<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.1 20151215//EN" "http://jats.nlm.nih.gov/publishing/1.1/JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.1">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="pmc">CMC</journal-id>
<journal-id journal-id-type="nlm-ta">CMC</journal-id>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">CMC</journal-id>
<journal-title-group>
<journal-title>Computers, Materials &#x0026; Continua</journal-title>
</journal-title-group>
<issn pub-type="epub">1546-2226</issn>
<issn pub-type="ppub">1546-2218</issn>
<publisher>
<publisher-name>Tech Science Press</publisher-name>
<publisher-loc>USA</publisher-loc>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">33027</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.32604/cmc.2023.033027</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Article</subject>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Indirect Vector Control of Linear Induction Motors Using Space Vector Pulse Width Modulation</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">Indirect Vector Control of Linear Induction Motors Using Space Vector Pulse Width Modulation</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">Indirect Vector Control of Linear Induction Motors Using Space Vector Pulse Width Modulation</alt-title>
</title-group>
<contrib-group content-type="authors">
<contrib id="author-1" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Khaliq</surname><given-names>Arjmand</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="aff-1">1</xref></contrib>
<contrib id="author-2" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Rahman Kashif</surname><given-names>Syed Abdul</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="aff-1">1</xref></contrib>
<contrib id="author-3" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Ahmad</surname><given-names>Fahad</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="aff-2">2</xref></contrib>
<contrib id="author-4" contrib-type="author" corresp="yes">
<name name-style="western"><surname>Anwar</surname><given-names>Muhammad</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="aff-3">3</xref><email>anwar.muhammad@ue.edu.pk</email></contrib>
<contrib id="author-5" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Shaheen</surname><given-names>Qaisar</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="aff-4">4</xref></contrib>
<contrib id="author-6" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Akhtar</surname><given-names>Rizwan</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="aff-5">5</xref></contrib>
<contrib id="author-7" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Shah</surname><given-names>Muhammad Arif</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="aff-5">5</xref></contrib>
<contrib id="author-8" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Abdelmaboud</surname><given-names>Abdelzahir</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="aff-6">6</xref></contrib>
<aff id="aff-1"><label>1</label><institution>Electrical Engineering Department, University of Engineering and Technology</institution>, <addr-line>Lahore, 54700</addr-line>, <country>Pakistan</country></aff>
<aff id="aff-2"><label>2</label><institution>Department of Basic Sciences, Deanship of Common First Year, Jouf University</institution>, <addr-line>Sakaka, Aljouf, 72341</addr-line>, <country>Saudi Arabia</country></aff>
<aff id="aff-3"><label>3</label><institution>Department of Information Science, Division of Science and Technology, University of Education</institution>, <addr-line>Lahore, 54000</addr-line>, <country>Pakistan</country></aff>
<aff id="aff-4"><label>4</label><institution>Department of Computer Science and Information Technology, The Islamia University of Bahawalpur, Rahim Yar Khan Sub Campus</institution>, <country>Pakistan</country></aff>
<aff id="aff-5"><label>5</label><institution>Department of IT and Computer Science, Pak-Austria Fachhochschule Institute of Applied Sciences and Technology</institution>, <addr-line>Haripur</addr-line>, <country>Pakistan</country></aff>
<aff id="aff-6"><label>6</label><institution>Department of Information Systems, King Khalid University</institution>, <addr-line>Muhayel Aseer, 61913</addr-line>, <country>Saudi Arabia</country></aff>
</contrib-group>
<author-notes>
<corresp id="cor1"><label>&#x002A;</label>Corresponding Author: Muhammad Anwar. Email: <email>anwar.muhammad@ue.edu.pk</email></corresp>
</author-notes>
<pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2022-12-15"><day>15</day>
<month>12</month>
<year>2022</year></pub-date>
<volume>74</volume>
<issue>3</issue>
<fpage>6263</fpage>
<lpage>6287</lpage>
<history>
<date date-type="received"><day>05</day><month>6</month><year>2022</year></date>
<date date-type="accepted"><day>10</day><month>10</month><year>2022</year></date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>&#x00A9; 2023 Khaliq et al.</copyright-statement>
<copyright-year>2023</copyright-year>
<copyright-holder>Khaliq et al.</copyright-holder>
<license xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<license-p>This work is licensed under a <ext-link ext-link-type="uri" xlink:type="simple" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">Creative Commons Attribution 4.0 International License</ext-link>, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.</license-p>
</license>
</permissions>
<self-uri content-type="pdf" xlink:href="TSP_CMC_33027.pdf"></self-uri>
<abstract>
<p>Vector control schemes have recently been used to drive linear induction motors (LIM) in high-performance applications. This trend promotes the development of precise and efficient control schemes for individual motors. This research aims to present a novel framework for speed and thrust force control of LIM using space vector pulse width modulation (SVPWM) inverters. The framework under consideration is developed in four stages. To begin, MATLAB Simulink was used to develop a detailed mathematical and electromechanical dynamic model. The research presents a modified SVPWM inverter control scheme. By tuning the proportional-integral (PI) controller with a transfer function, optimized values for the PI controller are derived. All the subsystems mentioned above are integrated to create a robust simulation of the LIM&#x2019;s precise speed and thrust force control scheme. The reference speed values were chosen to evaluate the performance of the respective system, and the developed system&#x2019;s response was verified using various data sets. For the low-speed range, a reference value of 10&#x2005;m/s is used, while a reference value of 100&#x2005;m/s is used for the high-speed range. The speed output response indicates that the motor reached reference speed in a matter of seconds, as the delay time is between 8 and 10&#x2005;s. The maximum amplitude of thrust achieved is less than 400&#x2005;N, demonstrating the controller&#x2019;s capability to control a high-speed LIM with minimal thrust ripple. Due to the controlled speed range, the developed system is highly recommended for low-speed and high-speed and heavy-duty traction applications.</p>
</abstract>
<kwd-group kwd-group-type="author">
<kwd>Space vector pulse width modulation</kwd>
<kwd>linear induction motor</kwd>
<kwd>proportional-integral controller</kwd>
<kwd>indirect vector control</kwd>
<kwd>electromechanical dynamic modeling</kwd>
</kwd-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1"><label>1</label><title>Introduction</title>
<p>Induction machines are being used in many modern applications as these machines have features of simple assembly, low moment of inertia, and high initial torque with low ripple factor. These induction motors are used in heavy-duty applications by developing different control schemes [<xref ref-type="bibr" rid="ref-1">1</xref>]. The most important application of the LIM is the traction system, as the use of LIM in the traction system facilitated the technical design by direct drive [<xref ref-type="bibr" rid="ref-2">2</xref>]. A direct drive system requires an electric motor with high torque in a specified space. LIM in a proper shape and provided with variable frequency meets the required performance features by a driving system in electric traction. For many modern and heavy-duty applications such as mechanical manufacturing, robotics, CNC machines, and traction systems, linear motors are considered a better choice than rotary machines as they offer superior output and efficiency in modern applications [<xref ref-type="bibr" rid="ref-3">3</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-7">7</xref>]. The working principle of a linear motor is simple: the magnetic flux of the moving part is synchronized with the stationary section, which converts electromagnetic energy to linear motion, and the load is directly fixed with the mover. The invention of linear machines eliminated many tools such as ball and screw, belt and pulley, and other turning arrangements which were used for the conversion of rotary motion to linear motion, as well as losses involved in this conversion process [<xref ref-type="bibr" rid="ref-8">8</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-11">11</xref>]. Additionally, linear machines provide speed precision with improved efficiency and are easy to construct as the idea is simple: cut the rotary motor radially and set it flat. The working rule for linear and rotary induction motors is the same, but the air gap is more extensive in LIM, and the mover is shorter for a track, resulting in end effects [<xref ref-type="bibr" rid="ref-12">12</xref>].</p>
<p>The dynamic performance, precise speed control, and trust force are significant, especially for heavy-duty applications. This research aims to develop SVPWM based control scheme, considering end effects, for speed and thrust force control of LIM, which will be applicable for a different speed range of low to high-speed applications. For this purpose, LIM&#x2019;s working principle and construction are explored in depth. The dynamic model is developed in MATLAB Simulink after performing detailed mathematical modeling. Regarding the LIM, one of the objectives of research work is to establish the electrical parameters of the LIM to predict the response of dynamics associated with this system. LIM description in the dynamic response requires interaction between electrical and mechanical subsystems. For this purpose, governing differential equations representing the different phenomena of the electromechanical system is considered. A reliable simulation model is developed that describes the LIM dynamics derived from mathematical modeling, and for this purpose, the specifications of the LIM are chosen based on the previous study [<xref ref-type="bibr" rid="ref-2">2</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-13">13</xref>]. Relevant parameters are attached in Annexure, and motor specifications considered in this research are presented in <xref ref-type="table" rid="table-1">Table 1</xref>. A valid SVPWM-based control scheme is implemented, and an optimized set of parameters are achieved in MATLAB Simulink.</p>
<table-wrap id="table-1"><label>Table 1</label><caption><title>Linear Induction Motor (LIM) specifications [<xref ref-type="bibr" rid="ref-2">2</xref>]</title></caption>
<table frame="hsides">
<colgroup>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
</colgroup>
<thead>
<tr>
<th align="left">Symbol</th>
<th align="left">Unit</th>
<th align="left">Selected value</th>
<th align="left">Symbol</th>
<th align="left">Unit</th>
<th align="left">Selected value</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-95"><mml:math id="mml-ieqn-95"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">s</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">&#x2126;</td>
<td align="left">1.3000</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-96"><mml:math id="mml-ieqn-96"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">m</td>
<td align="left">0.3080</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-97"><mml:math id="mml-ieqn-97"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">&#x2126;</td>
<td align="left">2.6000</td>
<td align="left">Pole pitch</td>
<td align="left">m</td>
<td align="left">0.0660</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-98"><mml:math id="mml-ieqn-98"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">s</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">H</td>
<td align="left">0.0600</td>
<td align="left">Number of poles</td>
<td align="left">&#x02212;</td>
<td align="left">4.0000</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-99"><mml:math id="mml-ieqn-99"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">H</td>
<td align="left">0.0451</td>
<td align="left">Mass</td>
<td align="left">kg</td>
<td align="left">4.5000</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-100"><mml:math id="mml-ieqn-100"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">m</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">H</td>
<td align="left">0.0376</td>
<td align="left">Motor width</td>
<td align="left">m</td>
<td align="left">0.3300</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>Based on the developed dynamic model and integrated SVPWM inverter, the next step to control the electromechanical system is designing and tuning the PI controller. The proposed scheme contains three parts, a dynamic model of LIM, an SVPWM modulator-based inverter, and the PI controllers. Precise control of LIM parameters, including speed and thrust force, is given, verified by the simulation results.</p>
</sec>
<sec id="s2"><label>2</label><title>Electromechanical Dynamic Modeling of Linear Induction Motor</title>
<p>In most applications related to control machine drives, transient response analysis of the electrical machines is critical, and a dynamic d-q model is developed for this purpose [<xref ref-type="bibr" rid="ref-14">14</xref>]. The d-q model of the equivalent electrical circuit, considering end effects, is used to present the dynamics for LIM and complete steps to develop the dynamic model are represented in <xref ref-type="fig" rid="fig-1">Fig. 1</xref> [<xref ref-type="bibr" rid="ref-15">15</xref>].</p>
<fig id="fig-1"><label>Figure 1</label><caption><title>Electromechanical dynamic modeling steps for linear induction motor [<xref ref-type="bibr" rid="ref-15">15</xref>]</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMC_33027-fig-1.png"/></fig>
<p>In the dynamic model, q-axis equivalent circuit for LIM is the same as of the rotary induction machine (RIM), and the reason for this similarity is that the parameters are independent of the end effects. For the d-axis equivalent circuit of LIM, end effects are reflected in the equivalent circuit of RIM. So, the development of an appropriate dynamic model of LIM needs consideration of fluxes induced due to moving parts named as end effect. The end effect at the starting and ending points from the secondary is reflected as a factor f(Q), mathematically given as in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-1">Eq. (1)</xref>:
