01- Cours introduction aux systèmes asservis

Sciences Industrielles de l’Ingénieur
Chapitre 1 « Introduction aux systèmes asservis »
INTRODUCTION AUX SYSTEMES ASSERVIS
Compétences attendues :
Au terme de ce cours et des exercices qui l’accompagnent vous devez connaître :
Les différents types de systèmes
La structure d’un système asservi
La différence entre une régulation et un asservissement
Les signaux canoniques d’entrée
La représentation d’un système asservi avec le langage Sysml ou par schéma bloc
Les critères de qualité et performances des systèmes asservis (qualitativement) :
stabilité, précision, rapidité, amortissement.
1)- LES DIFFERENTS TYPES DE SYSTEME
D’une façon générale un système est un ensemble d’éléments liés entre eux dans le but de réaliser une
fonction.
On peut regrouper les systèmes en trois types :
Exemple : soit à concevoir un système permettant de se déplacer dans l’air (fonction principale)
Diagramme des cas d’utilisation
ucd (Use Case Diagram)
Système manuel
Système mécanisé
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Système automatisé
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Les systèmes automatisés peuvent eux-mêmes se regrouper en trois catégories :
Les systèmes automatisés à logique combinatoire :
Distributeur de boissons
Les systèmes automatisés à logique séquentielle :
Aspirateur autonome
2)- LES SYSTEMES ASSERVIS
Pilote automatique
Schéma blocs d’un système asservi :
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Un système asservi comporte une boucle retour (capteur) associée à un comparateur :
On distingue deux types de systèmes asservis :
Régulation :
Asservissement :
On définit par ailleurs les grandeurs physiques suivantes :
Les variables :
•
Variable d’entrée :
•
Perturbation :
•
Variable de sortie :
•
Variable interne :
Les paramètres :
Exemple d’un pilote automatique d’avion :
Schéma blocs :
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3)- LES SIGNAUX CANONIQUES D’ENTREE
L’étude d’un système asservi se fait à travers le comportement du système. On distingue quatre types
de signaux particuliers :
4)- CRITERES DE QUALITE D’UN SYSTEME ASSERVI
Stabilité :
Précision :
Rapidité :
Amortissement :
5)- STABILITE
Ce critère concerne le régime établi (permanent).
a) Cas de systèmes instables en réponse à un échelon :
Instable avec oscillations
Instable sans oscillations
b) Cas de systèmes stables en réponse à un échelon :
Apériodique
Pseudopériodique
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6)- PRECISION
Ce critère concerne le régime établi (permanent).
a) Précision statique : se définit à partir de la réponse à un échelon (unitaire ou non). Elle
caractérise l’aptitude du système asservi à atteindre la valeur de consigne fixée.
Ecart statique
Erreur statique
Précision de 100% :
Sans oscillations
Avec oscillations
b) Précision dynamique : se définit à partir de la réponse à une rampe (de pente unitaire ou non).
Elle caractérise l’aptitude du système asservi à suivre la valeur de consigne fixée.
On peut rencontrer trois cas de figure :
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7)- RAPIDITE
Ce critère concerne le régime transitoire.
Il caractérise l’aptitude du système asservi à atteindre rapidement une nouvelle valeur de consigne.
Sortie sans dépassement
Sortie avec dépassement
8)- AMORTISSEMENT
Ce critère concerne le régime établi
(permanent).
Il est caractérisé notamment par le
premier dépassement noté D1 (s’il a lieu)
exprimé en pourcentage de la valeur finale.
REPRESENTATION GRAPHIQUE D’UN SYSTEME ASSERVI
Diagramme de bloc interne
Schéma bloc
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