Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

وزا رة التع ـم ـــ لي ـ العالـــي و الـبحـــث العلـمـــــــــي MINISTERE DE L’E

وزا رة التع ـم ـــ لي ـ العالـــي و الـبحـــث العلـمـــــــــي MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE جامع ــ ـت فرحـاث عب اس ــ - سطيـ ـف ــ1 UNIVERSITE FERHAT ABBAS — SETIF1 UFAS1(ALGERIE) Faculté de Technologie Mémoire de Magister Présenté au département d’Electrotechnique Pour obtenir le diplôme de Magister en Electrotechnique Option : Commande Electrique par : NETTARI Yakoub Thème Commandes robustes et intelligentes des convertisseurs DC-DC Soutenu le 30/10/2014 devant le jury d’examen composé de : M. KHEMLICHE Professeur Université Ferhat Abbas de Sétif1 Président M. N. HARMAS Professeur Université Ferhat Abbas de Sétif1 Rapporteur A. CHAIBA MCA Université Ferhat Abbas de Sétif1 Examinateur A.BOUAFIA MCA Université Ferhat Abbas de Sétif1 Examinateur Dédicaces A mes chers parents A mes chères frères, à mes chères sœurs, à ma famille et à tous mes amis. SOMMAIRE xi Remerciements Je tiens à remercier en tout premier lieu Allah qui me donne la force et le courage pour terminer ce travail, après le prof. M.N.Harmas, Directeur de ce mémoire. Pour m’avoir proposé ce sujet de magister et de m’avoir aidé par ses idées et ses conseils durant toute les étapes de réalisation de ce travail.  Je remercie vivement le Pr. M.Khemliche: président du jury. Pour m’honorer de sa présence ainsi que pour son soutien et ses encouragements durant la préparation de ce travail. Je remercie également tous les membres du jury M. A.Bouafia et A. CHAIBA par la présence pour examiner le présent travail et pour l’intérêt qu’ils ont porté à mon travail.  M. Rahmani Lazhar le doyen de la faculté de Technologie. Par cette occasion je tiens à le remercier pour s’intéresser à juger mon travail, ainsi que pour tous ces efforts pour le bon avancement des travaux de recherches dans la faculté.  Dr. H.Radjai le chef de département d’électrotechnique, par sa présence pour ses efforts donnés durant mes années d’études dans l’université. Je remercie spécialement mon collègue A.I.Kafi pour leur soutien et leur aide qui m’a permis d’échanger des idées dans le même axe de recherche et pour son aide inédit sur la mise en forme et la rédaction du mémoire. Je ne peux pas oublier mes enseignants pour leurs efforts durant toutes mes années d’étude dans l’université et pour leur soutien durant la réalisation de ce mémoire. Enfin je remercie toute personne de près ou de loin qui a participé pour rendre ce travail réalisable et présentable. . Sétif, le 08 / 06 /2014 NETTARI Yakoub SOMMAIRE Sommaire INTRODUCTION GENERALE ................................................................. ….i Chapitre 01............................................................................................................................................... 1.1 LES CONVERTISSEURS DC-DC.............................................................. 1.1 1.1. Introduction .......................................................................................................................................1.1 1.2. Mode de fonctionnement du convertisseur statique.........................................................1.1 1.3. Convertisseurs DC-DC ....................................................................................................................1.2 1.4. Convertisseur dévolteur (Buck converter)............................................................................1.7 1.4.1. Mode de conduction continue. ....................................................................................................... 1.7 1.4.2. Limite entre la conduction continue et discontinue. ............................................................ 1.11 1.4.3. Mode de conduction discontinue .................................................................................................. 1.12 1.4.4. Rendement du convertisseur statique........................................................................................ 1.13 1.5. La modélisation mathématique de convertisseur dévolteur (Buck). .........................1.13 1.5.1. Modèle moyen de convertisseur dévolteur (Buck) avec pertes inclus. ........................ 1.14 1.5.1.1. En mode de conduction continu. ............................................................................................... ..1.14 1.5.1.2. En mode de conduction discontinu. ......................................................................................... ..1.19 1. 6. Concep ti on d’un converti sseur dévolte ur. .................................................................1.20 1.7. Test en boucle ouverte. ................................................................................................................ 1.22 1.8. Conclusion......................................................................................................................................... 1.24 Chapitre 02............................................................................................................................................... 2.25 COMMANDE PAR MODE GLISSANT ET SYNERGETIQUE ...............2.25 2.1. Introduction .......................................................................................................................................2.25 2.2. Principes généraux de la commande par modes glissants..............................................2.25 2.2.1. Synthèse de la surface de glissement .......................................................................................... .2.26 2.2. 2. Co ndi ti ons de convergence et d’exis tence (s tabi li té) .......................................... 2.28 2.2.3. Synthèse de la loi de commande. .................................................................................................. 2.29 2.3. Synthèse de commande du convertisseur dévolteur par mode glissant ..................2.32 2.3.1. Choix de surface. .................................................................................................................................. 2.33 2.3.2. Détermination de la commande. ................................................................................................... 2.33 2.3.3. Phénomène de chattrering. ............................................................................................................. 2.34 2.3. 4. Rem plac em ent de la fonc tion ‘’ sign’’ par une fonction continue .......................2.36 2.4. Commande synergétique. ...........................................................................................................2.37 2.4.1. Principe de la commande synergétique. .................................................................................... 2.38 2.4.2. Synthèse de la commande synergétique................................................................................... 