1/20 1) Les différens de sysèmes 2) Les sysèmes 3) canoniques 4) 5) Sabilié 6) Précision 7) Rapidié 8) Amorissemen
1) Les différens de sysèmes 2/20 Vous avez di «sysème»??? SYSTEME Ensemble d élémens liés enre eux dans le bu de réaliser une foncion Voir exemples diapo suivane. sysèmes manuels sysèmes mécanisés sysèmes auomaisés combinaoire séqueniel asservi Sabilié Précision Rapidié Amorissemen
Exemple : aceur cas d uilisaion fronière du sysème Foncion principale. Diagramme Sysml (lecure seule). Diagramme des cas d uilisaion (Use Case Diagram : ucd) «quel(s) service(s) le sysème rend-il? E à qui?» Sysème manuel Sysème mécanisé Sysème auomaisé 3/20 Le piloe s occupe de ou sans aucune aide. Un moeur appore de la puissance (aide mécanique) Le sysème offre une aide mécanique (réaceurs) e surou une aide au piloage (semen en viesse, aliude ). Sabilié Précision Rapidié Amorissemen
auomaisés : Sysème à logique combinaoire Sysème à logique séquenielle Aspiraeur auonome Sysème asservi 4/20 Piloe auomaique Perurbaions Afficheur 7 segmens Enrée e() Sysème Sorie s() Disribueur boissons A un éa des enrées E i correspond un éa (unique) des sories S i A un éa des enrées peu correspondre plusieurs éas des sories Tou dépend de l insan où on en es dans le processus prise en compe du emps nécessié de mémoires asservi Commandé en coninu La sorie doi correspondre au plus près à l enrée (boucle reour avec capeur) sabilié précision rapidié amorissemen Sabilié Précision Rapidié Amorissemen
2) Les sysèmes Un sysème asservi compore une boucle reour (capeur) associée à un comparaeur réroacion de la sorie sur l enrée (bouclage) Comparaeur Consigne (enrée) Compare l enrée (consigne) à la valeur obenue (sorie). Ecar - Correceur Amplificaeur Différence enre l enrée e la sorie. Cours du débu du 1 er semesre (< Noël). Chaîne aller ou direce ou d acion Perurbaion Capeur Processus Grandeur asservie (sorie) Chaîne de reour ou de réacion 5/20 Se li de la gauche vers la droie. Représenaion graphique : schéma blocs Régulaion : sorie rese à une valeur fixée (empéraure four, viesse moeur ). Asservissemen : la sorie sui une loi fixée (bras de robo ). Trajecoire Se li de la droie vers la gauche. Sabilié Précision Rapidié Amorissemen
Sysème asservi 6/20 Schéma blocs Régulaeur Perurbaion Consigne (enrée) - Correceur Amplificaeur Processus Grandeur asservie (sorie) Capeur Grandeur physique pouvan évoluer avec le emps. Variable Tension élecrique, viesse, empéraure, angle... Enrée : réglable, indépendane du sysème. Perurbaion : enrée sur laquelle on ne peu agir. Sorie : dépendane du sysème. Inerne : dépendane du sysème. Paramère Grandeur physique indépendane du emps. Sabilié Précision Rapidié Amorissemen
Exemple d un piloe auomaique d avion Sorie (aliude réelle) Présence d un rou d air Asservissemen en aliude (l avion doi reser à une aliude choisie). 7/20 Le sysème inervien auomaiquemen Schéma blocs Aliude de l avion s() Réacion du sysème asservi p() perurbaions aérodynamiques Consigne e() Enrée (aliude souhaiée) c() aliude souhaiée - Correceur Amplificaeur. Moeur Alimère Aileron Avion h() aliude de l avion Posiion angulaire de l aileron. Enrée, sorie, perurbaion, variable inerne, paramère, comparaeur, écar, capeur, chaîne aller, chaîne reour. Noion de sabilié, précision, rapidié, amorissemen. de qualié de l semen (caracérisiques) Sabilié Précision Rapidié Amorissemen
3) canoniques 8/20 L éude d un sysème asservi se fai à ravers le comporemen du sysème en réponse à des signaux pariculiers Ampliude du signal Ampliude du signal échelon rampe Précision saique Rapidié Précision dynamique impulsion (Dirac) Eude sabilié Ampliude du signal sinusoïdal Sabilié éude fréquenielle (diagrammes de Bode) Sera vu en physique aussi Ampliude du signal Sabilié Précision Rapidié Amorissemen
4) d un sysème asservi 9/20 Quare crières son éudiés dans le cadre de nore programme. Régime éabli (permanen) Sabilié Précision «À enrée bornée sorie bornée» Précision saique Précision dynamique Régime ransioire Rapidié Temps de réponse à 5% (r 5% ) Régime éabli (permanen) Amorissemen 1 er dépassemen (D 1% ) Sabilié Précision Rapidié Amorissemen
5) Sabilié 10/20 «À enrée bornée sorie bornée» réponse à un échelon Sysème insable avec oscillaions Sysème insable sans oscillaions sorie (réponse) La sorie diverge (non bornée), avec ou sans oscillaions, alors que l enrée es consane (bornée). sorie (réponse) L éude de la sabilié se fai à parir de la réponse fréquenielle (éude harmonique) diagrammes de Bode Programme de 2 ème année (marges de gain e de phase). Sabilié Précision Rapidié Amorissemen