<disp-formula id="eqn-1"><label>(1)</label><mml:math id="mml-eqn-1" display="block"><mml:mrow><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Q</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Q</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>Q</mml:mtext></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></disp-formula></p>
<p>The value of <italic>Q</italic> in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-1">(1)</xref> is given in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-2">Eq. (2)</xref>:
<disp-formula id="eqn-2"><label>(2)</label><mml:math id="mml-eqn-2" display="block"><mml:mrow><mml:mtext>Q</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mtext>d</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mtext>d&#xA0;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>dR</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ir</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-3"><mml:math id="mml-ieqn-3"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> represents resistance and <inline-formula id="ieqn-4"><mml:math id="mml-ieqn-4"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> indicates the inductance of the rotor, respectively, <inline-formula id="ieqn-5"><mml:math id="mml-ieqn-5"><mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi></mml:math></inline-formula> gives the length of primary in meters, <inline-formula id="ieqn-6"><mml:math id="mml-ieqn-6"><mml:mi mathvariant="bold-italic">v</mml:mi></mml:math></inline-formula> shows the linear speed of the primary in m/s [<xref ref-type="bibr" rid="ref-16">16</xref>].</p>
<p>For dynamic modeling, 3-<inline-formula id="ieqn-199"><mml:math id="mml-ieqn-199"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03C6;</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> stationary frame of reference (as-bs-cs) variables are changed to 2-<inline-formula id="ieqn-200"><mml:math id="mml-ieqn-200"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03C6;</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> stationary frame of reference (ds-qs) variables, and after that, 2-<inline-formula id="ieqn-201"><mml:math id="mml-ieqn-201"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03C6;</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> variables of stationary frame of reference are changed to synchronously rotating frame of reference [<xref ref-type="bibr" rid="ref-17">17</xref>].</p>
<p>After considering end effects, the first step for dynamic modeling is the transformation of axes a-b-c in the ds-qs stationary frame of reference, as explained in <xref ref-type="fig" rid="fig-2">Fig. 2</xref>, and the conversion matrix for this transformation is represented in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-3">Eq. (3)</xref>:
<disp-formula id="eqn-3"><label>(3)</label><mml:math id="mml-eqn-3" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qs</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ds</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>os</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>cos</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>cos</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>cos</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>as</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>bs</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>cs</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<fig id="fig-2"><label>Figure 2</label><caption><title>Stationary frame (abc-dq) transformation</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMC_33027-fig-2.png"/></fig>
<p>Synchronously rotating axes <inline-formula id="ieqn-7"><mml:math id="mml-ieqn-7"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> rotate at synchronous speed <inline-formula id="ieqn-8"><mml:math id="mml-ieqn-8"><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> concerning stationary axes <inline-formula id="ieqn-9"><mml:math id="mml-ieqn-9"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-10"><mml:math id="mml-ieqn-10"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> represents the angle between them. The relation between synchronous speed and the angle is expressed as <inline-formula id="ieqn-11"><mml:math id="mml-ieqn-11"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e&#xA0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>t</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Voltages on stationary axes <inline-formula id="ieqn-12"><mml:math id="mml-ieqn-12"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are resolved into synchronously rotating <inline-formula id="ieqn-13"><mml:math id="mml-ieqn-13"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> frames are represented in <xref ref-type="fig" rid="fig-3">Fig. 3</xref> and written mathematically in matrix form in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-4">Eq. (4)</xref>:
<disp-formula id="eqn-4"><label>(4)</label><mml:math id="mml-eqn-4" display="block"><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qs</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ds</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>cos</mml:mtext></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sin</mml:mtext></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>sin</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>cos</mml:mtext></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qs</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ds</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<fig id="fig-3"><label>Figure 3</label><caption><title>Axes transformation stationary (d<sup>s</sup> &#x02212; q<sup>s</sup>) to synchronously rotating (d<sup>e</sup> &#x02212; q<sup>e</sup>) reference frame&#x00A0;[<xref ref-type="bibr" rid="ref-17">17</xref>]</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMC_33027-fig-3.png"/></fig>
<p>Vice versa in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-5">Eq. (5)</xref>:
<disp-formula id="eqn-5"><label>(5)</label><mml:math id="mml-eqn-5" display="block"><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qs</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ds</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>cos</mml:mtext></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sin</mml:mtext></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>sin</mml:mtext></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>cos</mml:mtext></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qs</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ds</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>For dynamic modeling in synchronously rotating reference frame q-axis and d-axis stator flux linkages [<xref ref-type="bibr" rid="ref-18">18</xref>] are shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-4">Figs. 4</xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig-5">5</xref>, respectively, which are represented in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-6">Eqs. (6)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-8">(8)</xref>:
<disp-formula id="eqn-6"><label>(6)</label><mml:math id="mml-eqn-6" display="block"><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ds</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ls</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ds</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Q</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ds</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>dr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Q</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ds</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Q</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>dr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-7"><label>(7)</label><mml:math id="mml-eqn-7" display="block"><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qs</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ls</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qs</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qs</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qs</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-8"><label>(8)</label><mml:math id="mml-eqn-8" display="block"><mml:mrow><mml:mtext>Total flux linkages of stator side</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ds</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qs</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:msqrt></mml:math></disp-formula></p>
<fig id="fig-4"><label>Figure 4</label><caption><title>d-axis stator flux linkages [<xref ref-type="bibr" rid="ref-18">18</xref>]</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMC_33027-fig-4.png"/></fig><fig id="fig-5"><label>Figure 5</label><caption><title>q-axis stator flux linkages [<xref ref-type="bibr" rid="ref-18">18</xref>]</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMC_33027-fig-5.png"/></fig>
<p>From <xref ref-type="fig" rid="fig-4">Figs. 4</xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig-5">5</xref> q-and d-axis flux linkages for the rotor are represented mathematically in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-9">Eqs. (9)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-11">(11)</xref>:
<disp-formula id="eqn-9"><label>(9)</label><mml:math id="mml-eqn-9" display="block"><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>dr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>lr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>dr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Q</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ds</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>dr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;f</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Q</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>dr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Q</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ds</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-10"><label>(10)</label><mml:math id="mml-eqn-10" display="block"><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>lr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qs</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qs</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-11"><label>(11)</label><mml:math id="mml-eqn-11" display="block"><mml:mrow><mml:mtext>Total flux linkages of rotor side</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>dr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:msqrt></mml:math></disp-formula>where, <inline-formula id="ieqn-14"><mml:math id="mml-ieqn-14"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-15"><mml:math id="mml-ieqn-15"><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> are rotor resistance and inductance, respectively, <italic>d</italic> represents the primary length in meters and <italic>v</italic> represents the primary linear speed in m/s. From <xref ref-type="fig" rid="fig-4">Figs. 4</xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig-5">5</xref>, q-and d-axis air gap flux linkages are given in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-12">Eqs. (12)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-14">(14)</xref>:
<disp-formula id="eqn-12"><label>(12)</label><mml:math id="mml-eqn-12" display="block"><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qm</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qs</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-13"><label>(13)</label><mml:math id="mml-eqn-13" display="block"><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>dm</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ds</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>dr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-14"><label>(14)</label><mml:math id="mml-eqn-14" display="block"><mml:mrow><mml:mtext>Total flux linkages of air gap</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>dm</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qm</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:msqrt></mml:math></disp-formula></p>
<p>With reference to <xref ref-type="fig" rid="fig-4">Figs. 4</xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig-5">5</xref> the Equation for q-axis and d-axis stator voltages are represented in matrix form as given in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-15">Eq. (15)</xref>:
<disp-formula id="eqn-15"><label>(15)</label><mml:math id="mml-eqn-15" display="block"><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qs</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ds</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>dr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left left left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sL</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Q</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sL</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Q</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sL</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Q</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;sL</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Q</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sL</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Q</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sL</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Q</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sL</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Q</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Q</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sL</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sL</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Q</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;R</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Q</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Q</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qs</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ds</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>dr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mstyle></mml:math></disp-formula></p>
<p>The matrix equations are transformed for Simulink modeling and are written as <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-16">Eqs. (16)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-19">(19)</xref>:
