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Asservissement Moteur CC



  1. #1
    vinze80

    Asservissement Moteur CC


    ------

    Bonjour,

    J'essaie de modéliser un contrôle de position avec un moteur CC asservie par un PID.
    Le modèle du moteur me semble correct, par contre j'ai un souci sur la commande de celui-ci. J'ai en effet comme erreur "epsilon", la différence entre la consigne et la position. Je met le correcteur PID sur cette erreur. Par contre comment je traduis ça en consigne pour le moteur ?

    Si quelqu'un sait comment faire le lien entre le PID et le moteur CC.

    Voici une image de mon schéma actuel.
    Nom : PID moteur.jpg
Affichages : 113
Taille : 59,4 Ko

    Cordialement.

    -----

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  3. #2
    ankou29666

    Re : Asservissement Moteur CC

    en attendant qu'un modérateur ne daigne bien vouloir passer par là pour valider la pièce jointe

    Citation Envoyé par vinze80 Voir le message
    J'ai en effet comme erreur "epsilon", la différence entre la consigne et la position. Je met le correcteur PID sur cette erreur. Par contre comment je traduis ça en consigne pour le moteur ?
    Qu'est-ce que tu appelles "mettre le correcteur sur l'erreur ? ça ne me parait pas très clair.



    Citation Envoyé par vinze80 Voir le message
    Si quelqu'un sait comment faire le lien entre le PID et le moteur CC.
    Un correcteur se définit par trois critères : précision, rapidité, stabilité. A chaque fois que tu influes sur l'un des trois paramètres, tu influes sur ces trois critères en même temps. Ce que tu gagnes sur l'un des trois, tu vas forcément le perdre de l'autre bord sur l'un ou les deux autres critères.

    Ici une petite méthode au chapitre 6, perso je n'ai encore jamais eu l'occasion de l'essayer.
    https://sciences-indus-cpge.papanico...on_des_S-A.pdf

  4. #3
    vinze80

    Re : Asservissement Moteur CC

    Pour le moment, je fais mes essais avec Kp=1, Ki=0 et Kd=0, juste pour voir comment réagit ma modélisation. Donc le PID n'est pas vraiment dans la boucle.


    Citation Envoyé par ankou29666 Voir le message
    Qu'est-ce que tu appelles "mettre le correcteur sur l'erreur ? ça ne me parait pas très clair.
    Je veux juste dire que je fais "epsilon * PID(s)".

  5. #4
    sandrecarpe

    Re : Asservissement Moteur CC

    Salut,
    La sortie de ton PID est la consigne du moteur. La cohérence de ce qui en sort dépend de ton dimensionnement. Peux-tu nous montrer ce que tu as fais à ce niveau ?

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    sandrecarpe

    Re : Asservissement Moteur CC

    Citation Envoyé par vinze80 Voir le message
    Pour le moment, je fais mes essais avec Kp=1, Ki=0 et Kd=0, juste pour voir comment réagit ma modélisation. Donc le PID n'est pas vraiment dans la boucle.



    Je veux juste dire que je fais "epsilon * PID(s)".
    S'il s'agit pour le moment de vérifier si ton modèle est correcte, regarde son fonctionnement en boucle ouverte, pas en BF avec un correcteur non dimensionné.
    Tu mets ensuite, un échelon, une rampe, ce que tu as envie, et tu regardes en sortie si ça colle avec ta théorie.

    Le dimensionnement du correcteur vient dans un second temps
    Dernière modification par sandrecarpe ; 19/05/2020 à 11h01.

  8. #6
    vinze80

    Re : Asservissement Moteur CC

    Citation Envoyé par sandrecarpe Voir le message
    Salut,
    La sortie de ton PID est la consigne du moteur. La cohérence de ce qui en sort dépend de ton dimensionnement. Peux-tu nous montrer ce que tu as fais à ce niveau ?
    En entrée de mon PID, j'ai la différence de tension entre l'image de mon angle souhaité (en volt) et l'image de mon angle réel (en volt), avec les images des angles [0V ; +5V]. Donc en sortie j'ai des volts.
    Mon moteur attend bien une consigne en tension, mais pas de cet ordre là.

