Sensorless Observation and Control of Induction Motor
OBSERVATION ET COMMANDE DE LA MACHINE ASYNCHRONE SANS CAPTEUR MÉCANIQUE
Résumé
This work mainly addresses the problem of nonlinear observer and controller for induction motor without mechanical sensor. The first part is dedicated to observabilty problem of induction motor. We have established that induction motor becomes unobservable when it operates at very low speed without mechanical sensor. In this framework two benchmarks "Observer Benchmark" and "Control Benchmark" are defined. The benchmarks aim is to test and validate the performances of the observers and controllers without mechanical sensor particularly under unobservable conditions. In the second part, the design of nonlinear observers (software sensors) for induction motor without mechanical sensor is adressed. These observers allow to replace the information given by mechanical sensor by using only currents measurements. The last part is dedicated to the design of a nonlinear controller for induction motor. This controller is associated to a speed observer to get a nonlinear controller without mechanical sensor of induction motor. The observers and the law control are tested and validated with our benchmarks against the experimental set-up located at IRCCyN.
Ce travail s'inscrit principalement dans le domaine de l'observation et de la commande non linéaires pour la machine asynchrone sans capteurs mécaniques. La première partie est consacrée aux problèmes d'observabilité auxquels la machine asynchrone est confrontée. Nous avons établi que La machine asynchrone est inobservable lorsqu'elle fonctionne à très basse vitesse sans capteurs mécaniques. Dans cet objectif, deux benchmarks sont définis : "Benchmark Observateurs sans capteurs mécaniques" et "Benchmark Commande sans capteurs mécaniques". Ces deux benchmarks permettent respectivement de tester les observateurs et les commandes de la machine asynchrone sans capteurs mécaniques sur des trajectoires difficiles liées notamment aux problèmes d'observabilité de cet actionneur à très basses vitesse. La deuxième partie est dédiée à la synthèse d'observateurs non linéaires (capteurs logiciels) pour la machine asynchrone qui permettent de remplacer l'information donnée par les capteurs physiques en utilisant comme seules mesures les grandeurs électriques. La dernière partie est consacrée à la conception d'une loi de commande non linéaire pour la machine asynchrone. Cette loi de commande est associée à un observateur de vitesse pour réaliser une commande sans capteurs mécaniques de la machine asynchrone. Les différents observateurs ainsi que la loi de commande ont été testés et validés expérimentalement au moyen des deux benchmarks sur la plate forme d'essai de machines électriques située à l'IRCCyN.
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