<disp-formula id="eqn-16"><label>(16)</label><mml:math id="mml-eqn-16" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qs</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qs</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>dt</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qs</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>dt</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;f</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Q</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ds</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>dt</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;f</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Q</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>dr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>dt</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-17"><label>(17)</label><mml:math id="mml-eqn-17" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ds</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ds</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">s</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">s</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">s</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">s</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">m</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">s</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">m</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">s</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">m</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">s</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="1em" /><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">s</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>dr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>dt</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-18"><label>(18)</label><mml:math id="mml-eqn-18" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>--</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">m</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">s</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>--</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">m</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">m</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">s</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">m</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>dt&#xA0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-19"><label>(19)</label><mml:math id="mml-eqn-19" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">m</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>--</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">m</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">m</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">s</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="1em" /><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">m</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">m</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">m</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">s</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="1em" /><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">e</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">m</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold">t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">r</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">m</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>Q</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>dr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>dt</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>To develop a complete dynamic model, the mechanical part of the machine is also reflected in modeling. If <inline-formula id="ieqn-16"><mml:math id="mml-ieqn-16"><mml:msub><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is mechanical thrust force, <italic>J</italic> represents rotor inertia, <italic>F</italic> shows the value of friction constant and <inline-formula id="ieqn-17"><mml:math id="mml-ieqn-17"><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> gives mechanical speed than the following given differential equation represents a mechanical system of induction motor model as given in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-20">Eqs. (20)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-21">(21)</xref>:
<disp-formula id="eqn-20"><label>(20)</label><mml:math id="mml-eqn-20" display="block"><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mtext>d</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>dt</mml:mtext></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mtext>H</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>F</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>Fv</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>F</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-21"><label>(21)</label><mml:math id="mml-eqn-21" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mtext>H</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>F</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>Fv</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>F</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>dt</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mtext>J</mml:mtext></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>F</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>Fv</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>F</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>dt&#xA0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>The expression for thrust force and the motion equation are given as in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-22">Eq. (22)</xref>:
<disp-formula id="eqn-22"><label>(22)</label><mml:math id="mml-eqn-22" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>F</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>dr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qs</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ds</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;m</mml:mtext></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mtext>dv</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>dt</mml:mtext></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;Dv&#xA0;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>FL&#xA0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>In the above Equation, <inline-formula id="ieqn-18"><mml:math id="mml-ieqn-18"><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mrow><mml:mtext>p</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>p</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> where <italic>K</italic> represents force constant, <italic>p</italic> gives no. of pairs, <inline-formula id="ieqn-19"><mml:math id="mml-ieqn-19"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:math></inline-formula> indicates pole pitch, <italic>D</italic> shows viscous friction and iron loss coefficient, and m is the mass of the LIM. By placing values, the thrust force is estimated as follows in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-23">Eq. (23)</xref>:
<disp-formula id="eqn-23"><label>(23)</label><mml:math id="mml-eqn-23" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>F</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>3</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>p</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mtext>p</mml:mtext></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>dr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qs</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ds</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>An overall dynamic model of LIM is given in <xref ref-type="fig" rid="fig-6">Fig. 6</xref>, developed by integrating different Simulink modules.</p>
<fig id="fig-6"><label>Figure 6</label><caption><title>Overall simulink block of dynamic modeling for LIM</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMC_33027-fig-6.png"/></fig>
</sec>
<sec id="s3"><label>3</label><title>Space Vector Pulse Width Modulation-Based Inverter for Control of LIM</title>
<p>SVPWM is preferred for PWM implementation over other PWM techniques because of its advantages of improved fundamental output voltage, upgraded harmonic spectrum, and easy implementation in digital signal processors and microcontrollers [<xref ref-type="bibr" rid="ref-19">19</xref>]. SVPWM also provides instantaneous control of switching states and the flexibility for selecting vectors to achieve the balance of the neutral point. It is also possible to yield output voltages nearly for any average value by utilizing the closest three vectors, and this process gives the best spectral performance. SVPWM-based control is provided for LIM, and the main benefit of induction motor control with an SVPWM-based inverter is its improved performance and increased drive lifetime. These advantages motivate the SVPWM-based control scheme for managing electric vehicle-related machines as the proposed control scheme is provided for railway traction systems, and electric vehicles need high starting torque [<xref ref-type="bibr" rid="ref-20">20</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-21">21</xref>].</p>
<p>The space vector pulse width modulator is designed based on the SVPWM scheme, and its key parameters are given in <xref ref-type="table" rid="table-2">Table 2</xref>. It comprises seven principle blocks as shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-7">Fig. 7</xref>. The first block is a three-phase generator that provides three sinusoidal waveforms by variable frequency and amplitude, and these three signals are at 120 degrees phase difference. This block has inputs of frequency and voltage required by the inverter. The low-pass bus filter eliminates fast transients from the DC bus voltage calculations. This filtered voltage computes the voltage vectors delivered to the motor [<xref ref-type="bibr" rid="ref-22">22</xref>]. The alpha-beta conversion block transforms variables from the three-phase reference frame to the two-phase reference frame. The plane is allocated into six different sectors separated by 60 degrees. The vector sector finds the sector of the plane having voltage vectors [<xref ref-type="bibr" rid="ref-23">23</xref>]. The switching time calculator gives the timing of the applied voltage vector. The voltage vector lies in the block input sector. The timing sequence from the switching time calculator and ramp signal from the ramp generator is delivered to the gate logic block. This block triggers the inverter switches based on comparing the ramp and the gate timing signals.</p>
<table-wrap id="table-2"><label>Table 2</label><caption><title>Inputs, outputs, and critical parameters of SVPWM inverter</title></caption>
<table frame="hsides">
<colgroup>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
</colgroup>
<thead>
<tr>
<th align="left">Parameters</th>
<th align="left">Inputs and Outputs</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td align="left"><inline-graphic xlink:href="CMC_33027-inline-1.png"/></td>
<td align="left"><inline-graphic xlink:href="CMC_33027-inline-2.png"/></td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap><fig id="fig-7"><label>Figure 7</label><caption><title>Space vector pulse width modulator structure</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMC_33027-fig-7.png"/></fig>
<p>When utilizing an average-value inverter, the gates logic block is deactivated, and the inverter leg PWM duty cycles are allotted through the switching time calculator. In this mode, the Space Vector Modulator block outputs the duty cycles of the various pulses but not the pulses themselves. When used in space vector modulation mode, these duty cycle signals are expected by the average-value Three-Phase Inverter block [<xref ref-type="bibr" rid="ref-24">24</xref>]. The complete Simulink block of SVPWM is shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-8">Fig. 8</xref>.</p>
<fig id="fig-8"><label>Figure 8</label><caption><title>Simulink block of SVPWM</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMC_33027-fig-8.png"/></fig>
</sec>
<sec id="s4"><label>4</label><title>PI Controller Design and Tuning for Speed Control</title>
<p>Several approaches are being used to improve controller design and tuning performance [<xref ref-type="bibr" rid="ref-25">25</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-27">27</xref>]. An analytical methodology is followed to design a speed controller utilizing the transfer function in which flux linkages are kept fixed and transformed into the separately excited dc motor drive. The speed controller is designed with a systematic optimal approach by using the transfer function as this technique retains the speed-controller design&#x2019;s consistency for all ac and dc drives [<xref ref-type="bibr" rid="ref-28">28</xref>].</p>
<p>The transfer functions of various subsystems are derived to obtain the block diagram of the indirect vector-controlled induction motor drive. These subsystems mainly include an induction machine, inverter speed controller, and transfer functions for feedback. The final block diagram of the induction motor drive is completed by integrating the subsystems in which the torque-current feedback loop and induced emf feedback loop are overlapped. Block-diagram reduction techniques are used to overcome this overlap in which the inner current loop is made independent of the motor mechanical transfer function, and this method offers a simpler construction of the current controller [<xref ref-type="bibr" rid="ref-29">29</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-32">32</xref>].</p>
<sec id="s4_1"><label>4.1</label><title>Vector-Controlled Induction Motor</title>
<p>For speed controller design of an indirect-controlled induction machine, the key assumption is to maintain constant rotor flux linkages and mathematically can be given as in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-24">Eqs. (24)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-25">(25)</xref>:
<disp-formula id="eqn-24"><label>(24)</label><mml:math id="mml-eqn-24" display="block"><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>contant</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-25"><label>(25)</label><mml:math id="mml-eqn-25" display="block"><mml:mrow><mml:mtext>sr</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula></p>
<p>The stator equations of the motor are given as in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-26">Eqs. (26)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-27">(27)</xref>:
<disp-formula id="eqn-26"><label>(26)</label><mml:math id="mml-eqn-26" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qs</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sL</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qs</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ds</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;sL</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>dr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-27"><label>(27)</label><mml:math id="mml-eqn-27" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ds</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qs</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sL</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ds</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sL</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>dr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula></p>
<p>The stator voltage equations can be reformed for the vector control scheme by using the following relationship in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-28">Eqs. (28)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-29">(29)</xref> of the rotor q and d axis flux linkages.
