Structures d'alimentation et stratégies de commande pour des systèmes multimachines asynchrones : application à la motorisation d'un robot mobile

par Alain Bouscayrol

Thèse de doctorat en Génie électrique

Sous la direction de Maria Pietrzak-David et de Bernard de Fornel.

Soutenue en 1995

à Toulouse, INPT .

mots clés

• Commande électronique
• Machines électriques
• Moteurs asynchrones
• Robots mobiles -- Commande automatique

Résumé

De nombreux systemes utilisent plusieurs machines asynchrones. Mais, jusqu'a present, on associait aux differents moteurs des alimentations independantes et des structures de commande propres a chacun. Ce travail est consacre a l'etude de la reduction des moyens de puissance d'une part et des moyens de commande d'autre part, pour de tels systemes multimachines. Ainsi, des onduleurs multimachines (m bras d'onduleur pour n machines) sont definis a l'aide d'une modelisation adaptee et generale. Quatre familles de structure sont proposees et analysees. Un controle vectoriel particulier, appele controle cartesien, est d'abord presente pour le controle direct (observateur de flux) d'une seule machine asynchrone. Outre la commande classique utilisant un controle separe de chaque machine, deux commandes multimachines originales sont presentees dans un souci de minimiser la puissance de calcul necessaire. Une architecture de commande fortement modulaire permet une realisation aisee des diverses combinaisons alimentation-commande. Ces differentes configurations sont alors appliquees a la motorisation bimachine d'un robot mobile. Elles conduisent a deux categories de trajectoires realisables: trajectoires souples ou discontinues. L'une de ces configurations a fait l'objet d'une realisation experimentale utilisant un seul microprocesseur standard (mc68000 de motorola)

Titre traduit

Power supply structures and control strategies for induction multimachine systems : application to a motorisation set of a mobile robot

Résumé

At the present time, several systems use multiple induction machines, which are supplied by independant inverters and are controlled with different microprocessors. This work leads to develop multimachine systems with a reduction of the number of power components and simplified algoritm controls. So, multimachine inverters (with m inverter legs for n machines) are constitued by the using of a special and general pattern. Four classes of multimachine inverter are proposed and studied. Then, a direct vector control with a flux observer, called cartesian control, is introduced for only one induction motor. Two original multimachine controls are deduced from the classical independant controls of several machines, and authorise an algorithm reduction. The diverse combinations of supply and control are realised in a modular way, and are applied to a bimachine motorisation set for a mobile robot. An experimental realisation validate one of this configuration by the using of only one standard microprocessor (Motorola MC 68000).