tfe magali haussy 1 - grepes.begrepes.be/pdf/presentation/haussy_boost.pdf · mission bepicolombo -...

TFE Magali HAUSSYTFE Magali HAUSSY 11

TFE Magali HAUSSYTFE Magali HAUSSY 22

Contrôle dynamiqueContrôle dynamiquedd’’un systun systèème me àà non minimum de phase.non minimum de phase.

Application au panneau solaire.Application au panneau solaire.

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Structure de lStructure de l’’exposexposéé1. Introduction générale.2. Les alimentations à découpage.3. Analyse des systèmes dynamiques

et systèmes à non minimum de phase.4. Modélisation de la régulation d’un panneau solaire

et représentation d’état.5. Étude détaillée de la régulation.

5.1 Contrôle classique.5.2 Contrôle variant.5.3 Comparaison.

6. Simulation en composants réels.7. Conclusions.

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Structure de lStructure de l’’exposexposéé1. Introduction générale.2. Les alimentations à découpage.3. Analyse des systèmes dynamiques

et systèmes à non minimum de phase.4. Modélisation de la régulation d’un panneau solaire

et représentation d’état.5. Étude détaillée de la régulation.

5.1 Contrôle classique.5.2 Contrôle variant.5.3 Comparaison.

6. Simulation en composants réels.7. Conclusions.

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Introduction gIntroduction géénnééraleraleCADRE

Mission BepiColombo - Mercury Orbiter (ESA)CONTRAINTES

Minimiser coûts, poids, volume

ETUDE SPECIFIQUEPanneaux solaires Régulation (Boost) Tension DC

PROBLEMEConvertisseur Boost non minimum de phase

Performances limitées

INNOVATIONDr. DELEPAUT Ch. (Alcatel) propose variante de régulation

Performances améliorées

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Structure de lStructure de l’’exposexposéé1. Introduction générale.2. Les alimentations à découpage.3. Analyse des systèmes dynamiques

et systèmes à non minimum de phase.4. Modélisation de la régulation d’un panneau solaire

et représentation d’état.5. Étude détaillée de la régulation.

5.1 Contrôle classique.5.2 Contrôle variant.5.3 Comparaison.

6. Simulation en composants réels.7. Conclusions.

TFE Magali HAUSSYTFE Magali HAUSSY 88

Les alimentations Les alimentations àà ddéécoupagecoupage

CARACTERISTIQUES : - pertes faibles

- fréquence de découpe élevée

- ondulation résiduelle

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Topologies Buck, Topologies Buck, BoostBoost et et BuckBuck--BoostBoost

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Topologie Topologie BoostBoost éélléévatricevatrice

CARACTERISTIQUES

Elévateur de tension : Vout > VinEntrée en courant (courant continu + ripple)

Sortie en tension (courant haché)A non minimum de phase

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Structure de lStructure de l’’exposexposéé1. Introduction générale.2. Les alimentations à découpage.3. Analyse des systèmes dynamiques

et systèmes à non minimum de phase.4. Modélisation de la régulation d’un panneau solaire

et représentation d’état.5. Étude détaillée de la régulation.

5.1 Contrôle classique.5.2 Contrôle variant.5.3 Comparaison.

6. Simulation en composants réels.7. Conclusions.

TFE Magali HAUSSYTFE Magali HAUSSY 1212

Analyse des systAnalyse des systèèmes dynamiquesmes dynamiques

EQUATION CARACTERISTIQUE :

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Analyse des systAnalyse des systèèmes dynamiquesmes dynamiques

NYQUIST BODE

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Structure de lStructure de l’’exposexposéé1. Introduction générale.2. Les alimentations à découpage.3. Analyse des systèmes dynamiques

et systèmes à non minimum de phase.4. Modélisation de la régulation d’un panneau solaire

et représentation d’état.5. Étude détaillée de la régulation.

5.1 Contrôle classique.5.2 Contrôle variant.5.3 Comparaison.

6. Simulation en composants réels.7. Conclusions.

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SystSystèèmes mes àà non minimum de phasenon minimum de phasezéros à partie réelle positive≡ Système possédant un ou plusieurs

REPONSE INDICIELLE

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SystSystèèmes mes àà non minimum de phasenon minimum de phasezéros à partie réelle positive≡ Système possédant un ou plusieurs

NON MINIMUM

MINIMUM

BODE PHASE

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Structure de lStructure de l’’exposexposéé1. Introduction générale.2. Les alimentations à découpage.3. Analyse des systèmes dynamiques

et systèmes à non minimum de phase.4. Modélisation de la régulation d’un panneau solaire

et représentation d’état.5. Étude détaillée de la régulation.

5.1 Contrôle classique.5.2 Contrôle variant.5.3 Comparaison.

6. Simulation en composants réels.7. Conclusions.

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ModModéélisation de la rlisation de la réégulation dgulation d’’un un panneau solairepanneau solaire

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et systèmes à non minimum de phase.4. Modélisation de la régulation d’un panneau solaire

et représentation d’état.5. Étude détaillée de la régulation.