    J'avais essayé "d'amplifier" cette différence pour avoir le bon ordre de grandeur, par contre je mettais tout le temps le même temps pour que mon angle arrive à ma consigne, peu importe la consigne (5° ou 180°).

    En boucle ouverte, mon moteur tourne de façon continue à vitesse constante.

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  10. #7
    sandrecarpe

    Re : Asservissement Moteur CC

    Citation Envoyé par vinze80 Voir le message
    Mon moteur attend bien une consigne en tension, mais pas de cet ordre là..
    Oui mais c'est normal que la commande ne soit pas bonne si le PID n'est pas réglé.
    Peux-tu nous donner le modèle de ton processus à asservir ?

  11. #8
    vinze80

    Re : Asservissement Moteur CC

    Citation Envoyé par sandrecarpe Voir le message
    Oui mais c'est normal que la commande ne soit pas bonne si le PID n'est pas réglé.
    Peux-tu nous donner le modèle de ton processus à asservir ?
    Voici le schéma. Il me manque la transition entre le PID et le moteur.

    Nom : PID moteur2.jpg
Affichages : 100
Taille : 30,8 Ko

  12. #9
    sandrecarpe

    Re : Asservissement Moteur CC

    Je vois pas encore la pièce jointe, mais je parle de la fonction de transfert de ton processus. Avec ça on pourra voir pour dimensionner un correcteur

  13. #10
    Qristoff
    Animateur Électronique

    Re : Asservissement Moteur CC

    C'est beau la théorie mais même en simulation, on procède par étapes en ajoutant les boucles imbriquées. On va commencer par la caractérisation de ton moteur/système en boucle ouverte.
    Frottement/Kv/Ki/rapport d'entrainement, etc...
    Tout existe, il suffit de le trouver...!

  14. #11
    sandrecarpe

    Re : Asservissement Moteur CC

    Citation Envoyé par vinze80 Voir le message
    Voici le schéma. Il me manque la transition entre le PID et le moteur.

    Pièce jointe 413207
    Y a rien a mettre entre le PID et le moteur. Comme dit Qristoff, on commence par modéliser son processus. Ca se fait soit par des tests grandeurs natures, soit avec des équations que tu possèdes ici

  15. #12
    Qristoff
    Animateur Électronique

    Re : Asservissement Moteur CC

    Rien que la boite "moteur commandé en tension", cela veut dire quoi, qu'il y a t-il dedans ? quel logiciel utilise tu pour faire ta simulation ? Scilab ?
    Tout existe, il suffit de le trouver...!

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  17. #13
    vinze80

    Re : Asservissement Moteur CC

    Citation Envoyé par Qristoff Voir le message
    Rien que la boite "moteur commandé en tension", cela veut dire quoi, qu'il y a t-il dedans ? quel logiciel utilise tu pour faire ta simulation ? Scilab ?
    C'est la modélisation du moteur CC ou l'on voit apparaître tous les blocs.

    I(s)=U(s)-E(s)/(R+L*s)
    Cm(s)=Kt*I(s)
    E(s)=Ke*Omega(s)
    Cf(s)=f*Omega(s)
    Omega(s)=(Cm(s)-Cr(s)-f*Omega(s)) / (Je*s)

    J'ai regroupé Cf et Cr dans la même case.

    Mon problème vient du fait que mon U(s), en boucle fermée, vaut la valeur epsilon qui n'est que la différence de tension entre la consigne et la position réelle (quand mon PID vaut Kp=1, Ki=0, Kd=0).

    Dans mon cas, ce n'est pas pour faire une réalisation. Ce n'est que pour faire de la théorie.

    Le logiciel est bien Scilab.

    Merci pour vos réponses.

  18. #14
    ankou29666

    Re : Asservissement Moteur CC

    il faudrait déjà commencer par augmenter le gain proportionnel qui est bien trop faible.

