Predictive Control of a Permanent Magnet Synchronous Motor Supplied by a Three-Phase Inverter

Abstract

Les systèmes d'entraînement électrique à vitesse variable ont été largement adoptés dans de nombreuses applications technologiques et industrielles. La période récente a vu le développement et le succès de diverses méthodes de contrôle basées principalement sur des modèles mathématiques de systèmes. L'avènement de la technologie de contrôle vectorielle (FOC) a permis le développement d'une technique de contrôle alternative au milieu des années 1980 appelée Contrôle direct de couple (DTC), qui se caractérise par sa simplicité et sa capacité à faire face aux systèmes non linéaires et aux contraints. Cependant, malgré sa simplicité et sa réponse dynamique rapide, un certain nombre de défis doivent être traités pour être utilisés efficacement dans les applications de contrôle électrique. L'une d'entre elles est la fréquence de commutation variable qui provoque des ondulations dans le flux magnétique et le couple, ce qui fait du bruit et donc affecte négativement les performances de la machine. Dans ce contexte, une méthode de contrôle prédictif émergente a prouvé sa supériorité par rapport aux stratégies équivalentes conventionnelles grâce à de nombreuses caractéristiques distinctives, notamment sa simplicité et sa compatibilité avec la nature discrète des convertisseurs de puissance. Cette thèse consiste à évaluer et améliorer les différentes stratégies de contrôle du couple d'un moteur synchrone à aimants permanents en fonction de divers critères. La technique de modulation vectorielle (SVM) intégré est apparue prometteuse pour faire face aux principaux défis de la stratégie DTC. De plus, nous avons poursuivi nos efforts pour améliorer la méthode de contrôle direct prédictif a ensemble (état) de commande fini FCSMPDTC en utilisant un modulateur à logique floue (FLM) ou une modulation vectorielle d'espace de cycle de service basée sur la logique floue, ce qui réduit efficacement les fluctuations de couple et maintient une fréquence de commutation constante. Dans le bute de réduire la charge de calcul, une méthode simple et efficace basée sur l'utilisation de deux vecteurs tension a été proposée. De plus, un estimateur de filtre de Kalman est utilisé pour améliorer le comportement prédictif d'une part, augmenter la fiabilité du système de contrôle Abstract III et réduire son coût d'autre part. Enfin, nous avons réexaminé l'utilisation de la technique de modulation de vecteur d'espace floue en utilisant une technologie de réseau neuronal pour obtenir un contrôle prédictif neuronal. Les méthodes améliorées proposées ont été vérifiées par simulation numérique à l'aide du logiciel MATLAB. Les résultats obtenus mettent en évidence le succès de techniques améliorées dans le contrôle du couple et du flux magnétique d'une manière efficace et séparée. Il confirme également la réduction des harmoniques de courant indésirables dans le moteur.