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See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/328996464 COMMANDE SANS CAPTEUR MECANIQUE D’UN MOTEUR ASYNCHRONE BASEE SUR L’APPROCHE MRAS AVEC ESTIMATION SIMULTANEE DE LA RESISTANCE STATORIQUE ET DE LA VITESSE ROTORIQUE Article · June 2011 CITATION 1 READS 690 3 authors, including: Some of the authors of this publication are also working on these related projects: COMMANDE SANS CAPTEUR View project Faults tolerant control for induction motor based on non-linear observers View project Soufyane Chekroun University Mustapha Stambouli of Mascara 23 PUBLICATIONS 148 CITATIONS SEE PROFILE Abdelkader Mechernene Abou Bakr Belkaid University of Tlemcen 34 PUBLICATIONS 132 CITATIONS SEE PROFILE All content following this page was uploaded by Soufyane Chekroun on 16 November 2018. The user has requested enhancement of the downloaded file. Sciences & Technologie B – N°33, (Juin 2011), pp 25-33 © Université Mentouri, Constantine, Algérie, 2011. 25 COMMANDE SANS CAPTEUR MECANIQUE D’UN MOTEUR ASYNCHRONE BASEE SUR L’APPROCHE MRAS AVEC ESTIMATION SIMULTANEE DE LA RESISTANCE STATORIQUE ET DE LA VITESSE ROTORIQUE S. CHEKROUN, M. ZERIKAT, A. MECHERNENE Laboratoire d’Automatique et d’Analyse des Systèmes « LAAS », ENSET D’Oran – BP 1523 – El Mnaouer Oran - Algérie Reçu le 29 Décembre 2009 – Accepté le 27 Mai 2011 Résumé On présente dans cette étude une méthode qui permet d’estimer la vitesse mécanique et la résistance statorique de la machine asynchrone afin de remédier aux inconvénients de la commande avec capteur et de l’influence des paramètres résistifs dans la commande de la machine asynchrone. Cette stratégie de contrôle permet de reconstituer la vitesse rotorique et la résistance statorique mutuellement à l’aide d’un observateur adaptatif basé sur la technique MRAS Model Reference Adaptive System. L’approche a été validée par simulation numérique pour étudier ses caractéristiques dynamique et statique. Les résultats des différents testes de simulation ont été effectués pour mettre en évidence les propriétés de robustesse et poursuite de trajectoire, d’un moteur asynchrone triphasé. Mots clés : Moteur asynchrone, commande vectorielle, estimation, commande sans capteur, MRAS mutuel. Abstract The main aim of this paper is to implement and evaluate a high performance sensorless vector control of Induction Motor drive. The parallel stator resistance and rotor speed estimation for MRAS-Sensorless with Direct Field Oriented Control is discussed in this paper. An MRAS is employed to obtain the resistance parameters and speed estimates. This technique is implemented using the Field Oriented Control technique as it provides better control of motor torque with high dynamic performance. The motor model is designed and membership functions are chosen according to the parameters of the motor model. The aim of the proposed sensorless control is to improve the performance and robustness of the induction motor drives under non linear loads variations is presented in this work. The availability of the proposed structure scheme is tested in simulation with Matlab-software. The results conclude that the efficiency and reliability of the proposed sensorless controller is excellent under a variety of operating conditions of the induction motor drive. Key words: Induction motor drives, vector control, DFOC, estimation, sensorless, parallel MRAS. ﺺ ﻣﻠﺨ اﻟﮭدف اﻟرﺋﯾﺳﻲ ﻣن ھذه اﻟد راﺳﺔ ھو ﺗﻘدﯾم طرﯾﻘﺔ ﻓﻌﺎﻟﺔ ﻟﻠﺗﺣﻛم ﻓﻲ اﻷداء اﻟﻌﺎﻟﻲ ﻟ ﻠﻣﺣ ر ك اﻻﺗ زاﻣﻧﻲ ﺑد و ن ﻻﻗ ط ﻟﻠﺳ رﻋﺔ، ﻋن طرﯾق ﺗﻘﻧﯾﺔMRAS أﺟ ل ﻣ ن إﯾﺟﺎد ﻘﺎ وﻣﺔ ﺑدء ﻣ اﻟﺣ رﻛﺔ اﻟﻣﺗﺻﻠﺔ ﺑﺎﻟﺗ واﻟﻲ ﻔﺎ ت اﻟﻌﺿ و اﻟﺗﺑ ت و ﻣﻊ ﻣﻠ ﺳ رﻋﺔ ا ﻟﻣﺣ ر ك اﻻﺗزاﻣﻧﻲ ﻓﻲ وﻗت واﺣد و ﺑطرﯾﻘﺔ ﻣﺗواز ﯾﺔ . وﯾﺗم ﺗﻧﻔﯾذ ھذه اﻟﺗﻘﻧﯾﺔ ﺑﺎﺳﺗﺧدام ﺗﻘﻧﯾﺔ اﻟﺗﺣﻛم أﻟﺷﻌﺎﻋﻲ اﻟﻣوﺟﮫ) DFOC ( ، ﺣﯾث أﻧﮫ ﯾوﻓر ﺳﯾطرة أﻓﺿل ﻋﻠﻰ ﻋ زم اﻟﻣﺣ ر ك ﻣﻊ أداء دﯾﻧﺎﻣﯾﻛﯾﺔ ﻋﺎﻟﯾﺔ . ﻧﺗﺎاج ھدا اﻟﻌﻣل ﻘﺗ ر ح اﻟﻣ ﺗﺄﻛد ﺗﺣﺳﯾن أداء ة وﻗ و اﻟﺗﺣﻛم ﺗﺣ ت ﺗﺣرﯾض رﻏم اﺧﺗﻼﻓﺎ ت اﻷﺣﻣﺎ ل اﻟﺧطﯾﺔ و أﯾظﺎ إﻟﻰ ة ﺗﺣﻛم ة وﺣد ﻔﺎء ﻛMRASﻘﺗ رﺣﺔ اﻟﻣ ﻓﻲ ظ ل ﻣﺟﻣ وﻋﺔ ﻣﺗﻧ وﻋﺔ ﻣ ن ظروف اﻟﺗﺷﻐﯾل. MRASƉ ңҳƤƣ:Ɓ ƙǁ ،Ʈǜ Ƴ ƧƣỷƸ Ƌ Ỹƌһƣừ ،ﻣﺣ ر ك ﻻ ﺗ زاﻣﻧﻲ S. CHEKROUNE, M. ZERIKAT, A MECHERNENE 26 a machine asynchrone occupe un domaine très important dans l'industrie et les transports et son utilisation dans la variation de vitesse n’est pas une chose nouvelle. Elle est appréciée pour sa robustesse, son faible coût d'achat et d'entretien, sa puissance