Sysème sable 11/20 s() Pas d oscillaion en sorie. s() apériodique e() Sysème insable pseudopériodique e() Les oscillaions de sorie s amorissen. s() e() rupure du mécanisme! «À enrée bornée sorie non bornée.» Sabilié Précision Rapidié Amorissemen
6) Précision Précision saique A Enrée en échelon valeur finale Foncion d Heaviside e() = Ax u() er s 12/20 Apiude du sysème asservi à aeindre la valeur de consigne consane. réponse à un échelon Schéma blocs Ecar 0 s() Appelée aussi foncion unié, idenié ou indicielle. Perurbaion u() = 0 pour <0 u() = 1 pour >0 Erreur saique. Consigne (enrée) - Correceur Amplificaeur Processus Grandeur asservie (sorie) Capeur Ecar saique Erreur saique enrée - reour enrée - sorie ε s er s = = lim lim ( enrée reour) ( enrée sorie) Sabilié Précision Rapidié Amorissemen
A 0 e() = A.u() s() Précision de 100% er S = 0 Erreur saique 13/20 A Si présence d oscillaions e() = A.u() Erreur saique er S = 0 0 s() Précision de 100% Sabilié Précision Rapidié Amorissemen
Précision dynamique Apiude du sysème asservi à suivre la valeur de consigne qui évolue. 2 ème cas réponse à une rampe er d = ce sables même si la sorie es non bornée (car l enrée n es pas bornée). Foncion d Heaviside 1 er cas s() er d = 0 14/20 Erreur dynamique (enrée sorie) Précision dynamique de 100% Ce sysème es insable ( la sorie «s éloigne» de l enrée). 3 ème cas er d = s() er d = lim ( enrée sorie) s() On parle d écar (ou d erreur) dynamique, de poursuie ou de rainage Sabilié Précision Rapidié Amorissemen
7) Rapidié 15/20 Apiude du sysème asservi à aeindre rapidemen une nouvelle valeur de consigne. Temps de réponse à 5% (réponse à un échelon) A 0 s() Sorie sans dépassemen valeur finale e() = A x u() r 5% 0,95 x s( ) 95% Insan où la sorie aein 95% de la valeur finale. s() Sorie avec dépassemen A 1,05 x s( ) 5% 0,95 x s( ) - 5% valeur finale échelon d enrée Insan où la sorie renre dans la bande à /-5% r 5% de la valeur finale sans plus jamais en ressorir. Sabilié Précision Rapidié Amorissemen
16/20 Synhèse : Toujours bien raisonner par rappor à la valeur finale. Bande à /- 5% de la valeur finale Valeur finale r1 5% r2 5% Sabilié Précision Rapidié Amorissemen
8) Amorissemen D 1 1 er dépassemen s() e() valeur finale Apiude du sysème asservi à avoir des oscillaions peu prononcées. réponse à un échelon D 1 e() s() valeur finale Sans oscillaions e() s() 17/20 valeur finale D 1 es rop grand (e rop d oscillaions) sysème mal amori D 1 es correc (e peu d oscillaions) sysème bien amori Pas de dépassemen (D 1 es nul) sysème rès amori D 1 es généralemen exprimé en pourcenage de la valeur finale D1 représene la haueur du 1 er dépassemen (1 er pic) par rappor à la valeur finale e non pas la haueur oale de ce 1 er pic. haueur oale du 1 valeur er pic valeur finale finale 100 Sabilié Précision Rapidié Amorissemen
Représenaion graphique d un sysème asservi 18/20 Diagramme de bloc inerne (Inernal Block Diagram : ibd) Parie commande Diagramme Sysml Inerface flux de maière d énergie ou d informaion Parie opéraive por (inerface) Schéma bloc Perurbaion Consigne (enrée) - Correceur Amplificaeur Processus Grandeur asservie (sorie) Capeur
Ce qu il fau avoir reenu (minimum «vial» ) 19/20 Ce qu es un sysème asservi : réroacion de la sorie sur l enrée (bouclage). Le bu d un sysème asservi : la grandeur physique de sorie doi égaler à ou insan la consigne qui peu êre consane (régulaion) ou évoluive dans le emps (semen). La représenaion graphique d un sysème asservi sous forme de schéma blocs. Les quare signaux canoniques : échelon, rampe, impulsion (ou Dirac), sinusoïdal (ou harmonique). Ce qu es un sysème asservi sable ou insable : «à enrée bornée sorie bornée». Reconnaîre la sabilié au vu de la réponse à un échelon ou une rampe. La foncion d Heaviside (foncion unié, idenié ou indicielle) : valeur nulle pour les emps négaifs e valan 1 à parir de = 0. Ce qu es l écar saique (enrée reour) e l erreur saique (enrée sorie) réponse à un échelon. Connaîre les rois cas de figure relaifs à la précision dynamique (ou de poursuie ou de raînage) réponse à une rampe. Ce qu es le emps de réponse à 5% (r 5% ) e savoir le calculer à parir de la réponse à un échelon (avec ou sans oscillaions). Savoir caracériser l amorissemen en sachan calculer le premier dépassemen en % D 1%
20/20 Vocabulaire à connaîre (minimum «vial» ) Enrée (consigne), sorie, perurbaion, variable inerne, paramère, écar, erreur. Chaîne aller (d acion ou direce), chaîne reour (de réacion), comparaeur, capeur (en général dans la chaîne reour). Échelon, rampe, impulsion (Dirac), sinusoïdal (harmonique). Foncion d Heaviside (foncion unié, idenié ou indicielle). Écar saique, erreur saique, écar dynamique, erreur dynamique. Temps de réponse à 5% : r 5%. Premier dépassemen exprimé en % : D 1%.