Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

AUTOMATIQUE Chapitre 1: Introduction générale Pr. Khalid BENJELLOUN bkhalid@emi

AUTOMATIQUE Chapitre 1: Introduction générale Pr. Khalid BENJELLOUN bkhalid@emi.ac.ma Département Electrique Section Automatique et Informatique Industrielle Université Mohammed V –Agdal Ecole Mohammadia d’Ingénieurs EMI Introduction générale- 23 Année Universitaire 2006 - 2007 EMI Automatique Pr. K. BENJELLOUN Chapitre 1 Qu’est-ce que l’Automatique ? L'Automatique regroupe l'ensemble des méthodes permettant d'analyser et d'améliorer le comportement dynamique d'un système. Introduction générale- 24 Année Universitaire 2006 - 2007 EMI Automatique Pr. K. BENJELLOUN Chapitre 1 De quoi va-t-on parler? • de systèmes : objets techniques ou processus conçus pour assurer une fonction précise; Vanne amont Q(x,t) Vanne aval h(x,t) • de leur modélisation : pour en mener l'analyse dynamique; • d'analyse dynamique : analyse du fonctionnement au cours du temps en réponse à des sollicitations; Pourquoi? Pour améliorer leurs performances de fonctionnement et optimiser leur capacité à répondre à toute sollicitation. Introduction générale- 25 Année Universitaire 2006 - 2007 EMI Automatique Pr. K. BENJELLOUN Chapitre 1 Système = processus = partie opérative (qui agit) actionnée (sur laquelle on agit) Un processus est défini par ses entrées et ses sorties et transforme dynamiquement de l’information, de l’énergie ou de la matière perturbations, bruits entrées consignes commandes sorties effets mesures Systèmes Introduction générale- 26 Année Universitaire 2006 - 2007 EMI Automatique Pr. K. BENJELLOUN Chapitre 1 Objectifs de l’Automatique • tout en minimisant l’influence des perturbations : régulation • concevoir et réaliser un système qui suive au mieux les consignes: poursuite Introduction générale- 27 Année Universitaire 2006 - 2007 EMI Automatique Pr. K. BENJELLOUN Chapitre 1 Une science indépendante de son domaine d’application • robots manipulateurs ou mobiles • servo-commande d’avions • machines tournantes • machines d’usinage • processus chimiques Introduction générale- 28 Année Universitaire 2006 - 2007 EMI Automatique Pr. K. BENJELLOUN Chapitre 1 Mais aussi : • structures vibratoires • systèmes de production • systèmes économiques • ensemble écologique … • réseaux de distribution d’eau ou d’énergie Introduction générale- 29 Année Universitaire 2006 - 2007 EMI Automatique Pr. K. BENJELLOUN Chapitre 1 Automatismes et systèmes SCIENCE OBJET OUTILS Info. Indus. Systèmes à évènements discrets (S.E.D.) (automatismes,interfaces) Logique binaire Automates prog. Grafcets Réseaux de Petri Automatique Systèmes à évènements continus (S.E.C.) 1.Systèmes continus 2.Systèmes échantillonnés 3.Systèmes temps réel Calcul polynomial Calcul matriciel Analyse fréquentielle C.A.O. Introduction générale- 30 Année Universitaire 2006 - 2007 EMI Automatique Pr. K. BENJELLOUN Chapitre 1 Définitions Signal : Grandeur physique générée par un appareil ou traduite par un capteur (température, débit etc.) On distingue : Signal d’entrée : indépendant du système, il se décompose en commandable et non commandable (perturbations) Signal de sortie : dépendant du système et du signal d’entrée. On distingue sortie observable et non observable Automatique: science qui étudie les automatismes Automatisme: dispositif technologique qui remplace l'opérateur humain dans la conduite d'une machine, d'un processus, d'une installation industrielle Processus: (ou système) C'est l'ensemble de l'installation que l'on doit piloter. Il est caractérisé par des signaux d'entrée et de sortie et les lois mathématiques reliant ces signaux. Exemple de systèmes: four, robot, avion, usine chimique, colonne de distillation, etc. Conduite : (ou contrôle) On peut conduire un système de manière automatisée pour: - maintenir une grandeur de sortie constante (Régulation) - faire suivre à certaines sorties une séquence (automatisme séquentiel) ou une loi donnée (asservissement). Note: Si on ajoute l'optimisation d'un critère (de coût par exemple) on parle alors de contrôle optimal. Introduction générale- 31 Année Universitaire 2006 - 2007 EMI Automatique Pr. K. BENJELLOUN Chapitre 1 1.1. Définitions Un système peut être défini comme un ensemble d'éléments exerçant collectivement une fonction déterminée. Un système communique avec l’extérieur par l'intermédiaire de grandeurs, fonctions du temps, appelées signaux. Le système complet ou un des éléments le composant est généralement représenté schématiquement par un schéma fonctionnel consistant en un rectangle auquel les signaux d’entrée représentés par des flèches entrantes sont appliqués. Système Entrées Sorties Schéma fonctionnel e(t) s(t) Introduction générale- 32 Année Universitaire 2006 - 2007 EMI Automatique Pr. K. BENJELLOUN Chapitre 1 Les entrées affectant un système peuvent être de nature différente. Les unes ont pour but d’exercer des actions entraînant le fonctionnement souhaité du système; ce sont les commandes. Les autres entrées troublent le fonctionnement désiré et sont définies comme des perturbations. 