Contribution aux stratégies de commandes non linéaires robustes appliquées à la machine asynchrone à double étoile sans capteur mécanique

Abstract

الملخص (بالعربية) :

بالنسبة للتطبيقات ذات القدرة العالية، تستخدم الآلات متعددة المراحل بشكل متزايد لأسباب الموثوقية وتقسيم الطاقة. نقترح هنا دراسة الآلة المزدوجة النجوم. وتتعلق هذه الأطروحة بالرقابة غير الخطية وتقدير الآلة اللامتزامنة ثنائية النجم. أولا، قدمنا أحدث ما توصلت إليه الآلات متعددة المراحل، ثم طورنا نموذج التجميع المعكوس للآلة اللامتزامنة ثنائية النجم. وبعد ذلك قمنا بتوليف قوانين التحكم ، باستخدام ثلاث استراتيجيات للتحكم هي: مكافحة النواقل ، والتحكم في نمط الانزلاق ، والتحكم في نمط الانزلاق الهجين باستخدام منظم الضبابية العصبية لتعديل السرعة. و أخيرا، نركز اهتمامنا على السيطرة القوية على الآلة بدون أجهزة استشعار ميكانيكية بالعمل على أساليب تقدير السرعة. ونحن نقتصر في هذه الدراسة على إدخال طريقتين للتقدير: نظام تكييف مرجعي نموذجي ومرشح كالمان الموسع للقضاء على المجس الميكانيكي وبالتالي خفض تكلفة نظام الدافع. وأجريت أيضا عدة اختبارات للقوة ضد الاختلافات البارامترية في إثبات فعالية قوانين الأوامر والتقديرات المقترحة. وفيما يتعلق بالنتائج المتحققة ، هناك أداء ديناميكي جيد وقوة في مواجهة الاضطرابات.

الكلمات المفتاحية : ، آلة مزدوجة النجوم غير متزامنة ، مكافحة الناقلات ، التحكم في نمط الانزلاق ، التحكم الهجين ، تقدير MRAS ، مرشح كالمان.

Résumé (en Français) :

Pour des applications de forte puissance, les machines multiphasées sont de plus en plus utilisées pour des raisons de fiabilité et de segmentation de puissance. Nous proposons ici d’étudier la machine asynchrone double étoile. Cette thèse est concernée la commande non linéaire et l’estimation du MASDE. D’abord, nous avons introduise l’état de l’art concernant les machines multiphasées, puis, nous avons développé la modélisation de l’ensemble machine-onduleur de la MASDE. Ensuite, on a présenté la synthèse des lois de commandes, en utilisant trois stratégies des commandes : Commande vectorielle, commande par mode glissant et la commande mode glissant hybride, utilisant le régulateur neuro-flou pour régler la vitesse. Finalement, nous centrons notre intérêt sur la commande robuste de la MASDE sans capteurs mécaniques en travaillant sur des méthodes d’estimation de la vitesse. Nous nous limitons cette étude à l’introduction de deux méthodes d’estimation : MRAS et le filtre Kalman étendu pour éliminer le capteur mécanique et réduire ainsi le coût du système d’entraînement. Pour prouver l’efficacité des lois des commandes et des estimations proposées, plusieurs tests de robustesse contre les variations paramétriques de la MASDE ont été aussi effectués. En termes de résultats obtenus, on constate de bonnes performances dynamiques et une robustesse vis-à-vis des perturbations.

Les mots clés : machine asynchrone double étoile, commande vectorielle, commande mode glissante, commande hybride, estimateur MRAS, filtre Kalman.

Abstract (en Anglais) : For high power applications, multiphase machines are increasingly used for reliability and power segmentation reasons. We propose here to study the double-star induction machine. This thesis is concerned to non-linear control and estimation of MASDE. First, we introduced a state-of-the-art for multiphase machines, then developed the modeling of the MASDE machine-inverter assembly. Second is concerned to synthesis of the control laws, using three control strategies are: Vector control, sliding mode control and the hybrid sliding mode control using neuro-fuzzy regulator to adjust the speed. finaly, we focus our interest on the robust control of the MASDE without mechanical sensors by working on methods of speed estimation. We restrict this study to the introduction of two estimation methods: MRAS and the extended Kalman filter to eliminate the mechanical sensor and thus reduce the cost of the drive system. Several robustness tests against parametric variations of the MASDE were also carried out to prove the effectiveness of the order laws and the proposed estimates. In terms of the results obtained, there is good dynamic performance and robustness in-face-of disturbances.

Keywords: double-star induction machine, vector control, sliding mode control, hybrid control, MRAS estimator, Kalman filter.