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N S L LS SP P- -I IE E B Ba at tn na a’ ’2 20 00 00 0 République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université de Batna Faculté des Sciences de l’Ingénieur Département d’Electrotechnique Laboratoire des Systèmes Propulsion-Induction Electromagnétiques, LSP–IE, Batna’2000 Mémoire pour l’Obtention du Diplôme de Doctorat en Sciences en Génie Electrique Présenté par : BENAICHA Samira Ingénieur d’État, Magister en Electrotechnique de l’Université de Batna Maître Assistante A, Université de Sétif Thème CONTRIBUTION A LA COMMANDE TOLERANTE AUX DEFAUTS D’UN SYSTEME A MOTORISATION ASYNCHRONE : "Apport de l’Intelligence Artificielle pour l’aide à la Supervision et à la Décision " Soutenu le,…. … …………., devant le jury composé de : N. NAIT-SAID Professeur Université de Batna Président F. ZIDANI Professeur Université de Batna Dir. Thèse –Rapporteur– M.S. NAIT-SAID Professeur Université de Batna Co-Dir. Th. –Rapporteur– S. CHAOUCH Maître de Conférences A Université de M’Sila Examinateur L. RAHMANI Maître de Conférences A Université de Sétif Examinateur A. COLEA Professeur Université de Biskra Examinateur A la mémoire de mon Père A la mémoire de mon frère Abdel Karim. Pour l’étoile source d’affection et persévérance Pour l’être le plus chère au monde ma Mère A Mes frères et sœurs A Mes Nièces et Neveux REMERCIEMENTS C’est la première des pages qui reste, pourtant, la dernière à écrire... Et voila enfin, le moment d’achever ces années de travail et de recherche au sein du laboratoire de recherche LSP-IE, ou Laboratoire des systèmes de Propulsion-Induction Electromagnétique, Faculté d’Ingénieur , Département de Génie Electrique Université de Batna. Je remercie Dieu et je suis bienheureuse de pouvoir exprimer toute ma gratitude sincère envers les personnes qui m’ont aidé en contribuant à l’aboutissement de cette thèse. A ce passage, je tiens particulièrement à remercier tout en exprimant ma profonde gratitude à Madame Fatiha Zidani, Professeur au Département de Génie Electrique (Electrotechnique) à Université de Batna, pour avoir su diriger ce travail, pour ses grandes compétences scientifiques, pour ses remarques pertinentes et pour ses conseils constructifs pour mener à bien un travail de recherche. Cela va avec la manière de mettre tous les atouts pour aboutir et pour réussir. Ces orientations m’ont profondément marqués et j’espère pouvoir continuer à en tirer les bénéfices pendant la carrière à venir. Je