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DISPOSITIF POUR LA COMMANDE DE DEPLACEES
Il peut dans certains cas être nécessaire da donner à une pièce mécanique un déplacement suivant uno loi prédéterminée.
Lo problème est particulièrement difficile à résoudra quand le déplacement do la pièce est commandé par l'action d'un moteur appliquant h la pièce uno force ou un couple et que Ion couples ou les forças résistants, fonctions do la vitosso sont trop faibles, et quo par conséquant les couplas ou les forças d'inertie sont prépondérants,
La présente invention a pour objot un dispositif dans lequel co problème est résolu.
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La dispositif do commando do déplacement d'une pièce méca- niquo salon l'invention est du typo dans lequel ce déplacement est commundé par un signal, par exemple une tonnion électrique, dit do commande, produisant un couple fonction dudit signal, co couple mottant en rotation ladite pièce.
Il comprond des moyons pour tenir compte dans 1'établisse- ment do ce signal dos divers éléments physiques conditionnant le déplacement de la pièce, autrement dit do la fonction de transfert liant le couple audit signal et il se caractérise essentiellement en ce que cos moyens comprennent! un premier réseau simulateur recevant à son entrée ledit signal, et délivrant à sa sortie un deuxième signal proportionnel audit coupla, c'est-à-dire à l'accélé- ration de la pièce; un deuxième réseau simulateur recevant à son entrée ledit deuxième signala et délivrant à sa sortie un signal do correction, ce signal do correction étant utilisé dans l'élaboration dudit signal do commande.
L'invention Dora mieux comprise au moyen de la description ci-après on se référant aux dessins annexés parmi lesquels la figura 1 est un schéma de principe d'un dispositif selon l'invention. est
La figure 2 /le schéma d'un exemple do réalisation.
La figure 3 est une courbe explicative,
Sur la figura 1, on voit un dispositif 1, (appelé moteur ci-après) qui, sous l'action d'uno tension d'entrée U délivra un couple C, dont le signa et l'intensité d6pondent da la valeur de U, C étant lié à U par une relation C . f (U), qui n'est autre que la fonction de transfert du dispositif 1.
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Au dispositif 1 sont accouplés la pièce en mouvement 20 et ooupléo à un transducteur électromécanique 2 qui traduit en tension électrique s par exemple, la position da moteur 1..
Le dispositif 1 est commandé par l'intermédiaire de deux boucles de contre-réaction.
Une première boucle de contre-réaetion part do la sortie du dispositif 2. Elle comprond une cellule de.comparaison 3,.dont la première entrée reçoit la tension s et dock l'autre entrée reçoit u@o tension d'entréo o dont la valeur on fonction du temps est-, déterminée'par le programme de-déplacement do la pièce 20..
@
Cette première boucle sort à asservir le mouvement de la pièce 20 sous l'action du dispositif 1 do toile façon que la tension s de sortie do 2 soit égale à o. A cet effet, la cellule 3 délivre la tension e - a à un amplificateur 4 qui délivre au dispositif 1, la tension U fonction croissante do e - s, nulle quand e = s.
Le fonctionnement do cet ensemble est évident, le dispositif 1 s'arrêtant dès quo o = 8 , et tournant dans le sons tal que s ait tendance à annuler o - s.
Do tels systèmes sont bien connus et donnent satisfaction quand o ne vario pas ou varie lentement.
En of.ot lorsque s diffère da o , le seul moyen pour raira diminuer l'écart entre s et o constate à envoyer un signal au moteur 1. Ce signal se transformera avec un certain retard, on couple (ou force) appliqué sur la pièce mécanique'd'où résultera une accélération ou une décélération do celle-ci.
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Si dans du toiles conditions, on attend quo a aoit égal à o pour annuler le signal du moteur 1, a dépassera o d'une quantité d'autant plus grande quo le rotard entre la variation du signal U appliqué au moteur ot la couple (ou do la force) qui on résultera, sera plus important et il apparaîtra une oscillation do s autour do la valeur do e.
Lo dispositif salon l'invention sa propose do supprimer cotte oscillation ou tout au moins d'on réduire notablomont l'amplitude, particulièrement dans les systèmes de commando où la moteur comprend un embrayage commandé partout ou rien. Il se àarao- tériao par l'élaboration d'un signal de correction à partir de résoaux simulateurs des diverses caractéristiques physiques do la pièce mécanique (20) et do son dispositif d'entraînement (1).
A cet effet, entre l'entrée do commando du dispositif 1 ot la cellule 3 oat créée une nouvollo boucle do oontro-réaotion dans laquelle est élaborée une tension additionnelle do correction qui, s'ajoutora à la tension o - s.
