Control Directo de Par de un Motor Síncrono de Imanes Permanentes Aplicado en Electromovilidad Utilizando Redes Neuronales Artificiales

Autores/as

  • Christian Pérez Martínez Tecnológico Nacional de México / Instituto Tecnológico de Apizaco ##default.groups.name.author## https://orcid.org/0009-0006-9399-1764
  • Dr. Rafael Ordóñez Flores Tecnológico Nacional de México / Instituto Tecnológico de Apizaco ##default.groups.name.author## https://orcid.org/0000-0001-9831-9316
  • J. F. Casco Vásquez Tecnológico Nacional de México-Instituto Tecnológico de Apizaco ##default.groups.name.author##
  • R. Morales Caporal Tecnológico Nacional de México-Instituto Tecnológico de Apizaco ##default.groups.name.author##

Palabras clave:

Direct Torque Control (DTC), Artificial Neural Network (ANN), Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) , Electric Vehicle (EV)

Resumen

This article presents a comparison between two direct torque control (DTC) strategies applied to permanent magnet synchronous motors (PMSMs), both employing space vector modulation (SVM): a conventional DTC scheme based on PI controllers (SVM-DTC), and a proposed method integrating artificial neural networks (ANN-DTC). In the conventional approach, torque and flux control are handled by PI regulators, while in the proposed architecture, the ANN replaces these controllers by directly estimate the stationary reference frame voltage components (α and β) required by the SVM block. Additionally, the network infers the rotor position implicitly, eliminating the need for a separate angle estimator. Several related works on neural-network-based DTC are reviewed to support the development of an efficient control topology. Simulations under various operating conditions—including startup and load variation—demonstrate that the proposed ANN-DTC scheme achieves a significant reduction in torque and flux ripple, along with more accurate reference tracking.

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Biografía del autor/a

  • Christian Pérez Martínez, Tecnológico Nacional de México / Instituto Tecnológico de Apizaco

    recibió la licenciatura
    en ingeniería electrónica por el Instituto
    Tecnológico de Apizaco, Apizaco, Tlaxcala
    México, en 2024. Actualmente cursa la maestría en
    ingeniería mecatrónica en el mismo instituto.
    Sus intereses de investigación incluyen el
    control de máquina, internet de las cosas,
    inteligencia artificial, robótica y electrónica de
    potencia. 

  • Dr. Rafael Ordóñez Flores, Tecnológico Nacional de México / Instituto Tecnológico de Apizaco

    obtuvo su licenciatura
    en Ingeniería Industrial en Electrónica en el
    Instituto Tecnológico de Puebla, Puebla, Pue., en
    1995. Maestría en Ciencias en Ingeniería
    Electrónica en el Centro Nacional de Investigación
    y Desarrollo Tecnológico (CENIDET),
    Cuernavaca, Mor., en 1998. Doctorado en
    Ingeniería Eléctrica en la Universidad París 11,
    Escuela Superior de Electricidad (SUPELEC),
    Orsay, Francia, en 2007. Actualmente es profesor
    de la División de Estudios de Posgrado e Investigación del TecNM / IT
    Apizaco. Sus áreas de investigación incluyen el control y la automatización
    de sistemas, la electrónica de potencia, la calidad de la energía eléctrica, las
    energías renovables y el calentamiento por inducción magnética.

  • J. F. Casco Vásquez, Tecnológico Nacional de México-Instituto Tecnológico de Apizaco

    Obtuvo su licenciatura en Física en la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP), Puebla, Pue. Maestría en Ciencias en el instituto nacional de astrofísica, óptica y electrónica (INAOE), Tonantzintla, Pue. Doctorado en Ciencias en la BUAP. Sus principales áreas de investigación incluyen el procesado óptico y digital de información, recuperación de fase para reconstrucción 3D, sistemas óptico-digitales, tratamiento digital de imágenes médicas, holografía digital, levitadores magnéticos y sistemas de control en tratamiento de datos.

  • R. Morales Caporal, Tecnológico Nacional de México-Instituto Tecnológico de Apizaco

    Obtuvo la licenciatura en Ingeniería Electromecánica por el Tecnológico Nacional de México, Campus Apizaco (TecNM-ITA), Apizaco, México, en 1999; el grado de Maestro en Ciencias en Ingeniería Eléctrica por la Sección de Estudios de Posgrado e Investigación de la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (ESIME-Z) del Instituto Politécnico Nacional (IPN), Ciudad de México, México, en 2001; y el grado de Doctor en Ingeniería Eléctrica por la Universidad de Siegen, Siegen, Alemania, en 2007. De 2001 a 2003, fue docente en la Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas (UPIITA), IPN. Desde 2008, es Profesor-Investigador Titular de tiempo completo en la División de Estudios de Posgrado e Investigación en el TecNM-ITA. Sus líneas de investigación incluyen sistemas de control en tiempo discreto, control predictivo de convertidores de potencia, control predictivo de variadores de frecuencia para motores de ca, diseño de hardware e Internet de las Cosas. El Prof. Morales- Caporal es miembro del Sistema Nacional de Investigadores Nivel 2 (SNII- 2) de la Secretaría de Ciencia, Humanidades, Tecnología e Innovación (SECIHTI) de México.

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Publicado

2025-10-28

Cómo citar

Control Directo de Par de un Motor Síncrono de Imanes Permanentes Aplicado en Electromovilidad Utilizando Redes Neuronales Artificiales. (2025). TecNM-Apizaco Investigación, Desarrollo E Innovación En La Ingeniería, 1(1), 34-43. https://revista.apizaco.tecnm.mx/ojs/index.php/IDII/article/view/16