Sommaire Introduction générale.............................................................................................................................. 2 Chapitre I : ............................................................................................................................................... 3 MOTEUR A COURANT CONTINU ............................................................................................................. 3 Introduction......................................................................................................................................... 4 I.1 Définition. ............................................................................................................................ 4 I.2 Importance. ......................................................................................................................... 4 I.3 Composition. ....................................................................................................................... 4 I.4 Principe de fonctionnement. ............................................................................................... 4 Conclusion ........................................................................................................................................... 4 Chapitre II : .............................................................................................................................................. 5 LE CORRECTEUR P.I.D ............................................................................................................................. 5 Introduction......................................................................................................................................... 6 II.1 Définition. ............................................................................................................................ 6 II.2 Composition. ....................................................................................................................... 6 II.3 Rôle des composants. .......................................................................................................... 7 II.4 Equation de. ........................................................................................................................ 7 Conclusion ........................................................................................................................................... 7 Page | 1 Introduction générale La technologie moderne a permis le développement des sciences tout en imposant l’exploration de domaines théoriques de plus en plus complexes. Parmi ces sciences en pleine expansion et intégrant rapidement l’apport des technologies modernes, on compte l’automatique. Le substantif « automatique » a été utilisé pour la première fois en 1914 dans un article « Essai sur l’Automatique » publié dans une revue scientifique. De nos jours, l'automatique fait partie des sciences de l'ingénieur. Cette discipline traite de la modélisation, de l'analyse, de la commande et de la régulation des systèmes dynamiques. Elle a pour fondements théoriques les mathématiques, la théorie du signal et l'informatique théorique. L'automatique permet l'automatisation de différentes tâches de fonctionnement des machines et des chaines industriels. On parle alors de système régulé, qui sont le plus répondu dans notre vie quotidienne, en particulier dans le domaine industriel, car il permet de réaliser plusieurs opérations sans l’intervention de l’être humain des divers besoins, par exemple : convoyeurs industriels à navettes indexées, pilotage automatique de l’avion (auto-pilot), régulation de vitesse pour des bras robotiques etc. Dans la plupart des processus industriels, en particulier les moteurs électriques, il est indispensable de maîtriser certains paramètres physiques (vitesse, position, angle...etc.), il est donc très souvent nécessaire d’avoir recours à une commande. La commande PID (Proportionnelle-Intégrale-Dérivée) est une méthode qui a fait ses preuves et qui donne de bons résultats, grâce à l’action proportionnelle qui améliore la rapidité, l’action l’intégrale pour la précision, et la dérivée pour la stabilité. L’objectif de ce travail est d’implémenter une commande numérique PID pour contrôler un moteur à courant continu. Ce travail comporte 3 chapitres, dont le premier chapitre présente un moteur à courant continu le second présente la commande PID ainsi que sa synthèse et dans le dernier une simulation sur l’outil MaLlab. Page | 2 Chapitre I : MOTEUR A COURANT CONTINU Page | 3 Introduction L’évolution des technologies conduit à utiliser des machines nécessitant des vitesses de rotation précises et variables pour l’entraînement d’engins industriels, systèmes robotique...etc. Dans notre étude, on s’intéresse aux moteurs à courant continu, car ils offrent une introduction facile au fonctionnement de ses homologues, en donnant des repères clairs. Les moteurs à courant continu ont pendant longtemps été les seuls aptes à la vitesse variable à large bande passante, comme dans le domaine robotique. Ils ont donc fait l’objet de nombreuses améliorations, et beaucoup de produits commercialisés aujourd’hui. I.1 Définition. I.2 Importance. I.3 Composition. I.4 Principe de fonctionnement. Conclusion Page | 4 Chapitre II : LE CORRECTEUR PID Page | 5 Introduction Le correcteur standard le plus utilisé dans l’industrie est le régulateur PID (proportionnel, intégral, dérivé), car il permet de régler à l’aide de ses trois paramètres les performances (amortissement, temps de réponse) d’une régulation d’un processus modélisé par un deuxième ordre. Nombreux sont les systèmes physiques qui ont un comportement voisin de celui de deuxième ordre dans une certaine échelle de temps. Par conséquent, le régulateur PID est bien adapté à la plupart des processus de type industriel et il est relativement robuste par rapport aux variations des paramètres de procédé, quand on n’est pas trop exigeant pour les performances de la boucle fermée par rapport à celles de la boucle ouverte (par exemple, accélération très importante de la réponse ou augmentation très importante de l’amortissement en boucle fermée). II.1 Définition. La commande PID est dite aussi (correcteur, régulateur, contrôleur), se compose de trois termes P, I et D, d’où le ‘P’ correspond au terme proportionnel, ‘I’ pour terme intégral et ‘D’pour le terme dérivé de la commande. Le régulateur PID est une simple implémentation de retour d’information (Feedback). Il a la capacité d'éliminer la compensation de l'état d'équilibre grâce à l'action intégrale, et il peut anticiper le futur grâce à une action dérivée. L’intérêt du correcteur PID est d’intégrer les effets positifs des trois correcteurs précédents. La détermination des coefficients du correcteur PID permet d’améliorer à la fois la précision, la stabilité et la rapidité. II.2 Les différents Actions du PID. Le PID permet 3 actions en fonction de l’erreur : Une action Proportionnelle (P) : l'erreur est multipliée par un gain G Une action Intégrale (I) : l'erreur est intégrée sur un intervalle de temps s, puis divisée par un gain Ti Une action Dérivée (D) : l'erreur est dérivée suivant un temps s, puis multipliée par un gain Td Page | 6 II.3 Rôle de chaque action du PID. II.1 Proportionnel (P) L’asservissement de type P est le plus simple qui soit. Il s’agit d’appliquer une correction proportionnelle à l’erreur corrigeant de manière instantanée tout écart de la grandeur à réglé. Son rôle est d’amplifier virtuellement l’erreur pour que le système réagisse plus vivement, comme si l’erreur était plus grande qu’elle ne l’est en réalité. Il permet de vaincre les grandes inerties du système et diminue le temps de montée en donnant de la puissance au moteur (plus l’erreur est grande, plus on donne de puissance au moteur). Lorsque l’on augmente, le système réagit plus vite et l’erreur statique s’en trouve améliorée, mais en contrepartie le système perd en stabilité. Le dépassement se fait de plus en plus grand, et le système peut même diverger dans le cas d’un Kp démesuré. II.2 Intégrale (I) II.3 Dérivée (D) II.4 Equation de chaque paramètre. Conclusion Page | 7
