Systeme asservis

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Cours de Syst`mes Asservis e
J.Baillou, J.P.Chemla, B. Gasnier, M.Lethiecq Polytech’Tours

2

Chapitre 1

Introduction
1.1 D´finition de l’automatique e

Automatique : Qui fonctionne tout seul ou sans intervention humaine. Il existe deux domaines d’intervention de l’automatique : – Dans les syst`mes ` ´v´nements discrets. On parle d’automatisme e a e e (s´quence d’actions dans letemps). Exemples d’applications : les dise tributeurs automatiques, les ascenseurs, le montage automatique dans le milieu industriel, les feux de croisement, les passages ` niveaux. a – Dans les syst`mes continus pour asservir et/ou commander des grane deurs physiques de fa¸on pr´cise et sans aide ext´rieure. Quelques c e e exemples d’application : l’angle d’une fus´e, la vitesse de rotation d’un electeur CD, la position du bras dun robot, le pilotage automatique d’un avion. Dans ce cours, nous ne nous int´resserons qu’` l’automatique des syst`e a e mes continus.

1.2

Principes de base

faire une contre-r´action ou un ”feedback” : r´agir en fonction de e e ce qui est r´alis´, connaissant ce qui est demand´. e e e Ce principe nous l’utilisons tous les jours dans la plupart de nosactions. Pour conduire, nous devons regarder la route et sans cesse corriger la direction de la voiture mˆme s’il n’y a pas de virages. e

1.2.1

Notion de syst`me, de Boucle Ouverte (BO), de Boucle e Ferm´e (BF) e

L’automatique peut s’appliquer ` tout ce qui bouge, fonctionne, se transa forme. L’objet d’application de l’automatique est appel´ syst`me. e e 3

4

CHAPITRE 1. INTRODUCTION

Unsyst`me se caract´rise par ses grandeurs d’entr´e et de sortie. Les e e e grandeurs d’entr´e sont les grandeurs qui agissent sur le syst`me. Il en existe e e de deux types : commandes : celles que l’on peut maˆ ıtriser perturbations : celles que l’on ne peut pas maˆ ıtriser. Un syst`me est en boucle ouverte lorsque la commande est ´labor´e sans e e e l’aide de la connaissance des grandeurs desortie : il n’y a pas de feedback. Dans le cas contraire, le syst`me est dit en boucle ferm´e. La commande e e est alors fonction de la consigne ( la valeur souhait´e en sortie) et de la e sortie. Pour observer les grandeurs de sortie, on utilise des capteurs. C’est l’information de ces capteurs qui va permettre d’´laborer la commande. e
entrée = commande Système sortie

entrée = consigneElaboration de la commande

commande Système

sortie

Fig. 1.1: Sch´ma d’un syst`me en Boucle Ouverte (en haut) et en Boucle e e Ferm´e (en bas) e Ce que nous avons vu permet de donner cette autre d´finition de l’aue tomatique. Automatique : c’est une science et une technique qui permet de maˆ ıtriser le comportement d’un syst`me (traduit par ses grandeurs de e sortie), en agissant de mani`read´quate sur ses grandeurs d’entr´e. e e e

1.3
1.3.1

Exemples
Chauffage d’une salle

Consid´rons le chauffage ´lectrique d’une salle. Le syst`me est constitu´ e e e e par l’ensemble chauffage + salle. La sortie de ce syst`me est la temp´rature e e de la pi`ce. La commande du syst`me est la position 0 ou 1 de l’interrupteur. e e Les perturbations peuvent ˆtre l’ouverture d’une fenˆtre, de laporte ou les e e rayons du soleil. En boucle ouverte, la commande est insensible ` la sortie. a Pour cr´er un feedback ou contre-r´action, on peut utiliser un thermostat. e e La commande est alors ´labor´e en fonction de la consigne (temp´rature e e e souhait´e) et de la sortie (temp´rature de la pi`ce). e e e

´ ´ ´ 1.4. NECESSITE DE LA BOUCLE FERMEE
consigne = température commande tout ou rienradiateur + salle sortie = température

5

Thermostat

Fig. 1.2: Sch´ma de la r´gulation de la temp´rature d’une pi`ce par un e e e e thermostat

1.3.2

Asservissement de la position angulaire d’une antenne satellite

Voir le sch´ma fourni en annexe e

1.4

N´cessit´ de la boucle ferm´e e e e

Exceptionnellement, le syst`me de commande peut op´rer en boucle oue e verte ` partir...
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