Sur l'application de commandes adaptatives à une machine asynchrone alimentée en courant avec pilotage vectoriel

Abstract

Le travail présenté dans cette thèse porte sur l'étude d'un actionneur asynchrone et de sa commande adaptative. Après avoir modélisé l'onduleur de tension, nous avons présenté le modèle de la machine dans le repère tournant. La commande vectorielle avec réglage échantillonné souffre de sa grande sensibilité vis-à-vis de la constante de temps rotorique. Afin de rendre cette commande moins sensible vis-à-vis de ce problème, nous avons développé deux algorithmes d'estimation de la constante de temps rotorique. Néanmoins, ces algorithmes sont applicables à flux constant, autrement dit, le flux rotorique doit être réglé en boucle ouverte. La sensibilité du régulateur à paramètres fixes vis-à-vis des variations des paramètres de l'actionneur peut se résoudre par l'emploi des régulateurs auto-ajustables. Ainsi, nous avons développé l'approche indirecte et directe de ces régulateurs, dont la première structure est d'une performance satisfaisante. Cependant, elle nécessite un temps de calcul très lourd pour la résolution de l'équation Diophantine. Pour surmonter ce problème, la commande est calculée directement en fonction des paramètres estimés en supposant que l'erreur de poursuite est nulle en régime permanent: C'est l'approche directe de la commande auto-ajustable. Cette technique de commande donne des résultats très intéressants, sous réserve du choix d'une bonne pondération. Devant l'insuffisance des performances du régulateur auto-ajustable (rejet de la perturbation), nous avons fait appel aux régulateurs adaptatifs à modèle de référence qui se prête bien pour la compensation de toute perturbation de charge. La première technique développée est la commande adaptative par poursuite d'un modèle de référence AMFC, nous avons montré que cette commande est parfaitement robuste vis-à-vis des paramètres de l'actionneur. Nous avons également obtenu des résultats similaires avec l'algorithme simplifié AMFCS. La commande adaptative à modèle de référence présente un inconvénient concernant le calcul des différents coefficients de la loi de commande qui est assez volumineux. Nous avons présenté une autre méthode pour déterminer les coefficients de la loi de commande en imposant les pôles. Deux méthodes d'adaptation du réglage d'état ont été développées à savoir; adaptation par identification du système à réglage et adaptation par poursuite d'un modèle de référence. L'étude de ces méthodes nous a montré que le réglage d'état adaptatif semble satisfaisant pour une grande plage de variation des paramètres de l'actionneur. La commande adaptative de la machine suppose le flux rotorique et le couple résistant sont mesurables. Or d'une manière générale, pour les applications industrielles, on ne dispose pas de la mesure de ces grandeurs, nous avons utilisé alors un observateur de flux et un estimateur adaptatif de couple résistant. Les résultats de simulation ont permis de montrer un comportement très satisfaisant lorsqu'un observateur est utilisé aussi bien lors d'une variation paramétriques et/ou charge. Il ressort de l'étude présentée que la commande adaptative associée à un observateur représente une solution intéressante pour la commande du variateur considéré, à condition que le choix des différents paramètres, du mécanisme d'adaptation et de commande, se fasse convenablement. Bien que ces algorithmes soient relativement compliqués de mise en œuvre comparés aux régulateurs classiques simples, nous avons pu mettre en exergue certaines améliorations intéressantes. Le travail sur la commande de la machine asynchrone est loin d'être achevé. Comme perspective, les deux méthodes d'identification de la constante de temps rotorique présentées sont basées sur le calcul de la puissance réactive en régime établi, alors l'identification en régime dynamique n'est plus correcte, car la puissance réactive n'est pas définie. Il reste donc à développer d'autres méthodes d'identification de T, en régime transitoire de fonctionnement dont la dynamique doit être plus rapide, tel que la structure MRAS parallèle, ce qui va sûrement contribuer à mieux conduire la machine et améliorer les performances.