| Titre : | Estimation en ligne de l'état et des paramétres du moteur asynchrone triphase |
| Autre titre: | Estimation en ligne de l'état et des paramètres du moteur asynchrone triphasé |
| Auteurs : | Khaled Yahia, Auteur ; A BENAKCHA H, Directeur de thèse |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Editeur : | Biskra [Algerie] : Université Mohamed Kheider, 2005 |
| Format : | 93.P / Ill / 30/20 cm |
| Accompagnement : | CD |
| Langues: | Français |
| Langues originales: | Français |
| Mots-clés: | Machine asynchrone,Commande vectorielle,Estimation en ligne,Filtre de Kalman,vitesse,résistance rotorique. Asynchronous machine,Vector control,on line estimation,Kalman filter,speed,rotor resistance. آلة لاتزامنية – تحكم شعاعي – تقدير على المباشر– مرشح "Kalman" – سرعة – مقاومة الدوار. |
| Résumé : |
L'obtention de hautes performances avec une machine asynchrone demande des commandes complexes qui nécessitent notamment la connaissance des paramètres et des états rotoriques. Or, ces derniers de la machine asynchrone à cage sont par nature inaccessibles. Par conséquent, leur estimation s'impose. Dans ce contexte, notre travail s'appuie sur les deux volets suivants:
Elaboration d'une commande vectorielle directe sans capteur par l'utilisation du filtre de Kalman d'ordre complet et étendu à la vitesse mécanique de rotation. Les résultats de simulation montrent que ce filtre présente une robustesse intéressante vis-à-vis des perturbations extérieures et des variations paramétriques de la machine. Ces performances se traduisent directement sur le système d'entraînement global, dans lequel on observe des améliorations remarquables aussi bien en statique qu'en dynamique. Amélioration des performances statiques et dynamiques d'une commande vectorielle indirecte par l'utilisation du filtre de Kalman d'ordre complet et étendu à la résistance rotorique afin d'estimer en ligne sa variation avec la température et la fréquence. D'après les résultats de simulation du système d'entraînement global, l'adaptation en ligne de cette résistance rotorique dans le bloc de l'autopilotage permet de garantir le découplage artificiel entre le flux et le couple. Ceci constitue les performances bien connues de la commande vectorielle. Obtaining high performances with an asynchronous machine requires complex commands which require in particular the knowledge of the rotor parameters and states. However, the rotor states and parameters of the asynchronous cage machine are by nature inaccessible. Consequently, their estimation is essential. In this context, our work is pressed on the two following shutters: Development of a sensorless direct vector control by the use of the Kalman filter extended to the mechanical speed of rotation. The results of simulation show that this filter presents an interesting robustness with respect to the external disturbances and parametric variations of the machine. These performances are translated directly on the total system drive, in which one observes remarkable improvements as well in statics and in dynamics. Improvement of the static and dynamic performances of an indirect vector control by the use of the extended Kalman filter to rotor resistance in order to estimate on line its variation with the temperature and the frequency. According to the results of simulation of the total drive system, the on line adaptation of this rotor resistance in the block of the " autopilotage" permits to guarantee artificial decoupling between the flux and the torque. This constitutes the well-known performances of the vector control. ملخص: التحصل على ميزات جيدة بآلة لاتزامنية يتطلب طرق تحكم معقدة. هذه الطرق تتطلب معرفة مقادير وحالة الدوار خاصة. لكن مقادير وحالة الدوار في المحرك اللاتزامني بقفص غير قابلة للقياس المباشر. لهذا فتقريبهم يصبح ضروريا. من هذا المنطلق عملنا تركز على الجانبين الآتيين: - تحقيق تحكم شعاعي مباشر بدون لاقط باستعمال مرشح ""Kalman برتبة كاملة وممدد إلى سرعة الدوران الميكانيكية . نتائج التمثيل أوضحت بأن هذا المرشح يتميز بثبات معتبر ضد التأثيرات والتغيرات البرامترية للآلة. هاته الميزات تنعكس مباشرة على نظام التحكم الكلي ، أين نلاحظ تحسينات معتبرة في النظام الساكن والنظام الديناميكي. - تحسين الميزات الساكنة الديناميكية للتحكم الشعاعي الغير مباشر باستعمال مرشح ""Kalman ذو رتبة كاملة وممدد إلى مقاومة الدوار لتقريب تغيراتها بسبب الحرارة والتواتر على المباشر. حسب نتائج التمثيل للنظام الكلي، التكييف على المباشر لهذه المقاومة في جناح "autopilotage" يمكن من ضمان الإنفصال الإصطناعي بين التدفق والعزم. هذا يمثل الميزات المعروفة للتحكم الشعاعي. |
| Sommaire : |
Remerciements ……………………………………………………………………………………… I
