Systèmes bouclés et systèmes non bouclés

SYSTEMES BOUCLES ET SYSTEMES NON BOUCLES

SYSTEMES NON-BOUCLES

De très nombreux systèmes mécaniques sont non-bouclés : on dit qu’ils fonctionnent en CHAINE DIRECTE. Cette notion se comprend facilement de manière intuitive, un système non bouclé étant un système qui ne contrôle pas la manière dont l’ordre a été exécuté. La structure classique d’une commande en chaîne directe est représentée Fig.1-13.Prenons l’exemple d’un système de commande en vitesse à base de moteur à courant continu : on rappelle que ce type d’actionneur est commandé par une tension v(t) et qu’il fournit une vitesse proportionnelle à la tension de commande Pour une commande v t v ( ) = 0, la vitesse obtenue au bout d’un certain temps c.à.d. en régime permanent est ω ω ( ) t = 0 constante en l’absence de perturbation : le moteur tourne à la vitesse désirée. – Si le couple à fournir varie peu ou si une vitesse précise n’est pas recherchée, un tel système de commande est satisfaisant. – Par contre, si le couple à fournir varie suffisamment ( la charge augmente par exemple ) la vitesse va varier ( elle diminue dans ce cas : ω ω ( ) t < 0 ) et le moteur ne tournera plus à la vitesse désirée alors que la commande v t v ( ) = 0 est inchangée par ailleurs. Si un contrôle précis de la vitesse est recherché, ce système de commande n’est pas satisfaisant. Ce problème est identique à celui du conducteur automobile qui aborde une côte :
– S’il ne change pas la position de l’accélérateur (COMMANDE), la voiture va ralentir. Ce processus correspond au cas ci-dessus : système non-bouclé. – Si le conducteur désire maintenir sa vitesse constante à une valeur (CONSIGNE) donnée, il va lui falloir : MESURER que la vitesse a varié (capter). COMPARER la vitesse réelle avec la consigne. MODIFIER la commande de l’accélérateur en fonction de L’ECART entre la vitesse actuelle et la consigne. Ce processus correspond maintenant à un système bouclé : les performances ont augmenté.
F. BINET Préparation Agregations internes B1 & B3 COURS D’ASSERVISSEMENTS 12
REMARQUE: En réalité, le conducteur va détecter la présence de la côte avant que le véhicule ne s’y engage et va anticiper la commande d’accélérateur. Il va accroître cette dernière avant que la vitesse n’ait diminué, ce qui va permettre la montée de la côte à vitesse constante. Ce processus correspond à une commande avec CORRECTION PAR ANTICIPATION : les performances ont encore augmenté.
Propriétés générales des systèmes non-bouclés.

Le terme de non-bouclage s’applique à la grandeur commandée. Il existe des systèmes dits non-bouclés mais qui contiennent quand même une boucle de régulation d’une grandeur autre que la grandeur commandée : c’est le cas du positionnement en chaîne directe avec moteur C.C. pour lequel la vitesse et le courant sont souvent asservis par le variateur.

Les performances des systèmes non-bouclés sont limitées :
* Si la valeur visée est dépassée, le système ne peut pas corriger l’erreur. * Si une perturbation extérieure déplace le mobile, le système ne peut pas se recaler. * La dynamique n’est pas maîtrisée. C’est principalement pour cette raison que l’on ajoute une boucle de vitesse et de courant. c) Les systèmes non-bouclés sont simples à commander et moins onéreux que les systèmes bouclés. Contrairement à ces derniers, ils ne sont jamais instables.

SYSTEMES BOUCLES- SYSTEMES ASSERVIS- SERVOMECANISMES

On peut définir un systéme asservi en trois points :
C’est un système à retour : L’évolution de la grandeur de sortie est surveillée au moyen d’un capteur qui la transforme en une grandeur image appelée retour.b) C’est un système générateur d’écart : La grandeur de retour, image de la sortie, est comparée à la grandeur d’entrée par élaboration de la différence ou écart. Le but de l’asservissement est d’annuler en permanence cet écart, de manière à ce que la sortie suive l’entrée. La sortie est alors asservie à l’entrée.
REMARQUE 1 : La grandeur de retour doit être de même nature que la grandeur d’entrée (une tension par exemple) et à même échelle pour que la comparaison ait un sens. REMARQUE 2 : L’emploi du terme « écart » est préférable à celui du terme « erreur » qui est abusif car un système asservi, de par son fonctionnement, génère un écart sans pour autant que l’on puisse parler d’erreur.