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15 décembre 2006 1 Méthodologie dans lanalyse des systèmes lle CPGE – PT « Enseigner en PT / PTSI » Journée dinformation et danimation de lIGEN STI Pierre-Jean.

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1 15 décembre Méthodologie dans lanalyse des systèmes lle CPGE – PT « Enseigner en PT / PTSI » Journée dinformation et danimation de lIGEN STI Pierre-Jean BARRE & Jean-Paul HAUTIER Equipe de recherche CEMASYC - Activité CEMODYNE Laboratoire d'Electrotechnique et d'Electronique de Puissance de Lille (L2EP) ENSAM, 8 Bd Louis XIV, Lille Cedex ENSAM

2 15 décembre Méthodologie dans lanalyse des systèmes 1.Contexte & problématique 2.Démarche danalyse des systèmes 3.Application à un robot cartésien à dynamique élevée 4.Conclusions Méthodologie dans lanalyse des systèmes CPGE – PT « Enseigner en PT / PTSI » Journée dinformation et danimation de lIGEN STI ENSAM

3 15 décembre Méthodologie dans lanalyse des systèmes Augmenter la productivité dune machine-outil implique : - Réduire le temps d usinage - Réduire le temps de changement doutil - Augmenter la précision en suivi de trajectoire - Améliorer le comportement vibratoire - Gérer lénergie - … Objectif : augmentation de la productivité

4 15 décembre Méthodologie dans lanalyse des systèmes Quel est le problème !!? AEROMILL Mode n°1 : Hz Amortissement : 0.05 Rigidité modale : 2.78e8 N/m Rigidité dynamique : 1.39e7 N/m Masse modale : 3609 kg Mode n°1 : Hz Amortissement : 0.05 Rigidité modale : 2.78e8 N/m Rigidité dynamique : 1.39e7 N/m Masse modale : 3609 kg

5 15 décembre Méthodologie dans lanalyse des systèmes La résolution passe par une approche système !

6 15 décembre Méthodologie dans lanalyse des systèmes La résolution passe par une approche système !

7 15 décembre Méthodologie dans lanalyse des systèmes Pièce théorique Processus de coupe Pièce usinée Contrôle CFAO Programme ISO Commande DCN Planification Asservissement ProjectionProjection Axe i Programme NC Perturbations Vitesse, précision Axe Machine Objectif : « Améliorer » les performances des machines de production à dynamique élevée en agissant sur leur commande. à dynamique élevée en agissant sur leur commande. Equipe de Recherche

8 15 décembre Méthodologie dans lanalyse des systèmes Axe robot Organe terminal Pièce raboutée Commande DCN Planification Asservissement ProjectionProjection Axe i Profil théorique Programme ISO Programme NC Perturbations Vitesse, précision Contrôle Objectif : « Améliorer » les performances des machines de production à dynamique élevée en agissant sur leur commande. à dynamique élevée en agissant sur leur commande. Equipe de Recherche

9 15 décembre Méthodologie dans lanalyse des systèmes II – Les domaines innovants : - la planification de trajectoire - le retour détat ou ladaptation en ligne I – Des besoins forts au niveau de la compréhension du système : - pour le modéliser - pour le modéliser - pour optimiser la commande actuelle - pour optimiser la commande actuelle Etat de lart Retours détat - Observateurs détat non mesurés - possibilité de prise en compte des souplesses structurelles - Formalismes rigoureux dans lespace détat [BRAEMBUSSCHE et al ] [ERKORKMAZ(3) ] [RENTON ] Commandes auto-adaptatives - Évolution en ligne des paramètres de réglage - Synthèse complexe, mais réglage plus simple - Plus intuitive… [M'SAAD ] [OTTEN et al 1997] [YAO ]

10 15 décembre Méthodologie dans lanalyse des systèmes Suivi de trajectoires mm/min mm/min mm/min mm/min 440 mm/min 230 mm/min mm/min 9400 mm/min 2 =F²/R 2 1 =F²/R 1 R2R2 R1R1

11 15 décembre Méthodologie dans lanalyse des systèmes Sans contrôle de vitesse Avec contrôle de vitesse Suivi de trajectoires

12 15 décembre Méthodologie dans lanalyse des systèmes Formulation mathématique de lerreur de profil (droite/cercle/raccordements) : Suivi de trajectoires

13 15 décembre Méthodologie dans lanalyse des systèmes Pièce théorique Processus de coupe CFAO Programme ISO Commande DCN Planification Asservissement ProjectionProjection Axe i Axe Machine Comportement vibratoire et Tcy

14 15 décembre Méthodologie dans lanalyse des systèmes NUM SIEMENS FANUC Commande par retour détat Techniques de placement de pôles Commande à modèles Commande avec observateurs Commande adaptative Réseaux neuronnes ? Choix dune commande ???

