| Titre : | Commande DTC sans capteur mécanique d’un moteur asynchrone par le filtre de kalman étendu |
| Auteurs : | Larbi Meriem Yasmine, Auteur ; Amer Réda Ben Abdelkader, Auteur ; Terras Tahar, Directeur de thèse |
| Type de document : | texte imprimé |
| Editeur : | 3- Université Saïda – Dr Tahar Moulay Faculté de Technologie DBR ELECTROTECHNIQUE, 2020/2021 |
| Format : | 105 p |
| Accompagnement : | CD |
| Langues: | Français |
| Catégories : | |
| Mots-clés: | Modélisation de la MAS ; mécanique |
| Note de contenu : |
Chapitre I : Modélisation de la MAS et son alimentation
I.1 Introduction………………………………………………………………………….4 I.2 Constitution de la machine asynchrone……………………………………………..4 I.2.1 Le stator…………………………………………................................................5 I.2.2 Le rotor………………………………………………………………………….6 I.2.3 Les organes mécaniques………………………………………………………...6 I.3 Principe de fonctionnement…………………………………………………………7 I.4 Modélisation de la machine asynchrone…………………………………………….8 I.4.1 Introduction……………………………………………………………………...8 I.4.2 Hypothèse simplificatrices………………………………………………………9 I.4.3 Modélisation de la MAS dans le plan triphasé abc……………………………...9 I.4.4 Mise en équation de la machine asynchrone dans le repère triphasé…………...10 I.4.4.1 Equations électriques……………………………………………………...10 I.4.4.2 Equations magnétiques……………………………………………………10 I.4.4.3 Equation mécanique……………………………………………………….11 I.4.5 Modélisation de la machine asynchrone dans le repère biphasé de PARK……..12 I.4.5.1 Transformation orthogonale de Park……………………………………...12 I.4.5.2 Décomposition de la transformation de Park……………………………...14 I.4.5.3 Choix du référentiel……………………………………………………….16 I.4.5.3.1 Référentiel lié au stator……………………………………………17 I.4.5.3.2 Référentiel lié au champ tournant…………………………………17 I.4.5.4 Couple électromagnétique………………………………………………...18 I.4.5.5 Equation mécanique……………………………………………………….18 I.4.5.6 Modèle de la machine asynchrone sous forme d’état……………………..18 ITable des matières I.4.5.6.1 Modèle d'état dans un référentiel tournant………………………...19 I.4.5.6.2 Modèle d'état dans un référentiel fixe au stator…………………...21 I.5 Modélisation de l’alimentation de la MAS………………………………………….22 I.5.1 Introduction……………………………………………………………………...22 I.5.2 Description du système d’alimentation…………………………………………23 I.5.2.1 Modélisation de l’onduleur à deux niveaux de tensions et de ses commandes MLI………………………………………………………………………..24 I.5.2.1.1 Introduction………………………………………………………..24 I.5.2.1.2. Principe de fonctionnement………………………………………25 I.5.2.1.3 Modélisation de l’onduleur à deux niveaux de tensions…………..26 I.5.2.1.4 Modélisation de la commande à modulation de largeur d’impulsion…………………………………………………………………………......27 I.5.2.1.5 Modélisation de la commande MLI sinus – triangle……………...29 I.6 Simulation de la commande MLI sinus – triangle…………………………………..29 I.7 Simulation de l’ensemble (Machine Asynchrone-Onduleur)……………………….31 I.8 Résultats de simulation de l’association (Machine- Onduleur)……………………..32 I.9 Conclusion…………………………………………………………………………..34 Chapitre II : Commande direct de couple de la MAS II.1 Introduction………………………………………………………………………...35 II.2 Principe du contrôle direct du couple………………………………………………36 II.3 Fonctionnement et séquences d'un onduleur de tension triphasée…………………36 II.4 Stratégie de commande directe du couple (DTC)………………………………….39 II.5 Règle de comportement des grandeurs à contrôler (flux, couple)………………….39 II.5.1 Contrôle du vecteur flux statorique……………………………………………40 II.5.2 Contrôle du couple électromagnétique………………………………………...42 II.5.3 Sélection du vecteur de tension………………………………………………..43 II.6 Les estimateurs……………………………………………………………………..44 II.6.1 Estimation du module et de la position du flux statorique……………………44 II.6.2 Estimation du couple électromagnétique……………………………………...45 II.7 Elaboration du vecteur de commande……………………………………………...46 II.7.1 Correcteur du Flux……………………………………………………………..46 II.7.2 Correcteur du couple…………………………………………………………..47 IITable des matières II.7.2.1 Correcteur à deux niveaux………………………………………………47 