<disp-formula id="eqn-28"><label>(28)</label><mml:math id="mml-eqn-28" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qs</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-29"><label>(29)</label><mml:math id="mml-eqn-29" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>dr</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ds</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula></p>
<p>Modified values of stator voltages after placing values of the rotor currents are given in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-30">Eqs. (30)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-31">(31)</xref>:
<disp-formula id="eqn-30"><label>(30)</label><mml:math id="mml-eqn-30" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qs</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qs</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ds</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-31"><label>(31)</label><mml:math id="mml-eqn-31" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ds</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ds</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ds</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula>where &#x03C3; is the leakage coefficient. The flux-producing element of the stator current is fixed in steady state condition, which is the d axis stator current in the synchronous frames. Its derivative is also zero, which results as given in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-32">Eqs. (32)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-33">(33)</xref>:
<disp-formula id="eqn-32"><label>(32)</label><mml:math id="mml-eqn-32" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ds</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-33"><label>(33)</label><mml:math id="mml-eqn-33" display="block"><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ds</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula></p>
<p>The q-axis current in the synchronous frames is the part of the stator current that produces torque, and it is given as in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-34">Eq. (34)</xref>:
<disp-formula id="eqn-34"><label>(34)</label><mml:math id="mml-eqn-34" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qs</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula>placing these values into q-axis voltage results via <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-35">Eq. (35)</xref>:
<disp-formula id="eqn-35"><label>(35)</label><mml:math id="mml-eqn-35" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qs</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;sL</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula></p>
<p>Value of <inline-formula id="ieqn-20"><mml:math id="mml-ieqn-20"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is given in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-36">Eq. (36)</xref>:
<disp-formula id="eqn-36"><label>(36)</label><mml:math id="mml-eqn-36" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x03C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>The q-axis stator voltage in synchronous frames of reference is found by substituting <inline-formula id="ieqn-21"><mml:math id="mml-ieqn-21"><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> as in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-37">Eq. (37)</xref>:
<disp-formula id="eqn-37"><label>(37)</label><mml:math id="mml-eqn-37" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qs</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;sL</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;sL</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula></p>
<p>The Equation of the second stator is not mandatory; the arrangement of both results <inline-formula id="ieqn-22"><mml:math id="mml-ieqn-22"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and it is the variable that is controlled in the system. So, the frequency of the stator can be given as in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-38">Eq. (38)</xref>:
<disp-formula id="eqn-38"><label>(38)</label><mml:math id="mml-eqn-38" display="block"><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>sl</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>.</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></disp-formula></p>
<p>The electrical equations of the motor are obtained by placing the value of <inline-formula id="ieqn-23"><mml:math id="mml-ieqn-23"><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> from the above equation results <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-39">Eq. (39)</xref>:
<disp-formula id="eqn-39"><label>(39)</label><mml:math id="mml-eqn-39" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qs</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sL</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>sl</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;sL</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sL</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>From the above expression, the torque-generating element of the stator current is given as <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-40">Eq. (40)</xref>:
<disp-formula id="eqn-40"><label>(40)</label><mml:math id="mml-eqn-40" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qs</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sL</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>qs</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-24"><mml:math id="mml-ieqn-24"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-25"><mml:math id="mml-ieqn-25"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-26"><mml:math id="mml-ieqn-26"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>. Mathematical expression for electromagnetic force is given from the block that transforms the voltage and speed feedback into the electromagnetic current as <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-41">Eq. (41)</xref>:
<disp-formula id="eqn-41"><label>(41)</label><mml:math id="mml-eqn-41" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>F</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>t</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula>where electromagnetic constant is given in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-42">Eq. (42)</xref>:
<disp-formula id="eqn-42"><label>(42)</label><mml:math id="mml-eqn-42" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>t</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>3</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mtext>P</mml:mtext></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula></p>
<p>The load dynamics can be presented given the developed thrust force and a load thrust force that is assumed to be frictional for this specific case as given in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-43">Eq. (43)</xref>:
<disp-formula id="eqn-43"><label>(43)</label><mml:math id="mml-eqn-43" display="block"><mml:mrow><mml:mtext>J</mml:mtext></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>dv</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>dt</mml:mtext></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>B</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>t</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>F</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>F</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>t</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>B</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>l</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula>which is given in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-44">Eq. (44)</xref> in the form of the electrical rotor speed through multiplication of both sides with the pair of poles.
<disp-formula id="eqn-44"><label>(44)</label><mml:math id="mml-eqn-44" display="block"><mml:mrow><mml:mtext>d</mml:mtext></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>dt</mml:mtext></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>Bv</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mtext>P</mml:mtext></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>t</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>B</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>l</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula></p>
<p>The transfer function between the speed and the thrust force-generating component of current results as <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-45">Eq. (45)</xref>:
<disp-formula id="eqn-45"><label>(45)</label><mml:math id="mml-eqn-45" display="block"><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></disp-formula>where; <inline-formula id="ieqn-27"><mml:math id="mml-ieqn-27"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mtext>P</mml:mtext></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>t</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>B</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>t</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula> , <inline-formula id="ieqn-28"><mml:math id="mml-ieqn-28"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>B</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>t</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>B</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>B</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>l</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-29"><mml:math id="mml-ieqn-29"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mtext>J</mml:mtext></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>B</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>t</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula></p>
</sec>
<sec id="s4_2"><label>4.2</label><title>Inverter</title>
<p>The inverter provides stator q-axis voltage as an input signal. The error signal is generated by the reference and thrust force-current feedback, which is the input signal. The generated current error signal is amplified using a current controller. The current controller gain is taken unity, but any other gain value is certainly integrated with the successive progress. Mathematical representation for modeling of the inverter is given as in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-46">Eq. (46)</xref>:
<disp-formula id="eqn-46"><label>(46)</label><mml:math id="mml-eqn-46" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>in</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.65</mml:mn><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>V</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>dc</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>V</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>cm</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-30"><mml:math id="mml-ieqn-30"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>in</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> represents the gain of the inverter with a time lag of <inline-formula id="ieqn-31"><mml:math id="mml-ieqn-31"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>in</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. Above Equation exhibits that the gain is achieved from the dc-link voltage to the inverter, and the maximum control voltage represented by <inline-formula id="ieqn-32"><mml:math id="mml-ieqn-32"><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-33"><mml:math id="mml-ieqn-33"><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> respectively. The factor of 0.65 gives the maximum peak fundamental voltage available from the inverter through the given dc-link voltage. The torque error signal is limited to the maximum control voltage,<inline-formula id="ieqn-34"><mml:math id="mml-ieqn-34"><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. The time delay in the inverter is equivalent to the average carrier switching-cycle time, i-e, half the period, and is represented using PWM switching frequency as mathematically expressed in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-47">Eq. (47)</xref>:
<disp-formula id="eqn-47"><label>(47)</label><mml:math id="mml-eqn-47" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>in</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>c</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></disp-formula></p>
</sec>
<sec id="s4_3"><label>4.3</label><title>Speed Controller</title>
<p>The speed error generated by the comparison of the reference and filtered speed feedback command is processed using a proportional-plus-integral (PI) controller, and the transfer function of the speed controller is represented as <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-48">Eq. (48)</xref>:
<disp-formula id="eqn-48"><label>(48)</label><mml:math id="mml-eqn-48" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>G</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-35"><mml:math id="mml-ieqn-35"><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> represents the gain and <inline-formula id="ieqn-36"><mml:math id="mml-ieqn-36"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> shows the time constant of the speed controller.</p>
</sec>
<sec id="s4_4"><label>4.4</label><title>Feedback Transfer Function</title>
<p>Current and speed are the feedback signals, and these are processed using first-order filters. Usually, minor filtering is provided in the current feedback signal; the gain function of a signal can be given in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-49">Eq. (49)</xref>:
<disp-formula id="eqn-49"><label>(49)</label><mml:math id="mml-eqn-49" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>G</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>c</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>H</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>c</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula></p>
<p>Modified speed-feedback signal using a first-order filter can be represented as <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-50">Eq. (50)</xref>:
<disp-formula id="eqn-50"><label>(50)</label><mml:math id="mml-eqn-50" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>G</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>rm</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>H</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></disp-formula></p>
<p>In above expression <inline-formula id="ieqn-37"><mml:math id="mml-ieqn-37"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>H</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> represents the gain and <inline-formula id="ieqn-38"><mml:math id="mml-ieqn-38"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> gives the time constant for the speed filter.</p>
