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    cs
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    <journal-title>
     Circuits and Systems
    </journal-title>
   </journal-title-group>
   <issn pub-type="epub">
    2153-1285
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   <issn publication-format="print">
    2153-1293
   </issn>
   <publisher>
    <publisher-name>
     Scientific Research Publishing
    </publisher-name>
   </publisher>
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   <article-id pub-id-type="doi">
    10.4236/cs.2025.163003
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    cs-145679
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     <subject>
      Articles
     </subject>
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     <subject>
      Computer Science 
     </subject>
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       Communications, Engineering, Physics 
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     <subject>
       Mathematics
     </subject>
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   <title-group>
    PWM-Based Current-Sensorless Adaptive Sliding-Mode Control for the Boost Converter with Constant Power Load
   </title-group>
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    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Said
      </surname>
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       Oucheriah
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     </name>
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     <name name-style="western">
      <surname>
       Abul
      </surname>
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       Azad
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     </name>
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    <addr-line>
     aDepartment of Engineering Technology, Northern Illinois University, DeKalb, IL, USA
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     17
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     09
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     2025
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   <volume>
    16
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   <issue>
    03
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      16,
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      February
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      2025
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      28,
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      February
     </month>
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      2025
     </year> 
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    <date date-type="accepted">
     <day>
      28,
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      March
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     <year>
      2025
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    <copyright-statement>
     © Copyright 2014 by authors and Scientific Research Publishing Inc. 
    </copyright-statement>
    <copyright-year>
     2014
    </copyright-year>
    <license>
     <license-p>
      This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
     </license-p>
    </license>
   </permissions>
   <abstract>
    The boost converter feeding a constant power load (CPL) is a non-minimum phase system that is prone to the destabilizing effects of the negative incremental resistance of the CPL and presents a major challenge in the design of stabilizing controllers. Numerous studies in the design of stabilizing controllers have been proposed with the overwhelming majority of them requiring measurements of the inductor current for their implementation. To the best knowledge of the authors, very few studies in the literature have dealt with current-sensorless control of the DC-DC boost converters with CPL. In this work, a simple adaptive controller that relies only on the output voltage measurements for its design and implementation is introduced. A Luenberger-type observer is developed to estimate the inductor current and the output load power. A linear sliding surface is used to derive the controller that is simple in its design and yet exhibits excellent features in terms of robustness to external disturbances, parameter uncertainties, and parasitics. Also, a simple procedure to select the controller gains is outlined. The robustness of the controller is validated by computer simulations.
   </abstract>
   <kwd-group> 
    <kwd>
     Boost Converter
    </kwd> 
    <kwd>
      Robust Sliding Mode Control
    </kwd> 
    <kwd>
      Constant Power Load (CPL) and Current-Sensorless Control
    </kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
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 <body>
  <sec id="s1">
   <title>1. Introduction</title>
   <p>Nowadays, power electronic converters are extensively used in power distribution systems and are usually cascaded. Some of these converters operate as tightly regulated loads that absorb constant power and behave as constant power loads (CPLs). These loads exhibit negative incremental impedances that can lead to serious destabilizing effects of the input sources, which may be other DC-DC converters and they present major challenges in the design of stabilizing robust controllers for the supply converters.</p>
   <p>Numerous design techniques <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-1">
     [1]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-13">
     [13]
    </xref> and the references therein have been published in the literature to regulate the output voltage of DC-DC converters to counter the instability effects of the CPL-induced negative impedance. In these studies, the controllers require the measurements of the inductor currents in their implementations, which can be a challenging task in a noisy environment subject to large external disturbances. This situation has led to an interest in the use of current-sensorless controllers that may also reduce the cost and improve the reliability and miniaturization of the devices. In the context of the DC-DC boost converter feeding a CPL, very few studies appeared in the literature that deal with current-sensorless control.</p>
   <p>In <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-14">
     [14]
    </xref> and <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-15">
     [15]
    </xref>, a generalized parameter estimation is developed to estimate the inductor current and the unknown CPL of the converter based on dynamic regressor extension and mixing techniques. An adaptive sensorless-control scheme is achieved by incorporating these estimates into a full state feedback controller. The parameter estimators seem very complicated, with few details about their implementations. In <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-16">
     [16]
    </xref>, a PWM-based current-sensorless robust sliding mode controller is developed that requires only the measurement of the output voltage. A simple extended state observer is developed to estimate a lumped uncertainty signal that comprises the uncertain load power and the input voltage, the converter parasitics, the component uncertainties and the estimation of the derivative of the output voltage needed in the implementation of the controller. A linear sliding surface is used to derive a simple control law.</p>
   <p>In this work, an estimator is developed to accurately estimate the unknown inductor current and the unknown CPL. Using these estimates, a simple control law is developed and a systematic procedure is proposed to select the adaptive controller gains. The effectiveness of the proposed adaptive controller is validated using simulations.</p>
  </sec><sec id="s2">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-"></xref>2. Boost Converter Averaged Model</title>
   <p>A basic boost converter feeding a CPL is shown in <xref ref-type="fig" rid="fig1">
     Figure 1
    </xref>.</p>
   <p>Under continuous conduction mode (CCM), the averaged model of the boost converter is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ˙ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ˙ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (1)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> represents the average inductor current and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> is the average output voltage. The parameters 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        L 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        C 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       P 
     </mi> 
    </math> represent the inductor equivalent series resistance, the input voltage, the inductance, the capacitance and the load power respectively. The control input 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       u 
     </mi> 
    </math> to the converter is the duty ratio function. During the start-up phase diode 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> guarantees that the initial condition</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> (2)</p>
   <p>with a reduction of the inrush current in the inductor <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-6">
     [6]
    </xref>. Equation (2) ignores the parasitics and the conducting voltage of the diode 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <fig id="fig1" position="float">
    <label>Figure 1</label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-"></xref>Figure 1. A boost converter feeding a CPL.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7601508-rId31.jpeg?20250917022731" />
   </fig>
  </sec><sec id="s3">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-"></xref>3. Current-Sensorless Adaptive Sliding Mode Control Design</title>
   <sec id="s3_1">
    <title>
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-"></xref>3.1. Estimator and Adaptation Law</title>
    <p>An estimator is used to estimate the inductor current and facilitate the design of the parameter adaptation law for the estimate of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        P 
      </mi> 
     </math>. To this end, the following estimator is considered.</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ^ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mo>
             ˙ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ^ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
         </mfrac> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ^ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mo>
