GEL 2004 Design II. Sommaire. Moteur de réglage de l angle de clé (Partie 1)

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1 GEL 2004 Design II (modélisation) Moteur de réglage de l angle de clé (Partie 1) Département de génie électrique et de génie informatique Sommaire de réglage g dans système balance asservie de réglage de l angle de clé : constitution, caractéristiques, commande Modélisation Conclusion 2 1

2 Système complet balance asservie Commande Auto-entretien Actionneur Réluctance Masse Position Corde Vibrante Force Tension Fléau corde Angle Moteur Moteur Réglage Capteur Position Fréquence Mesure Poids Fréquence Horloge externe Commande accord 3 Moteur de réglage de l angle de clé Position Angulaire référence Moteur de réglage Angle de clé Angle Clé d accord Technologie: de réglage position angulaire à commande par largeur d impulsion 2

3 de réglage de position angulaire Heavy Duty S666 STD GWS Specs principales S666 STD Vitesse (sec/60 ) Couple (kg.cm) 4.8V Heavy Duty S666 STD GWS IMPORTANT: l'axe de sortie du S666 STD n'effectue pas une rotation complète sur 360 3

4 Un «servomoteur» est un moteur asservi en position. Principales composantes: moteur à courant continu à aimants permanents réducteur de vitesse à engrenages (multiplie le couple du moteur & réduit sa vitesse pour les applications de positionnement mécanique) potentiomètre solidaire de l axe qui sert de capteur de position de celui-ci (résistance du potentiomètre proportionnelle à la position angulaire de l axe de sortie par rapport à une référence (butée)) circuit de puissance qui alimente le moteur à tension variable pour faire varier sa vitesse (pour atteindre rapidement la position de référence) circuit de commande qui permet d asservir la position du moteur à une position de référence en minimisant l erreur avec la position mesurée par le potentiomètre (circuit de puissance & de commande implantés dans des circuits intégrés pour les applications de faible puissance) S666 STD Moteur Potentiomètre Réducteur Engrenages Circuit commande Circuit Puissance 4

5 Documentation M51660L Circuit de commande de position implanté dans S666 STD eet/mitsubishielectriccorporation/mxyy zzzr.pdf Hobby Servo Fundamentals (à lire) t / XT/NTRAK2002/ pdf Fonctionnement du Pour positionner axe de sortie, il faut envoyer une impulsion de tension sur entrée de commande Durée impulsion fixe la référence de l angle de rotation axe de sortie Durée impulsion variable comprise entre 1ms & 2 ms : 1ms (butée gauche) 2 ms (butée droite) 1.5 ms (centre) 5

6 Fonctionnement du Si on veut maintenir en permanence la position du servomoteur il ne faut pas cesser de lui envoyer un signal de position de référence (sinon le moteur n est plus alimenté, la tension n est plus vraiment appliquée sur la corde bien que la vis sans fin ne soit pas réversible et la position peut varier..) La dynamique de l asservissement de position dépend: du couple résistant sur l arbre (exercé par la force de résistance à l allongement de la corde et les forces de frottement à travers la vis sans fin de la clé d accord), des caractéristiques du moteur & des réglages internes du régulateur de position que l utilisateur ne peut pas modifier Après l envoi d une référence de position, l asservissement atteint la consigne après un délai variable. Fonctionnement du Dans le pire des cas, le délai variable peut être estimé à priori entre 20 et 40 ms (il faut l identifier expérimentalement!) Il faut donc envoyer en permanence des impulsions de référence en respectant un certain délai (dont la valeur exacte n est pas critique mais qui a une valeur minimale et une valeur maximale). Si on répète les impulsions trop vite (avec un délai de 10ms par exemple), le servomoteur sera instable (bruit caractéristique dans engrenages) Si on répète les impulsions trop lentement (avec un délai de 80ms par exemple), le servomoteur cessera d être alimenté et la position (donc la tension) ne sera plus maintenue. 6

7 Commande électronique du En mode balance asservie, la tension de sortie du régulateur Proportionnel Intégral (PI) du PLL doit commander l angle du servomoteur m L excursion de l angle du servomoteur est limitée entre m =0 et m = max =172º La commande électronique du servomoteur doit permettre de transformer la tension de sortie du régulateur PI en un signal avec des impulsions 0-5V de largeur proportionnelle à cette tension. Cette fonction sera réalisée à l aide d un circuit modulateur PWM (Pulse Width Modulation ou Modulation de Largeur d Impulsion) qui sera réalisé avec des AOP et décrit dans un prochain séminaire Modélisation simplifiée du & de sa commande Une modélisation préliminaire simplifiée du & de sa commande peut être réalisée rapidement dans Simulink pour les premières mises au point: On peut par exemple considérer que la tension d entrée de la commande du servomoteur est un signal analogique variant entre 0 et 5V. L'angle de commande m du moteur varie entre 0 et 172 degrés. On peut par exemple représenter le servomoteur et sa commande par un bloc Simulink tel que: Entrée: 0V Sortie : m =0 degré, Entrée: 5V Sortie: m =172 degrés. (la fonction étant linéaire entre 0 et 5V) Ceci n est qu un approche préliminaire La dynamique du système sera discutée dans un prochain séminaire 7

8 Conclusion 8