lle Méthodologie dans l’analyse des systèmes

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1 lle Méthodologie dans l’analyse des systèmes
ENSAM Méthodologie dans l’analyse des systèmes CPGE – PT « Enseigner en PT / PTSI » Journée d’information et d’animation de l’IGEN 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 lle

2 Méthodologie dans l’analyse des systèmes
ENSAM Méthodologie dans l’analyse des systèmes CPGE – PT « Enseigner en PT / PTSI » Journée d’information et d’animation de l’IGEN STI Contexte & problématique Démarche d’analyse des systèmes Application à un robot cartésien à dynamique élevée Conclusions

3 Objectif : augmentation de la productivité
Augmenter la productivité d’une machine-outil implique : - Réduire le temps d ’usinage - Réduire le temps de changement d’outil - Augmenter la précision en suivi de trajectoire - Améliorer le comportement vibratoire - Gérer l’énergie - …

4 Quel est le problème !!? AEROMILL Mode n°1 : 44.17 Hz
Amortissement : 0.05 Rigidité modale : 2.78e8 N/m Rigidité dynamique : 1.39e7 N/m Masse modale : 3609 kg AEROMILL

5 MECANIQUE AUTOMATIQUE FAO
La résolution passe par une approche système ! MECANIQUE AUTOMATIQUE FAO

6 MECANIQUE AUTOMATIQUE FAO
La résolution passe par une approche système ! MECANIQUE AUTOMATIQUE FAO

7 Objectif : « Améliorer » les performances des machines de production
Equipe de Recherche Objectif : « Améliorer » les performances des machines de production à dynamique élevée en agissant sur leur commande. Pièce théorique Pièce usinée CFAO Contrôle Commande DCN Planification Asservissement P r o j e c t i n Axe i Programme NC Perturbations Vitesse, précision Axe Machine Processus de coupe Programme ISO

8 Objectif : « Améliorer » les performances des machines de production
Equipe de Recherche Objectif : « Améliorer » les performances des machines de production à dynamique élevée en agissant sur leur commande. Pièce raboutée Profil théorique Contrôle Commande DCN Planification Asservissement P r o j e c t i n Axe i Organe terminal Axe robot Programme ISO Programme NC Perturbations Vitesse, précision

9 Etat de l’art I – Des besoins forts au niveau de la compréhension du système : - pour le modéliser - pour optimiser la commande actuelle II – Les domaines innovants : la planification de trajectoire le retour d’état ou l’adaptation en ligne Retours d’état Observateurs d’état non mesurés possibilité de prise en compte des souplesses structurelles Formalismes rigoureux dans l’espace d’état [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 Suivi de trajectoires R2 2=F²/R2 1=F²/R1 R1 30000 mm/min

11 Sans contrôle de vitesse Avec contrôle de vitesse
Suivi de trajectoires Sans contrôle de vitesse Avec contrôle de vitesse

12 Suivi de trajectoires Formulation mathématique de l’erreur de profil (droite/cercle/raccordements) :

13 Comportement vibratoire et Tcy
Pièce théorique CFAO Commande DCN Planification Asservissement P r o j e c t i n Axe i Axe Machine Processus de coupe Programme ISO

14 Choix d’une commande ??? SIEMENS NUM FANUC Commande adaptative
Commande avec observateurs Commande par retour d’état Techniques de placement de pôles Réseaux neuronnes ? Commande à modèles

15 Architecture classique d’une commande industrielle

16 Application : démonstrateur T1T2

17 SYSTEME DE TRANSFORMATION Position de l’arbre de sortie
Que cherche t-on à faire ??! REDRESSEUR HACHEUR MOTEUR REDUCTEUR SYSTEME DE TRANSFORMATION DE MOUVEMENT + CHARGE Position de l’arbre de sortie COMMANDE RAPPROCHEE Tension de référence ?