             ˙ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ^ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mrow> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ^ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (3)</p>
    <p>
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-"></xref>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mo>
         ^ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math> are the estimates of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        P 
      </mi> 
     </math> respectively with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> the estimator gain. Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
      </mrow> 
     </math> then using (1) and (3), we obtain the following error equations</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mo>
             ˙ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
         </mfrac> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mo>
             ˙ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mrow> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (4)</p>
    <p>To generate the adaptation law for the estimate of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        P 
      </mi> 
     </math>, we consider the following quadratic Lyapunov function</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <msubsup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <msubsup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msub> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> (5)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> is a design parameter. Its time derivative along the solutions of (4) is</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
       </msub> 
       <msubsup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <msubsup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mover accent="true"> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              P 
            </mi> 
            <mo>
              ^ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mo>
             ˙ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> (6)</p>
    <p>The adaptation law is determined by cancelling the term in brackets and is given by</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msub> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> (7)</p>
    <p>With the adaptation law (7), we now have</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
       </msub> 
       <msubsup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <msubsup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> (8)</p>
    <p>Using Lasalle invariant principle, we can conclude that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> aymptotically. Since 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> we have 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
   </sec>
   <sec id="s3_2">
    <title>
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-"></xref>3.2. Control Law Design</title>
    <p>We consider the following switching surface</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> (9)</p>
    <p>where</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msqrt> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               4 
             </mn> 
             <msub> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
             </msub> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                P 
              </mi> 
              <mo>
                ^ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
           </msqrt> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <msub> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (10)</p>
    <p>The controller 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        u 
      </mi> 
     </math> is derived by differentiating 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        σ 
      </mi> 
     </math> with respect to time and setting 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. Using (3), (9) and (10), the control is given by</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ^ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
             </msub> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mi>
                d 
              </mi> 
             </msub> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ^ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mo>
              ˙ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mi>
                d 
              </mi> 
             </msub> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                P 
              </mi> 
              <mo>
                ^ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ^ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mi>
              d 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ^ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mi>
              d 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ^ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mi>
              d 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ^ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             σ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ^ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mi>
              d 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ^ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (11)</p>
    <p>where</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mover accent="true"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
           <msub> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
           </msub> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              P 
            </mi> 
            <mo>
              ^ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> (12)</p>
    <p>The last term of the controller u given by (11) is added to ensure the sliding mode condition.</p>
    <p>The substitution of the controller (11) into the derivative of (9) leads to</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> (13)</p>
    <p>and therefore we have 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <msup> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, which ensures the sliding mode condition. Equation (13) admits as a solution</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msup> 
        <mtext>
          e 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> (14)</p>
    <p>For a choice of the initial condition of the adaptation law 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, the initial conditions of the estimator 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext> 
       </mtext> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> are selected to guarantee the occurrence of sliding mode at 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> with the reaching phase completely eliminated with</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msqrt> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               4 
             </mn> 
             <msub> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
             </msub> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                P 
              </mi> 
              <mo>
                ^ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msqrt> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <msub> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (15)</p>
    <p>This yields 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and in view of (14), 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> for all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. In this case we have</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> (16)</p>
   </sec>
   <sec id="s3_3">
    <title>
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-"></xref>3.3. Adaptive Controller Gains and Stability</title>
    <p>The parasitics of the converter increase the natural damping of the system <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-1">
      [1]
     </xref>, <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-17">
      [17]
     </xref> and reduce the destabilizing effect of the CPL. Therefore, we set 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> for which the destabilizing effect are more pronounced for the stability analysis.</p>
    <p>For 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> we consider 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>. Using (7), 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mover accent="true"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msub> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> and equation (16) becomes</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> (17)</p>
    <p>Substituting the controller (11) into the second equation of (3) and using (17) with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> yields the following equation</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                P 
              </mi> 
              <mo>
                ^ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <msub> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mi>
                d 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mo>
               ^ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mrow> 
             <mi>
               E 
             </mi> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mi>
                d 
              </mi> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mo>
               ^ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mi>
              d 
            </mi> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          Ψ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> (18)</p>
    <p>where</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          Ψ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msub> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ^ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mo>
               ^ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mi>
              d 
            </mi> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> (19)</p>
    <p>Multiplying both sides of (18) by the denominator 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> yields</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mo>
               ^ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mi>
              d 
            </mi> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          Ψ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> (20)</p>
    <p>where</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          Ψ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          Ψ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mo>
               ^ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mi>