<p>The speed signals are fed to the speed filter in the form of input, and an improved speed command is developed to compare with the reference signal of speed, <inline-formula id="ieqn-39"><mml:math id="mml-ieqn-39"><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>&#x2217;. It finalizes the progress of all subsystems of the vector-controlled induction machine drives through fixed rotor flux linkages. By combining equations to the mechanical impedance of the load, speed filter, speed controller and <inline-formula id="ieqn-40"><mml:math id="mml-ieqn-40"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> loop, the block diagram shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-9">Fig. 9</xref>.</p>
<fig id="fig-9"><label>Figure 9</label><caption><title>Block diagram of a vector-controlled machine with constant rotor flux linkages</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMC_33027-fig-9.png"/></fig>
</sec>
<sec id="s4_5"><label>4.5</label><title>Block Diagram Reduction</title>
<p>Additionally, the speed-feedback pick-off connection of the electrical system is switched to the <inline-formula id="ieqn-41"><mml:math id="mml-ieqn-41"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">T</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> point providing the diagram given in <xref ref-type="fig" rid="fig-10">Fig. 10</xref>, which is further reduced and gives the current closed-loop transfer function as presented mathematically in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-51">Eq. (51)</xref>:
<disp-formula id="eqn-51"><label>(51)</label><mml:math id="mml-eqn-51" display="block"><mml:mrow><mml:mtext>Gi</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>in</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>in</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>b</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>H</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>c</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>in</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></disp-formula>where the electromagnetic force constant is given by <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-52">Eq. (52)</xref>:
<disp-formula id="eqn-52"><label>(52)</label><mml:math id="mml-eqn-52" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>b</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula></p>
<fig id="fig-10"><label>Figure 10</label><caption><title>Block diagram reduction of indirect vector-controlled induction motor</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMC_33027-fig-10.png"/></fig>
</sec>
<sec id="s4_6"><label>4.6</label><title>Reduction of Current-Loop Transfer Function</title>
<p>This third-order current transfer function, <inline-formula id="ieqn-42"><mml:math id="mml-ieqn-42"><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">i</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold-italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">H</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>&#x2217; , is estimated to first order transfer function as given, <inline-formula id="ieqn-43"><mml:math id="mml-ieqn-43"><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is generally neglected in comparison with <inline-formula id="ieqn-44"><mml:math id="mml-ieqn-44"><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-45"><mml:math id="mml-ieqn-45"><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, and, in the locality of the crossover frequency, the given approximations are effective and presented in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-53">Eqs. (53)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-56">(56)</xref>:
<disp-formula id="eqn-53"><label>(53)</label><mml:math id="mml-eqn-53" display="block"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;sT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>in</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2248;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-54"><label>(54)</label><mml:math id="mml-eqn-54" display="block"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;sT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;sT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>in</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2248;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;s</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>in</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2248;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;sT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ar</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula>where:
<disp-formula id="eqn-55"><label>(55)</label><mml:math id="mml-eqn-55" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ar</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>in</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula></p>
<p>Placing these results into Gi(s) gives:
<disp-formula id="eqn-56"><label>(56)</label><mml:math id="mml-eqn-56" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>G</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>in</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;sT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;sT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ar</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;sT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>b</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>H</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>c</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>in</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;sT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></disp-formula>which can be written as <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-57">Eq. (57)</xref>:
<disp-formula id="eqn-57"><label>(57)</label><mml:math id="mml-eqn-57" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>G</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>in</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ar</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>.</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;sT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;sT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;sT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>where <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-58">Eqs. (58)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-61">(61)</xref> are:
<disp-formula id="eqn-58"><label>(58)</label><mml:math id="mml-eqn-58" display="block"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>b</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>&#x00B1;</mml:mo><mml:msqrt><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>b</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mrow><mml:mtext>ac</mml:mtext></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-59"><label>(59)</label><mml:math id="mml-eqn-59" display="block"><mml:mrow><mml:mtext>a&#xA0;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ar</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-60"><label>(60)</label><mml:math id="mml-eqn-60" display="block"><mml:mrow><mml:mtext>b</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ar</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>H</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>c</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>in</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-61"><label>(61)</label><mml:math id="mml-eqn-61" display="block"><mml:mrow><mml:mtext>c&#xA0;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>b</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;H</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>c</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>in</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula></p>
<p>The transfer function <inline-formula id="ieqn-46"><mml:math id="mml-ieqn-46"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>G</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is simplified based on the point that T<sub>1&#x2009;</sub>&#x003C;&#x2009;T<sub>2&#x2009;</sub>&#x003C;&#x2009;T<sub>m</sub> and close to the locality of the crossover frequency, the effective approximations are given as follows in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-62">Eqs. (62)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-63">(63)</xref>:
<disp-formula id="eqn-62"><label>(62)</label><mml:math id="mml-eqn-62" display="block"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;sT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2248;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-63"><label>(63)</label><mml:math id="mml-eqn-63" display="block"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2248;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula></p>
<p>Placing values into <inline-formula id="ieqn-47"><mml:math id="mml-ieqn-47"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>G</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> results in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-64">Eqs. (64)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-66">(66)</xref>:
<disp-formula id="eqn-64"><label>(64)</label><mml:math id="mml-eqn-64" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>G</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>in</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ar</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-65"><label>(65)</label><mml:math id="mml-eqn-65" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>in</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>ar</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-66"><label>(66)</label><mml:math id="mml-eqn-66" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-48"><mml:math id="mml-ieqn-48"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-49"><mml:math id="mml-ieqn-49"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> represent the gain and time constants of the simplified current loop transfer function. The loop transfer function of the speed is set by replacing this simplified transfer function of the current loop and by reducing all the blocks to get the ultimate block diagram as given in <xref ref-type="fig" rid="fig-10">Fig. 10</xref>.</p>
</sec>
<sec id="s4_7"><label>4.7</label><title>Speed Controller Design</title>
<p>The transfer function of the speed loop is mathematically represented by using the following <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-67">Eq. (67)</xref>:
<disp-formula id="eqn-67"><label>(67)</label><mml:math id="mml-eqn-67" display="block"><mml:mrow><mml:mtext>GH</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2248;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>g</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></disp-formula>where approximation <inline-formula id="ieqn-50"><mml:math id="mml-ieqn-50"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;sT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2248;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is considered, and time constants of the current loop and speed filter are integrated into an equivalent time constant as given in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-68">Eqs. (68)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-69">(69)</xref>:
<disp-formula id="eqn-68"><label>(68)</label><mml:math id="mml-eqn-68" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-69"><label>(69)</label><mml:math id="mml-eqn-69" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>g</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>H</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></disp-formula></p>
<p>The transfer function of the speed to its command can be given as following <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-70">Eq. (70)</xref>:
<disp-formula id="eqn-70"><label>(70)</label><mml:math id="mml-eqn-70" display="block"><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>H</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>g</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>g</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>.</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></disp-formula></p>
<p>And by relating the coefficients of the denominator polynomial to the coefficient of the symmetric optimum function, <inline-formula id="ieqn-51"><mml:math id="mml-ieqn-51"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>g</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-52"><mml:math id="mml-ieqn-52"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> can be assessed as: <inline-formula id="ieqn-53"><mml:math id="mml-ieqn-53"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>3</mml:mn><mml:mn>8</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>16</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula></p>
<p>From which mathematical expression of speed controller constants are given in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-71">Eqs. (71)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-72">(72)</xref>:
<disp-formula id="eqn-71"><label>(71)</label><mml:math id="mml-eqn-71" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-72"><label>(72)</label><mml:math id="mml-eqn-72" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>4</mml:mn><mml:mn>9</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>g</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></disp-formula></p>
<p>The values of proportional and integral gains for speed controller are derived as <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-73">Eqs. (73)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-74">(74)</xref>:
<disp-formula id="eqn-73"><label>(73)</label><mml:math id="mml-eqn-73" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>p</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>4</mml:mn><mml:mn>9</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>g</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-74"><label>(74)</label><mml:math id="mml-eqn-74" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>2</mml:mn><mml:mn>27</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>K</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>g</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></disp-formula></p>
<p>The overshoots can be suppressed by canceling the zero by adding a pole (1&#x2009;&#x002B;&#x2009;sTs) in the route of the speed signal.</p>
</sec>
<sec id="s4_8"><label>4.8</label><title>Optimal Calculations of PI Coefficients for Linear Induction Motor</title>
<p>Considering the parameters of LIM as given in <xref ref-type="table" rid="table-1">Tables 1</xref> and <xref ref-type="table" rid="table-2">2</xref>, Optimized values of proportional and integral gain coefficients of the speed controller can be derived as in <xref ref-type="table" rid="table-3">Table 3</xref>.</p>
<table-wrap id="table-3"><label>Table 3</label><caption><title>Modeling calculations of linear induction motor</title></caption>
<table frame="hsides">
<colgroup>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
</colgroup>
<thead>
<tr>
<th align="left">Expression</th>
<th align="left">Obtained value</th>
<th align="left">Expression</th>
