Estimation adaptative de la vitesse et de la résistance rotorique pour la commande par orientation du flux statorique d’un moteur asynchrone sans capteur mécanique

• Auteur / Autrice : Youssef Agrebi Zorgani
• Direction : Mohamed Boussak, Yassine Koubaa
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique, Génie électrique
• Date : Soutenance le 15/12/2012
• Etablissement(s) : Aix-Marseille en cotutelle avec École nationale d'ingénieurs de Sfax (Tunisie)
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Mathématiques et Informatique de Marseille (Marseille ; 1994-....)
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Driss Mehdi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Commande automatique

Machines asynchrones

Mots clés libres

Commande vectorielle par orientation du flux statorique

Machine asynchrone

Commande sans capteur mécanique

Estimation du couple résistant

Méthode adaptative avec modèle de référence (MRAS)

Observateur de Luenberger

Indirect stator field oriented control (ISFOC)

Asynchronous machine

Sensorless speed

Load torque estimation

Model Reference Adaptive System (MRAS)

Luenberger observers

Résumé

Les travaux de recherche développés, dans ce rapport de thèse de Doctorat traitent la commande vectorielle indirecte par orientation du flux statorique d'une machine asynchrone avec ou sans capteur de vitesse. L'approche développée utilise la méthode adaptative avec modèle de référence. Le modèle de référence ainsi que le modèle ajustable, qui sont développés dans un repère lié au stator, sont utilisés pour l'estimation de la vitesse de rotation, de la résistance rotorique et enfin l'estimation mutuelle de la vitesse de rotation et de résistance rotorique d'une machine asynchrone à partir de la connaissance des courants et tensions statoriques. Pour annuler l'erreur statique lors de la régulation de la vitesse et améliorer par la suite les performances des résultats obtenus, le couple résistant, qui peut être considéré comme une perturbation, a été estimé en se basant sur les variables d'état du moteur à commander. Pour cela une procédure d'estimation du couple résistant de la même machine a été développée en se basant sur un observateur de type Luenberger. Les résultats de simulation numérique obtenus dans l'environnement Matlab- Simulink ainsi que les résultats expérimentaux, obtenus sur deux plates formes d'essais de machines asynchrones équipées chacune d'une carte de commande temps réel de type DS1104, valident bien les algorithmes développés.

The research developed in this PhD report deal with indirect stator field oriented control (ISFOC) of an induction motor drive (IM), with and without speed sensor. The developed approach uses the method with Model Reference Adaptive System (MRAS). The reference model and the adjustable one, which are developed in stationary stator reference frame, are used to estimate the rotor speed, the rotor resistance and the simultaneous estimation of speed and rotor resistance of the (IM) from the knowledge of the stator currents and voltages. To cancel the static error in the speed control and ameliorate subsequently the performance results, the load torque, which can be considered as a disturbance, has been estimated based on the state variables of the motor to be controlled. For this, a procedure was developed to estimate the torque of the same machine based on a Luenberger observer. The numerical simulations results obtained with Matlab-Simulink software package as well as the experimental results, obtained on two platforms for testing asynchronous machines each equipped with a real time controller board of dSPACE, validate the developed algorithms.