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INTRODUCTION GÉNÉRALE
1. PROBLÉMATIQUE
Dans l'industrie, le papier, le plastique et d'autres
matériaux minces élastiques sont souvent employés pour la
fabrication de produits commerciaux en employant un processus continu. Dans ce
cas-ci, le papier ou tout autre matériel est typiquement
déroulé d'un grand roulement en utilisant une série de
rouleaux et un débobineur, formant ce qui s'appelle un
enchaînement.
Le but principal de l'enchaînement est l'affectation du
processus pour transférer le matériau avec une vitesse maximum et
des dommages au minimum possible [40]. Pour réaliser ceci, il faut
l'investiture de ces raisons suivantes:
· La tension d'enchaînement affecte la
géométrie de l'enchaînement, tel que la longueur et la
largeur apparentes de l'enchaînement;
· Une tension élevée d'enchaînement
empêche la perte de traction sur les rouleaux mais elle produira une
déchirure si elle est trop élevée;
· La tension d'enchaînement affecte la fissure dans
le matériau et la forme du roulement final du produit, et par
conséquent la qualité du matériel.
Pour ces raisons, il est essentiel que l'enchaînement
qu'on manipule pour commander la tension à une valeur
désirée soit performant. Normalement, la tension
d'enchaînement devrait être placée entre 10 et 25% de la
force de rupture
Nous étudierons ultérieurement les
propriétés de la machine d'enchaînement qui a
été utilisée comme cas d'étude dans ce
mémoire.
Dans ce mémoire, la réalisation et
l'évaluation de tension mécanique et de vitesse
d'enchaînement dans un bobineur représenté par un
modèle mathématique seront obtenues. Les récents
progrès réalisés dans la commande et l'alimentation des
machines électriques font de celles-ci des outils d'autant plus souples
et faciles à contrôler. On trouve aujourd'hui plus couramment
plusieurs moteurs, chacun condamné à une tâche, dans un
procédé, et dont la vitesse est maintenant réglée
presque continûment, directement en fonction de l'application
étudiée [41,42]. Les exigences en termes de performances
dynamiques et de régulation ont bien sûr changé avec le
développement de méthodes de réglage et de contrôle
de plus et plus efficaces. Au départ, il existait un fort couplage
entre les charges mécaniques, toutes reliées à la
même machine. De plus ce couplage ne pouvait pas être
maîtrisé d'une façon rigoureuse. Donc, le réglage
imposera une certaine synchronisation des charges mécaniques. Avec
l'emploi de plusieurs moteurs d'enchaînement, les réglages sont
plus précis et les autres types de couplages peuvent être pris en
considération dans la synthèse du contrôle global.
Ainsi, les couplages entre les différentes machines et
leur prise en compte par la commande sont devenus un axe de recherche
considérable. En revanche, bien que faisant partie de la chaîne de
conversion de l'énergie, le couplage mécanique s'éloigne
un peu du génie électrique pur pour se retrouver à la
frontière entre l'automatique, la mécanique et
l'électrotechnique. Il s'agit de rechercher de nouvelles connaissances,
de passer par un nouvel apprentissage, entièrement liés à
la charge mécanique et à son couplage spécifique.
Le contexte géographique de la préparation de ce
mémoire, nous nous sommes naturellement orienté vers une
application à l'industrie papetière annexe (2). Dans les divers
procédés rencontrés pour cette industrie, il existe un
motif redondant qu'on appelle transport de bande [30]. Il désigne un
système de type Dérouleur-Enrouleur auquel peuvent être
adjoints des rouleaux d'entraînement par friction. Bien
évidemment, on ne peut réduire l'industrie papetière
à ce type de processus, ni réduire les applications du transport
de bande à l'industrie papetière.
2. OBJECTIFS
L'objectif principal de ce travail est de synthétiser
systématiquement les correcteurs du modèle d'un système
constitué de cinq entraînements et qui sont couplés
mécaniquement par une bande dont la tension est réglable.
Afin d'atteindre l'objectif principal fixé,
différents sous objectifs sont définis ainsi :
· La modélisation et la commande vectorielle de la
machine asynchrone ;
· Adapter un modèle de banc d'essais qui a
été conçu pour réaliser des travaux de recherche
sur la commande de systèmes multi-moteurs ;
· La Représentation Énergétique
Macroscopique a été développée par le Laboratoire
d'Électronique et d'Électrotechnique de Puissance de
Lille (L2EP). Cet outil permet d'analyser des systèmes plus ou
moins complexes composés de plusieurs machines et/ou plusieurs
convertisseurs dans des entraînements électriques et/ou
mécaniques.
3. MÉTHODOLOGIE
Dans ce travail, une seule technique de commande d'un
système d'entraînement est développée après
en avoir rappelé la théorie. Le système à
l'étude est constitué de cinq entraînements. Les
différents enchaînements sont couplés mécaniquement
par une bande dont la tension est réglable. Le matériel
transféré est caractérisé par ses
propriétés élastiques et géométriques.
L'efficacité des techniques de commande sera évaluée par
simulation sous Simulink.
4. STRUCTURE DU MÉMOIRE
Le chapitre 1 est consacré à la
modélisation et la commande vectorielle de la machine asynchrone.
Le chapitre 2 présente la modélisation de
Système Multi-Moteurs (SMM) et la Représentation
Énergétique Macroscopique (REM).
Le chapitre 3 conclut le mémoire en présentant
les résultats de simulation avec l'interprétation.
Les différentes simulations sont faites sous
l'interface SIMULINK sous MATLAB version
7.0.4.
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