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Application des techniques intelligentes à la commande d’une machine asynchrone double étoile associée à un convertisseur matriciel
(2015-01-15) Meliani Bouziane; Encadreur: MEROUFEL Abdelkader
Résumé : Les machines polyphasées présentent un axe de recherche très important dans le domaine de la traction. Plusieurs travaux sont orientés actuellement vers les méthodes de commande à base de l’intelligence artificielle en vue d’une amélioration des performances en réglage. Cette thèse a pour objectif l’étude par simulation de la commande vectorielle d’une machine asynchrone à double étoile à flux rotorique orienté pilotée par deux convertisseurs matriciels. Donc en premier lieu, nous avons effectué une étude de modélisation et de simulation sur le convertisseur matriciel contrôle par deux méthodes scalaires. Ensuite nous nous sommes intéressés au régulateur PI pour régler la vitesse et à l’impact de son remplacement par d’autres régulateurs basés sur les techniques de l’intelligence artificielle tels que les régulateurs flous, neuronaux, le neuro-floue, le troisième axe du présent travail consiste à produire une commande vectorielle sans capteur de vitesse basé sur les techniques de l’intelligence artificielle, c'est principalement par des réseaux de neurones. A fin de valider et de tester le système complet (MASDE, convertisseur matriciel, techniques de commande) une étude de simulation sous l’environnement matlab a été effectuée. En termes de résultats obtenus, nous pouvons confirme les performances dynamiques et la robustesse vis-à-vis de la perturbation extérieure et de la variation paramétrique sans le recours à un capteur mécanique. Mots clés : Machine Asynchrone Double Etoile, convertisseur matriciel, commande vectorielle, régulateur PI, régulateur floue, réseau de neurones. كلمات مفتاحيه : : ياكُت كٓشبائيت الحضايُيت ثُائيت انُدى, انًحٕل انًظفٕفي, انخحكى انشعاعي ,يعذل حُاسبي حكايهي, يعذل انًُطك انغايض, انشبكاث انعظبيت
Commande directe du couple et des puissances d’une MADA associée à un système éolien par les techniques de l’intelligence artificielle
(2015-11-05) DJERIRI Youcef; Encadreur: MEROUFEL Abdelkader
Résumé (Français et/ou Anglais) : Cette thèse traite la modélisation, le contrôle et la simulation d'un système de conversion d'énergie éolienne à base d'une génératrice asynchrone à double alimentation (GADA) connectée directement au réseau par son stator et pilotée par son rotor par deux convertisseurs statiques. L'idée consiste à implémenter un système de contrôle découplé de la GADA pour assurer une meilleure qualité d’énergie et rendre le système insensible aux perturbations. Après la modélisation de la chaîne de conversion d’énergie éolienne complète avec exploitation de la commande MPPT, deux types de contrôle vectoriel ont fait l’objet de l’analyse pour le contrôle indépendant de la puissance active et réactive : la commande directe et la commande indirecte, basées sur des régulateurs classiques de type PI. D’après les résultats de simulation obtenus, la commande vectorielle indirecte avec deux boucles en cascades présente de meilleures performances pour un système invariant. Dans le cas où le système est soumis à des variations paramétriques, deux stratégies de contrôle sont apparus comme concurrentielles à la technique de contrôle vectoriel à savoir la commande directe du couple (DTC) et la commande directe de puissance (DPC). Les résultats obtenus mettent en évidence l’efficacité des stratégies de commande proposées en terme de robustesse. Cependant, la présence des correcteurs à hystérésis pose le problème de fluctuations sur les différentes grandeurs de sortie de la GADA. Deux techniques ont été préposées pour remédier à ce problème, DTC-3N et DPC-SVM. Pour atteindre notre objectif, nous avons opté pour les techniques d’intelligence artificielle à base de réseaux de neurones: DTC-RNA et DPC-RNA. L’amélioration des résultats obtenus en simulation a été validée comparativement aux travaux des articles cités en bibliographie. This thesis treats the modeling, the control and the simulation of a wind energy conversion system based a doubly fed induction generator (DFIG) connected directly to the grid by its stator and controlled by its rotor by back-to-back converter. The idea consists to implement a decoupled control system of the DFIG to ensure a better quality of energy and to make the system insensitive to disturbances. After the modeling of the full wind energy conversion system with MPPT, two types of vector control made the object of analysis for the independent control of active and reactive power: the direct control and the indirect control, based on conventional PI controllers. According to the obtained simulation results, the indirect vector control with two cascaded loops present the best performances for an invariant system. If the system is affected by parameters variations, two strategies of control appeared competing with the vector control technique, namely the direct torque control (DTC) and the direct power control (DPC). However, the presence of the hysteresis controllers poses the problem of fluctuations on the various output variables of the DFIG. Two techniques were proposed to cure this problem, DTC-3N and DPC-SVM. To achieve our objective, we chose the artificial intelligence techniques based neural networks: DTC-ANN and DPC-ANN. The improvement of the obtained results by simulation was validated compared to works of the papers quoted in bibliography.
