esp o n s e  ( DPC ) ,   an d   ( d )   z o o m   o f   t h e  ac tiv e  an d   r ea c tiv e  p o wer   ( DPC )       ( a)     ( b )       F i g u r e   6 .   G r i d   c u r r e n t   a n d   v o l ta g e :   ( a )   D PC - B S   g r i d   c u r r e n t   an d   v o l t a g e   a n d   ( b )   D P C   g r i d   c u r r e n t   a n d   v o l t a g e       4 . 3 .     Sim ula t i o n r esu lt s   o f   DP C  a nd   DP C - B S u nd er   un b a la nced  G rid w it h L   =   5   m H     T o   ev alu ate  th e  p er f o r m an ce   o f   th e  p r o p o s ed   co n tr o ller   u n d er   u n b alan ce d   g r id   co n d i tio n s ,   th e  s ec o n d   p h ase  v o ltag e   ( eb )   is   d ec r ea s ed   b y   1 0 % ,   an d   th e   th ir d   p h ase  v o ltag e  ( ec )   is   in cr ea s ed   b y   5 %.   C o n s eq u en tly ,   as  illu s tr ated   in   Fig u r e  6 ,   th e  th r ee - p h ase  R MS  v o ltag es  ar e  s et  to   [ ea , eb , ec ]   =  [ 2 3 0 ,   2 0 7 ,   2 4 1 ]   V.   T h e  s im u latio n   r esu lts   ar e  p r esen ted   b elo w.   Un d er   u n b alan ce d   g r id   co n d itio n s ,   b o th   co n t r o l  s tr ate g ies'   p er f o r m an ce   d eg r a d es ;   h o wev er ,   co m p ar ed   t o   DPC ,   th e  p r o p o s ed   DPC - B S  co n tr o ller   d em o n s tr ates  s u p er io r   p er f o r m an ce ,   with   a  m ax im u m   cu r r en t  T HD  o f   4 . 9 1 %  as  s h o wn   in   Fig u r es  7   an d   8 ,   s ati s f y in g   o u r   o b jectiv e  ( T HD  <5 %).   W h ile  DP C   ex h ib its   b etter   Vd c  v o ltag e  tr ac k in g   b y   m ain tain i n g   a   s m all  s tead y - s tate   er r o r ,   as  Fig u r e  9   s h o ws  ( 0 . 3 V  v s .   1 . 5 V  f o r   th e  DPC - B S),   it  u n d er p er f o r m s   in   ev er y   o th er   asp ec t.  I n   f ac t,  DPC   f ails   to   m ain tain   a  cu r r en t  T HD   u n d er   5 %  o r   a  u n ity   p o wer   f ac to r ,   as  d ep icted   i n   Fig u r e  1 0 ;  th e   DPC   co n tr o l  s tr ateg y   co n s u m es  a  s m all   am o u n t  o f   r ea ctiv e  p o wer ,   w h ile  th e  DPC - B S  r ea ctiv e  p o wer   r em ain s   ze r o .   O v er all,   e v en   with   a  s lig h tly   h ig h er   s tead y - s tate   er r o r ,   t h e  DPC - B S st r ateg y   o u tp er f o r m s   co n v e n tio n al  DPC   b y   m ee tin g   o u r   k ey   o b jectiv es.     4 . 4 .     P e r f o rm a n c e  o f   D P C  v s .   D P C - B S   u n d e r   d i s t o r t e d   g r i d   co n d i t i o n s   a n d   u n f a v o ra b l e   i n d u c t a n ce     L   =   1 0   m H   T o   ev alu ate  t h e  r o b u s tn ess   o f   th e  p r o p o s ed   DPC - B S  co n tr o ller ,   two   u n f av o r ab le   co n d itio n s   ar e  im p o s ed .   First,  th e  g r id   in d u c tan ce   is   in cr ea s ed   to   L   =   1 0   m H,   wh ich   is   twice  th e   n o m i n al  d esig n   v alu e  o f     5   m H.   Seco n d ,   a   5 th   h ar m o n i c  co m p o n en t  with   an   a m p litu d e  o f   5 %  o f   th e  f u n d am en tal  v o ltag e  is   in jecte d   in to   all  th r ee   p h ases .   T h ese  ex tr em e,   y et  u n f av o r ab le  co n d itio n s   s tr ess - tes t  o u r   co n tr o l ler ' s   ad ap tatio n   to   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4         DP C   b a ck s tep p in g   co n tr o l a p p lied   to   a n   a ctive   r ec tifi er:  a n a lysi s   a n d   co mp a r is o n …   ( S lima n e  C h ib o u b )   1815   pa r am eter   v ar iatio n s   a n d   d is tu r b an ce   r ejec tio n   ca p ab ilit ies.  Fig u r e  1 1   b elo w  s h o ws  th e   d i s to r ted   g r id   v o ltag e   u s ed   in   th is   s im u latio n .   T h e   s im u latio n   r esu lts   ar e  p r esen te d   in   th e  n ex t  f ig u r es.   