étude,développement et mise en oeuvre de deux observateurs de position pour la commande sans capteurs de la machine synchrone à aiment permanents

UNIVERSITE CADI AYYAD MARRAKECH
FACULTE DES SCIENCES SEMLALIA
Mémoire
Présenté pour l’obtention du
Diplôme des Etudes Supérieures Approfondies (DESA)
UFR : Génie Electrique
Electrotechnique, Electronique de Puissance et Commande Industrielle
Par
DARKAWI Abdallah Mohamed
Maîtrise ès Sciences et Techniques – Informatique Electronique Electrotechnique
Automatique (IEEA)
Etude, développement et mise en œuvre de
deux observateurs de position pour la
commande sans capteurs de la Machine
Synchrone à Aimants Permanents (MSAP)
Mémoire soutenu le 19 juillet 2007 devant le jury composé de :
M. Moulay Tahar LAMCHICH P.E.S FSSM Président de jury
M. Driss YOUSFI P.A ENSAM Encadrant
M. Abdelhaq MOUTTAKI P.A FSSM Examinateur
M. Mustapha RAOUFI P.A FSSM Examinateur
Travaux d’initiation à la recherche réalisés au Laboratoire des Systèmes Embarqués et de Commande
Numérique de l’Ecole Nationale des Sciences Appliquées - ENSA Marrakech

A ma très chère mère
A mon père, et à tous mes frères et sœurs
A tous ceux qui m’aiment bien

Résumé
i
RESUME
Notre étude se base sur la commande numérique sans capteur de la Machine synchrone à
aimants permanent pour des applications industrielles de moyennes puissances.
Nous proposons des méthodes basées sur des observateurs afin d’estimer la position du
rotor. L’idée est de reconstituer le vecteur d’état contenant les flux afin d’extraire la
position du rotor, en se basant sur un model d’état de la machine qui ne fait pas intervenir
les équations mécaniques.
Les avantages de cette méthode sont dus au fait que l’observateur proposé n’est sensible ni
aux variations du couple, ni aux frottements ni à l’inertie, qui sont des grandeurs non
maîtrisables, ce qui est très intéressant pour des applications telles que la propulsion
électrique, ainsi que sa capacité à fonctionner même à de très faibles vitesses aussi bien en
régime permanent qu’en régime transitoire. L’observateur proposé est insensible au
problème de valeur initiale de la position du rotor.
Les résultats expérimentaux confirment les performances citées ci haut des méthodes
proposées. L’implantation est faite à partir d’une carte DSP de la gamme DS1104 dédiée à
ce genre d’application.
Mots clefs
Machine synchrone à aimants permanents – Observateur – Commande sans Capteur –
Commande des moteurs – Estimation de position et de vitesse - Contrôle Automatique.

Abstract
ii
ABSTRACT
Title : “Study and implementation of two position observer methods for PMSM
sensorless control”
Our researches are based to the Sensorless Control of the Permanent Magnet Synchronous
Motor Drive, for industry applications.
We proposed in our study two methods based to observer flux linkage for the estimation of
the rotor position for the sensorless control of the PMSM. The observer produces accurate
rotor angle estimates in steady-state and transient, and is attractive for electric propulsion in
industry applications due to its independence from mechanical parameters such as load
torque, inertia, and friction. The proposed observer does not need the initial condition of the
rotor angle.
These sensorless PMSM techniques are implemented in a real time motor control system to
from a sensorless electric drive prototype. Experiment results are included in order to
confirm the effectiveness, and the advantageous of the proposed approach. A DS1104
digital signal processor is used to execute these rotor position estimating techniques.
Key words
Permanent Magnet Synchronous Motor – Observer – Sensorless control – Motor drives –
position and speed Estimators – Automatic control.