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Modélisation d'un système linéaire

Posté par
rom1921
18-05-17 à 10:07

Bonjour à tous j'ai des difficultés avec la deuxième partie de cet exercice:

Le mouvement d'un système mécanique est assuré par une machine à courant continu à aimants permanent commandée en courant (Fig. 1).

Le capteur de courant délivre un signal (tension) image de l'intensité du courant d'induit de la machine : I* = KI.I avec KI = 2 V / A.
La grandeur de commande de l'asservissement est I*cons, signal (tension) image de la consigne de courant : I*cons = KI.Icons
Le correcteur de l'asservissement est tel, que l'erreur statique est nulle, soit : I*cons = I* ou encore Icons = I. Les observations expérimentales ont permis de constater que le temps d'établissement du courant dans l'induit pouvait être négligé.
Deux essais ont été effectués :
- L'un en régime statique ;
- L'autre constituant la réponse en vitesse à l'application d'un échelon de signal de consigne I*cons.
La vitesse de rotation est mesurée par une dynamo tachymétrique (non représentée Fig. 1) délivrant une tension Vt image de la fréquence de rotation N : Vt = Kn.N, avec Kn = 0,04 V/(tr.min-1).

- Essai en régime statique
La vitesse a été relevée pour différentes valeurs du signal de consigne (pour chacune des mesures, la vitesse était stabilisée) ; les résultats de ces mesures sont reportés dans le tableau ci-dessous.

I. Analyse de la réponse à un échelon

1.1. Le graphe présenté sur le document-réponse 1 (ex. 2) laisse penser que le système réagit comme un système du premier ordre ; mesurer sur le document, en indiquant clairement la méthode employée, la constante de temps τ du système.

1.2. Toujours en utilisant ce document réponse, déterminer la valeur finale Ωf de la vitesse en rad.s-1.

II. Exploitation de l'étude expérimentale en régime statique

Le système est du premier ordre ; l'évolution de la vitesse Ω, est régie par une équation différentielle du premier ordre de forme canonique : τ((dΩ)/dt)+Ω=f(I*cons)
1. Que devient cette équation en régime statique (vitesse stabilisée) ?

2.Sur le document-réponse 2 (ex. 2), reporter les points correspondant aux différentes valeurs prises par la vitesse Ω en fonction du signal de consigne I*cons.

3.Déduire à partir du graphe, l'expression de la fonction Ω=f(I*cons).

4.Écrire la forme complète de l'équation régissant l'évolution du système.

Donc pour la partie I pas de problème mais c'est pour la partie II que je bloque.

Je vous remercie pour vos réponses

Modélisation d\'un système linéaire

Posté par
rom1921
re : Modélisation d'un système linéaire 19-05-17 à 10:29

Personne a une idée? J'ai un peu plus avancer mais j'ai besoin d'aide, je veux savoir si je suis partie dans la bonne direction dans mon raisonnement.

Posté par
vanoise
re : Modélisation d'un système linéaire 19-05-17 à 11:02

Bonjour
Peux-tu expliquer rapidement ce que tu as réussi à faire et où tu bloques ?
La question 1 est très classique. Quelles valeurs obtiens-tu ?
Pour la question 2, l'énoncé fournit une relation simple entre et Vt.
Il suffit alors d'utiliser le tableau de valeurs fourni. Tu devrais je pense obtenir une droite...

Posté par
rom1921
re : Modélisation d'un système linéaire 19-05-17 à 11:34

Bonjour,

Oui pour I pas de soucis j'ai trouvé \tau avec la méthode de la tangente. ensuite avec la méthode des 5 \tau j'ai trouvé VT= 67V  cela correspond à I*cons=1.2 donc pour trouver \Omega f  j'ai utilisé l'énoncé  avec N=VT/K=1675
Donc \Omega f=(N/60)*2pi=175.4 rad/s

Déjà est-ce que jusque là j'ai bon ?

Posté par
vanoise
re : Modélisation d'un système linéaire 19-05-17 à 11:56

Tout est bon ! Il te reste à exploiter le tableau de mesures...

Posté par
rom1921
re : Modélisation d'un système linéaire 19-05-17 à 12:12

D'accord, dinc pour II,

la 1. puisque régime statique la vitesse est stabilisé donc il reste \Omega =f(I*cons).

pour la 2 les valeur de \Omega j'ai 26.2   47.1   68   89   110   133.5   151.8   175.4   et pour 1.3 je le calcul par car on est sur un echelon de 1.2.

Par contre pour le graphe on est sur I et pas i*cons, pour passer de l'un à l'autre on fait I=I*cons/K ?

Posté par
rom1921
re : Modélisation d'un système linéaire 19-05-17 à 17:14

Oublie ma question c'était une erreur.

J'ai tracé ma courbe et j'obtiens une droite cependant comment faire pour déduire l'expression \Omega=f(I*cons) ?

Posté par
vanoise
re : Modélisation d'un système linéaire 19-05-17 à 18:18

Une fois tracée la droite moyenne, tu choisis deux points A et B appartenant à cette droite moyenne, de préférence très éloignés l'un de l'autre. Puisque l'équation de la droite est de la forme générale : =a.I*cons+b,
le coefficient directeur de la droite est :

a=\frac{\Omega_{B}-\Omega_{A}}{I_{cons(B)}^{*}-I_{cons(A)}^{*}}
b est la valeur de dans le cas particulier I*cons=0. On peut aussi obtenir sa valeur en considérant que la droite passe par A ou par B.
On peut aussi obtenir ce résultat à l'aide d'un tableur et d'un programme de régression linéaire. Personnellement, par cette méthode, j'obtiens :
=212,9.I*cons-80,81
avec en rad/s et I*cons en V.

Posté par
rom1921
re : Modélisation d'un système linéaire 19-05-17 à 18:41

D'accord merci, je viens de faire le calcul et je tombe bien sur ton résultat et pour la 4 je place ces valeur dans l'équation de départ?

Posté par
vanoise
re : Modélisation d'un système linéaire 19-05-17 à 18:44

L' équation que tu viens d'obtenir correspond effectivement au cas particulier d/dt=0.

Posté par
rom1921
re : Modélisation d'un système linéaire 19-05-17 à 18:53

D'accord, je te remercie d'avoir prit le temps de m'aider. Je te souhaite une bonne fin de soirée.



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