              d 
            </mi> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> (21)</p>
    <p>Using 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> we can write (20) as</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ˙ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mi>
               e 
             </mi> 
             <mi>
               f 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ˙ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mo>
               ^ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mi>
              d 
            </mi> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ˙ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mi>
                d 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mi>
                 e 
               </mi> 
               <mi>
                 f 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mi>
                d 
              </mi> 
             </msub> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <mfrac> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 P 
               </mi> 
               <mo>
                 ^ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            Ψ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (22)</p>
    <p>and</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr columnalign="left"> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               z 
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             <mo>
               ˙ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mi>
                d 
              </mi> 
             </msub> 
             <mi>
               E 
             </mi> 
             <msub> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                Ψ 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 C 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  K 
                </mi> 
                <mi>
                  d 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msubsup> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
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                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mi>
                 e 
               </mi> 
               <mi>
                 f 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mi>
                d 
              </mi> 
             </msub> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <mfrac> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 P 
               </mi> 
               <mo>
                 ^ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </math> (23)</p>
    <p>Since 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          Ψ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and therefore 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          Ψ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. For 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> we want the denominator of (23) to be positive to establish stability. Using 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> we want</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr columnalign="left"> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <mi>
                d 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 ^ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mi>
                 e 
               </mi> 
               <mi>
                 f 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mi>
               e 
             </mi> 
             <mi>
               f 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mi>
              d 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mfrac> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mo>
               ^ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mo>
             &gt; 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </math> (24)</p>
    <p>The crucial case in satisfying condition (24) is when 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> starting with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> since the first term and the last term of (24) are both negative. This situation occurs with the existence of undershoots with the maximum possible magnitude undershoot 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           min 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. The first undershoot being the most critical in the determination of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> for stability as subsequent undershoots, if they exist, will be decreasing since 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mtext>
          Ψ 
        </mtext> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is decreasing with time as 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. In this case, it will be shown that there exist a gain 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> such that condition (24) is satisfied for all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and asymptotic stability is achieved with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>. From (17) 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> since 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mn>
         0. 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>Assume that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> undershoots to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           min 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. The worst case for condition (24) to hold is when 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mi>
           max 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and in this case condition (24) becomes</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mo>
               ^ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mrow> 
             <mi>
               max 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> (25)</p>
    <p>Substituting 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, condition (25) is written as</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mo>
             ^ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mrow> 
           <mi>
             max 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> (26)</p>
    <p>The quadratic equation in 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> given by (26) admits two roots 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> with</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              d 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <msub> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 P 
               </mi> 
               <mo>
                 ^ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mrow> 
               <mi>
                 max 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msqrt> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mfrac> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     L 
                   </mi> 
                   <msub> 
                    <mover accent="true"> 
                     <mi>
                       P 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ^ 
                     </mo> 
                    </mover> 
                    <mrow> 
                     <mi>
                       max 
                     </mi> 
                    </mrow> 
                   </msub> 
                  </mrow> 
                  <mi>
                    E 
                  </mi> 
                 </mfrac> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               4 
             </mn> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mi>
                 e 
               </mi> 
               <mi>
                 f 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msqrt> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mi>
               e 
             </mi> 
             <mi>
               f 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              d 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <msub> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 P 
               </mi> 
               <mo>
                 ^ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mrow> 
               <mi>
                 max 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msqrt> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mfrac> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     L 
                   </mi> 
                   <msub> 
                    <mover accent="true"> 
                     <mi>
                       P 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ^ 
                     </mo> 
                    </mover> 
                    <mrow> 
                     <mi>
                       max 
                     </mi> 
                    </mrow> 
                   </msub> 
                  </mrow> 
                  <mi>
                    E 
                  </mi> 
                 </mfrac> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               4 
             </mn> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 r 
               </mi> 
               <mi>
                 e 
               </mi> 
               <mi>
                 f 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msqrt> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mi>
               e 
             </mi> 
             <mi>
               f 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (27)</p>
    <p>For the condition (26) to be satisfied the gain 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> should be chosen as</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> (28)</p>
    <p>and (26) is satisfied for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>It is straightforward to show that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> given by (28) will also satisfy condition (25) for the case of an overshoot of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>. Therefore, for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> condition (25) is satisfied and asymptotic stability is achieved with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> and finally 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Remark 1: The determination of the gain 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> depends on the knowledge of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           min 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. The auxiliary diode 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> constrains the output 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> to</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> (29)</p>