Contribution à l’amélioration de la commande par mode glissant d’un MAS sans capteur mécanique
(2015-12-01) CHEBRE M’hamed; Encadreur: MEROUFEL Abdelkader
Résumé : Le moteur asynchrone suscite de plus en plus l’intérêt des industriels et des chercheurs travaillant dans le domaine des entrainements électriques. Les techniques de l’intelligence artificielle sont de plus en plus utilisées dans le domaine de l’électronique de puissance et la commande des processus. Nous nous proposons de les étudier dans le but de l’amélioration des fluctuations du couple électromagnétique d’un moteur asynchrone. La commande vectorielle et la commande directe du couple sont des commandes déjà utilisées dans les travaux. Notre contribution à ces techniques a pour objectif l’amélioration du mode glissant par une réduction des fluctuations que peut engendrer la commande rapprochée de l’onduleur et la commande algorithmique avec une simplification de la structure du variateur de vitesse Après avoir exposé la modélisation du moteur asynchrone ainsi que son alimentation, la commande vectorielle directe a été présentée. Pour s’affranchir des difficultés du régulateur conventionnel PI qui nécessite la connaissance approfondie du modèle du processus, nous avons implémenté dans un premier temps un régulateur PI dont les paramètres sont optimisés successivement par les AGs et PSO. Par la suite , nous nous sommes penchés sur la synthèse d’un contrôleur par mode glissant et afin de réduire les effets du phénomène de broutement causé par le signal de commande obtenu par le SMC, une combinaison entre la logique floue et le mode de glissement a été proposée . Afin de palier aux contraintes de la commande par orientation du flux rotorique, une autre alternative intéressante dite commande directe du couple a été abordée dans cette étude. Ceci parce que les contrôleurs à hystérésis présentent approximativement le même phénomène de broutement que le mode glissant . Pour terminer, deux approches de commande sans capteur mécanique (MRAS et observateur adaptatif de Luenberger ) sont présentées pour la CVD et la DTC. Des résultats de simulation sont présentés tout au long de ces travaux pour valider les études théoriques. Mots clés : MAS, onduleur, CVD, DTC, logique floue, réseaux de neurones, AGs, OEP, PI ,RMG, RMGF ,MRAS, observateur adaptatif de Luenberger. Abstract Researchers and industrials in the electrical tracking field are becoming more and more interested in the induction motor applications. Artificial intelligence techniques are becoming more popular in power electronics and process control domains. Our proposed study concerns the improvement of the induction motor’s electromagnetic torque fluctuations. The vector control and the direct torque control are two types of control already known. Our contribution to these techniques is aimed to improve the sliding mode by reducing the fluctuations that might be caused by the inverter and the algorithmic controls with a simplification of the speed variation structure. After the exposition of the induction motor as well as its power supply, the DFOC has been proposed. In order to overcome the difficulties encountered with the conventional PI regulator which requires knowledge of the process control , we have implemented as a first step, a PI controller whose parameters have been optimized using both AGs and PSO techniques. In the next step, we have studied the synthesis of a sliding mode controller. In order to reduce the effects of the shattering phenomenon caused by the control signal of the SMC, a combination of fuzzy logic and SMC has been proposed. Furthermore, to solve the problem of the DFOC constraints, another interesting alternative called DTC has been studied in this work. This is because the controllers with hysteresis present approximately the same shattering phenomenon as the sliding mode. Finally, two approaches of control without mechanic sensors (MRAS and adaptive observer of Luenberger) are presented for the DFOC and the DTC . Simulation results are presented all the way through this work to validate the theoretical study. Keywords : Induction motor, Inverter ,DFOC,DTC, Fuzzy logic, Neural network ,GA,PSO , PI, SMC,FSMC , MRAS, adaptive observer of Luenberger.
