LE TRAVAIL PRESENTE DANS CETTE THESE EST CONSACRE A LA COMMANDE ADAPTATIVE NON LINEAIRE DE MACHINES ASYNCHRONES. CES MACHINES SONT DES PROCEDES MULTIVARIABLES NON LINEAIRES FORTEMENT COUPLES A DYNAMIQUE RAPIDE ET A PARAMETRES VARIANT DANS LE TEMPS. SUR LE PLAN THEORIQUE DES LOIS DE COMMANDE NON LINEAIRES ADAPTATIVES PAR LINEARISATION ENTREE-SORTIE SONT DEVELOPPEES. CES LOIS DE COMMANDE PERMETTENT DE CONTROLER INDEPENDAMMENT LE COUPLE ET LE FLUX DANS LA MACHINE EN IMPOSANT UNE LIMITATION DE COURANT. DE NOUVEAUX TYPES D'OBSERVATEURS NON LINEAIRES ASSURANT LA STABILITE EN BOUCLE FERMEE DE L'ENSEMBLE COMMANDE ET OBSERVATEUR NON LINEAIRE SONT EGALEMENT SYNTHETISES. SUR LE PLAN EXPERIMENTAL L'APPLICATION DE L'UNE DES LOIS DE COMMANDE NON LINEAIRE DEVELOPPEES SUR UN BANC D'ESSAI INDUSTRIEL UTILISANT UN PROCESSEUR DE SIGNAL MONTRE LA FAISABILITE DE L'APPROCHE. DE NOMBREUX PROBLEMES DE MISE EN UVRE CONCERNANT L'IMPLANTATION DISCRETE DE LA LOI NON LINEAIRE, LA PRISE EN COMPTE DES IMPERFECTIONS DE L'ONDULEUR, L'OBSERVATION DU FLUX ET L'IMPLANTATION TEMPS REEL SONT RESOLUS

L'OBJET DE CETTE THESE EST L'ETUDE ET LA VALIDATION EXPERIMENTALE DE DEUX STRATEGIES DE COMMANDE NUMERIQUE DE LA MACHINE ASYNCHRONE : LA COMMANDE LINEAIRE ET LA COMMANDE PAR RETOUR D'ETAT NON LINEAIRE. LA METHODE LINEAIRE, SE BASANT SUR L'HYPOTHESE DE LA SEPARATION DES MODES ELECTRIQUE (RAPIDE) ET MECANIQUE (LENT), OFFRE DES RESULTATS SATISFAISANTS TANT QUE CETTE HYPOTHESE EST JUSTIFIEE. D'AUTRE PART, LA VARIATION DES PARAMETRES, TELS QUE LES RESISTANCES STATORIQUE ET ROTORIQUE DE LA MACHINE, NECESSITE, EN PLUS DE LEUR IDENTIFICATION EN TEMPS REEL, LA MISE AU POINT D'UNE COMMANDE ADAPTATIVE AFIN DE MAINTENIR LES PERFORMANCES PREDEFINIES POUR LE SYSTEME. DANS LE CAS DE LA COMMANDE NON LINEAIRE OU LES DYNAMIQUES MECANIQUE ET ELECTRIQUE SONT EGALEMENT CONSIDEREES, DEUX BOUCLES DE REGULATION SONT UTILISEES : UNE BOUCLE DE VITESSE ET UNE BOUCLE DE FLUX. AVEC CETTE NOUVELLE APPROCHE, LE PROBLEME DE LA LIMITATION DU COURANT ALIMENTANT L'ENSEMBLE CONVERTISSEUR-MACHINE EST RECONSIDERE. PAR AILLEURS, LA COMMANDE NON LINEAIRE DANS LE REPERE FIXE DU STATOR MONTRE UNE MEILLEURE ROBUSTESSE VIS-A-VIS DE LA VARIATION DE LA CONSTANTE DE TEMPS ROTORIQUE T R EN COMPARAISON AVEC LES COMMANDES LINEAIRE ET NON LINEAIRE DANS LE REPERE DU CHAMP TOURNANT. DE PLUS, MEME SI LA COMMANDE NON LINEAIRE NECESSITE AUSSI UNE IDENTIFICATION DE T R, CELLE-CI PERMET DE SE PASSER DE LA COMMANDE ADAPTATIVE PUISQUE LA CONNAISSANCE DE CE PARAMETRE SUFFIT POUR ASSURER UN DECOUPLAGE PARFAIT DES BOUCLES DE VITESSE ET DE FLUX. EN EFFET, UNE FOIS DECOUPLEES, LES BOUCLES DEVIENNENT INDEPENDANTES DE T R GRACE A UN CHOIX ADEQUAT DES CORRECTEURS. CE CHOIX AMELIORE EGALEMENT LA ROBUSTESSE VIS-A-VIS DE LA MECONNAISSANCE DE LA RESISTANCE STATORIQUE.