15 15 décembre Méthodologie dans lanalyse des systèmes Architecture classique dune commande industrielle

16 15 décembre Méthodologie dans lanalyse des systèmes Application : démonstrateur T1T2

17 15 décembre Méthodologie dans lanalyse des systèmes COMMANDE RAPPROCHEE HACHEURMOTEURREDUCTEURSYSTEME DE TRANSFORMATION DE MOUVEMENT + CHARGE REDRESSEUR Que cherche t-on à faire ??! Tension de référence ? Position de larbre de sortie

18 15 décembre Méthodologie dans lanalyse des systèmes COMMANDE RAPPROCHEE HACHEURMOTEURREDUCTEURSYSTEME DE TRANSFORMATION DE MOUVEMENT + CHARGE REDRESSEUR Le système est un opérateur orienté (causalité) Tension de référence Position de larbre de sortie COURANTCOUPLEVITESSEPOSITION CAUSEEFFETCAUSEEFFETCAUSEEFFETCAUSEEFFET TENSION

19 15 décembre Méthodologie dans lanalyse des systèmes = symbole des transformations énergétiques COMMANDE RAPPROCHEE Tension de référence Commander un système = Contrôler les énergies stockées et les pertes Modéliser = Représenter les énergies Manipulation énergétique … ? Position de larbre de sortie

20 15 décembre Méthodologie dans lanalyse des systèmes Démarche adoptée SYSTEME REEL SYSTEME MODELE Solutions de représentation Analyse dans le réel Travaux dans lunivers du modèle Travaux dans Le réel Interprétation concrète Interprétation abstraite Technologies de réalisation Méthodes dExpertise Techniques de construction Méthodes détude MODELISATION CONCEPTION

21 15 décembre Méthodologie dans lanalyse des systèmes SYSTEME REEL SYSTEME MODELE Solutions de représentation Analyse dans le réel Travaux dans lunivers du modèle Travaux dans Le réel Interprétation concrète Interprétation abstraite Technologies de réalisation Méthodes dExpertise Techniques de construction Méthodes détude MODELISATION CONCEPTION SYSTEME REEL Recherche dun modèle …en vue délaborer la commande

22 15 décembre Méthodologie dans lanalyse des systèmes SYSTEME REEL Dassault Aviation (Seclin) A partir dun système réel …..

23 15 décembre Méthodologie dans lanalyse des systèmes Analyse dans le réel Recherche dun modèle …en vue délaborer la commande SYSTEME MODELE Solutions de représentation Travaux dans lunivers du modèle Travaux dans Le réel Interprétation concrète Interprétation abstraite Technologies de réalisation Méthodes dExpertise Techniques de construction Méthodes détude MODELISATION CONCEPTION

24 15 décembre Méthodologie dans lanalyse des systèmes Analyses fréquentielle et temporelle Réponse à l outil sous une accélération en x de 5 m/s² et un jerk de 35 m/s3 Analyse dans le réel

25 15 décembre Méthodologie dans lanalyse des systèmes Recherche dun modèle …en vue délaborer la commande Solutions de représentation SYSTEME MODELE Travaux dans lunivers du modèle Travaux dans Le réel Interprétation concrète Interprétation abstraite Technologies de réalisation Méthodes dExpertise Techniques de construction Méthodes détude MODELISATION CONCEPTION

26 15 décembre Méthodologie dans lanalyse des systèmes Solutions de représentation <100 Hz 300 Hz >500 Hz Recherche dun modèle …en vue délaborer la commande

27 15 décembre Méthodologie dans lanalyse des systèmes Recherche dun modèle …en vue délaborer la commande SYSTEME MODELE Travaux dans lunivers du modèle Travaux dans Le réel Interprétation concrète Interprétation abstraite Technologies de réalisation Méthodes dExpertise Techniques de construction Méthodes détude MODELISATION CONCEPTION

28 15 décembre Méthodologie dans lanalyse des systèmes SYSTEME MODELE m c1 m c2 Recherche dun modèle GIC …en vue délaborer la commande

29 15 décembre Méthodologie dans lanalyse des systèmes Recherche dun modèle …en vue délaborer la commande Travaux dans lunivers du modèle Travaux dans Le réel Interprétation concrète Interprétation abstraite Technologies de réalisation Méthodes dExpertise Techniques de construction Méthodes détude MODELISATION CONCEPTION

30 15 décembre Méthodologie dans lanalyse des systèmes Recherche dun modèle …en vue délaborer la commande Travaux dans lunivers du modèle Travaux dans Le réel Interprétation concrète Interprétation abstraite Technologies de réalisation Méthodes dExpertise Techniques de construction Méthodes détude MODELISATION CONCEPTION

31 15 décembre Méthodologie dans lanalyse des systèmes La démarche est identique sur le constituant PMLSM – Force dencoches : Cogging 1 – Force dextrémités 2 3 – Dissymétrie des bobinages 4 – Saturations des flux 5 – Frottements – Cabrage du primaire 6

32 15 décembre Méthodologie dans lanalyse des systèmes …….. Et bien dautres !! Plateforme technologique : validation de la démarche

33 15 décembre Méthodologie dans lanalyse des systèmes CPGE – PT « Enseigner en PT / PTSI » Journée dinformation et danimation de lIGEN STI Avez-vous des questions ???? Menfin ….tu sais pas ça !??? Cest pourtant simple !! SB ENSAM


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