II.7.2.2 Correcteur à trois niveaux………………………………………………47 II.8 Elaboration de la table de commutation……………………………………………48 II.9 Avantages et Inconvénients de la commande directe de couple………………….49 II.10 Structure générale du contrôle direct de couple…………………………………..50 II.11 Régulation de vitesse de la machine asynchrone…………………………………50 II.12 Schéma global du contrôle direct du couple……………………………………...52 II.13 Résultats de la simulation et interprétations………………………………………53 II.14 Conclusion………………………………………………………………………...65 Chapitre III : Techniques d’estimation et d’observation, Etat d’art III.1 Introduction………………………………………………………………………..67 III.2 Types de capteurs mécaniques…………………………………………………….67 III.2.1 Les codeurs incrémentaux…………………………………………………....67 III.2.2 Codeur Absolus……………………………………………………………….68 III.2.3 Capteur électromagnétique (Résolveur)……………………………………....69 III.3 commande sans capteur mécanique……………………………………………….69 III.3.1 Définition d’un Estimateurs…………………………………………………..70 III.3.1.1 Estimateurs de flux statorique………………………………………….70 III.3.1.2 Estimateurs de flux rotorique…………………………………………..71 III.3.1.2.1 Estimation du flux rotorique basée sur un modèle en courant...72 III.3.1.2.2 Estimation du flux rotorique par une méthode d'élimination….72 III.3.1.2.3 Estimation de flux rotorique par un modèle en tension……….73 III.3.1.2.4 Estimateur de flux rotorique d'ordre complet…………………74 III.3.1.3 Estimateurs de flux et de vitesse……………………………………….75 III.3.1.3.1 Addition d'un modèle mécanique à l'estimateur de flux………75 III.3.1.3.2 Techniques basées sur la connaissance de la force contre électromotrice (f.c.e.m)………………………………………………………………… 76 III.3.1.3.3 Estimation de la vitesse par un système adaptatif utilisant un modèle de référence (MRAS)…………………………………………………………..76 III.3.1.3.4 Estimation de la vitesse par un filtre de Kalman……………...78 III.3.1.4 Limites d’utilisation des estimateurs……………………………………78 III.3.2 Structure d’un observateur…………………………………………………….78 IIITable des matières III.3.2.1 Classification des observateurs…………………………………………. III.3.2.1.1 En fonction de la nature du système considéré, ces observateurs peuvent être classés en deux grandes catégories………………………………………..79 III.3.2.1.1.1 Observateurs pour les systèmes linéaires…………….79 III.3.2.1.1.2 Observateurs pour les systèmes non linéaires………..80 III.3.2.1.2 En fonction de l'environnement considéré, deux grandes familles d'observateurs se distinguent…………………………………………………..80 III.3.2.1.2.1 Observateurs de type déterministes…………………..80 III.3.2.1.2.2 Observateurs de type Stochastique…………………..80 III.3.2.1.3 en fonction de la dimension du vecteur d'état, les observateurs du flux Peuvent être classés en deux familles…………………………………………..80 III.3.2.1.3.1 Observateurs d’ordre complet………………………..80 III.3.2.1.3.2 Observateur d’ordre réduit…………………………...80 III.4 Conclusion………………………………………………………………………...81 Chapitre IV : Commande sans capteur mécanique par le filtre de kalman IV.1 Introduction………………………………………………………………………..82 IV.2 Bruit……………………………………………………………………………….82 IV.2.1 Bruit d'état…………………………………………………………………….82 IV.2.2 Bruit de mesure……………………………………………………………….83 IV.3 Filtre de Kalman…………………………………………………………………..83 IV.3.1 Filtre de Kalman Étendu……………………………………………………...87 IV.3.2 Application de filtre de kalman étendu à la machine asynchrone……………89 IV.3.2.1 Le modèle d’état étendu de la MAS…………………………………...89 IV.3.2.2 Discrétisation du modèle du système…………………………………..90 IV.3.2.3 Détermination des matrices de covariances des bruits et d’état……….91 IV.4 Commande DTC sans capteur de vitesse d’un MAS utilisant le filtre de kalman étendu…………………………………………………………………………………… IV.5 Schéma bloc Simulink de la DTC sans capteur de vitesse utilisant filtre de kalman étendu…………………………………………………………………………...94 IV.6 Résultats de la simulation et interprétations……………………………………….95 IV.7 Conclusion…………………………………………………………………………98 IVTable des matières Conclusion générale …………………………………………………………………...99 |
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