Etude et commande d’un système de production d’électricité renouvelable locale (énergie éolienne et photovoltaïque)
(2015-02-10) Boudjema Zinelaabidine; Encadreur: MEROUFEL Abdelkader
الملخص (بالعربية) : التنمية المستدامة والطاقات المتجددة تستقطب الآن اهتمام العديد من فرق البحث العلمي. تطوير انظمة الطاقة الهجينة التي تعتمد على الرياح و الطاقة الشمسية تمثل استثمارا كبيرا في بحوث التكنولوجيا. هذه النظم التي تنتج الكهرباء من الرياح والشمس يمكن أن تكون بديلا تكنولوجيا و اقتصاديا لمختلف مصادر الطاقة غير المتجددة. الهدف من أطروحتنا يتفرع الى قسمين، القسم الأول يهتم بدراسة تقنيات السيطرة القوية على المولدة، القادرة على تعظيم إنتاج طاقة الرياح وخاصة باستخدام المولدة اللامتزامنة مزدوجة التغذية. مع تعظيم الاستفادة، فإننا لا نعني فقط تحسين نوعية الطاقة وكفاءة استخدامها ولكن أيضا تقليل الأحمال الميكانيكية، الأمر الذي تنتج عنه امكانية تصنيع توربينات هوائية أخف وزنا وبالتالي تحسين الإنتاجية. للقيام بذلك، اكتشفنا مساهمة أوضاع الٳنزلاقات التقليدية ثم ذات الرتبة العليا الغامضة في تلبية دفتر الشروط المحدد. الهدف الثاني يكمن في دراسة و محاكاة النظام الهجين الذي يستعمل الرياح و الشمس، مع وحدة تخزين، لتغذية متلقي محلي. بعد نمذجة وتصميم ما تبقى من مختلف الهيئات التأسيسية للنظام الهجين، تم اختبار النظام ككل بواسطة عمليات محاكاة رقمية التي سمحت بالمصادقة على التقنيات المقترحة. و مع ذلك فإنها لم تصل بعد إلى حد الكمال مما يمهد الطريق أمام آفاق مستقبلية مثيرة للاهتمام. Résumé (Français et/ou Anglais) : Le développement durable et les énergies renouvelables suscitent aujourd’hui l’intérêt de plusieurs équipes de recherche. Le développement des systèmes d’énergie hybrides éolienne/photovoltaïque représente un grand investissement dans le domaine de la recherche technologique. Ces systèmes qui produisent de l’énergie électrique à partir du vent et du soleil peuvent constituer une alternative technologique et économique aux différentes sources d’énergies épuisables. L’objectif de de nos travaux de thèse est scindé en deux parties, la première consiste à étudier les techniques de commande robustes de la génératrice, susceptibles d’optimiser la production énergétique d’une éolienne, en particulier celle utilisant une génératrice asynchrone à double alimentation. Par optimisation, nous entendons non seulement améliorer la qualité de l’énergie produite et le rendement énergétique mais aussi diminuer les charges mécaniques de fatigue ; ce qui aurait pour conséquence de rendre possible la fabrication d’aéroturbines plus légères améliorant de ce fait la productivité. Pour ce faire, nous avons exploré l’apport des modes glissants classiques puis d’ordre supérieur flous pour répondre au cahier des charges fixé. La deuxième partie du travail traite l’étude et la simulation du système hybride éolien/photovoltaïque avec unité de stockage, alimentant un récepteur local. Après avoir modélisé et dimensionné le reste des différents organes constituant le système hybride, l’ensemble a été testé par des simulations numériques qui ont permis la validation des techniques proposées. Elles restent cependant perfectibles ouvrant ainsi la voie à des perspectives intéressantes.