FR3011098A1 - Procede et dispositif de reglage d'un systeme mecanique actionne - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un procédé et un dispositif de réglage d'un système mécanique actionné (ROB), dans lequel on met en œuvre une commande en boucle fermée du système mécanique actionné par rapport à une grandeur physique délivrée par au moins un capteur (CAP). Suivant l'invention, au cours d'une première étape d'identification, on sélectionne selon un premier réglage une première fonction de transfert PID du contrôleur (CONT2), au cours d'une deuxième étape, on détermine une deuxième fonction (G) de transfert, donnant la valeur mesurée (Fm) en fonction de la grandeur (ΔXd) de déplacement ayant été calculée au cours de la première étape, au cours d'une troisième étape, on sélectionne selon un deuxième réglage une loi de commande du deuxième contrôleur (CONT2), déterminée à partir au moins de la deuxième fonction (G) de transfert pour donner la grandeur (ΔXd) de déplacement présente sur la deuxième sortie (S2).

Description

L'invention concerne un procédé et un dispositif de réglage d'un système mécanique actionné. Un domaine d'application concerne les systèmes mécaniques actionnés, comme par exemple les robots industriels.
On connaît par le document 1I "New Formulation for an Industrial Robot Force Controller: Real-time implementation on a KUKA Robot", P. Bigras, M. Lambert, C. Perron, pages 2794 à 2799, IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics, 2007, 1-4244-0991-8/07, un procédé de réglage d'un robot industriel, le robot ayant un outil destiné à agir sur un objet et un premier contrôleur pour faire varier la pose de l'actionneur, le premier contrôleur ayant une interface de commande, procédé dans lequel on met en oeuvre une commande en effort selon l'axe vertical de l'outil en boucle fermée, par le fait que - l'on mesure par au moins un premier capteur d'effort prévu sur l'outil une 15 valeur mesurée d'effort variant avec le mouvement de l'outil, - on envoie la valeur mesurée d'effort à contrôler à une première entrée d'un module de formation de différence, lequel reçoit sur une deuxième entrée une consigne d'effort et calcule sur une première sortie une différence entre la première entrée et la deuxième entrée, 20 - la différence présente sur la première sortie étant envoyée à au moins une troisième entrée d'un deuxième contrôleur, fournissant sur au moins une deuxième sortie une grandeur de déplacement, laquelle est envoyée à l'interface de commande du premier contrôleur. D'autres procédés de réglage d'une commande en effort sont connus par les 25 documents suivants : pi "New Formulation for an Industrial Robot Impedance Controller: Realtime implementation on a KUKA Robot", P. Bigras, M. Lambert, C. Perron, pages 2782 à 2787, IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics, 2007, 1-4244-0991-8/07; 131 "New Optimal Formulation for an Industrial Robot Force Controller", P. Bigras, M. Lambert, C. Perron, pages 199 à 208, International Journal of Robotics 5 and Automation, Vol.23, N°3, 2008; 141 "Robust Force Controller for Industrial Robots: Optimal Design and Real-time implementation on a KUKA Robot", P. Bigras, M. Lambert, C. Perron, pages 473 à 479, IEEE Transactions on Control Systems Technology, Vol. 20, N°2, 2012,. 1 0 Des applicatifs commerciaux existent sur le marché des robots industriels afin de mettre en oeuvre un contrôle des efforts qu'ils doivent exercer. Ces applicatifs sont utilisés notamment pour la réalisation de procédés où l'outil du robot est en contact avec un environnement. Cependant, ces applicatifs nécessitent une phase de réglage de leurs paramètres. Cette phase de réglage des paramètres de 15 ces applicatifs est pour la plupart de ces derniers empirique (essais/erreurs). Dans l'état de la technique, ces applicatifs sont une option logicielle à installer dans le premier contrôleur du robot. Pour la grande majorité de ces applicatifs, ce réglage est empirique. Les performances sont alors garanties dans des conditions opératoires bien spécifiées. 2 0 Ces conditions dépendent de multiples facteurs tels que le type de robot, les vitesses avec lesquelles sont réalisées les trajectoires, la configuration articulaire du robot, le type de procédé mis en oeuvre. De plus, ces applicatifs restent très fermés (boites noires) et peu d'informations (voire aucune) sont accessibles sur le type de loi de commande en 25 effort qu'ils utilisent réellement pour parfaire ce contrôle des efforts. L'invention a pour but de proposer une méthode systématique et efficace pour mettre en oeuvre sur des systèmes mécaniques actionnés (par exemple des robots industriels), un contrôle robuste d'une grandeur physique (pouvant être par exemple un effort ou une distance). 30 L'invention a pour but d'aboutir à un contrôle robuste de cette grandeur physique. La commande robuste vise à garantir les performances (dont notamment le temps de réponse, le dépassement, le temps de montée, l'erreur en régime permanent) et la stabilité du système en boucle fermée vis-à-vis des perturbations qui peuvent affecter le système mécanique actionné, et ce sans changement des paramètres de la loi de commande.
L'invention a pour but de réaliser un contrôle robuste de cette grandeur physique sans avoir à modifier les lois de commande propres au système mécanique actionné qui sont déjà programmées par le constructeur sur son interface de commande. Par exemple, dans le cas d'un robot industriel, ces lois de commande permettent de calculer en temps réel les trajectoires à effectuer et ne doivent pas être modifiées (garantie du matériel, sécurité des personnes dans un environnement industriel). L'invention a pour but de réaliser un contrôle robuste de cette grandeur physique sans que les paramètres physiques du système mécanique actionné soient disponibles initialement.
A cet effet, un premier objet de l'invention est un procédé de réglage d'au moins un système mécanique actionné, le système mécanique actionné ayant au moins un actionneur destiné à agir sur un objet et un premier contrôleur pour faire varier la pose (position et/ou orientation) de l'actionneur, le premier contrôleur ayant une interface de commande, procédé dans lequel on met en oeuvre une commande en boucle fermée du système mécanique actionné, par le fait que - l'on mesure à partir d'au moins un premier capteur prévu sur l'actionneur une valeur mesurée d'une grandeur physique variant avec le mouvement de l'actionneur, - on envoie la valeur mesurée à une première entrée d'un module de formation de différence, lequel reçoit sur une deuxième entrée une consigne pour ladite grandeur physique et calcule sur une première sortie une différence entre une première grandeur calculée à partir de la première entrée et une deuxième grandeur calculée à partir de la deuxième entrée, - une troisième grandeur calculée à partir d'au moins la différence présente sur la première sortie étant envoyée à au moins une troisième entrée d'un deuxième contrôleur, fournissant sur au moins une deuxième sortie une grandeur de déplacement, laquelle est envoyée à l'interface de commande du premier contrôleur, caractérisée en ce que au cours d'une première étape d'identification par ladite commande en boucle fermée, on sélectionne selon un premier réglage une première fonction de transfert F de régulateur PID du deuxième contrôleur à actions proportionnelle, intégrale et dérivée, la première fonction de transfert F étant égale à une combinaison linéaire d'une fonction de transfert proportionnelle P, d'une fonction de transfert intégrale I et d'une fonction de transfert dérivative D, selon l'équation F = a.P + b.I + c.D, où a, b et c sont des coefficients réels dont au moins l'un est non nul, les coefficients a, b et c étant des coefficients qui sont sélectionnés par commande en boucle fermée du système mécanique actionné, de manière à générer via la consigne une variation de la grandeur de déplacement et de la valeur mesurée au cours du temps, et on calcule la grandeur de déplacement présente sur la deuxième sortie du deuxième contrôleur à partir de la première fonction de transfert F ayant été sélectionnée, au cours d'une deuxième étape, on détermine une deuxième fonction de 20 transfert du système mécanique actionné, donnant la valeur mesurée en fonction de la grandeur de déplacement ayant été calculée au cours de la première étape, au cours d'une troisième étape, on sélectionne par calcul une loi de commande du deuxième contrôleur, déterminée à partir au moins de la deuxième fonction de transfert pour calculer la grandeur de déplacement présente sur la 25 deuxième sortie. Suivant un mode de réalisation de l'invention, on réalise au préalable une identification simple et directe de deux facteurs prépondérants dans le réglage dudit schéma de commande en effort à savoir : - la dynamique de la réponse du contrôleur de position propre au robot (fait 30 par le constructeur du robot et dont les paramètres sont inaccessibles par l'utilisateur), sachant que sur un robot industriel classique, seule la position et l'orientation de l'outil peuvent être commandées ; - la rigidité couplée de l'ensemble formé par le robot, son outillage et son environnement lors de la mise en oeuvre du procédé.
