schema fonctionnel d`un asservissement de vitesse
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SCHEMA FONCTIONNEL D’UN ASSERVISSEMENT DE VITESSE Amplificateur DT Moteur Ue Charge ε A U UR Ce système est destiné à asservir la vitesse d’un moteur M à la position d’un curseur d’un potentiomètre. M est un moteur à courant continu commandé par la tension d'induit u et dont l’arbre de sortie est soumis à une charge inertielle, des frottements visqueux, des frottements secs,... Cet arbre est aussi fixé à une dynamo tension proportionnelle à la vitesse du moteur. → Montrer que ce schéma permet d'asservir la vitesse du moteur à la position du curseur. Examiner le cas de perturbations sur l'arbre du moteur (par exemple apparition d'un couple résistant). CORRECTION La variable physique à réguler est la vitesse de rotation du moteur ω, comme l’indique le titre. La consigne est un élément dont l’opérateur peut lui-même fixer la valeur et qui indique la valeur désirée pour la vitesse de rotation. La position du curseur du potentiomètre qui fixe Ue est la consigne. On peut alors étudier la chaîne de retour. Le capteur est un élément qui transforme la variable physique à réguler en une variable manipulable, homogène à la consigne. Donc le capteur est la dynamo tachymétrique DT et la mesure, la tension UR délivrée par DT. En remontant la chaîne directe, le procédé est le moteur avec sa charge et ses frottements. L’actionneur est un élément de puissance, qui est ici assuré par l’amplificateur A. Si il est alors difficile de trouver l’élément assurant la fonctionnalité de régulateur, on peut chercher le comparateur. Le comparateur a pour entrées la consigne Ue, et la mesure UR. Il effectue la différence entre ces deux grandeurs. Ainsi, la fonctionnalité comparateur est assurée par l’amplificateur et conduit à la tension ε. La fonctionnalité de régulateur se trouvant entre celle de comparateur (ampli) et actionneur (ampli), elle est assurée une nouvelle fois par l’amplificateur. On obtient le schéma fonctionnel suivant : Comparateur Amplificateur Ue ε + Régulateur Ampli Actionneur Ampli U Procédé Moteur + Charge Vitesse ω − UR Capteur Dynamo DT Analyse du fonctionnement de la régulation de vitesse lorsque la charge du moteur augmente : Vitesse ω ↓ ⇒ UR ↓ ⇒ ε ↑ ⇒ U ↑ ⇒ vitesse ω ↑ On vérifie ainsi la notion de contre-réaction (signe – sur le comparateur). Remarque : A l'équilibre on ne peut avoir UR = Ue. En effet si UR = Ue, alors ε = 0 et u = 0. Le moteur n'étant plus alimenté, il s'arrête (ω tend vers 0). Par conséquent on ne peut pas avoir intrinsèquement une vitesse de rotation égale à la consigne. Il faut UR < Ue c’est-à-dire UR−Ue < 0, ou encore ε > 0, pour que grâce à l’amplificateur on obtienne une tension U qui fasse ω correspondant à UR.