I n   th is   s im u latio n ,   t h e  in tr o d u ctio n   o f   th e  5 th   h ar m o n ic  ( F ig u r e  1 1 )   c o m b in e d   with   in c r ea s ed   g r id   in d u ctan ce   L   im p o s es  u n f a v o r ab le  an d   ch alle n g in g   c o n d itio n s .   B o th   s tr ateg ies  m ain tain   s tab ilit y   at  th e  p r ice   o f   p er f o r m a n ce ;  th e  g r id   c u r r en t  ( Fig u r e  1 2 )   s u f f er s   f r o m   i n ten s e  d is to r tio n   as  its   T HD  i n cr ea s es  wh ile  th e  d y n am i c  r esp o n s e  d ec r ea s es.  I n   ad d itio n ,   we  r ea ch   o u r   T HD  lim it o f   5 . 8 2 % v s .   9 . 6 3   % a s   F ig u r e  1 3   s h o ws,  in   f av o r   o f   th e  DPC - B S,  wh ich   co n f ir m s   th e  e f f icac y   an d   r o b u s tn ess   o f   th e  p r o p o s ed   c o n tr o l.         ( a)       ( b )   ( c)     Fig u r e  7 .   R esp o n s e  u n d er   u n b alan ce d   g r id   v o ltag e:  ( a)   u n b al an ce d   g r i d   v o ltag e ,   ( b )   DPC - B S c u r r en t r esp o n s e  u n d er   u n b ala n ce d   g r id ,   a n d   ( c )   DPC   cu r r en t r esp o n s e  u n d er   u n b alan ce d   g r id           ( a)   ( b )       ( c)   ( d )     Fig u r e  8 .   C u r r e n t T HD  ch ar ac ter is tics   o f   th e  DPC   an d   DPC - B S c o n tr o ls : ( a)   m in im u m   c u r r en t T HD  o f   DPC ,   ( b )   m a x im u m   c u r r en t T HD  o f   DPC ,   ( c)   m in im u m   cu r r en t T HD  o f   DPC - B S,  an d     ( d )   m a x im u m   c u r r en t T HD  o f   DPC - BS   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 w  E lec  &   Dr i Sy s t ,  Vo l.  1 7 ,   No .   3 ,  Sep tem b er   20 2 6 :   180 8 - 1 8 2 1   1816       ( a)   ( b )     Fig u r e  9 .   B C - B u s   v o ltag e  r esp o n s e:  ( a)   o v er all  r esp o n s e  an d   ( b )   z o o m   o f   VDC v o ltag e  u n d er   8 0 0   V           ( a)   ( b )     Fig u r e  1 0 .   Activ e  an d   r ea ctiv e   p o wer   r esp o n s e:  ( a)   a ctiv e  a n d   r ea ctiv e  p o wer   o f   DPC   co n tr o l   an d     ( b )   a ctiv e  a n d   r ea ctiv e   p o wer   o f   DPC - B S  co n tr o l           ( a)   ( b )     Fig u r e  1 1 .   Dis to r ted   g r id   v o lta g e:  ( a)   d is to r ted   g r id   v o ltag e   e v o lu tio n   a n d   ( b )   T HD  o f   th e  g r id   v o ltag e           ( a)   ( b )     Fig u r e  1 2 .   Dis to r ted   g r id   c u r r e n t o f : ( a)   DPC - B S c o n tr o l a n d   ( b )   DPC   co n tr o l       As  DP C   ex h ib its   u n s atis f ac to r y   r esu lts   in   cu r r en t  T HD,   it  also   f ails   to   m ain tain   an   ac ce p tab le  Vd c  r esp o n s e  ( Fig u r e   1 4 ) .   Desp it e  th e  n e g lig ib le  s tead y - s tate  er r o r   ( wh ic h   was  alwa y s   a n   ad v a n tag e  o f   t h e  co n v en tio n al  DPC ) ,   th e  f ir s t  o v er s h o o t  in cr ea s ed   d r am at ic ally ,   lead in g   to   a  lo n g er   r esp o n s e  tim e.   Vo ltag e   s p ik es  ap p ea r   f o r   th e   f ir s t   tim e  in   s tead y   s tate  at   8 0 0   V   Vd c,   in d icatin g   th e   lim itatio n   o f   DPC   in   ad ap tin g   to   p er tu r b atio n   o r   p ar am eter   v ar iatio n .   I n   co n cl u s io n ,   t h e  DPC - B S  d em o n s tr ates  s ig n if ican tly   b ett er   p er f o r m an ce   th a n   DPC   co n tr o l  u n d er   u n f av o r a b le  co n d itio n s ;  h o wev er ,   th e   cu r r e n t  T HD  s lig h tly   ex ce ed s   th e   5 % th r esh o ld .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4         DP C   b a ck s tep p in g   co n tr o l a p p lied   to   a n   a ctive   r ec tifi er:  a n a lysi s   a n d   co mp a r is o n …   ( S lima n e  C h ib o u b )   1817       ( a)   ( b )     Fig u r e  1 3 .   T HD  o f   d is to r ted   g r id   cu r r e n t : ( a)   DPC - B S ( 5 . 