This paper presents a low-cost prototype for monitoring online the maximum power produced by a domestic photovoltaic (PV) system using Internet of Things (IoT) technology. The most common tracking algorithms (P&O, InCond, HC, VSS InCond, and FL) were first simulated using MATLAB/Simulink and then implemented in a low-cost microcontroller (Arduino). The current, voltage, load current, load voltage, power at the maximum power point, duty cycle, module temperature, and in-plane solar irradiance are monitored. Using IoT technology, users can check in real time the change in power produced by their installation anywhere and anytime without additional effort or cost. The designed prototype is suitable for domestic PV applications, particularly at remote sites. It can also help users check online whether any abnormality has happened in their system based simply on the variation in the produced maximum power. Experimental results show that the system performs well. Moreover, the prototype is easy to implement, low in cost, saves time, and minimizes human effort. The developed monitoring system could be extended by integrating fault detection and diagnosis algorithms.
This paper proposes a velocity control method for a permanent magnet synchronous motor (PMSM) based on the Koopman operator that does not require model parameter information except for pole-pair of the motor and external load. First, the Koopman operator is derived using observable functions and observation data. Then, the desired q-axis current corresponding to the desired velocity is generated using the relationship between the continuous-time Koopman operator and the dynamics of PMSM. Also, the dynamic equation of PMSM is expressed as a linear form in observable space using the discrete-time Koopman operator. Finally, it is applied to the linear quadratic regulator (LQR) to derive the final form of control input. To verify the proposed method, the conventional cascade PI controller and the LQR controller configured with the existing technique are compared with the proposed method in the viewpoint of q-axis current generation and velocity tracking performance in an environment with noise and external load.
Areai Nuerlan;Jin Wang;Jun Yang;Zhongxiao Guo;Yizhe Liu
Nuclear Engineering and Technology
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v.56
no.4
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pp.1135-1144
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2024
With the increasing ratio of renewables in the grid, a low-carbon and stable base load source that also is capable of load tracking is in demand. Sodium cooled fast reactors (SFRs) coupled to thermal heat storage system (THS) is a strong candidate for the need. This research focuses on the designing and performance validation of a two-tank THS based on molten salt to integrate with a 280 MWth sodium cooled fast reactor. Designing of the THS includes the vital component, sodium-to-salt heat exchanger which is a technology gap that needs to be filled, and designing and parameter selection of the tanks and related pumps. Modeling of the designed THS is conducted followed by the description of operation strategies and control logics of the THS. Finally, the dynamic simulation of the designed THS is conducted based on Fortran. Results show, the proposed power system meets the need of the design requirements to store heat for 18 h during a day and provide 500 MWth for peak demand for the rest of the day.
Kim, Kwansu;Paek, Insu;Kim, Cheol-Jin;Kim, Hyun-Gyu;Kim, Hyoung-Gil
Journal of the Korean Solar Energy Society
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v.36
no.6
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pp.1-12
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2016
A control algorithm for a 100 kW wind turbine is designed in this study. The wind turbine is operating as a variable speed variable pitch (VSVP) status. Also, this wind turbine is a permanent magnet synchronous generator (PMSG) Type. For the medium capacity wind turbine considered in this study, it was found that the optimum tip speed ratios to achieve the maximum power coefficients varied with wind speeds. Therefore a commercial blade element momentum theory and multi-body dynamics based program was implemented to consider the variation of aerodynamic coefficients with respect to Reynolds numbers and to find out the power and thrust coefficients with respect tip speed ratio and blade pitch angles. In the end a basic power controller was designed for below rated, transition and above rated regions, and a load reduction algorithm was designed to reduce tower vibration by the nacelle motion. As a result, damage equivalent Load (DEL) of tower fore-aft has been reduced by 32%. From dynamic simulations in the commercial program, the controller was found to work properly as designed. Experimental validation of the control algorithm will be done in the future.
Kim, Ki-Hoon;Son, Suk-Ho;Park, Kyoung-Su;Yoon, Sang-Joon;Park, No-Cheol;Yang, Hyun-Seok;Choi, Dong-Hoon;Park, Young-Pil
Transactions of the Society of Information Storage Systems
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v.2
no.2
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pp.130-137
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2006
The HDD(hard disk drive) using Load/unload(L/UL) technology includes the benefits which are increased areal density, reduced power consumption and improved shock resistance than those of contact-start-stop(CSS). It has been widely used in portable hard disk drive and will become the key technology for developing the small form factor hard disk drive. The main objects of L/UL are no slider-disk contact or no media damage. For realizing those, we must consider many design parameters in L/UL system. In this paper, we focus on lift-off force. The 'lift-off' force, defined as the minimum air bearing force, is another very important indicator of unloading performance. A large amplitude of lift-off force increases the ramp force, the unloading time, the slider oscillation and contact-possibility. To minimize 'lift-off' force we optimizes the slider and suspension using the integrated optimization frame, which automatically integrates the analysis with the optimization and effectively implements the repetitive works between them. In particular, this study is carried out the optimal design considering the process of modes tracking through the entire optimization processes. As a result, we yield the equation which can easily find a lift-off force and structural optimization for suspension.
