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Détection et localisation des discontinuités dans la simulation temps réel des circuits d'électronique de puissance

Lagueux, Louis-Bernard (2010). Détection et localisation des discontinuités dans la simulation temps réel des circuits d'électronique de puissance. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Une des principales sources d'imprécision dans une simulation temps réel des circuits d'électronique de puissance est la commutation des interrupteurs dans le circuit. Dans une simulation à pas fixe, des retards de commutation peuvent être introduits et ceci fausse grandement les résultats. Il est donc nécessaire de bien localiser ces discontinuités afin de pouvoir obtenir des résultats précis.

Plusieurs algorithmes de localisation ont déjà été proposés, mais ces derniers ont généralement deux problèmes communs. Dans un premier temps, le pas suivant la discontinuité doit nécessairement être calculé afin de pouvoir effectuer la localisation d'une discontinuité et, dans un second temps, la méthode de localisation étant rudimentaire, au plus une seule discontinuité peut être localisée par pas de simulation. Si un nombre pair de discontinuité est présent dans un même pas de simulation, la localisation sera impossible.

Un nouvel algorithme permettant de pallier à ces deux problèmes majeurs est donc proposé dans ce document. Ce demier est basé sur une méthode udiisée dans le domaine de la robotique et utilise les principes de contrôle des systèmes non linéaires. 11 permet de localiser, à l'aide des pas précédents, si des discontinuités sont présentes dans le pas suivant.

De plus, puisqu'il uUlise un polynôme afin de faire la localisation, un nombre de discontinuité égal à l'ordre de ce polynôme peut être localisé dans un même pas.

Cet algorithme a l'avantage d'être complètement indépendant de la méthode numérique de résolution des équations différentielles de la simulation proprement dite. Il peut donc être utilisé avec différentes méthodes, sans pour autant compromettre son efficacité et sa précision.

Des tests permettront de démontrer que ce nouvel algorithme effectue son travail avec une précision qui surpasse les algorithmes existants et ceci sans introduire de grand retard dans la simulation. Ce demier point est important, car dans une simulation temps réel, les contraintes de temps ne doivent en aucun cas être dépassées et le gain en précision ne doit pas se faire au prix d'une importante charge de travail supplémentaire.

Titre traduit

Detection and localisation of discontinuities in real time simulation of power electronic circuits

Résumé traduit

One of the main sources of inaccuracies in a real-time simulation of power electronic circuits cornes from the switching of electronic switches in the circuit. In a fixed step simulation, switching dclays may be experienccd that lead to the dégradation of the simulation results. Consequently, it is of the utmost importance to locate thèse discontinuities to improve the overall précision of the simulation.

Many localisation algorithms hâve been proposed which generally hâve two common problems. First of ail, the time step foUowing the discontinuity must be evaluated in order to locate the discontinuity; secondly. thèse localisation algorithms being somewhat rudimentary, at most one discontinuity can be localised in any simulation time step. If an even number of discontinuity are présent in a given time step, détection is impossible.

A new algorithm that solves thèse two problems is proposed in this document. It is based on a method used in the field of robotics and uses non-linear system control principles. It detects and locates discontinuities in the following step, based on previous time steps. Moreover, as it uses a polynomial équation for the localisation, it can detect in the time step a number of discontinuities equal to the order of the polynomial.

This algorithm has the merit to be totally independent from the numerical method used to solve the differential équations set of the simulation itself. Therefore. it can be used with différent methods without compromising its efficiency and its accuracy.

Further tests will show that this new algorithm meets its goals with a better accuracy then current algorithms, without incurring significant delays in the simulation. The latter is important in real-time simulations, since time-constrains must not be exceeded for any reason. and accuracy must not be attained at the priée of an important additional work load.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie électrique". Bibliogr. : f. [85]-86.
Mots-clés libres: Circuits électroniques Simulation par ordinateur. Électronique de puissance Simulation par ordinateur. simulation temps réel, interrupteurs, simulation à pas fixe, retards de commutation, discontinuités, localisation.
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
De Kelper, Bruno
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie électrique
Date de dépôt: 21 mars 2011 15:12
Dernière modification: 07 févr. 2017 21:23
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/649

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