Optimal performance assessment of intelligent controllers used in solar-powered electric vehicle

Abstract

Introduction. Increasing vehicle numbers, coupled with their increased consumption of fossil fuels, have drawn great concern about their detrimental environmental impacts. Alternative energy sources have been the subject of extensive research and development. Due to its high energy density, zero emissions, and use of sustainable fuels, the battery is widely considered one of the most promising solutions for automobile applications. A major obstacle to its commercialization is the battery's high cost and low power density. Purpose. Implementing a control system is the primary objective of this work, which is employed to change the energy sources in hybrid energy storage system about the load applied to the drive. Novelty. To meet the control objective, a speed condition-based controller is designed by considering four separate math functions and is programmed based on different speed ranges. On the other hand, the conventional/intelligent controller is also considered to develop the switching signals related to the DC-DC converter's output and applied the actual value. Methods. According to the proposed control strategy, the adopted speed condition based controller is a combined conventional/intelligent controller to meet the control object. Practical value. In this work, three different hybrid controllers adopted speed condition based controller with artificial neural network controller, adopted speed condition based controller with fuzzy logic controller, and adopted speed condition based controller with proportional-integral derivative controller are designed and applied separately and obtain the results at different load conditions in MATLAB/Simulink environment. Three hybrid controller's execution is assessed based on time-domain specifications.

Вступ. Збільшення кількості транспортних засобів у поєднанні із збільшенням споживання ними викопного палива викликало серйозну заклопотаність з приводу їх згубного впливу на навколишнє середовище. Альтернативні джерела енергії були предметом інтенсивних досліджень та розробок. Завдяки високій щільності енергії, нульовим викидам та використанню екологічно чистих видів палива акумулятор широко вважається одним із найперспективніших рішень для застосувань у автомобілях. Основною перешкодою для його комерціалізації є висока вартість батареї та низька питома потужність. Мета. Впровадження системи управління, яка використовується для зміни джерел енергії в системі гібридної накопичення енергії в залежності від навантаження, прикладеного до приводу, є основною метою цієї роботи. Новизна. Для досягнення мети управління контролер на основі умов швидкості розроблено з урахуванням чотирьох окремих математичних функцій та запрограмовано на основі різних діапазонів швидкостей. З іншого боку, вважається, що звичайний/інтелектуальний контролер виробляє сигнали перемикання, пов'язані з вихідним сигналом перетворювача постійного струму, та застосовує фактичне значення. Методи. Відповідно до запропонованої стратегії управління прийнятий контролер на основі умов швидкості є комбінованим традиційним/інтелектуальним контролером для задоволення об'єкта управління. Практична цінність. У цій роботі три різних гібридних контролери, що використовують контролер на основі умов швидкості з контролером штучної нейронної мережі, контролер на основі адаптованих умов швидкості з контролером з нечіткою логікою та контролер на основі прийнятих умов швидкості з пропорційно-інтегрально-диференціальним контролером, розроблені та застосовуються окремо та отримують результати за різних умов навантаження у середовищі MATLAB/Simulink. Робота трьох гібридних контролерів оцінюється з урахуванням специфікацій у часовій області.