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Commande prédictive des machines électriques tournantesArticle de référence | Réf : D2902 v1
Auteur(s) : Mohamed Wissem NAOUAR, Éric MONMASSON, Ilhem SLAMA-BELKHODJA, Ahmad Ammar NAASSANI
Date de publication : 10 nov. 2008
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La notion d'implantation est définie comme étant l'introduction d'une fonctionnalité donnée sur un support physique. Dans le cadre de commande de machines électriques, la fonctionnalité à introduire constitue l'algorithme de commande, dont l'objectif est de contrôler l'état d'évolution de variables électriques ou mécaniques de la machine électrique (courant, flux, puissance, couple, vitesse...). Quant au support physique, il constitue la cible d'implantation. Cette dernière peut être de nature analogique ou numérique. Lorsqu'il s'agit d'une cible de nature analogique, le contrôle est conçu via des circuits analogiques. Lorsqu'il s'agit d'une cible de nature numérique, l'algorithme de commande est discrétisé et est réalisé via des solutions numériques.
Les premiers contrôles de machines électriques furent réalisés via des implantations de nature analogique. Les variations des grandeurs électriques dans les machines électriques sont très rapides et peuvent amener à une instabilité du système commandé. C'est pourquoi, les implantations analogiques se sont avérées performantes avec les avantages suivants :
la rapidité de contrôle via une action en continu qui assure des réponses quasi-instantanées. Cela permet de réaliser des contrôles ayant une large bande passante ;
les grandeurs traitées sont des grandeurs continues, donc la réalisation de contrôle s'effectue avec une haute résolution.
Cependant, on reproche aux commandes analogiques les défauts suivants :
les variations des contraintes thermiques inhérentes du circuit de contrôle se traduisant par une variation lente des grandeurs de contrôle, qui devraient rester constantes, et par l'apparition d'offset de tension dans les circuits de commande ;
la sensibilité aux perturbations produites par l'environnement du système électrique commandé, notamment par l'usage des convertisseurs statiques.
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CONVERSION DE L'ÉNERGIE ÉLECTRIQUE
(1) - BEN AMMAR (F.) - Machines asynchrones à contrôle vectoriel de flux. - [D 3 563], Convertisseurs et machines électriques, août 2002.
(2) - LOUIS (J.-P.), BERGMANN (C.) - Commande numérique. Régimes intermédiaires et transitoires. - [D 3 643], Convertisseurs et machines électriques, fév. 1997.
(3) - LOUIS (J.-P.), BERGMANN (C.) - Commande numérique des machines. Évolution des commandes. - [D 3 640], Convertisseurs et machines électriques, déc. 1995.
(4) - LOUIS (J.-P.) - Commande numérique des machines synchrones. - [D 3 644], Convertisseurs et machines électriques, mai 1999.
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MONMASSON (E.) - CIRSTEA (M.) - FPGA Design Methodology for Industrial Control Systems – A Review. - IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 54, no 4, p. 1824-1842, août 2007.
CHAPUIS (Y.A.) - BLONDE (J.P.) - BRAUN (F.) - FPGA Implementation by Modular Design Reuse Mode to Optimize Hardware Architecture and Performance of AC Motor Controller Algorithm. - In Proc. EPE-PEMC Conf., CD-ROM, sept. 2004.
RIESGO - TORROJA (Y.) - DE LA TORRE (E.) - Design methodologies based on hardware description languages. - IEEE. Trans. Ind. Electron., vol. 46, no 1, p. 3-12, fév. 1999.
CIRSTEA (M.) - Electronic Systems Integrated Modelling and Optimised Digital Controller Prototyping – a Novel (HDL) Approach. - IEEE Ind. Electron. Society Newsletter, vol. 52, no 3, p. 11-13, sept. 2005.
MENARD (D.) - SENTIEYS (O.) - Automatic Evaluation of the Accuracy of Fixed-point Algorithms. - IEEE/ACM Conf. Proc. on Design, Automation and Test in Europe, CD-ROM (2002).
ZHENGWEI (F.) - CARLETTA (J.E.) - VEILLETTE (R.J.) - A methodology for FPGA-based control implementation. - IEEE Trans. Control Systems Technology, vol. 13, no 6, p. 977-987, nov. 2005.
SLAMA-BELKHODJA (I.) - Entraînements Électriques à vitesse variable. - Polycopié de cours, édition, mai 2003.
BEN AMMAR (F.) - Machines asynchrones à contrôle vectoriel du flux. - Éditions techniques de l'ingénieur [D 3 563], août 2002.
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