PCSI/MPSI TP Commande des systèmes
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ETUDE DE LA COMMANDE D’UN COFFRE MOTORISE AVEC LE LOGITIEL « SCILAB
XCOS »
PROBLEME POSE :
On se propose dans ce TP d’étudier et d’améliorer les performances de l’asservissement en vitesse d’un coffre motorisé en utilisant le logiciel « SCILAB XCOS ».
ACTIVITE 1 : Mise en situation
Mise en situation.
Depuis 2005, un coffre motorisé est proposé en option sur l’Audi A6. Ce système développé par la société Valéo a été récompensé en 2002 par le prix de l’innovation électronique automobile EPCOS/SIA dans la catégorie « Vie à bord, confort, habitacle ».
La motorisation du hayon permet l’ouverture ou la fermeture automatique du coffre.
L’ouverture s’effectue soit à l’aide de la télécommande, soit par action sur une touche située à proximité du conducteur, soit par action sur une touche située sur la poignée du hayon.
La fermeture s’effectue par action sur une touche située sur la face interne du hayon.
L’utilisateur a la possibilité de programmer l’angle d’ouverture du hayon pour éviter par exemple qu’il ne heurte le plafond du garage.
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L’utilisateur conserve naturellement la possibilité de manœuvrer manuellement le hayon.
Ce système dispose également de détecteurs d’obstacles. En position fermée, le système doit assurer le blocage du hayon avec la caisse du véhicule.
Problème posé.
On se propose de vérifier les performances de la fonction FS3, en particulier l’asservissement en vitesse lors de l’ouverture et de la fermeture du hayon.
ACTIVITE 2 : Etude du système dynamique.
Le schéma-bloc suivant permet de modéliser le moteur :
On donne : Km = 0,026 V.rd-1.s Rm = 0,6 Ω J = 10.10-6 Kg.m2
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Étape 1 : Lancement du logiciel « Scilab Xcos »
Lancer le logiciel Scilab.
Lancer l'application Xcos en cliquant sur .
Vous disposez alors d'un éditeur graphique et d'un navigateur de palettes.
Dans le navigateur de palettes, sélectionner le dossier GPGE
Etape 2 : Construction du schéma bloc
Etablir le schéma bloc suivant en faisant glisser depuis le navigateur de palettes les blocs nécessaires de la boîte à outils "CPGE".
Définir les blocs en double cliquant dessus…
Relier les blocs…
Etape 3 : Lancement de la simulation et visualisation des résultats
On sollicite le système avec les entrées suivantes :
A t = 0 s application d’un échelon de tension Um = 12 V Cr = 0.
A t = 0,1 s application d’une perturbation Cr = 0,2 N.m.
Lancer l’étude en cliquant sur l'icone « démarrer » de la barre d'outils et visualiser la courbe obtenue.
Question 1
Analyser les courbes.
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ACTIVITE 3 : Etude de l’asservissement en vitesse.
On souhaite que l’apparition d’un couple perturbateur ne provoque pas d’écart de vitesse afin de permettre aux deux moteurs de rester synchronisés en position.
La solution retenue met en œuvre un correcteur Proportionnel et Intégral :
Le correcteur est réglé avec : K0 = 4.Km = 0,104 V. rd-1.s et
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T
.On sollicite le système avec les entrées suivantes :
t = 0, application d’un échelon de consigne Ωc = 100 rd.s-1 avec Cr = 0
t = 0,03 s, application d’une perturbation Cr = 0,2 N.m
Question 2
Construire le schéma bloc, définir les entrées et analyser les courbes de réponse.
ACTIVITE 4 : Etude de l’erreur de trainage.
Le cahier des charges impose une loi de commande constituée d’une rampe croissante puis décroissante sur la vitesse de rotation moteur, avec une erreur relative <1%.
Question 3
Déterminer l’écart de traînage en l’absence de perturbation avec la consigne de vitesse
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