Commande et réglage d'une sustentation magnétique par attraction à quatre inducteurs

La sustentation magnétique par attraction est une discipline utilisant les électroaimants, permettant de soulever une structure du sol par la seule influence de forces magnétiques. Un électroaimant se compose d'un noyau ferromagnétique en U, d'un bobinage et d'une deuxième pièce ferromagnétique placée en face du noyau permettant de fermer le circuit magnétique. Lorsque du courant circule dans le bobinage une force magnétique va se créer et attirer la pièce ferromagnétique vers le noyau. La mise en place d'algorithmes de régulation peuvent donc jouer sur cette force afin de maintenir la pièce à une certaine distance du noyau bobiné et compenser la force gravitationnelle.

Ce projet se penche sur l'étude d'une structure formée de quatre inducteurs qui représentent le corps à sustenter par rapport à deux rails. Il se veut dans la continuité d'un précédent travail qui avait permis la mise en place de l'électronique de commande et d'acquisition de mesures, l'étude et la synthèse de régulateurs permettant l'asservissement en position d'un des quatre inducteurs et l'implémentation logicielle de ces derniers. Le système ayant un comportement fortement non linéaire, l'étude et la synthèse de l'asservissement doivent se faire par des approximations linéaires du comportement du système avant de pouvoir effectuer des essais sur le modèle réel. Au début de ce projet l'état du système est le suivant: quatre cartes de commandes sont en place et permettent d'appliquer une tension aux quatre inducteurs, mais celles-ci ont montré une faible fiabilité en tombant plusieurs fois en panne. Des capteurs de courant et de position permettent l'acquisition du courant dans les inducteurs et la distance(entrefer) séparant chaque inducteur du rail. Un régulateur de position superposé à un régulateur de courant numérique est également en place et permet de contrôler la position d'un inducteur sur quatre. Cette régulation pourtant n'est pas encore au point car il faut aider manuellement l'inducteur à se stabiliser pour effectuer des relevés de perturbations.

Ce projet a permis d'analyser et d'améliorer les performances atteintes pour l'asservissement en position d'un inducteur. Une remise en état du matériel hardware a été effectuée afin d'augmenter la fiabilité et la robustesse du système. Les quatre inducteurs forment un corps solide et l'étude du couplage mécanique entre ces inducteurs a permis d'étendre la régulation de position d'un inducteur à deux puis finalement quatre inducteurs en implémentant également une stratégie de décollage optimisée.

Etudiant(s): Mattia Laucella

Année: 2019

Département: TIN

Filière: Génie électrique avec orientation en Electronique embarquée et mécatronique

Type de formation: Plein temps

Expert(s) interne(s): Michel Girardin

Institut(s): iAi

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