Design and Analysis of Math Function Based Controller Combined with Fuzzy Logic Applied to the Solar-Powered Electric Vehicle

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.21664/2238-8869.2022v11i1.p315-332

Palabras clave:

HESS, energia solar, controlador de rede neural artificial (RNA), controlador baseado em unção matemática (MFB)

Resumen

A transição entre a bateria e o ultracapacitor (UC), de acordo com os requisitos do motorista, é o principal obstáculo relacionado aos veículos elétricos (VEs) movidos pelo sistema híbrido de armazenamento de energia (HESS). Nesse esforço, um inovador esquema de controle foi proposto, para alternar as fontes de energia correspondentes à dinâmica do veículo. Um controlador MFB é considerado com 4 funções matemáticas e programado de forma independente. Posteriormente, um novo controlador híbrido foi formado juntando o controlador MFB projetado a uma rede neural artificial (RNA) para alcançar a transição precisa entre a bateria e a UC. A bateria é carregada no painel fotovoltaico (PV) correspondente à irradiância e disponibilidade de temperatura. Os períodos de carga e descarga da bateria dependem principalmente dos interruptores de controle (CS) presentes no circuito. A partir desses dois controladores, a ANN gera pulsos de comutação necessários, enquanto o controlador MFB regula o pulso dependendo da velocidade do motor. Finalmente, a combinação do MFB com o controlador ANN produz os sinais de pulso necessários para os interruptores presentes no conversor unidirecional (UDC) e bidirecional (BDC) relacionados à velocidade do motor. O modelo MATLAB / Simulink do sistema é realizado em quatro modos com cargas diferentes, e todos os resultados são discutidos na seção de simulação e resultados.

Citas

Chaudhari, K., Ukil, A., Kumar, K. N., Manandhar, U., & Kollimalla, S. K. (2018). Hybrid optimization for economic deployment of ESS in PV-integrated EV charging stations. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 14(1), 106-116.
Duan, C., Wang, C., Li, Z., Chen, J., Wang, S., Snyder, A., & Jiang, C. (2018). A solar power-assisted battery balancing system for electric vehicles. IEEE transactions on transportation electrification, 4(2), 432-443.
Ghiassi-Farrokhfal, Y., Kazhamiaka, F., Rosenberg, C., & Keshav, S. (2015). Optimal design of solar PV farms with storage. IEEE Transactions on Sustainable Energy, 6(4), 1586-1593.
Golchoubian, P., & Azad, N. L. (2017). Real-time nonlinear model predictive control of a battery-supercapacitor hybrid energy storage system in electric vehicles. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 66(11), 9678-9688.
Hu, S., Liang, Z., & He, X. (2016). Ultracapacitor-battery hybrid energy storage system based on the asymmetric bidirectional Z-source topology for EV. IEEE Transactions on Power Electronics, 31(11), 7489-7498.
Keil, P., Englberger, M., & Jossen, A. (2016). Hybrid energy storage systems for electric vehicles: An experimental analysis of performance improvements at subzero temperatures. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 65(3), 998-1006.
Khan, S., Ahmad, A., Ahmad, F., Shafaati Shemami, M., Saad Alam, M., & Khateeb, S. (2018). A comprehensive review on solar powered electric vehicle charging system. Smart Science, 6(1), 54-79.
Li, J., Zhang, M., Yang, Q., Zhang, Z., & Yuan, W. (2016). SMES/battery hybrid energy storage system for electric buses. IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 26(4), 1-5.
Liu, N., Chen, Q., Lu, X., Liu, J., & Zhang, J. (2015). A Charging Strategy for PV-Based Battery Switch Stations Considering Service Availability and Self-Consumption of PV Energy. IEEE Trans. Industrial Electronics, 62(8), 4878-4889.
Mesbahi, T., Rizoug, N., Bartholomeüs, P., Sadoun, R., Khenfri, F., & Le Moigne, P. (2017). Optimal Energy Management for a Li-Ion Battery/Supercapacitor Hybrid Energy Storage System Based on a Particle Swarm Optimization Incorporating Nelder–Mead Simplex Approach. IEEE Transactions on Intelligent Vehicles, 2(2), 99-110.
Shen, J., & Khaligh, A. (2015). A supervisory energy management control strategy in a battery/ultracapacitor hybrid energy storage system. IEEE Transactions on Transportation Electrification, 1(3), 223-231.
Shen, J., & Khaligh, A. (2016). Design and real-time controller implementation for a battery-ultracapacitor hybrid energy storage system. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 12(5), 1910-1918.
Trovao, J. P., Roux, M. A., Ménard, É., & Dubois, M. R. (2017). Energy-and power-split management of dual energy storage system for a three-wheel electric vehicle. IEEE Trans. Veh. Technol, 66.

Descargas

Publicado

2022-04-29

Cómo citar

KATURI, Raghavaiah; GORANTLA, Srinivasa Rao. Design and Analysis of Math Function Based Controller Combined with Fuzzy Logic Applied to the Solar-Powered Electric Vehicle. Fronteira: Journal of Social, Technological and Environmental Science, [S. l.], v. 11, n. 1, p. 315–332, 2022. DOI: 10.21664/2238-8869.2022v11i1.p315-332. Disponível em: https://revistas2.unievangelica.edu.br/index.php/fronteiras/article/view/3134. Acesso em: 23 nov. 2024.