Commande

Contrôle-commande des systèmes électromagnétiques

Au sein du thème Actionnement et Capteurs, on s’intéresse au développement des lois de commande pour des systèmes d’entraînement (moteur synchrone, machine à réluctance variable, moteur piézoélectrique) ainsi que l’implantation temps réel de ces algorithmes sur des cibles programmables types (DSP, FPGA, SoC).

Pour les machines à réluctance variable, le but est de concevoir des stratégies de commande selon le point de fonctionnement vitesse / couple. On peut différencier deux techniques:

  • - La stratégie de la commande instantanée: le couple est instantanément ajusté pour atteindre la référence en modulant les profils de couples monophasés (on utilise alors des caractéristiques de couple électromagnétiques établies en fonction de la position du rotor). Ces données sont obtenues par des calculs éléments finis.
  • - La stratégie de la commande moyenne: elle doit maintenir un couple moyen sur l’arbre de manière précise. Cet objectif est atteint en ajustant les angles de commutation et la valeur de courant de référence. Ces paramètres sont réglés hors ligne et stockés sous forme de tableaux pour être utilisés par la suite pour le contrôle en temps réel. Le réglage de ces paramètres se fait en se basant soit sur un critère de minimisation des ondulations du couple d'entraînement soit un critère de maximisation du rendement global du système. La figure ci-dessous présente la table de consultation des points de fonctionnement vitesse / couple pour les deux critères indiqués [thèse W.ARAB 2015]

Fig1. Plans couple/vitesse dans le cas d’un critère de minimisation des ondulations du couple électromagnétique (a,c) et dans le cas de la maximisation du rendement (b,d).

Fig1. Plans couple/vitesse dans le cas d’un critère de minimisation des ondulations du couple électromagnétique (a,c) et dans le cas de la maximisation du rendement (b,d).

D’autre part et pour les moteurs synchrones, on s’intéresse aux commandes sans capteurs mécaniques dans le cadre des applications avioniques.

Certains sujets sont prioritaires pour l’activité de recherche menée au GeePs. Il s’agit de :

  • 1) Le développement de lois de commande pour une génératrice à réluctance variable.
  • 2) La minimisation des vibrations d’origine électromagnétique dans les machines à réluctance variable qui constitue le principal frein pour le déploiement de ces machines dans le domaine du véhicule électrique.
  • 3) La commande sans capteurs des machines synchrones et à réluctance variable.
  • 4) L’implantation temps réel des lois de commandes sur des cibles type FPGAs et SoC.

Pour la validation expérimentale de ses stratégies de commande, le thème dispose d’un banc d’essai pour la machine à réluctance variable.

Fig2.Banc de test expérimental basé sur la machine à réluctance variable

Fig2.Banc de test expérimental basé sur la machine à réluctance variable