Étude d`un vérin de la plateforme ( 1

Modélisation et identification des SLCI
Prévision et vérification des performances des systèmes asservis
Étude d'un vérin de la plateforme ( 1-2 )
Objectifs :
La plateforme 6 axes permet de positionner ou de mettre en mouvement un objet.
Afin de confronter le modèle au réel, on se propose d'une part de modéliser
l'asservissement d'un vérin et d'autre part, d'identifier son comportement par
des mesures fréquentielles et temporelles comparées.
Système réel en utilisation
Fonctions de
service
réalisées
Système simulé
Fonctions de
service
simulées
Objectif : minimiser les écarts
TP 1-2 SLCI - 6 axes sujet - 1/4
Écart 3
J'ai besoin
Écart 2
Système souhaité
Fonctions de
service
attendues
J'ai envie
Écart 1
Démarche Ingénieur
SAVOIRS, SAVOIRS FAIRE : AVANT ET APRÈS LA SÉANCE
: savoir, savoir-faire ou compétence à maitriser pour aborder correctement cette séance.
: savoir, savoir-faire ou compétence maitrisés ou approfondis à l'issue de la séance.
Savoirs et Savoirs-faire

Type de systèmes automatisés (combinatoire, séquentiel, asservi suiveur et/ou régulateur)

Type d’information (binaire, analogique, numérique)
 Chaine directe, chaine de retour, comparateur, écart, consigne, perturbation
 Performances (stabilité, rapidité, précision)
 Fonction de transfert, forme canonique, gain, ordre, pôles et zéros
 Systèmes du premier et du deuxième ordre, intégrateur et dérivateur
 FTBO, FTBF
 Réponse temporelle(échelon) pour les systèmes du premier et du second ordre
 Diagrammes de Bode

Réponse fréquentielle pour les systèmes du premier et du second ordre (cassures, asymptotes,
résonance, …)

Matière d'œuvre , valeur ajoutée, fonction, performance, nature matière d'œuvre ; domaine
d'application, flux, critères technico-économiques

Parties commande et opérative

Les transmetteurs de puissance et les effecteurs
 Les actionneurs et préactionneurs
 Les capteurs: fonction, typologie des informations d'entrée et sortie

Lecture de documents techniques

FAST, SADT, cahier des charges fonctionnel.
Compétences (capacités) à mettre en œuvre
 Analyser ou établir le schéma fonctionnel du système
 Analyser ou établir le schéma-bloc du système

Transformer et réduire le schéma bloc
 Modéliser un comportement par équations différentielles (SLCI)

Déterminer la fonction de transfert globale du système
 Prévoir ses performances en rapidité
 Modéliser et identifier un comportement par un SLCI du 1er et 2ème ordre
Complétez le document-réponses et joignez les documents imprimés.
TP 1-2 SLCI - 6 axes sujet - 2/4
Vous partagez ce support avec un autre binôme. Cette partie expérimentale est limitée à 50mn.
A l'issue de ces 50mn, vous changerez obligatoirement de place avec l'autre binôme.
IDENTIFICATION EXPÉRIMENTALE DU COMPORTEMENT (50MN)
Objectif :
–
Identifier le comportement d'un vérin seul par des mesures
fréquentielles et temporelles comparées.
Activité 10 :
Dossier
Technique

Domaine d'utilisation + Cahier des charges fonctionnel +
analyse fonctionnelle interne
Dossier
Ressources
Faire fonctionner le vérin seul (animation Consigne en
échelon)
Relevez et imprimez 2 réponses temporelles à un échelon :
échelon de 10 mm
échelon de 50 mm
entrée de type Carré
entrée de type Carré
Période : 4s
Période : 4s
Nb de cycles : 1
Nb de cycles : 1
Nb pts/cycles : 80
Nb pts/cycles : 80
longueur initiale : 400mm.
longueur initiale : 365mm.
Prolongement : 0.33
Prolongement : 0.33
Notez les valeurs remarquables (abscisse et ordonnée) sur l'impression (T5%,
etc.).
Identifiez le comportement du vérin à un SLCI du 1er ou 2ème ordre. Précisez les
valeurs des caractéristiques du modèle choisi.
Quelle différence pouvez vous noter entre les deux réponses. D'où peut provenir
cette différence. Vous pouvez visualiser la courbe de vitesse pour vous aider.
Activité 11 :
Appelez moi, en attendant que j'arrive :

Dossier
Faire fonctionner le vérin seul (animation Consigne en sinus)
Ressources
En vue de construire les diagrammes de BODE, effectuez les mesures pour
compléter le tableau du document-réponses. Seulement si vous manquez de
temps, ne remplir qu'une colonne sur deux, l'autre binôme (TP 2-1) remplira les
colonnes complémentaires.
TP 1-2 SLCI - 6 axes sujet - 3/4
Switch Time !!!
MODÉLISATION DE L'ASSERVISSEMENT PAR UN SCHÉMA BLOC
Objectif : modéliser le moteur et l'axe asservi.
Pour cette partie, vous disposez d'un modèle Solidworks du vérin.
Dossier
Technique
Activité 12 :

Les actionneurs et transmetteurs
Sur le document-réponses, complétez le schéma bloc. Indiquez les grandeurs
physiques intermédiaires ainsi que leurs unités.
La génératrice tachymétrique est-elle présente dans le système réel non
instrumenté ?
Activité 13 :
En utilisant les équations du moteur fournies dans le Dossier Technique,
complétez le schéma bloc du moteur dans le « trou » du document-réponses.
Complétez les blocs correspondant au Moteur dans le domaine de Laplace.
On pose Cr =0. Calculez la FTBF du moteur en fonction de R, L, J, Ke, Kc.
Vous allez négliger l'inductance L (hypothèse validée dans le TP Maxpid), quelle
conséquence cela a-t-il sur la FTBF du moteur ?
Quelles sont les origines physiques du couple Cr ?
Activité 14 :
En utilisant le Dossier Technique ainsi que le modèle Solidworks, complétez les
autres blocs. Indiquez les grandeurs physiques intermédiaires ainsi que leurs
unités.
Hormis les blocs relatifs au moteur et à l'intégrateur, tous les blocs à renseigner
sont des « gains purs » (=constants). Déterminez l'expression et l'ordre de la
FTBF du vérin.
30mn avant la fin de la séance, vous devez obligatoirement passer à la synthèse.
SYNTHÈSE
Sur le bureau de l'ordinateur, vous trouverez le fichier « 6axes Bode
document_réponse.xls ». Retranscrivez votre tableau de mesures, le fichier se
charge du tracé des diagrammes de BODE. Imprimez.
Effectuez une synthèse commentée et argumentée de vos résultats dans les
domaines temporel et fréquentiel. Proposez une identification comparée des deux
mesures. Discutez de l'écart Modèle/réel.
Fin
Éteindre la plateforme avant l'ordinateur.
Merci de laisser votre espace de travail plus propre que vous ne l'avez trouvé.
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