lui suis particulièrement reconnaissante pour avoir toujours répondu présente, surtout pendant les moments difficiles où des verrous de nature technico-scientifique semblaient difficiles à surmonter. Enfin, je dois lui reconnaître sa clairvoyance sur les axes de recherche à suivre et sa détermination à mener les travaux de recherche jusqu’au bout, sans oublier son soutien avec la confiance et l’amitié qu’elle ma toujours témoignées. Que ce mémoire soit la marque de toute ma considération et de mon estime envers elle. Que Monsieur Mohamed-Saïd Naït-Saïd, Professeur au Département de Génie Electrique (Electrotechnique) à Université de Batna, soit également remercié pour l’honneur qu’il ma fait en acceptant d’être l’un des rapporteurs de cette thèse, mais aussi pour ses remarques et ses encouragements qu’il a su m’adresser, sa grande expérience, ses qualités scientifiques et humaines qui ont été toujours pour moi un générateur de motivation. Ses conseils sont souvent judicieux et ses orientations suggérées ont été pour moi autant d’aides inestimables. Que Monsieur Rachid Naït-Saïd, Maître de Conférences à l’Institut Hygiène et Sécurité à l’Université de Batna, trouve ici à cette occasion le témoignage de ma plus profonde gratitude pour les aides précieuses qu’il ma prodiguées tout le long de la réalisation de ce travail. L’étude présentée dans le mémoire comporte une phase de validation expérimentale, laquelle a été cruciale d’une part pour la consolidation des résultats obtenus par simulation, et d’autre part pour enrichir mes connaissances sur les architectures et dispositifs du nouveau système DSPACE. J’ai alors fortement apprécié l’aide et la disponibilité que m’a accordées Monsieur Gérard Champenois, Professeur à l’Université de Poitiers et Directeur du Laboratoire d’Automatique et d’Informatique (LAII) pour que mon stage soit si fructueux. Je lui remercie vivement encore une fois et pour l’accueil au sein de son Laboratoire et surtout pour sa disponibilité malgré son agenda si chargé. Que Monsieur Nasreddine Naït-Saïd, Professeur au Département de Génie Electrique (Electrotechnique) à Université de Batna, soit chaleureusement remercié pour l'honneur qu'il me fait en acceptant de présider le jury de cette thèse. Qu’ils soient tous remerciés d’avoir accepter d’être membres de jury examinateurs de la présente thèse dont leurs jugements me seraient certainement d’un grand profit, à savoir : Mademoiselle Souad Chaouch, Maître de Conférences à la Faculté