1.1. Définitions (suite) Système Entrées Sorties Schéma fonctionnel e(t) s(t) d(t) perturbations Note:La notion de système est associée autant à des domaines techniques qu'à des zones d'activités à caractère général. Introduction générale- 33 Année Universitaire 2006 - 2007 EMI Automatique Pr. K. BENJELLOUN Chapitre 1 est un assemblage de constituants me de commande è Un syst physiques branchés ou reliés les uns aux autres de telle sorte qu’il puisse se commander, se diriger ou se régler lui-même, ou bien commander, diriger ou régler un autre système. à a pour rôle d'amener une grandeur de sortie me asservi è Un syst prendre une valeur donnée et l'y maintenir. Donc asservir un système signifie agir sur celui-ci afin d'obtenir un comportement désiré. C'est la consigne (signal d’entré) qui varie: exemple; une machine outil qui doit usiner une pièce selon un profil donné, un missile qui poursuit une cible. 1.1. Définitions (suite) Introduction générale- 34 Année Universitaire 2006 - 2007 EMI Automatique Pr. K. BENJELLOUN Chapitre 1 1.1. Définitions (suite) Un système de régulation: système asservi travaillant à entrée de commande (référence) constante (ou variant par palier de réglage) et destiné à maintenir constante la grandeur de sortie, quelles que soient les perturbations. Le système doit compenser l'effet des perturbations, à titre d'exemple, le réglage de la température dans un four, de la pression dans un réacteur, le niveau d'eau dans un réservoir. Introduction générale- 35 Année Universitaire 2006 - 2007 EMI Automatique Pr. K. BENJELLOUN Chapitre 1 1.2. Exemples Conducteur au volant d'un v Conducteur au volant d'un vé éhicule: hicule: Le conducteur doit suivre la route. Il agit sur le volant et les pédales de frein et d’accélération pour maintenir La direction de la voiture sur une direction fixée, en observant la route et son environnement. Si un coup de vent dévie le véhicule, ou bien le mauvais état de la route ou des perturbations suite au virage,…, après avoir observé et mesuré l’écart, l’automobiliste doit agir pour s’opposer à cette perturbation. Puis de nouveau il recommence son observation pendant toute la duré du déplacement. Le problème peut être décomposer sous forme de blocs et de relations unidirectionnelles Introduction générale- 36 Année Universitaire 2006 - 2007 EMI Automatique Pr. K. BENJELLOUN Chapitre 1 1.2. Exemples (suite) Conducteur au volant d'un v Conducteur au volant d'un vé éhicule:(s hicule:(suite) uite) La direction effective est asservie La direction effective est asservie à à la direction souhait la direction souhaité ée. e. L L’ ’asservissement n asservissement né écessite le retour de la mesure et une comparaison; cessite le retour de la mesure et une comparaison; autre partie, autre partie, ’ ’ ; l ; l ne de retour ne de retour î î cha cha e e é é ma est appel ma est appel é é cette partie du sch cette partie du sch comprenant les actionneurs (conducteur) et le syst comprenant les actionneurs (conducteur) et le systè ème (automobile) me (automobile) . . ne directe ne directe î î cha cha e e é é est appel est appel Comparaison Réflexion Muscles Automobile Œil Direction souhaitée Perturbations Direction effective Chaîne de retour Chaîne de directe Illustration du comportement humain Introduction générale- 37 Année Universitaire 2006 - 2007 EMI Automatique Pr. K. BENJELLOUN Chapitre 1 1.2. Exemples (suite) Un autre exemple simple de syst Un autre exemple simple de systè ème automatique est me automatique est celui celui l'acte de prendre une douche. l'acte de prendre une douche. Ceci peut être interprété comme une régulation de température en rétroaction. Une température de consigne , que l'on souhaite assigner à la température de l'eau délivrée par la douche, est mémorisée dans le cerveau. Après avoir évaluer l'écart entre la température mesurée de l'eau, le cerveau construit des ordres à l'intention de l'ensemble bras-main- doigts-vanne. C'est la position de la vanne qui fixe la température de l'eau. Le signal de commande généré par le cerveau se fonde en permanence sur la température de l'eau, qui est le fruit de cette commande. Introduction générale- 38 Année Universitaire 2006 - 2007 EMI Automatique Pr. K. BENJELLOUN Chapitre 1 1.2. Exemples (suite) Prendre une douche (suite). Prendre une douche (suite). Ceci peut être illustré par le schéma bloc suivant: Comparaison Réflexion Action Système Œil Température désirée Perturbation s Direction effective Chaîne de retour Chaîne de directe Illustration du comportement humain Cerveau Introduction générale- 39 Année Universitaire 2006 - 2007 EMI Automatique Pr. K. BENJELLOUN Chapitre 1 1.2. Exemples (suite) Un autre exemple simple de syst Un autre exemple simple de systè ème automatique est me automatique est celui de la r celui de la ré égulation du niveau de liquide dans une cuve gulation du niveau de liquide dans une cuve Le but de ce syst Le but de ce systè ème uploads/Industriel/ chapitre-1 1 .pdf