République Algérienne Démocratique et Populaire

République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de L’enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
Université des Sciences et de la Technologie d’Oran
(Mohamed BOUDIAF)
FACULTE DU GENIE ELECTRIQUE
DEPARTEMENT D’ELECTROTECHNIQUE
MĔMOIRE
Présenté par
Mr. KOURAK RABEH
Pour l’obtention du diplôme de
MAGISTER EN ELECTROTECHNIQUE
Option : Commande Industrielle des Entraînements Electriques et Diagnostics
Commande à Structure Variable avec
Observateur à Mode Glissant
de la Machine Asynchrone à Quatre Paramètres
Soutenu publiquement le :13 Janvier 2011 devant le jury composé de :
Président : Mr. Mazari Benyounes, Professeur (USTO)
Rapporteur : Mr. Mansouri Abdellah, Professeur (ENSET-Oran)
Examinateur : Mr. Omari Abdelhafid, Maître de conférences (USTO)
Examinateur : Mr. Bouhanna Abderrahmane, Maître de conférences (ENSET-Oran)

Remerciements
Les travaux présentés dans ce mémoire ont été effectués au Département de Génie électrique,
de (ENSET).je remercie Mr .Mansouri Abdellah d’avoir accepté d’évaluer mon travail et
pour les remarques qu’ils ont faites. Et ses conseils et son aide.
J’adresse mes sincères remerciements à Mr.Mohamed bourahla à l’université d’Oran,
responsable de l’école doctoral, et Mr.Benyounes Mazari qui m’a fait l’honneur de présides
le jury.
Je tiens également à remercier :
Mr.Omari Abdelhafidet Mr.Bouhenna Abderrahmane Pour l’intérêt qu’il a bien
voulu porter à ce travail, en acceptant de l’examiner.
Je remercie tous les membres de ma famille, par leurs encouragements et leur appui moral
inconditionnel et permanent, ils ont permis à ce travail d’arriver à son terme.
Je n’oublie pas d’adresser mes vifs remerciements à tous ceux de l’USTO, et de l’ENSET qui
m’ont aidé de prés ou de loin dans l’accomplissement de ce travail. Je n’ose citer des noms de
peur d’oublier quelqu’un mais je garderai en mémoire leur aide et leur soutien.

TABLE DES MATIERES
INTRODUCTION GENERALE ………………………………………………………………………………………..
01
CHAPITRE I : MODELISATION DE LA MACHINE ASYNCHRONE
I.1.Introduction .........................................................................................................................................................................
04
I.2.Modélisation de la machine asynchrone ........................................................................
04
I.2.1. Description de la machine asynchrone ..............................................................................................
04
I.2.2. Mise en équation de la machine asynchrone dans le repère triphasé ......................................
05
I.2.3. Modélisation de la machine asynchrone dans le repère biphasé de PARK ………………..
06
I.2.3.1 Description de la transformation de Park ...............................................................................
06
I.2.3.2 Cas particulier de la transformation de Park ……………………………………………..
08
I.2.3.3. Modélisation de la machine asynchrone dans le repère de PARK ………………..
09
I.2.3.3.1. Equations électriques et magnétiques dans le repère de Park ………
09
I.2.3.3.2. Choix de l’orientation du repère de Park …………………………..
I.2.3.3.3. Equation d’état de la machine asynchrone dans le repère de Park….
I.2.3.3.4. Expression du couple électromagnétique ………………………………………
10
11
I.3. Le modèle de la machine asynchrone à quatre paramètres …………………………………………
16
I.3.1. Récapitulation (sous forme matriciel) ............................................................................
I.3.2. Le modèle (dq) de la machine asynchrone à quatre paramètres sous forme matriciel.
19
19
I.4.Modélisation du convertisseur d’alimentation de la MAS ..................................................
20
I.4.1. Introduction ………………………………………………………………………….
I.4.2. Principe de l’onduleur à deux niveaux de tension ……………………………………
20
20
I.4.3.Système d’alimentation ………………………………………………………………..
20
I.4.3.1.Modélisation du redresseur et du filtre associé à l’onduleur …………………
21
I.4.3.1.1.Redresseur triphasé double alternance à diodes ……………………………
21
I.4.3.1.2.Modèle du filtre ……………………………………………………………
22
I.4.4. Modélisation de l’onduleur à deux niveaux de tensions ……………………...
23
I.5. La commande par modulation de largeur d’impulsion …………………………………...
25
I.5.1.Avantages et conséquences de la commande par la modulation de largeur impulsion ...
26
I.5.2. Principe de la commande à MLI ……………………………………………………...
26
I.5.3. Caractéristiques de la commande à MLI ……………………………………………...
28

