Asservissement en intensité d'un moteur à courant continu

[louisnon]

Bonjour à tous,

Cela fait maintenant 2 mois que je cherche un mode opératoire pour asservir mon MCC en intensité pour un projet de préhension d'objets fragiles mais je trouve peu de choses à ce sujet ou du moins, des choses peu développées. L'objectif principal est donc de contrôler l'effort en bout de pince qui sera appliqué sur l'objet fragile (par exemple un oeuf). Ma vision de l'asservissement du dispositif serait d'approcher la position de l'objet fragile jusqu'à un certain seuil, détecté grâce à un capteur de proximité, à partir duquel on impose un régime de vitesse très lent jusqu'à contact. A partir du contact, entrerait en jeu ce fameux asservissement en courant/couple pour assurer la préhension sans casse. Je viens donc vers vous pour tenter de recueillir des pistes de recherche quant à cet objectif. Je vous fourni en pièce jointe des photos de mon dispositif.

Merci d'avance,
Bonne soirée.
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[BOB92]

Bonjour

Pour commencer, il faudrait nous indiquer les caractéristiques de ton moteur à Courant Continu , (que je suppose à aimant permanent).

Par ailleurs, si en statique, il doit être assez facile de le piloter, l'affaire va certainement se corser à cause de l'inertie du mécanisme mots de la détection d'un début de couple résistant (déut de préhension) ....

Il ne faut, à cause de l'inertie mécanique, ne pas confondre le courant moteur, et la force de préhension ..... Comment la mesures-tu ?

Par ailleurs, tu nous dit avoir cherché depuis 2 mois, et n'avoir pratiquement rien trouvé ....
Peux-tu développer ... quelles pistes as-tu trouvé, et pourquoi les avoir éliminé ( théorie, pratique; .... ) ... car on ne te fera pas son devoir ...

Cordialement

[louisnon]

Bonjour,

J'ai étalonné mon moteur, qui est bien à aimant permanent, que j'ai récupéré dans un rotofill (230V) et trouvé une constante de couple Kc de Kc = 1.5 N.m.A-1. Or, j'utilise le moteur avec une alimentation 20-30 V pour ce dispositif car cela me permet d'avoir une vitesse relativement faible, adaptée au besoin. Cependant, j'ai du mal à comprendre le problème d'inertie que vous avez soulevé, pouvez-vous développer ? En effet, au vu des faibles vitesses auxquelles je suis confronté, je pensais que cela ne poserait pas problème. Concernant la force de préhension, j'ai justement réalisé une étude statique qui me donne le lien entre couple moteur, effort de préhension et angle de rotation de la roue dentée du dispositif (et donc de celui de rotation du moteur).

Finalement, concernant mes recherches, j'ai trouvé plusieurs pistes mais j'ai trouvé peu de choses sur celle qui me semble la plus adaptée:
- positionner un capteur d'effort sur la mâchoire de ma pince (lieu de contact avec l'objet) pour récupérer directement la valeur de la force de préhension mais dispositif trop encombrant.
- associer une deuxième machine à courant continu à la précédente qui fonctionnerait, liée à une charge, en génératrice, permettant ainsi de fixer une valeur de courant dans le moteur (cf https://perso.crans.org/dandrimont/r...oupleMCC.pdf); néanmoins, des zones d'ombre persistent pour cette solution, qui reste elle aussi encombrante.
- dimensionner un correcteur qui en fonction de la consigne en courant, impose au moteur la consigne en tension associée; cette méthode repose donc davantage sur du numérique et me semble la plus adaptée car pas d'encombrement mais je trouve peu d'information sur ce mode opératoire.

J'aimerai donc savoir si cette dernière solution est envisageable et si vous auriez quelques pistes de recherche.

Cordialement,
louisnon

[BOB92]

Bonjour

J'ai du mal à comprendre avec les photos .....

Un schéma mécano/électrique serait intéressant ....
Quel est le role du moteur ? (dans les différentes phases de ton besoin)
Cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[Antoane]

Bonjour,

- associer une deuxième machine à courant continu à la précédente qui fonctionnerait, liée à une charge, en génératrice, permettant ainsi de fixer une valeur de courant dans le moteur (cf https://perso.crans.org/dandrimont/r...oupleMCC.pdf); néanmoins, des zones d'ombre persistent pour cette solution, qui reste elle aussi encombrante.

