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Introduction à la commande numérique - Coggle Diagram
Introduction à la commande
numérique
Structures d’un asservissement numérique
Réalisation numérique d’un
régulateur de type « analogique »
Système de régulateur
numérique
Objectifs du cours
L’objectif de ce cours est d’étudier les asservissements numériques c’est à dire le problème de l’utilisation, en temps réel, de calculateurs ou processeurs numériques afin de commander, piloter des processus physiques.
Pour cela, il faut d’abord représenter et étudier les différentes interactions qui apparaissent entre les signaux du procédé à temps continu (partie analogique) et les signaux utilisés par un ordinateur numérique qui se présentent sous forme de suites de valeurs numériques (partie numérique).
La commande numérique
Avantages de la commande numériques
précision élevée,
insensibilité aux bruits, aux variations de température, au
vieillissement, etc.
coût faible
acilité d’implémentation et réalisation aisée de régulateurs
complexes,
souplesse par rapport aux modifications (Changement de
correcteur souple et rapide).
Insensibilité de la caractéristique entrée‐sortie du régulateur aux
parasites, aux variations de température, au vieillissement, etc.
Plusieurs systèmes corriges par un seul microprocesseur.
pilotage du confortable pour l'opérateur par l'intégration d'autres fonctions comme la supervision et l'interface homme-machine
Quelques inconvénients
Observation discontinue de la grandeur réglée, le système est en
boucle ouverte entre deux instants d‘échantillonnage.
à la précision de calcul du microprocesseur
au procédé d‘échantillonnage (recouvrement spectral).
à la quantification des convertisseurs,
Observation discontinue de la grandeur réglée, le système est en
boucle ouverte entre deux instants d‘échantillonnage.
Introduction de retards purs dans la boucle de régulation dus autemps de conversion analogique‐numérique (A/N) et numérique‐analogique (N/A) et au temps d'exécution de l'algorithme derégulation, or les retards purs sont très déstabilisants.
ces non linéarités peuvent avoir un effet déstabilisant et introduisent des bruits supplémentaires , voire des battements
introduction generale
Problèmes à résoudre
A) l’échantillonnage d’un signal continu
B) la conversion d’un signal analogique en un
signal numérique(CAN) :
C) la conversion d’un signal numérique en un
signal analogique (CNA):
D) la synthèse d’un algorithme de calcul
Problèmes de commande à résoudre !
Problème de régulation
Problème de poursuite
Exemples d’applications
Régulation de température
Agricultures,
Agroalimentaires
Huiles et gaz,
Usine de Papiers
Céramiques,
Cimenterie,
Commande des moteurs électriques
Trois problèmes basiques de commande
Commande en position (Position control),
Commande en couple (Torque control).
Commande en vitesse (Speed Control)
Computer Numerically Controlled
(CNC) machine tool
: Commande des axes d’un
robot manipulateur
Les moteurs électriques (AC et DC) sont beaucoup utilisés comme des actionneurs dans les machines et dans les usines manufacturières
Linear Actuator Control System
Commande numérique par API
« Siemens »
Régulation de niveau
distillation process
pulp concentration control
mélangeur à niveau et temperature réglés
maquette didactique de régulation de niveau
Production de l’énergie électrique
Coordinated control system for boiler–
generator
Wind power
Systèmes mécatroniques
Mécatronique
Automobile
Hybrid fuel vehicles
Chaine mécatronique classique
Moteur hybride
Boite de vitesse automatique
Médical
Aeronautic: Aircraft turbojet engine
Représentation Symbolique de la
Régulation
Représentation des chaînes TI ou PCF
Exemple
Schéma PCF d’un échangeur
Thermique
Schéma PCF d’un réacteur