L'étude présentée se place dans le contexte de la réduction des perturbations d'origines électrique et mécanique liées aux systèmes industriels de variation de vitesse des machines électriques tournantes. Partant d'une approche tensorielle dédiée à l'étude des machines électriques, nous avons développé un modèle prenant en compte les imperfections d'origine géométrique, celles-ci se traduisant en termes d'harmoniques spatiales. Chaque harmonique est alors considérée comme le fondamental d'une machine virtuelle, sur la base du principe de superposition. Le modèle est ainsi constitué d'autant de machines virtuelles que d'harmoniques. L'étude du modèle d'un point de vue automatique est ensuite effectuée. Enfin, un observateur d'état de type Kalman associé à ce modèle est développé. Le cas du modèle à une harmonique d'espace est traité et la validation de cet observateur est effectué sur un moteur asynchrone à rotor bobiné. Les courants à estimer sont mesurés pour validation expérimentale.

Pour accroître l'autonomie des systèmes embarqués tels que les téléphones ou les ordinateurs portables, de nombreuses recherches sur la conception de circuits intégrés ont été réalisées en vue de réduire la consommation d'énergie. Ces travaux de thèse ont pour but de proposer au concepteur des moyens de concevoir des circuits intégrés numériques à faible consommation d'énergie. Trois étapes importantes vers la réduction de la consommation d'énergie ont été proposées. L'utilisation de la logique asynchrone représente le premier pas vers la réduction de la consommation d'énergie. En effet, de nombreux travaux réalisés ces dernières années ont montré que les circuits asynchrones présentent la propriété intrinsèque de consommer moins d'énergie que les circuits implémentés en logique synchrone. Le second pas important est d'offrir au concepteur des outils lui permettant d'obtenir des informations sur l'activité et la consommation d'énergie du circuit lors de la conception de celui-ci. Nous avons spécifié un estimateur d'activité et un estimateur de la consommation d'énergie qui permettent au concepteur de collecter des informations pertinentes sur la répartition de l'activité et de la consommation d'énergie d'un circuit lors d'une simulation donnée. Enfin, des techniques d'optimisation sont proposées pour réduire la consommation d'énergie des circuits. La méthodologie d'estimation et les techniques d'optimisation de la consommation d'énergie ont été appliquées à la réalisation d'un processeur, les résultats ont montré une réduction de la consommation d'énergie de 24%.

Ce travail s'inscrit dans le cadre général de l'observation et de la commande non linéaire de machine asynchrone. Ce mémoire comporte cinq volets. La première partie donne les éléments de modélisation de la machine asynchrone ainsi que sa représentation dans différentes repères de coordonnées. La deuxième partie est dédiée aux observateurs de flux et de couple de charge pour machine asynchrone en vue de bonnes performances dans toute la gamme de vitesse. Nous présentons deux méthodes de synthèse d'observateurs différentes : modes glissants et grand gain de type cascade. La troisième partie est consacrée à la commande; nous nous intéressons plus particulièrement à la commande par modes glissants que nous appliquons au modèle de la machine asynchrone. Dans la quatrième partie, nous effectuons une analyse comparative de quelques lois de commande non linéaires dans le cadre d'un "benchmark" sur un modèle de machine de asynchrone, proposé à la communauté internationale. Nous présentons des résultats de simlation réalistes à l'aide d'un environnement de simulation spécialisé. Le dernier point concerne la partie expérimentale de l'étude. Nous présentons le banc d'essai du Laboratoire d'Automatique de Grenoble, plate-forme semi-industrielle de machine asynchrone. Nous détaillons ensuite l'évaluation expérimentale des observateurs et de certaines lois de commandes proposées, en vue d'une analyse comparative de leurs performances respectives.

Th. doct.--Informatique et réseaux--Paris--ENST, 1991. / Notes bibliogr. Résumé en français et en anglais.

Th. doct.-ing.--Électrotech.--Toulouse--I.N.P., 1978. N°: 34.