Suivant un mode de réalisation de l'invention, pour identifier ces deux facteurs, la procédure proposée ne requiert que la mise en oeuvre d'un capteur d'effort monté en bout de bras du système mécanique actionné. Ce type de capteur qui permet une mesure des efforts exercés par le système mécanique actionné peut facilement être implanté et sur n'importe quelle structure de système mécanique actionné (sérielle, parallèle, etc.), pourvu que sa baie de commande soit équipée de cartes d'entrées analogiques. La méthodologie se veut donc universelle, et s'affranchit de l'utilisation de systèmes de métrologie externes et onéreux qui peuvent être complexes à mettre en oeuvre dans un contexte industriel (système de photogrammétrie, lasers de poursuite, etc.) et d'options temps réel spécifiques au fabricant du système mécanique actionné. A partir de l'identification de ces deux facteurs, un schéma de commande robuste peut être établi afin de contrôler précisément les efforts appliqués par le système mécanique actionné. La robustesse de la commande optimale Linéaire Quadratique à horizon infini est démontrée par rapport à d'autres lois plus basiques. La méthode permet donc l'utilisation de lois de commande plus évoluées et plus robustes qu'une loi classique PID couramment utilisée. Les lois de commande sur lesquelles repose ledit schéma peuvent être élaborées, simulées et testées afin d'en évaluer les performances (stabilité, vitesse et 25 précision). Le résultat final de la procédure proposée réside en l'obtention et la complète maîtrise de loi de commande en effort dont la principale caractéristique est qu'elle est robuste par rapport aux variations des paramètres du modèle identifié, variations induites par les conditions pouvant évoluer lors de la réalisation du 30 procédé. Des avantages de l'invention sont : - une méthode systématique et efficace qui permet d'identifier les paramètres nécessaires au réglage de la loi de commande mise en oeuvre dans le contrôle des efforts ; - une méthodologie d'acquisition de mesures nécessaires à l'identification 5 systématique, rapide et universelle (car indépendante du constructeur et de la structure du système mécanique actionné) ; - l'établissement d'une loi de commande robuste en ce sens qu'il n'est pas nécessaire de modifier les paramètres de la loi de commande en effort lorsque les paramètres du modèle identifié évoluent (relativement à la rigidité et à la 10 configuration articulaire du système mécanique actionné par exemple) ; - une approche globale universelle en ce sens qu'elle est applicable sur n'importe quelle structure de système mécanique actionné (série, parallèle, toutes marques) et sans l'utilisation d'option spécifique développée par le constructeur du système mécanique actionné. Suivant un mode de réalisation de l'invention, le seul 15 moyen matériel obligatoire est de disposer d'un capteur d'effort. Celui-ci peut être de conception simple (un axe de mesure seulement), diminuant de fait le coût économique de la méthode lorsque l'on ne souhaite asservir les efforts exercées par le système mécanique actionné que sur un seul des axes du repère de l'outillage. Suivant un mode de réalisation de l'invention, au cours de la troisième 20 étape, on sélectionne par calcul, la loi de commande du deuxième contrôleur, déterminée à partir au moins de la deuxième fonction de transfert pour calculer la grandeur de déplacement présente sur la deuxième sortie en fonction au moins de la première sortie lors de ladite commande en boucle fermée. Suivant un mode de réalisation de l'invention, le premier capteur comprend 25 un capteur de force, qui est prévu sur l'actionneur et qui fournit comme valeur mesurée une valeur mesurée de force exercée par l'actionneur sur l'objet. Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, le premier capteur comprend un capteur de distance, qui est prévu sur l'actionneur et qui fournit comme valeur mesurée une valeur mesurée de distance entre l'actionneur et une 30 référence.
Suivant un mode de réalisation de l'invention, au cours de la deuxième étape, on calcule le rapport de la valeur mesurée sur la grandeur de déplacement ayant été calculée au cours de la première étape et on détermine une deuxième fonction de transfert de ce rapport, donnant la valeur mesurée en fonction de la grandeur de déplacement ayant été calculée au cours de la première étape. Suivant un mode de réalisation de l'invention, la loi de commande est une loi de commande avec action intégrale explicite. Suivant un mode de réalisation de l'invention, la loi de commande est une loi de commande proportionnelle et intégrale.
Suivant un mode de réalisation de l'invention, la loi de commande est une loi de commande autre qu'une loi de commande proportionnelle et intégrale. Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, la loi de commande est une loi de commande avec action intégrale explicite et est autre qu'une loi de commande proportionnelle et intégrale.
Suivant un mode de réalisation de l'invention, la loi de commande est sélectionnée parmi : - une loi de commande polynomiale avec action intégrale explicite, - une loi de commande polynomiale avec action intégrale implicite, - une loi de commande par retour d'état avec reconstructeur d'ordre plein 20 ou réduit et action intégrale explicite, - une loi de commande linéaire quadratique, - une loi de commande optimale linéaire quadratique, - une loi de commande linéaire quadratique avec action intégrale explicite, - une loi de commande optimale linéaire quadratique avec action intégrale 25 explicite, - une loi de commande par retour d'état avec action intégrale explicite, - une loi de commande à modèle interne avec action intégrale explicite, - une loi de commande à modèle interne avec action intégrale implicite, - une loi de commande par retour d'état basée sur un reconstructeur d'ordre 30 plein avec correction intégrale implicite, - une loi de commande par retour d'état basée sur un reconstructeur d'ordre réduit avec correction intégrale implicite, - une loi de commande adaptative, - une loi de commande par modes glissants, - une loi de commande associant des correcteurs en série (en anglais « backstepping »). Suivant un mode de réalisation de l'invention, la loi de commande est une loi de commande par placement de pôles. Suivant un mode de réalisation de l'invention, la loi de commande inclut 10 une loi d'adaptation (commande adaptative), Suivant un mode de réalisation de l'invention, la loi de commande est une loi de commande par modes de glissement, Suivant un mode de réalisation de l'invention, la loi de commande régule la valeur mesurée à la valeur de la consigne. 15 Un deuxième objet de l'invention est un dispositif de réglage d'au moins un système mécanique actionné, le système mécanique actionné ayant au moins un actionneur destiné à agir sur un objet et un premier contrôleur pour faire varier la pose de l'actionneur, le premier contrôleur ayant une interface de commande, le dispositif de 20 réglage du système mécanique actionné comportant un module de commande en boucle fermée du système mécanique actionné, comportant : - au moins un premier capteur, qui est prévu sur l'actionneur et qui est apte à mesurer une valeur d'une grandeur physique variant avec le mouvement de l'actionneur, 25 - un module de formation de différence, ayant : o une première entrée reliée au premier capteur pour recevoir la valeur mesurée par le premier capteur, o une deuxième entrée pour recevoir une consigne pour ladite grandeur physique, o une première sortie fournissant une différence calculée entre une première grandeur calculée à partir de la première entrée et une deuxième grandeur calculée à partir de la deuxième entrée, - un deuxième contrôleur ayant : o au moins une troisième entrée pour recevoir une troisième grandeur calculée à partir d'au moins la différence présente sur la première sortie, o au moins une deuxième sortie fournissant une grandeur de déplacement, laquelle est envoyée à l'interface de commande du premier contrôleur, caractérisé en ce que le dispositif de réglage du système mécanique actionné comporte en outre des moyens de réglage aptes à régler, selon un premier réglage au cours d'une première étape d'identification par ladite commande en boucle fermée, une première fonction de transfert F de régulateur PID du deuxième contrôleur à actions proportionnelle, intégrale et dérivée, la première fonction de transfert F étant égale à une combinaison linéaire d'une fonction de transfert proportionnelle P, d'une fonction de transfert intégrale I et d'une fonction de transfert dérivative D, selon l'équation F = a.P + b.I + c.D, où a, b et c sont des coefficients réels dont au moins l'un est non nul, les coefficients a, b et c étant des coefficients qui sont sélectionnés par commande en boucle fermée du système mécanique actionné, de manière à générer via la consigne une variation de la grandeur de déplacement et de la valeur mesurée au cours du temps, des moyens de calcul de la grandeur de déplacement présente sur la deuxième sortie du deuxième contrôleur à partir de la première fonction de transfert F, des moyens de calcul pour déterminer, au cours d'une deuxième étape, une 30 deuxième fonction de transfert du système mécanique actionné, donnant la valeur mesurée en fonction de la grandeur de déplacement ayant été calculée, les moyens de réglage étant aptes à régler, selon un deuxième réglage au cours d'une troisième étape, une loi de commande du deuxième contrôleur, déterminée à partir au moins de la deuxième fonction de transfert pour calculer la grandeur de déplacement présente sur la deuxième sortie.