Le système de contrôle d'un pendule (Réf BSCP2) permet d'aborder les problèmes d'automatique et d'asservissement complexe.

Le système s'inspire de problématiques liées au domaine industriel qui font appels aux mêmes types de contrôle. Il peut être utilisé dans deux configurations distinctes : pendule inversé ou pendule ballant. Chacune de ces configurations nécessite des approches et des solutions différentes.

En configuration pendule inversé la problématique rencontrée est celle des systèmes instables que l'on peut voir en balistique ou robotique. En configuration pendule ballant la problématique est liée au contrôle du balancement d'une charge suspendue rencontré notamment sur les systèmes de grues.

 

Le système est composé d'un pendule sur châssis et d'un pupitre de contrôle.
Le châssis est constitué d'un cadre en acier à l'intérieur duquel circule linéairement un chariot mobile. Sur le chariot un axe supporte une tige avec une masselotte. En position d'équilibre la tige est maintenue verticale. En configuration pendule inversé les mouvements du chariot compensent la chute gravitationnelle de la tige pour maintenir la position d'équilibre. En configuration pendule ballant le but est de réduire les oscillations dues au déplacement du chariot ou aux contraintes extérieures.

Deux solutions de contrôle, immédiatement opérationnelles, sont fournies avec le pendule : un contrôle analogique et un contrôle numérique.
Le contrôle analogique s'effectue sur un pupitre de contrôle sur lequel on peut mesurer les retours capteurs et ajuster les gains du correcteur. Le contrôle numérique est réalisé via une carte d'acquisition, il peut être fait soit par un logiciel dédié soit avec vos propres applications développées à partir de logiciels tel que MATLAB® ou LabVIEW™.

 

• Etude des caractéristiques statiques et dynamiques du pendule :
• Etude des effets du gain sur l'hystérésis, modélisation du chariot, etc.
• Contrôle analogique du pendule : Contrôles linéaires et harmoniques, fonction de transfert, stabilisation par compensateurs de déphasage, etc.
• Contrôle en logique floue du pendule inversé.
• Contrôle numérique du pendule inversé : Modèle simplifié.
• Contrôle numérique du pendule en "balancier" : Modèle simplifié et modèle incluant les frottements.

 

Partie mécanique :

Un chariot mobile animé, sur un rail horizontal, par une courroie crantée mue par un motoréducteur (avec génératrice tachymètrique intégrée),
Un ensemble balancier : tige + masse réglable en hauteur monté sur un pivot solidaire du chariot,
Un capteur angulaire (potentiométrique) situé sur le pivot du chariot, pour mesurer l'angle entre la tige et l'axe du rail horizontal
Un capteur de position (potentiométrique) pour mesurer la position du chariot sur le rail horizontal.

Pupitre de contrôle analogique :

Schéma fonctionnel sérigraphié,
Connexion par douilles 4 mm (capteurs et correcteurs),
1 potentiomètre linéaire (réglage de la consigne pour la position du chariot),
2 potentiomètres de précision (réglage gains du correcteur).

Contrôle numérique :

Carte acquisition sur slot PCI avec convertisseur AD/DA 12 bits,
Logiciel dédié permettant un asservissement par contrôle linéaire, harmonique ou logique floue.
Driver package : LabVIEW™, MATLAB®, HP VEE™, DASYLab™, InTouch™, ISaGRAF™…

Alimentation :

230 V AC – 50 Hz,
Alimentation +/- 15 V DC et +/- 10 V DC intégrées.

Dimensions :

Partie mécanique : 680 × 210 × 410 mm
Pupitre de contrôle analogique : 390 × 220 × 90 mm.

CD-ROM :

Manuel de travaux pratiques,
Logiciel d'asservissement numérique.