Dédicace…………………………………………………………………………………………….. III Sommaire.………………………………………………………………………………….………... IV Notations et symboles ……………………………………………………………………………… VII Introduction …………………………………………………………………………...…… 1 Chapitre I: Modélisation de la machine asynchrone et de l’onduleur de tension Introduction ……………………………………………………………………………………….. 4 I. Modélisation de la machine asynchrone triphasée….…………………………………………… 5 I.1. Description et principe de fonctionnement………………………………………………….. 5 I.2. Hypothèses simplificatrices…………………………………………………………………. 6 I.3. Equations de tension en grandeurs de phase ……………………………………………….. 7 I.4. Application de la transformation de Park a la machine asynchrone triphasée……………… 9 I.4.1. Transformation de Park………………………………………………………………… 9 I.4.2. Modèle de la machine asynchrone triphasée dans le repère de Park généralisé……..… 11 I.5. Représentation d’état et choix d’un référentiel d'estimation………………......................... 12 I.5.1. Représentation d’état…………………………………………………………….……… 12 I.5.2. Choix d’un référentiel d’estimation …………………………………………...……….. 14 I.6. Représentation d’état du modèle de la machine asynchrone dans le repère lie au stator ….. 15 II. Modélisation de l’onduleur de tension………………………………………….……………… 16 Conclusion…………………………………………………………………………………………. 18 Chapitre II : Commande de la machine asynchrone et de l’onduleur de tension Introduction………………………………………………………………………………………… 19 I. Commande de la machine asynchrone…………………………………………………………… 20 I.1. Commande vectorielle à flux rotorique oriente (CV- OFR) ……………..…………………. 20 a. Commande vectorielle directe……………………………………………………………. 21 a.1. Découplage…………………………………………………………………………… 23 a.2. Régulation …………………………………………………………………………… 25 a.2.1. Régulation des courants…………………………………………………………. 26 a.2.2. Régulation de flux……………………………………………………………….. 27 a.2.3. Régulation de vitesse ……………………………………………………………. 29 b. Commande vectorielle indirecte …………………………………………………………. 30 II. Commande de l’onduleur……………………………………………………………………….. 31 II.1.Stratégies des MLI naturelle (sinus-triangle) …………………………………..…………… 32 III. Simulation ……………………………………………………………………………………… 34 III.1. Résultats de simulation de la commande vectorielle directe (CVD)……. ………………… 34 III.2. Résultats de simulation de la commande vectorielle indirecte (CVI) ………..……………. 35 III.3. Robustesse vis-à-vis de la variation de la résistance rotorique Comparaison entre la CVD et la CVI ………….. ………………………………... 37 Conclusion………………………………………………………………………………………….. 39 Chapitre III : Filtre de Kalman stochastique d'ordre complet Introduction…………………………………………………………………………………............. 40 I. Observateurs ……………………………………………………………………………………… 41 I.1. Principe des observateurs …………………………………………………………………….. 41 I.2. Classification des observateurs ………………………………………………………………. 42 II. Bruit ……………………………………………………………………………………………… 44 II.1. Bruit d'état …………………………………………………………………………………… 44 II.2. Bruit de mesure ……………………………………………………………………………… 45 III. Filtre de Kalman ……………………………………………………………………………….. 45 III.1. Modèle stochastique ……………………………………………………………………….. 45 III.2. Filtre de Kalman standard …………………………………………………………………. 48 III.3. Filtre de Kalman étendu …………………………………………………………………… 49 III.4. Détermination des matrices de covariance de bruit d'état et de mesure Q et R ……………. 50 IV. Application du filtre de Kalman standard …...…………………………………………………. 52 Conclusion ………………………………………………………………………………………….. 54 Chapitre IV: Commande vectorielle directe sans capteur mécanique du moteur asynchrone Introduction ………………………………………………………………………………………… 55 I. Application du filtre de Kalman étendu au MAS alimenté par un onduleur à MLI ……………. 56 I.1. Premier cas: Considération de la vitesse comme un état ……………………………………… 56 I.2. Deuxième cas: Considération de la vitesse comme un paramètre …………………………….. 59 I.3. Résultats de simulation………………………………………………………………………… 60 I.3.1. Premier cas: Considération de la vitesse comme un état …………………………………… 61 I.2.2. Deuxième cas: Considération de la vitesse comme un paramètre ………………………….. 63 II. Commande vectorielle directe (CVD) sans capteur de vitesse d'un MAS utilisant le filtre de Kalman étendu ………………………………………………………………………………… 64 II.1. Démarrage à vide avec introduction d'un couple de charge ………………………………… 65 II.2. Inversion du sens de rotation ……………………………………………………………….. 66 II.3. Fonctionnement en mode défluxé…………………………………………………………… 68 II.4. Estimation pour des faibles vitesses ……………………………………………………….. 70 II.5. Robustesse vis-à-vis de la variation paramétrique …………………………………………. 72 II.6. Estimation avec injection du bruit de mesure.……………………………………………… 72 II.7. Estimation en présence du bruit de mesure et variation paramétrique……………………… 73 Conclusion ………………………………………………………………………………………… 74 Chapitre V: Amélioration des performances dynamiques et statiques de la commande vectorielle indirecte Introduction ………………………………………………………………………………………… 75 I. Désorientation de la CVI ………………………………………………………………………… 76 II. Application du filtre de Kalman étendu au MAS alimenté par le réseau triphasé ……...……….. 77 III. Amélioration des performances dynamiques et statiques d'une CVI……..…………………….. 80 Conclusion ………………………………………………………………………………………….. 86 Conclusion générale ……………………………………………………………………… 87 Annexe………………………………………………………………………………………………. 90 Résumé/ abstract…………………………………………………………………………………….. 91 Bibliographie………………………………………………………………………………………… 92 |
Disponibilité (2)
| Cote | Support | Localisation | Statut | Emplacement | |
|---|---|---|---|---|---|
| TH/0055 | Mémoire de magistere | BIB.FAC.ST. | Empruntable | Salle de mémoires et de théses | |
| TH/0055 | Mémoire de magistere | BIB.FAC.ST. | Empruntable | Salle de mémoires et de théses |
Documents numériques (1)
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