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - les figures 1 et 2 représentent des synoptiques modulaires d'un dispositif de commande en boucle fermée pour la mise en oeuvre du procédé de commande 10 suivant l'invention, - la figure 3A représente un synoptique modulaire d'un dispositif de commande en boucle fermée mettant en oeuvre un premier mode de réalisation du procédé de réglage suivant l'invention, - la figure 3B représente un synoptique modulaire d'un régulateur présent 15 dans le dispositif de commande en boucle fermée mettant en oeuvre le premier mode de réalisation du procédé de réglage suivant l'invention et la figure 3A, - la figure 4 représente des courbes de forces en ordonnées en fonction du temps en abscisse, pour un premier exemple du premier mode de réalisation du procédé de réglage suivant l'invention, 20 - la figure 5 représente des courbes de forces en ordonnées en fonction du temps en abscisse, pour un autre essai du premier exemple du premier mode de réalisation du procédé de réglage suivant l'invention, - la figure 6A représente un synoptique modulaire d'un dispositif de commande en boucle fermée mettant en oeuvre un deuxième mode de réalisation du 25 procédé de réglage suivant l'invention, - la figure 6B représente un synoptique modulaire d'un régulateur présent dans le dispositif de commande en boucle fermée mettant en oeuvre le deuxième mode de réalisation du procédé de réglage suivant l'invention et la figure 6A, - la figure 7 représente des courbes de forces en ordonnées en fonction du 30 temps en abscisse, pour un premier essai du deuxième mode de réalisation du procédé de réglage suivant l'invention, - la figure 8 représente une courbe de force en ordonnées en fonction du temps en abscisse, pour un deuxième essai du deuxième mode de réalisation du procédé de réglage suivant l'invention, - la figure 9 représente une courbe de force en ordonnées en fonction du 5 temps en abscisse, pour un troisième essai du premier mode de réalisation du procédé de réglage suivant l'invention, - la figure 10 représente le signal de sortie du contrôleur d'un robot pour deux exemples différents de capteurs, - la figure 11 représente des courbes de distances en ordonnées en fonction 10 du temps en abscisse, pour un deuxième exemple du premier mode de réalisation du procédé de réglage suivant l'invention, - la figure 12 représente une courbe de force en ordonnées en fonction du temps en abscisse, pour un troisième essai du deuxième mode de réalisation du procédé de réglage suivant l'invention, 15 - la figure 13 représente une courbe de force en ordonnées en fonction du temps en abscisse, pour un quatrième essai du premier mode de réalisation du procédé de réglage suivant l'invention. Les figures 1 et 2 représentent des synoptiques modulaires d'un système mécanique actionné ROB et d'un régulateur K pour la commande du système 2 0 mécanique actionné ROB, ce régulateur K étant également appelé module K de commande. Le système mécanique actionné ROB est par exemple au moins un robot ROB. Le système mécanique actionné ROB comporte au moins un actionneur destiné à agir sur un objet, par exemple à l'aide d'un outil actionné par cet 25 actionneur, et un premier contrôleur CONT pour faire varier la pose de l'actionneur. Le premier contrôleur CONT comporte en outre une interface INT de commande. La commande de déplacement 4Xd est envoyée à l'interface INT pour commander la pose de de l'outil. La pose de l'actionneur est la position de l'actionneur et/ou l'orientation de l'actionneur. La pose comprend au moins un degré de liberté. 30 L'actionneur est par exemple un moteur d'un robot ROB (le moteur provoquant la rotation d'un axe) ou un vérin d'un robot ROB (le vérin provoquant un mouvement de translation). L'actionneur est par exemple polyarticulé par rapport à un châssis fixe. Par exemple, le robot ROB comporte un, deux, trois, ou plus de trois axes d'articulation de ses membres (se terminant par le bras ou actionneur) par rapport au châssis fixe. Par exemple, le robot ROB comporte 6 axes actionnés en rotation par 6 actionneurs. On met en oeuvre par le régulateur K une commande en boucle fermée du système mécanique actionné ROB. Le système mécanique actionné ROB possède une fonction de transfert G, le plus souvent inconnue. Suivant un mode de réalisation, l'actionneur est commandé par la fonction de transfert G suivant une ou plusieurs directions déterminées, appelées direction(s) commandée(s). Suivant un mode de réalisation, la fonction de transfert G du système mécanique actionné ROB inclut un ou plusieurs modèles mathématiques de la réponse du contrôleur CONT du système mécanique actionné dans la direction commandée, couplé à un modèle mathématique de la ou de plusieurs rigidité K' du contact environnement/outil/système mécanique actionné dans la ou les directions commandées dans un mode de réalisation. Un problème est que ces modèles mathématiques mis en oeuvre par le système mécanique actionné ROB ne sont pas connus par l'utilisateur du système 2 0 mécanique actionné et ne sont pas fournis par le fabricant du système mécanique actionné . Le régulateur K (qui peut être un correcteur, compensateur, bloc ou système de commande) est vu comme une boucle externe par le système G. La ou les commande u(t) est fournie par le régulateur K et est envoyée à 25 l'interface INT du système mécanique actionné ROB. La ou les commande u(t) représente une unité de déplacement. Cette information doit être appliquée selon la ou les directions commandées. La commande u(t) étant une unité de déplacement, l'invention est applicable à un contrôleur de système mécanique actionné piloté en déplacement. La présente invention rentre donc dans le cadre de la conformité CE 30 des systèmes de commande robot compte tenu qu'aucune modification du système de commande d'origine n'est nécessaire. D'une manière générale, la présente invention se décline à tous les systèmes mécaniques actionnés pilotables en déplacement. On mesure à partir d'au moins un premier capteur CAP prévu sur l'actionneur du système mécanique actionné ROB une valeur d'au moins une grandeur physique variant avec le mouvement de l'actionneur. Cette valeur d'au moins une grandeur physique variant avec le mouvement de l'actionneur est appelée valeur mesurée Fm dans ce qui suit. Cette valeur mesurée Fm peut être par exemple une valeur mesurée Fm de force ou une valeur mesurée Fm autre qu'une force ou un effort.
Suivant un mode de réalisation, le premier capteur CAP comprend un capteur CAP de force, qui est prévu sur l'actionneur et qui fournit comme valeur mesurée Fm une valeur mesurée Fm de force exercée par l'actionneur ou par un outil manipulé par l'actionneur sur l'objet. Suivant un autre mode de réalisation, le premier capteur CAP comprend un capteur CAP de distance, qui est prévu sur l'actionneur et qui fournit comme valeur mesurée Fm une valeur mesurée Fm de distance entre l'actionneur et une référence. Suivant un mode de réalisation, le système mécanique actionné est asservi à cette grandeur Fm mesurée par le capteur CAP. Dans un mode de réalisation, le système mécanique actionné est asservi à la 2 0 force Fm mesurée par le capteur CAP. Dans ce qui suit, Fm désigne cette valeur mesurée de force ou d'effort et plus généralement toute valeur d'au moins une grandeur physique variant avec l'actionneur, qui a été mesurée à partir du capteur CAP, pouvant être autre qu'une force ou un effort. Cette valeur mesurée Fm est envoyée dans un signal vers 25 l'extérieur du système mécanique actionné ROB. Dans un mode de réalisation, le vecteur y(t) des observations regroupe tous les signaux d'entrée du régulateur K, incluant la mesure des grandeurs à commander (par exemple un mesure d'effort ou de force Fm), les mesures annexes du système standard G, la mesure éventuelle des perturbations d(t), et une ou 30 plusieurs consignes.
Dans un mode de réalisation, la consigne est une consigne de force désirée Fd(t). Dans un mode de réalisation, la consigne est une consigne de force désirée Fd(t) selon la ou les direction(s) commandée(s).
Dans un mode de réalisation, la direction commandée comporte une composante verticale. Dans un mode de réalisation, la direction commandée est la direction verticale, appelée Z'. Le signal d'écart e(t) est défini comme la différence entre la ou les 10 consigne(s) désirée(s) d'effort Fd(t) et la ou les mesure Fm(t) selon la (ou les dans le cas multi-variables) direction commandée. Les signaux w(t) sont les signaux irréductibles à l'origine des bruits, consignes et perturbations intervenant sur le système G. Par exemple, aux figures, les variables sont indiquées dans le domaine 15 numérique (transformée en Z, par la notation (z)) après le symbole de chaque variable, (t) indiquant le domaine temporel, ainsi que cela est connu par l'homme du métier. Ainsi, par exemple u(t) correspond à U(z). Suivant un mode de réalisation, il est prévu une seule consigne désirée d'effort Fd(z) selon la direction commandée. 20 Suivant un mode de réalisation, le capteur mesure la grandeur Fm (par exemple force Fm) selon la direction commandée. Suivant un mode de réalisation, une commande de déplacement U(z) = 4Xd(z) est appliquée selon la direction commandée. Cette commande peut être utilisée dans le régulateur K(z), pour de la reconstruction (où observation) des états 25 du système G. Suivant un mode de réalisation, le vecteur Y(z) de sortie du système mécanique actionné ROB et de son système G inclut la mesure de l'effort Fm(z). La perturbation D(z) (connue ou inconnue) peut être située en amont de la dynamique du système G. 30 Suivant un mode de réalisation, la sortie du contrôleur CONT du système mécanique actionné ROB est la pose 4X(z). Suivant un mode de réalisation, la pose 4X(z) est obtenue en réponse à la commande de déplacement 4Xd(z) issue du régulateur K(z). Suivant un mode de réalisation, 4Xd est la commande de pose donnée à l'outil du système mécanique actionné ROB, et 4X est la pose du contrôleur CONT du système mécanique actionné ROB. Suivant un mode de réalisation, K' est un coefficient constant représentant la rigidité du contact couplée environnement/outil/système mécanique actionné dans la direction commandée. Suivant un mode de réalisation, on met en oeuvre l'invention pour le contrôle de force dans une baie de système mécanique actionné industriel ROB où seules la 10 position et l'orientation de l'outil du système mécanique actionné peuvent être commandées. Suivant un mode de réalisation, on met en oeuvre l'invention pour le contrôle d'une distance par rapport à une référence dans une baie de système mécanique actionné industriel ROB où seules la position et l'orientation de l'outil du système 15 mécanique actionné peuvent être commandées. En référence aux figures 3A, 3B et 6A, 6B, on met en oeuvre une commande en boucle fermée du système mécanique actionné ROB, par le fait que - l'on mesure à partir d'au moins un premier capteur CAP prévu sur l'actionneur une valeur mesurée Fm d'une grandeur physique variant avec le 20 mouvement de l'actionneur, - on envoie la valeur mesurée Fm à une première entrée DIFF1 d'un module DIFF de formation de différence, lequel reçoit sur une deuxième entrée DIFF2 une consigne Fd pour ladite grandeur physique et calcule sur une première sortie DIFF3 une différence E entre une première grandeur calculée à partir de la première entrée 25 DIFF1 et une deuxième grandeur calculée à partir de la deuxième entrée DIFF2, - une troisième grandeur calculée à partir d'au moins la différence E présente sur la première sortie DIFF3 étant envoyée à au moins une troisième entrée E3 d'un deuxième contrôleur CONT2, fournissant sur au moins une deuxième sortie S2 une grandeur 4Xd de déplacement, laquelle est envoyée à l'interface INT de 30 commande du premier contrôleur CONT.
Dans les modes de réalisation représenté aux figures 3A et 3B et aux figures 6A et 6B, la première grandeur est la première entrée DIFF1, la deuxième grandeur est la deuxième entrée DIFF2, et la troisième grandeur est la différence E présente sur la première sortie DIFF3.
