Commande Algorithmique D Un Syst Me Mono Onduleur Bimachine Asynchrone Destin La Traction Ferroviaire
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Commande algorithmique d'un système mono-onduleur bimachine asynchrone destiné à la traction ferroviaire
L'objectif de ce travail est de modéliser et de caractériser le comportement d'un système mono-onduleur bimachine asynchrone appliqué à la traction ferroviaire (bogie d'une locomotive BB 36000) en vue de la conception de sa commande. La première partie de ce mémoire est consacrée à la description détaillée du système global. L'analyse de l'influence des perturbations internes (variations paramétriques d'une machine) et externes (décollement du pantographe, patinage, broutement) de ce système est faite dans le cas d'une structure de commande vectorielle classique appliquée à chaque moteur de l'entraînement (structure de traction classique). Dans la deuxième partie, une nouvelle structure de propulsion est proposée. Elle est constituée d'un onduleur à deux niveaux de tension à modulation de largeur d'impulsion, alimentant en parallèle les deux machines asynchrones qui à leur tour permettent de créer la force de traction transmise aux essieux du bogie. La caisse de la locomotive représente une charge commune pour les deux moteurs. Plusieurs stratégies de commande coopérative sont étudiées, il s'agit des commandes : moyenne simple, moyenne double, maître - esclave alternée et moyenne différentielle. Une stratégie d'observation des modes électriques adéquate à ces différents contrôles est étudiée par la suite. Cet ensemble de commandes est validé à l'aide d'un logiciel de simulation SABER. Il correspond à une quasi-expérimentation dans la mesure où le système à contrôler est modélisé en langage MAST et toute la commande discrète en langage C dans l'environnement de SABER. La troisième partie est dédiée à la suppression du capteur mécanique ensuite appliqué dans les commandes coopératives précédemment proposées. Les méthodes partielles de reconstruction de la vitesse sont : la relation d'autopilotage, le filtre de Kalman mécanique, l'observateur à structure variable et MRAS. Finalement la description de la configuration matérielle pour la réalisation expérimentale est présentée.
Commande Algorithmique D'un Système Mono-Onduleur Bimachine Asynchrone
Ce travail comprend la modélisation et la caractérisation du comportement d'un système mono-onduleur bimachine asynchrone appliqué à la traction ferroviaire. D'abord, l'analyse de l'influence des perturbations internes et externes est faite dans le cas d'une structure de traction classique. Ensuite, il est proposé la nouvelle structure de propulsion constituée d'un onduleur alimentant en parallèle deux machines asynchrones qui à leur tour permettent de créer la force de traction transmise aux essieux du bogie. Plusieurs stratégies de commande sont étudiés, il s'agit des commandes: moyenne simple, moyenne double, maître-esclave alternée et moyenne différentielle. Une stratégie d'observation des modes électriques adéquate à ces différentes contrôles est étudie par la suite. Cet ensemble de commandes est validé à l'aide d'un logiciel de simulation SABER. Puis, la suppression du capteur mécanique ensuite appliqué dans les commandes coopératives précédemment proposées. Les méthodes partielles de reconstruction de la vitesse sont: la relation d'autopilotage, le filtre de Kalman mécanique, l'observateur à structure variable et MRAS.
Conception, étude et réalisation des algorithmes de commande des systèmes de traction asynchrone pour les TGV de nouvelle génération
CETTE ETUDE PORTE SUR LA COMMANDE D'UNE MACHINE ASYNCHRONE DANS LE CONTEXTE DE LA TRACTION FERROVIAIRE (TGV), POUR LE DOMAINE DES BASSES VITESSES. LES CONTRAINTES LIEES A CE TYPE D'APPLICATION SONT MULTIPLES. L'UTILISATION DES GTO IMPOSE UNE FREQUENCE DE DECOUPE FAIBLE, LA CHARGE MECANIQUE PEUT VARIER BRUTALEMENT, L'ETAGE D'ENTREE POSE DES PROBLEMES DE STABILITE POUR COMMENCER, L'ARTICULATION ENTRE LES DIFFERENTES COMPOSANTES DE LA COMMANDE (MLI, REGULATION, OBSERVATION) EST ETUDIEE PRECISEMENT. ENSUITE, LA MLI VECTORIELLE EST ANALYSEE. DES DEGRES DE LIBERTE SONT MIS EN EVIDENCE ET DEBOUCHENT SUR UNE MODIFICATION ORIGINALE DES SPECTRES HARMONIQUES QUI NE CHANGE EN RIEN LE COMPORTEMENT DYNAMIQUE DU SYSTEME. AU NIVEAU DE L'OBSERVATION, LA RECONSTITUTION DU FLUX ROTORIQUE EST ASSUREE PAR UN FILTRE DE KALMAN. IL UTILISE UNE DESCRIPTION STOCHASTIQUE QUI PREND EN COMPTE LES BRUITS D'ETAT ET DE MESURE DU SYSTEME. CONCERNANT LA REGULATION, DEUX STRUCTURES SONT PRESENTEES. L'UNE REPOSE SUR LA METHODE DU FLUX ORIENTE. L'AUTRE UTILISE UN MODELE DISCRET QUI EST DETAILLE DANS CE TRAVAIL. ELLE PERMET L'OBTENTION DE TRES GRANDES DYNAMIQUES DE COUPLE. DANS LES DEUX CAS, LE PROBLEME DE STABILITE LIE AU FILTRE D'ENTREE EST MIS EN EVIDENCE, PUIS RESOLU. UNE COMMANDE COMPLETE A ETE VALIDEE SUR UN BANC D'ESSAI INDUSTRIEL DE FORTE PUISSANCE