Hiba HOUMSI soutiendra sa thèse le 14/11/2025 à 10h.
Lieu : Amphithéâtre AE1, département Génie Electrique, INSA Lyon, 8 rue de la Physique, 69621 Villeurbanne
Jury :
Rapporteurs :
M. Giorgio VALMORBIDA, Professeur des Universités, CentraleSupélec Paris
M. Václav ŠMíDL, Professeur des Universités, Czech Technical
Examinateurs :
Mme Delphine RIU, Professeur des Universités, Grenoble INP Ens3
M. Paolo MASSIONI , MCF HDR, INSA Lyon, co-encadrant
M. Federico BRIBIESCA-ARGOMEDO, MCF, co-encadrant
Encadrement :
- M. Romain DELPOUX, MCF HDR, INSA Lyon, directeur de thèse
Résumé :
Cette thèse explore l’implémentation pratique de stratégies de commande avancées basées sur l’optimisation pour les moteurs synchrones à aimants permanents (MSAP) sur des contrôleurs de signaux numériques (DSC) bas coût. La recherche vise à combler l’écart entre les méthodes de contrôle théoriques et la pratique industrielle en intégrant des algorithmes sophistiqués directement dans les microcontrôleurs pour un contrôle moteur autonome.
Les travaux contribuent à trois domaines clés. Premièrement, ils développent un solveur d’inégalités matricielles linéaires (LMI) embarqué fonctionnant comme tâche de fond parallèlement aux boucles de contrôle temps réel. Ce solveur léger permet le recalcul et l’adaptation des lois de commande directement sur puce durant le fonctionnement sans intervention externe, rendant les stratégies de contrôle avancées réalisables dans des environnements industriels sensibles au coût avec des ressources computationnelles limitées.
Deuxièmement, la thèse présente deux approches de synthèse de commande robuste pour le contrôle de vitesse et de couple. Un contrôleur robuste H2 par retour d’état traite les moteurs synchrones à aimants intérieurs (IPMSM) avec incertitudes paramétriques utilisant l’optimisation convexe via LMI, ne nécessitant que des paramètres de réglage intuitifs. Un contrôleur sans linéarisation dans un cadre de paramètres variants linéaires (LPV) améliore la robustesse au bruit de mesure et aux effets de couplage croisé sans linéarisation exacte par retour.
Troisièmement, la recherche aborde le contrôle optimal de couple (OTC) par optimisation sous contraintes pour les moteurs à aimants de surface (SPMSM) et intérieurs (IPMSM). Pour les SPMSM, les solutions analytiques de Karush-Kuhn-Tucker (KKT) fournissent des références de courant optimales. Pour les IPMSM plus complexes, une transformation de variables convertit le problème originalement non-convexe en formulation convexe à variable unique, permettant l’implémentation temps réel embarquée utilisant les méthodes de points intérieurs.
Tous les algorithmes proposés sont validés expérimentalement sur des bancs d’essai dédiés, démontrant des performances améliorées par rapport aux contrôleurs traditionnels. Les travaux établissent la faisabilité de l’optimisation convexe temps réel sur hardware embarqué, ouvrant des perspectives pour des systèmes de contrôle intelligents, adaptatifs et énergétiquement efficaces dans des applications nécessitant rentabilité, robustesse et autonomie.
Mots-clés : Optimisation convexe, commande embarquée, inégalités matricielles linéaires (LMI), commande H2, système linéaire à paramètres variant (LPV), défluxage, Maximum torque per ampere (MTPA), machine synchrone à aimant permanent (PMSM), Digital signal processors (DSP)