I nte rna t io na l J o urna l o f   Appl ied P o wer   E ng i neer ing   ( I J AP E )   Vo l.  14 ,   No .   3 Sep tem b er   20 25 ,   p p .   6 5 6 ~ 6 6 5   I SS N:  2252 - 8 7 9 2 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijap e . v 1 4 . i 3 . pp 656 - 665          656       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : // ija p e. ia esco r e. co m/   Im plementing   fuz zy  contro l f o a   D C - DC   bo o st conv erte   usin g  F P G A       V.   Ra dh ik a 1 K a rupp a nn a Srini v a s a n 2 R.   K iruba 2   1 D e p a r t me n t   o f   B i o m e d i c a l   E n g i n e e r i n g ,   S r i   R a ma k r i s h n a   En g i n e e r i n g   C o l l e g e ,   C o i m b a t o r e ,   I n d i a   2 D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c s a n d   I n st r u men t a t i o n   E n g i n e e r i n g ,   S r i   R a m a k r i sh n a   En g i n e e r i n g   C o l l e g e ,   C o i m b a t o r e ,   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   Ma r   1 8 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Feb   8 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   J u n   2 3 ,   2 0 2 5       Th is  re se a rc h   e x p lo re th e   u se   o f   field   p ro g ra m m a b le  g a te  a rra y ( F P G A )   to   m it ig a te  sta ti c   v o lt a g e   e rro rs  a n d   re d u c e   v o lt a g e   sp i k e in   DC - DC  b o o st  c o n v e rters .   G iv e n   th e   d y n a m ic  n a tu re   o f   th e   lo a d   imp e d a n c e   in   th e se   c o n v e rters ,   F P G is  we ll - su it e d   fo d e sig n in g   sy ste m with   a d a p ti v e   b e h a v i o r.   Th e   stu d y   imp lem e n ts   a   f u z z y   c o n tr o l   a lg o r it h m   o n   F P G in   a   sim u latio n   e n v ir o n m e n wit h   a   sm a ll   s a m p li n g   p e ri o d .   T h e   p a ra ll e p ro c e ss in g   c a p a b il it y   o F P G e n a b les   th e   sim u lt a n e o u e x e c u ti o n   o f   fu z z y   c o n tro a lg o ri th m s,  e n h a n c i n g   t h e   sy ste m ' re sp o n siv e n e ss   to   ra p i d   c h a n g e in   l o a d   c o n d it i o n s.   Th is   a p p r o a c h   m in imiz e v o lt a g e   o v e rs h o o a n d   e ffe c ti v e ly   su p p re ss e v o lt a g e   s p ik e s.  B y   lev e ra g in g   F P G A’s   h ig h - sp e e d   p a ra ll e li sm   a n d   flex i b il it y ,   th e   re se a rc h   d e m o n stra tes   s ig n ifi c a n t   imp ro v e m e n ts  i n   t h e   d y n a m ic  p e rfo rm a n c e   o t h e   DC - DC  b o o st   c o n v e rter.   Th e   re su lt h ig h li g h t   F P G A’s   p o ten ti a a a   ro b u st  p latf o rm   fo c o n tr o ll i n g   p o we e lec tro n ic  sy ste m s,  e n su ri n g   imp ro v e d   sta b il i ty   a n d   e fficie n c y   u n d e r   v a ry in g   l o a d   c o n d it io n s.   K ey w o r d s :   DC - DC   co n v er ter   FP GA   Fu zz y   co n tr o l   L o ad   im p e d an ce   co m p o n en t   Vo ltag o v er s h o o t   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 :   V.   R ad h ik a   Dep ar tm en t o f   B io m ed ical  E n g in ee r in g ,   Sri  R am ak r is h n E n g in ee r in g   C o lleg e   C o im b ato r e,   I n d ia   E m ail:  r ad h ik a. s en th il@ s r ec . ac . in       1.   I NT RO D UCT I O N   DC - DC   s witch in g   co n v er ter s   ( DC - D C   SC )   p lay   v ita r o le  in   wid ar r ay   o f   elec tr o n ic  ap p licatio n s ,   f ac ilit atin g   th e   c o n v er s io n   o f   DC   v o ltag le v e ls   ef f icien tly .   H o wev er ,   o n e   co m m o n   ch allen g en co u n ter e d   is   v o ltag o v er s h o o tin g   o n   th e   co n v er ter ' s   o u tp u t,  p a r ticu lar ly   tr i g g er ed   b y   ab r u p ch a n g es  in   lo ad   im p ed a n ce .   Su ch   s p ik es   ca n   d is r u p th p er f o r m an ce   o f   elec tr o n ic  d ev ices  o r ,   in   s ev er ca s es,  ca u s m alf u n ctio n s .   T o   tack le  th is   is s u e,   an   ex p er im en tal  m o d el   in teg r atin g   DC - DC   S C   an d   v ar iab le  lo ad   im p ed an ce   was  d ev el o p ed   f o r   p r ac tical  an aly s is .   Simu latio n s   wer m eticu lo u s ly   c o n d u cted   alo n g s id r ea l - wo r ld   ex p e r im en ts   to   v alid ate  th f in d in g s .   R ec o g n izin g   th s wif d y n am ics  o f   DC - D C   S C ,   tr ad itio n al  m icr o p r o ce s s o r s   f all  s h o r in   im p lem en tin g   co n tr o alg o r it h m s   s wif tly   en o u g h   to   s tab ilize  o u tp u v o ltag am id s t   r ap id   im p ed an ce   f lu ctu atio n s .   T h u s ,   lev er a g in g   f ield   p r o g r a m m ab le  g ate  ar r a y s   ( FP GA)   em er g es  as  v iab l s o lu tio n .   FP GA' s   p ar allel  co m p u tin g   ca p ab ilit ie s   en ab le  th ex ec u tio n   o f   co n tr o alg o r ith m s   co n c u r r e n tly   with   ess en tial  ta s k s   lik m ea s u r em en t,  p u ls wid th   m o d u latio n   ( PW M )   g en er atio n ,   an d   f ilter in g .   T h is   p ar allel  ap p r o ac h   em p o wer s   th im p lem e n tatio n   o f   d is cr ete - tim co n tr o alg o r ith m s   with   r em ar k ab le  r esp o n s iv en ess ,   o p er atin g   at  in ter v als b elo 1   µs   [ 1 ] .   So m o f   th c o n tr o l te ch n iq u es a v ailab le  in   liter atu r ar e :   -   Dig ital  co n tr o l   tech n iq u es T h in teg r atio n   o f   d ig ital  co n tr o l   tech n iq u es,  s u ch   as  p u ls wi d th   m o d u latio n   ( PW M) ,   with   FP GAs  h as  b ee n   ex ten s iv ely   s tu d ied .   FP GAs  ca n   g en er ate  p r ec is PW s ig n als  r eq u ir ed   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       I mp leme n tin g   fu z z co n tr o l fo r   a   DC - DC   b o o s t c o n ve r ter u s in g   F P GA   ( V .   R a d h ika )   657   f o r   th o p e r atio n   o f   b o o s c o n v er ter s ,   with   th ab ilit y   to   m o d if y   d u ty   cy cles  d y n am i ca lly   b ased   o n   f ee d b ac k   f r o m   th s y s tem .   T h is   allo ws   f o r   b etter   r eg u latio n   o f   th o u tp u v o ltag an d   r e d u ce s   th im p ac t   o f   in p u t v o ltag f lu ctu atio n s   a n d   lo ad   v ar iatio n s .   -   Ad v an ce d   co n tr o alg o r ith m s :   FP GA s   en ab le  th im p lem en tatio n   o f   ad v an ce d   co n tr o alg o r ith m s   s u ch   as   p r o p o r tio n al - in te g r al - d e r iv ativ ( PID )   co n tr o ller s ,   s lid in g   m o d co n tr o l,  a n d   f u zz y   l o g ic  co n tr o ller s .   T h ese  alg o r ith m s   ca n   b e x e cu ted   in   p ar allel   with in   th e   FP GA,   lead in g   to   f aster   r esp o n s tim es  an d   en h an ce d   p e r f o r m an ce .   Fo r   ex am p le,   s lid in g   m o d e   co n t r o im p lem e n ted   o n   an   FP GA  h as  s h o wn   s ig n if ican im p r o v em en ts   in   co n v er te r   ef f icien c y   an d   t r an s ien r esp o n s co m p ar ed   to   tr ad itio n al   m icr o co n tr o ller - b ased   im p lem en tatio n s .   -   R ea l - tim m o n ito r in g   an d   a d ap tiv co n tr o l T h r ec o n f ig u r ab ilit y   o f   FP GAs  allo w s   f o r   r ea l - tim m o n ito r in g   o f   co n v er ter   p ar a m eter s   an d   ad ap tiv c o n tr o l.   T h is   is   p ar ticu lar ly   b e n ef icial   in   ap p licatio n s   wh er o p e r atin g   c o n d itio n s   ca n   v ar y   s ig n if ican tly ,   s u ch   as  i n   r en ewa b le   en er g y   s y s tem s .   Ad ap tiv co n tr o s tr ateg ies  im p lem en ted   o n   FP GAs  ca n   ad ju s co n tr o p ar am eter s   o n   th f ly ,   en s u r in g   o p ti m al  p er f o r m an ce   u n d er   d if f er e n t o p e r atin g   co n d itio n s .   FP GA  ar ch itectu r es  f o r   D C - DC   b o o s co n v er ter s Var io u s   FP GA   ar ch itectu r es  h av b ee n   ex p lo r ed   f o r   th e   co n tr o o f   DC - DC   b o o s co n v er ter s .   T h ese  ar ch itect u r es  r an g e   f r o m   s im p le  s in g le - lo o p   c o n tr o ller s   t o   m o r co m p lex   m u lti - lo o p   s y s tem s   th at  in co r p o r ate  f ee d b ac k   f r o m   m u ltip le  s en s o r s .   T h ch o ice  o f   ar ch itectu r d ep en d s   o n   th e   s p ec if ic  ap p licatio n   r eq u ir em en ts ,   s u ch   as  t h n ee d   f o r   h ig h   p r ec is io n ,   f ast  tr an s ien t r esp o n s e,   o r   m in im al   p o wer   co n s u m p tio n .   cr u cial  asp ec t   o f   th is   en d ea v o r   i n v o lv es   cr af tin g   a   co n tr o ller   tr a n s f er   f u n ctio n   to   m ee k ey   o b jectiv es  s u ch   as  er ad icatin g   s tatic  er r o r s   an d   cu r tailin g   v o ltag s p ik es  o r   d r o p s   wh en   lo ad   im p ed an ce   u n d er g o es  s u d d e n   ch a n g es.   I n   ess en ce ,   th is   in teg r ated   a p p r o ac h   am alg am atin g   ex p er im en tal  m o d elin g ,   ad v an ce d   co n t r o alg o r ith m   d esig n ,   an d   FP GA  u tili za tio n   o f f er s   a   p r o m is in g   a v en u e   to   m itig ate  v o ltag e   o v er s h o o tin g   is s u es  in   DC - DC   s witch in g   co n v er ter s ,   t h er eb y   e n h an ci n g   th e   s tab ilit y   an d   r eliab ilit y   o f   elec tr o n ic  s y s tem s   [ 2 ] ,   [ 3 ].   T h DC - DC   b o o s co n v er ter   il lu s tr ated   in   Fig u r 1   s er v es  th p u r p o s o f   elev atin g   DC   in p u v o ltag e   to   h ig h er   lev el  o f   DC   v o ltag e.   I o p er ates  in   two   d is tin ct  p h ases d u r in g   th f ir s p h ase,   s witch   T   i s   tu r n ed   o n ,   co n v er tin g   in p u en er g y   in to   m ag n etic  en er g y   s to r ed   with in   in d u cto r   L .   I n   th s u b s eq u en p h ase,   s witch   T   is   tu r n ed   o f f ,   allo win g   in d u ct o r   L   to   r elea s en e r g y   th r o u g h   th e   cu r r en t,   th er eb y   r ep len i s h in g   ca p ac ito r   C .   Dio d D1   p lay s   cr u cial  r o le  in   p r ev en tin g   cu r r en f lo f r o m   th ca p ac ito r   to   g r o u n d   w h en   s witch   T   is   o n .   T h d y n am ic  b eh a v io r   o f   th is   co n v er ter   is   d escr ib ed   b y   n o n lin ea r   m ath em atica l m o d el,   a s   in   ( 1 ).      = 1 1 0 ( 1 ( ) )     0  = 1 ( 1 ( ) ) 1    ( 1 )     W h er e     is   th e   i n d u cto r   c u r r e n t 0   is   th c ap ac ito r   o r   o u tp u v o ltag e ,     is   th e   i n d u ct o r   r es is tan ce   is   th e   i n d u ctan ce ,     is   th e   c ap ac itan ce   is   th e   l o ad   r esis tan ce ,   an d   ( )   is   th e   a v er ag e   co n d u cti o n   r atio   o f   s witch   T .   T o   f ac ilit ate  lin ea r   c o n tr o ller   d esig n ,   it' s   ess en tial  to   d er iv e   lin ea r   d y n am ic  m o d el   th at  c ap tu r es  th e   s y s tem ' s   b eh av io r   n ea r   its   o p e r atio n al  p o in t,  p a r ticu lar ly   f o c u s in g   o n   s m all  s ig n al  p e r tu r b a tio n s   [ 4 ] ,   [ 5 ] .   T h is   is   ac h iev ed   u s in g   th s tate  s p ac av er ag in g   tech n i q u e,   tr an s f o r m in g   th n o n lin ea r   m o d el  f r o m   ( 1 )   in to   b o th   lar g e - s ig n al  an d   s m all - s ig n al  m o d els,  as p r esen ted   in   ( 2 ) .      + ̃  = 1 ( + ̃ ) ( + ̃ ) 1 ( 0 + ̃ 0 ) ( 1 Δ ̃ )     0  + ̃ 0  = 1 ( + ̃ ) ( 1 Δ ̃ ) 1  ( 0 + ̃ 0 )   ( 2 )     I n   wh ich   t h u p p er ca s ca p ital   letter s   s tan d   f o r   a v er ag e   s ig n als   an d   th s m all  letter s   with   ~”  f o r   s m all - s ig n al  p er tu r b atio n s .           Fig u r e   1 .   DC - DC   b o o s t c o n v e r ter   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g ,   Vo l.  14 ,   No .   3 ,   Sep tem b er   20 25 6 5 6 - 665   658   T h s tatic  m o d el,   as  d escr ib e d   in   ( 3 ) ,   is   d er i v ed   b y   o m itti n g   all  s m all - s ig n al  co m p o n en ts   f r o m   th e   s y s tem ' s   r ep r esen tatio n .   T h is   in v o lv es  s ettin g   d er iv ativ es  to   ze r o ,   ef f ec tiv el y   ca p tu r i n g   th e   s y s tem 's  b eh av io r   u n d er   s tead y - s tate  co n d itio n s .      = 1 1 0 ( 1 ) = 0     0  = 1 ( 1 ) 1  0 = 0   ( 3 )     T h ( 4 )   ca n   b u s ed   to   d eter m in th r atio   b etwe en   o u tp u t   a n d   in p u v o ltag es  [ 5 ] .   T h is   v o ltag r atio   is   co n tin g en u p o n   th c o n d u ctio n   r atio   o f   th s witch ,   d en o ted   as  Δ as  well  a s   ce r tain   co n s tan ts   g o v er n i n g   th o p er atio n al  p o in o f   th s y s tem .   No tab ly ,   th v o ltag e   0 ,   lo ad   r esis tan ce   ,   an d   i n d u cto r   cu r r en alth o u g h   n o f i x ed   co n s tan ts ,   r ep r esen av er a g v alu es  at  th o p er atin g   p o in t.   T h at  is   th m ain   r ea s o n   f o r   th e   v o ltag er r o r   at  th o u tp u t w h en   s witch in g   am o n g   d if f er en t l o ad s   .       0 = ( 1 Δ ) + ( 1 Δ ) 2   ( 4 )       2.   DYNA M I M O DE L   O F   DC - DC  CO NVER T E R   T h lin ea r   d y n am ic  m o d el,   as  p r esen ted   in   ( 5 ) ,   is   p r o v id ed   in   th co n tex o f   s m all - s ig n al  m o d el.   T h is   m o d el  is   d er iv e d   f r o m   n o n lin ea r   m o d els  b y   c o m b in i n g   lar g e - s ig n al  a n d   s m all - s ig n al  co m p o n en ts   [ 6 ] .   No tab ly ,   all  p r o d u cts  o f   s m all  s ig n als  ar co n s id er ed   n eg lig ib le,   g iv en   th eir   in h er e n tly   s m all  v alu es.   Ad d itio n ally ,   s m all  v ar iatio n s   in   t h in p u v o ltag e   ̃   ca n   b e   d is r eg ar d ed ,   ass u m in g   a   s tab l p o wer   s o u r ce   f o r   th in p u v o ltag e .     ̃  = ̃ 1 ̃ 0 ( 1 ) + 1 0 ̃     0  = 1 ̃ ( 1 ) 1 ̃ 1  ̃ 0   ( 5 )     Utilizin g   L ap lace   tr an s f o r m at io n   o n   th lin ea r   m o d el  d escr ib ed   in   ( 5 ) ,   th tr an s f er   f u n ct io n   o f   th e   DC - DC   b o o s co n v er ter   was   o b tain ed .   T h is   tr an s f er   f u n c tio n   s u cc in ctly   ca p tu r es  h o w   th o u tp u v o ltag e   d y n am ically   r esp o n d s   to   s m all   ch an g es in   th e   co n d u ctio n   r atio .     ̃ ( ) = ̃ 0 ( ) ̃ ( )     = + ( 0 ( 1 ) 2 + ( + ) + + ( 1 ) 2   ( 6 )     T o   d eter m in th e   f in al   lin ea r   s witch   f u n cti o n   ( eig h t)   o f   th co n v er ter ,   th e   s u b s eq u e n o p e r atin g   p o in t   p ar am eter s   as in   ( 7 )   h av e   b ee n   tak en   in to   c o n s id er atio n   in   th g en er al  f o r m   o f   th tr a n s f er   f u n ctio n   in   ( 6 ) .     = 7 . 4       0 = 14       = 15        = 33        = 33       = 0 . 081     0 . 48     0 . 8159       = 500      ( 7 )     ̃ ( ) = 1 . 224 5 + 7 . 214 4 . 95 10 2 + 3 . 128 6 + 0 . 2729     ( ) = 2 + 6318 . 2 + 5 5 1 2 4 0 1 3 8 2 + 1 8 95 4 6       = 0 . 534   ( 8 )       3.   L O AD  WI T H   CH ANG E AB L E   I M P E DANC E   Fo r   ex p er im e n tal  p u r p o s es  with   th DC - DC   co n v er ter ,   s p ec ially   d esig n ed   lo ad   was  cr ea ted   to   f ac ilit ate  r ap id   ch a n g es  in   im p ed an ce ,   en co m p ass in g   v ar i o u s   tr aits   lik in d u ctan ce   ( L ) ,   ca p ac itan ce   ( C ) ,   a n d   r esis tan ce   ( R ) .   L ev er ag i n g   a   m icr o p r o ce s s o r   allo ws  f o r   th d ev elo p m en o f   tailo r e d   im p ed an ce   s witch in g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       I mp leme n tin g   fu z z co n tr o l fo r   a   DC - DC   b o o s t c o n ve r ter u s in g   F P GA   ( V .   R a d h ika )   659   alg o r ith m s .   T h f u n d am en tal  c o m p o n en t a r r a n g em en t is illu s tr ated   in   Fig u r 2 .   T y p ically ,   t h co m p o n en ts   ar e   ar r an g e d   in to   th r ee   p a r allel  b r an ch es,  ea ch   r e p r esen tin g   d is tin ct  lo ad   ty p es  s u c h   as  R L C ,   R C ,   R L ,   an d   R .   T h f lex ib ilit y   o f   th is   s etu p   lies   i n   th e   ab ilit y   to   ad j u s ce r tain   elem en v alu es  b y   c o n f ig u r i n g   p ar allel  elem en ts   with in   ea ch   b r a n ch .   Fu r th er m o r e,   an y   co m b in atio n   o f   p a r allel  b r an ch es  ca n   b estab lis h ed   to   m im ic  wid e   r an g o f   lo ad   s ce n ar io s   [ 7 ].   I n   th is   co n tex t,  t h er e' s   n o   n ec ess ity   f o r   a   d y n am ic  lo a d   m o d el,   as  th e   p r im a r y   o b jectiv is   to   ass ess   th co n v er ter ' s   p er f o r m an ce   u n d er   u n p r ed ictab le  im p e d an ce   ch an g es  [ 8 ] [ 9 ] .   T h e   f o cu s   r em ain s   o n   cr ea tin g   r ea lis tic  l o ad   c o n d itio n s   to   e v alu ate  th e   co n v er ter ' s   r esil ien ce   an d   e f f i cien cy   in   h an d lin g   d y n am ic  im p ed an ce   alter atio n s .           Fig u r e   2 .   E lem e n t a r r a n g em en t f o r   ch a n g in g   im p ed a n ce   lo ad       4.   DE S I G O F   F UZ Z CO N T RO L   AL G O RI T H M   tr an s f er   f u n ctio n   was  ca r e f u lly   s elec ted   f o r   t h im p le m en tatio n   o f   th e   f u zz y   c o n tr o ller .   T h e   p lace m en o f   p o les  an d   ze r o s   was  m eticu lo u s ly   d eter m in ed   to   f u lf ill  th r eq u i r em en ts   o f   th clo s ed - lo o p   s y s tem   [ 10 ] [1 1 ] .   T h ese  r eq u i r em en ts   ar p r im ar il y   aim ed   a r em o v in g   s tatic  er r o r s   in   th o u tp u v o ltag an d   r ed u cin g   o v e r /u n d e r s h o o ts   o f   v o ltag wh en   im p ed a n ce   ch an g es o cc u r .   I n   th d esig n   p r o ce s s   o f   th e   f u zz y   co n tr o ller ,   o n ly   lin ea r   d y n am ic  m o d el  o f   th e   DC - DC   co n v er ter   was  u tili ze d   at  s p ec if ic  o p er atin g   p o in t   [1 2 ] .   T h is   en ab led   th cr ea tio n   o f   co n tr o ller   th at  co u ld   ef f ec tiv el y   ad d r ess   th s y s tem ' s   d y n am ics  u n d er   t y p ical  o p er atin g   co n d itio n s .   T h d ev elo p ed   co n tr o ller   was  r ig o r o u s ly   test ed   u s in g   b o th   n o n lin ea r   s im u latio n   m o d el  an d   n o n lin ea r   p r o to t y p e,   b o th   o f   wh i ch   o p er ated   at  th e   ch o s en   o p er atin g   p o in t   [1 3 ] .   T h is   co m p r eh en s iv test in g   ap p r o ac h   en s u r ed   th co n tr o ller ' s   r o b u s tn ess   an d   ef f ec tiv en ess   ac r o s s   d if f er en s ce n ar io s ,   v alid atin g   its   p er f o r m an ce   in   r ea l - w o r ld   ap p licatio n s .   T h r o o t - l o cu s   p lo o f   t h lin ea r   s y s tem   d ep icted   in   Fig u r e   3   illu s tr ates  th co n f ig u r atio n   o f   p o les   an d   ze r o s ,   in d icatin g   n o n - m i n im al  p h ase  s y s tem .   No tab l y ,   th er e' s   an   u n s tab le   ze r o   lo ca te d   to   th e   r ig h t   o f   th e   o r ig in ,   wh ile  th co m p le x   p o les  ar p r ed o m in an tly   clu s ter ed   n ea r   th lef s id o f   th o r ig in .   T o   ad d r ess   v o ltag u n d e r /o v er s h o o is s u e s ,   th a p p r o ac h   ta k en   is   to   e n h an ce   th s y s tem ' s   r elativ s tab ilit y   [ 1 4 ] .   T h is   in v o lv es  s h if tin g   th co m p lex   p o les  to war d s   th lef s id an d   clo s er   to   th h o r izo n tal  ax is .   B y   d o in g   s o ,   th e   s y s tem ' s   r esp o n s b ec o m es  m o r s tab le,   r ed u cin g   th li k elih o o d   o f   o v er s h o o tin g   an d   en h an cin g   o v er all   p er f o r m an ce   [ 1 5 ] ,   [ 1 6 ] .   T h is   ad ju s tm en aim s   to   cr ea te  m o r r esil ien an d   d ep en d a b le  co n tr o s y s tem ,   b etter   eq u ip p e d   to   h a n d le  d y n am ic  v ar iatio n s   an d   d is tu r b an ce s .   An   in teg r al  p o le  was  p o s itio n ed   at  th co o r d in ate  o r ig in   in   o r d er   t o   ac h iev th e   o r ig i n al  g o al  o f   r em o v in g   s tatic  v o ltag in ac cu r ac y .   An y   s tatic  in ac cu r ac y   in   th o u tp u is   ess en tially   elim in ated   b y   th is   in teg r al  p r o ce s s .   All  r elev an f ac to r s   wer ca r e f u lly   ta k en   i n to   ac co u n wh e n   cr ea tin g   th f u zz y   co n tr o ller ' s   tr an s f er   f u n ctio n .   Po le - ze r o   co m p en s atio n   is   m ad p o s s ib le  b y   th n u m e r ato r   in   ( 9 )   m atch in g   th d en o m in ato r   o f   th s y s tem   tr an s f er   f u n ctio n   as  in   ( 8 ) .   