Dans un autre mode de réalisation non représenté, par exemple, dans le cas d'une loi de commande de type polynomial (ou RST), un premier module de fonction de transfert différente de l'identité calcule la première grandeur à partir de la première entrée DIFF1, et/ou un deuxième module de fonction de transfert différente de l'identité calcule la deuxième grandeur à partir de la deuxième entrée 1 0 DIFF2, et/ou un troisième module de fonction de transfert différente de l'identité calcule la troisième grandeur à partir d'au moins la différence E. Suivant un mode de réalisation, la loi (H) de commande du deuxième contrôleur (CONT2) calcule en sortie (S2) une grandeur (AXd) de déplacement régulant la valeur mesurée (Fm) à la valeur de la consigne (Fd), laquelle est 15 envoyée à l'interface (INT) de commande du premier contrôleur (CONT). Suivant un mode de réalisation, la loi (H) de commande permet une stabilisation de l'effort mesuré (Fm) à la valeur de la consigne (Fd). Par exemple, la première entrée DIFF1 est soustractrice et la deuxième entrée est additionneuse, de telle sorte que la première sortie DIFF3 fournit comme 2 0 différence E la deuxième grandeur, à laquelle est soustraite la première grandeur. Suivant un mode de réalisation : E = Fd - Fm. Au cours d'une première étape d'identification par ladite commande en 25 boucle fermée, on sélectionne selon un premier réglage une première fonction de transfert F de régulateur PID du deuxième contrôleur CONT2. La première fonction de transfert F est égale à une combinaison linéaire d'une fonction de transfert proportionnelle P, d'une fonction de transfert intégrale I et d'une fonction de transfert dérivative D, selon l'équation 30 F = a.P + b.I + c.D, où a, b et c sont des coefficients réels dont au moins l'un est non nul, les coefficients a, b et c étant des coefficients qui sont sélectionnés par commande en boucle fermée du système mécanique actionné ROB, de manière à générer via la consigne Fd une variation de la grandeur AXd de déplacement et de la valeur mesurée Fm au cours du temps, Suivant un mode de réalisation, les coefficients a, b et c de la combinaison linéaire sont des coefficients régulant la valeur mesurée Fm à la consigne Fd et sont sélectionnés par commande en boucle fermée du système mécanique actionné ROB. Dans un mode de réalisation, les coefficients a, b et c sont sélectionnés, de manière à ce que la valeur mesurée Fm devienne égale à la consigne Fd.
Puis, on calcule la grandeur AXd de déplacement présente sur la deuxième sortie S2 du deuxième contrôleur CONT2 à partir de la première fonction de transfert F ayant été sélectionnée. Suivant un mode de réalisation, le contrôleur CONT du système mécanique actionné ROB a un modèle paramétrique numérique linéaire.
Suivant un mode de réalisation, l'identification peut être menée en effectuant plusieurs essais d'actionnement du système mécanique actionné, par exemple en générant un effort d'une valeur donnée (par exemple 500 N) sur une barre d'acier encastrée à une de ses extrémités de longueur déterminée (par exemple de 35 cm de long) et d'une section déterminée (par exemple de 4 cm2 de section).
Suivant un mode de réalisation, suivant la composante d'effort contrôlée, un système mécanique (par exemple une boule rotule) permet de libérer les efforts dans les autres directions non contrôlées. Suivant un mode de réalisation, le système mécanique (par exemple boule rotule), peut être fixé sur l'outil du système mécanique ou sur l'environnement sur 25 lequel le robot doit exercer un effort. Suivant un mode de réalisation, la première fonction de transfert F est choisie pour obtenir, via la commande de déplacement 4Xd un effort mesuré Fm constant ou une grandeur mesurée Fm constante. Suivant un mode de réalisation, le régulateur K(z) permet de calculer une 30 commande 4Xd(z) variable au cours du temps afin d'obtenir une réponse en effort Fm(z) variable au cours du temps. L'effort Fm(z) doit être mesuré par un capteur CAP ou calculé via des mesures annexes fournies par le système mécanique actionné (couples moteurs par exemple) et un moyen de calcul de la valeur mesurée Fm à partir des mesures annexes fournies par au moins un capteur CAP; dans les deux cas, la valeur Fm est mesurée à partir d'au moins un capteur CAP. Le choix de la consigne désirée d'effort Fd(z) se fait selon la capacité nominale d'effort du système mécanique actionné (10% de la capacité nominale peut être par exemple une consigne pertinente). Le recueil des signaux 4Xd et Fm en temps réel et qui varie au cours du temps permet dans une deuxième étape de déterminer le système inconnu G. 1 0 Suivant un mode de réalisation, le procédé est réalisé numériquement, par échantillonnage des signaux en temps discret, les fonctions de transfert et la loi de commande étant donc numériques selon la variable temporelle discrète kT, où k est un entier naturel et T est une période d'échantillonnage nul. Suivant un mode de réalisation du régulateur K(z) lors de cette première 15 étape, la première fonction F de transfert est un régulateur PID à actions Proportionnelle, Intégrale et Dérivée dont l'équation est donnée par : 4Xd(kT) = 4Xd([k-1]T) + Q0.e(kT) + Q1 .e([k-1]T) + Q2. e([k-2]T) Où: - [QO, Ql, Q2] = f(a,b,c,T) où a, b, c et T sont respectivement le coefficient 20 (ou gain) de l'action Proportionnelle, le coefficient (ou gain) de l'action Intégrale, le coefficient (ou gain) de l'action Dérivée et la période d'échantillonnage utilisée, QO, Ql, Q2 étant respectivement les gains normalisés du régulateur PID à actions Proportionnelle, Intégrale et Dérivée ; 25 - kT, [k-1]T, [k-2]T représente des échantillons avec k = G N, k étant un entier naturel ; - Le signal e[kT] correspond à l'écart entre la consigne d'effort désirée Fd(z) et l'effort mesuré Fm(z) à l'échantillon [kT]. Suivant un mode de réalisation, les gains normalisés pour un régulateur PID, dont 30 l'action Intégrale est à approximation trapézoïdale sont : QO = a + 0,5*b*T + c*T Q1 = -a + 0,5*b*T -2*c/T Q2= c/T. Suivant un mode de réalisation, l'action Intégrale est à approximation rectangulaire ou rectangulaire devancée.
Suivant un mode de réalisation, c=0, et 1#0. Suivant un autre mode de réalisation, a.0, b=0 et c=0. Suivant un autre mode de réalisation, a=0, 1#0 et c=0. Suivant un mode de réalisation, le recueil des informations 4X(z) et 4Xd(z) permet d'identifier uniquement le contrôleur CONT du système mécanique actionné dans la direction commandée. L'identification du contrôleur CONT peut également être réalisée avec un capteur CAP de force ou d'autres types de capteur CAP qui rendent une grandeur mesurable et qui permettent de créer une boucle fermée (capteur de vision, de distance, capacitif etc...). La consigne Fd d'entrée du régulateur K(z) est une grandeur physique liée à la grandeur mesurée par le capteur utilisé (consigne d'entrée d'effort pour un capteur CAP d'effort) et peut être autre qu'une consigne d'effort ou de force (par exemple, consigne Fd d'entrée de distance pour un capteur de distance). Ainsi, dans un mode de réalisation, dans le cadre de la mise en oeuvre d'une commande en effort, on détermine le coefficient K'. Par exemple, dans un mode de réalisation, pour déterminer K', on place d'abord le système mécanique actionné en contact de l'objet (par exemple une poutre d'acier encastrée à une de ses extrémités) à effort nul indiqué par le capteur CAP. On génère ensuite un déplacement déterminé 4X dans la direction commandée (par exemple 1 mm vers l'objet). Si le système mécanique actionné se met en défaut pour cette valeur 4X, on génère un déplacement déterminé 4X plus petit que le précédent dans la direction commandée (par exemple la moitié du déplacement précédent). On mesure par le capteur CAP l'effort Fm. On calcule alors K' = Fm/ 4X dans un mode de réalisation. Au cours d'une deuxième étape, on détermine une deuxième fonction G de 30 transfert du système mécanique actionné ROB, donnant la valeur mesurée Fm en fonction de la grandeur AXd de déplacement ayant été calculée au cours de la première étape. Suivant un mode de réalisation, on sélectionne au cours de cette deuxième étape, un degré du polynôme du numérateur de la deuxième fonction G de transfert 5 et le degré du polynôme du dénominateur de la deuxième fonction G de transfert, puis on détermine les coefficients de ces polynômes. Suivant un mode de réalisation, le contrôleur CONT du système mécanique actionné ROB a un modèle paramétrique numérique linéaire au cours de cette deuxième étape. 10 Suivant un mode de réalisation, il y a un découplage entre le contrôleur CONT du système mécanique actionné ROB et la rigidité K' couplée système mécanique actionné/outil/actionneur. Au cours de cette deuxième étape, on modélise grâce aux données recueillies lors de la première étape, un modèle mathématique (fonction de transfert, 15 modèle d'état ou autre) du système standard G ou du contrôleur CONT du système mécanique actionné suivant les données recueillis. Ce modèle mathématique peut être élaboré via un logiciel contenant des algorithmes d'identification (MATLAB/Simulink, SCILAB/XCos ou autre). Dans le cas des exemples présenté dans l'invention, le modèle est linéaire, numérique et à paramètres invariants. Le 20 choix de l'ordre du modèle est lié au contrôleur du système mécanique actionné et doit être choisie dans le logiciel d'identification. Par exemple, un ordre 2 représente un bon compromis fiabilité/simplicité du modèle. Dans un mode de réalisation, suivant les informations recueillis dans l'étape 1, on peut construire différents modèles : 25 - Fonction de transfert du contrôleur CONT: 4X(z)/ 4Xd(z) - Fonction de transfert du système G: Fm(z)/ 4Xd(z) Suivant un mode de réalisation de l'invention, la fonction G est calculée par la méthode des moindres carrés. Suivant un mode de réalisation de l'invention, la fonction G est calculée par 30 la méthode des moindres carrés pondérés.