massique et sa vitesse maximale supérieure. L'absence de collecteur mécanique lui permet d'être le moteur privilégié de nombreux domaines comme l'aérospatiale, la chimie ou la médecine (entretien moins fréquent) [1],[2],[3],[4]. Cependant ces avantages ont longtemps été inhibés par la complexité de la commande. De nombreuses stratégies de commande ont été développées pour en faire une machine qui dépasse les autres, même dans les systèmes commandés. En parallèle, l'apparition des processeurs numériques de signaux de plus en plus performants a rendu possible l'implantation à moindres coûts des lois de commandes sophistiquées la commande vectorielle, les commandes non linéaires (linéarisation entrée-sortie, linéarisation exacte, ...). L’application de certaines de ces méthodes à des procédés réels a montré leur efficacité. La commande vectorielle assure une dynamique élevée, introduite par Blaschke [2],[6],[11], c’est la première technique capable de doter la machine asynchrone de nouvelles performances au moins comparables celle de la machine à courant continu. Cette technique consiste à réécrire le modèle dynamique de la machine asynchrone dans un référentiel tournant, elle requiert l'installation d'un codeur incrémental afin de mesurer la vitesse et/ou la position rotorique. Les inconvénients inhérents à l'utilisation de ce capteur mécanique, placé sur l'arbre de la machine, sont multiples. D’abord, la présence du capteur augmente le volume et le coût global du système. Ensuite, elle nécessite un bout d'arbre disponible, ce qui peut constituer un inconvénient pour des machines de petite taille. Enfin, la fiabilité du système diminue à cause de ce dispositif fragile qui requiert un soin particulier pour lui- même et pour sa connectique. C'est à partir de cette constatation que l'idée d'éliminer le codeur incrémental est née et que les recherches sur la commande sans capteur mécanique de la machine asynchrone ont commencé. Plusieurs stratégies ont été proposées dans la littérature pour l’estimation de la vitesse de rotation, les méthodes basées sur le modèle de comportement de la machine qui s'appuie sur les techniques d'estimation et d'observation issues de l'automatique sont les plus utilisées. La technique d’estimateur adaptatif, MRAS (Système Adaptatif à Modèle de Référence), qui a été développer par Schauder [5],[8],[9],[13], c’est une des méthodes les plus utilisées mais on peut relever en particulier sa sensibilité à la variation des paramètres de la machine. C'est pourquoi, des chercheurs ont proposé une technique d'adaptation en ligne de la résistance statorique en utilisant la technique MRAS pour l’estimation de la vitesse mécanique et de la résistance statorique qui évoluent en cours de fonctionnement de la machine [10]. Dans ce travail, une analyse rapide de la modélisation du moteur asynchrone et de la commande vectorielle a été développée. Ensuite, la technique MRAS basée sur l’estimation adaptative de la vitesse de rotation et de la résistance statorique par le Système Adaptatif à Modèle de Référence (MRAS) est présentée. Cette méthode est étudiée et évaluée en simulation numérique pour analyser les performances et la robustesse de la commande proposée. 1. MODELISATION DE LA MACHINE ASYNCHRONE La machine asynchrone est une machine à courant alternatif appelée aussi machine à induction, caractérisée par le fait que son rotor ne tourne pas à la même vitesse que le champ tournant dans l’entrefer. La représentation de la machine asynchrone triphasée dans un modèle électrique est illustrée par la figure 1.[7]. Pour une commande en tension de la machine asynchrone, le modèle réduit correspondant dans le repère lié au stator est obtenu en considérant les composantes de courant ( isd , isq ) comme grandeurs de commande, et les variables ( rd , rq ) comme variables d’état. Les équations de la machine sont données de manière générale par les équations ci-dessus. Figure 1 : Représentation électrique d’un moteur asynchrone triphasée.    sd rq r r m rd r r m sq s s sd r r m s s sd v L L T L L i L i T L L R L i dt d                        ) 1 2   sq rq r r m rd r r m sq r r m s sd s s s sq v T L L L L i T L L R i L L i dt d                               2 1   r rq sd rd sq r m rq r rd r s sq r m rq rq r s rd r sd r m rd C J P J F i i J L L P dt d T i T L dt d T i T L dt d  uploads/Industriel/ 01.pdf