PROJET DE FIN DETUDES Spécialité : GENIE ELECTRIQUE-AUTOMATIQUE Régulation de niveau deau dans un réservoir assisté par le logiciel LabVIEW Réalisé par.

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1 PROJET DE FIN DETUDES Spécialité : GENIE ELECTRIQUE-AUTOMATIQUE Régulation de niveau deau dans un réservoir assisté par le logiciel LabVIEW Réalisé par MOUADH SAKLY ( Pour plus d'informations : http://www.bh-automation.fr/Ressources/Automaticiens/#Sakli- MOUADH ) http://www.bh-automation.fr/Ressources/Automaticiens/#Sakli- MOUADH Encadré par ANIS SAKLY & RAHMA BOUCETTA Année Universitaire : 2006/2007 http://www.bh- automation.fr/Download/fr/Automaticiens/Regulation_niveau_eau_S_MOUADH.ppt 1 E.N.I.G E.N.I.M

2 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Description du système de régulation de niveau Description de la carte dinterfaçage Environnement LabVIEW & résultats Conclusions et perspective 2

3 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Système à commander Carte dinterfaçage LabVIEW et résultats Conclusion et perspective Notre projet consiste à : Réguler le niveau deau dans un réservoir en utilisant un Logiciel muni dune interface graphique Création dune carte dinterfaçage à base de PIC 16F877 pour la communication série entre le système et le PC Utilisation du Logiciel LabVIEW pour commander le système en temps réel Minimiser la période déchantionnage 3

4 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Description du système de régulation de niveau Description de la carte dinterfaçage Environnement LabVIEW & résultats Conclusions et perspectives 4

5 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Système à commander Carte dinterfaçage LabVIEW et résultats Conclusion et perspective 5555 Correcteur e(t) Actionneur ² Capteur _ + m(t) Comparateur Régulateur u(t) s(t) Cha î ne d action Cha î ne de réaction

6 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Système à commander Carte dinterfaçage LabVIEW et résultats Conclusion et perspective 6 Loi de commande Algorithme de commande 6 Le régulateur P influe sur la rapidité du système. Il est généralement utilisé lorsque la précision n'est pas importante. Le régulateur P influe sur la rapidité du système. Il est généralement utilisé lorsque la précision n'est pas importante.

7 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Système à commander Carte dinterfaçage LabVIEW et résultats Conclusion et perspective 7 Loi de commande Algorithme de commande 7 Laction D intervient uniquement sur la variation de lerreur ce qui augmente la rapidité du système. Laction D intervient uniquement sur la variation de lerreur ce qui augmente la rapidité du système. Elle introduit aussi un déphasage de +90° ce qui augmente la stabilité du système. Elle introduit aussi un déphasage de +90° ce qui augmente la stabilité du système.

8 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Système à commander Carte dinterfaçage LabVIEW et résultats Conclusion et perspective 8 Loi de commande Algorithme de commande 8 Le terme I permet daméliorer la précision mais il introduit un déphasage de -90° ce qui risque de rendre le système instable du fait de la diminution de la marge de phase. Le terme I permet daméliorer la précision mais il introduit un déphasage de -90° ce qui risque de rendre le système instable du fait de la diminution de la marge de phase.

9 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Description du système de régulation de niveau Description de la carte dinterfaçage Environnement LabVIEW & résultats Conclusions et perspectives 9

10 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Système à commander Carte dinterfaçage LabVIEW et résultats Conclusion et perspective 10 Opérateurs de base 10

11 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Système à commander Carte dinterfaçage LabVIEW et résultats Conclusion et perspective 11 Bases de règles Interface de fuzzification Interface de défuzzification Mécanisme dinférence

12 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Système à commander Carte dinterfaçage LabVIEW et résultats Conclusion et perspective 12 N Z P N: Négative Z: Zéro (nulle) P: Positive Cette étape consiste à attribuer à la valeur réelle de chaque entrée, au temps t, sa fonction dappartenance, donc à transformer lentrée réelle en sous ensembles flous

13 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Système à commander Carte dinterfaçage LabVIEW et résultats Conclusion et perspective 13 Mécanisme dInférence SI e (erreur) est Négative ET Δe (d_erreur) est Négative ALORS la commande Δ u est Négative On utilise dans ce bloc lensemble des règles et les sous ensembles flous provenant de la fuzzification pour calculer les sous ensembles flous relatifs à la commande.

14 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Système à commander Carte dinterfaçage LabVIEW et résultats Conclusion et perspective 14 Base des règles e/Δe NZP N NNZ Z NZP P ZPP

15 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Système à commander Carte dinterfaçage LabVIEW et résultats Conclusion et perspective 15 Défuzzification La méthode de centre de gravité La méthode de maximum Le but de cette étape est de transformer une information floue en une grandeur de commande précise

16 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Description du système de régulation de niveau Description de la carte dinterfaçage Environnement LabVIEW & résultats Conclusions et perspectives 16

17 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Système à commander Carte dinterfaçage LabVIEW et résultats Conclusion et perspective 17 Présentation de la maquette

18 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Système à commander Carte dinterfaçage LabVIEW et résultats Conclusion et perspective 18 Adaptation Ampli de puissance

19 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Système à commander Carte dinterfaçage LabVIEW et résultats Conclusion et perspective 19 PIC 16F877 Alimentation DAC0808 AOP LF351 Port série Max232