Suivant un mode de réalisation de l'invention, la fonction G est calculée par une autre méthode que celle des moindres carrés. Suivant un mode de réalisation, la relation entre l'effort Fm et le déplacement 4X est donnée par la relation suivante : Fm = K'. 4X. Suivant un mode de réalisation de l'invention, au cours de la deuxième étape, on calcule le rapport (RAP=Fm/4Xd) de la valeur mesurée (Fm) sur la grandeur (4Xd) de déplacement ayant été calculée au cours de la première étape et on détermine une deuxième fonction (G) de transfert de ce rapport (RAP=Fm/4Xd), 1 0 donnant la valeur mesurée (Fm) en fonction de la grandeur (4Xd) de déplacement ayant été calculée au cours de la première étape. Suivant un mode de réalisation, le robot ROB est un robot de soudage, par exemple de soudage par friction et malaxage (en anglais : Robotic Friction Stir Welding). 15 Suivant un mode de réalisation, le robot ROB est un robot manipulateur. Le robot pourrait également être utilisé pour des opérations de formage incrémental, de meulage, de polissage, d'usinage, de rivetage, d'assemblage, de simple appui sur une pièce ou autres procédés à contact entre le système mécanique actionné et un environnement. 20 Suivant un mode de réalisation, l'environnement du système mécanique actionné peut être un objet ou une pièce mécanique. Bien entendu l'invention s'applique également au réglage et à la commande de plusieurs robots. L'objet traité par le système mécanique actionné peut être par exemple en 25 aluminium, en acier, en polymère, ou autres. Dans un exemple de réalisation, dans le cas d'un robot ROB formé par un robot de la marque FANUC S900iB/400 RJ3iB (marque déposée), la fonction de transfert du contrôleur CONT selon la direction verticale Z' du repère outil (direction commandée en effort) d'un robot FANUC S900 est : 30 4X(z)/ 4Xd(z) = (-0,1052.z + 0,1253) / (z2 - 1,7548.z + 0,7748) L'identification de la rigidité couplée selon la direction verticale Z' sur une plaque d'acier bridée sur un marbre avec le robot FANUC S900 conduit à K' = 950 N/mm dans un mode de réalisation. Un modèle du système G du robot FANUC S900 est donc : Fm(z)/ 4Xd(z) = 950.(-0,1052.z + 0,1253) / (z2 - 1,7548.z + 0,7748) = (bl.z + b0)/(z2 + al .z + a0) Cette deuxième étape permet donc de calculer les paramètres définissant la deuxième fonction G de transfert. Dans l'exemple de réalisation ci-dessus, on a donc calculé lors de cette deuxième étape, pour un ordre de la fonction G choisi 10 égal à 2, que : al = -1.7548, a0 = 0.7748, bl = -0.1052x 950, b0 = 0.1253 x 950. 15 Au cours d'une troisième étape, on sélectionne selon un deuxième réglage une loi H de commande du deuxième contrôleur CONT2, déterminée à partir au moins de la deuxième fonction G de transfert pour donner la grandeur AXd de déplacement présente sur la deuxième sortie S2 en fonction de la différence E 20 présente sur la première sortie DIFF3 lors de ladite commande en boucle fermée. Au cours de cette troisième étape, on calcule un nouveau régulateur K(z) sur la base du modèle du système G identifié et à présent connu. La conception du régulateur K(z) peut se baser sur différentes techniques utilisées dans le domaine de la commande. 25 Dans cette troisième étape, les critères de performances (stabilité, vitesse, précision et robustesse) sont déterminants. Ces performances sont liées au choix de la loi (H) de commande du deuxième contrôleur (CONT2). La présente invention est valable pour d'autres types de lois de commande et qui rentre d'une manière générale dans la définition d'un problème standard de 30 commande (par exemple : RST, mode de glissement (en anglais : Sliding Mode), Backstepping, Placement de pôles robuste, Intégrale implicite qui se base sur le rejet de perturbation, Contrôle à base de modèle, etc...). Suivant un mode de réalisation de l'invention, la loi H de commande est une loi de commande avec action intégrale explicite.
Suivant un mode de réalisation de l'invention, la loi H de commande est une loi de commande proportionnelle et intégrale. Suivant un mode de réalisation de l'invention, la loi H de commande est une loi de commande proportionnelle et intégrale avec gain anticipatif. Suivant un mode de réalisation de l'invention, la loi H de commande est une 10 loi de commande autre qu'une loi de commande proportionnelle et intégrale. Suivant un mode de réalisation de l'invention, la loi H de commande est polynomiale. Suivant un mode de réalisation de l'invention, la loi H de commande est une loi de commande avec action intégrale explicite et est autre qu'une loi de 15 commande proportionnelle et intégrale. Suivant un mode de réalisation de l'invention, la loi H de commande est sélectionnée parmi : - une loi H de commande polynomiale (ou RST) avec action intégrale explicite, 20 - une loi H de commande polynomiale (ou RST) avec action intégrale implicite, - une loi H de commande par retour d'état avec reconstructeur d'ordre plein ou réduit et action intégrale explicite, - une loi H de commande linéaire quadratique, 25 - une loi H de commande optimale linéaire quadratique, - une loi H de commande linéaire quadratique avec action intégrale explicite, - une loi H de commande optimale linéaire quadratique avec action intégrale explicite, 30 - une loi H de commande par retour d'état avec action intégrale explicite, - une loi H de commande à modèle interne avec action intégrale explicite, - une loi H de commande à modèle interne avec action intégrale implicite, - une loi H de commande par retour d'état basée sur un reconstructeur d'ordre plein avec correction intégrale implicite, - une loi H de commande par retour d'état basée sur un reconstructeur d'ordre réduit avec correction intégrale implicite, - une loi H de commande adaptative, - une loi H de commande par modes glissants, - une loi H de commande associant des correcteurs en série (en anglais : « backstepping »).
Suivant un mode de réalisation de l'invention, la loi H de commande est une loi de commande par placement de pôles. Suivant un mode de réalisation de l'invention, la loi H de commande inclut une loi d'adaptation (commande adaptative). Suivant un mode de réalisation de l'invention, la loi H de commande est une 15 loi de commande par modes de glissement. Suivant un mode de réalisation de l'invention, la loi H de commande est une loi de commande associant des correcteurs en série (en anglais : « backstepping »). Suivant un mode de réalisation de l'invention, la loi H de commande comporte un polynôme de degré supérieur ou égal à 2. 20 Suivant un mode de réalisation de l'invention, la loi H de commande est du type entrée / sortie, avec par exemple un terme anticipatif sur la consigne et/ou par exemple une commande numérique polynomiale. Suivant un mode de réalisation de l'invention, la loi H de commande est du type entrée / états, avec par exemple une commande numérique par retour d'état 25 (par exemple avec placement de pôles), avec par exemple une commande linéaire quadratique. Cette loi de commande peut être basée sur un observateur (ou reconstructeur) temps réel de l'état du système. Deux types d'observateurs peuvent être implantés : observateur d'ordre plein ou observateur d'ordre réduit. Suivant un mode de réalisation de l'invention, la loi H de commande est 30 prédictive.
Suivant un mode de réalisation de l'invention, la loi H de commande et du type LQG. La loi de commande de type LQG est une commande Linéaire Quadratique Gaussienne. Elle est l'association d'une commande optimale LQ avec un reconstructeur REC optimal de Kalman. Les gains du reconstructeur REC de Kalman sont alors calculés via la minimisation d'un critère quadratique (basé sur de la variance, pour la prise en compte du bruit sur les états du système). Suivant un mode de réalisation de l'invention, la loi H de commande et du type norme H2. Suivant un mode de réalisation de l'invention, la loi H de commande et du 10 type norme HInfini. Suivant un mode de réalisation de l'invention, la loi H de commande et du type PILE (Deadbeat control en anglais). Deux exemples vont être illustrés ci-dessous pour le calcul de H. La 15 connaissance du système G et le choix d'un régulateur K(z) avancé permettent un gain de performance et de robustesse important en pratique par rapport à des régulateurs K(z) standard et/ou conçus sur une approche empirique (essais/erreurs) classiquement utilisés lorsque le système G est inconnu. 20 Premier mode de réalisation : Loi H de commande Proportionnelle - Intégrale Explicite (PI): Dans un mode de réalisation, la loi de commande PI est calculée par la technique : « placement de pôles dominant ». La méthode de calcul est donnée ci-dessous. 25 Le détail du régulateur K(z) est présenté aux figures 3A et 3B. Le signal E(z) est défini comme la différence entre la consigne désirée d'effort Fd(z) et Fm(z). L'approximation de l'intégrale utilisée est la forme trapézoïdale. A noter que toute la procédure de calcul reste valable avec les approximations rectangulaires et rectangulaires devancées de l'action intégrale. Dans le contexte de l'approximation 30 intégrale trapézoïdale, les gains normalisés QO et Q1 s'expriment par exemple de la façon suivante : QO = a + b.T/2 Q1 = -a + b. T/2 Q2=0 c=0.
