Commande vectorielle et par logique floue de la machine asynchrone sans capteur

Abstract

Ce projet de fin d’études concerne l’élaboration d’une commande performante de la machine asynchrone en utilisant la commande vectorielle et des observateurs pour observer la vitesse de rotation et le flux rotorique. Après présentation du modèle de Park de la machine asynchrone, nous avons utilisé la commande vectorielle directe à flux rotorique orienté, l’alimentation est assurée par une cascade redresseur-filtre-onduleur. La même structure de commande est utilisée en deuxième partie, mais en introduisant deux observateurs de Luenberger observant la vitesse de rotation et le flux rotorique dans la machine et remplaçant le capteur de la vitesse et l'estimateur du flux rotorique. Dans la dernière partie, nous avons remplacé les régulateurs classiques par de régulateurs en logique floue. Des simulations ont été effectuées en MATLAB pour valider le choix des paramètres et tester les performances de la commande, elles montrent des résultats satisfaisants concernant la poursuite des références en plus de la convergence des erreurs de l’observation vers des valeurs statiques négligeables. Ce mémoire est divisé en quatre chapitres: Le premier chapitre est consacré à l’étude du modèle de la machine asynchrone, nous développons la transformation de Park pour rendre ce dernier plus simple. Puis, une partie est consacrée à l’étude de l’alimentation de la machine, une alimentation qui assure une variation de fréquence des courants et de l’amplitude des tensions statoriques. Nous étudions au deuxième chapitre, la commande vectorielle directe de la machine à flux rotorique orienté par des régulateurs classiques de type PI, nous utilisant des capteurs pour mesurer la vitesse de rotation et des capteurs pour mesurer les courants statoriques. En plus d’un estimateur qui estime le flux rotorique. L’élimination du capteur de vitesse de rotation et l’estimateur du flux rotorique sont traités au troisième chapitre. On utilise deux observateurs linéaires de Luenberger, le premier à ordre complet pour le flux rotorique et le deuxième est à ordre réduit. L’application de l’observateur à ordre réduit est précédée par la linéarisation du modèle de la machine. Le denier chapitre concerne la logique floue, nous introduisons ce type de commande et son application sur la machine asynchrone, avant de faire de comparaisons entre ce dernier et la commande vectorielle classique par des simulations. Ces simulations sont présentées dans tous les chapitres pour valider les modèles et tester la robustesse afin de justifier les choix donnés.