Contribution à la commande des convertisseurs statiques multicellulaires série : commande non linéaire et commande floue
Institution:
Toulouse, INPTDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
This work deals with multicells converters control. This new static power converter structure appeared at the end of the 90's and has many interesting advantages for high voltage energy conversion. But the perfect dynamic control of the internal variables is an important objective for industrials applications. The first part of this work will be devoted to the study of the multicell structure, with its high interest in energy conversion. An average state space model of the system is given. Different classical non linear control lows are presented in the second part, in order to fit some specific dynamic requirements, very particular to this type of power converter. Thus two methods based on the input / output linearization and on the Lyapunov functions are implemented and tested. Moreover, an original estimator for the different voltages is proposed. In the third part, two differents types of Fuzzy Control of multicells converter are proposed. The first one is based on the average model and leads to classical structure and performances. The second allows the control of the converter through phase shifts variations between the differents trigger signals, but requires a fuzzy inversion of the harmonic model. Simulations results are provided for all the differents control laws on 3 or 4 cells converters. Most of them were implemented and tested through experiments.
Abstract FR:
Ce travail apporte une contribution a la commande des convertisseurs multicellulaires serie. Cette nouvelle structure apparue au debut des annees 90, presente des caracteristiques tres interessantes pour de nombreuses applications de conversion d'energie sous haute tension. La maitrise parfaite du fonctionnement dynamique de ces convertisseurs represente un objectif essentiel dans le developpement d'applications industrielles. La premiere partie de ce travail sera consacree a l'etude de la structure multicellulaire ou nous mettrons en evidence l'interet que peut representer son utilisation dans les systemes de conversion de puissance. Nous effectuerons alors la synthese d'un modele de representation de ces systemes en vue de leur commande a l'aide du moyennage des differentes variables d'etats. La seconde partie de ce manuscrit sera consacree a l'etude de lois de commande non lineaires classiques afin d'assurer le respect d'un certain nombre de contraintes dynamiques liees a ce type de structure. Nous presenterons ainsi deux methodes, l'une basees sur la linearisation exacte entrees/sorties d'une part et l'autre sur les fonctions de lyapunov. Nous presenterons egalement la synthese d'un observateur d'etat par une methode originale. La troisieme partie sera consacree a la commande des convertisseurs multicellulaires par l'utilisation de la logique floue. Deux methodes seront ici proposees. La premiere permettra la synthese d'une loi de commande floue classique a partir du modele moyen. La seconde methode proposee repose sur une inversion du modele harmonique en vue d'une commande par variation des dephasages des ordres de commande des interrupteurs. Les lois de commande presentees seront toutes validees par simulation sur des structures multicellulaires a trois ou quatre cellules de commutation. La plupart de ces lois de commandes seront egalement validees de facon experimentale.