2. Etablir la fonction de transfert en boucle ouverte dans les deux cas: interrupteur ouvert (Asservissement sans
retour tachymétrique) et interrupteur fermé (Asservissement avec retour tachymétrique).
3. Etude du système asservi sans retour tachymétrique
a) Etudier la stabilité de l’asservissement en fonction de K par une méthode de votre choix.
b) Déterminer le gain K
1
pour avoir une marge de gain de 10 db. En déduire la marge de phase.
c) Déterminer le gain K
2
pour avoir une marge de phase de 45°. En déduire la marge de gain.
4. Etude du système asservi avec retour tachymétrique
a) Quelle est la valeur limite de K correspondant à la stabilité de la boucle ? La comparer à la valeur trouvée en
3a.
b) Que deviennent les marges de gain et de phase pour les valeurs de K
1
et K
2
trouvées précédemment ?
c) Conclure sur l’intérêt de l’insertion d’une génératrice tachymétrique dans un asservissement de position.
5. Analyse statique et transitoire
a) Calculer le gain statique entre Vs et Ve dans les deux cas de schéma de commande. Interprétation.
b) Par analyse qualitative, indiquer l’allure de la réponse indicielle pour les différentes valeurs de K calculées.
Parmi toutes les valeurs de K, préciser pour laquelle le dépassement indiciel sera le plus faible.
Exercice 2 : Analyse de la stabilité d’une boucle de régulation de niveau
La figure ci-dessous représente le schéma de principe de l'asservissement et de la régulation de niveau
d'eau dans un réservoir. On désire que celui-ci puisse suivre un niveau de consigne h
c
affichable par un
potentiomètre P
e
même en présence de variation du débit d'utilisation Q
u
.
Pour cela, on propose un schéma de commande qui consiste d'appliquer une tension d'erreur V
c
-V
h
, amplifiée
par un amplificateur comparateur de gain K
1
, à un asservissement de position de la vanne. Cet asservissement
comporte un amplificateur de gain K
2
qui alimente un moteur à courant continu et à excitation indépendante et
constante. En tournant, le moteur entraîne la tige de la vanne par l'intermédiaire d'un réducteur; ce qui permet
l'ajustement d'un débit d'entrée Qe.
On donne les caractéristiques suivantes :
Réservoir : section de base S= 0.5m
2
; h
max
= 1 m.
Potentiomètre de consigne Pe : gradué de 0 à h
max
. La tension de sortie est proportionnelle au niveau de
consigne ; soit Vc=K
c
h
c
avec K
c
= 20 v/m.
Moteur à cc : la fonction de transfert
( )
m
m
K
M p
=+
avec K
m
= 0.5 rd/s/v et T
m
=0.1 s
Potentiomètre de sortie Ps
;
capte la position angulaire et fournie une tension qui lui est proportionnelle; soit
V
m
=K
p
θ
m
avec K
p
= 1 v/rd.
Réducteur : le rapport de réduction
r
rm
θ
θ
= =
Vanne : permet de fournir un débit q proportionnel à la positon angulaire réduite; soit Q = K
v
θ
r
avec
K
r
=0.1 m
3
/s/rd.
capteur de niveau : permet de fournir une tension V
h
proportionnelle au niveau h ; soit V
h
=K
c
h.
1. Etablir le schéma fonctionnel de l’installation.
2. Calculer la fonction de transfert en boucle fermée relative à la boucle d’asservissement de position (boucle
interne).
3. Fixer une valeur de K
2
de manière à ce que cette boucle ne présente pas de dépassement transitoire.
Interrupteur
manuel
GT
Ve