    <p>From (23) to ensure that the estimator has much faster dynamics than the controlled feedback system, the gain of the estimator 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> must be chosen much greater than 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> to ensure that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> at a much faster rate than the controlled output to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>. Please also note that initially we have 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>. In this case, we can assume that the maximum possible undershoot of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is constrained to</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           min 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> (30)</p>
    <p>Remark 2: A possible general guideline for the choice of the controller and estimator gains is:</p>
    <p>1) Choose 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> to satisfy the sliding mode condition. Choose a high gain 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> for the adaptation law (7). The higher the gain, the faster the convergence of the estimated 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mo>
         ^ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math> to the actual 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        P 
      </mi> 
     </math>. However, if the gain is too high, there will be small oscillations in the output response during load power disturbances.</p>
    <p>2) Choose 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and a value for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and determine 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> given by (15) to guarantee that the sliding mode starts at 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         s 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </math> with the reaching phase completely eliminated.</p>
    <p>3) Choose 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mi>
           max 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> to be 3 to 5 greater than the expected maximum load power 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        P 
      </mi> 
     </math>.</p>
    <p>4) As discussed previously, the crucial factor that determines the stability of the closed-loop system is the existence of an undershoot of maximum amplitude 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           min 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>. In this case, we have</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> (31)</p>
    <p>5) Calculate 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> using (27) and choose the gain 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> to be</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.5 
       </mn> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> (32)</p>
    <p>In this case, the maximum possible magnitude of the undershoot 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           min 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> for which stability is maintained is determined by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> given by</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             * 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              K 
            </mi> 
            <mi>
              d 
            </mi> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </msubsup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <msub> 
            <mi>
              P 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               max 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            K 
          </mi> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             * 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> (33)</p>
    <p>6) In view of Remark 1, choose the gain of the estimator 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         50 
       </mn> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> to ensure that the estimator has faster dynamics than the controlled feedback system.</p>
    <p>Shown in <xref ref-type="fig" rid="fig2">
      Figure 2
     </xref> is the block diagram of the proposed controlled system.</p>
    <fig id="fig2" position="float">
     <label>Figure 2</label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-"></xref>Figure 2. Block diagram of the proposed controlled system.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7601508-rId291.jpeg?20250917022733" />
    </fig>
   </sec>
  </sec><sec id="s4">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-"></xref>4. Simulation Results</title>
   <p>The nominal DC-DC boost converter parameters that are used for the comparaison simulations are the ones used in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-15">
     [15]
    </xref> and they are</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mi>
         o 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        330 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mtext>
        H 
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mi>
         o 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        820 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mtext>
        F 
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mi>
         o 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        30 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        W 
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mi>
         o 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        15 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        V 
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        25 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        V 
      </mtext> 
     </mrow> 
    </math> (34)</p>
   <p>The simulations are performed using the averaged model (1).</p>
   <p>For robustness to parameter uncertainties, the actual parameters of the converters that are unknown to the designers are</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtable columnalign="left"> 
       <mtr columnalign="left"> 
        <mtd columnalign="left"> 
         <mrow> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              ± 
            </mo> 
            <mn>
              30 
            </mn> 
            <mtext>
              % 
            </mtext> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              ± 
            </mo> 
            <mn>
              30 
            </mn> 
            <mtext>
              % 
            </mtext> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </mrow> 
    </math> (35)</p>
   <p>In <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-15">
     [15]
    </xref>, the parameter uncertainties considered are ±10%.</p>
   <p>To account for the conduction losses, we consider the inductor equivalent series resistance 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and the capacitor equivalent series resistance 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> as in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-15">
     [15]
    </xref> and they are</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.2 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        Ω 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.3 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        Ω 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> (36)</p>
   <p>Using the guideline in Remark 2 with</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mn>
         6 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        10 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mo>
         ^ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        W 
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          max 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        120 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        W 
      </mtext> 
     </mrow> 
    </math> (37)</p>
   <p>we have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.6 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         d 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.7860 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        5.894 
      </mn> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.28 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (38)</p>
   <p>Case 1: In this case we consider the actual inductance and capacitance have increased by 30% from their nominal values with the converter subjected to step load power changes from 30 W to 25 W at 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.1 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        s 
      </mtext> 
     </mrow> 
    </math> and from 25 W to 30 W at 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.2 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        s 
      </mtext> 
     </mrow> 
    </math>. <xref ref-type="fig" rid="fig3">
     Figure 3
    </xref> depicts the output voltage response of the converter with the proposed controller exhibiting an excellent power disturbance suppression capability with very small overshoots/undershoots and short recovery times.</p>
   <p>
    <xref ref-type="fig" rid="figFigures 4-7">
     Figures 4-7
    </xref> represent the inductor current 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and its estimate 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, the current estimation error 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, the load power 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       P 
     </mi> 
    </math> and its estimate 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mo>
        ^ 
      </mo> 
     </mover> 
    </math> and the load power estimation error 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mo>
        ˜ 
      </mo> 
     </mover> 
    </math>, respectively. Despite the parasitics and the large parameter uncertainties, the steady-state errors in the output voltage and the estimates are zero. The plot of the duty ratio function 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       u 
     </mi> 
    </math> is shown in <xref ref-type="fig" rid="fig8">
     Figure 8
    </xref>.</p>
   <fig id="fig3" position="float">
    <label>Figure 3</label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-"></xref>Figure 3. Case 1: Output voltage responses for a power load step change from 30 W to 25 W at 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   t
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   0.1
  