5.1 Contrôle classique.5.2 Contrôle variant.5.3 Comparaison.

6. Simulation en composants réels.7. Conclusions.

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ReprRepréésentation dsentation d’é’étattat

TFE Magali HAUSSYTFE Magali HAUSSY 2121

ReprRepréésentation dsentation d’é’étattatCONVERTISSEUR BOOST = SYSTEME NON-LINEAIRE

CONFIGURATIONS ELECTRIQUES DISINCTES LORS D’UNE PERIODE DE DECOUPAGE

MODELISATION PAR MOYENNE D’ETATS

1. NON-LINEAIRE ETATS INVARIANTS (FET soit ON soit OFF)

2. MOYENNE DES ETATS

3. LINEARISER AUTOUR DU POINT DE FONCTIONNEMENT

TFE Magali HAUSSYTFE Magali HAUSSY 2222

ReprRepréésentation dsentation d’é’étattat

TFE Magali HAUSSYTFE Magali HAUSSY 2323

ReprRepréésentation dsentation d’é’étattatCOURANT DE SORTIE

Terme en s < 0

zeros positifs

SYSTEME

A NON MINIMUM DE PHASE

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Structure de lStructure de l’’exposexposéé1. Introduction générale.2. Les alimentations à découpage.3. Analyse des systèmes dynamiques

et systèmes à non minimum de phase.4. Modélisation de la régulation d’un panneau solaire

et représentation d’état.5. Étude détaillée de la régulation.

5.1 Contrôle classique.5.2 Contrôle variant.5.3 Comparaison.

6. Simulation en composants réels.7. Conclusions.

TFE Magali HAUSSYTFE Magali HAUSSY 2525

Structure de lStructure de l’’exposexposéé1. Introduction générale.2. Les alimentations à découpage.3. Analyse des systèmes dynamiques

et systèmes à non minimum de phase.4. Modélisation de la régulation d’un panneau solaire

et représentation d’état.5. Étude détaillée de la régulation.

5.1 Contrôle classique.5.2 Contrôle variant.5.3 Comparaison.

6. Simulation en composants réels.7. Conclusions.

TFE Magali HAUSSYTFE Magali HAUSSY 2626

Contrôle classiqueContrôle classique

PLACEMENT DE POLES

TFE Magali HAUSSYTFE Magali HAUSSY 2727

Contrôle classiqueContrôle classique

ANALYSE DE LA STABILITE (Boucle Ouverte)

REGLER LES PARAMETRES DU SYSTEMEle gain kea du PID

le gain kppl du placement de pôles

Optimisation de la BANDE PASSANTE

Optimisation de l’IMPÉDANCE DE SORTIE

( Zout : 0,7 Ω )

TFE Magali HAUSSYTFE Magali HAUSSY 2828

Structure de lStructure de l’’exposexposéé1. Introduction générale.2. Les alimentations à découpage.3. Analyse des systèmes dynamiques

et systèmes à non minimum de phase.4. Modélisation de la régulation d’un panneau solaire

et représentation d’état.5. Étude détaillée de la régulation.

5.1 Contrôle classique.5.2 Contrôle variant.5.3 Comparaison.

6. Simulation en composants réels.7. Conclusions.

TFE Magali HAUSSYTFE Magali HAUSSY 2929

INNOVATION : Contrôle variantINNOVATION : Contrôle variantModification de la REGULATION et introduction de la

« VARIANTE » basée sur les FT du système

ANALYSE DE LA STABILITE (Boucle Ouverte)

REGLER LES PARAMETRES DU SYSTEMEle gain kea du PID

le gain kppl du placement de pôlesle gain kva de la variante

Optimisation de la BANDE PASSANTEOptimisation de l’IMPEDANCE DE SORTIE

(Zout : 0,5 Ω)

kva choisi Terme en s > 0A MINIMUM DE PHASE

TFE Magali HAUSSYTFE Magali HAUSSY 3030

Structure de lStructure de l’’exposexposéé1. Introduction générale.2. Les alimentations à découpage.3. Analyse des systèmes dynamiques

et systèmes à non minimum de phase.4. Modélisation de la régulation d’un panneau solaire

et introduction à la représentation d’état.5. Étude détaillée de la régulation.

5.1 Contrôle classique.5.2 Contrôle variant.5.3 Comparaison.

6. Simulation en composants réels.7. Conclusions.

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ComparaisonComparaison

TROU DE BUS

MAX IMPEDANCE DE SORTIE CONTRÔLE CLASSIQUE≈ 1,4 .

MAX IMPEDANCE DE SORTIE CONTRÔLE VARIANT

TFE Magali HAUSSYTFE Magali HAUSSY 3232

Structure de lStructure de l’’exposexposéé1. Introduction générale.2. Les alimentations à découpage.3. Analyse des systèmes dynamiques

et systèmes à non minimum de phase.4. Modélisation de la régulation d’un panneau solaire

et représentation d’état.5. Étude détaillée de la régulation.

5.1 Contrôle classique.5.2 Contrôle variant.5.3 Comparaison.

6. Simulation en composants réels.7. Conclusions.

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Simulation en composants rSimulation en composants rééelsels

TFE Magali HAUSSYTFE Magali HAUSSY 3434

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et systèmes à non minimum de phase.4. Modélisation de la régulation d’un panneau solaire

et représentation d’état.5. Étude détaillée de la régulation.

5.1 Contrôle classique.5.2 Contrôle variant.5.3 Comparaison.

6. Simulation en composants réels.7. Conclusions.

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ConclusionsConclusionsPERFORMANCES AMELIOREES

IMPEDANCE DE SORTIE 1.4 FOIS MOINDRE

CAPACITE MOINDRE POUR UNE MÊME BANDE PASSANTE

REDUCTION DES COÛTS, POIDS ET VOLUME

FIABILITE

CIRCUIT SOBRE

PERSPECTIVES D’EXPLOITATION REELLES

MISSION BEPICOLOMBO