T wo   p o les  wer lo ca ted   at  th co o r d i n ate  o r ig i n   an d   co n s id er a b le   d is tan ce   to   th lef o f   th s tab le  h alf - p lan e ,   r esp ec tiv ely ,   with   r esp ec to   th d en o m in at o r   o f   th c o n tr o ller ' s   tr an s f er   f u n ctio n .   T h is   p o le   was  lim ited   to   h alf   t h s am p lin g   f r eq u en cy   in   o r d er   to   c o m p l y   with   th Sh a n n o n   th eo r em .   T h e   h ig h est  f r e q u e n cy   o f   an y   p o le  in   o u r   i n s tan ce   was  ju s u n d e r   2 0 0   k Hz ,   u s in g   a   s am p lin g   f r eq u e n cy   o f   5 0 0   k Hz.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g ,   Vo l.  14 ,   No .   3 ,   Sep tem b er   20 25 6 5 6 - 665   660   I was  cr u cial  to   a s ce r tain   th co n tr o ller   g ain   .   I n   th clo s ed - lo o p   s y s tem ,   th is   g ain   alig n s   th e   s y s tem   p o les  with   th r o o t - lo cu s .   I n   o r d er   to   m o v th c lo s ed - lo o p   s y s tem   p o les  m o r to   th lef o f   th co m p en s ated   p o les  an d   clo s er   to   th e   x - a x is   th an   t h c o m p en s ated   p o les,  th e   g ain     was  ch o s en .   Fu r th er m o r e ,   lar g er   g ain   in d icate s   f aster   c lo s ed - lo o p   s y s tem   r ea ctio n   [ 1 7 ] .   T h r o o t - lo c u s   d iag r am   s h o wn   in   Fig u r 4   was u s ed   t o   ca lcu l ate  th v alu o f   g ain   .   T h ( 5 )   s h o ws  th s ec o n d - o r d er   tr an s f er   f u n ctio n   o f   th e   co n tr o ller   af ter   t h n u m er ato r ,   d e n o m in ato r ,   an d   g ain   wer d eter m in e d .   E v er y   m o d elin g   an d   tr a n s f er   f u n ctio n   an aly s is   was  ca r r ied   o u in   th f r eq u e n cy   an d   co n tin u o u s   tim d o m ai n s .   T h tr an s f er   f u n ctio n   h ad   to   b tr a n s f o r m e d   in to   d is cr ete  f o r m ,   as     s h o wn   in   ( 8 ) ,   in   o r d e r   f o r   t h co n tr o alg o r ith m   to   b i m p lem en ted   p r ac tically   o n   a   d ig ital  d ev ice.   T h e   "T u s tin d is cr etiza tio n   m eth o d   was  u s ed   to   ac co m p lis h   th is   co n v er s io n ,   an d   th d is cr ete  s y s tem   was  r u n n in g   at  s am p le  f r eq u e n cy   o f   5 0 0   k Hz.     ( ) = 2 + 6318 . 2 + 5 5 1 2 4 0 1 3 8 2 + 1 8 95 4 6     = 0 . 534   ( 9 )     ( ) = 0 . 452 2 0 . 8 97 3 + 0 . 4463 2 1 . 681 + 0 . 6813   ( 1 0 )           Fig u r e   3 .   R o o t lo cu s   o f   li n ea r   tr an s f er   f u n ctio n           Fig u r 4 .   R o o t lo cu s   o f   o p en - lo o p   s y s tem   with   f u zz y   co n tr o l ler   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       I mp leme n tin g   fu z z co n tr o l fo r   a   DC - DC   b o o s t c o n ve r ter u s in g   F P GA   ( V .   R a d h ika )   661   5.   F P G B ASE CO NT RO L   O F   DC - DC  CO NVER T E R S   R eg ar d in g   th f r eq u en cies o f   t h s y s tem ' s   p o les,  th co n tr o l lo o p   f r eq u e n cy   m u s t m ee t a   m i n im u m   o f   4 0 0   k Hz.   C o n v e n tio n al  m icr o p r o ce s s o r s   f r eq u en tly   s tr u g g le  to   ac h iev s u ch   h ig h   f r e q u en cies.  Ho wev er ,   FP GA  i s   an o th er   m eth o d   th a m ak es  it  p o s s ib le  to   d esig n   co n tr o al g o r ith m   at  s u ch   f r eq u e n cies.  FP GA   tech n o lo g y   o f f er s   th p r o ce s s in g   p o wer   a n d   f lex ib ilit y   r e q u ir ed   to   s atis f y   r ea l - tim e   d em an d s .   I g u ar a n tees  th at,   f o r   s in g le   s am p le,   th e   tim s p en o n   all  ca lcu latio n s   in s id th s er ies  d o es  n o s u r p ass   th s am p lin g   tim e.   An   FP GA  f r o m   Xilin x ' s   Sp ar tan - 3 E   f am ily   with   co r e   3 S5 0 0   was  u s ed   i n   th e   r esear c h   [ 2 ] .   T o   m ak e   th e   co n tr o ller ' s   d is cr ete  tr an s f er   f u n ctio n   g iv en   in   ( 8 )   co m p atib le  with   th d ig ital  d ev ice  g iv e n   in   ( 1 1 ) ,   it  m u s b co n v er ted   in to   d is cr ete  d if f er en tial  eq u atio n .   T h is   co n v e r s io n   g u ar a n tees  th s m o o th   in teg r atio n   o f   th e   co n tr o ller   with   th e   FP GA - b ased   s y s tem   an d   is   n ec ess ar y   f o r   p r ac tical  im p lem en tatio n .     ( ) = 1 . 681 ( 1 ) 0 . 6813 ( 2 )     + 0 . 452 ( ) 0 . 8973 ( 1 ) + 0 . 4463 ( 2 )   ( 1 1 )     T h o u t p u o f   th a b o v e   d if f e r en tial  eq u atio n   is   d eter m in e d   b y   th e   s u m   o f   all  p r o d u cts ;   h en ce ,   ea ch   p r o d u ct  m u s b e   ca lcu lated   b ef o r co m p u tin g   th o u tp u v alu e   [1 8 ] .   M u ltip lier s   f o r   e ac h   p r o d u ct  ca n   b e   im p lem en ted   s im u ltan eo u s ly   to   ac co m p lis h   th is .   T h p er io d   o f   th s u m ,   o r   o n clo ck   p u l s e,   co in cid es  with   th m u ltip licatio n   tim e.   T h u s ,   ju s two   clo ck   p u ls es  ar n ee d ed   to   ca lcu late  th tr an s f er   f u n ctio n   in   its   d if f er en tial  f o r m .   I n   l o w - lev el   d ig ital  cir c u its ,   s h if tin g   is   th e   p r o ce s s   o f   d elay in g   all   in p u t s   an d   o u tp u ts   u n til   th s ec o n d   clo c k   p u ls e,   wh e n   t h s u m   is   ca lcu lated .   Ma in tain in g   co m p u tatio n   ac c u r ac y   is   a   p r o b lem   in   in te g er   ar ith m etic,   p ar ticu lar ly   g iv e n   th e   h ig h   f r eq u e n cy   o f   th s y s tem   p o les.  T o   s o lv th is   an d   g u ar an tee  en o u g h   ac cu r ac y ,   all  co e f f icie n ts   m u s b s ca led   u p   to   a   h ig h e r   f ac to r .   An   alter n ativ is   to   m ak e   u s o f   f lo atin g - p o in t   u n it  ( FP U) .   Ho we v er ,   th FP n ee d s   m o r clo ck   p u ls es  f o r   p r o ce s s in g   an d   u s es  m o r d i g ital  elem en ts   th an   tr ad itio n al  m u ltip licatio n .   Ad d itio n ally ,   d elay s   ar in tr o d u ce d   b y   c o n v er s io n s   f r o m   AD/DA  co n v e r ter s   b etwe en   f l o atin g - p o in an d   in teg e r   v al u es,  wh ich   u s m o r clo c k   p u ls es.   T h ese  f ac to r s   h ig h lig h h o d if f icu lt  it  is   to   p er f o r m   p r ec i s co m p u tatio n s   at  h ig h   f r eq u e n cies in   d ig ital sy s tem s   wh ile  p r eser v in g   e f f ec tiv en ess   an d   r ed u ci n g   r eso u r ce   u s ag e.       6.   P ARAL L E L   T A SK S I M P L E M E N T E O F P G A   T h co n tr o m eth o d   is   ju s o n o f   s ev er al  task s   th at  th FP GA   m u s p er f o r m .   So m o f   th ese   r esp o n s ib ilit ies  in clu d PW M   m o d u latio n ,   co m m a n d   e x ec u tio n ,   h ig h   s am p le  r ate  d i g ital  f ilter in g   o f   b o th   ch an n els,  h ig h   s am p le  r ate  ch an n el  d ata  co llectio n ,   an d   s er i al  co m m u n icatio n   with   th co m p u ter   f o r   v o ltag e   an d   cu r r en t m ea s u r e m en ts   [ 10 ] [1 1 ] .   