        </mn>
  
        <mtext>
         
    
  
        </mtext>
  
        <mtext>
         
   s
  
        </mtext>
 
       </mrow>

      </math> and from 25 W to 30 W at 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   t
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   0.2
  
        </mn>
  
        <mtext>
         
    
  
        </mtext>
  
        <mtext>
         
   s
  
        </mtext>
 
       </mrow>

      </math> with an increse in inductance and capacitance by 30%.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7601508-rId324.jpeg?20250917022733" />
   </fig>
   <fig id="fig4" position="float">
    <label>Figure 4</label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-"></xref>Figure 4. Case 1: Current 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    x
   
         </mi> 
   
         <mn>
          
    1
   
         </mn> 
  
        </msub> 
 
       </mrow>

      </math> in black and its estimate 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mover accent="true"> 
    
          <mi>
           
     x
    
          </mi> 
    
          <mo>
           
     ^
    
          </mo> 
   
         </mover> 
   
         <mn>
          
    1
   
         </mn> 
  
        </msub> 
 
       </mrow>

      </math> in red.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7601508-rId329.jpeg?20250917022733" />
   </fig>
   <fig id="fig5" position="float">
    <label>Figure 5</label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-"></xref>Figure 5. Case 1: Current estimation error 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mover accent="true"> 
    