2.38 2.4.3. Conception de la commande synergétique .............................................................................. 2.40 2.4.4. Loi de commande synergétique. ................................................................................................... 2.41 2.5. Résultats de simulation. ..............................................................................................................2.42 2.6. Synthèse des commandes améliorées ....................................................................................2.44 2.6.1. Mode glissant amélioré. .................................................................................................................... 2.44 2.6.2. Synergétique améliorée. ................................................................................................................... 2.44 2.6.2.1. Loi de commande avec limitation de courant ...................................................................... 2.45 SOMMAIRE 2.6.3. Loi de l'adaptation dynamique des paramètres de commande. ...................................... .2.46 2.6.4. Résultats de simulation des commandes améliorées........................................................... .2.47 2.6.5. Test de robustesse. ............................................................................................................................. ..2.49 2.7. Conclusion ........................................................................................................................................ 2.54 Chapitre 03............................................................................................................................................... 3.55 COMMANDE ADAPTATIVE FLOUE TERMINALE ............................. 3.55 3.1. Introduction .....................................................................................................................................3.55 3.2. Conception du contrôleur synergétique terminal. .............................................................3.55 3.3. Introduction aux systèmes flous ...............................................................................................3.57 3.3.1. Rappel sur les systèmes flous type-1 .......................................................................................... 3.57 3.3.1.1. Ensembles Flous............................................................................................................................... 3.58 3.3. 1.2. Foncti on d’Appartenanc e ......................................................................................................3.58 3.3.1.3. Base de règles. ................................................................................................................................... 3.60 3.3.1.4. Fuzzification....................................................................................................................................... 3.60 3.3. 1.5. L’i nférenc e .....................................................................................................................................3.60 3.3.1.6. Défuzzification ................................................................................................................................. 3.60 3.3.2. Approximation par les systèmes flous type-1 ........................................................................ 3.60 3.3.3. Théorème de l’approxi mati on uni vers elle ..........................................................................3.62 3.4. Commande adaptative floue directe et indirecte ...............................................................3.62 3.4.1. Commande adaptative floue directe............................................................................................ 3.62 3.4.2. Commande adaptative floue indirecte........................................................................................ 3.63 3.5. Commande adaptative floue indirecte par synergétique terminale. ........................ 3.63 3.5.1. Conception du contrôleur adaptatif flou selon la synthèse de Lyapunov .................... 3.63 3.5.2. Commande de supervision .............................................................................................................. 3.65 3.5. 3. Loi s d’adaptation ............................................................................................................................3.66 3.5.4. Algorithme de projection ................................................................................................................. 3.68 3.6. Résultats de simulation ............................................................................................................... 3.71 3.6.1. Test de robustesse. ............................................................................................................................. 3.73 3.7. Commande adaptative floue par mode glissant terminale ............................................ 3.78 3.7. 1. Loi s d’adaptation ............................................................................................................................ 3.79 3.8. Comparaison entre les commande AFTSMC et AFTSYC. ............................................... 3.80 3.9. Conclusion......................................................................................................................................... 3.82 Chapitre 04............................................................................................................................................... 4.83 OPTIMISATION DES PARAMETRES PAR LES ALGORITHMES GENETIQUES ......4.83 4.1. Introduction ..................................................................................................................................... 4.83 4.2. Algorithmes génétiques .............................................................................................................. 4.84 4.2.1. Outils évolutionnaires de base d'un (AG).................................................................................. 4.84 4.2.2. Optimisation par les algorithmes génétique ............................................................................ 4.85 4.2.3. Mécanismes de fonctionnement d’un (AG)............................................................................... 4.87 4.3. Optimisation des paramètres de contrôleur AFTSYC utilisant des Algorithmes Génétiques (GA)............................................................................................................................. 4.97 4.4. Conclusion......................................................................................................................................... 4.102 CONCLUSION GENERALE ET PERSPECTIVES ................................ C.1 Liste des figures Figure 1.1. Convertisseur Boost (élévateur de tension)............................................................................................. 