<th align="left">Obtained value</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-101"><mml:math id="mml-ieqn-101"><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">4.8000</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-102"><mml:math id="mml-ieqn-102"><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold-italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.65</mml:mn><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold-italic">c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">c</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold-italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">18.5250</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-103"><mml:math id="mml-ieqn-103"><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">0.2070</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-104"><mml:math id="mml-ieqn-104"><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">a</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold-italic">r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold-italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">6.1710</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-105"><mml:math id="mml-ieqn-105"><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">0.0287</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-106"><mml:math id="mml-ieqn-106"><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold-italic">a</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold-italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">a</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold-italic">r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=&#x003E;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">6.5140</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-107"><mml:math id="mml-ieqn-107"><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">0.0059</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-108"><mml:math id="mml-ieqn-108"><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold-italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">3.8400</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-109"><mml:math id="mml-ieqn-109"><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi mathvariant="bold-italic">J</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">0.3333</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-110"><mml:math id="mml-ieqn-110"><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">H</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">13.0986</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-111"><mml:math id="mml-ieqn-111"><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi mathvariant="bold-italic">P</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">22.5720</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-112"><mml:math id="mml-ieqn-112"><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03C9;</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold-italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03C9;</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold-italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">0.0489</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-113"><mml:math id="mml-ieqn-113"><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>3</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi mathvariant="bold-italic">P</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">0.5643</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-114"><mml:math id="mml-ieqn-114"><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>4</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>9</mml:mn><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03C9;</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold-italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">0.1633</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-115"><mml:math id="mml-ieqn-115"><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi mathvariant="bold-italic">P</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">i</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">8.1260</td>
<td align="left">Proportional Gain: <inline-formula id="ieqn-116"><mml:math id="mml-ieqn-116"><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">p</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold-italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>4</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">g</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03C9;</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold-italic">i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">4.1633</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-117"><mml:math id="mml-ieqn-117"><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold-italic">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">f</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold-italic">c</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">0.0003</td>
<td align="left">Integral Gain: <inline-formula id="ieqn-118"><mml:math id="mml-ieqn-118"><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold-italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">85.1390</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</sec>
</sec>
<sec id="s5"><label>5</label><title>Results and Discussion</title>
<p>The proposed work is completed in three stages. In the first stage, mathematical modeling of a LIM is done in a step-by-step manner. The parameters for the respective machine are given in <xref ref-type="table" rid="table-1">Table 1</xref>, and the presented model was tested in the Simulink environment for the same machine. The simulated LIM exhibited a satisfactory response regarding the torque and speed characteristics. After developing the LIM model, the SVPWM block is developed for the control scheme of LIM, and the output of the respective block is verified. The next step covers the PI controller tuning, using the transfer function of the various subsystems for indirect vector-controlled LIM. The developed dynamic model, SVPWM block, and PI controller with derived parameters are integrated into the Simulink environment as presented in <xref ref-type="fig" rid="fig-11">Fig. 11</xref>, and Simulation results verify its applicability and robustness. The actual speed of LIM is compared with the step input taken as a reference speed value to get the error signal ultimately transmitted to the PI controller. The controller produces a speed control signal fed to the SVPWM generator as the magnitude of reference vector. The output of SVPWM generator is three modified sinusoidal waveforms of variable frequency and amplitude. These three signals have phase difference of 120&#x00B0;.</p>
<fig id="fig-11"><label>Figure 11</label><caption><title>MATLAB/Simulink model of the proposed control scheme</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMC_33027-fig-11.png"/></fig>
<sec id="s5_1"><label>5.1</label><title>Outputs of SVPWM Block</title>
<p>Input and output for transformation block of SVPWM inverter as shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-8">Fig. 8</xref> are presented in <xref ref-type="fig" rid="fig-12 fig-13">Figs. 12</xref>&#x2013;<xref ref-type="fig" rid="fig-14">14</xref>. Input of the block is a three-phase sinusoidal voltage signal, with a phase difference of 120&#x00B0; among them, and its output is angle selector which is fed to switching time calculator for an accurate decision of gate timings to generate modified line and phase voltage signals.</p>
<fig id="fig-12"><label>Figure 12</label><caption><title>Input (Vabc) and output (angle selector) of transformation block in SVPWM inverter</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMC_33027-fig-12.png"/></fig><fig id="fig-13"><label>Figure 13</label><caption><title>Line voltages output of SVPWM inverter</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMC_33027-fig-13.png"/></fig><fig id="fig-14"><label>Figure 14</label><caption><title>Phase voltages output of SVPWM inverter</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMC_33027-fig-14.png"/></fig>
</sec>
<sec id="s5_2"><label>5.2</label><title>Output at Low Speed</title>
<p>The performance of the proposed system is firstly verified at a low speed of 5&#x2005;m/s, which is equal to 18&#x2005;km/h, and the output shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-15">Fig. 15</xref> exhibits the accurate control of the LIM. Speed output overshoots to the value of 5.8 and is then restored to the reference value in 0.2&#x2005;s, indicating the prompt response of the proposed control system at the low-speed range. Time response of thrust force at low-speed overshoots to 400&#x2005;Nm and fluctuates between &#x2212;10 to 10&#x2005;Nm once the motor achieves its reference speed.</p>
<fig id="fig-15"><label>Figure 15</label><caption><title>Speed and thrust force output at low-speed range</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMC_33027-fig-15.png"/></fig>
</sec>
<sec id="s5_3"><label>5.3</label><title>Output at High Speed</title>
<p>The dynamic response of the SVPWM-based control scheme is tested considering the end effects of LIM. The simulation results of the motor speed and thrust force at a high-speed range are given in <xref ref-type="fig" rid="fig-16">Figs. 16</xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig-17">17</xref>. To assess the performance of the proposed scheme, <xref ref-type="fig" rid="fig-16">Fig. 16</xref> shows that the reference value of LIM speed is selected 100&#x2005;m/s, equal to 360&#x2005;km/h, clearly indicates that the selected speed value is higher than conventional range. The green line presents the reference speed, which is followed by the actual speed indicated with the blue line, and it is noted that the motor gained the reference value in 8.5&#x2005;s.</p>
<fig id="fig-16"><label>Figure 16</label><caption><title>Time response of reference and actual speed</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMC_33027-fig-16.png"/></fig><fig id="fig-17"><label>Figure 17</label><caption><title>Time response of thrust force at high speed</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMC_33027-fig-17.png"/></fig>
<p>The thrust force to generate the desired speed is shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-17">Fig. 17</xref>. The maximum amplitude of thrust is less than 400&#x2005;N, illustrating the controller&#x2019;s capability to control roughly high-speed LIM with low thrust ripple and oscillation. After achieving the reference value of speed <inline-formula id="ieqn-54"><mml:math id="mml-ieqn-54"><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-55"><mml:math id="mml-ieqn-55"><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> have fluctuation range values as shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-18">Figs. 18</xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig-19">19</xref>. <inline-formula id="ieqn-56"><mml:math id="mml-ieqn-56"><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> varies in range of &#x2212;1 to 2 and <inline-formula id="ieqn-57"><mml:math id="mml-ieqn-57"><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> fluctuates in range of &#x2212;8 to 8 once motor has achieved its reference speed at 8.5&#x2005;s.</p>
<fig id="fig-18"><label>Figure 18</label><caption><title>Time response of rotor current</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMC_33027-fig-18.png"/></fig><fig id="fig-19"><label>Figure 19</label><caption><title>Time response of stator current</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMC_33027-fig-19.png"/></fig>
<p>In accordance with the study&#x2019;s objectives, it is determined that the highest thrust amplitude obtained is less than 400&#x2005;N, indicating the controller&#x2019;s capacity to regulate a high-speed LIM with minimal thrust ripple. Due to the controlled speed range, the designed system is primarily suggested for low-speed and high-speed, and heavy-duty traction applications.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s6"><label>6</label><title>Conclusions</title>
<p>This research develops a novel framework in MATLAB Simulink by integrating three subsystems: an electromechanical model of linear induction motor, an SVPWM-based inverter, and a PI controller. This work aims to achieve precise LIM speed control for low and high-speed applications considering end effects. The developed electromechanical model helps improve the vector control scheme&#x2019;s transient performance. The model reflects LIM&#x2019;s final effect, which rises with speed. This effect must be reflected in high-speed control.</p>
<p>The SVPWM generates inverter bridge pulses based on dynamic model command values. SVPWM enables instantaneous switching state control and vector selection flexibility to balance the neutral point. This approach delivers the optimum spectrum performance for generating output voltages for any average value. SVPWM-based inverters are used to manage speed and torque with full dynamic control for high-speed applications.</p>
<p>Integrated controllers have been designed for a six-switch, three-phase inverter loop. The proposed framework is output by altering low and high-speed reference values. The reference value for low-speed performance is 5&#x2005;m/s, and for high speed, it is 100&#x2005;m/s. The simulation output motor achieved the reference speed in a few seconds and thrust force less than 500&#x2005;N, which is acceptable. The proposed framework adjusted the end effects that dominate at high speed. Precise speed control and thrust force prove the framework&#x2019;s success. Based on its performance, the suggested framework is highly recommended for electric vehicle control; because electric vehicles require high initial torque; thus, this yields the requisite torque at a very high speed, and its control with accommodation of end effects is a significant concern.</p>
</sec>
</body>
<back>
<fn-group>
<fn fn-type="other"><p><bold>Data Availability Statement:</bold> No datasets were generated or analyzed during the current study.</p></fn>
<fn fn-type="other"><p><bold>Funding Statement:</bold> The authors extend their appreciation to the Deanship of Scientific Research at King Khalid University for funding this work through Large Groups Project under grant number (RGP.2/111/43).</p></fn>
<fn fn-type="conflict"><p><bold>Conflicts of Interest:</bold> The authors declare that they have no conflicts of interest to report regarding the present study.</p></fn>
</fn-group>
<ref-list content-type="authoryear">
<title>References</title>
