Séquence 9 : Robot Maxpid
Travail préparatoire
Il n'y aura pas de travail préparatoire pour cette séquence.
Environnement nécessaire pour le déroulement de la séquence
Matériel nécéssaire pour le système
- Robot Maxpid (orange ou jaune). Attention les mécanismes ont des caractéristiques différentes du fait de l'évolution du produit, il ne faut pas changer du système durant la séquence.
Présentation du système
Domaine du commanditaire
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La cueillette des fruits est une opération délicate qui se pratique dans un environnement sans cesse changeant. Le robot de cueillette Magali possède les fonctions suivantes :
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L’élément essentiel de la cueillette est le bras muni de son tube de préhension. Il est construit autour d’une caméra de vision artificielle qui détermine la position du fruit et en transfert les coordonnées au système mécanique articulé. Le bras n’utilise pour ses déplacements que des rotations. |
Domaine du laboratoire
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La chaîne fonctionnelle Maxpid est un système dérivé du robot cueilleur Magali présenté plus haut. La société Pellenc, pour répondre au cahier des charges imposé par ce système asservi, a conçu et développé une carte et un logiciel spécifiques. Maxpid constitue un sous ensemble du système Magali : c’est un système qui intègre toutes les fonctions mécaniques, électriques et informatiques nécessaires à un asservissement de position. |
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Problématique
Exigence fonctionnelle : Réaliser un asservissement en position
| Critère | Niveaux | Flexibilité | |
|---|---|---|---|
| Stabilité | Stable | - | Nulle |
| Robustesse | Marge de phase | \( M_{\varphi} = 45° \) | Faible |
| Précision | Erreur en régime permanent vis-à-vis d'une entrée en échelon | Nulle | Nulle |
| Erreur en régime permanent vis-à-vis d'une perturbation en échelon | Nulle | Nulle | |
| Rapidité | Temps de réponse à 5 % | Le plus rapide possible | Forte |
Démarche de l'ingénieur
Rôle de chacun des membres de l'équipe
Mission spécifique du groupe expérimentateur
Le groupe expérimentateur doit mettre en oeuvre les compétences suivantes :
Mission spécifique du groupe modélisateur
Le groupe modélisateur doit mettre en oeuvre les compétences suivantes :
Mission spécifique au groupe projet
Cela est l’occasion pour que le groupe expérimentateur et le groupe modélisateur confrontent leurs résultats et en tire les conclusions nécessaires sur la démarche de l’ingénieur.
Les groupes projet doivent mettre en oeuvre les compétences suivantes :
Organisation
Modélisation globale d'un système asservi
Nous vous mettons à disposition pour toute cette séquence :
Structure d'une partie de la boucle ouverte sur la chaîne d'action
A votre convenance, établir le schéma-bloc
- sous « Scilab / Xcos » à partir du fichier « scilabXcosBO.zcos ».
ou bien
- sous « Matlab /Simulink » à partir du fichier « matlabSimulinkBO.slx ». Nous vous mettons également à disposition cette aide pour Simulink.
L'entrée considérée sera la commande, c'est-à-dire, la tension aux bornes du moteur.
La sortie sera la grandeur physique à asservir, c'est-à-dire, la position.
Cependant la grandeur physique visualisée dans le modèle pourra être celle qui vous convient.
Les éléments déjà présents dans votre modèle causal vierge vous permet d'importer des résultats expérimentaux. Pour cela, vous devez
- mettre votre fichier de la mesure exporté dans le même répertoire que le fichier Jupyter « conversion.ipynb »
- renommer votre fichier de données sous le nom « donnees.txt » ou bien de modifier le code du fichier « conversion.ipynb ».
- exécuter « conversion.ipynb »
Que fait le fichier « conversion.ipynb » ? Il permet de
- convertir les données exportées en listes afin que vous puissiez les manipuler à votre convenance pour éventuellement extraire des informations qui vous sembleront utiles.
- afficher des courbes de quelques variables en fonction du temps
- convertir les données dans un format compatible avec « Scilab / Xcos » : scilabXcos.txt
- convertir les données dans un format compatible avec « Matlab /Simulink » : matlabSimulink.xls
Nous vous mettons à disposition le fichier Jupyter permettant d'afficher les données expérimentales exportées.
Déterminer le frottement sec et le frottement visqueux ramenés au moteur.
Déterminer le moment d'inertie équivalent ramené au moteur.
Des données peuvent être volontairement manquantes afin que vous établissiez vous même un modèle simplifié.
Nous vous mettons à disposition ce fichier pour trouver la linéarité d'une fonction de transfert :
Déterminer tous les autres paramètres de votre schéma bloc à partir de la documentation technique.
Valider votre modèle en confrontant les résultats du modèle avec l'expérience.
Appeler votre professeur pour présenter le fruit de votre travail.
Structure de la boucle fermée
Compléter le schéma-bloc en rajoutant
- le capteur
- l'adaptateur de consigne
- le générateur de commande (correcteur) du type proportionnel
Montrer que l'on peut ramener votre schéma sous cette forme.
Cliquer sur l'image pour l'agrandir
Valider votre modèle en confrontant les résultats du modèle avec l'expérience.
Appeler votre professeur pour présenter le fruit de votre travail.
Faire une synthèse des performances actuelles et les comparer à celles du cahier des charges.
Amélioration des performances
Choisir un type de correcteur adapté
Proposer la démarche de réglage d'un correcteur proportionnel, proportionnel intégral ou bien à avance de phase.
Valider votre réglage sur le modèle.
Implanter votre réglage sur le système.
Le comportement est-il celui attendu ?