E ac h   o f   t h task s   in   Fig u r 5   ex ec u tes r ap i d ly   an d   s im u ltan eo u s ly .   T h d ig ital  f ilter s   wer cr ea ted   as  tr an s f er   f u n ctio n s   an d   ar co n s tr u cted   s im ilar ly   to   th co n tr o ller .   T h f ilter   tr an s f er   f u n ctio n s ,   h o wev er ,   ty p ically   h a v h ig h er   o r d er .   T h d ig ital  f ilter s '   f o u r th - o r d er   tr a n s f er   f u n ctio n s ,   wh ich   a r in d ep e n d en o f   t h o r d er   o f   th e   tr an s f er   f u n ctio n ,   en s u r co n s is ten ca lcu latio n     s p ee d   [ 1 9 ] .   T h ese  f ilter s   r em o v n o is ass o ciate d   with   h ig h - f r eq u e n cy   s witch in g .   Data   co n v er s io n   is   an   im p o r ta n co m p o n en o f   d ata  p r o ce s s in g   alo n g   t h en tire   ch ain ,   f r o m   ca p tu r e   to   co n t r o l.  Fo r   th is   task ,   th e   r e lativ d ig ital  d ata   f r o m   t h A co n v e r ter   n ee d s   to   b e   tr an s f o r m ed   in to   p h y s ical  v alu es.  Ad d itio n ally ,   ac q u ir in g   m ea s u r e m en ts   an d   c o m m u n icatin g   s er ially   with   th c o m p u ter   ar e     cr u cial  task s   [ 20 ] [2 1 ].   T h r o u g h   m ea s u r em e n ac q u is itio n ,   o u tp u v o ltag an d   in d u cto r   cu r r en s am p les  ca n   b ac q u ir ed ,   s en to   co m p u ter ,   an d   p lo tted   f o r   f u r th e r   ex am in atio n   an d   tr ac k in g .   C o llectiv ely ,   th ese   r esp o n s ib ilit ies g u ar an tee  ac cu r ate  d ata  g ath er in g ,   f ilter in g ,   c o n tr o l,  a n d   co m m u n icatio n   with   ex ter n al  d e v ices  in   ad d itio n   t o   th ef f ec tiv o p e r atio n   an d   p er f o r m a n ce   o f   t h FP GA - b ased   s y s tem .           Fig u r e   5 .   T ask s   r u n n in g   in   p ar allel  o n   FP GA   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g ,   Vo l.  14 ,   No .   3 ,   Sep tem b er   20 25 6 5 6 - 665   662   7.   E XP E R I M E N T A L   RE SUL T S   As  s h o wn   in   Fig u r e   6 ,   th e   c o n v er ter   was  test ed   b y   tu r n i n g   o n   a n d   o f f   d if f er en t   b r a n ch es  o f   l o ad   elem en ts .   Fiv m illi s ec o n d s   was  th d u r atio n   o f   th e   lo ad   ch an g e.   A   g r a p h ical  u s er   in ter f ac ( GUI )   was   cr ea ted   u s in g   L ab VI E W   s o f t war to   r ec o r d   an d   v is u alize   t h o u t p u v o ltag m ea s u r em e n g r a p h   a n d   m o d if y   v ar io u s   FP GA  s ettin g s .   T h ex p er im en was  ca r r ied   o u with   an   "u n k n o wn "   lo ad   b e ca u s th co n tr o d esig n   d i d   n o in clu d e   th lo ad   m o d el.   T wo   d is tin ct  lo ad s   wer d y n am ically   s witch ed   b etwe en   b y   th f u zz y   co n t r o ller   ac co r d in g   to   th eir   r esp ec tiv p r o p e r ties .   T h DC - DC   co n v er ter   o p e r ated   at  its   b est   u n d er   v ar iety   o f   o p er atin g   s itu atio n s   th an k s   to   th c o n tr o ller ' s   ab ilit y   to   ad ju s t to   c h an g es in   t h lo ad   im p ed a n ce   [ 2 2 ] [2 3 ].   On ly   th s ec o n d   b r an c h   o f   th e   lo ad ' s   elem en t wh ich   co r r esp o n d s   to   ca p ac itiv lo ad w as  alter ed   in   th f ir s ex p er im en t.  Fig u r 7   s h o ws  th v o ltag an d   cu r r en r ea d in g s   th at  th F PGA  r ec o r d ed   an d   tr an s m itted   to   t h c o m p u te r .   T h v o ltag es  o f   th e   r eg u lated   a n d   n o n - co n tr o lled   s y s tem s   d if f er   n o ticea b ly   f r o m   o n a n o th er .   Giv en   th at   s tatic  er r o r   h as  b ee n   to tally   er ad icate d   an d   v o ltag u n d er s h o o h as  b ee n   m u ch   d ec r ea s ed ,   it  is   clea r   th at  b o th   r eq u ir em en ts   h av b ee n   s atis f ied   [ 2 4 ] .   T h o p er atio n al  p o i n r eq u ir em e n ts   ar in   lin with   th o u tp u v o ltag r ef er en ce   [ 2 5 ] .   T h s ec o n d   ex p er im en in v o lv ed   tu r n in g   t h f u ll  lo ad   o n   a n d   o f f .   T h v o ltag an d   c u r r en t d ata  m ad d u r in g   th s ec o n d   ex p er im en t a r s h o wn   in   Fig u r 8 .   Similar   g ain s   ar e   n o ted ,   in cl u d in g   th elim in atio n   o f   s tatic  f au lts   an d   a   d ec r ea s in   v o ltag u n d e r s h o o t [ 2 6 ].   Ho wev er ,   in   th r eg u lated   s y s tem ,   th er ar ad d itio n al  o s cillatio n s   r ec o r d ed   s h o r tly   af ter   t h lo ad   is   s witch ed   o n   [ 3 ] .   T h g r ea ter   d y n am ics  o f   t h r eg u lated   s y s tem   ar th m ain   ca u s o f   th is   p h en o m e n o n .   Fu r th er m o r e ,   th PW g en er ato r ' s   lo r eso lu tio n   o f   1 ad d s   to   th co n t r o lled   s y s tem ' s   in s tab ilit y .   T h ese  r esu lts   d em o n s tr ate  h o well   th f u zz y   co n tr o ller   r e d u ce s   s tatic  er r o r s   an d   v o ltag u n d er s h o o wh ile  also   p o in tin g   o u t a r ea s   th at  n ee d   m o r im p r o v em e n t to   h a n d le  tr a n s ien t in s tab ilit ies.   T h r esu ltin g   PW s ig n al  o p er ates  at  1 0 0 0   MH z,   wh i ch   is   1 0 0   tim es  s m aller   th a n   th i n p u t   f r eq u e n cy   o f   1 0 0   MH u s ed   b y   th PW g en er ato r .   T h P W s ig n al ' s   r e s o lu tio n ,   wh ich   is   1 /1 0 0 th   o r   1 o f   th co n d u ctio n   r atio ,   is   lik ewise  im p ac ted   b y   th is   f r eq u en c y   d if f er en ce .   C h an g in g   th co n d u ctio n   r atio   b y   ± 1 ca u s es  th o u tp u v o lta g to   ch an g b y   ab o u ± 2 5 0   m wh ile  th co n v er ter   is   f u n ctio n in g   at  its   o p er atio n al   p o in t.   Nev er t h eless ,   th f u zz y - co n tr o lled   s y s te m ' s   o u tp u v o ltag e   d o es  n o t   s h o th ese  n o ta b le  am p litu d s tep s .   T h is   is   ex p lain ed   b y   th way   t h s y s tem   b eh av es  as  f ilter .   Hig h er   d y n am ics  ar f o u n d   i n   th n o is in   th m ea s u r ed   v o ltag th at  is   s en t to   th s y s tem   in p u t th r o u g h   th PW co n d u ctio n   r atio .   Ho wev er ,   th is   h ig h - f r e q u en c y   n o is ca n n o b ef f icien tl y   tr an s f er r ed   d u to   th s y s tem ' s   s lo w   d y n am ics.  T h is   ef f icien tly   f ilter s   o u th e   h ig h - f r e q u en c y   n o i s s in ce   th s y s tem   o n ly   "f ee ls th av e r ag v alu o f   th e   co n d u ctio n   r atio   in   PW M.   I n   th e   f u zz y - co n tr o lled   s y s tem ,   th is   p h en o m en o n   c o n tr ib u tes  to   s m o o th er   an d   m o r s tab le  v o ltag r eg u la tio n .           Fig u r e   6 .   