Browsing by Author "Lammouchi, Zakaria"
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Item Commande prédictive non linéaire de la machine asynchrone(Université Oum El Bouaghi, 2009) Lammouchi, ZakariaCe mémoire est le résultat d’un travail consacré à la commande prédictive non linéaire d’un actionneur asynchrone. Le travail étant à caractère multidisciplinaire. Il permet d’aborder plusieurs domaines tels que l’automatique (système, commande), l’électrotechnique (machine électrique) et l’informatique. L’étude théorique de la commande prédictive non linéaire a montré la possibilité de résoudre le problème de poursuite des trajectoires prédéterminées pour un moteur asynchrone avec de bonnes performances (très exigées dans le domaine de la robotique surtout). La commande prédictive à modèles de références multiples est une variante de la commande GPC largement utilisée pour les problèmes de suivi de trajectoires pour les systèmes linéaires et stables (cas des machines électriques) puisque elle bénéficie de trois points forts : · Le modèle de poursuite gère la dynamique entrée-sortie · Atténuation des amplitudes dans les boucles internes · S’avère bien pour les consignes évolutives La commande non linéaire basée sur la géométrie différentielle offre une solution parfaite pour le découplage de la vitesse (couple) et du flux donnant des performances meilleures que dans le cas de la commande FOC. Deux variantes de la commande non linéaire, ont été abordées : la commande de référence non linéaire en tension (N.R.N.L.T) utilisant le concept de linéarisation entrée-sortie et la commande en courant (C.R.N.L.C) utilisant le concept de platitude. Nous avons vu que ces commandes de référence sont établies et définies pour la poursuite de trajectoires en boucle ouverte, or la machine asynchrone est un système non linéaire soumis d'une part à des perturbations, et d'autre part à des variations paramétriques importantes selon le type de fonctionnement ce qui nécessite un bouclage fermé. La synthèse des correcteurs est effectuée pour répondre aux objectifs principaux de la commande. Nous avons vu que la commande de référence non linéaire en tension est entièrement calculée à partir de la connaissance du couple de référence en boucle ouverte, lui même défini sur la base des trajectoires planifiées. Pour la stabilisation autour des trajectoires, une synthèse de loi de commande prédictive à modèles de référence multiples est utilisée pour l’obtention de meilleures performances dynamiques et pour une meilleure poursuite de trajectoires. Les contraintes rencontrés avec l’utilisation de l’onduleur de tension ont motivé les chercheurs vers le modèle d’alimentation en courant pour mettre au point une commande de référence non linéaire en courant (C.R.N.L.C). Après avoir présenté la structure (modèle) de l'actionneur et vérifier la platitude de la MAS, une loi de commande en boucle ouverte est présentée dans le système d’axe (d-q) tournant nécessitant la connaissance de la position de ce repère. Les performances (statiques et dynamiques) sont d’ores et déjà satisfaisantes en bouclage ouvert et l’introduction du bouclage fermé à nettement amélioré les résultats notamment ceux de la vitesse (erreur réduite par rapport au cas du bouclage ouvert) ce qui montre les capacités de la méthode utilisée pour pallier les problèmes de suivi de trajectoires.Item Contribution à la commande prédictive non linéaire dans l’espace d’état des actionneurs électriques(Univérsité Oum El Bouaghi, 2020) Lammouchi, Zakaria; Barra, KamelCe travail présente la commande prédictive à ensemble fini du couple FS-PTC d'une machine à induction. La philosophie de l'algorithme de commande est de sélectionner l'état de commutation du convertisseur qui minimise l'erreur quadratique entre les prédictions de couple et de flux à leurs valeurs calculées pour tous les différents vecteurs de tension. Le vecteur de tension optimal qui minimise une fonction de coût est alors appliqué aux bornes de la machine à induction. Cette commande utilise seulement un pas en avant pour la prédiction (parfois 2 pas). La machine à induction est associée à de nombreuses topologies de convertisseurs statiques comme le convertisseur de tension à deux niveaux VSI-2L, les convertisseurs multi niveaux (à trois niveaux VSI-3L et quatre niveaux VSI-4L), puis étendu aux topologies matriciels (convertisseur matriciel indirect IMC et direct DMC). En raison de sa flexibilité, de nombreuses contraintes ont été ajoutées dans la fonction de coût global, y compris la protection contre les surintensités, la réduction de la fréquence de commutation moyenne, la minimisation de la puissance réactive, l’'équilibrage des tensions aux bornes des capacités d'éntrée,... La stratégie est très intuitive car elle est très simple et offre de meilleures performances par rapport à d'autres techniques de contrôle. Cependant, la (FS-PTC) est gourmande en termes de temps de calcul, puisqu'elle utilise tous les vecteurs de tension disponibles pour la prédiction, l'évaluation et l'optimisation, en effet la charge de calcul augmente rapidement avec le nombre des vecteurs de tension et les objectifs à contrôler. De plus, concevoir une fonction coût avec plus de deux objectifs de contrôle est une tâche complexe. La dernière partie du travail étudie et vérifie comment simplifier la commande conventionnelle FS-PTC en utilisant une table de commutation similaire à celle de la commande DTC afin de réduire le nombre de vecteurs de tension à prédire et les objectifs à contrôler. La nouvelle table de commutation permet également de réduire la fréquence de commutation moyenne et sa plage de variation. En conséquence, la fonction coût est simplifiée en n'exigeant pas d'inclure le terme de fréquence de commutation moyenne This work presents a finite states predictive direct torque control (FS-PTC) of an induction machine. The control algorithm selects the switching state of the converter that minimizes the quadratic error between torque and flux predictions to their computed values for all different voltage vectors. The optimal voltage vector that minimizes a cost function is then applied to the terminal of the induction machine. This control uses only one sample time for prediction. The induction motor is associated to many converter topologies such as two-level voltage converter VSI-2L, multi-level voltage inverter (three level VSI-3L and four level VSI-4L ), then extended to matrix converter topologies (indirect IMC and direct DMC). Due to its flexibility, many constraint terms have been added in the global cost function including over current protection, average switching frequency reduction, reactive power minimization, balancing capacitance voltages,… The strategy is very intuitive since it is very simple and provides best performances compared to other control laws. However, the (FS-PTC) is computationally expensive, since it uses all voltage vectors available from a power converter for prediction and evaluation and optimization. The computational burden is rapidly increased with the number of voltage vectors and objectives to be controlled. Moreover, designing a cost function with more than two control objectives is a complex task. The last part of the work investigates how to a simplify the conventional FS-PTC control by using a similar commutation table as in DTC control in order to reduce the number of voltage vectors to be predicted and objectives to be controlled. The new switching table also assists to reduce average switching frequency and its variation range. As a result, the cost function is simplified by not requiring to include the frequency term.