Contribution à la conception de lois de commande à caractère robuste pour une machine synchrone entraînant une charge élastique à inertie variable

Le but de ce travail est de definir les regles de synthese de differentes lois de commande afin de leur donner un caractere robuste. Nous etudions la problematique du controle d'un actionneur synchrone en presence d'une charge mecanique. Cette charge est entrainee par un accouplement elastique et presente une valeur d'inertie variable et bornee. La synthese de correcteurs simples est presentee et des methodes pour obtenir le meilleur correcteur sur l'intervalle de variation des parametres sont presentees. Nous avons presente dans ce travail, les regles de synthese d'un regulateur PID sur lequel nous avons ajoute une methode iterative d'optimisation basee sur l'expertise du comportement du systeme ainsi qu'un algorithme genetique. Cette partie a permis de donner des regles simples de synthese et de parametrisation de la methode d'optimisation afin de trouver les 3 degres de liberte de correction optimaux. La synthese de correcteurs dans l'espace d'etat a ensuite ete abordee en etudiant le meilleur placement de pole en fonction de l'elasticite et de la variation d'inertie. La methode de synthese par optimisation d'un critere quadratique integrale (LQI) est largement presentee. Cette partie permet de donner les lignes directrices et les criteres a choisir pour obtenir un placement de pole respectant au mieux le cahier des charges et un comportement robuste aux variations de parametres. L'etude de la methode LQI a 3 degres de liberte a permis de lier la valeur des coefficients aux poles et au comportement du systeme en boucle fermee. Une deuxieme methode de synthese par optimisation LQI permet de definir les gains du regulateur a partir d'un placement de poles souhaite. Toutes ces structures de controle ont ete verifiees en simulation en tenant compte du pilotage de la machine synchrone au travers de son convertisseur statique. Les boucles internes de gestion des rapports cycliques et des boucles de courant sont presentees de maniere a expliquer certain phenomene et afin de fixer correctement les dynamiques internes souvent negligees. Ces correcteurs ont ensuite ete implante dans un environnement dSPACE, sur un banc d'essai constitue d'un convertisseur MLI, d'un actionneur synchrone autopilote entrainant une charge mecanique identique au probleme evoque presentant un accouplement elastique et des disques additionnels permettant la variation d'inertie. Une extension vers des correcteurs plus avances sont presentes en mettant l'accent sur les difficultes qui apparaissent pour la representation des systemes (mathematique et forme augmentee pour les approches H1, LMI, reduction de modele, etc) sur la complexite des methodes de recherche de solution (Riccati, inegalites matricielles contraintes, etc). Finalement une perspective melangeant l'effet des correcteurs et des observateurs est brievement presentee au travers de la methode LQI et d'un observateur d'etat et de perturbation. Des resultats de simulation et d'experimentation encourageants sont egalement presentes tout en conservant des regles de synthese simples et liees a la connaissance du comportement du systeme.