Sowohl das Architekturmuster der Microservices als auch das „Internet of Things“ (IoT) folgen den Prinzipien verteilter Systeme. Eine Anwendung von Microservices im IoT ist daher naheliegend, allerdings stellt sich hierbei die Frage,welche Integrationsform dafürambesten geeignet ist. Aus diesem Grund besteht das Ziel dieser Arbeit darin, verschiedene Kommunikationskonzepte von Microservices auf ihre Eignung für den Bereich des IoTs zu überprüfen. In der Arbeit werden dafür verschiedene Kommunikationskonzepte vorgestellt und anhand von diversen Kriterien miteinander auf qualitative Weise verglichen. Die Kriterien setzen sich aus allgemeinen Herausforderungen im Umgang mit verteilten Systemen sowie aus kennzeichnenden Eigenschaften für IoT-Systeme, wie bspw. Skalierbarkeit, Erweiterbarkeit und Ressourcennutzung zusammen. Ergänzend dazu fließen weitere Aspekte der Softwareentwicklung in den Vergleich ein. Anhand der Vergleichsergebnisse wird schließlich eine Bewertung durchgeführt, welche als Grundlage für die Entwicklung von Microservices im Bereich IoT dienen kann. Zum Ende wird das Resultat durch die Konzeption einer eigenen Anwendung erprobt. Der Vergleich und die anschließende Bewertung zeigen, dass sich asynchrone Microservices aufgrund ihrer Eigenschaften am besten für den Einsatz im IoT eignen. Dabei wurde insbesondere auf die die Kommunikationsvariante des Messagings mittels des Protokolls MQTT eingegangen. Aufbauend auf den Ergebnissen dieser Arbeit könnten Forschungen im Bereich moderner IoT-Plattformen angestellt werden. Weiterhin würde sich die Erweiterung bestehender Microservice-Anwendungen durch zusätzliche Services für Datensammlung und intelligente Auswertung dieser als Forschungsthema anbieten.:1 Einleitung und Intention 1.1 MakroSolutions GmbH 1.2 Stand der Wissenschaft und Technik 1.3 Ziel der Arbeit 1.4 Aufbau der Arbeit 2 Definitionen und theoretische Grundlagen 2.1 Verteilte Systeme 2.1.1 Services 2.2 Internet of Things 2.2.1 Industrial Internet of Things 2.3 Microservices 2.3.1 Definition und Eigenschaften 2.3.2 Vorteile im Umgang mit Microservices 2.3.3 Herausforderungen im Umgang mit Microservices 2.3.4 Anwendungsgebiete 2.3.5 Abgrenzung zu monolithischer Architektur 2.3.6 Abgrenzung zu Service-Orientierter Architektur (SOA) 3 Kommunikation der Microservices 3.1 Mikro- und Makroarchitektur 3.2 Integrationsformen 3.3 Gemeinsame Datenbanknutzung und Datenreplikation 3.4 Synchrone Microservices 3.5 Asynchrone Microservices 4 Vergleich und Bewertung 4.1 Wahl der Vergleichskriterien 4.1.1 Fallacies of distributed computing 4.1.2 CAP-Theorem 4.1.3 Internet of Things 4.1.4 Weitere qualitative Kriterien 4.2 Vergleich der Kommunikationskonzepte 4.2.1 Fehlertoleranz und Resilienz 4.2.2 Performance und Ressourcennutzung 4.2.3 Datenkonsistenz und Verfügbarkeit 4.2.4 Skalierbarkeit und Erweiterbarkeit 4.2.5 Kopplung 4.2.6 Komplexität 4.2.7 Tests 4.2.8 Sicherheit 4.3 Bewertung in Bezug auf das Internet der Dinge (IoT) 5 Konzeption der Software 5.1 Ausgangspunkt 5.2 Anforderungen 5.3 Vorüberlegungen 5.4 Konzeption 6 Auswertung und Ausblick 6.1 Zusammenfassung und Interpretation der Ergebnisse 6.2 Beschränkungen und Ausblick für weitere Forschung

La conversion de l'énergie éolienne en énergie électrique fait appel à de nombreuses disciplines scientifiques (météorologie pour l'étude du comportement du vent, mécanique et chimie pour les contraintes et la composition des divers matériaux utilisés dans l'aérogénérateur, mécanique des fluides pour l'effet des masses d'air en mouvement sur les pales, électrotechnique pour la conversion électromécanique et l'adaptation de l'énergie électrique). C'est à la partie électrotechnique de cette chaîne de conversion qu'est consacré ce mémoire. <br />Après un bref rappel des concepts et équations régissant le fonctionnement d'un système éolien, ce document dresse un état de l'art des ensembles machines – convertisseurs utilisés dans l'énergie éolienne. <br />Une première étude montre les performances et les limites d'utilisation de la machine asynchrone à cage auto-excitée. Elle utilise une modélisation originale et simple où le modèle de la machine est complètement indépendant de celui de la charge et des capacités d'excitation. Les régimes équilibré et déséquilibré sont étudiés en simulation et validés expérimentalement.<br />Dans un deuxième temps, la réalisation d'un simulateur physique d'aérogénérateur est présentée. Celui-ci est destiné à placer les génératrices à l'étude dans des conditions proches de la réalité en les entraînant grâce à une machine à courant continu commandée de façon à reproduire les variations de couple d'une éolienne. <br />La troisième partie de ce mémoire est consacrée à la production d'électricité sur un réseau grâce à une machine asynchrone à double alimentation. L'originalité de cette machine, utilisée dans un système éolien, est de pouvoir contrôler l'échange de puissance entre le stator et le réseau en agissant sur les signaux rotoriques via un convertisseur bidirectionnel. Dans cette optique une commande vectorielle en puissances active et réactive statoriques est mise en œuvre. Cette commande est élaborée et testée en synthétisant trois types de régulateurs linéaires : Proportionnel- Intégral, RST basé sur la théorie du placement de pôles et Linéaire Quadratique Gaussien basé sur la minimisation d'un critère quadratique. Les performances du dispositif sont analysées et comparées en termes de suivi de consigne, robustesse, et rejet de perturbations.