    Réessayes en multipliant par 10 à chaque fois. Et quand tu observes de l'instabilité, c'est que tu es allé trop haut. ça sera déjà un petit début.

  19. #15
    sandrecarpe

    Re : Asservissement Moteur CC

    Mon problème vient du fait que mon U(s), en boucle fermée, vaut la valeur epsilon qui n'est que la différence de tension entre la consigne et la position réelle (quand mon PID vaut Kp=1, Ki=0, Kd=0).
    Rien de choquant si Kp = 1

  20. #16
    ankou29666

    Re : Asservissement Moteur CC

    j'ai pensé à ça car j'avais eu un problème de ce genre en voulant modifier le générateur de courant ajustable de sonelec musique. Comme je sais pas trop dans quelle résistance d'1ohms il veut faire passer 10A pour sa mesure, j'avais remplacé par une résistance de plus faible valeur et monté un amplificateur pour la mesure. Sauf que j'avais de l'instabilité due à l'inversion de phase entre les deux amplis. En réduisant le gain de l'ampli de correction à 10k avec un montage soustracteur, ça fonctionnait correctement. Avec un gain trop faible, j'avais des erreurs assez colossales. C'est pour ça que j'ai pensé au gain proportionnel.

  21. #17
    vinze80

    Re : Asservissement Moteur CC

    Citation Envoyé par sandrecarpe Voir le message
    Rien de choquant si Kp = 1
    En fait, j'avais trouvé une valeur qui m'allait pour un angle de 180°. Je faisais mon 1/2 tour en 12s. Mais quand j'ai fait un essai avec une consigne de 30°, je faisais mes 30° en 12s également. Quelque soit l'angle désiré, le système le faisait en 12s.

  22. #18
    sandrecarpe

    Re : Asservissement Moteur CC

    Bien qu'un PID peut se régler au pifomètre, ça ne se fait bien seulement si on comprend ce qu'il se passe quand on agit sur chacun des coefficients. Augmenter le gain seul ne servira à rien s'il y a au final 50° de différence avec la consigne.
    Un correcteur ça se détermine avec méthode et rigueur
    Dernière modification par sandrecarpe ; 19/05/2020 à 15h53.

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  24. #19
    ankou29666

    Re : Asservissement Moteur CC

    justement, je suis tombé sur mon résultat en voulant effectuer un PID avec la méthode décrite dans le lien que j'ai inséré plus haut, au final le proportionnel seul me suffisait. D'ailleurs la première chose qu'ils suggèrent de régler, c'est le proportionnel et de déterminer quelle est la valeur la plus haute pour laquelle on obtient de l'instabilité. Avec des valeurs trop faibles, système imprécis, avec des valeurs trop élevées, perte de stabilité, c'est à dire que j'observais ce qu'on doit observer pour un correcteur proportionnel. Augmenter déjà le gain proportionnel ça peut aider aussi pour les problèmes de rapidité décris par vinz80

  25. #20
    sandrecarpe

    Re : Asservissement Moteur CC

    La méthode de Ziegler Nichols est une méthode empirique, on voit que ça marche mais on ne sait pas pourquoi ! Ou plutôt on ne sait pas sous quelles conditions. Je n'utiliserais jamais ça pour quelque chose de sérieux. C'est pas trop ce que je voulais dire quand je parlais de méthode


    En réduisant le gain de l'ampli de correction à 10k avec un montage soustracteur, ça fonctionnait correctement. Avec un gain trop faible, j'avais des erreurs assez colossales. C'est pour ça que j'ai pensé au gain proportionnel.
    En diminuant le gain de l'ampli, tu as réaugmenté la marge de phase (stabilité) au détriment de la bande passante de ta source de courant (vitesse)

  26. #21
    ankou29666

    Re : Asservissement Moteur CC

    Pour l'usage que j'en avais, la vitesse n'était pas franchement un critère. Le dépassement non plus.

    Vu le cahier des charges du demandeur (néant) est il réellement nécessaire de savoir ce qui s'y passe ? On peut peut être s'en passer ? Dans un premier temps du moins ?

