Asservissement numérique de haute précision d'un axe linéaire par un moteur synchrone à aimants permanents

par Olivier Olejniczak

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Marc Bonis.

Soutenue en 1994

à Compiègne .


  • Résumé

    Le travail présenté dans ce mémoire entre dans le cadre des recherches entreprises par la Division Systèmes Mécaniques de l'Université de Technologie de Compiègne sur la réalisation d'un asservissement numérique pour un axe linéaire de haute précision. La motorisation de l'axe est réalisée par un moteur synchrone à aimants permanents avec deux paires de pôles au rotor. Il est alimenté en courant et la faible puissance (moins de 200 watts) exigée par l'application finale a permis l'utilisation d'une alimentation linéaire. Ce rapport est essentiellement composé de trois parties. Le premier volet de ce travail reprend en détail l'étude et la mise en oeuvre d'un asservissement de position basé sur l'imbrication d'une boucle interne de vitesse avec un correcteur de type Proportionnel-Intégral-Dérivé (P. I. D. ) et une boucle externe de position avec un correcteur Proportionnel (P. ). Les programmes de contrôle ont été implantés sur un système de développement conçu autour d'un microprocesseur 32 bits 68020 travaillant sous un système d'exploitation temps réel PDOS et ayant une structure interne de type bus VME. Le second volet, qui concerne l'analyse détaillée des performances de l'asservissement développé pour un banc de test rotatif, met en évidence que les asservissements de type P. I. D. Fonctionnent de façon satisfaisante uniquement dans le cas où le système à corriger est bien défini et fonctionne dans des conditions bien connues. Or, lorsque l'on travaille avec des ordres de grandeur de positionnement extrêmement faibles, on constate que le processus réel est soumis à une série de perturbations complexes d'origines mécaniques, électriques ou externes au système plutôt que de chercher à compléter le modèle de fonctionnement initialement établi afin obtenir des résultats satisfaisants. Pour résoudre ce problème, la solution proposée dans ce travail est l'ajout à la structure du contrôleur initial d'une Commande par Modèle Interne (C. M. I. ) ; ce type de commande permet en effet de corriger les perturbations non mesurées qui affectent le système d'où sa robustesse. Le dernier volet de ce rapport présente l'étude détaillée des performances dynamiques et statiques des asservissements P. I. D. Et C. M. I. Développés dans le cadre de cette étude et appliqués à la motorisation d'un axe linéaire de très haute précision offrant une résolution de mesure de 16 nm sur une course de 0,22 m


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Informations

  • Détails : 108 p.
  • Annexes : 50 réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Technologie de Compiègne. Service Commun de la Documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 1994 OLE 746
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