LE MOTEUR ASYNCHRONE, EN VUE DE SON UTILISATION DANS DES ACTIONNEURS A HAUTE PERFORMANCE, EST A LA FOIS, UN CAS D'ETUDE EXCEPTIONNEL POUR LA COMMANDE AVANCEE NON LINEAIRE ET UN DEFI TECHNOLOGIQUE POUR L'ELECTROTECHNIQUE ET L'ELECTRONIQUE DE PUISSANCE. LE TRAVAIL PRESENTE DANS CETTE THESE EST CONSACRE A LA COMMANDE NON LINEAIRE DE MACHINES ASYNCHRONES VIA UNE APPROCHE BASEE SUR L'ENERGIE. NOTRE INTERET PRINCIPAL PORTE SUR LA COMMANDE EN COUPLE (REGULATION ET POURSUITE) AVEC L'OPTIMISATION DE L'ENERGIE, DANS L'ASSERVISSEMENT DE SYSTEMES MECANIQUES, EN PARTICULIER ROBOTIQUES. DANS LE CADRE DE LA REGULATION DU COUPLE, DEUX APPROCHES SONT PROPOSEES: UNE COMMANDE ROBUSTE VIS-A-VIS DES VARIATIONS DES PARAMETRES, DU TYPE PI NON LINEAIRE AVEC OBSERVATEUR DE FLUX, CONCUE SUR DES POINTS DE FONCTIONNEMENT A ENERGIE MINIMALE ; UNE COMMANDE ADAPTATIVE AVEC ESTIMATION DE TOUS LES PARAMETRES ELECTRIQUES. DANS LE CADRE DE LA POURSUITE, TROIS TYPES DE RESULTATS SONT OBTENUS EN UTILISANT UNE APPROCHE BASEE SUR LE LAGRANGIEAN: PREMIEREMENT, LA POURSUITE DU COUPLE AVEC OBSERVATEUR ET ADAPTATION DU COUPLE DE CHARGE ; ENSUITE, LA POURSUITE DE COUPLE A TRAJECTOIRE OPTIMALE ; FINALEMENT, LA COMMANDE EN COUPLE ET POSITION DU ROBOT MANIPULATEUR A N DEGRES DE LIBERTE AVEC DES MOTEURS ASYNCHRONES COMME ACTIONNEURS. CERTAINS RESULTATS EXPERIMENTAUX SONT EGALEMENT FOURNIS

Durant ce travail des lois de commande sans capteur mécanique de la machine asynchrone ont été élaborées et validées expérimentalement sur un benchmark industriel. L'étude de l'observabilité montre que la machine asynchrone est inobservable à très basse vitesse lorsque la mesure de la vitesse n'est disponible. D'une part un observateur interconnecté a été conçu pour reconstruire les variables mécaniques (vitesse, couple de charge) et les variables magnétiques (flux). D'autre part un observateur adaptatif interconnecté a été synthétisé pour estimer en plus des variables mécaniques et magnétiques, la résistance statorique. La conception de commandes non linéaires pour la machine asynchrone constitue la contribution majeure de nos travaux en démontrant la stabilité globale de l'ensemble "Commande+Observateur" et avec validation expérimentale sur le benchmark industriel. Plusieurs lois de commande ont été conçues et comparées: type PI avec termes non linéaires, types modes glissants d'ordre un, puis d'ordre supérieur et enfin une loi de type backstepping. Les résultats ont été comparés positivement à ceux d'un variateur industriel sur le benchmark.

Le pr sent travail propose une vari t de sch mas de commande adaptative, base de r seaux de neurones artificiels, en vue d'am liorer les performances dynamiques du moteur asynchrone cage. Ces approches visent trouver des solutions pour les principaux probl mes li s la commande de ce moteur, savoir, ceux relatifs au mod le non- lin aire impr cis, aux variations param triques, l'estimation du flux rotorique, etc. Les sch mas trait s utilisent une association combinant les r seaux de neurones artificiels, la commande non lin aire par lin arisation entr e-sortie et la th orie de commande non lin aire adaptative. Dans cette association, les capacit s d'approximation des r seaux de neurones artificiels sont exploit es pour d velopper des lois de commande plus souples et plus robustes pour la machine tudi e

Cet ouvrage a pour objectif d'apporter une contribution aux travaux déjà menés dans le cadre de commande en vitesse des machines asynchrones avec ou sans capteur mécanique. Il s'agit de développer des lois de commande adaptatives floues robustes basées sur le backstepping afin d'assurer les performances de poursuite, tout en respectant l'analyse de la stabilité globale du système étudié. Après avoir donné, dans le premier chapitre, un aperçu sur les techniques répandues dans le cadre de la commande de la machine asynchrone, j'ai mis l'accent sur la modélisation de cette dernière avant de présenter son modèle dynamique en vue de sa commande. Par la suite, j'ai exposé les deux types des approximateurs flous utilisés dans la mise en oeuvre de mes approches. Dans les deuxième et troisième chapitres, nous avons présenté une commande stabilisante par backstepping puis des améliorations traitant la robustesse, la consommation énergétique et l'élimination du capteur mécanique. Le dernier chapitre a été consacré à la validation expérimentale sur un banc d'essais des approches développées.