<ref id="ref-1"><label>[1]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>Z.</given-names> <surname>Yang</surname></string-name>, <string-name><given-names>D.</given-names> <surname>Zhang</surname></string-name>, <string-name><given-names>X.</given-names> <surname>Sun</surname></string-name> and <string-name><given-names>X.</given-names> <surname>Ye</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Adaptive exponential sliding mode control for a bearingless induction motor based on a disturbance observer</article-title>,&#x201D; <source>IEEE Access</source>, vol. <volume>6</volume>, pp. <fpage>35425</fpage>&#x2013;<lpage>35434</lpage>, <year>2018</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-2"><label>[2]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>H.</given-names> <surname>Hamzehbahmani</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Modeling and simulating of single side short secondary linear induction motor for high speed studies</article-title>,&#x201D; <source>European Transactions on Electrical Power</source>, vol. <volume>22</volume>, no. <issue>6</issue>, pp. <fpage>747</fpage>&#x2013;<lpage>757</lpage>, <year>2012</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-3"><label>[3]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>I.</given-names> <surname>Boldea</surname></string-name> and <string-name><given-names>S. A.</given-names> <surname>Nasar</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Linear electric actuators and generators</article-title>,&#x201D; <source>IEEE Transactions on Energy Conversion</source>, vol. <volume>14</volume>, no. <issue>3</issue>, pp. <fpage>712</fpage>&#x2013;<lpage>717</lpage>, <year>1999</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-4"><label>[4]</label><mixed-citation publication-type="conf-proc"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>H.</given-names> <surname>Gurol</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>General atomics linear motor applications: Moving towards deployment</article-title>,&#x201D; in <conf-name>Proc. of the IEEE</conf-name>, Torino, Italy, vol. <volume>97</volume>, no. <issue>11</issue>, pp. <fpage>1864</fpage>&#x2013;<lpage>1871</lpage>, <year>2009</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-5"><label>[5]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>M.</given-names> <surname>Anwar</surname></string-name>, <string-name><given-names>A. H.</given-names> <surname>Abdullah</surname></string-name>, <string-name><given-names>A.</given-names> <surname>Altameem</surname></string-name>, <string-name><given-names>K. N.</given-names> <surname>Qureshi</surname></string-name>, <string-name><given-names>F.</given-names> <surname>Masud</surname></string-name> <etal>et al.,</etal></person-group> &#x201C;<article-title>Green communication for wireless body area networks: Energy aware link efficient routing approach</article-title>,&#x201D; <source>Sensors</source>, vol. <volume>18</volume>, no. <issue>10</issue>, pp. <fpage>3237</fpage>, <year>2018</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-6"><label>[6]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>M.</given-names> <surname>Anwar</surname></string-name>, <string-name><given-names>F.</given-names> <surname>Masud</surname></string-name>, <string-name><given-names>R. A.</given-names> <surname>Butt</surname></string-name>, <string-name><given-names>S. M.</given-names> <surname>Idrus</surname></string-name>, <string-name><given-names>M. N.</given-names> <surname>Ahmad</surname></string-name> <etal>et al.,</etal></person-group> &#x201C;<article-title>Traffic priority-aware medical data dissemination scheme for IoT based WBASN healthcare applications</article-title>,&#x201D; <source>Computers, Materials &#x0026; Continua</source>, vol. <volume>71</volume>, no. <issue>3</issue>, pp. <fpage>4443</fpage>&#x2013;<lpage>4456</lpage>, <year>2022</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-7"><label>[7]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>K. K.</given-names> <surname>Tan</surname></string-name>, <string-name><given-names>H.</given-names> <surname>Dou</surname></string-name>, <string-name><given-names>Y.</given-names> <surname>Chen</surname></string-name> and <string-name><given-names>T. H.</given-names> <surname>Lee</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>High precision linear motor control via relay-tuning and iterative learning based on zero-phase filtering</article-title>,&#x201D; <source>IEEE Transactions on Control Systems Technology</source>, vol. <volume>9</volume>, no. <issue>2</issue>, pp. <fpage>244</fpage>&#x2013;<lpage>253</lpage>, <year>2001</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-8"><label>[8]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>R. C.</given-names> <surname>Creppe</surname></string-name>, <string-name><given-names>J. A. C.</given-names> <surname>Ulson</surname></string-name> and <string-name><given-names>J. F.</given-names> <surname>Rodrigues</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Influence of design parameters on linear induction motor end effect</article-title>,&#x201D; <source>IEEE Transactions on Energy Conversion</source>, vol. <volume>23</volume>, no. <issue>2</issue>, pp. <fpage>358</fpage>&#x2013;<lpage>362</lpage>, <year>2008</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-9"><label>[9]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>M. A.</given-names> <surname>Alqudah</surname></string-name>, <string-name><given-names>I.</given-names> <surname>Ahmed</surname></string-name>, <string-name><given-names>F.</given-names> <surname>Ahmad</surname></string-name>, <string-name><given-names>S.</given-names> <surname>Naseem</surname></string-name> and <string-name><given-names>K. S.</given-names> <surname>Nisar</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Energy reduction through memory aware real-time scheduling on virtual machine in multi-cores server</article-title>,&#x201D; <source>IEEE Access</source>, vol. <volume>9</volume>, pp. <fpage>55436</fpage>&#x2013;<lpage>55447</lpage>, <year>2021</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-10"><label>[10]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>M.</given-names> <surname>Faheem</surname></string-name>, <string-name><given-names>S. B. H.</given-names> <surname>Shah</surname></string-name>, <string-name><given-names>R. A.</given-names> <surname>Butt</surname></string-name>, <string-name><given-names>B.</given-names> <surname>Raza</surname></string-name>, <string-name><given-names>M.</given-names> <surname>Anwar</surname></string-name> <etal>et al.,</etal></person-group> &#x201C;<article-title>Smart grid communication and information technologies in the perspective of industry 4.0: Opportunities and challenges</article-title>,&#x201D; <source>Computer Science Review</source>, vol. <volume>30</volume>, pp. <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>30</lpage>, <year>2018</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-11"><label>[11]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>M. M.</given-names> <surname>Ud Din</surname></string-name>, <string-name><given-names>N.</given-names> <surname>Alshammari</surname></string-name>, <string-name><given-names>S. A.</given-names> <surname>Alanazi</surname></string-name>, <string-name><given-names>F.</given-names> <surname>Ahmad</surname></string-name>, <string-name><given-names>S.</given-names> <surname>Naseem</surname></string-name> <etal>et al.,</etal></person-group> &#x201C;<article-title>InteliRank: A four-pronged agent for the intelligent ranking of cloud services based on end-users&#x2019; feedback</article-title>,&#x201D; <source>Sensors</source>, vol. <volume>22</volume>, no. <issue>12</issue>, pp. <fpage>4627</fpage>, <year>2022</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-12"><label>[12]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>H.</given-names> <surname>Hamzehbahmani</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Modeling and simulating of single side short stator linear induction motor with the end effect</article-title>,&#x201D; <source>Journal of Electrical Engineering</source>, vol. <volume>62</volume>, no. <issue>5</issue>, pp. <fpage>302</fpage>&#x2013;<lpage>308</lpage>, <year>2011</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-13"><label>[13]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>H.</given-names> <surname>Shadabi</surname></string-name>, <string-name><given-names>A. R.</given-names> <surname>Sadat</surname></string-name>, <string-name><given-names>A.</given-names> <surname>Pashaei</surname></string-name> and <string-name><given-names>M.</given-names> <surname>Sharifian</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Speed control of linear induction motor using DTFC method considering end-effect phenomenon</article-title>,&#x201D; <source>International Journal on Technical and Physical Problems on Engineering</source>, vol. <volume>7</volume>, pp. <fpage>75</fpage>&#x2013;<lpage>81</lpage>, <year>2014</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-14"><label>[14]</label><mixed-citation publication-type="conf-proc"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>D.</given-names> <surname>Saha</surname></string-name>, <string-name><given-names>P.</given-names> <surname>Das</surname></string-name> and <string-name><given-names>S.</given-names> <surname>Chowdhuri</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Design trends of linear induction motor (LIM) and design issues of a single sided LIM</article-title>,&#x201D; in <conf-name>Proc. of the 2014 Int. Conf. on Control, Instrumentation, Energy and Communication (CIEC)</conf-name>, <conf-loc>Calcutta, India</conf-loc>, pp. <fpage>431</fpage>&#x2013;<lpage>435</lpage>, <year>2014</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-15"><label>[15]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>X.</given-names> <surname>Wang</surname></string-name> and <string-name><given-names>F.</given-names> <surname>Blaabjerg</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Harmonic stability in power electronic-based power systems: Concept, modeling, and analysis</article-title>,&#x201D; <source>IEEE Transactions on Smart Grid</source>, vol. <volume>10</volume>, no. <issue>3</issue>, pp. <fpage>2858</fpage>&#x2013;<lpage>2870</lpage>, <year>2018</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-16"><label>[16]</label><mixed-citation publication-type="conf-proc"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>S.</given-names> <surname>Motlagh</surname></string-name> and <string-name><given-names>S. S.</given-names> <surname>Fazel</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Indirect vector control of linear induction motor considering end effect</article-title>,&#x201D; in <conf-name>2012 3rd Power Electronics and Drive Systems Technology (PEDSTC)</conf-name>, <conf-loc>Tehran, Iran</conf-loc>, pp. <fpage>193</fpage>&#x2013;<lpage>198</lpage>, <year>2012</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-17"><label>[17]</label><mixed-citation publication-type="conf-proc"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>H.</given-names> <surname>Shadabi</surname></string-name>, <string-name><given-names>A. R.</given-names> <surname>Sadat</surname></string-name>, <string-name><given-names>M. H.</given-names> <surname>Nabavi</surname></string-name>, <string-name><given-names>M. A.</given-names> <surname>Azari</surname></string-name> and <string-name><given-names>M. B.</given-names> <surname>Sharifian</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Dynamic performance improvement of linear induction motor using DTFC method and considering end-effect phenomenon</article-title>,&#x201D; in <conf-name>2014 Australasian Universities Power Engineering Conf. (AUPEC)</conf-name>, <conf-loc>Perth, Australia</conf-loc>, pp. <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>6</lpage>, <year>2014</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-18"><label>[18]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>S.</given-names> <surname>Shah</surname></string-name>, <string-name><given-names>A.</given-names> <surname>Rashid</surname></string-name> and <string-name><given-names>M.</given-names> <surname>Bhatti</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Direct quadrate (dq) modeling of 3-phase induction motor using matlab/simulink</article-title>,&#x201D; <source>Canadian Journal on Electrical and Electronics Engineering</source>, vol. <volume>3</volume>, no. <issue>5</issue>, pp. <fpage>237</fpage>&#x2013;<lpage>243</lpage>,&#x00A0;<year>2012</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-19"><label>[19]</label><mixed-citation publication-type="book"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>K. M.</given-names> <surname>Siddiqui</surname></string-name>, <string-name><given-names>M.</given-names> <surname>Khursheed</surname></string-name>, <string-name><given-names>R.</given-names> <surname>Ahmad</surname></string-name> and <string-name><given-names>F.</given-names> <surname>Rahman</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<chapter-title>Performance assessment of variable speed induction motor by advanced modulation techniques</chapter-title>,&#x201D; in <source>Renewable Power for Sustainable Growth</source>, <publisher-loc>Singapore</publisher-loc>: <publisher-name>Springer</publisher-name>, pp. <fpage>729</fpage>&#x2013;<lpage>737</lpage>, <year>2021</year>. <uri xlink:href="https://doi.org/10.1007/978-981-33-4080-0_70">https://doi.org/10.1007/978-981-33-4080-0_70</uri>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-20"><label>[20]</label><mixed-citation publication-type="conf-proc"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>C.</given-names> <surname>Edrington</surname></string-name>, <string-name><given-names>O.</given-names> <surname>Vodyakho</surname></string-name>, <string-name><given-names>M.</given-names> <surname>Steurer</surname></string-name>, <string-name><given-names>S.</given-names> <surname>Azongha</surname></string-name>, <string-name><given-names>F.</given-names> <surname>Fleming</surname></string-name> <etal>et al.,</etal></person-group> &#x201C;<article-title>Power semiconductor loss evaluation in voltage source IGBT converters for three-phase induction motor drives</article-title>,&#x201D; in <conf-name>2009 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conf.</conf-name>, <conf-loc>Dearborn, Michigan</conf-loc>, pp. <fpage>1434</fpage>&#x2013;<lpage>1439</lpage>, <year>2009</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-21"><label>[21]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>M.</given-names> <surname>Anwar</surname></string-name>, <string-name><given-names>A. H.</given-names> <surname>Abdullah</surname></string-name>, <string-name><given-names>K. N.</given-names> <surname>Qureshi</surname></string-name> and <string-name><given-names>A. H.</given-names> <surname>Majid</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Wireless body area networks for healthcare applications: An overview</article-title>,&#x201D; <source>Telkomnika</source>, vol. <volume>15</volume>, no. <issue>3</issue>, pp. <fpage>1088</fpage>&#x2013;<lpage>1095</lpage>, <year>2017</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-22"><label>[22]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>S. A. R.