FP GA  r ea l - tim d ig i tal  s im u lato r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       I mp leme n tin g   fu z z co n tr o l fo r   a   DC - DC   b o o s t c o n ve r ter u s in g   F P GA   ( V .   R a d h ika )   663       Fig u r e   7 .   Switch in g   o f   s ec o n d   lo ad   b r an ch   ( ca p ac itiv lo a d )           Fig u r e   8 .   Switch in g   o f   an   en tir lo ad   at  o n ce       8.   CO NCLU SI O N   E v en   t h o u g h   th er e   wer is s u e s   with   th c o n d u ctio n   r atio ' s   lo r eso lu tio n ,   th e   ex p er im e n ts '   r esu lt s   wer ju d g ed   ad e q u ate.   Desig n in g   an   ex ter n al  an alo g   PW m o d u lato r   with   1 6 - b it DA   co n v er ter   to   p r ec is ely   s et  th d u ty   c y cle  is   o n p o s s ib le  way   to   s o lv th r eso lu tio n   p r o b lem .   T h g r ea test   r eso lu tio n   with   th is   co n f ig u r atio n   m ig h b 1 /1 6 3 8 4 ,   wh ich   wo u ld   eq u al  to   s tep   s ize  o f   r o u g h ly   1 . 5   m V.   T h is   k in d   o f   PW M   r eso lu tio n   im p r o v em en t   co u l d   g r ea tly   in c r ea s th e   co n t r o lled   s y s tem ' s   s tab ilit y .   B o th   tr ials   ac co m p lis h ed   th eir   in itial  g o als,   co n f i r m in g   th ef f ec tiv e n ess   o f   th e   FP GA - b ased   p a r allel  co n tr o s y s tem .   Fu r th er m o r e,   th co n v er ter ' s   ex p ec ted   p er f o r m a n ce   an d   th ad ju s tab le  lo ad   w er v er if ied .   Fu r th er   d ev elo p m en ts   in   th s u b ject  ca n   b e   f ac ilit ated   b y   ex p lo r i n g   a n d   ex p er im e n tin g   with   d if f er en t   k in d s   an d   s tr u ctu r e s   o f   f u zz y   co n tr o l   alg o r ith m s   u s in g   s u ch   ex p er i m en tal  m o d els.   Ov er all,   in   s p i te  o f   ea r ly   d if f ic u lties ,   th tr ials   p r o d u ce d   p o s itiv o u tco m es  an d   o f f er   s tr o n g   b asis   f o r   f u r th er   s tu d y   a n d   a d v an ce m en in   th f ield   o f   f u zz y   co n tr o alg o r ith m s   an d   th eir   u s in   DC - DC   co n v e r ter s .       ACK NO WL E DG M E N T S   Au th o r s   th an k   th Ma n a g em e n t,  Prin cip al  o f   Sri  R am ak r is h n E n g in ee r i n g   C o lleg e,   C o im b ato r f o r   p r o v id i n g   th s u p p o r t to   ca r r y   o u t th is   r esear ch   wo r k .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g ,   Vo l.  14 ,   No .   3 ,   Sep tem b er   20 25 6 5 6 - 665   664   F UNDING   I NF O R M A T I O N   No   f u n d in g   in v o lv e d   to   ca r r y   o u t th r esear ch   wo r k .       AUTHO CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T   T h is   jo u r n al  u s es  th C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .     Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   V.   R ad h ik a                               Kar u p p an n an   Srin iv asan                               R .   Kir u b a                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   Au th o r s   s tate  th at  th er is   n o   c o n f lict o f   i n ter est.       DATA AV AI L AB I L I T Y   D a t a   a v a il a b i li t y   is   n o t   a p p l i ca b l e   t o   t h is   p a p e r   a s   n o   n e w   d at w e r e   c r e a t e d   o r   a n al y z e d   i n   t h is   s t u d y .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   U .   S a d e k ,   A .   S a r j a š ,   R .   S v e č k o ,   a n d   A .   C h o w d h u r y ,   F P G A - b a s e d   c o n t r o l   o f   a   D C - D C   b o o s t   c o n v e r t e r ,   I F A C - Pa p e rsO n L i n e v o l .   4 8 ,   n o .   1 0 ,   p p .   2 2 2 7 ,   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i f a c o l . 2 0 1 5 . 0 8 . 1 0 2 .   [ 2 ]   X i l i n x   I n c . ,   S p a r t a n 3 F P G A   F a mi l y :   D a t a   S h e e t   ( D S 3 1 2 1 ,   v 3 . 8 ) ,   A u g .   2 6 ,   2 0 0 9 .   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p s : / / w w w . b r o w n . e d u / D e p a r t me n t s / En g i n e e r i n g / C o u r s e s/ En 1 6 3 / x c 3 E_ f a mi l y d s 3 1 2 . p d f .   [ 3 ]   M .   Z a ma n i ,   A .   A g h a i e ,   A .   Z a ma n i ,   R .   Ta r i ,   M .   A b a r z a d e h ,   a n d   S .   H .   H o ss e i n i ,   D e s i g n   a n d   i m p l e me n t a t i o n   o f   n o n i so l a t e d   h i g h   st e p - u p   D C - D C   c o n v e r t e r ,   I n t e r n a t i o n a l   T r a n s a c t i o n o n   El e c t ri c a l   E n e r g y   S y s t e m s ,   v o l .   2 0 2 3 ,   n o .   1 ,   p .   4 0 1 6 9 9 6 ,   Ju n .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 5 / 2 0 2 3 / 4 0 1 6 9 9 6 .   [ 4 ]   M .   Y .   B o t e - V a z q u e z ,   J.  R a m i r e z - H e r n a n d e z ,   L.   H e r n a n d e z - G o n z a l e z ,   E .   D .   D e l g a d o - P i ñ a ,   a n d   O .   U .   Ju a r e z - S a n d o v a l ,   A r t i f i c i a l   n e u r a l   n e t w o r k - b a s e d   v o l t a g e   c o n t r o l   i n   a   D C - D C   c o n v e r t e r   u si n g   a   p r e d i c t i v e   m o d e l ,   i n   2 0 2 2   I EE I n t e r n a t i o n a l   A u t u m n   Me e t i n g   o n   Po w e r ,   E l e c t r o n i c a n d   C o m p u t i n g   ( RO PEC ) ,   I EEE,   N o v .   2 0 2 2 ,   p p .   1 6,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / R O P E C 5 5 8 3 6 . 2 0 2 2 . 1 0 0 1 8 6 4 9 .   [ 5 ]   J.  G u r r a m,  N .   S .   B a b u ,   a n d   G .   N .   S r i n i v a s ,   A r t i f i c i a l   n e u r a l   n e t w o r k   b a s e d   D C - D C   c o n v e r t e r   f o r   g r i d   c o n n e c t e d   t r a n sf o r m e r l e s P V   sy st e m,”   I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   Po w e El e c t r o n i c a n d   D ri v e   S y st e m s ,   v o l .   1 3 ,   n o .   2 ,   p p .   1 2 4 6 1 2 5 4 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j p e d s . v 1 3 . i 2 . p p 1 2 4 6 - 1 2 5 4 .   [ 6 ]   I .   S .   M o h a me d ,   S .   R o v e t t a ,   T .   D .   D o ,   T.   D r a g i c e v i c ,   a n d   A .   A .   Z.   D i a b ,   A   n e u r a l - n e t w o r k - b a se d   m o d e l   p r e d i c t i v e   c o n t r o l   o f   t h r e e - p h a s e   i n v e r t e r   w i t h   a n   o u t p u t   L C   f i l t e r ,   I EE A c c e ss ,   v o l .   7 ,   p p .   1 2 4 7 3 7 1 2 4 7 4 9 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 1 9 . 2 9 3 8 2 2 0 .   [ 7 ]   B .   K a r a n a y i l   a n d   M .   F .   R a h ma n ,   A r t i f i c i a l   n e u r a l   n e t w o r k   a p p l i c a t i o n i n   p o w e r   e l e c t r o n i c s   a n d   e l e c t r i c   d r i v e s,   i n   Po w e r   El e c t r o n i c s   H a n d b o o k ,   E l s e v i e r ,   2 0 1 8 ,   p p .   1 2 4 5 1 2 6 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / B 9 7 8 - 0 - 12 - 8 1 1 4 0 7 - 0 . 0 0 0 4 1 - 6.   [ 8 ]   G .   M a t h e s h   a n d   R .   