Du composant à l’automate hybride pour la modélisation et la simulation des systèmes en commutation : application à l’électronique de puissance

From component to hybrid automata for modelling and simulation of switching systems : application to power electronic

• Auteur / Autrice : Marius Zainea
• Direction : Hervé Guéguen, Emmanuel Godoy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Traitement du signal et télécommunications
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Rennes 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Interrupteurs à semiconducteurs

Convertisseurs électriques

Commande automatique

Systèmes dynamiques hybrides

Résumé

Les avancées des dernières décennies dans le domaine de l’électronique ont permis l’intégration plus facile des dispositifs de commande à base de convertisseur sur un plus grandnombre d’application, des plus simples, tel que les sources d’alimentation des PCs, la téléphonie mobile, l’alimentation des moteurs à courant continu, au plus complexes, tel que les technologies aérospatiales, les appareils à utilisation médicales, les TGVs, etc. Afin de mieux prendre en compte la complexité de tels systèmes, dans les dix dernières années, le paradigme des systèmes hybrides a été appliqué pour la résolution des problèmes rencontrés dans ce domaine. Dans ce contexte, l’objectif de la thèse est de proposer une démarche compositionnelle systématique qui associant un nouveau modèle logique pour les conditions de commutation des interrupteurs en complément de leur aspect énergétique permet d’obtenir un modèle complètement explicite. Cette approche doit permettre un traitement unitaire dans les phases de modélisation et de simulation de tous les convertisseurs utilisés dans les applications.

The goal of this thesis is to provide a systematic method that finds an explicit model for electronic power converters in the context of hybrid dynamical systems. This study has been triggered by the wide integration of these devices in control in a large area of applications (e. G. The power supplies for PCs, mobile phones and DC motors, medical use equipment, TGVs, aeronautics, etc. ) and the latest interest from the control engineering community in addressing this kind of problems from the hybrid systems point of view. In order to achieve the objective, the present work integrates in a compositional approach previous results issued from energy based formalisms like the bond graphs with a new switch model that enhances the logical commutation conditions. The proposed method provides a generic solution for the modelling and the simulation phases of electronic power converters, from simple ones, as the “buck”, the “boost”, the “buckboost”, to more complex resonant converters, one such converter issued from medical imaging being used as a case study.