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Soutenance projet Responsable projet: Gilles DUCREUX 1.

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1 Soutenance projet Responsable projet: Gilles DUCREUX 1

2 INTRODUCTION I.Objectifs du projet II.Introduction à leffet piézoélectrique PRESENTATION I.Le moteur piézo-électrique II.Etude de la commande du moteur III.Instrumentation/Choix du capteur IV.Etude des différents systèmes V.Conception de la maquette VI.Tests CONCLUSION 2

3 Les objectifs : Mettre en œuvre le système:. Commande du moteur. Choix dun capteur. Réalisation dun banc de contrôle Les besoins : Développer les connaissances en matière dentraînement sur une nouvelle technologie, le moteur piézo-électrique 3 INTRODUCTION Les objectifs du projet

4 4 INTRODUCTION Introduction à leffet piézoélectrique Principe physique : la déformation causée par l'effort de compression génère une séparation des centres des charges positives et négatives; d'où l'apparition d'un champ électrique. Déformation mécaniqueTension Effet direct : Effet inverse : Déformation mécanique Tension

5 5 Alimentation du moteur Premier point: Lalimentation de deux plaques séparées dune distance d entraîne lapparition dun champ électrique Si le signal dentrée varie alors le champ E varie et rentre en vibration à la même fréquence que ce signal Le matériau rentre alors en résonnance et se déforme de quelques μm Remarque: La fréquence du signal doit être la même que celle de résonnance des plaques (116kHz) PRESENTATION Le moteur piézoélectrique Utilisation de leffet piézoélectrique inverse

6 6 Déformation mécanique Entraîne le rotor par frictionDeuxième point: On excite les plaques céramiques avec une MLI dont la fréquence correspond à un mode propre de flexion du stator. On combine deux vibrations sinusoïdales en quadrature dans le temps et lespace. Création dune onde progressive au stator, entraînant le rotor par friction. PRESENTATION Le moteur piézoélectrique

7 7 Quelques caractéristiques Utilisé dans lindustrie des microsystèmes mécatroniques (montres, appareils photos...).

8 8 PRESENTATION Le moteur piézoélectrique Avantages : Moteur à friction : pas de casse mécanique en cas de Blocage Fort couple de maintien (par rapport à son poids) Fonctionnement silencieux Couple élevé à basse vitesse Taille très réduite Inconvénients : Nécessité dun autopilotage en tension (alimentation électrique complexe) Usure importante (faible durée de vie).

9 FONCTIONCRITERENIVEAUFLEXIBILITE Délivrer un signal image de la position de la cible Précision< 10 μmF1 Retourner linformation rapidement Temps de réponse < 100 μsF0 Faible perturbation pour le moteur Frottements faibles < 0,5 NF1 poids< 100gF2 Afin de contrôler le déplacement du moteur, on réalise un asservissement de position. Le driver du moteur comporte une entrée de mesure analogique et une entrée de mesure numérique (A-B). 9 PRESENTATION Etude de la commande du moteur Cahier des charges

10 10 PRESENTATION Instrumentation/Choix du capteur GND Analog. Signal PC Moteur Bras de levier Capteur optique Consigne Commande moteur 5V PID + - DRIVER Trait. Cible Sharp GP2D12 Essais avec le capteur optique analogique :

11 Résultats obtenus: La courbe représente le déplacement de laxe moteur donné par le programme ci-contre 11 PRESENTATION Instrumentation/Choix du capteur

12 12 PRESENTATION Instrumentation/Choix du capteur La réponse du capteur optique est non linéaire Problème de transmission de données C ODEUR INCRÉMENTAL OEZ-025-2MC, 1024 PAS PAR TOUR.

13 13 PRESENTATION Etude des différents systèmes Système à bras de levier Précision : x = (L+r)sin ( α) = 138 μm

14 14 PRESENTATION Etude des différents systèmes Système direct Précision : x = α.r = 21,5 μm

15 15 PRESENTATION Etude des différents systèmes Système à poulies Précision : x = α.r.R1/R2 = 7 μm α.r = β.R2 et x=β.R1

16 16 PRESENTATION Conception de la maquette Fonctionnement de lasservissement du moteur

17 17 PRESENTATION Tests Essais du système en boucle fermée: Déplacements relatifs et absolus Réglages des coefficients PID Réglages des valeurs limites de déplacement PIDTraitement Capteur Logiciel + - Driver

18 18 PRESENTATION Tests Essai du système en boucle fermée :

19 19 CONCLUSION Diagramme de Gantt Comparaison entre lestimation et la réalité Répartition des tâches prévues Répartition des tâches réelles

20 20 CONCLUSION Bilan des tâches remplies: - Construction de la maquette - Fonctionnement du moteur en boucle fermé Perspectives: - Réglage des PID pour un fonctionnement optimal - Réalisation industrielle de la maquette


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