The purpose of this study for photovoltaic (PV) generation system is to keep the output power of photovoltaic cells maximized under any weather conditions. In a conventional MPPT (Maximum Power Point Tracking) control method, both voltage and current coming out from PV array have to be fedback. Thus, the system has a complex structure, and may fail to track MPP of PV array when unexpected weather conditions happen. This paper proposes a novel PV Output Senseless (POS) control method to solve the mentioned problem. The main advantage of this method is that the current flowing into load is the only one considerable factor. In case of a huge PV generation system, it can be operated much more safely than the conventional system. To verify this theory, results that compare and analyze the simulated data with experimental data under real weather condition of the manufactured PV generation system are shown in this paper. Authors vividly states that this theory uses constant resistors and variable resistors of DC-DC converter in PV system. Authors emphasize that it is a very useful method to maximize power from PV cells to load with only the feedback of load current. Authors also emphasize that this theory is applicable in case of the PCS in PV power generation system.
An adaptive fuzzy P + ID controller for variable speed operation of BLDC motor drives is presented in this paper. Generally, a conventional PID controller is most widely used in industry due to its simple control structure and ease of design. However, the PID controller suffers from the electrical machine parameter variations and disturbances. To improve the tracking performance for parameter and load variations, the controller proposed in this paper is constructed by using an adaptive fuzzy logic controller in place of the proportional term in a conventional PID controller. For implementing this controller, only one additional parameter has to be adjusted in comparison with the PID controller. An adaptive fuzzy controller applied to proportional term to achieve robustness against parameter variations has simple structure and computational simplicity. The controller based on optimal fuzzy logic controller has an self-tuning characteristics with clustering. Computer simulation results show the usefulness of the proposed controller.
Karimiyan, Somayyeh;Moghadam, Abdolreza S.;Karimiyan, Morteza;Kashan, Ali Husseinzadeh
Earthquakes and Structures
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v.5
no.6
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pp.753-779
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2013
One of the most important issues in progressive collapse mechanism of the buildings is evaluation of the collapse distribution in presence of the earthquake loads. Here, collapse propagation is investigated by tracking down the location and type of the collapsed beam and column elements, from the first element to the entire buildings. 6-story reinforced concrete ordinary moment resisting frame buildings with one directional mass eccentricity of 0%, 5%, 15% and 25% are studied to investigate differences among the progressive collapse mechanism of the regular and irregular buildings. According to the results of the nonlinear time history analyses, there are some patterns to predict progressive collapse scenarios in beam and column elements of the similar regular and irregular buildings. Results also show that collapse distribution patterns are approximately independent of the earthquake records.
Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics S
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v.34S
no.7
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pp.48-55
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1997
An adaptive output feedback controller is designed for tracking control of an n-link robot manipulator with unknown load. High-gain obwserver that is used to estimate joint velocities is designed to avoide the restriction of the allowable variation range of unknown parmeters as well as improve the state estimation error. We saturate the control inut outside a domain of interest and use an adaptive law with a parameter projection feature to guarantee boundedness of all the trajectories in the closed-loop system. Simulation resutls on a 2-link manipulator illustrate that when the speed of the high-gain observer is sufficiently high, the proposed controller recovers the performance under state feedback control.
Adaptive neural networks based lateral controller is presented to guarantee path following performance for vehicle lane keeping in the presence of parameter time-varying characteristics of the vehicle lateral dynamics due to the road surface condition, load distribution, tire pressure and so on. The proposed adaptive controller could compensate vehicle lateral dynamics deviated from nominal dynamics resulting from parameter variations by incorporating it with neural networks that have the ability to approximate any given nonlinear function by adjusting weighting matrices. The controller is derived by using Lyapunov-based approach, which provides adaptive update rules for weighting matrices of neural networks. To show the superiority of the presented adaptive neural networks controller, the simulation results are given while comparing with backstepping controller chosen as the baseline controller. According to the simulation results, it is shown that the proposed controller can effectively keep the vehicle tracking the pre-given trajectory in high velocity and curvature with much accuracy under parameter variations.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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