Cette thèse étudie les avantages et les potentiels offerts par le style de conception asynchrone (sans horloge) pour implémenter les traitements numériques de réception des signaux radio impulsionnelle à ultra large bande (UWB), dans le contexte applicatif des réseaux de capteurs. D'une part, des oscillateurs numériques asynchrones ont été étudiés pour réaliser l'implémentation de la base de temps nécessaire aux traitements de réception des signaux radio impulsionnelle, et d'autre part, des algorithmes et des architectures asynchrones de réception de ces signaux radio ont été proposés et validés. Ces différents travaux ont permis de démontrer la pertinence de l'approche asynchrone pour l'implémentation de ce type de traitements, notamment sur le critère de faible consommation. Elles ouvrent ainsi la voie au concept de réseau de capteurs entièrement asynchrones.

Cette thèse traite de l'étude, la modélisation et la simulation d'un système de conversion d'énergie éolienne, permettant de fournir au réseau une puissance constante, basé sur une unité de stockage d'énergie et une machine asynchrone à double alimentation (MADA). Cette éolienne à axe horizontale fournie au réseau une puissance active constante quelles que soient les conditions de vent. L'association de batterie ou autre système de stockage sur le bus continu permet de stocker temporairement de l'énergie. La modélisation de la partie mécanique de l'éolienne est particulièrement détaillée, une hélice à angle de calage variable est utilisée pour maximiser la puissance extraite. Ensuite, la modélisation, le contrôle direct et le contrôle indirect de la MADA sont présentés. Un contrôle indépendant des puissances active et réactive est utilisé et le dimensionnement de l'unité de stockage pour cette utilisation est particulièrement détaillé. La commande de l'ensemble avec la recherche du point de fonctionnement à puissance maximale (MPPT) est expliquée. Des résultats de simulations permettent de valider l'étude pour deux profils de vent longue durée. Ce système de conversion éolien permet d'offrir des services systèmes comme la compensation de facteur de puissance ou la minimisation de courants harmoniques présent sur le réseau. Ainsi, la MADA est utilisée, avec une commande additionnelle, pour réduire les harmoniques de courant du réseau. Ce système facilite l'intégration des éoliennes dans le réseau de distribution car le gestionnaire du réseau peut avoir une puissance constante et des services systèmes utiles.

Le travail de recherche présenté dans cette thèse concerne le diagnostic des défauts rotoriques et mécaniques de la machine asynchrone. En premier lieu, est proposée une synthèse des méthodes de diagnostic appuyées par des expérimentations avec des défauts créés au rotor et au stator de la machine asynchrone alimentée à partir du réseau. Et dans le même sillage, une étude expérimentale sur la comparaison en amplitude et en phase des signatures de défauts de barres dans les spectres du courant statorique et de la tension entre neutres a été abordée. Dans un deuxième temps, la machine asynchrone est alimentée par un convertisseur faisant corps avec celle-ci. On a introduit une nouvelle technique de diagnostic, basée sur l'analyse spectrale des courants du réseau (en amont de l'ensemble convertisseur-machine). Finalement, et afin de simuler le comportement de la machine, il était nécessaire de développer un modèle précis prenant en compte les harmoniques d'espace, et la tension entre neutres, pour corroborer les fréquences induites par les défauts rotoriques dans la tension entre neutres, une étude théorique a été présentée qui a donné des résultats intéressants / The research presented in this thesis concerns the diagnosis of rotor and mechanical defaults of the induction machine. First, there is provided a summary of the diagnostic methods supported by experiments with defects created in the rotor and stator of the asynchronous machine fed from the network. And in the same vein, an experimental study on the comparison in amplitude and phase signatures of defects in bar in the spectra between the stator current and neutral voltage was discussed. In a second step, the induction motor is fed by a converter mounted directly onto the motor. We introduced a new diagnostic technique based on spectral analysis of the currents of the network (upstream of the converter-machine). Finally, in order to simulate the behavior of the machine, it was necessary to develop an accurate model taking into account the space harmonics, and neutral voltage. To corroborate the frequency induced by rotor defects in the neutral voltage, a theoretical study was presented which gave interesting results