8 2 %)  an d   ( b )   DPC   ( 9 . 6 3 %)           ( a)   ( b )     Fig u r e  1 4 .   DC - b u s   v o ltag e:  ( a )   f ir s t o v er s h o o t o f   Vd c  v o ltag e  an d   ( b )   z o o m   o f   Vd c  r esp o n s e  at  8 0 0   V       5.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N   T o   s u m m ar ize   th e   co m p ar at iv e  an aly s is   o f   th e   DPC   an d   DPC - B S  co n tr o l  s tr ateg ies,  T ab le   2   p r o v id es  th e  k ey   d if f er en ce s   u n d er   b ala n ce d ,   u n b alan c ed ,   a n d   d is to r ted   g r i d   co n d itio n s .   T h e  m etr ics  ev alu ated   in cl u d e  t h e  m a x im u m   an d   m in im u m   c u r r en t   T H D,   s tead y - s tate   er r o r   o f   th e   D C - B US  v o ltag e,   th e  s ettlin g   tim e  at  9 5 %,  a n d   t h e  f ir s t  o v er s h o o t.   T h e   p r o p o s ed   co n tr o ller   b ased   o n   th e   DPC - B S  s tr ateg y   d em o n s tr ates  s u p er io r   d y n am ic  r esp o n s e,   r o b u s tn ess   ag ain s t  p ar am eter   v ar iatio n ,   an d   d i s tu r b an ce   r ejec tio n   ac r o s s   all  test ed   s ce n ar io s .   T h e  co n v en tio n al   DPC   ac h iev ed   a  lo wer   s tead y - s tate  er r o r ,   b u t  it  u n d er p e r f o r m s   in   cr itic al  m etr ics   s u ch   as  cu r r en t  T HD  an d   r es p o n s e  ti m e.   T h e   f aster   tr a n s ien t  p er f o r m a n ce   o f   th e   b ac k s tep p in g   ap p r o ac h   is   m ain ly   attr ib u ted   to   th e  p r esen ce   o f   th e  d er iv ati v e  ter m   in   th e  co n tr o l  law,   wh ich   en h an ce s   th e  s y s tem ' s   ab ilit y   to   tr ac k   r ap id   v a r iatio n s .   Ho wev er ,   th e   s am e  d e r iv ativ e  ac tio n   is   also   r es p o n s ib le   f o r   lar g er   o v er s h o o t.   Ov er all,   th e  r esu lts   o f   th is   co m p ar ativ e   s tu d y   c o n f ir m   t h e  ef f icien c y   o f   th e   b ac k s te p p in g   ap p r o ac h   in   m ain tain in g   s y s tem   s tab ilit y   ev en   u n d er   u n f av o r ab le  g r id   c o n d itio n s .       T ab le  2 .   Su m m a r y   o f   co m p ar a tiv e  p er f o r m an ce   o f   DPC   an d   DPC - BS   O p e r a t i n g   c o n d i t i o n   M e t r i c   D P C   D P C - BS   C o m p a r i so n   w i n n e r   B a l a n c e d   g r i d   M a x   c u r r e n t   TH D   2 . 5 1   %   1 . 9 8   %   D P C - BS   M i n   c u r r e n t   TH D   3 . 3 4   %   1 . 7 6   %   D P C - BS   V d c   s t e a d y - st a t e   e r r o r   <   0 . 1   V   1 . 2 V   t o   1 . 3 V   D P C   R e s p o n se   t i me   ( 9 5 %)   5 4 . 3 4   mS   1 6 . 3   mS   D P C - BS   F i r st   o v e r sh o o t   5 . 9 7   %   1 3 . 3 1   %   D P C   P o w e r   f a c t o r   ≈ 1   ≈ 1   B o t h   U n b a l a n c e d   g r i d   M a x   c u r r e n t   TH D   5 . 6 1   %   4 . 8 6   %   D P C - BS   M i n   c u r r e n t   TH D   5 . 2 1   %   4 . 8 1   %   D P C - BS   V d c   s t e a d y - st a t e   e r r o r   0 . 1   V   1 . 2 V   t o   1 . 5   V   D P C   R e s p o n se   t i me   ( 9 5 %)   6 3 . 8 4   mS   1 6 . 4 7   mS   D P C - BS   F i r st   o v e r sh o o t   7   %   1 3 . 3 7   %   D P C   P o w e r   f a c t o r   ≈ 1   ≈ 1   b o t h   D i st o r t e d   g r i d   w i t h   d o u b l e d   g r i d   i n d u c t a n c e   M a x   c u r r e n t   TH D   9 . 6 3 %   5 . 8 2   %   D P C - BS   M i n   c u r r e n t   TH D   6 . 4 4   %   5 . 3 2   %   D P C - BS   V d c   s t e a d y - st a t e   e r r o r   0 . 1 V   t o   0 . 4 V   1 . 5   V   D P C   R e s p o n se   t i me   ( 9 5 %)   1 6 0   mS   2 1 . 9 6   mS   D P C - BS   F i r st   o v e r sh o o t   5 2 . 5   %   7 . 6   %   D P C - BS   P o w e r   f a c t o r   ≈ 1   ≈   0 . 9 9 9 8   D P C - BS       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.