Les coefficients a et b sont respectivement le gain Proportionnel et le gain Intégral. T est la période d'échantillonnage. Dans un premier exemple de réalisation avec le robot FANUC S900 : T = 16 MS. On recalcule les paramètres QO, Ql, a et b lors de cette troisième étape, avec 1 0 des valeurs différentes de celles obtenues pour ces paramètres lors de la première étape. La fonction de transfert en boucle fermée entre la consigne désirée d'effort Fd(z) et la mesure selon la direction commandée en effort Fm(z) est la suivante : Fm(z) (Qoz-EUKS(z) Fd(z) (Q0z-KMKS(z)+(z-1)A(z) Avec B(z) = -0,1052.z + 0,1253 et A(z) = z2 - 1,7548.z + 0,7748, qui sont 15 les polynômes issus de l'identification ayant été effectuée lors de la deuxième étape. Le coefficient K' est égal à 950 N/mm dans un mode de réalisation. Dans un mode de réalisation, la conception de la commande PI de la loi H se fait en utilisant la technique du placement de pôle dominant (méthode itérative par rapport au temps de réponse imposé sur le système en boucle fermée). On note 20 P(z)= (Qoz+Q1)1(13(z)+(z-1)A(z) le polynôme caractéristique de la fonction de transfert en boucle fermée Fm(z) / Fd(z). Le degré de P(z) est de 3 compte tenu des degrés respectifs des polynômes B(z) et A(z). Le régulateur K(z) comporte 2 paramètres indépendants (QO et Q1). On impose deux racines identiques a à P(z). Cela conduit au système d'équation suivant : f P(a) =0 25 Avec P'(z) la dérivée partielle de P(z) par rapport à la variable z. La détermination des gains QO et Q1 de la commande s'effectue par résolution du système matriciel suivant : ala(a) B(a)1 [Qoi [ (1-a)A(a) [ KB(a)+ ala'(a) 1(13'(a)] [Q1] [(1-a)À(a)-À(a)] On va décrire ci-dessous deux exemples 1 et 2 illustrant ce premier mode de réalisation. Le système mécanique actionné est un robot industriel (ROB) FANUC 5 S900iB/400 comportant 6 actionneurs permettant de piloter un outil en pose (3 translations et 3 rotations). Dans l'exemple 1, la grandeur physique à contrôler est un effort. L'effort à contrôler est mesuré avec un capteur CAP d'effort monté sur l'outil du robot (ROB) Dans l'exemple 2, la grandeur à contrôler est une distance. La distance à contrôler 10 est mesurée avec un capteur laser monté sur l'outil du robot (ROB). Les première et deuxième étapes des deux exemples 1 et 2 vont être comparées. Cela a pour but de montrer que malgré un capteur externe différent, les résultats obtenus au bout de la deuxième étape de l'invention sont identiques. Dans un mode de réalisation, la grandeur physique à contrôler est selon 15 l'axe Z de l'outil du robot (ROB). Dans un mode de réalisation, on réalise la première étape de l'invention par une commande en boucle fermée de la grandeur physique mesurée (effort ou distance), selon un premier réglage d'une fonction de transfert F de régulateur PID du deuxième contrôleur à actions proportionnelle, intégrale et dérivée. Cette 2 0 première étape permet de récupérer la grandeur de déplacement calculée par le régulateur PID et la grandeur physique mesurée par le capteur externe (effort ou distance dans le cas des exemples 1 et 2). A titre indicatif, dans le cas de l'exemple 2, avec le laser de distance : F = 0,2 x P + 1 x I. Dans un mode de réalisation, au cours de la deuxième étape, on détermine 25 grâce aux données récupérées à la première étape une deuxième fonction de transfert G du robot ROB selon l'axe Z de l'outil. La Figure 10 compare la sortie de la fonction de transfert G = AX/ AXd (1) obtenue sur l'exemple 1 et la sortie de la fonction de transfert G = AX/ AXd (2) obtenue dans l'exemple 2, en réponse à un échelon de déplacement AXd de 1 mm. Les réponses obtenues sont similaires.
Sur l'exemple 1, la fonction de transfert numérique à paramètres invariants (G) du robot (ROB) d'ordre 2, selon l'axe Z de l'outil est : 4X(z)/ 4Xd(z) = (-0,1052.z + 0,1253) / (z2 - 1,7548.z + 0,7748) Sur l'exemple 2, la fonction de transfert numérique à paramètres invariants 5 (G) du robot (ROB) d'ordre 2, selon l'axe Z de l'outil est : 4X(z)/ 4Xd(z) = (-0,05745.z + 0,07463) / (z2 - 1,818.z + 0,835) La procédure d'identification de la fonction de transfert (G) du robot (ROB) peut être effectuée avec n'importe quel type de capteur externe donnant une grandeur physique mesurable. 10 Dans la suite de la description, on choisira la fonction de transfert (G) obtenue au cours de l'exemple 1. Dans un mode de réalisation, on réalise la troisième étape, en sélectionnant par calcul une loi de commande PI basée sur la fonction de transfert (G) déterminée au cours de la deuxième étape. 15 Dans un mode de réalisation, la loi de commande PI est calculée par la technique de placement de pôles dominants. L'action dérivée est égale à zéro. Cela évite d'augmenter la sensibilité du système mécanique actionné en boucle fermée. Dans un mode de réalisation, dans le cas de l'exemple 1 sur la commande en effort, la rigidité couplée robot/environnement est mesurée. La rigidité couplée est 20 mesurée sur plaque d'acier : K' = 950 N/mm avec le robot FANUC S900iB/400. La rigidité couplée n'intervient pas dans le cas de l'exemple 2, car s'agissant d'une commande de distance, il n'y a pas de contact robot/environnement. Dans le cas de l'exemple 1, la Figure 4 illustre la comparaison entre : - l'effort Fm(z) mesuré par le capteur CAP d'effort, 25 - l'effort simulé FFm(z), calculé par un logiciel de simulation, et - la consigne d'effort désirée Fd(z), pour le maintien d'un effort de -2000 N en consigne Fd(z) sur une plaque d'acier (premier essai). Le temps de réponse imposé à la loi de commande PI est de 1 seconde. Dans cet exemple 1, pour un temps de réponse à 5% de 1 seconde 30 imposé, on a a = 0,9269. Dans cet exemple 1 de réalisation de la loi H de commande Proportionnelle - Intégrale Explicite (PI) en référence aux figures 3A et 3B, la résolution du système matriciel conduit à: QO = 7,0010.10-s et Q1 = - 4,4189.10-s. Le gain a de P est de 5,7099.10-s et le gain b de Test de 0,0016. Le schéma des figures 3A et 3B a au préalable été implanté dans un logiciel de simulation (par exemple Simulink, XCos ou autre, marques déposées), 5 fournissant l'effort simulé FFm(z). On constate que le modèle de simulation FFm(z) qui contient le système G identifié et la commande PI calculée prédit la même réponse en effort que le signal Fm(z) mesurée en pratique. Dans le cas de l'exemple 2, la Figure 11 illustre : 1 0 - la distance Fm(z) mesurée par le capteur CAP de distance, - la distance simulée FFm(z), calculée par un logiciel de simulation, et - la consigne de déplacement désirée Fd(z), pour le suivi d'une consigne Fd(z) de déplacement de 30,5 mm. Le temps de réponse imposé à la loi de commande PI est de 1 seconde. Le gain a de P est de 15 0,0542 et le gain b de I est de 1,5331. Les exemples 1 et 2 montrent que la simulation et l'expérience coïncident parfaitement. La seule connaissance de la deuxième fonction de transfert (G) a permis d'améliorer les performances de la commande PI avec un réglage basé sur un calcul. La connaissance de la fonction de transfert (G) du robot FANUC 20 S900iB/400 (et de la rigidité couplé dans le cas de l'exemple 1 sur la commande en effort) permet alors de calculer des lois de commande plus complexes que la commande PID où un réglage empirique est impossible. La finalité est d'obtenir des performances et une robustesse accrues par rapport à une loi de commande PID. La figure 5 illustre un deuxième essai de l'exemple 1, avec un temps de 25 réponse à 5% de 2 secondes et une consigne Fd(z) de -1000 N (il est nécessaire de recalculer a et de résoudre à nouveau le système matriciel ci-dessus pour retrouver les nouveaux gains Kp et Ki) et montre Fm(z), FFm(z) et Fd(z) dans ce cas. Dans la suite de la description, cette robustesse va être prouvée en réalisant une commande en effort selon l'axe vertical (axe Z') de l'outil dans le cas du 30 procédé de soudage par friction malaxage robotisé. Le maintien d'un effort constant le long de la trajectoire facilite l'obtention d'une soudure sans défauts. On se place donc dans le cas de la commande en effort (exemple 1) Deuxième mode de réalisation : Loi H de commande Optimale Linéaire 5 Quadratique (LQ) Intégrale Explicite basée sur un reconstructeur REC. Le détail du régulateur K(z) de ce deuxième mode de réalisation est présenté à la figure 6A montrant un synoptique modulaire du dispositif de commande en boucle fermée mettant en oeuvre ce deuxième mode de réalisation de la loi H de commande et à la figure 6B représentant un synoptique modulaire du régulateur K 1 0 mettant en oeuvre ce deuxième mode de réalisation de la loi H de commande présent dans le dispositif de commande de la figure 6A. L'approximation rectangulaire de l'intégrale est choisie pour éviter de complexifier inutilement la loi H de commande. Cette loi H de commande offre un gabarit robustesse/performance bien 15 meilleur que la commande PI du premier mode de réalisation des figures 3A et 3B. La loi H de commande par retour d'état est basée sur un reconstructeur REC de l'état et est la suivante : AXd [kT] =h1.1 [kT] +h2.X2 [kT] +h 3.x3 [kT] =HX(kT) où hl, h2 et h3 sont des paramètres sélectionnés. Le reconstructeur REC d'état permet de reconstruire (où d'observer) les 2 0 états interne du système Fm(z)/4Xd(z) qui ne sont pas mesurables par des capteurs. Le calcul de la dynamique de la loi H de commande et du reconstructeur REC obéit au principe de séparation. Première sous-étape : conception de la loi H de commande par retour d'état 25 Le vecteur de gain H= [hl h2 h3] est déterminé de telle manière que la commande AXd [kT] minimise le critère quadratique J à horizon infini suivant : 00 1= [XT [e] QX[kT] + R(AXd [k1])2] k=1 où : J est un nombre réel, - R est un réel défini positif ; - Q est une matrice réelle, symétrique et définie positive ou semi-définie positive. R et Q sont des paramètres de synthèse permettant de minimiser l'énergie 5 utilisée (on parle aussi de commande à énergie minimale, d'où l'appellation optimale). Le vecteur de gain H= [hl h2 h3] est calculé via la résolution d'un problème de minimisation quadratique, de telle façon que le système en boucle fermée soit asymptotiquement stable au sens de Lyapounov. 10 La commande par retour d'état qui minimise ce critère quadratique J est la suivante : AXd [kT] où : F et G sont les matrices du système d'état en boucle ouverte augmenté de l'erreur entre Fm(z) et Fd(z), 15 T désigne la transposée, La matrice réelle S, symétrique et définie positive, est l'unique solution de l'équation algébrique de Riccati suivante : S=FTSF-FTSFH+Q Deuxième sous-étape : conception de la loi de reconstruction Suivant un mode de réalisation, on se base sur un reconstructeur REC 20 d'ordre plein. La présente invention reste valable pour d'autres types de reconstructeur REC (reconstructeur d'ordre réduit, reconstructeur optimal de Kalman (stationnaire et non stationnaire), etc...) ou alors en définissant un modèle d'état qui ne nécessite pas de reconstructeur par un accès sur des états mesurables (rarement le cas tout de même en pratique). 25 Un reconstructeur REC d'ordre plein basé sur le modèle d'état en boucle ouverte mis sous forme canonique commandable est le suivant : 21[(k + 1)11 22[(k + 1)7]] r -al -a01 _V i[kni_1 0 22[kT] + 01 AXd [(1] + [kk21 1 (F- [kT] - [b b 0] 22 [ka ) Les paramètres al, a0, b 1, b0 sont ceux ayant été calculés lors de la deuxième étape. Les paramètres kl et k2 du reconstructeur REC sont choisi de manière à avoir la stabilité asymptotique du reconstructeur REC.