          <mi>
           
     x
    
          </mi> 
    
          <mo>
           
     ˜
    
          </mo> 
   
         </mover> 
   
         <mn>
          
    1
   
         </mn> 
  
        </msub> 
 
       </mrow>

      </math>.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7601508-rId334.jpeg?20250917022733" />
   </fig>
   <fig id="fig6" position="float">
    <label>Figure 6</label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-"></xref>Figure 6. Case 1: Load power 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        
  P
 
       </mi>

      </math> in black and its estimate 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
  
        <mi>
         
   P
  
        </mi> 
  
        <mo>
         
   ^
  
        </mo> 
 
       </mover> 

      </math> in red.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7601508-rId337.jpeg?20250917022733" />
   </fig>
   <fig id="fig7" position="float">
    <label>Figure 7</label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-"></xref>Figure 7. Case 1: Load power estimation error 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
  
        <mi>
         
   P
  
        </mi> 
  
        <mo>
         
   ˜
  
        </mo> 
 
       </mover> 

      </math>.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7601508-rId342.jpeg?20250917022733" />
   </fig>
   <fig id="fig8" position="float">
    <label>Figure 8</label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-"></xref>Figure 8. Case 1: Duty ratio function 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        
  u
 
       </mi>

      </math>.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7601508-rId345.jpeg?20250917022733" />
   </fig>
   <p>Case 2: Same conditions as in Case 1 but with a decrease in the values of the actual inductance and capacitance by 30% from their nominal values. <xref ref-type="fig" rid="fig9">
     Figure 9
    </xref> depicts the output response with <xref ref-type="fig" rid="fig10">
     Figure 10
    </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig11">
     Figure 11
    </xref> representing the current estimation error 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and the load power estimation error 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mo>
        ˜ 
      </mo> 
     </mover> 
    </math> respectively for the proposed controller. As in Case 1, the adaptive controller achieved a high performance in term of load power disturbance rejection capability with perfect tracking of the reference voltage and accurate estimations of the inductor current and the load power.</p>
   <p>Case 3: Keeping the same inductance and capacitance as in Case 1, here the converter is subjected to a time-varying load power 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       P 
     </mi> 
    </math> shown in <xref ref-type="fig" rid="fig12">
     Figure 12
    </xref> with its estimate 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mo>
        ^ 
      </mo> 
     </mover> 
    </math>. <xref ref-type="fig" rid="fig13">
     Figure 13
    </xref> depicts the output response. For the case of step-load power changes, the output voltage tightly tracks the reference voltage with zero</p>
   <fig id="fig9" position="float">
    <label>Figure 9</label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-"></xref>Figure 9. Case 2: Output voltage response for a power load step change from 30 W to 25 W at 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   t
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   0.1
  
        </mn>
  
        <mtext>
         
    
  
        </mtext>
  
        <mtext>
         
   s
  
        </mtext>
 
       </mrow>

      </math> and from 25 W to 30 W at 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   t
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   0.2
  
        </mn>
  
        <mtext>
         
    
  
        </mtext>
  
        <mtext>
         
   s
  
        </mtext>
 
       </mrow>

      </math> with a decrease in inductance and capacitance by 30%.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7601508-rId356.jpeg?20250917022733" />
   </fig>
   <fig id="fig10" position="float">
    <label>Figure 10</label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-"></xref>Figure 10. Case 2: Current estimation error 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mover accent="true"> 
    
          <mi>
           
     x
    
          </mi> 
    
          <mo>
           
     ˜
    
          </mo> 
   
         </mover> 
   
         <mn>
          
    1
   
         </mn> 
  
        </msub> 
 
       </mrow>

      </math>.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7601508-rId361.jpeg?20250917022733" />
   </fig>
   <fig id="fig11" position="float">
    <label>Figure 11</label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-"></xref>Figure 11. Case 2: Load power estimation error 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
  
        <mi>
         
   P
  
        </mi> 
  
        <mo>
         
   ˜
  
        </mo> 
 
       </mover> 

      </math>.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7601508-rId364.jpeg?20250917022733" />
   </fig>
   <fig id="fig12" position="float">
    <label>Figure 12</label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-"></xref>Figure 12. Case 3: Time-varying power 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        
  P
 