S a r a v a n a k u mar,   A   n o v e l   i n t e l l i g e n t   c o n t r o l l e r - b a se d   p o w e r   ma n a g e me n t   s y s t e w i t h   i n s t a n t a n e o u r e f e r e n c e   c u r r e n t   i n   h y b r i d   e n e r g y - f e d   e l e c t r i c   v e h i c l e ,   I EEE   Ac c e ss ,   v o l .   1 1 ,   p p .   1 3 7 8 4 9 1 3 7 8 6 5 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 3 . 3 3 3 9 2 4 9 .   [ 9 ]   P .   Li ,   R .   Li ,   S .   C a i ,   a n d   Y .   H o n g ,   I n t e r me d i a t e   v o l t a g e   r e g u l a t i o n   f o r   t o t a l   h a r m o n i c   d i st o r t i o n   r e d u c t i o n   o f   t w o - st a g e   i n v e r t e r s   u n d e r   mo d e l   p r e d i c t i v e   c o n t r o l   sc h e m e   v i a   o b ser v e r s,   I E EE  A c c e ss ,   v o l .   7 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 1 9 . 2 9 1 2 1 6 0 .   [ 10 ]   A .   B a k e e r ,   I .   S .   M o h a me d ,   P .   B .   M a l i d a r r e h ,   I .   H a t t a b i ,   a n d   L.   Li u ,   A n   a r t i f i c i a l   n e u r a l   n e t w o r k - b a s e d   m o d e l   p r e d i c t i v e   c o n t r o l   f o r   t h r e e - p h a se  f l y i n g   c a p a c i t o r   mu l t i l e v e l   i n v e r t e r ,   I EE Ac c e ss ,   v o l .   1 0 ,   p p .   7 0 3 0 5 7 0 3 1 6 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 2 . 3 1 8 7 9 9 6 .   [1 1 ]   G .   H e ,   S .   Z h e n g ,   Y .   D o n g ,   G .   L i ,   a n d   W .   Z h a n g ,   M o d e l   p r e d i c t i v e   v o l t a g e   c o n t r o l   o f   u n i n t e r r u p t i b l e   p o w e r   su p p l y   b a s e d   o n   e x t e n d e d - s t a t e   o b ser v e r ,   E n e r g i e s ,   v o l .   1 5 ,   n o .   1 5 ,   p .   5 4 8 9 ,   J u l .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 1 5 1 5 5 4 8 9 .   [1 2 ]   I .   S .   M o h a me d ,   S .   A .   Za i d ,   M .   F .   A .   El y a z e e d ,   a n d   H .   M .   E l sa y e d ,   I mp r o v e d   m o d e l   p r e d i c t i v e   c o n t r o l   f o r   t h r e e - p h a s e   i n v e r t e r   w i t h   o u t p u t   L C   f i l t e r ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   M o d e l l i n g ,   I d e n t i f i c a t i o n   a n d   C o n t r o l ,   v o l .   2 3 ,   n o .   4 ,   p p .   3 7 1 3 7 9 ,   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 5 0 4 / I JM I C . 2 0 1 5 . 0 7 0 6 4 2 .   [1 3 ]   S .   Y a r i k k a y a   a n d   K .   V a r d a r ,   N e u r a l   n e t w o r k   b a se d   p r e d i c t i v e   c u r r e n t   c o n t r o l l e r f o r   t h r e e   p h a s e   i n v e r t e r ,   I E EE   Ac c e ss ,   v o l .   1 1 ,   p p .   2 7 1 5 5 2 7 1 6 7 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 3 . 3 2 5 8 6 7 9 .   [1 4 ]   M .   S e mas a ,   T.   K a t o ,   a n d   K .   I n o u e ,   S i mp l e   a n d   e f f e c t i v e   t i me   d e l a y   c o m p e n sa t i o n   me t h o d   f o r   a c t i v e   d a m p i n g   c o n t r o l   o f   g r i d - c o n n e c t e d   i n v e r t e r   w i t h   a n   L C f i l t e r ,   I EE J   J o u r n a l   o f   I n d u s t ry  A p p l i c a t i o n s ,   v o l .   7 ,   n o .   6 ,   p p .   4 5 4 4 6 1 ,   N o v .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 5 4 1 / i e e j j i a . 7 . 4 5 4 .   [1 5 ]   S .   V a z q u e z ,   J.   R o d r i g u e z ,   M .   R i v e r a ,   L.   G .   F r a n q u e l o ,   a n d   M .   N o r a mb u e n a ,   M o d e l   p r e d i c t i v e   c o n t r o l   f o r   p o w e r   c o n v e r t e r a n d   d r i v e s :   a d v a n c e a n d   t r e n d s ,   I E EE   T ra n sa c t i o n s   o n   I n d u s t ri a l   El e c t ro n i c s ,   v o l .   6 4 ,   n o .   2 ,   p p .   9 3 5 9 4 7 ,   F e b .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI E. 2 0 1 6 . 2 6 2 5 2 3 8 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       I mp leme n tin g   fu z z co n tr o l fo r   a   DC - DC   b o o s t c o n ve r ter u s in g   F P GA   ( V .   R a d h ika )   665   [1 6 ]   M .   N o v a k   a n d   T .   D r a g i c e v i c ,   S u p e r v i se d   i mi t a t i o n   l e a r n i n g   o f   f i n i t e - set   m o d e l   p r e d i c t i v e   c o n t r o l   sy s t e ms  f o r   p o w e r   e l e c t r o n i c s,   I EEE  T r a n s a c t i o n o n   I n d u st r i a l   E l e c t ro n i c s ,   v o l .   6 8 ,   n o .   2 ,   p p .   1 7 1 7 1 7 2 3 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI E. 2 0 2 0 . 2 9 6 9 1 1 6 .   [1 7 ]   A .   A .   S .   M o h a m e d ,   H .   M e t w a l l y ,   A .   El - S a y e d ,   a n d   S .   I .   S e l e m,   P r e d i c t i v e   n e u r a l   n e t w o r k   b a s e d   a d a p t i v e   c o n t r o l l e r   f o r   g r i d - c o n n e c t e d   P V   s y st e ms s u p p l y i n g   p u l s e - l o a d ,   S o l a En e rg y ,   v o l .   1 9 3 ,   N o v .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . so l e n e r . 2 0 1 9 . 0 9 . 0 1 8 .   [1 8 ]   D .   W a n g   e t   a l . ,   M o d e l   p r e d i c t i v e   c o n t r o l   u si n g   a r t i f i c i a l   n e u r a l   n e t w o r k   f o r   p o w e r   c o n v e r t e r s ,   I EE T ra n s a c t i o n o n   I n d u st r i a l   El e c t r o n i c s ,   v o l .   6 9 ,   n o .   4 ,   p p .   3 6 8 9 3 6 9 9 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI E. 2 0 2 1 . 3 0 7 6 7 2 1 .   [1 9 ]   K .   K .   M o n f a r e d ,   H .   I man - E i n i ,   Y .   N e y s h a b o u r i ,   a n d   M .   Li serr e ,   M o d e l   p r e d i c t i v e   c o n t r o l   w i t h   r e d u c e d   c o m mo n - m o d e   v o l t a g e   b a s e d   o n   o p t i mal   sw i t c h i n g   se q u e n c e f o r   n e s t e d   n e u t r a l   p o i n t   c l a mp e d   i n v e r t e r ,   I EEE   T ra n s a c t i o n s   o n   I n d u s t ri a l   E l e c t r o n i c s v o l .   7 1 ,   n o .   1 ,   p p .   2 7 3 8 ,   Ja n .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI E. 2 0 2 3 . 3 3 2 3 0 6 8 .   [ 20 ]   T.   D r a g i c e v i c ,   M o d e l   p r e d i c t i v e   c o n t r o l   o f   p o w e r   c o n v e r t e r s   f o r   r o b u st   a n d   f a st   o p e r a t i o n   o f   A C   m i c r o g r i d s ,   I E EE  T r a n sa c t i o n s   o n   P o w e r E l e c t r o n i c s ,   v o l .   3 3 ,   n o .   7 ,   p p .   6 3 0 4 6 3 1 7 ,   Ju l .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TP EL. 2 0 1 7 . 2 7 4 4 9 8 6 .   [2 1 ]   J.  O .   P .   P i n t o ,   B .   K .   B o se,   L .   E.   B .   D a   S i l v a ,   a n d   M .   P .   K a z mi e r k o w sk i ,   A   n e u r a l - n e t w o r k - b a s e d   s p a c e - v e c t o r   P W M   c o n t r o l l e r   f o r   v o l t a g e - f e d   i n v e r t e r   i n d u c t i o n   mo t o r   d r i v e ,   I E EE  T r a n sa c t i o n s   o n   I n d u st ry  Ap p l i c a t i o n s ,   v o l .   