Allocation de commande pour l'électrotechnique et l'électronique de puissance

Control allocation for electrical engineering and power electronics

• Auteur / Autrice : Jérémie Kreiss
• Direction : Xuefang Lin-Shi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique
• Date : Soutenance le 06/12/2019
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Électronique, électrotechnique, automatique (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Institut national des sciences appliquées (Lyon ; 1957-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : AMPERE - Génie Electrique, Electromagnétisme, Automatique, Microbiologie Environnementale et Applications (Rhône) - Ampère / AMPERE
• Jury : Président / Présidente : Delphine Riu
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Xuefang Lin-Shi, Delphine Riu, Michel Malabre, Luca Zaccarian, Romain Delpoux, Jean-Yves Gauthier, Suzanne Lesecq, Jean-François Trégouët
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Michel Malabre, Luca Zaccarian

Mots clés

Mots clés contrôlés

Électronique de puissance

Électrotechnique

Commande automatique

Mots clés libres

Automatique

Electrotechnique

Electronique de puissance

Allocation de commande

Gestion saturation

Optimisation

Loi de commande

Convertisseur de puissance

Système linéaire

Redondance

Convertisseurs DC-DC

Contrainte

Automation

Electrotechnics

Power Electronics

Control Allocation

Constraint management

Optimization

Constraints

Power law

Power converters

Linear system

Redundant

DC-DC converters

Résumé

Cette thèse s'inscrit dans le cadre de l'utilisation de l'allocation de commande dans le domaine de l'électrotechnique et l'électronique de puissance. Elle comporte deux volets, le premier orienté sur la théorie de l'allocation de commande et le second en lien avec la conception de lois de commande pour les convertisseurs en parallèles. L'allocation de commande donne des solutions pour commander des systèmes redondants en entrée. Toutefois les définitions et caractérisations de cette classe de systèmes souffrent d'un manque d'uniformité. C'est pourquoi dans le premier volet, cette thèse présente de nouvelles définitions et caractérisations générales de systèmes linéaires redondants en entrée en prenant en compte les contraintes d'entrée et d'état. Le cadre d'application de la technique d'allocation dite "géométrique" est également étendu pour prendre en compte des contraintes d'entrée. À la lumière de ces contributions, nous montrons dans le second volet que le système de convertisseurs continus en parallèle alimentant une charge unique est redondant en entrée. Sur ce système, des techniques de commande basées sur l'allocation de commande sont utilisées en apportant des preuves de stabilité et de performance. Ces développements sont appuyés par des simulations et des expérimentations.

This thesis is about the use of control allocation theory in the field of electrical engineering and power electronics. It is composed of two parts. The first one is related to control allocation theory and the second one focuses on the control of a particular application: the parallel interconnection of DC/DC converters. The control allocation theory gives tools to design control laws for input redundant systems. However, current definitions about those systems suffer from a lack of uniformity. That is why the first part provides new definitions and characterisations of input redundant systems in order to take input and state constraints into account. Furthermore, the control allocation method named "geometric approach" is enhanced to deal with input constraints while designing the control law. Thanks to those contributions, it is shown in the second part that the system composed of the parallel interconnection of DC/DC converters to a single load is an input redundant system. On this system, some methods of the control allocation theory are used to design a controller with stability and performance guarantees. Simulations and experimentations are given to highlight those development.