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Auteur : Thierry HANS ERD100 050 A As ss se er rv vi is ss se em me en nt t V V

Auteur : Thierry HANS ERD100 050 A As ss se er rv vi is ss se em me en nt t V Vi it te es ss se e P Po os si it ti io on n   S Su ur r l le e s sy ys st tè èm me e S Sy yN Nu um m3 3 - - E ER RD D1 10 00 0   D Da an ns s l le e d do om ma ai in ne e l li in né éa ai ir re e c co on nt ti in nu u S Su uj je et ts s  Logiciels sur PC D_Syn3 (Réf : ERD 100 100)  En Option : D_Scil (Réf : ERD 100 800) Scilab-Xcos & Compilateur Partie opérative Réf : ERD 100 000 Niveau : CITE 2011 Post secondaire 4 Supérieur court 5 Page: 2/4 Page manuel 2 sur 84 Page: 3/4 SOMMAIRE: Référence Thème Page TP1-CP Capteurs de Position 5 TP2-CVA Capteurs de Vitesse et d'Accélération 11 TP3-BO1 Identification en Boucle Ouverte n°1 (Moteur alimenté en courant) 19 TP4-BO2 Identification en Boucle Ouverte n°2 (Moteur alimenté en tension) 25 TP5-RVP Régulation de Vitesse avec correction Proportionnelle 31 TP6-RVPI Régulation de Vitesse avec correction PI 37 TP7-RPP Régulation de Position avec correction Proportionnelle 43 TP8-RPD Régulation de Position avec correction PD 49 TP9-RP-RT Régulation de Position avec correction par Retour Tachymétrique 55 TP10-PR-CdeU Prototypage Rapide avec « Scilab-Xcos » dans le domaine continu et avec moteur commandé en courant 63 TP11-PID Correcteur PID isolé 71 TP12-RP-ME Régulation de Position avec Modèle d’Etat 75 Annexe Table de transformées de Laplace 79 Notice technique ERD 100 010 Notice technique Manuels de travaux pratiques Sujets et Comptes rendus Dans le domaine linéaire continu Niveau CITE 4-5 (STS; IUT; CPGE) ERD 100 050 Manuel Sujets (12 sujets 78 pages) ERD 100 040 Manuels Compte-rendus en 2 Tomes ERD 100 040-1 Tome 1 Manuel Comptes rendus TP1 à TP6 (78 pages) ERD 100 040-2 Tome 2 Manuel Comptes rendus TP7 à TP12 (74 pages) Dans le domaine échantillonné (numérique, discret) Niveau CITE 6-7 (Licence Ingénieur Master) ERD 100 070 Manuel Sujets (7 sujets 96 pages) ERD 100 060 Manuel Comptes rendus (90 pages) Dans le domaine non linéaire Niveau CITE 6-7 (Licence Ingénieur Master) ERD 100 090 Manuel Sujets (2 sujets 20 pages) ERD 100 080 Manuel Comptes rendus (20 pages) Ce manuel fait partie d’un ensemble de documents pédagogiques de références : Page manuel 3 sur 84 Page: 4/4 Ouvrage ressource Page manuel 4 sur 84 Sommaire: But _________________________________________________________________________ 2 Principes de mesurage des déplacements ___________________________________________ 2 Capteur à sortie numérique _________________________________________________________ 2 Capteur à coefficient de transfert unitaire _____________________________________________ 3 Capteur à sortie analogique _________________________________________________________ 4 1. Prédéterminations _________________________________________________________ 5 2. Expérimentations et exploitations ____________________________________________ 5 Type document: Sujet de travaux pratiques Thème : Capteurs de Position Configuration du système : Maquette SYNUM3 + Logiciel D_Syn Référence: TP1- CP Nom de fichier: SYNUM3_TP1_ CP_Sujet.doc Page manuel 5 sur 84 MANUELS DE TRAVAUX PRATIQUES SUR SYNUM3: TP1: Capteurs de position Page 2 sur 6 BUT Il s'agit de mettre en oeuvre les capteurs de position, intégrés au système SYNUM3. Remarque préliminaire On appellera capteur, un ensemble d'éléments matériels et logiciels permettant d'obtenir une image d'une grandeur physique (dans le cas présent, un déplacement angulaire). PRINCIPES DE MESURAGE DES DEPLACEMENTS Capteur à sortie numérique Sur le système SYNUM3, le déplacement angulaire de la partie mobile en rotation est détecté par un codeur incrémental à trois voies: - 2 voies délivrant deux signaux en quadrature de phase dont le nombre de périodes par tour correspond au nombre de fentes par voie sur le disque du codeur, - 1 voie appelée "index" délivrant une impulsion par tour. Diodes photo- émissives Fentes pour Disque en vue de profil Voie B Index Voie A Signal A Signal B Index Photo- transistors Disque codeur en vue de face Le signe du déphasage entre les deux signaux A et B donne le sens de rotation. 