d’Ingénierie de l’Université de M’Sila, Monsieur Lazhar Rahmani, Maître de Conférences à la Faculté d’Ingénierie de l’Université de Sétif, Monsieur Amar Golea, Professeur à l’Université de Biskra. Que Messieurs Abdessalam Makouf et Said Drid, respectivement, Professeur à Université deBatna et Directeur de laboratoire LS-PIE et Maître de Conférences à l’Université de Batna (membre actif du LSPIE) soient remerciés pour les moyens expérimentaux mis à mon service pour asseoir davantage ma maîtrise dans l’implantation des commandes sur DSPACE en essayant d’apporter des améliorations des résultats expérimentaux obtenus au LAII de Poitiers. Je ne pourrai clore ces remerciements sans une pensée très personnelle aux membres de ma famille pour l’inestimable soutien moral et les nombreux encouragements que j’ai toujours reçu de leur part. Je remercie de tout mon cœur mes Sœurs et frères, Nadra, Yasmina, Ghania, Naima, Fairouz, Hakim, AbdeSalem, Mohamed et Halim. Ce fut pour moi un honneur d’avoir suivi ce parcours inimaginable, dont vous connaissez bien connu les contraintes. Je tiens à dire toute ma sympathie aux personnes avec lesquelles j’ai passé des moments formidables. Je pense bien sûr à mes amies d’enfance et amies rencontrées lors de mon parcours universitaire, particulièrement Madame Nora Slimani, Mademoiselle Ghania Zidani et Mademoiselle Louisa Benfarhi, Maître de Conférences à l’Université de Batna. S. Benaicha Lab. LSPIE, Mars 2010 i CONTRIBUTION A LA COMMANDE TOLERANTE AUX DEFAUTS D’UN SYSTEME A MOTORISATION ASYNCHRONE : "Apport de l’Intelligence Artificielle pour l’aide à la Supervision et à la Décision " Mots Clés—Machine Asynchrone (MAS) ou Induction Machine, Space Vector Modulation (SVM), Field Oriented Control (FOC)), Variations Paramétriques, Direct Torque Control (DTC), Torque Ripple Minimisation, Fuzzy Logic, Fuzzy Logic Controller (FLC), Fault Tolerant Control (FTC), Résumé—La présente thèse traite les différentes contributions apportées par l’usage des techniques de la logique floue quant à l’amélioration des performances de la commande par orientation du flux (FOC) et la commande directe du couple (DTC) utilisées dans un entraînement à motorisation asynchrone. Ces améliorations concernent la robustification de la première contre les dérives paramétriques et la réduction des taux d’ondulations sur le couple pour la seconde. Ce qui donnera motivation à chercher aussi à performer une continuité de service du fonctionnement du système en jumelant les