Browsing by Author "Rahem, Djamel"

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    Contribution à la commande prédictive des convertisseurs électromécaniques
    (Université De Larbi Ben M’hidi Oum EL Bouaghi, 2021) Aberkane, Hesna; Rahem, Djamel
    L'objectif de cette thèse est l'étude théorique et la validation de la commande prédictive du couple (PTC) et ses différentes variantes d'optimisation appliquée à la machine asynchrone (MAS) et la machine synchrone à aimant permanent (MSAP) alimentées via un onduleur de tension à deux niveaux puis via d'un convertisseur matriciel indirect (IMC) afin de minimiser la puissance réactive de coté réseau. La commande PTC remédie aux problèmes des oscillations et des bruits acoustiques qui sont apparus au niveau du couple électromagnétique et du courant statorique de la machine par l'application de la commande directe du couple classique (DTC) causé par leur fréquence de commutation variable due à l'utilisation des comparateurs à hystérésis. Le but de la conception d'une loi de commande prédictive optimisé (OPTC) est d'améliorer la stabilité et la robustesse du système en présence d'incertitudes, aussi l'optimisation énergétique pour les faibles couples de charge par l'inclusion du modèle des pertes (LMC) dans la structure de la commande PTC, et finalement l'élimination du processus de sélection des facteurs de pondérations dans la méthode de contrôle PTC. Les résultats obtenus dans cette thèse ont été validés par simulation numérique sur Matlab-Simulink et en pratique sur un banc d'essai à base d'une carte DSP 1104 au sein du laboratoire LGEA. The objective of this thesis is the theoretical study and validation of the predictive torque control (PTC) and its different optimization variants applied to the induction machine (IM) and for the permanent magnet synchronous machine (PMSM) firstly by a two-level voltage inverter then via an indirect matrix converter (IMC) in order to minimize the reactive power on the network side. The PTC method solve the problems of the oscillations and acoustic noises that have appeared in the electromagnetic torque and stator current of the machine by applying the classic direct torque control (DTC) caused by their variable switching frequency due to use of hysteresis comparators. The main goal of the design of an optimized predictive control (OPTC) is to improve the stability and the robustness of the system in the presence of uncertainties, also for the energy optimization when the machine is lightly loaded by a direct inclusion of the loss model (LMC) in the structure of the PTC method, and finally the elimination of the selection process of the weighting factors in the PTC control method. The results obtained by this thesis were validated by numerical simulation on Matlab-Simulink and by experiment on a test bench based on a DSP 1104 card in the LGEA laboratory. الهدف من هذه الأطروحة هو الدراسة النظرية والتحقق من التحكم التنبؤي في عزم الدوران و انواعه المختلفة المطبقة على الآلة غير المتزامنة و الآلة المتزامنة المتصلة بمغناطيس دائم بحيث تكون التغذية عبرمحول توتر اولا ثم عبر محول عاكس من نوع مصفوقة من أجل تقليل الطاقة الردية الصادرة من طرف الشبكة. تعمل طريقة التحكم التنبؤي على حل مشاكل التذبذبات والضوضاء التي تظهر في عزم الدوران الكهرومغناطيسي وفي التيار الخاص بالجزء الثابت للآلة بسبب تطبيق التحكم الكلاسيكي في عزم الدوران وتنتج هذه المشاكل بسبب تردد التبديل المتغيرالذي ينشا من استخدام المقارنات التباطئية. الهدف الرئيسي لتصميم التحكم التنبؤي المحسن هو تحسين استقرار ومتانة النظام في ظل وجود اضطرابات، وكذلك لتحسين الطاقة عندما يتم تحميل الآلة بشكل خفيف و بقيم صغيرة عن طريق التضمين المباشر لنموذج الخسائرفي بنية التحكم التنبؤي ، وأخيراً إلغاء عملية اختيار عوامل الترجيح في طريقة التحكم التنبؤي. تم التحقق من صحة النتائج التي تم الحصول عليها من خلال هذه الأطروحة عن طريق المحاكاة العددية على برنامج Matlab-Simulink ومن خلال التجربة على منصة اختبار بناءً على بطاقة DSP 1104 في المختبر.