3 6 ,   n o .   6 ,   p p .   1 6 2 8 1 6 3 6 ,   2 0 0 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / 2 8 . 8 8 7 2 1 5 .   [2 2 ]   B .   K a n o u n i ,   A .   E.   B a d o u d ,   a n d   S .   M e k h i l e f ,   A   m u l t i - o b j e c t i v e   mo d e l   p r e d i c t i v e   c u r r e n t   c o n t r o l   w i t h   t w o - st e p   h o r i z o n   f o r   d o u b l e - st a g e   g r i d - c o n n e c t e d   i n v e r t e r   P EM F C   sy s t e m ,   I n t e rn a t i o n a l   J o u rn a l   o f   H y d ro g e n   En e r g y ,   v o l .   4 7 ,   n o .   4 ,   p p .   2 6 8 5 2 7 0 7 ,   Jan .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i j h y d e n e . 2 0 2 1 . 1 0 . 1 8 2 .   [2 3 ]   C. - S .   S h i e h ,   A n   F P G A   b a s e d   sl i d i n g   f u z z y   c o n t r o l   f o r   D C / D C   b o o st   c o n v e r t e r ,   I C I C   Ex p ress   L e t t e rs ,   v o l .   1 2 ,   n o .   2 ,   2 0 1 8 .   [2 4 ]   S .   D a s Gan g u l a ,   T .   K .   N i z a mi ,   R .   R .   U d u m u l a ,   A .   C h a k r a v a r t y ,   a n d   P .   S i n g h ,   A d a p t i v e   n e u r a l   n e t w o r k   c o n t r o l   o f   D C D C   p o w e r   c o n v e r t e r ,   Ex p e r t   S y s t e m w i t h   A p p l i c a t i o n s ,   v o l .   2 2 9 ,   p .   1 2 0 3 6 2 ,   N o v .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e sw a . 2 0 2 3 . 1 2 0 3 6 2 .   [2 5 ]   H .   S .   K h a n ,   I .   S .   M o h a me d ,   K .   K a u h a n i e m i ,   a n d   L .   Li u ,   A r t i f i c i a l   n e u r a l   n e t w o r k - b a s e d   v o l t a g e   c o n t r o l   o f   D C / D C   c o n v e r t e r   f o r   D C   m i c r o g r i d   a p p l i c a t i o n s,”   i n   2 0 2 1   6 t h   I EEE   Wo r k sh o p   o n   t h e   E l e c t r o n i c   G ri d   ( e G RI D ) ,   I EEE,   N o v .   2 0 2 1 ,   p p .   1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / e G R I D 5 2 7 9 3 . 2 0 2 1 . 9 6 6 2 1 3 2 .   [2 6 ]   C. - F .   H s u ,   I . - F .   C h u n g ,   C . - M .   Li n ,   a n d   C . - Y .   H su ,   S e l f - r e g u l a t i n g   f u z z y   c o n t r o l   f o r   f o r w a r d   D C D C   c o n v e r t e r u s i n g   a n   8 - b i t   mi c r o c o n t r o l l e r ,   I ET   P o w e r E l e c t r o n i c s ,   v o l .   2 ,   n o .   1 ,   p p .   1 1 3 ,   Ja n .   2 0 0 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 4 9 / i e t - p e l : 2 0 0 7 0 1 7 9 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       V.  Ra d h ik a           c o m p lete d   h e Do c to ra De g re e   i n   t h e   F a c u lt y   o In f o rm a ti o n   a n d   Co m m u n ica ti o n   E n g i n e e rin g   i n   An n a   Un i v e rsity   Ch e n n a d u ri n g   Ju n e   2 0 1 7 .   P re se n tl y ,   s h e   is   wo rk i n g   a As so c iate   P ro fe ss o in   t h e   De p a rtme n o Bi o m e d ica En g in e e ri n g   a S ri   Ra m a k rish n a   En g in e e rin g   Co ll e g e ,   Co imb a to re .   He a re a s   o in tere st   in c lu d e   VLS I   d e sig n   a n d   e m b e d d e d   s y ste m s .   S h e   h a p u b li sh e d   m o re   th a n   2 0   re se a rc h   p a p e rs  in   in ter n a ti o n a j o u r n a ls   n a ti o n a c o n fe re n c e s ,   1 5   in tern a ti o n a c o n fe re n c e s a n d   p u b li sh e d   th re e   b o o k   c h a p ters .   S h e   wa a   li fe   m e m b e o IS TE ,   m e m b e o I S OI ,   a n d   IEE E.   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il ra d h ik a . se n th il @s re c . a c . in .         K a r u p p a n n a n   S r in i v a sa n           c o m p lete d   P h . D.  d e g re e   fro m   An n a   Un iv e rsity ,   Ch e n n a i   in   2 0 1 2   u n d e th e   fa c u lt y   o El e c t rica En g i n e e rin g .   He   h a 2 0   y e a r o f   e x p e rien c e   in   t h e   field   o f   e lec tro n ics ,   in str u m e n tatio n ,   a n d   ima g e   a n d   v i d e o   p r o c e ss in g .   He   p u b li sh e d   3 0   tec h n ica p a p e rs   in   re fe re e d   i n tern a ti o n a l   jo u rn a l s   a m o n g   wh ic h   1 0   p a p e rs   a re   l isted   i n   t h e   A n n a   U n iv e rsit y   Ch e n n a we b site  a n d   a lso   h e   h a p u b li s h e d   2   p a p e rs  in   n a ti o n a l   jo u rn a ls,  1 5   i n   in ter n a ti o n a l   c o n fe re n c e s,  a n d   1 1   i n   n a t i o n a c o n fe re n c e s.  He   p u b li s h e d   a   b o o k   ti tl e d   Dig it a Im a g e   P ro c e ss in g   b y   S a P u b li s h e rs ,   Ch e n n a i.   Also ,   h e   h o l d m e m b e rsh i p   o m a n y   p ro fe ss io n a b o d ies   su c h   a s IE EE ,   IE,   I S TE ,   I ET E ,   a n d   IS OI.  H e   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il h o d - e ie@ sre c . a c . in .         R.  K irub a           h a c o m p lete d   h e r   u n d e g ra d u a ti o n   fro m   Ba n n a ri  Am m a n   In stit u te  o f   Tec h n o l o g y   i n   2 0 1 1   a n d   M a ste rs  in   C o n tr o l   a n d   In str u m e n tati o n   En g in e e rin g   fr o m   Ko n g u   En g i n e e rin g   C o ll e g e   in   2 0 1 3   a n d   p u rs u in g   P h . D .   i n   p r o c e ss   m o d e li n g ,   c o n tr o ll e r   d e sig n ,   a n d   o p ti m iza ti o n   u si n g   m a c h in e   lea rn in g   tec h n iq u e s .   S h e   sta rted   h e tea c h in g   p r o fe ss io n   i n   th e   y e a r   2 0 1 3   a a n   As sista n P ro fe ss o in   t h e   De p a rtme n o El e c tro n ics   a n d   I n stru m e n tati o n   En g i n e e rin g ,   Dr.   M a h a li n g a m   C o ll e g e   o f   En g i n e e rin g   a n d   Tec h n o lo g y ,   a n d   jo i n e d   a As sista n P ro fe ss o i n   th e   De p a rtme n t   o f   El e c tro n ics   a n d   I n stru m e n tati o n   En g i n e e rin g ,   S NS  C o ll e g e   o f   Tec h n o l o g y ,   Co imb a t o re .   S h e   is  c u rre n tl y   wo r k in g   a As sista n P r o fe ss o i n   t h e   De p a rtme n t   o f   El e c tro n ics   a n d   I n stru m e n tati o n   En g i n e e rin g   a S ri  Ra m a k rish n a   En g i n e e rin g   C o ll e g e .   S h e   h a 5   y e a rs  o e x p e rien c e   i n   t e a c h i n g .   He a re a o sp e c ializa ti o n   a re   p ro c e ss   c o n tr o a n d   in stru m e n tati o n ,   a n d   sy ste m   id e n ti fica t io n .   S h e   h a p u b l ish e d   re s e a rc h   p a p e rs  in   b o t h   n a ti o n a l   a n d   in tern a ti o n a l   j o u r n a ls .   He r   c it a ti o n   in d e x   in   j o u r n a ls  is   1 0 ,   a n d   h e H - i n d e x   is  2 .   S h e   is   a   li fe   m e m b e o I n d ian   S o c iety   fo r   Te c h n ica E d u c a ti o n   a n d   t h e   In str u m e n S o c iet y   o I n d ia.  S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il k iru b a . r@s re c . a c . in .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.