Dans un exemple de réalisation de cette loi H de commande Linéaire Quadratique (LQ) Intégrale Explicite basée sur un reconstructeur REC en référence aux figures 6A et 6B, dans le cas où le robot ROB est un robot FANUC S900, les paramètres de synthèse suivant de la loi H de commande optimale et du reconstructeur REC sont choisis : Q = Matrice Identité (3,3) x 10-6, R= 2, kl = 0.00081674, k2 = 0.00111042. hl = -0.0106 h2 = 0.0068 h3 = -7.0337x10-4 Ces paramètres de synthèse permettent d'obtenir une réponse semblable à la commande PI réalisée auparavant à la figure 4 lorsque l'on génère un appui de - 2000 N sur une plaque d'acier (aucun dépassement, temps de réponse de 1 sec). 2 0 Comme dans le cas de la commande PI, on réalise des essais en pratique sur une plaque d'acier (K' = 950 N/mm dans un mode de réalisation) avec l'exemple précité de loi de commande LQ du deuxième mode de réalisation. La figure 7 montre, selon un premier essai de cet exemple de réalisation de loi de commande LQ Intégrale Explicite basée sur un reconstructeur REC en 25 référence aux figures 6A et 6B' une comparaison entre : - l'effort Fm(z) mesuré par le capteur CAP d'effort, - l'effort simulé FFm(z), calculé par un logiciel de simulation, et - la consigne d'effort désirée Fd(z), égale à - 2000 N.
Par exemple, on a réalisé plusieurs essais de soudage par friction malaxage avec des paramètres d'entrée différents (outils différents, sens de trajectoire différents, effort à maintenir différent). Les paramètres de la loi de commande PI et de la loi de commande LQ optimale linéaire quadratique sont fixés aux valeurs précédentes et demeurent inchangés entre les essais de soudage par friction malaxage afin d'évaluer laquelle des deux lois de commande est la plus robuste et performante. La figure 8 montre l'effort Fm mesuré par le capteur CAP d'effort, selon un 1 0 premier essai de soudage par friction malaxage avec la loi H de commande Linéaire Quadratique (LQ) Intégrale Explicite basée sur un reconstructeur REC en référence aux figures 6A et 6B, et ce pour une consigne Fd d'effort égale à - 4500 N. La figure 9 montre l'effort Fm mesuré par le capteur CAP d'effort, selon un premier essai de soudage par friction malaxage avec la loi H de commande 15 Proportionnelle - Intégrale Explicite (PI) en référence aux figures 3A et 3B, et ce pour une consigne Fd d'effort égale à - 4500 N. La figure 12 montre l'effort Fm mesuré par le capteur CAP d'effort, selon un deuxième essai de soudage par friction malaxage avec la loi H de commande Linéaire Quadratique (LQ) Intégrale Explicite basée sur un reconstructeur REC en 20 référence aux figures 6A et 6B, et ce pour une consigne Fd d'effort égale à - 4000 N. La figure 13 montre l'effort Fm mesuré par le capteur CAP d'effort, selon un deuxième essai de soudage par friction malaxage avec la loi H de commande Proportionnelle - Intégrale Explicite (PI) en référence aux figures 3A et 3B, et ce 25 pour une consigne Fd d'effort égale à - 4000 N. Tous les essais mentionnés ci-dessus ont été réalisés pour une force dirigée suivant la direction commandée égale à la direction verticale Z'. Les figures 8 et 9, ainsi que 12 et 13 montrent que la commande LQ est plus robuste que la commande PI. La commande LQ autorise donc les plus grandes 30 erreurs de modélisation sur le processus. L'utilisation de cette loi LQ évite donc à l'utilisateur de régler des paramètres dont il a la méconnaissance complète (rigidité du procédé par exemple, impossible ou difficile à connaitre sur un procédé), en lui garantissant une fiabilité de la réponse en effort Fm(z) (temps de réponse cohérent, convergence et stabilité de la loi de commande). On constate des phénomènes oscillatoires sur la réponse en effort obtenu 5 avec la commande PI. De plus, les réponses obtenues avec la commande PI sont différentes sur les essais. A l'inverse, la commande optimale LQ est plus robuste, dans le sens où elle assure des performances similaires malgré la variation des conditions opératoires entre les essais. Ce constat a été validé sur une base d'essais importante. On pourrait calibrer la loi de commande PI sur l'essai de la figure 9, en 10 recalculant les gains, et en refaisant un essai optimisé ensuite. Le souci est que l'on pourrait avoir sur un autre essai(avec d'autres conditions, outils différents par exemple) également ce genre de phénomène, ce qui donne une calibration redondante, ce qui ajoute de la complexité, est lourd en pratique et nécessite beaucoup d'essais. Il faudrait par exemple calibrer la loi de commande PI 15 également sur l'essai de la figure 13. La loi de commande optimale LQ, offre pour différents essais, toujours le même type de réponse, avec une allure similaire, montrant sa robustesse. L'invention est valable également pour d'autres types d'asservissement et/ou régulation en boucle fermée. En effet la connaissance du modèle CONT, 20 permet par exemple d'optimiser d'autres types d'asservissements basés sur un capteur CAP externe. Dans des modes de réalisation, le capteur CAP peut être l'un parmi un capteur de distance, un capteur capacitif, un capteur CCD, une caméra CCD, un laser de distance, ou autres.
25 L'invention prévoit un dispositif de réglage d'au moins un système mécanique actionné ROB, le système mécanique actionné ayant au moins un actionneur destiné à agir sur un objet et un premier contrôleur CONT pour faire varier la pose de l'actionneur, le premier contrôleur CONT ayant une interface de commande, le dispositif 30 de réglage du système mécanique actionné comportant un module K de commande en boucle fermée du système mécanique actionné ROB, comportant : - au moins un premier capteur CAP, qui est prévu sur l'actionneur et qui est apte à mesurer une valeur Fm d'une grandeur physique variant avec le mouvement de l' actionneur, - un module DIFF de formation de différence, ayant : o une première entrée DIFF1 reliée au premier capteur CAP pour recevoir la valeur Fm mesurée par le premier capteur CAP, o une deuxième entrée DIFF2 pour recevoir une consigne Fd pour ladite grandeur physique, o une première sortie DIFF3 fournissant une différence E calculée 1 0 entre une première grandeur calculée à partir de la première entrée DIFF 1 et une deuxième grandeur calculée à partir de la deuxième entrée DIFF2, - un deuxième contrôleur CONT2 ayant : o au moins une troisième entrée E3 pour recevoir une troisième 15 grandeur calculée à partir d'au moins la différence E présente sur la première sortie DIFF3, o au moins une deuxième sortie S2 fournissant une grandeur AXd de déplacement, laquelle est envoyée à l'interface INT de commande du premier contrôleur CONT, 2 0 caractérisé en ce que le dispositif de réglage du système mécanique actionné comporte en outre des moyens de réglage aptes à régler, selon un premier réglage au cours d'une première étape d'identification par ladite commande en boucle fermée, une première fonction de transfert F de régulateur PID du deuxième contrôleur CONT2 25 à actions proportionnelle, intégrale et dérivée, la première fonction de transfert F étant égale à une combinaison linéaire d'une fonction de transfert proportionnelle P, d'une fonction de transfert intégrale I et d'une fonction de transfert dérivative D, selon l'équation F = a.P + b.I + c.D, 30 où a, b et c sont des coefficients réels dont au moins l'un est non nul, les coefficients a, b et c étant des coefficients qui sont sélectionnés par commande en boucle fermée du système mécanique actionné ROB, de manière à générer via la consigne Fd une variation de la grandeur AXd de déplacement et de la valeur mesurée Fm au cours du temps, des moyens de calcul de la grandeur AXd de déplacement présente sur la deuxième sortie S2 du deuxième contrôleur CONT2 à partir de la première fonction de transfert F, des moyens de calcul pour déterminer, au cours d'une deuxième étape, une deuxième fonction G de transfert du système mécanique actionné ROB, donnant la 10 valeur mesurée Fm en fonction de la grandeur AXd de déplacement ayant été calculée, les moyens de réglage étant aptes à régler, selon un deuxième réglage au cours d'une troisième étape, une loi H de commande du deuxième contrôleur CONT2, déterminée à partir au moins de la deuxième fonction G de transfert pour 15 calculer la grandeur AXd de déplacement présente sur la deuxième sortie S2. L'invention concerne également un procédé de commande du système mécanique actionné ROB, utilisant le procédé de réglage décrit-ci-dessus et notamment le deuxième réglage. L'invention concerne également un système mécanique actionné commandé 20 par ce procédé de commande et/ou dont le module K de commande en boucle fermée du système mécanique actionné ROB utilise le deuxième réglage. L'invention a ainsi les avantages suivants : 1. Une méthode systématique et efficace qui permet d'identifier les paramètres nécessaires au réglage de la loi de commande basé sur un capteur 25 externe. La procédure est universelle, car elle s'applique à tous les types de commande basées sur un capteur externe (commande en effort, commande de distance etc...) 2. Une méthodologie d'acquisition de mesures nécessaires dans la première, qui est systématique, rapide et universelle (car basée sur un capteur 30 externe et donc indépendante du premier contrôleur du système mécanique actionné). 3. L'établissement d'une loi de commande robuste grâce à la connaissance de la fonction de transfert du système mécanique actionné. 4. La méthodologie est économique, dans le sens où l'identification peut être menée avec des capteurs externes bas coût.5