deux commandes précitées dans le contexte des commandes tolérantes aux défauts, particulièrement ceux émanant du capteur de vitesse. A ce niveau là, il s’agit bien de réaliser une transition judicieuse entre les deux commandes en plein fonctionnement lorsque un défaut capteur vitesse intervient et qu’un relais est établi entre les deux commandes pour le fonctionnement normal (sain) et celui dit dégradé. Les propositions exposées dans la thèse ont été validées sur la base des travaux de simulations reposant sur des contrôleurs flous FLC conçus sur la base d’une expertise élaborée à partir du fonctionnement du système. Il est toutefois mentionné que l’une des commandes baptisée DTC_SVM_FLC, qui garde d’excellentes caractéristiques dynamiques attribuées aux stratégies DTC classiques, a été validée expérimentalement sur un banc d’essai intégrant un onduleur à deux niveaux alimentant, une machine asynchrone de 1kW et un système de commande DSPACE. ﺨﺹ ﻠ ﻤ _ إن اﻷﻃﺮوﺣﺔ اﻟﻤﻘﺪﻣﺔ ﺗﻌﺎﻟﺞ ﻣﺨﺘﻠﻒ اﻟﻤﺴﺎهﻤﺎت ﺑﺎﺳﺘﻌﻤﺎل ﺗﻘﻨﻴﺎت اﻟﻤﻨﻄﻖ اﻟﻐﺎﻣﺾ ﻓﻲ ﺗﺤﺴﻴﻦ ﻗﺪرات اﻟﺘﺤﻜﻢ ﺑﻮاﺳﻄﺔ ﺗﻮﺟﻴﻪ اﻟﺘﺪﻓﻖ (FOC) و آﺬا اﻟﺘﺤﻜﻢ اﻟﻤﺒﺎﺷ ﺮ ﻟﻠﻤﺰدوﺟﺔ (DTC) اﻟﻤﺴﺘﻌﻤﻠﻴﻦ ﻓﻲ اﻟﺪﻓﻊ ذي اﻟﺘﺤﺮیﻚ ﻏﻴﺮ اﻟﻤﺘﺰاﻣﻦ . (IM) هﺬﻩ اﻟﺘﺤﺴﻴﻨﺎت ﺗﺨﺺ ﺻﻼﺑﺔ اﻟﻨﻮع اﻷول ﻣﻦ اﻟﺘﺤﻜﻢ ﺿﺪ اﻻﻥﺤﺮاﻓﺎت اﻟﺒﺮاﻣﻴﺘﺮیﺔ، و اﻟﺘﻘﻠﻴﻞ ﻣﻦ ﻥﺴﺐ ﺗﻤﻮﺟﺎت اﻟﻤﺰدوﺟﺔ ﺑﺎﻟﻨﺴﺒﺔ ﻟﻠﻨﻮع اﻟﺜﺎﻥﻲ، و هﺬا ﻣﻤﺎ یﺤﻔﺰ ﻋﻠﻰ اﻟﺒﺤﺚ أیﻀﺎ ﻋﻦ ﺗﺤﺴﻴﻦ اﺳﺘﻤﺮاریﺔ ﺗﺸﻐﻴﻞ اﻟﻤﻨﻈﻮﻣ ﺔ ﺑﺎﻟﺠﻤﻊ ﺑﻴﻦ اﻟﺘﺤﻜﻤﻴﻦ ﺎ اﻟﺴ ﻟﻔﻲ اﻟﺬآﺮ ﻓﻲ ﻣﺠﺎل اﻟﺘﺤﻜﻤﺎت اﻟﻘﺎﺑﻠﺔ ﻟﻠﺨﻠﻞ، و ﺑﺨﺎﺻﺔ اﻟﺨﻠﻞ اﻟﻤﺘﻌﻠﻖ ﺑﻤﻠﺘﻘﻂ اﻟﺴﺮﻋﺔ . و ﻓﻲ هﺬﻩ اﻟﺤﺎﻟﺔ، یﺘﻌﻴﻦ إﺣﺪاث اﻥﺘﻘﺎل دﻗﻴﻖ ﺑﻴﻦ اﻟﺘﺤﻜﻤﻴﻦ ﺥﻼل اﻟﺘﺸﻐﻴﻞ، ﻋﻨﺪﻣﺎ یﺤﺪث ﺥﻠﻞ ﻓﻲ ﻣﻠﺘﻘﻂ اﻟﺴﺮﻋﺔ، ﻣﻤﺎ یﺴﺘﻠﺰم إیﺠﺎد رﺑﻂ ﺑﻴﻦ اﻟﺘﺤﻜﻤﻴﻦ ﻓﻲ اﻟﺘﺸﻐﻴﻞ اﻟ ﻌﺎدي ) اﻟﺼﺤﻲ ( و اﻟﻤﺘﺮدي . اﻟﻤﻘﺘﺮﺣﺎت اﻟﻤﻌﺮوﺿﺔ ﻓﻲ اﻷﻃﺮوﺣﺔ ﺗﻢ ﺗﺤﻘﻴﻘﻬﺎ ﻋﻠﻰ أﺳﺎس أﻋﻤﺎل اﻟﻤﻤﺎﺙﻼت اﻟﻤﺮﺗﻜﺰة ﻋﻠﻰ اﻟﻀﺎﺑﻄﺎت اﻟﻐﺎﻣﻀﺔ اﻟﻤﺼﻤﻤﺔ ﻋﻠﻰ أﺳﺎس اﻟﺨﺒﺮة ﺑﺘﺸﻐﻴﻞ اﻟﻤﻨﻈﻮﻣﺔ . آﻤﺎ ﺗﺠﺪر اﻹﺷﺎرة إﻟﻰ أن اﺣﺪ اﻟﺘﺤﻜﻤﺎت اﻟﻤﺴﻤﻰDTC – SVM – FLC ، اﻟﺬي یﺤﺘﻔﻆ ﺑﺨﺼﺎﺋﺺ دیﻨﺎﻣﻴﻜﻴﺔ ﻣﻤﺘﺎ زة، ﻋﺎﺋﺪة إﻟﻰ اﺳﺘﺮاﺗﺠﻴﺎت اﻟﺘﺤﻜﻢ " DTC " ،اﻟﺘﻘﻠﻴﺪیﺔ ﻗﺪ ﺗﻢ ﺗﺤﻘﻴﻘﻪ ﺗﺠﺮیﺒﻴﺎ ﻋﻠﻰ ﻃﺎوﻟﺔ اﺥﺘﺒﺎر ﺗﺤﺘﻮي ﻋﻠ ﻰ ﻣﻤﻮج ذي ﻣﺴﺘﻮیﻴﻦ یﻤﻮن ﺁﻟﺔ ﻏﻴﺮ ﻣﺘﺰاﻣﻨﺔ ﻗﺪرﺗﻬﺎ 1 آﻴﻠﻮواط، و ﻣﻨﻈﻮﻣﺔ ﺗﺤﻜﻢ «DSPACE » . اﻟﻜﻠﻤﺎت اﻟﻤﻔﺘﺎﺣﻴﺔ ﻵ ا — ﻟﺔ ﻏﻴﺮ اﻟﻤﺘﺰاﻣﻨﺔ (IM) ، اﻟﻤﻘﺎیﺴﺔ اﻟﺸﻌﺎﻋﻴﺔ (SVM) ، اﻟﻤ ﺮاﻗﺒﺔ اﻟﺸﻌﺎﻋﻴﺔ ذات اﻟﻤﺠﺎل اﻟﻤﻮﺟﻪ (FOC) ، اﻟﺘﻐﻴﺮات ﻴﺔ ﺘﺭ ﻴ ﺍﻤ ﺒﺭ ﻟ ﺍ ، اﻟﻤﺮاﻗﺒﺔ اﻟﻤﺒﺎﺷﺮة ﻟﻠﻤﺰدوﺟﺔDTC) ( ، ﺗﻘﻠﻴﺺ ﺗ ﻤ ﻮﺟﺎت اﻟﻤﺰدوﺟﺔ، اﻟﻤﻨﻄﻖ اﻟﻐﺎﻣﺾ، اﻟﻀﺎﺑﻂ uploads/Litterature/ contribution-a-la-commande-tolerante-aux-defauts-d-x27-un-systeme-a-motorisation-asynchrone-quot-apport-de-l-x27-intelligence-artificielle-pour-l-x27-aide-a-la-supervision-et-a-la-decision-quot.pdf