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    Contribution à l’amélioration des performances statiques et dynamiques du moteur à aimants permanents
    (Université de Oum El Bouaghi, 2022) Hachelfi, Walid; Rahem, Djamel; Djouambi, Abdelbaki
    Cette thèse à pour objectif la contribution à l’amélioration des performances statiques et dynamiques de la machine synchrone à aimant permanent (MSAP). Après avoir présenté un état de l’art sur la MSAP et les différent stratégies de commande, nous avons opté pour cette type des machine la commande vectorielle, DTC, adaptative et la commande DTC d’ordre fractionnaire. Ensuite afin d’assurer des bonne performances de la présente machine et avoir une grande robustesse de la machine, nous avons utilisé plusieurs type des régulateurs de la boucle de vitesse, régulateur PI classique, régulateur, adaptative et régulateur d’ordre fractionnaire, dans le but d’augmenter les performances statiques et dynamiques de la machine. Dans cet étude nous avons étudiés les calculs d’ordre fractionnaire afin de les d’appliqués sur la DTC classique, les résultats obtenus sont très satisfaisants.
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    Etude D’une Chaine De Conversion De L’énergie Solaire Avec Système De Suiveur Solaire.
    (Université Oum El Bouaghi, 2021) Gaouas, Mehdi Redha; Ibn Cherif, Karim; Rahem, Djamel
    Ce travail s'articule autour des énergies renouvelables et de leur importance dans notre vie quotidienne, notamment l'énergie solaire photovoltaïque du fait de la demande mondiale croissante en énergie électrique et selon l'emplacement du soleil pendant la journée en Algérie du fait de sa situation géographique et il dispose d'un système solaire stock dans le bassin méditerranéen. Dans ce travail, on a étudié et expérimenté le suivi du mouvement du soleil à l'aide d'un suiveur des rayons solaires. On a effectué une simulation et une programmation du mouvement des rayons et comment le convertir en énergie électrique et amplifier cette énergie à l'aide d'un convertisseur survolteur qui est contrôlé par des algorithmes MPPT (P&O), Les résultats obtenus montrent également l'efficacité de l'appareil dans la production d'énergie, et cette énergie électrique peut être stockée par des batteries en fonction de la tension requise.
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    Méthodologies de conception et d’optimisation d’une chaîne de conversion d’énergie renouvelable
    (Université d'Oum El Bouaghi, 2023) Meddour, Sami; Rahem, Djamel; Laib, Hichem
    L'objectif de cette thèse est de concevoir et d'optimiser des chaînes de conversion d'énergie photovoltaïque (PV) pour des systèmes connectés au réseau et autonomes, en utilisant différentes stratégies de contrôle. La première partie de la recherche se concentre sur les systèmes PV connectés au réseau triphasé. Un convertisseur DC-DC avec contrôle de point de puissance maximale (MPPT) est utilisé pour extraire la puissance maximale du panneau PV. L'étude intègre des algorithmes MPPT méta-heuristiques, tels que l'optimisation de l'essaim de particules (PSO), pour obtenir un modèle équivalent du panneau PV, améliorant ainsi les performances et la vitesse de l'algorithme MPPT. Le contrôleur de modèle prédictif à états finis (FS-MPC) est introduit pour gérer le transfert d'énergie et la synchronisation dans un onduleur triphasé connecté au réseau. De plus, un algorithme d'optimisation de la baleine (WOA) est mis en oeuvre en tant que contrôleur MPPT avec un onduleur monophasé connecté au réseau. En outre, pour réduire le nombre de commutation dans un onduleur monophasé, un contrôleur à commutation réduite FS-MPC (RS-FS-MPC) est utilisé. Dans un onduleur connecté au réseau, il est nécessaire de maintenir une tension constante fournie par le système côté courant continu, qui est étudié et présenté dans cette recherche. Les méthodes utilisées dans la