Suspension magnétique 2013

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Présentation du projet

Description Ce projet débute par une étude bibliographique sur la modélisation de la suspension magnétique, ainsi que sur différentes techniques de commande de systèmes linéaires. La seconde phase consiste en la prise en main de la plate-forme de contrôle basée sur les logiciels Simulink et Real Time Windows Target. Ce projet s'achève par la mise en oeuvre de quelques méthodes de commande, fréquentielles et analytiques (PID et retour d'état principalement) suivie d’une étude comparative des leurs performances. Notre projet, consiste a développer différentes méthodes pour contrôler une Suspension Magnétique, un système de 3ème ordre et instable. Ce rapport présente notre étude. Nous analyserons le système et les performances de nos commandes réalisées sur différentes variables. Notre étude consiste a garantir une convergence entre la position du ballon et la valeur de consigne, cela le plus rapidement possible.

Etudiant Lulu XI Yuan WANG

Encadrant Aziz Nakrachi

Avancement du projet

'''''Semaine 3 (11 Févier - 17 Févier)'''''

Notre tuteur, monsieur NAKRACHI, nous donne les document références "Doc fournisseur Suspension Didastel.pdf" et nous commençons notre pjojet, nous avons bien lu ce document et essayé de faire la modélisation, après avoir analysé ce document, nous avons su que ce système est 3ème ordre. mais on sais pas encore les valeur de chaque paramètre.

'''''Semaine 4 (25 Févier - 3 Mars)'''''

A L'aide du document"Mise en Equation de la suspension magnétique.pdf" qui est donnée par monsieur NAKRACHI, nous avons arrivé d'obtenir toutes les fonctions de transfert pour chaque partie,

partie électrique:

G_1=(I(p))/(U(p))=K_1/(1+τ_e∙p)

Avec K1 ≈ 0.24 A/V et τ_e = L / R ≈ 1ms = 10-3s

partie mécanique:

G_2=(X(p))/(I(p))=K_2/(1-〖τ_m〗^2∙p^2 )

Avec K2 ≈ -25,8 et τ_m ≈ 0,05 ms

la fonction de transfert globale:

G=(-K)/((1+τ_e∙p)∙(1-〖τ_m〗^2∙p^2))

Avec K ≈ 1.55 , τ_m≈ 0.05 ms et τ_e ≈ 10-3 ms

et après nous avons analysé ce système en regardant le diagramme de Nyquist, ce système est instable. Donc pour stabiliser ce système, nous avons essayé d'utiliser le correcteur classique PID, mais c'est très difficile de déterminer les valeurs de paramètres de PID.

'''''Semaine 5 (4 Mars - 10 Mars)'''''

1/Faire simulation de ce système sur SISO sans corrcteur et avec un correcteur au hasard, parce que nous devons utiliser quel type de correcteur

2/Avec le diagramme de BODE, nous avons vu que la phase est inférieur à -180 quand H(jw)=0dB, donc nous devons chercher un correcteur pour laisser ce point supérieur à -180

3/monsieur NAKRACHI nous dit que on doit utiliser le correteur à avance de phase pour savoir la possibillité de stabiliser ce système.

4/Chercher les information de correcteur à avance de phase et analyser son fonctionnement.

'''''Semaine 6 (11 Mars - 17 Mars)'''''

1/correcteur à avance de phase

C(p)=K∙(1+τ∙p)/(1+α∙τ∙p)

2/Nous avons étudié le fonctionnement de correcteur à avance de phase.

3/Déterminer les valeurs de paramètre danc ce type de correcteur, nous avons obtenu : alpha=0.0176 ; tau=0.05

4/Faire la simulation sur SISO avec ce type de correcteur et voir le résultat, nous avons vu que ce système est déjà stable

'''''Semaine 7 (18 Mars - 24 Mars)'''''

1/A l'aide du bloc analog output et analog input, nous lions le dispositif avec notre PC par la carte PCI-6221

2/Faire une configuration de Real-time windows target, il exist trop de oscillation en régime permanant et aussi quand on change le consigne, donc nous devons trouver une méthode pour éviter les oscillations.

'''''Semaine 8 (25 Mars - 31 Mars)'''''

1/Discuter avec notre tuteur, nous devons utiliser la méthode Retour d’état par placement de pôles

2/télécharger les polycopies de ISA et chercher les informations de Retour d’état par placement de pôles

3/A partir de la fonction de transfert globale, la fonction de transfert de la partie électrique et la fonction de transfert de la partie mécanique, analyser les équation laplacienne pour créer l'espace d'état

'''''Semaine 9 (1 Avril - 7 Avril)'''''

1/créer l'espace d'état

%espace d'etat

A=[0 1 0; 1/(tm^2) 0 25.8/(tm^2); 0 0 -1/te];

B=[0;0;0.24];

C=[0.25 0 0];

2/faire simulation sur Matlb

w0=25;

z=0.7;

p1=-z*w0+w0*sqrt(z*z-1);

p2=-z*w0-w0*sqrt(z*z-1);

p=[p1 p2 -70];

K=place(A,B,p);

3/analyser le résultat de simulation

'''''Semaine 10 (8 Avril - 14 Avril)'''''

Lorsque l'état d'un système n'est pas mesurable, on conçoit un observateur qui permet de reconstruire l'état à partir d'un modèle du système dynamique et des mesures d'autres grandeurs.

1/créer un observateur

2/analvser la matrice A-LC

.suffisantment inférieur à 0 pour avoir un smortissement rapide du régime transitoire

.mais pas trop de façon à éviter que l'observateur n'ait pas tendance à suivre l'évolution des bruits de mesure

3/chercher une meilleur valeur de gain L pour ce observateur

'''''Pendant les vacances'''''

1/faire simulation sur l'observateur

2/analyser le résultat de simulation

3/ajouter l'observateur dans les blocs de analog output et analog input pour savoir lier le dispositif et boir le résultat

'''''Semaine 11 (29 Avril - 5 Mai)'''''

1/créer le correcteur flou

2/comparaisons de différents types de correcteur

RAPPORT FINAL Fichier:Rapport XI WANG.pdf