Cotte boucle comprend par exemple, un réseau simulatour 8, qui recevant la tension U de commande du moteur 1,élabore à sa sortie une tonsion simulant à tout instant l'accélération résultante de la pièce mécanique, compte tonu do 1'inertie et un réseau 9 qui recevant les tensions issues du simulateur 8 élaboro à son tour une tension appropriée do correction tonant compte du frotte- mont qui s'ajoutera à la différence dos tensions e ot a dans la cellule 3.
La figure 2 roprésonto un exemple do réalisation du dispositif conforme à l'invontion.
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Sur cotto figure, la dispositif comprend un motour 100 tournant par exemple a. une vitesse constante*
Co motour actionne, au moyon d'engrenages non représentés, los arbroa moteurs do doux embrayages 101 ot 102, cos engrenages ayant pour offot do fairo tournor cos doux arbros à la même vitosso absolue mais on sons opposé.
Los embrayages sont respectivement com- mandés par doux enroulements 201 ot 202, oux-mêmes alimentés par doux amplificateurs 301 ot 302, rcoovant par l'int3rmédiairo d'un contacteur 60 à doux positions uno tonsion continue U, venant d'uno souroo 61,
Lus doux ombrayagos commandent la rotation, dans un sons ou dans l'autro, do la pièce mécanique 20 ot d'un transducteur 2 qui fournit la tension do sortie s, indiquant la position do la pièce 20 à chaque instant. La premier:, boucle do contro-réaotion comprend les organes 3 ot 4 do la figure 1 ot un détootour do signa 5.
Les réseaux 8 ot 9 constituent la deuxième boucle.
Lo réseau 8 comprend doux éléments capacité-résistance 80 ot 81 constituant doux constantes do temps figurant l'une le retard do réponse do l'enroulement do chaque embrayage, l'autre, l'inertie mécaniqua du dispositif 2 ot dos lémonts qui lui sont associés.
Il on résulte quo ai la tension d'entrée do co réseau corroc tour est U, la tonnion do sortie sera la tension r proportionnollo à l'accélération du dispositif 2, collo-ci dépendant d'uno part du couple appliqué, d'autre part do l'inertis du dispositif 20.
Un deuxième dispositif correcteur 9 élabore à partir do la tonsion @ uno tension do correction fonction de r qui oat ajoutée à o - a dans la collulo 3.
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Lo fonctionnomont du l'cn;o14blo est la suivants Ce réseau comprend los doux ponts de rcsiat'moos 94-95 ot 96-97, recevant len tonnions + V ot - V1 ot Ion doux diodoo montées t8to-b8cho 901 ot 902 débitant our la cellule 3 à travers la résistance 912, Co résoau reçoit la tension @ à non entrée, ot fournit à sa sortie uno tension figurant la force appliqués ot tenant
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compta des frottonontot simulés par les diodos qui no laionent panser quo dos tonnions sup4riJuroa â une tension données La figuro 3 ropr6cento on (a)los tensions a ot o on 2 fonction du temps ot en(b)1os t3n:
ions d ot 2 n dt dt fonction du temps,
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Dans la fige 3 on a pcrt6 on absciana le temps ot on ordonna 108 tansions 0, a, 2 ' d" 2 S los tannions dt dt On supposera qu'au temps ta uno tanliion o apparaît à l'entrée du dispositif (fi,,uro 3) ot quo cette tonuion va.oio on fonctiondu temps:
1
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o = 2 0 (t-to)2 + 1 (t to) Des llètablinsonont do cette tons ion, la tension U est appliquée sur l'un dos deux embrayages.
2
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La durivoo at2 a on fonction du temps est ropr6aon:do dt figure 3b, Cotto dérivée est nulle, pour t <io , égalo à
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00pour t >/ t06
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La tension d2s/dt2 qui on résulte (accélération du disposi- ' dt- tif 2) ne suit pas cotte loi on raison do l'inertis du dispositif, à savoir du délai do réponse à la tonsion U do l'embrayage, de l'inortie du dispositif 2 et de la pièce mécanique 20 ot des frottements,
Lo signe do U dépond du signe do d2e/2.
dt
Lo premier réseau oorrootour 8 a pour effet, à partir do U, de fabriquer @ = d2s/dt2, ce signal étant engendré en tenant compta dos retards due à l'inortio réoistanoo - capacité 80),et à l'onroulomont (résistance-capacité 81), à la sortie du réseau 8, La réseau 9 agissant cocue un dispositif à seuil, figure los frottements, ot délivre à la cellule 3 la tension do comparaison correspondante.
La tonsion s a alors la forme indiquée en pointillé figuro 3a.
Elle démarre avec un oortain retard, et on démontre qu'ollo rattrape la tension o et quo les deux courbes sont esculatrices. La tension a a alors tendance à dopas or la tonsion e. Lo signe de e - s s'inverse ' alors ot la tension U est appliquée à l'autre embrayage, Los mouvements sont alors freinas ot une sorte d'oscillation s'amorça do s autour do o, On démontre quo dans le présent exemple do réalisation ootto oscillation a uno amplitude très faible à
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