Commande prédictive non linéaire de la machine asynchrone
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Date
2009
Authors
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Publisher
Université Oum El Bouaghi
Abstract
Ce 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.