Conception de commande vectorielle pour moteur PMSM

Modélisation multi-physique et commande vectorielle (FOC) pour une articulation robotique 1 DDL entraînée par un moteur synchrone à aimants permanents.

Projet intégrateur académique réalisé avec un camarade de promotion.

MATLAB/Simulink
FOC
Park transform
State observer
PID

Articulation de manipulateur robotique 1 DDL utilisée dans l'étude de commande PMSM

Modélisation physique

Construction d'un modèle non linéaire de la chaîne électromécanique : charge mécanique, sous-système électromagnétique PMSM, thermique, onduleur et capteurs. Linéarisation par Jacobienne et par retour d'état pour obtenir des représentations LPV/LTI.

Diagramme de blocs du sous-système électromagnétique PMSM — Diagramme de blocs du sous-système électromagnétique avec transformation de Park.

Carte des pôles en boucle ouverte du système linéarisé — Analyse de stabilité à partir de la carte des pôles en boucle ouverte.

Architecture de commande

Conception d'un contrôleur de mouvement en cascade : PID externe, modulateur de couple, compensations non linéaires et observateur intégral d'ordre réduit pour la vitesse rotorique. Discrétisation par Tustin pour l'implémentation numérique.

Résultats de simulation

Validation du système complet en boucle fermée dans MATLAB/Simulink : suivi de consigne, rejet de perturbations et respect des limites électriques et thermiques. Les résultats confirment la stratégie FOC pour une future étape HIL.

Suivi de position et vitesse angulaires en boucle fermée — Suivi de consigne sur le système final en boucle fermée.

Réponse de vitesse sous perturbation de charge — Rejet de perturbation sur la boucle de vitesse angulaire.