Troisième partie : Etude en simulation de l'influence de la configuration et des réglages sur le comportement du système
Q6. Le cœur du type de commande choisi se situe dans les sous-systèmes "Régulation" (couleur rose) au niveau des blocs fonction "Correcteur PID".
Dans la version R19a, vous pouvez régler les paramètres P-I-D directement dans la fenêtre principale du modèle (blocs constantes en bas à gauche)
Les correcteurs PID agissent sur les grandeurs réglantes, en l'occurrence la tension d'alimentation des moteurs à partir de l'écart entre la valeur de consigne, cad l'angle souhaité pour chaque moteur fixé par la trajectoire à suivre, et la valeur de mesure, cad l'angle réel mesuré via les codeurs de position incrémentaux.
Pour une consigne de position de 0mm pour x et y, 50mm pour z, on testera 4 configurations possibles des correcteurs :
P (proportionnelle)
PD (proportionnelle-dérivée)
PI (proportionnelle-intégrale)
PID (proportionnelle-intégrale-dérivée)
L'objet de cette partie n'est pas d'expliciter chacune des configurations mais simplement de faire une analyse comparative des performances obtenues. Pour cela on applique un "échelon" de consigne identique à chacune des 3 chaînes de commande-puissance constituant le robot, provoquant un déplacement selon l'axe Z, puis, lorsque le régime établi est atteint (à t=0,5 s), on applique une "perturbation mécanique" sur l'effecteur sous forme d'effort de poussée vers le bas.
Essais
Placer le commutateur "Perturbation On/off" (en bas à droite du modèle) en position On.
Pour chacun des essais suivants, observer et décrire la réponse du système sur le plan des performances précision-stabilité-rapidité ainsi que "raideur" (cf. doc "Systèmes asservis ressource [pdf]". Pour ce faire il est recommandé de faire des copies des oscillogrammes "Consigne1 et Angle moteur1". Une analyse comparative est attendue.
Correcteur proportionnel P
Essai 1 : correcteurs configurés en action proportionnelle P : P = 1 (I = 0, D = 0)
Essai 2 : correcteurs configurés en action proportionnelle P : P = 3 (I = 0, D = 0)
Essai 3 : correcteurs configurés en action proportionnelle P : P = 25 (I = 0, D = 0)
Faire une conclusion intermédiaire sur les performances du correcteur P seul.
Correcteur proportionnel-dérivé PD
Essai 4 : correcteurs configurés en action proportionnelle-dérivée : PD avec P = 25 et D=0,5 (N=900)
Correcteur proportionnel-intégral PI
Essai 5 : correcteurs configurés en action proportionnelle-intégrale : PI avec P = 25 et I=150
Correcteur proportionnel-intégral-dérivé PID
Essai 6 : correcteurs configurés en action proportionnelle-intégrale : PID avec P = 50, I=200, D=0,5 (N=900)
Conclusion générale
Sachant que pour un robot on recherche une réponse avec un faible dépassement de la consigne et une bonne raideur, préciser, en explicitant, quel correcteur ou quelle combinaison de correcteurs répond le mieux à ce cahier des charges.