Cheville du robot NAO CI5 : Améliorer et prévoir les performances

TP PSI – CI5
Cheville du robot NAO
CI5 :
Améliorer et prévoir les performances des
chaînes fonctionnelles asservies.
À l’issue des TP de ce Centre d’Intérêt, les compétences acquises doivent vous permettre
plus particulièrement de :
– Quantifier les performances d’un SLCI : appliquer les critères graphiques pour caractériser la stabilité ;
– Définir l’intérêt et les limites de la correction d’un système asservi ;
– Être capable de choisir un correcteur et de régler ses paramètres en fonction du CdC
du système étudié ;
– Mettre en évidence l’influence des corrections standard sur les performances.
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TP PSI – CI5
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Problème technique
Pour assurer au robot NAO les performances exigées, le constructeur a choisi d’asservir
la position des axes de tangage et de roulis de sa cheville.
De façon à prédire les performances du mécanisme, nous nous proposons ici de vérifier
expérimentalement l’influence des corrections P et I.
Objectif et démarche :
La démarche d’identification permet la caractérisation d’un modèle associé à ce système,
à partir de relevés expérimentaux.
L’objectif de ce TP est de construire le schéma bloc de l’asservissement et de déterminer
les valeurs numériques des coefficients relatifs aux fonctions de transfert correspondantes.
Le système est excité à partir d’entrées connues (échelon pour une identification temporelle ou sinusoïde pour une identification fréquentielle) et les mesures des sorties correspondantes sont analysées pour permettre de mettre en place le ou les modèles associés.
Enfin, le diagnostic des écarts entre les résultats théoriques et les réponses expérimentales permet de se prononcer sur la représentativité de cette modélisation.
La structure d’un axe (tangage ou roulis) peut être représentée par une chaîne fonctionnelle présentée en figure 1 constituée d’une chaîne d’énergie et d’une chaîne d’information.
F IGURE 1 – Décomposition de la chaîne fonctionnelle du tibia de NAO.
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Expérimentation : prise en main de l’ensemble Cheville
Vérifier que la cheville est connectée à l’ordinateur puis lancer le logiciel de commande
et d’affichage.Cliquer sur MESURES.
Réponse indicielle :
Envoyer en entrée un échelon de position d’amplitude 25 ˚, de début en 0 et de durée 2 s
sur l’axe de tangage commandé en Boucle Fermée avec Kp = 50 (coefficient du correcteur
proportionnel).
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Pour que l’axe de roulis reste inactif dans toute l’étude, mettre en place une commande
en échelon d’amplitude nulle sur cet axe.
Q 1 : Afficher la position en entrée et celle en sortie de l’axe de tangage en fonction du
temps. Observer les courbes obtenues.
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Étude expérimentale de l’influence de la correction proportionnelle
Q 2 : Recommencer les mesures de réponse à cet échelon pour Kp = 50, 100, 1000, 1400.
Lorsque Kp augmente, commenter l’évolution de la rapidité, de la precision et de la stabilité.
Conclure sur l’influence de la correction Proportionnelle
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Étude expérimentale de l’influence de la correction intégrale
Q 3 : Pour Kp = 400, relancer des mesures avec Ki = 1000 puis 2600. Lorsque Ki augmente, commenter l’évolution de la rapidité, de la precision et de la stabilité. Conclure sur
l’influence de la correction Proportionnelle et de la correction Intégrale.
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