Je ne suis pas sûr que tu ais compris le principe : la 2e machine sert à émuler une charge mécanique ajustable pour la première. Elle sert ici uniquement de frein pour tester les performances de la première machine et de sa commande.
Ceci dit, le principe de commande détaillé dans le PDF est très classique pour une MCC (et pour nombre de systèmes dynamiques) : deux boucles sont associées :
- la boucle externe, de vitesse, définie le couple à délivrer pour que le moteur tourne à la vitesse de consigne
- la boucle externe, dite "de courant" applique au moteur le courant nécessaire pour que le couple moteur ait la valeur demandée par la boucle de vitesse.

Le "choix" du courant de référence qui doit alimenter le moteur pourra se faire à partir de la mesure donnée par un capteur de pression (boucle fermée : asservissement du couple), ou "simplement" en utilisant la constante de couple du moteur (i.e. en boucle ouverte). Ce courant étant choisi, il faudra un circuit électronique pour réguler l'alimentation du moteur. Ce circuit électronique comprend
- un circuit de contrôle de traitement du signal, a priori intégré dans un micro-contrôleur, ou un ordinateur connecté au système, ou dans quelques composants analogiques
- un circuit de puissance, à priori un pont en H.

[gienas]

Bonjour à tous

... J'ai du mal à comprendre avec les photos ...

+1

De ce que j’ai cru comprendre du #1, ce n’est pas le courant qu’il faut asservir mais bien l’effort exercé sur la pièce manipulée, ce qui ne peut être obtenu que par une mesure de la force exercée effectivement.

La miniaturisation des capteurs et leur diversité doit permettre une solution qui, sauf erreur, est la seule.

On ne sait pas non plus si le problème est destiné à une réalisation concrète ou si c’est une expérience "pour le plaisir". On aime bien ici, savoir quel est l’objectif des demandes, ce qui, bien souvent, éclaire bien la future solution.

C’est d’ailleurs par là que toute demande devrait commencer.

[louisnon]

Bonjour,

Je tiens déjà à vous remercier pour vos réponses. Premièrement, je réalise ce projet dans le cadre de mon TIPE en tant que préparationnaire. Cela reste donc une réalisation concrète mais 'pour le plaisir' certes car cela m'intéresse.
Ensuite, je vous fournit en pièce jointe des photos de meilleures qualités du dispositif si vous voulez mieux comprendre son fonctionnement en plus de mes explications : on a donc une vitesse de rotation moteur réduite transmise par un réducteur roue et vis sans fin qui par l'intermédiaire d'un engrenage fait se mouvoir les bras de ma pince. A noter que Le dispositif est réversible.
Le comportement du dispositif attendu est le suivant:
-1ere phase; rotation du moteur avec un régime de vitesse modéré jusqu'à détection de l'objet à saisir grâce à un capteur de proximité.
-2eme phase; rotation du moteur avec un régime très lent jusqu'à contact avec l'objet à saisir, qui au vu de vos réponses devra être détecté avec un capteur d'effort.
-3eme phase; nous sommes en statique et il faudrait un asservissement du dispositif en effort, i.e. le moteur doit forcer légèrement pour assurer la saisie de l'objet mais sans le rompre.
-4eme phase; fin de l'asservissement, i.e. on relâche l'objet.

Le "choix" du courant de référence qui doit alimenter le moteur pourra se faire à partir de la mesure donnée par un capteur de pression (boucle fermée : asservissement du couple), ou "simplement" en utilisant la constante de couple du moteur (i.e. en boucle ouverte). Ce courant étant choisi, il faudra un circuit électronique pour réguler l'alimentation du moteur. Ce circuit électronique comprend
- un circuit de contrôle de traitement du signal, a priori intégré dans un micro-contrôleur, ou un ordinateur connecté au système, ou dans quelques composants analogiques
- un circuit de puissance, à priori un pont en H.

Est-il alors possible de réaliser cet asservissement en couple pour mon dispositif ? Et si oui, qu'entendez-vous par capteur de pression ? Un capteur d'effort ?
Pouvez-vous également détaillez davantage le circuit électronique envisagé ?

La miniaturisation des capteurs et leur diversité doit permettre une solution qui, sauf erreur, est la seule.

Je vais donc orienter mes recherches vers cela.

Merci d'avance,
Cordialement.image0 (1).jpgimage1 (2).jpgPièce jointe 438681image3 (1).jpgimage0 (3).jpg