18 SYSTEME DE TRANSFORMATION Position de l’arbre de sortie
Le système est un opérateur orienté (causalité) REDRESSEUR HACHEUR MOTEUR REDUCTEUR SYSTEME DE TRANSFORMATION DE MOUVEMENT + CHARGE Position de l’arbre de sortie COMMANDE RAPPROCHEE Tension de référence COURANT COUPLE VITESSE POSITION CAUSE EFFET TENSION

19 ? Manipulation énergétique …
Commander un système = Contrôler les énergies stockées et les pertes Modéliser = Représenter les énergies Position de l’arbre de sortie COMMANDE RAPPROCHEE Tension de référence ? = symbole des transformations énergétiques

20 Démarche adoptée abstraite Analyse dans Solutions de le réel
SYSTEME MODELE Solutions de représentation Analyse dans le réel Travaux dans l’univers du modèle Le réel Interprétation concrète abstraite Technologies de réalisation Méthodes d’Expertise Techniques de construction Méthodes d’étude MODELISATION CONCEPTION SYSTEME REEL

21 Recherche d’un modèle …en vue d’élaborer la commande
SYSTEME MODELE Solutions de représentation Analyse dans le réel Travaux dans l’univers du modèle Le réel Interprétation concrète abstraite Technologies de réalisation Méthodes d’Expertise Techniques de construction Méthodes d’étude MODELISATION CONCEPTION SYSTEME REEL SYSTEME REEL

22 A partir d’un système réel …..
SYSTEME REEL Dassault Aviation (Seclin)

23 Recherche d’un modèle …en vue d’élaborer la commande
SYSTEME MODELE Solutions de représentation Travaux dans l’univers du modèle Le réel Interprétation concrète abstraite Technologies de réalisation Méthodes d’Expertise Techniques de construction Méthodes d’étude MODELISATION CONCEPTION Analyse dans le réel

24 Analyses fréquentielle et temporelle
Analyse dans le réel Réponse à l ’outil sous une accélération en x de 5 m/s² et un jerk de 35 m/s3

25 Recherche d’un modèle …en vue d’élaborer la commande
SYSTEME MODELE Travaux dans l’univers du modèle Le réel Interprétation concrète abstraite Technologies de réalisation Méthodes d’Expertise Techniques de construction Méthodes d’étude MODELISATION CONCEPTION Solutions de représentation

26 Recherche d’un modèle …en vue d’élaborer la commande
Solutions de représentation <100 Hz 300 Hz >500 Hz

27 Recherche d’un modèle …en vue d’élaborer la commande
Travaux dans l’univers du modèle Le réel Interprétation concrète abstraite Technologies de réalisation Méthodes d’Expertise Techniques de construction Méthodes d’étude MODELISATION CONCEPTION SYSTEME MODELE

28 Recherche d’un modèle GIC …en vue d’élaborer la commande
SYSTEME MODELE mc2 mc1

29 Recherche d’un modèle …en vue d’élaborer la commande
Interprétation abstraite MODELISATION Méthodes d’Expertise Techniques de construction Technologies de réalisation Méthodes d’étude Travaux dans Le réel Travaux dans l’univers du modèle CONCEPTION Interprétation concrète

30 Recherche d’un modèle …en vue d’élaborer la commande
Interprétation abstraite MODELISATION Méthodes d’Expertise Techniques de construction Technologies de réalisation Méthodes d’étude Travaux dans Le réel Travaux dans l’univers du modèle CONCEPTION Interprétation concrète

31 La démarche est identique sur le constituant PMLSM
– Force d’encoches : Cogging 1 – Force d’extrémités 2 3 – Dissymétrie des bobinages 4 – Saturations des flux 5 – Frottements – Cabrage du primaire 6

32 Plateforme technologique : validation de la démarche
…….. Et bien d’autres !!

33 Méthodologie dans l’analyse des systèmes
ENSAM Méthodologie dans l’analyse des systèmes CPGE – PT « Enseigner en PT / PTSI » Journée d’information et d’animation de l’IGEN STI M’enfin ….tu sais pas ça !??? C’est pourtant simple !! SB Avez-vous des questions ????