1 fente Signal A Signal B Sens de rotation Trigonométrique A en avance sur B Sens de rotation Anti-trigonométrique B en avance sur A Pour obtenir une image du déplacement angulaire, plusieurs solutions sont rencontrées: solution 1- On compte (ou on décompte, suivant sens de rotation) tous les fronts montants (changement d'état 0 → 1) arrivant sur signal A (ou sur sur signal B) → paramètre δ = 1 solution 2- On compte (ou on décompte, suivant sens de rotation) tous les fronts (montants ET descendants) arrivant sur signal A (ou sur sur signal B) → paramètre δ = 2 solution 3- On compte (ou on décompte, suivant sens de rotation) tous les fronts (montants ET descendants) arrivant sur les deux signaux A et B) → δ = 4 Page manuel 6 sur 84 Référence document: ERD100 050 SUJET Page 3 sur 6 Si on note nf le nombre de fentes par voie sur le disque du codeur, on en déduit les coefficients de transfert du capteur numérique de position: Avec: -  le déplacement angulaire, - Mn la mesure numérique, image du déplacement, correspondant au comptage des transitions sur les voies du codeur (nombre d'incréments de comptage), - n le coefficient de transfert du capteur. Remarques: - Dans le cas du système SYNUM3 : nf = 500 et pour le capteur de position δ = 4 - Le résultat de comptage est un entier relatif codé sur 32 bits. - De part son principe, la sortie du capteur de déplacement angulaire ainsi réalisé présente une erreur absolue appelée "erreur de quantification" égale au maximum à 1/n - Le capteur ainsi réalisé est un capteur de position relative (capteur de déplacement par rapport à une origine), c'est-à-dire que le compteur devra être initialisé à 0 lors de la mise en position initiale de la charge mécanique → POM "Prise Origine Machine". Capteur à coefficient de transfert unitaire Grâce au logiciel D_Syn, il est possible de disposer de la mesure du déplacement angulaire, exprimée dans l'unité choisie. La mesure Mn est alors multipliée par un coefficient égal à 1/  Le coefficient de transfert global vaut donc de 1! → d'où l'appellation "capteur unitaire". Remarques: - Les imperfections du capteur à sortie numérique se retrouvent naturellement au niveau du capteur unitaire. - Le choix de l'unité se fait dans le logiciel D_Syn par le menu "Choisir" puis "Unités…" puis ascenseur dans le bloc "Position". - Le résultat de mesure m est disponible sur l'écran synoptique, dans le bloc "partie opérative". Pour faire afficher sa valeur, positionner une sonde (faire "Clic droit" sur le point de mesure).  Mn (en inc) n n m (dans l'unité choisie) Déplacement angulaire réel Déplacement angulaire mesuré  Mn (en inc) n  en tours degrés radians en: inc/tr inc/° inc/rad δ.nf δ.n f δ.nf 360 2.  n Page manuel 7 sur 84 MANUELS DE TRAVAUX PRATIQUES SUR SYNUM3: TP1: Capteurs de position Page 4 sur 6 Capteur à sortie analogique Le résultat de comptage défini au chapitre précédent est appliqué, après décalage, sur l'entrée d'un convertisseur numérique / analogique bipolaire 12 bits dont le coefficient de transfert vaut: Sur le système SYNUM3 le coefficient de transfert vaut: kcna =10/2047= 0,04885 V/ inc Les 8 bits pris en compte sont déterminés par un paramètre logiciel noté CDMP (Coefficient de Division en Mesure Position). Dans ce cas le coefficient de transfert du capteur à sortie analogique devient: Avec: -  le déplacement angulaire, - Up la sortie analogique, image du déplacement (disponible en face avant de la maquette), - a le coefficient de transfert du capteur de position à sortie analogique. Remarque: - Si le déplacement angulaire est tel qu'il y a dépassement de la "fenêtre" imposée par le paramètre CDMP, il y a passage sur une autre caractéristique: - La tension de sortie du capteur étant issue de la mesure numérique, elle présente également une erreur de quantification. (Tension image position) Up +10V CDMP=0  CDMP=2 CDMP=1 -10V 31 les 32 bits résultat de comptage CDMP = 0 CDMP = 1 les 8 bits pris en compte → appliqués sur l'entrée du CNA CDMP = 24 29 28 8 7 6 5 4 3 2 1 0 } 30  en tours degrés radians en δ.nf.kcna 360 2.   2 CDMP 2 CDMP . 2 CDMP . a V/° V/tr V/rad δ.nf.kcna δ.nf.kcna  Up (en V)  a a Page manuel 8 sur 84 Référence document: ERD100 050 SUJET Page 5 sur 6 1. PREDETERMINATIONS P1. Calculer, pour chacun des deux capteurs et pour le coefficient CDMP = 0 puis 1 et enfin 2 - le coefficient de transfert, - l'erreur de quantification (que l'on notera q), - les limites maxi des déplacements angulaires pour obtenir des résultats de mesure corrects (plages utiles du capteur). P2. Sachant que l'on désire suivre un déplacement angulaire de ±180° à l'aide du capteur à sortie analogique, en déduire la valeur mimi à uploads/Ingenierie_Lourd/ erd100050-m4-sujets.pdf