simulation du système sont basées sur l'utilisation d'un contrôleur proportionnel-intégral anti-windup (PI). Dans la deuxième partie de l'étude, un système autonome est considéré, où un algorithme d'optimisation hybride de l'essaim de particules avec évolution différentielle (DE-PSO) est développé pour surmonter la condition d'ombrage partiel (OP) dans différentes conditions climatiques et détecter les changements de charge. Enfin, les performances des techniques de contrôle proposées sont testées dans différentes conditions climatiques par simulation et validation expérimentale sur une plate-forme de test basée sur une carte DSPACE 1104 dans le cas du système monophasé proposé. Les avantages et les limitations de chaque technique de contrôle sont mis en évidence. The objective of this thesis is to design and optimize photovoltaic (PV) power conversion chains for both island and grid-connected systems under various control strategies. The first part of the research focuses on grid-connected PV systems. A DC/DC converter with maximum power point tracking (MPPT) control is employed to extract the maximum power from the PV panel. The study incorporates metaheuristic MPPT algorithms, such as particle swarm optimization (PSO), to obtain an equivalent model of the PV panel, thereby improving the performance and speed of the MPPT algorithm. The finite-state predictive model controller (FS-MPC) is introduced to manage energy transfer and synchronization in a three-phase grid-connected inverter. Moreover, a Whale Optimization Algorithm (WOA) is implemented as an MPPT controller with a single-phase grid-connected inverter. Furthermore, to reduce the number of switches in a single-phase inverter, a reduced-switching FS-MPC (RS-FS-MPC) controller is developed. In a gridconnected inverter, It is necessary to maintain a constant voltage supplied by the DC-side system, which is studied and presented in this research. The methods used in the simulation of the system are based on the use of a proportional-integral anti-windup (PI) controller. In the second part of the study, an autonomous system is considered, where a hybrid particle swarm optimization algorithm with differential evolution (DE-PSO) is developed to overcome the partial shading condition in different climatic conditions and detect changes in load. Finally, the performance of the proposed control techniques is tested in different climatic conditions through simulation and experimental validation on a test bench based on a DSPACE 1104 board in the case of the proposed single-phase system. The advantages and limitations of each control technique are highlighted.
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    Modélisation Analytique et numérique et controle d'un moteur à reluctance variable de type 6/4
    (Université Oum-El-Bouaghi, 2020) Derradji, Ilhem; Rahem, Djamel
    L’objectif de ce travail porte essentiellement sur la modélisation et la commande d’un moteur à réluctance variable type 6/4. Pour le dimensionnement et la conception d’une structure d’un MRV type 6/4, une approche numérique-analytique (FEM-EMC) est adoptée. On a élaboré un modèle analytique basé sur les schémas équivalents et le calcul des inductances, qui permet d’obtenir un prédimensionnement en tenant compte d’un cahier de charge. Pour illustrer la variation du champ magnétique dans les différentes parties du moteur, on a recours à l’utilisation d’un modèle numérique basé sur la méthode des éléments finis permettant la résolution des équations différentielles régissant le fonctionnement du MRV. Afin d’améliorer les performances statiques et dynamiques du prototype ainsi dimensionner, on lui applique certaines stratégies de commande : commande vectorielle « FOC », commande directe du couple « DTC » et la commande directe du couple modifiée « DTC modifiée ». Les résultats obtenus montrent une supériorité de la commande DTC