Sujet: Technique d’asservissement de balance: Application à un fléau à suspensions flexibles Tuteurs: P.PINOT M.LECOLLINET Réalisé par: N.N.HOANG

Le plan de l’explosé Étude d’un fléau à suspensions flexibles. La sensibilité théorique d’une balance. Fléau d’une balance classique. Fléau à suspensions flexibles. Pourquoi asservir un fléau? Techniques d’asservissement d’une balance. Système de commande en boucle ouverte. Système de commande en boucle fermée. Présentation du capteur et de l’actionneur. Algorithme du correcteur PID. Réalisation d’un asservissement d’une balance. Techniques d’asservissement moderne. Contrôleur flou. Systèmes numériques de contrôle-commande.

Étude d’un fléau classique. Sensibilité théorique d’une balance (S) O x A mg x’   B m’g α l γ On supposant que : l1≈l2=l. β=π-α γ=π/2 OG=d >0 m=m’ β Fléau d’une balance classique Usure des couteaux Glissement

Étude d’un fléau à suspensions flexibles. Qu’est-ce qu’une suspensions flexibles? Suspension flexible sur le comparateur du BIPM. Sous une charge m, la raideur k d’une telle lame flexible est donnée par la relation suivante : k=[mEI]1/2coth[l(m/EI)1/2] Avec: E: Module d’Young. I : Moment quadratique de la lame. l : Longueur de la lame.

Pourquoi asservir un fléau? Principe d’une comparaison simple de masses. Indicateur (I) Mg1 l1 l2 Si on connaît bien la position du centre de relation du fléau et des points d’application sur le fléau des charges, on pourra donner l’équation des moments: Avantage d’un asservissement Réduction de l’influence des défauts mécaniques (hystérésis, anélasticité, …). Réduction de l’influence de l’opérateur. Amélioration de la résolution Amélioration de la répétabilité du processus de pesage

Signal d’asservissement Techniques d’asservissement d’une balance Système de commande en boucle ouverte Sortie (s) Entrée (e) Système Bruits Système de commande en boucle fermée Relation fonctionnelle entre l’entrée (x) et la sortie (y) : y ε=x-x1 - x1 x + Loi de commande H(p) Système G(p) Signal d’asservissement U(p) p est l’opérateur Laplace.

Présentation du capteur et de l’actionneur. Le photo détecteur: Actionneur électromagnétique N S B i F I1 VS I2 Le faisceau issu de la diode laser. φ I=f(φ) L’actionneur est une bobine dans en pot d’aimant qui permet la transformation d’un courant appliquée sur la bobine en un mouvement mécanique. Le détecteur à ultrason F=IBL où : I: le courant appliqué sur la bobine. B : Champ électrique. L : longueur de fil électrique dans la bobine. F : Force . Émetteur et Récepteur l Le fléau

Algorithme du correcteur PID. P.I.D Analogique: C.Proportionnel C.Intégral C.Dérivé Écart ε Us Correcteur Proportionnel (P): Hp(p)= Us/ε = Kp Correcteur Intégral (I) : HI(p) = KI /p Correcteur Dérivé (D): HD(p) = KD.p Fonction de transfert du PID Analogique: P.I.D numérique T=k. X(t) où : Δ  est la période d’échantillonnage. Kp, KD, KI sont les coefficients de PID. εk, εk-1 sont les écarts numériques à l’instant k et k-1. Uk, Uk-1 sont les commandes à l’instant k et k-1

Réalisation d’un asservissement d’une balance. Schéma bloc du système asservi d’une balance Détecteur d’erreur Correcteur PID La balance Actionneur Procédé d’étude d’un asservissement: Amortissement. Erreur de position. Rapidité (t est le temps réponse du système). t Régime transitoire du système s’il y a un échelon provoqué.

Technique d’asservissement moderne. Fonction d’appartenance pour la température μ 1 0.5 moyenne Très froide froide -6 -3 0 3 6 9 12 Température (°C) Contrôleur flou

Technique d’asservissement moderne. Systèmes numériques de contrôle-commande (SNCC)