Commande d’actionneurs à l’aide d’un microprocesseur

Présentation au sujet: "Commande d’actionneurs à l’aide d’un microprocesseur"— Transcription de la présentation:

1 Commande d’actionneurs à l’aide d’un microprocesseur
5 Réglage Christian Koechli

2 Objectifs du cours Méthodologie de conception Equations d’état
Fonction de transfert Identification Dimensionnement Implémentation du régulateur

3 Méthodologie Identification du système: - décomposition en sous-systèmes; - détermination des constantes de temps. Choix du système de réglage: - réglage direct ou en cascade; - dimensionnement analogique ou digital. Implémentation du régulateur sur le contrôleur.

4 Modèle du système: moteur CC
Equations d’état de l’entraînement

5 Système à régler (Moteur CC)

6 Fonction de transfert: régulateur de vitesse
Grandeur de perturbation Grandeur à régler Grandeur de commande Transformation de Laplace We i

7 Réponse indicielle Attention seule la partie linéaire est intéressante !

8 Système à régler (Moteur CC)

9 Fonction de transfert: régulateur de courant
Grandeur de commande Grandeur de perturbation Grandeur à régler Transformation de Laplace ui i u

10 Réponse indicielle

11 Variante: réglage en tension
On néglige l’effet de l’inductance sur le courant On néglige les frottements visqueux

12 Fonction de transfert: régulateur de vitesse
Grandeur de perturbation Grandeur de commande Grandeur à régler Transformation de Laplace We u

13 Buts du réglage Suivi de consigne: asservissement
Rejet de perturbation: régulation Le réglage doit être le plus rapide possible sans présenter de statisme.

14 Choix du type de régulateur
Classique (PI, PID) Réglage d’état RST Mode de glissement Logique floue …

15 Dimensionnement du régulateur
Méthodes: Tournevis Ziegler Nichols (Prof. Longchamp) Design dans le domaine continu puis discrétisation (Prof. Bühler) Design dans le domaine discret (Prof. Longchamp)

16 Méthode tournevis Commencer par augmenter le terme P -> instabilité
Réduire d’au moins 1/3 Augmenter le terme I jusqu’à ce que le statisme et le dépassement soit tolérables Pas très scientifique !

17 Dimensionnement dans le domaine continu puis discrétisation
Identification du système à régler (réponse indicielle)=> constantes de temps Synthèse du régulateur dans le domaine continu (en s) Critère sur la réponse harmonique méplate Critère symétrique Discrétisation du régulateur

18 Structure

19 Réglage pseudo-continu: Simplification

20 Identification du système
Comportement intégral y Régulateur PI t

21 Identification du système
1 constante de temps dominante y Régulateur PI T1 t

22 Identification du système
2 constantes de temps dominantes y Régulateur PID t

23 Petite constante de temps équivalente
Le produit de ces fonctions de transferts et de celle liée à la discrétisation du régulateur peut être approché par: Avec k=0 pur un régulateur I, 0.5 pour un PI, 1 pour un PID

24 Dimensionnement: critère méplat

25 Critère symétrique Pour un système à comportement intégral

26 Réponse indicielle

27 Quel critère ? Méplat: bon comportement en asservissement (dépassement très limité). OK en régulateur (grandeur de perturbation) si T1 et T2 pas trop élevées par rapport à TpE Symétrique: comportement intégral du système ou régulateur avec bonnes performances dynamiques

28 Discrétisation du régulateur

29 Calcul des coefficients du régulateur

30 Implémentation DoCapture(); //lit le périph de mesure du temps entre 2 impulsions du capteur incrémental if (i==100) { //période d'échantillonnage i=0; vcons=AdcResult.ADCRESULT0; vmes = CalcSpeed(); //en tours par minute //régulateur de vitesse SpeedError = vcons- vmes; if(SpeedError>2000)SpeedError=2000; // limitation to avoid overflow if(SpeedError<-2000)SpeedError=-2000; // limitation to avoid overflow //intégrateur SpeedIntegr += SpeedError; if (SpeedIntegr > MaxSpeedIntegr) SpeedIntegr = MaxSpeedIntegr; if (SpeedIntegr < -MaxSpeedIntegr) SpeedIntegr = -MaxSpeedIntegr; taux = (((int32)Speed_KP * SpeedError) >> Speed_KP_div) + ( (SpeedIntegr*Speed_KI)>>Speed_KI_div); //comme on fait du pwm double croisé, un taux de 50% correspond à une tension moyenne nulle taulim = taux + (PERIPWM>>1); //il faut aussi limiter le taux if (taulim > PERIPWM) taulim = PERIPWM; if (taulim < 0) taulim = 0; EPwm1Regs.CMPA.half.CMPA=taulim; EPwm2Regs.CMPA.half.CMPA=taulim; }

31 Pseudo code avec ARW lire y e:=w-y y’r :=xr+Kpi*e si y’r>yrmax
alors yr :=yrmax sinon si y’r<yrmin alors yr :=yrmin sinon yr :=y’r sortir yr elim := e-(y’r-yr)/Kpi xr :=xr+Ki*elim fin