20 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Système à commander Carte dinterfaçage LabVIEW et résultats Conclusion et perspective 20

21 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Système à commander Carte dinterfaçage LabVIEW et résultats Conclusion et perspective 21 Le 16F877 comprend aussi un convertisseur analogique/numérique (8 canaux) qui permet un échantillonnage sur 10 bits. Le signal numérique peut prendre 1024 valeurs possibles. 21

22 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Système à commander Carte dinterfaçage LabVIEW et résultats Conclusion et perspective 22 Organigramme dacquisition de mesure Cet organigramme représente les étapes dacquisition dun signal analogique appliqué sur les pins du CAN Début Fin Sélectionner les pins analogiques du CAN Saisir la valeur donné du CAN et lenregistrer Déterminer si loscillateur est interne ou externe Sélectionner le canal quon va utilisé

23 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Système à commander Carte dinterfaçage LabVIEW et résultats Conclusion et perspective 23 La conversion numérique analogique est réalisée par le DAC 0808 associé à un amplificateur LF 351

24 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Système à commander Carte dinterfaçage LabVIEW et résultats Conclusion et perspective 24 La transmission série nécessite au moins 2 fils de communication, lun pour la transmission (Tx) et lautre pour la réception (Rx) et un fil de masse La liaison RS 232 est une liaison asynchrone, elle ne transmet pas le signal dhorloge Système numérique 1 Adaptation ligne Système numérique 2 Liaison RS 232

25 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Système à commander Carte dinterfaçage LabVIEW et résultats Conclusion et perspective 25 Organigramme de transmission série Récepteur Fin Configuration format, bit de stop, parité Identique à lémetteur Octet reçus ? Lire le buffer de réception oui non Emetteur Fin Configuration format, bit de stop, parité Identique au récepteur Buffer démission disponible ? Emettre un code ASCII oui non Organigramme dune réception série Organigramme dune emission série

26 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Système à commander Carte dinterfaçage LabVIEW et résultats Conclusion et perspective 26 Description de la carte dalimentation stabilisée Transformateur RedressementFiltrageRegulation VeVs

27 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Description du système de régulation de niveau Description de la carte dinterfaçage Environnement LabVIEW & résultats Conclusions et perspectives 27

28 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Système à commander Carte dinterfaçage LabVIEW et résultats Conclusion et perspective 28 LabVIEW utilise un langage graphique basé sur la notion flot de donnés Le diagramme flot de données est un graphe acyclique qui peut être composé de 3 éléments suivants : 1- Des terminaux 2-Des Nœuds 3-Des arcs orientés A B C D

29 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Système à commander Carte dinterfaçage LabVIEW et résultats Conclusion et perspective 29 LabVIEW est centré autour du principe dinstrument virtuel (Virtual Instrument ). Il se décomposer en deux parties : Principe dun VI 1. La première partie : elle contient lalgorithme du programme 2. La seconde partie : elle est constituée de linterface utilisateur Face DiagrammeFace utilisateur

30 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Système à commander Carte dinterfaçage LabVIEW et résultats Conclusion et perspective 30 palette doutils palette de commandes palette de fonctions Palettes de LabVIEW

31 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Système à commander Carte dinterfaçage LabVIEW et résultats Conclusion et perspective 31 Bibliothèques de commande bibliothèque de commande PID bibliothèque de commande floue

32 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Système à commander Carte dinterfaçage LabVIEW et résultats Conclusion et perspective 32

33 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Système à commander Carte dinterfaçage LabVIEW et résultats Conclusion et perspective 33 Régulation PID dans LabVIEW Réponse du système à une consigne de 10 cm Réponse du système après une perturbation sur la vanne Tr =Te*Ne=0,3 *250=75 s

34 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Système à commander Carte dinterfaçage LabVIEW et résultats Conclusion et perspective 34

35 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Système à commander Carte dinterfaçage LabVIEW et résultats Conclusion et perspective 35 application de la régulation floue dans LabVIEW Réponse du système à une consigne de 10 cm Réponse du système après une perturbation sur la vanne Tr =Te*Ne=0,3 *200=60 s

36 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Description du système de régulation de niveau Description de la carte dinterfaçage Environnement LabVIEW & résultats Conclusions et perspectives 36

37 Conclusion Réalisation dune carte dinterfaçage pour la régulation du niveau deau dans un réservoir Réalisation une interface graphique à laide du logiciel LabVIEW pour gérer les différents types de commande (PI et flou) Résultats satisfaisants des essais expérimentaux élaborés avec le système réel 37 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Système à commander Carte dinterfaçage LabVIEW et résultats Conclusion et perspective

38 Perspectives Laspect modulaire de la maquette permet dutiliser dautres types et dautres formes de régulation 38 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Système à commander Carte dinterfaçage LabVIEW et résultats Conclusion et perspective On peut améliorer le fonctionnement de la commande pour travailler en temps réel en utilisant un port USB au lieu dune transmission série Une électrovanne peut remplacer la vanne dévacuation manuelle pour permettre deffectuer des perturbations avec précision

39 Introduction Régulateur PID Régulateur flou Système à commander Carte dinterfaçage LabVIEW et résultats Conclusion et perspective 39 Système commandé Carte dinterfaçage

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