</given-names> <surname>Kashif</surname></string-name>, <string-name><given-names>M. A.</given-names> <surname>Saqib</surname></string-name> and <string-name><given-names>S.</given-names> <surname>Zia</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Implementing the induction-motor drive with four-switch inverter: An application of neural networks</article-title>,&#x201D; <source>Expert Systems with Applications</source>, vol. <volume>38</volume>, no. <issue>9</issue>, pp. <fpage>11137</fpage>&#x2013;<lpage>11148</lpage>, <year>2011</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-23"><label>[23]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>H. A.</given-names> <surname>Wahab</surname></string-name> and <string-name><given-names>H.</given-names> <surname>Sanusi</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Simulink model of direct torque control of induction machine</article-title>,&#x201D; <source>American Journal of Applied Sciences</source>, vol. <volume>5</volume>, no. <issue>8</issue>, pp. <fpage>1083</fpage>&#x2013;<lpage>1090</lpage>, <year>2008</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-24"><label>[24]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>M.</given-names> <surname>Anwar</surname></string-name>, <string-name><given-names>A. H.</given-names> <surname>Abdullah</surname></string-name>, <string-name><given-names>R. A.</given-names> <surname>Butt</surname></string-name>, <string-name><given-names>M. W.</given-names> <surname>Ashraf</surname></string-name>, <string-name><given-names>K. N.</given-names> <surname>Qureshi</surname></string-name> <etal>et al.,</etal></person-group> &#x201C;<article-title>Securing data communication in wireless body area networks using digital signatures</article-title>,&#x201D; <source>Technical Journal</source>, vol. <volume>23</volume>, no. <issue>2</issue>, pp. <fpage>50</fpage>&#x2013;<lpage>55</lpage>, <year>2018</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-25"><label>[25]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>G.</given-names> <surname>Liu</surname></string-name> and <string-name><given-names>S.</given-names> <surname>Daley</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Optimal-tuning PID control for industrial systems</article-title>,&#x201D; <source>Control Engineering Practice</source>, vol. <volume>9</volume>, no. <issue>11</issue>, pp. <fpage>1185</fpage>&#x2013;<lpage>1194</lpage>, <year>2001</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-26"><label>[26]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>M.</given-names> <surname>Tursini</surname></string-name>, <string-name><given-names>F.</given-names> <surname>Parasiliti</surname></string-name> and <string-name><given-names>D.</given-names> <surname>Zhang</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Real-time gain tuning of PI controllers for high-performance PMSM drives</article-title>,&#x201D; <source>IEEE Transactions on Industry Applications</source>, vol. <volume>38</volume>, no. <issue>4</issue>, pp. <fpage>1018</fpage>&#x2013;<lpage>1026</lpage>, <year>2002</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-27"><label>[27]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>A. H.</given-names> <surname>Majid</surname></string-name>, <string-name><given-names>M.</given-names> <surname>Anwar</surname></string-name>, <string-name><given-names>M. W.</given-names> <surname>Ashraf</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Classified structures and cryptanalysis of Wg-7, Wg-8 and Wg-16 stream ciphers</article-title>,&#x201D; <source>Technical Journal</source>, vol. <volume>23</volume>, no. <issue>2</issue>, pp. <fpage>50</fpage>&#x2013;<lpage>55</lpage>, <year>2018</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-28"><label>[28]</label><mixed-citation publication-type="conf-proc"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>E. -C.</given-names> <surname>Shin</surname></string-name>, <string-name><given-names>T. -S.</given-names> <surname>Park</surname></string-name>, <string-name><given-names>W. -H.</given-names> <surname>Oh</surname></string-name> and <string-name><given-names>J. -Y.</given-names> <surname>Yoo</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>A design method of PI controller for an induction motor with parameter variation</article-title>,&#x201D; in <conf-name>IECON&#x2019;03. 29th Annual Conf. of the IEEE Industrial Electronics Society</conf-name>, <conf-loc>Virginia, USA</conf-loc>, <year>2003</year>, vol. <volume>1</volume>, pp. <fpage>408</fpage>&#x2013;<lpage>413</lpage>. <uri xlink:href="https://doi.org/10.1109/IECON.2003">https://doi.org/10.1109/IECON.2003</uri>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-29"><label>[29]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>H.</given-names> <surname>Benbouhenni</surname></string-name>, <string-name><given-names>Z.</given-names> <surname>Boudjema</surname></string-name> and <string-name><given-names>A.</given-names> <surname>Belaidi</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>A comparative study between four-level NSVM and three-level NSVM technique for a DFIG-based WECSs controlled by indirect vector control</article-title>,&#x201D; <source>Carpathian Journal of Electronic and Computer Engineering</source>, vol. <volume>11</volume>, no. <issue>2</issue>, pp. <fpage>13</fpage>&#x2013;<lpage>19</lpage>, <year>2018</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-30"><label>[30]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>M.</given-names> <surname>Anwar</surname></string-name>, <string-name><given-names>A. H.</given-names> <surname>Abdullah</surname></string-name>, <string-name><given-names>R. R.</given-names> <surname>Saedudin</surname></string-name>, <string-name><given-names>F.</given-names> <surname>Masud</surname></string-name> and <string-name><given-names>F.</given-names> <surname>Ullah</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>CAMP: Congestion avoidance and mitigation protocol for wireless body area networks</article-title>,&#x201D; <source>International Journal of Integrated Engineering</source>, vol. <volume>10</volume>, no. <issue>6</issue>, pp. <fpage>59</fpage>&#x2013;<lpage>65</lpage>, <year>2018</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-31"><label>[31]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>E.</given-names> <surname>Robles</surname></string-name>, <string-name><given-names>M.</given-names> <surname>Fernandez</surname></string-name>, <string-name><given-names>J.</given-names> <surname>Andreu</surname></string-name>, <string-name><given-names>E.</given-names> <surname>Ibarra</surname></string-name>, <string-name><given-names>J.</given-names> <surname>Zaragoza</surname></string-name> <etal>et al.,</etal></person-group> &#x201C;<article-title>Common-mode voltage mitigation in multiphase electric motor drive systems</article-title>,&#x201D; <source>Renewable and Sustainable Energy Reviews</source>, vol. <volume>157</volume>, pp. <fpage>111971</fpage>, <year>2022</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-32"><label>[32]</label><mixed-citation publication-type="book"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>T.</given-names> <surname>Imtiyaz</surname></string-name>, <string-name><given-names>A.</given-names> <surname>Prakash</surname></string-name>, <string-name><given-names>F. I.</given-names> <surname>Bakhsh</surname></string-name> and <string-name><given-names>A.</given-names> <surname>Jain</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<chapter-title>Modelling and analysis of indirect field-oriented vector control of induction motor (IM)</chapter-title>,&#x201D; in <source>Power Electronics and High Voltage in Smart Grid</source>, Springer: Singapore, pp. <fpage>215</fpage>&#x2013;<lpage>228</lpage>, <year>2022</year>.</mixed-citation></ref>
</ref-list>
<app-group id="appg1">
<app id="app1"><label> </label>
<title>Annexure</title>
<table-wrap id="table-4"> 
<table frame="hsides">
<colgroup>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
</colgroup>
<thead>
<tr>
<th align="left">Leakage coefficient</th>
<th align="left"><inline-formula id="ieqn-58"><mml:math id="mml-ieqn-58"><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03C3;</mml:mi></mml:math></inline-formula></th>
<th align="left">Force constant</th>
<th align="left"><inline-formula id="ieqn-59"><mml:math id="mml-ieqn-59"><mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi></mml:math></inline-formula></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td align="left">Total friction coefficient, Nm/rad/sec</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-60"><mml:math id="mml-ieqn-60"><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">Stator voltages in stationary frame of reference</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-61"><mml:math id="mml-ieqn-61"><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Bearing friction coefficient</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-62"><mml:math id="mml-ieqn-62"><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">Three phase voltages</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-63"><mml:math id="mml-ieqn-63"><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Primary resistance</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-64"><mml:math id="mml-ieqn-64"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">Inertial constant</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-65"><mml:math id="mml-ieqn-65"><mml:mi>H</mml:mi></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Secondary resistance</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-66"><mml:math id="mml-ieqn-66"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">Friction constant</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-67"><mml:math id="mml-ieqn-67"><mml:mi>F</mml:mi></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Primary inductance</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-68"><mml:math id="mml-ieqn-68"><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">Mechanical thrust force</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-69"><mml:math id="mml-ieqn-69"><mml:msub><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Secondary inductance</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-70"><mml:math id="mml-ieqn-70"><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">Thrust force producing component of the stator current phasor</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-71"><mml:math id="mml-ieqn-71"><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Magnetizing inductance</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-72"><mml:math id="mml-ieqn-72"><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">Flux producing component of the stator current phasor in ac machines</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-73"><mml:math id="mml-ieqn-73"><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Linear Velocity of Mover</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-74"><mml:math id="mml-ieqn-74"><mml:mi>v</mml:mi></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">Field current reference</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-75"><mml:math id="mml-ieqn-75"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Electrical rotor speed</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-76"><mml:math id="mml-ieqn-76"><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">Time lag of inverter gain&#x00A0;</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-77"><mml:math id="mml-ieqn-77"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>in</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left">d-axis and q-axis primary current</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-78"><mml:math id="mml-ieqn-78"><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">Mechanical time constant</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-79"><mml:math id="mml-ieqn-79"><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left">d-axis and q-axis secondary current</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-80"><mml:math id="mml-ieqn-80"><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">PWM switching frequency</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-81"><mml:math id="mml-ieqn-81"><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left">d-axis and q-axis stator flux linkages</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-82"><mml:math id="mml-ieqn-82"><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">Proportional gain of speed controller</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-83"><mml:math id="mml-ieqn-83"><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left">d-axis and q-axis rotor flux linkages</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-84"><mml:math id="mml-ieqn-84"><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">Induced emf constant</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-85"><mml:math id="mml-ieqn-85"><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left">d-axis and q-axis primary voltages</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-86"><mml:math id="mml-ieqn-86"><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">Electrical time constants of the motor</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-87"><mml:math id="mml-ieqn-87"><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left">d-axis and q-axis secondary voltages</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-88"><mml:math id="mml-ieqn-88"><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">Integral gain of simplified current loop transfer function</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-89"><mml:math id="mml-ieqn-89"><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Length of primary in meters</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-90"><mml:math id="mml-ieqn-90"><mml:mi>d</mml:mi></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">Time constant of simplified current loop transfer function</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-91"><mml:math id="mml-ieqn-91"><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Electromagnetic force</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-92"><mml:math id="mml-ieqn-92"><mml:msub><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">Proportional gain of speed controller</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-93"><mml:math id="mml-ieqn-93"><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left">External force disturbance</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-94"><mml:math id="mml-ieqn-94"><mml:mi>M</mml:mi></mml:math></inline-formula></td>
<td align="center"/>
<td align="center"/>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</app>
</app-group>
</back>
</article>






