1.3 Figure 1.2. Convertisseur Boost durant l’état on........................................................................................................ 1.3 Figure 1.3. Convertisseur Boost durant l’état off ....................................................................................................... 1.4 Figure 1.4. Convertisseur Buck-Boost ......................................................................................................................... 1.4 Figure 1.5. Convertisseur Buck-Boost durant l’état on ............................................................................................. 1.5 Figure 1.6. Convertisseur Buck-Boost durant l’état off .......................................................................................... 1.5 Figure 1.7. Convertisseur Cuk ....................................................................................................................................... 1.5 Figure 1.8. Le schéma de base du convertisseur dévolteur (Buck converter)........................................................ 1.7 Figure 1.9. Formes d’ondes des tensions et courants dans un convertisseur Buck en MCC .............................. 1.7 Figure 1.10. L’ondulation de la tension de sortie ....................................................................................................... 1.10 Figure 1.11. Tension aux bornes de l’inductance et courant la traversant (limite entre MCC et MCD) ........... 1.11 Figure 1.12. Forme d’ondes des tensions et courants en MCD............................................................................... 1.12 Figure 1.13. Circuit équivalent de convertisseur dévolteur (Buck) avec les pertes inhérentes aux éléments du circuit électrique ........................................................................................................................................ 1.14 Figure 1.14. Schéma de convertisseur abaisseur (Buck), lorsque M est à l’état ON ............................................. 1.15 Figure 1.15. Schéma de convertisseur abaisseur (Buck), lorsque M est à l’état OFF ........................................... 1.17 Figure 1.16. Circuit du convertisseur dévolteur implémenté avec Matlab/Simulink ........................................... 1.22 Figure 1.17. Réponses transitoires des modèles développés en boucle ouverte ................................................... 1.22 Figure 1.18 (a). Variation de la tension de sortie en fonction du rapport cyclique en boucle ouverte .............. 1.23 Figure 1.18 (b). La variation du rapport cyclique ....................................................................................................... 1.23 Figure 2.1. Plane de phase en mode glissant ............................................................................................................... 2.26 Figure 2.2. Commande équivalente .............................................................................................................................. 2.31 Figure 2.3. Plan de phase................................................................................................................................................ 2.42 Figure 2.4. Tension de sortie Vo ................................................................................................................................... 2.43 Figure 2.5. Signal de commande d. ............................................................................................................................... 2.43 Figure 2.6. Courant d’inductance iL. ............................................................................................................................ 2.43 Figure 2.7. Plan de phase pour différentes valeurs de T ........................................................................................... 2.44 Figure 2.8. Courant d’inductance (iL) avec des différentes valeurs de T ............................................................... 2.45 Figure 2.9. Plan de phase de l’approche (1) ................................................................................................................ 2.45 Figure 2.10. Plan de phase de l’approche (2) .............................................................................................................. 2.46 Figure 2.11. Interprétation géométrique d'adaptation de paramètre ....................................................................... 2.47 Figure 2.12 .Tension de sortie Vo, (SMC améliorée).. .............................................................................................. 2.47 Figure 2.13. Signal de commande d, (SMC améliorée). ............................................................................................. 2.48 Figure 2.14. Courant de l’inductance iL (A),(SYC améliorée ) ................................................................................. 2.48 Figure 2.15. Signal de commande d, (SYC améliorée). ............................................................................................. 2.48 Figure 2.16. Tension de sortie Vo, (SYC améliorée).. ............................................................................................... 2.49 Figure 2.17. Tension de sortie Vo, avec la variation de la tension de référence Vref .......................................... 2.49 Figure 2.18. Tension de sortie Vo, avec la variation de la tension d’entrée Vin ................................................... 2.50 Figure 2.19 .Tension de sortie Vo, avec la variation de la charge R........................................................................ 2.50 Figure 2.20. Réponse du système avec SMC avec la variation de R et k=3.105 .................................................... 2.53 Figure 2.21. Réponse du système avec SYC avec la variation de R et T=5.10-4 ................................................... 2.53 Figure 3.1. Structure d’un contrôleur flou ................................................................................................................... 3.57 Figure 3.2. Différentes formes des fonctions d’appartenance ................................................................................. 3.59 Figure 3.3. Commande adaptative floue directe ......................................................................................................... 3.62 Figure 3.4. Commande adaptative floue indirecte...................................................................................................... 3.63 Figure 3.5. Méthode du gradient avec projection ....................................................................................................... 3.68 Figure 3.6. Schéma global de la commande adaptative floue ................................................................................... 3.70 Figure 3.7. Fonctions d'appartenance avec trois ensembles pour la uploads/Industriel/ nettari-yakoub.pdf