Asservissement de position d'un moteur à courant continu

[invite3981915e]

Bonjour ici bas... en esperant deja que je poste dans le bon forum.

Mon pb est le suivant: je suis etudiant en EEA (electronique electrotechnique et automatique) et dans mon cours d'automatique, je dois préparer un TP sur l'asservissement d'un MCC.... mais je ne connais rien au fonctionnement ni aux equations d'un MCC. A la limite, je vois bien les equations electriques du machin, mais pour ce qui est de la partie mecanique, rien ne me parle et les recherches faites ici ou la (sur wikipedia par ex) sont deja trop elevées pour moi:

- je ne comprends pas le terme "moment d'inertie" J. Je vois a la limite ce qu'est le moment d'une force par rapport a un axe, mais un "moment d'inertie", hum.... sur wiki, ils font l'analogie entre "moment d'inertie" (pour l'aspect rotation) et "masse inertielle" (pour une resistance a une acceleration lineaire): https://fr.wikipedia.org/wiki/Moment_d%27inertie
bref, toutes mes recherches m'emmenent trop loin pour mon petit cerveau.

- et puis, toujours sur wiki, je trouve ca quant a la partie mecanique:
http://wikimeca.org/index.php?title=...ourant_continu où il est ecrit:

Le modèle mécanique simplifié consiste à représenter le rotor par un volant d'inertie J soumis à :
un couple moteur C_m provenant du champ magnétique tel que C_m = K_c.I(t) où K_c est la constante de couple;
un couple de frottement C_f proportionnel à la vitesse de rotation du rotor tel que C_f = f.omega(t) où f est le coefficient de frottement visqueux.
Le principe fondamental de la dynamique (seconde loi de Newton) appliqué à un solide en rotation permet d'écrire :
C_m-C_f=J.(d omega(t))/(dt) =>K_c.I(t)-f.omega(t)=J.(d omega(t))/(dt)
sauf que.... je ne comprends pas du tout d'ou sortent ces equations avec les couples moteur ou de frottement.


C'est vrai que je pourrais me contenter d'apprendre ces formules par coeur, car ce qui importe dans mon futur TP est la fonction de transfert du systeme: omega(p)/U(p), que je vais etudier en boulce ouverte puis fermée avec un correcteur PID.... mais j'aimerais un tantinet savoir de quoi je parle quand je manipule des relations.

Merci d'avance a ceux qui voudront bien tenter de m'expliquer aussi simplement que possible!! je precise qu'avant d'etre en EEA, je n'avais fait que des maths (et un peu d'electricité), mais la méca, surtout ce 2e th fondamental de la dynamique appliqué au MCC, eh bien ca me passe au dessus! merci d'avance, donc!
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[gcortex]

Bonjour,

L'inertie c'est en quelque sorte la mémoire du mouvement.
Plus l'inertie est grande, plus il faut du temps pour changer la vitesse.

Si tu es bon en math, quel est le problème ?

[stefjm]

Le modèle mécanique simplifié consiste à représenter le rotor par un volant d'inertie J soumis à :
un couple moteur C_m provenant du champ magnétique tel que C_m = K_c.I(t) où K_c est la constante de couple;
un couple de frottement C_f proportionnel à la vitesse de rotation du rotor tel que C_f = f.omega(t) où f est le coefficient de frottement visqueux.
Le principe fondamental de la dynamique (seconde loi de Newton) appliqué à un solide en rotation permet d'écrire :
C_m-C_f=J.(d omega(t))/(dt) =>K_c.I(t)-f.omega(t)=J.(d omega(t))/(dt)[/I]
sauf que.... je ne comprends pas du tout d'ou sortent ces equations avec les couples moteur ou de frottement.

Bonjour,
Lors de l'application du PFD, on fait le bilan des forces et on dit que l'accélération est égale à la somme des forces divisée par la masse.
Ici, c'est pareil, mais en rotation. On fait le bilan des couples et on dit que l'accélération angulaire est égales à la sommes des couples divisés par le moment d'inertie.
L'article concernant le moment d'inertie de wikipedia est pas mal (le début) : https://fr.wikipedia.org/wiki/Moment_d'inertie

Pour le bilan des couples, il y a
- le couple moteur imposé par le moteur (dépend du courant).
- le couple dit de frottement fluide qui dépend de la vitesse de rotation.
- le couple de frottement sec souvent constant dès que cela tourne dans un sens.*
- le couple imposée par la charge
etc...

[Dynamix]

- je ne comprends pas le terme "moment d'inertie" J

C' est peut être le terme "moment" qui te gène . Tu vois un moment comme un moment de forces (moment statique) , mais , en mécanique , il y a toute une famille de moments qui répondent à la même définition (cinétique , cinématique ...)
Sans compter tous les autres comme "moment dipolaire" "moment magnétique" ...

[A voir en vidéo sur Futura]

[gcortex]

C'est juste une constante à mesurer. Nul besoin de voir le rotor comme un ensemble de points matériels.

