العلـمـــــــــي الـبحـــث و العالـــي رة وزا 1 ـف سطيـ

MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
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