Asservissement de position d’un moteur CC avec codeur incrémental

 

Conditions d’utilisation :

Vidéo sur youtube : http://youtu.be/CoLRF11aERk

Moteur à courant continu 8V 2A – Réducteur 1/50

Codeur monté sur axe moteur – 120 impulsions par tour

 

La carte d’interface COM01 et la carte d’acquisition MEDE01 peuvent piloter 2 moteurs à courant continu (8V à 30V, 2A). Dans notre cas, on utilise 1 seul moteur.

 

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Le codeur est branché sur les entrées compteur / décompteur C0 et E3.

La commande en PWM utilise les sorties O0 et O1.

VO (alimentation sorties numériques) est reliée sur le +5V.

 

Diagramme :

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Le VI PWM MCC est un VI applicatif, développé avec le Vi de base OUT NUM.

Mode : on valide le fonctionnement PWM sur les sorties O0 O1, ou (et) les sorties O2 O3

Val_Num : Si le mode PWM n’est pas validé, les sorties prennent la valeur de Val_Num

Fréquence : fréquence en kHz de 3 à 255

RC1(RC2) : Rapport cyclique – Si RC1>0 PWM sur O0 et O1=0 – Si RC1<0 PWM sur O1 et O0=0

SET CPT : Configure l’entrée C0 en Compteur/Décompteur

READ CPT : Lecture de la valeur du compteur/décompteur

L’algorithme choisi pour le correcteur est (avec T=10ms= 0,01s):

• Proportionnel : Ypn = KP • Xn-1

• Dérivé : Ydn = KD • (Xn-1 – Xn-2) / T

• Intégrale : Yin = Yin-1 + KI • (Xn-1 + Xn-2) • T/ 2

 

Pour un tour d’axe réducteur, le codeur envoie 120 • 50 = 6000 impulsions

Les instabilités de l’asservissement sont essentiellement dues au retard de 10ms entre 2 calculs.

Résultats : La position est graduée en impulsions codeur (6000 Þ 1 tour réducteur)

Cas1 : Correction proportionnelle : Instabilité et erreur de position entre consigne et position réelle. Plus KP augmente, plus le système est instable.

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Cas2 : Correction proportionnelle et dérivée : La correction dérivée apporte de la stabilité. On peut alors augmenter KP pour diminuer l’erreur de position.

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Cas3 : Correction proportionnelle et dérivée : En augmentant KP, il apparaît un dépassement

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Cas4 : Correction proportionnelle, intégrale et dérivée : La correction intégrale ralenti le système, mais l’erreur de position est nulle au bout d’un certains temps. Lors de la présence d’un couple résistant, il est plus évident de mettre en valeur l’intérêt de la correction intégrale, comme ci après.

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Sans correction intégrale, en exerçant un couple résistant on fait apparaître une erreur de position.

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Avec la correction intégrale et le même couple résistant, l’erreur s’annule. Le couple moteur devient de plus en plus important lorsque la position réelle s’écarte de la consigne, pour annuler l’erreur de position.

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