modifiée par rapport aux autres commandes particulièrement dans la réduction des ondulations et du temps de réponse. A la fin, pour mieux améliorer et optimiser les caractéristiques du MRV particulièrement le couple (en termes d’ondulations) et la vitesse, on a suggéré d’utiliser une nouvelle technique de commande proche de la réalité et qui propose de remplacer le régulateur PI utilisé dans la commande DTC par un régulateur d’ordre fractionnaire basée sur la fonction de transfert idéale de Bode. Les résultats de simulation de la DTC avec régulateur d’ordre fractionnaire (DTCF) montrent des performances largement satisfaisantes que celles obtenues par la commande DTC avec PI classique (DTCPI). یتركز العمل في ھده الأطروحة علي تحسین أداء و كفاءة محرك دو ممانعة متغیرة نوع 6 الطور دو مستویین، من خلال تحسین خصائصھ الكھرومغناطیسیة و إعطاء لعزمھ دینامیكیة سریعة من دون الحاجة الى اي لاقط میكانیكي على الجزء الدوار. الدراسة تحتوى أساسا على : ** طریقة تحلیلیة تسمح بحساب الأبعاد الھندسیة لماكینة ذات ممانعة متغیرة انطلاقا من دفتر شروط، وھي ترتكز على إستراتیجیة الدوائر المغناطیسیة المكافئة. ** طریقة رقمیة تعتمد على منھج العناصر المنتھیة بواسطتھا ننشأ نموذج للمحرك في الحالة المشبعة ( صیاغة المشكلة .FEMM الكھرومغناطیسیة في مستوى ثنائي البعد ) كما نسھل و نفعل أسلوب المحاكاة . البرنامج المعالج ھو ** عمومیات حول الماكینات ذ وات الممانعة المتغیرة و تاریخھا و كذا الأبحاث الساعیة لتطویر أداءھا و أخیرا المفاھیم الأساسیة لھا . ** تطبیق استراتیجیة التحكم الشعاعي لتدفق التي تسمح لنا الحصول على خصائص مطابقة لخصائص محرك ذو تیار مستمر یتوافق بشكل كبیر مع المتطلبات الصناعیة . لكن بنیة ھدا التحكم تبقي حساسة لتغیر معاملات الآلة و تستوجب وضع لاقط میكانیكي لسرعة . ** تطبیق استراتیجیة التحكم المباشر في تدفق الجزء الساكن و في العزم الكھرو مغناطسیین ، في ھدا التحكم عن طریق اختیار من جدول استبدال لأشعة المموج نستطیع التحكم مباشرة وانفرادیا في التدفق و العزم الكھرومغناطیسي مما یعطى للمحرك صلابة ضد تغیر معاملاتھ و عزم دو دینامیكیة سریعة من دون الحاجة الى اي لاقط میكانیكي . سلبیة ھدا التحكم تكمن فى صعوبة السیطرة على تواتر الاستبدال . ** لأجل تحسین مواصفات التحكم السابق أزحنا قطاعھ الأول وجدولھ الحقیقي ب 30 ، النتائج المحصل علیھ من خلال المحاكاة بینت نقص واضح في معدل تموج التدفق و العزم الكھر ومغناطسیین . ** تطبیق إستراتیجیة جدیدة لتحكم تعتمد على استبدال المعدل التكاملي الكلاسیكي في التحكم المباشر للعزم الكھرو مغناطسي بمعدل تكاملي دو درجة جزئیة مع استعمال حلقة بوبد او دالة بود . نتائج المحاكاة بالسیمیلینك بینت تحسن واضح في خصائص المحرك الكھرومغناطیسیة. The aim of this work is to present a switched reluctance motor 6/4 motor modelling and control. A numerical-analytical (FEM-EMC) approach is applied for modelling and designing the switched reluctance machine type 6/4. The basic dimensions to build the machine are given and the 2D electromagnetic characteristics are accurately predicted. It was found that the flux density waveforms generated by the motor were completely non-sinusoidal and its maximum value varies periodically for aligned and unaligned position for the rotor. To improve the static and dynamic performance of this machine, several techniques are applied for the control. The control of 6/4 SRM is analyzed by the Direct Torque Control techniques. The torque is controlled directly through the control of magnitude of the linkage flux and the change in speed of the stator flux vector. It is seen that the dynamic performances of SRM6/4 are better with modified DTC compared to those found with FOC and classical DTC. The torque and current responses present lower ripple and lower time responses with modified DTC. Finally, a new model is presented on DTC of SRM based on the use of a fractional order controller PIλDμ. The latter use an elementary fractional order integrator as a reference model of the open-loop control system. The simulations results show that the fractional robustness and the efficiency of the fractional order DTC design are better compared to DTC with classic PI controller.
