Thèse soutenue

Commande Sans Capteur Mécanique, Tolérante aux Défauts d'une MSAP Pentaphasée pour Applications Spatiales
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Auteur / Autrice : Ihab Assoun
Direction : Éric Monmasson
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie électrique et électronique - Cergy
Date : Soutenance le 01/12/2022
Etablissement(s) : CY Cergy Paris Université
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie (Cergy-Pontoise, Val d'Oise)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Systèmes et applications des technologies de l'information et de l'énergie (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2002-....)
Jury : Examinateurs / Examinatrices : Éric Monmasson, Éric Semail, Mohamed Benbouzid, Lahoucine Idkhajine, Farid Meibody-Tabar, Demba Diallo, Babak Nahid-Mobarakeh
Rapporteurs / Rapporteuses : Éric Semail, Mohamed Benbouzid

Résumé

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La fiabilité des actionneurs électromécaniques utilisés dans l'industrie aérospatiale constitue un enjeu majeur. La minimisation des risques de défaillance ainsi que la garantie d'une continuité de service peuvent être obtenues de plusieurs manières. Certaines de ces méthodes reposent sur la redondance des composants du système ce qui impacte en contrepartie les différents coûts liés à ce système et surtout son encombrement. D'autres méthodes plus efficaces proposent de mettre en œuvre des composants du système pré-dimensionnés avec des topologies résilientes et auxquels sont associés des algorithmes de contrôle tolérants aux défauts permettant de garantir des performances acceptables en cas de défaillance. De plus, les avancées en termes de techniques d'estimation et d'observations permettent d'associer à ces algorithmes des fonctionnalités supplémentaires permettant de reconstituer les grandeurs physiques défaillantes ou encore celles inaccessibles à cause de contraintes matérielles.Dans ce contexte, les travaux présentés dans ce mémoire portent sur le développement d'un système de commande d'un convertisseur électromécanique dimensionné pour une application aérospatiale (pompe à oxygène et hydrogène). Ce système est composé d'une machine synchrone à aimants permanents (PMSM) ayant une topologie polyphasée (5 phases) alimentée par un onduleur à 5 bras. Ainsi deux défis majeurs ont été fixés quant à la fiabilité de ce système. Le premier concerne les défaillances électriques qui ont pour conséquence un défaut d'ouverture de phase de la machine. Dans ce cas, pour assurer la continuité de service, la mise en œuvre de commandes tolérantes aux défauts est primordiale. Le second défi est lié au côté mécanique et qui concerne la structure de la machine qui, pour des contraintes matérielles de l'application, n'est pas équipée d'un capteur de position, ce qui impose en conséquence d'estimer les grandeurs mécaniques par le déploiement d'observateurs.C'est donc ce double défi qui a constitué le fil conducteur de cette thèse et la principale contribution est de développer un système de commande sans capteur mécanique et tolérante aux défauts. De plus, dans ce système, l'algorithme de commande ainsi que les observateurs implantés sont reconfigurables en ligne, ceci de façon à garantir des performances de contrôle acceptables et en mode sain et en cas d'ouverture aléatoire de l'une des phases de la machine.