Commandes non linéaires d'un moteur à courant continu sans balais pour les applications en robotique

Abstract

Ce mémoire concerne la modélisation et la commande non linéaire du moteur à courant continu sans balais. En premier lieu, nous avons présenté les notions fondamentales et le principe de fonctionnement de ce moteur. Puis, nous avons développé la modélisation de l’ensemble machine–commutateur pour le mode moteur et générateur dans les deux sens de rotation. La deuxième partie concerne la synthèse des lois de commandes: commande classique PI, commande par les modes de glissement et la commande par la logique floue. La structure de commande adoptée est celle en cascade où la boucle de courant est à l’intérieur de la boucle de vitesse. Par la suite, nous avons réalisé l’asservissement de vitesse de ce moteur sur la base de ces lois de commandes. Finalement, une étude comparative est menée relative aux performances obtenues par les commandes proposées. Pour satisfaire les besoins de ce mémoire, notre travail s'articule principalement autour de cinq chapitres: Le premier chapitre est consacré à la modélisation de la machine BLDC pour les deux modes de fonctionnement (moteur et génératrice). La modélisation faite pour le sens de rotation direct et inverse et en tentant compte de la chute de tension introduite par les interrupteurs électroniques. Au deuxième chapitre est déterminé un modèle continu du moteur BLDC. En premier lieu, nous présentons le modèle pour l’alimentation à deux phases, par la suite nous développons le modèle pour l’alimentation à trois phases. Les résultats de la simulation numérique permettent la validation des modèles présentés. Dans le chapitre troisième nous appliquons la commande classique proportionnel l'intégral à la machine BLDC. La structure de commande adoptée est celle en cascade ce qui facilite l’asservissement de la vitesse du moteur BLDC. Le quatrième chapitre traite quelques notions de la théorie de la commande par les modes de glissement. Par la suite, nous appliquons cette commande à la machine BLDC en utilisant la même structure en cascade pour asservir la vitesse du moteur BLDC. Le cinquième chapitre est consacré à la commande par la logique floue. Dans ce chapitre, nous exposons quelques notions de base de la commande floue et, nous appliquons cette commande à la machine BLDC. Enfin, pour montrer l'efficacité et la robustesse de ces commandes, une étude comparative entre ces commandes est exposée en chapitre six. Celle-ci est accomplie sur la base des résultats obtenus par les simulations numériques. Le présent mémoire se termine par une conclusion qui résume tous les résultats obtenus dans cette étude et qui présente quelques perspectives.