UMR CNRS 7253

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Paliers Magnétiques

Résumé

Le laboratoire Heudiasyc travaille sur la commande des paliers magnétiques actifs depuis 1994 avec le démarrage d'une thèse sur le sujet encadrée par Ali Charara. Ce dernier avait lui-même effectué sa thèse sur le sujet.

Le principe de fonctionnement d’un PMA est simple. Chaque axe de contrôle est constitué de deux électroaimants et d’un capteur de position qui mesure le déplacement du rotor. Les électroaimants génèrent chacun une force propotionnelle au carré du courant qui les traverse et inversement proportionnelle au carré de la distante d’entrefer séparant l’arbre du stator. En modulant ces forces, il est possible de positionner l’arbre le long de l’axe de contrôle. La combinaison de deux axes perpendiculaires forme un centreur capable de maintenir l’arbre en position selon deux degrés de liberté. La nature des forces mises en jeu introduit des non linéarités importantes dans le modèle d’un axe. De plus, les PMA étant des dispositifs électromagnétiques rapides, ils imposent d’importantes contraintes de temps de calcul lors de l’implémentation de schémas de commande. C’est pourquoi leur pilotage s’est d’abord focalisé sur des techniques de commande linéaires classiques, telles que l’utilisation de contrôleurs de type PID ou par placement de pôles, ou plus modernes, telles que la commande H-infini, la mu-synthèse, la commande optimale LQ ou la linéarisation entrée-sortie. Toutefois, profitant de la puissance toujours croissante des calculateurs ainsi que des développements théoriques récents, la commande non-linéaire a gagné en popularité. En effet, en permettant la prise en compte d’éléments négligés par la commande linéaire, elle peut apporter un gain important de précision et d’efficacité dans l’action des contrôleurs. Une des approches les plus utilisée est le retour linéarisant associé à des techniques de commande robuste, mais d’autres techniques telles que les modes glissants, la programmation dynamique discrète, la commande floue ou la commande à horizon fini en temps continu ont été employées.

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