I.5.3.1.L’indice de modulation M ……………………………………………………
28
I.5.3.2.Taux de modulation T …………………………………………………………..
28
I.6. Tensions d’alimentation fournie par l’onduleur à MLI …………………………………
29
I.7.Résultats de la simulation ……………………………………………………………………
30
I.8.Interprétation des courbes …………………………………………………………………
32
I.9. Conclusion …………………………………………………………………………………..
32
CHAPITRE II: LA COMMANDE DE LA MAS A QUATRE PARAMETRES
SANS OBSERVATEUR
II.1. La commande par flux orienté…………………………………………………….
II.1.1.Introduction…………………………………………………………………..
II.1.2. Modélisation de la machine asynchrone à quatre paramètres………………...........
34
34
II.1.3 .Principe d’orientation du flux rotorique ……………………………………………
35
II.1.4. Récapitulation ……………………………………………………………………….
II.1.5. Synthèse de la commande……………………………………………………………
II.1.6. Résultats de simulation et interprétations……………………………………………
37
38
39
II.1.6.1. Test de découplage …………………………………………………………
39
II.1.6.2. Simulation de régulation de vitesse ……………………………………......
40
II.2. La commande par mode glissement ………………………………………………………
42
II.2.1. Introduction ………………………………………………………………………….
42
II.2.1.1. Conception de la commande par mode glissement ………………………….
42
II.2.1.2. Choix de la surface de glissement …………………………………………...
42
II.2.1.3. Modèle de la MAS avec orientation de flux rotorique ……………………...
44
II.2.2. Réglage par mode glissant …………………………………………………………..
44
II.2.2.1.Synthèse des surfaces de glissement …………………………………………
44
II.3.1. Résultats de la simulation ………………………………………………………………...
48
II.3.2. Simulation de régulation de vitesse.............................................................................
II.4. Conclusion …………………………………………………………………………………..
49
49

CHAPITRE III: SYNTHESE DES OBSERVATEURS NON LINEAIRE DE LA
MAS A QUATRE PARAMETRES
III.1.Introduction ………………………………………………………………………………..
51
III.1.1. Définition …………………………………………………………………………...
51
III.1.2.Types d’observateurs ……………………………………………………………….
52
III.1.2.1. Observateurs linéaires ………………………………………………………
52
III.1.2.2. Observateurs non linéaires ………………………………………………….
53
III.2. Classification des observateurs …………………………………………………………..
54
III.2.1. Observateurs déterministes …………………………………………………………
54
III.2.2. Observateurs stochastique…………………………………………………………..
54
III.3. Principe d’un observateur ………………………………………………………………
54
III.4. Des Exemples sur les observateurs ……………………………………………………….
55
III.4.1.1. Observateur de Luenberger ……………………………………………………...
55
III.4.1.2. Les observateurs déterministes (par mode glissant) …………………………….
56
III.4.1.3. Observateur de Thau ……………………………………………………………
57
III.4.1.4. L’observateur grand gain ……………………………………………………….
57
III.4.1.5. L’observateur numérique ……………………………………………………….
57
III.4.2. Les observateurs stochastiques (filtre de kalman) …………………………………
57
III.5. L’observateur à modes glissants ……………………………………………………
58
III.5.1. Structure d’un observateur par mode de glissement ………………………
59
III.5.2. Synthèse de l’observateur de flux par mode glissant ………………………
60
III.6. Simulation numérique ……………………………………………………………………
65
III.7.Observateur a grand gain ………………………………………………………………
67
III.7.1 Synthèse de l’observateur a grand gain ……………………………………………..
67
III.7.2 la dynamique de l’observateur ……………………………………………………..
68
III.8. Simulation numérique ……………………………………………………………………
70
III.9. Conclusion …………………………………………………………………………………
72