 Présentation
Ce système offre plusieurs possibilités de contrôle d'un pendule, en utilisant une multitude de méthodes analogiques et numériques, et aborde des problèmes d'automatisme et d'asservissement complexes (commande dynamique de systèmes asservis) appliqués à des configurations successivement du 1er ordre, du 2e ordre, et jusqu'au 3e ordre.
De nombreux domaines d'application industriels font appels aux mêmes types de contrôles que ceux appliqués à ce pendule, par exemple :
• En configuration "pendule inversé" : contrôle de la trajectoire d'un missile propulsé par un moteur à réaction
• En configuration "pendule ballant" : contrôle du balancement d'une charge suspendue à une grue.
Partie commande :
Deux solutions de contrôle, immédiatement opérationnelles, sont fournies avec le pendule :
1 - Contrôle analogique :
Via une platine de contrôle analogique, avec schéma fonctionnel sérigraphié, douilles 4 mm de couleurs pour récupérations des mesures des capteurs et connexion des correcteurs. Réglage de la consigne pour la position du chariot sur le rail horizontal.
Cette platine est fournie avec deux circuits embrochables équipés de composants pré calculés.
2 - Contrôle numérique :
- A l'aide du logiciel dédié : via une carte d'acquisition interne au PC, sur slot PCI, permettant de modifier les équations des contrôleurs et les paramètres (temps d'échantillonnage, etc.), et obtention du tracé des courbes en fonction des valeurs mesurées par les capteurs > screenshot
- A l'aide du logiciel MATLAB ® : selon une procédure décrite dans le manuel pédagogique.
Partie opérative :
La partie mécanique du pendule est conçue pour être robuste et facilement transportable (poignées latérales). Elle est protégée par une carcasse métallique sérigraphiée. Cette partie opérative est constituée de :
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Un chariot mobile animé, sur un rail horizontal, par une courroie crantée mue par un motoréducteur (avec génératrice tachymètrique intégrée)
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Un ensemble balancier "tige + masse réglable en hauteur" monté sur un pivot solidaire du chariot
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Un capteur angulaire (potentiométrique) situé sur le pivot du chariot, pour mesurer l'angle entre la tige et l'axe du rail horizontal
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Un capteur de position (potentiométrique) pour mesurer la position du chariot sur le rail horizontal.
Support pédagogique :
Les thèmes pédagogiques indiqués ci-dessous sont développés dans le manuel pédagogique :
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Etude des caractéristiques statiques et dynamiques du pendule (Etude des effets du gain sur l'hystérésis, modélisation du chariot, etc.)
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Contrôle analogique du pendule (contrôles linéaires et harmoniques, fonction de transfert, stabilisation par compensateurs de déphasage, etc.)
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Contrôle en logique floue du pendule inversé
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Contrôle numérique du pendule inversé (modèle simplifié)
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Contrôle numérique du pendule en « balancier » (modèle simplifié, + modèle incluant les frottements).
Caractéristiques générales :
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Alimentation principale : 230V – 50 Hz
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Alimentations internes : ± 15 VCC régulée et ± 10 VCC régulée
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Limiteur électronique de la course du chariot pour le stopper à 15 mm des extrémités du rail
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Carte d'acquisition analogique interne pour PC, sur slot PCI, avec convertisseur AD/DA. 12 bits, Driver package : LabVIEW ®, HP VEE ™, DASYLab ™, InTouch ™, InControl ™, ISaGRAF ™...
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Pupitre d'asservissement analogique : Dim : 390 x 220 x 90 mm Masse : 1,5 Kg
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Partie opérative : Dim : 680 x 210 x 410 mm Masse : 12 Kg environ.
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