IV. Résultats de simulation et validation des
commandes
IV.1. Introduction
Le modèle est testé sur un cycle de 10
secondes pendant lequel tous les modes de fonctionnement sont couverts,
à savoir le démarrage, la conduite normale, le cas d'une forte
accélération, le freinage et la recharge de la batterie. Les
résultats montrés pour chacun de ces modes mettent en
évidence les transferts de puissance entre les différents
sous-systèmes et particulièrement entre la batterie, la
génératrice et le moteur électrique. Avant ça, des
résultats qui permettent de valider les commandes appropriées
à chacun des systèmes qui constituent le modèle seront
présentés.
IV.2. Schéma global simulé
La figure IV.17 présente le circuit de
puissance réalisé avec Psim, il regroupe le système global
d'un véhicule hybride série dans son ensemble : groupe
électrogène, batterie et moteur électrique de traction. La
commande du hacheur été réaliser sur Psim pour des raisons
de régulation.
La figure IV.18 donne le circuit de commande
réalisé avec Matlab/Simulink, qui est couplé au circuit de
puissance à l'aide d'un composant appelé SimCoupler disponible
sur librairie Simulink. Un composant appelé mémoire devrait
être rajouté à chaque grandeur sortant de SimCoupler pour
mémoriser la grandeur ce qui permet d'accélérer le temps
de simulation.
La batterie utilisée est celle de Psim, mais
celle-ci ce comporte comme une source d'énergie parfaite, pour cette
raison nous avons rajouté la batterie du Matlab à qui nous avons
injecté le courant transitant dans la self pour observé la charge
et décharge de la batterie, en particulier l'évolution de
l'état de charge (SOC).
Un système électrique, similaire
à la fonction d'un embrayage, été rajouté pour
coupler le groupe électrogène avec le reste du système,
après que celui-ci atteindrait le régime voulu.
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Chapitre IV : Techniques de commande d'un Véhicule Hybride
Série
|
Figure IV.17
|
: Circuit de puissance réalisé avec
logiciel Psim
|
Figure IV. 18: Circuit de commande réalisé
avec logiciel Matlab/Simulink
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Chapitre IV : Techniques de commande d'un Véhicule Hybride
Série
Chapitre IV : Techniques de commande d'un Véhicule Hybride
Série
IV.3. Validation des stratégies de commande
IV.3.1. Validation des commandes liées à
la machine de traction et au système de stockage d'énergie
Chaque système doit rependre aux exigences de
chaque commande qui lui ont été appropriée. La
référence étant un échelon de vitesse fixé
à 1000 tr/mn jusqu'à 2 secondes puis subir une rampe descendante
jusqu'à 3 secondes. Le temps de simulation est réglé
à 3 secondes avec un pas de 1 us.
vitesse de référence (tr/mn)
1000
900
800
600
700
500
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
t (s)
Figure IV.19 : Référence de vitesse
imposée à la machine de traction
vitesse ( tr/m n)
1200
1000
400
800
600
200
0
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0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
Figure IV.20 : Vitesse mesurée du moteur
électrique avec PI comme régulateur
La figure (IV.19) étant la
référence de vitesse imposée au système de
traction, la machine de traction atteint cette vitesse au bout de 1.7 secondes
avec un temps de repense de 1.5 seconde. L'erreur de vitesse étant
égale à zéro selon la figure (IV.20) et le système
est parfaitement réguler. Comme on peut le constater ainsi, la vitesse
de la machine évolue d'une façon linéaire avec ce type de
régulateur. Comme prévus, il ne y'a aucune oscillation dans le
système et le régime est critique.
Chapitre IV : Techniques de commande d'un Véhicule Hybride
Série
id (A)
-0.5
-1.5
0.5
1.5
-1
0
1
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0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
t (s)
Figure IV.21 : Courant 1d de
la motorisation électrique de traction
150
100
50
courant iq (A)
Ce (N.m)
0
-50
-100
-150
-2000 0.5 1 1.5 2 2.5 3
t(s)
Figure IV.22 : Courant 1q de
la motorisation électrique de traction
100
50
0
-50
-100 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
t (s)
Figure IV.23 : Couple
Ce de la motorisation électrique de
traction
Les figures (IV.21 et IV.22) présentent le
courant direct et en quadrature de la machine de traction. Comme la commande
l'exige, le courant direct est fixé à zéro et le couple
électromagnétique observé dans la figure IV.23 est l'image
du courant en quadrature.
Chapitre IV : Techniques de commande d'un Véhicule Hybride
Série
Vb (V)
230
229
228
226
225
22
224
227
3 0
0.5 1 1.5 2 2.5 3
t(s)
Figure IV.24 : Tension à la sortie de la
batterie
La figure IV.24 montre que la batterie subi une charge
où une décharge, selon le mode de fonctionnement. Comme elle subi
aussi des chutes de tension en fonction du courant absorbé.
tension de bus continu (V)
500
490
48
550
530
520
540
510
0 0
0.5 1 1.5 2 2.5 3
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t (s)
Figure IV.25 : Tension du bus continu
La figure IV.25 présente l'allure de la tension
au niveau du bus continu. Cette tension est maintenue à 500V par le
hacheur, d'un temps de repense de 0.05s. Des dépassements qui
excèdent les 10% sont prévisibles, de faite d'imposer un temps de
repense très petit pour le hacheur.
100
Courant statorique (A)
50
0
-50
-100 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
t(s)
Figure IV.26 : Courants statoriques de la machine
électrique de traction
Chapitre IV : Techniques de commande d'un Véhicule Hybride
Série
Courant statorique (A)
100 50 0 -50
-1001.7 1.75 1.8 1.85 1.9 1.95 2
Figure IV.27 : Zoom sur les courants statoriques de la
machine de traction
Les courants statoriques, de la machine de traction,
sont présentés par la figure IV.26 et un zoom lorsque la vitesse
de la machine se stabilise par la figure IV.27. Notons que la fréquence
des courants évolue avec le profile de la vitesse. On peut admettre
aussi que les allures des courants sont saines.
tensions à la sortie de l'onduleur (V)
-100
-200
-300
200
300
100
0
0 0.5 1 1.5 2 2.5
t (s)
Figure IV.28 : Tensions statoriques de la machine de
traction
vabc (V)
-200
-400
400
200
0
Page 58
1.5 1.51 1.52 1.53 1.54 1.55 1.56 1.57 1.58 1.59
1.6
t (s)
Figure IV.29 : Zoom sur l'allure des tensions
statorique de la machine de traction
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