[stefjm]

S'il est question de mesure, c'est surtout carrément la constante de temps qu'on mesure et le gain stattique . De ces deux mesures, on peut calculer le avec

[gcortex]

oui, je voulais dire "déterminer par la mesure".

[Dynamix]

S'il est question de mesure,

Il me semble qu' il est plutôt question de comprendre .

[invite3981915e]

bonsoir a tous et merci de faire avancer mon sujet!

Pour gcortex,

Si tu es bon en math, quel est le problème ?

.
C'est justement la le probleme: n'avoir eu qu'a manipuler des concepts, sans jamais manipuler autrement qu'avec du papier et un crayon: je n'ai jamais trifouillé de moteur, quel qu'il soit, donc meme l'idee d'un couple m'est inconnue: si je me réfère à un moment d'une force par rapport a un axe, je me dis qu'un couple est la somme de deux moments "opposés" (par exemple quand on tourne un volant, avec 2 mains diametralement opposées au volant, et exercant deux forces contraires, mais leurs moments s'ajoutent): est-ce bien cela, un couple?

et, pour stefjm ou Dynamix:

S'il est question de mesure,
Il me semble qu' il est plutôt question de comprendre .

,

je repondrai les deux mes capitaines, mais comprendre serait un prealable a la mesure, en effet!

sur ce, je m'en vais continuer de préparer mon TP!

Bonne conitnuation sur ce fil, qui n'est pas a retordre j'espere pour vous!

[Dynamix]

qu'un couple est la somme de deux moments "opposés"

Non : La sommes de deux moments opposés est nulle .
Un couple c' est quand la sommes des forces (résultantes) est nulle , mais pas la sommes des moments .
Il faut au moins deux forces pour avoir un couple d' ou son nom .

[invite3981915e]

Non : La sommes de deux moments opposés est nulle .
Un couple c' est quand la sommes des forces (résultantes) est nulle , mais pas la sommes des moments .
Il faut au moins deux forces pour avoir un couple d' ou son nom .

Je viens du coup (j'aurais du le faire bien avant ) d'aller voir la fiche wiki sur la notion de "couple". donc merci pour ca, dynamix, je vois qu'il faut au moins 2 forces pour faire un couple, ca parait aller de soi. mais du coup, quand je mettais "opposés" entre " " tout a l'heure, je n'etais pas si loin du compte: j'aurais du dire forces opposées, mais de moment identique, et les deux s'ajoutent pour le coup (dans l'analogie faite avec le volant). là j'ai bon?

[stefjm]

En fait sur un moteur, on ne s'occupe que de moment et le malheur, c'est qu'on appelle cela des couples. Le terme couple est polysémique et personne ne met la même chose derrière...

[invitee6c3c18d]

pour comprendre le PFD du chapitre "dynamique" il me semble qu'il faut au préalable étudier les chapitres "statique" puis "cinématique". Bref on ne pourra pas te métamorphoser en mécanicien en 2 messages sur un forum, mais si tu veux bosser la question via un matériel suffisant il existe le livre de Fauchon "mécanique STI2D" qui cible le noob et qui est très bien foutu. je sais vu que je l'ai sur mon bureau

De plus un autre bouquin comme "Moteurs électriques pour la robotique" détaille quasi-intégralement les équations de la MCC si vraiment tu y tiens

[Dynamix]

Le terme couple est polysémique et personne ne met la même chose derrière...

Certes , mais l' important c' est que dans le cas d' un le couple la résultante est nulle et que par conséquent le moment est "identique partout" (le champs de moment est uniforme)
Le reste n' est que discussion stérile .

[invite3981915e]

bon, de tout ça je pourrais retenir:
- que pour qu'il y ait couple, il faut plusieurs forces dont la somme sera nulle.
donc, qui dit couple peut sous entendre 3 forces ou plus.
- et que si on regarde les moments, on en arrive à la notion de "champ". On y retrouve des analogies avec le "champ de gravité" je présume. des forces à la gravité alors, et des moments à quoi au juste alors?

Merci encore pour votre contribution, qui pour moi n'est pas stérile du tout: j'apprends grace a vous!

[Dynamix]

On y retrouve des analogies avec le "champ de gravité" je présume. des forces à la gravité alors, et des moments à quoi au juste alors?

Analogie , sans plus .
Ce sont des champs vectoriels , mais différents .

[invite3981915e]

Curieux, je relis le sujet du topic, donc un truc d'automatique sur le M.C.C et avant de clore ce fil et peut-etre d'en ouvrir un en physique, j'en suis arrivé là, depuis cette notion de "couple":
https://www.youtube.com/watch?v=S_pCKLVjyMY
puis là: https://www.youtube.com/watch?v=mcPs_OdQOYU
Alors je ne sais pas s'il y a des liens à faire, mais ce ne fait qu'enrichir mon quota de questions sur le forum!
Merci a stefjm et dynamix donc, en particulier, pour m'ouvrir d'autres horizons!