       </mi>

      </math> in black and its estimate 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
  
        <mi>
         
   P
  
        </mi> 
  
        <mo>
         
   ^
  
        </mo> 
 
       </mover> 

      </math> in red.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7601508-rId367.jpeg?20250917022733" />
   </fig>
   <fig id="fig13" position="float">
    <label>Figure 13</label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-"></xref>Figure 13. Case 3: Output voltage responses for the time-varying load power shown in <xref ref-type="fig" rid="fig12">
       Figure 12
      </xref>.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7601508-rId372.jpeg?20250917022733" />
   </fig>
   <p>steady-state errors. However, in the case of slowly time-varying load power, there will be steady-state errors in the output voltage with a maximum of 120 mV. Small offset errors are also present in the estimations of the inductor current and load power. <xref ref-type="fig" rid="figFigures 14-16">
     Figures 14-16
    </xref> represent the load power estimation error 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mo>
        ˜ 
      </mo> 
     </mover> 
    </math>, the inductor current 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and its estimate 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and the current estimation error 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, respectively.</p>
   <p>Case 4: Same conditions as in Case 1 but with two different inductor parasitics. Shown in <xref ref-type="fig" rid="fig17">
     Figure 17
    </xref> is the output responses for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.1 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        Ω 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> in red and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.3 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        Ω 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> in black. Both are the actual inductor equivalent series resistances that are unknown to the designer. The proposed controller is designed based on the nominal value of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.2 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        Ω 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. As seen in the plots, both output voltage responses tightly track the reference voltage with zero steady-state errors.</p>
   <fig id="fig14" position="float">
    <label>Figure 14</label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-"></xref>Figure 14. Case 3: Load power estimation error 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
  
        <mi>
         
   P
  
        </mi> 
  
        <mo>
         
   ˜
  
        </mo> 
 
       </mover> 

      </math>.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7601508-rId387.jpeg?20250917022733" />
   </fig>
   <fig id="fig15" position="float">
    <label>Figure 15</label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-"></xref>Figure 15. Case 3: Current 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    x
   
         </mi> 
   
         <mn>
          
    1
   
         </mn> 
  
        </msub> 
 
       </mrow>

      </math> in black and its estimate 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mover accent="true"> 
    
          <mi>
           
     x
    
          </mi> 
    
          <mo>
           
     ^
    
          </mo> 
   
         </mover> 
   
         <mn>
          
    1
   
         </mn> 
  
        </msub> 
 
       </mrow>

      </math> in red.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7601508-rId390.jpeg?20250917022733" />
   </fig>
   <fig id="fig16" position="float">
    <label>Figure 16</label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-"></xref>Figure 16. Case 3: Current estimation error 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mover accent="true"> 
    
          <mi>
           
     x
    
          </mi> 
    
          <mo>
           
     ˜
    
          </mo> 
   
         </mover> 
   
         <mn>
          
    1
   
         </mn> 
  
        </msub> 
 
       </mrow>

      </math>.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7601508-rId395.jpeg?20250917022733" />
   </fig>
   <fig id="fig17" position="float">
    <label>Figure 17</label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-"></xref>Figure 17. Case 4: Output voltage response for 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    R
   
         </mi> 
   
         <mi>
          
    L
   
         </mi> 
  
        </msub> 
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   0.1
  
        </mn>
  
        <mtext>
         
    
  
        </mtext>
  
        <mi>
         
   Ω
  
        </mi>
 
       </mrow>

      </math> in red and 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    R
   
         </mi> 
   
         <mi>
          
    L
   
         </mi> 
  
        </msub> 
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   0.3
  
        </mn>
  
        <mtext>
         
    
  
        </mtext>
  
        <mi>
         
   Ω
  
        </mi>
 
       </mrow>

      </math> in black.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7601508-rId398.jpeg?20250917022733" />
   </fig>
  </sec><sec id="s5">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145679-"></xref>5. Conclusion</title>
   <p>A Luenberger-type observer is used to accurately estimate the unknown load power and the inductor current. A linear sliding surface is used to derive a simple adaptive controller. A systematic procedure is developed to determine the controller and estimator gains. The robustness of the proposed controller is validated with simulations. Future work will be the validation of the controller experimentally.</p>
  </sec>
 </body><back>
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   <title>References</title>
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