  27. #22
    sandrecarpe

    Re : Asservissement Moteur CC

    Le choix du correcteur va dépendre du cahier des charges et du modèle.
    Le modèle du moteur possède un zéro et 2 pôles.

    Si le demandeur souhaite qu'en boucle fermée le système se comporte comme un 2e ordre, alors il faudra utiliser un PID filtré, ou faire une hypothèse simplificatrice et utiliser un PI.
    Si on souhaite que le système se comporte comme un 2e ordre en BF, et qu'on utilise un PID classique, on se retrouverait avec un 3e ordre en BF, donc on aurait pas respecter le cahier des charges

    Quand la complexité du modèle augmente, il n'y a franchement plus d'intérêt à utiliser un PID

  28. #23
    vinze80

    Re : Asservissement Moteur CC

    Quelle méthode pour déterminer mes coefficient PID ?

    Je connais la tension max que je veux pour alimenter mon moteur, est-ce que ça dimensionne mon Kp ?
    Et les deux autres ?

    Merci.

  29. #24
    ankou29666

    Re : Asservissement Moteur CC

    non c'est pas la tension qui détermine les coefficients du correcteur.

    En gros, si tu veux un truc vite fait mal fait, tu utilises la méthode ziegler nichols que j'ai suggéré, si tu veux la méthode propre c'est celle de Qristoff et Sandrecarpe qu'il faut suivre.

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  31. #25
    sandrecarpe

    Re : Asservissement Moteur CC

    Le dimensionnement commence par modéliser le système par une fonction de transfert. Sans ça, on ne fera rien
    Envoi là nous et on verra pour la suite

  32. #26
    Qristoff
    Animateur Électronique

    Re : Asservissement Moteur CC

    Citation Envoyé par vinze80 Voir le message
    Quelle méthode pour déterminer mes coefficient PID ?

    Je connais la tension max que je veux pour alimenter mon moteur, est-ce que ça dimensionne mon Kp ?
    Et les deux autres ?

    Merci.
    Dans un premier temps, on va oublier la partie différentielle du correcteur (ça semble déjà compliqué comme ça...)
    Dans un deuxième temps, il faut que tu complètes ton schéma avec les unités attendues en entrée et en sortie de bloc. Tu l'as fait à certains points mais justement cela manque pour ton bloc "mystère".
    Qu'est ce qu'il sort de ton correcteur ? qu'attends tu en entrée du bloc "moteur commandé en tension" ? (là je suis un peu con, mais pour le coup c'est volontaire..)
    Tout existe, il suffit de le trouver...!

  33. #27
    Qristoff
    Animateur Électronique

    Re : Asservissement Moteur CC

    Je me répète peut être un peu (c'est pas grave, c'est l'âge..). Avant d'attaquer une régulation de position, je te suggère d'abord de régler le correcteur de la boucle de vitesse, sachant qu'il n'y aura qu'un intégrateur entre les deux boucles vitesse/position. Commence simple.
    Tout existe, il suffit de le trouver...!

  34. #28
    sandrecarpe

    Re : Asservissement Moteur CC

    Je me questionnais à ce sujet....On ne peut pas faire qu'une boucle de régulation ?

  35. #29
    Qristoff
    Animateur Électronique

    Re : Asservissement Moteur CC

    Citation Envoyé par sandrecarpe Voir le message
    Je me questionnais à ce sujet....On ne peut pas faire qu'une boucle de régulation ?
    Si mais on la synthétise à la fin quand tout les coefficients sont ajustés !
    Tout existe, il suffit de le trouver...!

  36. #30
    vinze80

    Re : Asservissement Moteur CC

    Voici le schéma. J'ai supprimer le couple résistant pour n'avoir qu'une seule fonction de transfert du 2e ordre pour le moteur.

    Nom : pid moteur 4.jpg
Affichages : 51
Taille : 72,7 Ko

    La fonction de transfert du moteur (encadré en rouge).


    Ici, sur ce schéma, le bloc "inconnu" n’apparaît pas.

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