Claims (13)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de réglage d'au moins un système mécanique actionné (ROB), le système mécanique actionné (ROB) ayant au moins un actionneur destiné à agir sur un objet et un premier contrôleur (CONT) pour faire varier la pose de l'actionneur, le premier contrôleur (CONT) ayant une interface (INT) de commande, procédé dans lequel on met en oeuvre une commande en boucle fermée du système mécanique actionné (ROB), par le fait que - l'on mesure à partir d'au moins un premier capteur (CAP) prévu sur l'actionneur une valeur mesurée (Fm) d'une grandeur physique variant avec le mouvement de l'actionneur, - on envoie la valeur mesurée (Fm) à une première entrée (DIFF1) d'un module (DIFF) de formation de différence, lequel reçoit sur une deuxième entrée (DIFF2) une consigne (Fd) pour ladite grandeur physique et calcule sur une première sortie (DIFF3) une différence (E) entre une première grandeur calculée à partir de la première entrée (DIFF1) et une deuxième grandeur calculée à partir de la deuxième entrée (DIFF2), - une troisième grandeur calculée à partir d'au moins la différence (E) présente sur la première sortie (DIFF3) étant envoyée à au moins une troisième entrée (E3) d'un deuxième contrôleur (CONT2), fournissant sur au moins une deuxième sortie (S2) une grandeur (AXd) de déplacement, laquelle est envoyée à 2 0 l'interface (INT) de commande du premier contrôleur (CONT), caractérisé en ce que au cours d'une première étape d'identification par ladite commande en boucle fermée, on sélectionne selon un premier réglage une première fonction de transfert F de régulateur PID du deuxième contrôleur (CONT2) à actions 25 proportionnelle, intégrale et dérivée, la première fonction de transfert F étant égale à une combinaison linéaire d'une fonction de transfert proportionnelle P, d'une fonction de transfert intégrale I et d'une fonction de transfert dérivative D, selon l'équation F = a.P + b.I + c.D,où a, b et c sont des coefficients réels dont au moins l'un est non nul, les coefficients a, b et c étant des coefficients qui sont sélectionnés par commande en boucle fermée du système mécanique actionné (ROB), de manière à générer via la consigne (Fd) une variation de la grandeur (AXd) de déplacement et 5 de la valeur mesurée (Fm) au cours du temps, et on calcule la grandeur (AXd) de déplacement présente sur la deuxième sortie (S2) du deuxième contrôleur (CONT2) à partir de la première fonction de transfert F ayant été sélectionnée, au cours d'une deuxième étape, on détermine une deuxième fonction (G) de 10 transfert du système mécanique actionné (ROB), donnant la valeur mesurée (Fm) en fonction de la grandeur (AXd) de déplacement ayant été calculée au cours de la première étape, au cours d'une troisième étape, on sélectionne par calcul une loi (H) de commande du deuxième contrôleur (CONT2), déterminée à partir au moins de la 15 deuxième fonction (G) de transfert pour calculer la grandeur (AXd) de déplacement présente sur la deuxième sortie (S2).
  2. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'au cours de la troisième étape, on sélectionne par calcul la loi (H) de commande du deuxième contrôleur (CONT2), déterminée à partir au moins de la deuxième fonction (G) de 2 0 transfert pour calculer la grandeur (AXd) de déplacement présente sur la deuxième sortie (S2) en fonction au moins de la première sortie (DIFF3) lors de ladite commande en boucle fermée.
  3. 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier capteur (CAP) comprend un capteur de force, qui est prévu sur l'actionneur et qui 25 fournit comme valeur mesurée (Fm) une valeur mesurée (Fm) de force exercée par l'actionneur sur l'objet.
  4. 4. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier capteur (CAP) comprend un capteur de distance, qui est prévu sur l'actionneur et qui fournit comme valeur mesurée (Fm) une valeur mesurée (Fm) de distance entre 30 l'actionneur et une référence.
  5. 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisÉ en ce qu'au cours de la deuxième étape, on calcule le rapport (RAP=Fm/AXd) de la valeur mesurée (Fm) sur la grandeur (AXd) de déplacement ayant été calculée au cours de la première étape et on détermine une deuxième fonction (G) de transfert de ce rapport (RAP=Fm/AXd), donnant la valeur mesurée (Fm) en fonction de la grandeur (AXd) de déplacement ayant été calculée au cours de la première étape.
  6. 6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la loi (H) de commande est une loi de commande avec action intégrale explicite.
  7. 7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la loi (H) de commande est une loi de commande proportionnelle et intégrale.
  8. 8. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la loi (H) de commande est une loi de commande autre qu'une loi de 15 commande proportionnelle et intégrale.
  9. 9. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la loi (H) de commande est une loi de commande avec action intégrale explicite et est autre qu'une loi de commande proportionnelle et intégrale.
  10. 10. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé 20 en ce que la loi (H) de commande est sélectionnée parmi : - une loi de commande polynomiale avec action intégrale explicite, - une loi de commande polynomiale avec action intégrale implicite, - une loi de commande par retour d'état avec reconstructeur d'ordre plein ou réduit et action intégrale explicite, 25 - une loi de commande linéaire quadratique, - une loi de commande optimale linéaire quadratique, - une loi de commande linéaire quadratique avec action intégrale explicite, - une loi de commande optimale linéaire quadratique avec action intégrale explicite, 30 - une loi de commande par retour d'état avec action intégrale explicite, - une loi de commande à modèle interne avec action intégrale explicite,- une loi de commande à modèle interne avec action intégrale implicite, - une loi de commande par retour d'état basée sur un reconstructeur d'ordre plein avec correction intégrale implicite, - une loi de commande par retour d'état basée sur un reconstructeur d'ordre réduit avec correction intégrale implicite, - une loi de commande adaptative, - une loi de commande par modes glissants, - une loi de commande associant des correcteurs en série.
  11. 11. Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la loi (H) de 10 commande est une loi de commande par placement de pôles.
  12. 12. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la loi (H) de commande régule la valeur mesurée (Fm) à la valeur de la consigne (Fd).
  13. 13. Dispositif de réglage d'au moins un système mécanique actionné (ROB), 15 le système mécanique actionné ayant au moins un actionneur destiné à agir sur un objet et un premier contrôleur (CONT) pour faire varier la pose de l'actionneur, le premier contrôleur (CONT) ayant une interface de commande, le dispositif de réglage du système mécanique actionné comportant un module (K) de commande en boucle fermée du système mécanique actionné (ROB), comportant : 20 - au moins un premier capteur (CAP), qui est prévu sur l'actionneur et qui est apte à mesurer une valeur (Fm) d'une grandeur physique variant avec le mouvement de l'actionneur, - un module (DIFF) de formation de différence, ayant : o une première entrée (DIFF1) reliée au premier capteur (CAP) pour 25 recevoir la valeur (Fm) mesurée par le premier capteur (CAP), o une deuxième entrée (DIFF2) pour recevoir une consigne (Fd) pour ladite grandeur physique, o une première sortie (DIFF3) fournissant une différence (E) calculée entre une première grandeur calculée à partir de la première entrée 30 (DIFF1) et une deuxième grandeur calculée à partir de la deuxième entrée (DIFF2),- un deuxième contrôleur (CONT2) ayant : o au moins une troisième entrée (E3) pour recevoir une troisième grandeur calculée à partir d'au moins la différence (E) présente sur la première sortie (DIFF3), o au moins une deuxième sortie (S2) fournissant une grandeur (AXd) de déplacement, laquelle est envoyée à l'interface (INT) de commande du premier contrôleur (CONT), caractérisé en ce que le dispositif de réglage du système mécanique actionné comporte en outre 1 0 des moyens de réglage aptes à régler, selon un premier réglage au cours d'une première étape d'identification par ladite commande en boucle fermée, une première fonction de transfert F de régulateur PID du deuxième contrôleur (CONT2) à actions proportionnelle, intégrale et dérivée, la première fonction de transfert F étant égale à une combinaison linéaire d'une fonction de transfert 15 proportionnelle P, d'une fonction de transfert intégrale I et d'une fonction de transfert dérivative D, selon l'équation F = a.P + b.I + c.D, où a, b et c sont des coefficients réels dont au moins l'un est non nul, les coefficients a, b et c étant des coefficients qui sont sélectionnés par 2 0 commande en boucle fermée du système mécanique actionné (ROB), de manière à générer via la consigne (Fd) une variation de la grandeur (AXd) de déplacement et de la valeur mesurée (Fm) au cours du temps, des moyens de calcul de la grandeur (AXd) de déplacement présente sur la deuxième sortie (S2) du deuxième contrôleur (CONT2) à partir de la première 25 fonction de transfert F, des moyens de calcul pour déterminer, au cours d'une deuxième étape, une deuxième fonction (G) de transfert du système mécanique actionné (ROB), donnant la valeur mesurée (Fm) en fonction de la grandeur (AXd) de déplacement ayant été calculée, 30 les moyens de réglage étant aptes à régler, selon un deuxième réglage au cours d'une troisième étape, une loi (H) de commande du deuxième contrôleur(CONT2), déterminée à partir au moins de la deuxième fonction (G) de transfert pour calculer la grandeur (AXd) de déplacement présente sur la deuxième sortie (S2).5
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