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    Modélisation Analytique et Numérique et Contrôle d’un Moteur à Reluctance Variable de type 6/4
    (Oum-El-Bouaghi, 2020) Derradji, IIhem; Rahem, Djamel
    L’objectif de ce travail porte essentiellement sur la modélisation et la commande d’un moteur à réluctance variable type 6/4. Pour le dimensionnement et la conception d’une structure d’un MRV type 6/4, une approche numérique-analytique (FEM-EMC) est adoptée. On a élaboré un modèle analytique basé sur les schémas équivalents et le calcul des inductances, qui permet d’obtenir un prédimensionnement en tenant compte d’un cahier de charge. Pour illustrer la variation du champ magnétique dans les différentes parties du moteur, on a recours à l’utilisation d’un modèle numérique basé sur la méthode des éléments finis permettant la résolution des équations différentielles régissant le fonctionnement du MRV. Afin d’améliorer les performances statiques et dynamiques du prototype ainsi dimensionner, on lui applique certaines stratégies de commande : commande vectorielle « FOC », commande directe du couple « DTC » et la commande directe du couple modifiée « DTC modifiée ». Les résultats obtenus montrent une supériorité de la commande DTC modifiée par rapport aux autres commandes particulièrement dans la réduction des ondulations et du temps de réponse. A la fin, pour mieux améliorer et optimiser les caractéristiques du MRV particulièrement le couple (en termes d’ondulations) et la vitesse, on a suggéré d’utiliser une nouvelle technique de commande proche de la réalité et qui propose de remplacer le régulateur PI utilisé dans la commande DTC par un régulateur d’ordre fractionnaire basée sur la fonction de transfert idéale de Bode. Les résultats de simulation de la DTC avec régulateur d’ordre fractionnaire (DTCF) montrent des performances largement satisfaisantes que celles obtenues par la commande DTC avec PI classique (DTCPI).
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    Modélisation Et Commande D’un Système De Production De L’énergie Electrique.
    (Université Oum El Bouaghi, 2021) Leghrib, Mohammed Bachir; Rahem, Djamel; Aberkane, Hesna
    Dans le contexte de la recherche croissante de nouvelles sources de production d'énergie électrique, y compris les énergies renouvelables, ce mémoire donne un aperçu sur l'étude et le contrôle d'un générateur éolien équipé d'une machine asynchrone à double alimentation dans le but d'exploiter la vitesse du vent pour produire une énergie propre sans pollution. Dans un premier temps, nous avons étudié le modèle mathématique pour tous les éléments qui constituent le générateur éolien (turbine et sa commande MPPT + générateur asynchrone double alimentation et sa commande vectorielle ainsi que la commande directe du couple électromagnétique), Les résultats obtenus par simulation montrent l'importance de choisir le meilleur modèle pour contrôler le générateur asynchrone à double alimentation, et le contrôle direct du couple donne des résultats très satisfaisants.
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    Predictive direct power control for photovoltaic grid connected system
    (ELSelsevier, 2013) Barra, Kamel; Rahem, Djamel
    The paper presents an improved predictive power control for a photovoltaic conversion chain connected to a grid based on finite states space model of the converter. The proposed control algorithm selects the switching state of the inverter that minimizes the error between active and reactive power predictions to their computed values for all different voltage vectors. The optimal voltage vector that minimizes a cost function is then applied to the output of the power converter. Once the proposed predictive strategy is validated, a multilevel converter is then used to improve and highlight the obtained results. The proposed predictive control strategy uses only one sample time prediction and it is very intuitive since it is very simple and provides best performances compared to other modulation techniques.