Control'X/Z Ref. A-092826

  • 3 Garantie ans Garantie 3 ans
  • Support pédagogique inclus !
  • Made in France
  • « CE »

Le système Control’X / Z est un axe linéaire didactisé issu d’un véritable système industriel multiaxes de "Pick and Place". Il permet le positionnement de pièces avec un haut niveau de performances.

Descriptif technique

La partie matérielle du système Control’X / Z est constituée :

  • D’une chaîne d’énergie composée d’une alimentation de puissance, d’un variateur de vitesse Maxon, d’un moteur à courant continu Sanyo couplé au chariot de l’axe via un réducteur et un système poulies-courroie.
  • D’une chaîne d’information composée d’une carte d’acquisition et de pilotage National Instrument, d’un codeur incrémental monté sur l’axe du moteur, d’un capteur d’effort extérieur, d’un capteur de distance, d’un capteur de tension en entrée de variateur, de capteurs de courant et tension moteur.

 

La richesse de l'instrumentation permet de caractériser l'ensemble des comportements d'une façon rarement observée. Ce système permet d'aborder des points clefs des programmes tels que:

• les analyses mécaniquse de la chaîne de transmission de puissance,

• la notion de point de fonctionnement,

• la notion de rendement,

• le dimensionnement moteur,

• la performance énergétique d’une chaîne de transmission de puissance,

• les commandes en boucle ouverte et commandes en boucle fermée,

• l'influence du correcteur sur les performances d’un asservissement et synthèse de correcteur par la méthode de Ziegler et Nichols,

• la commande par PWM,

• l'étude des lois de vitesse en trapèze,

• l'analyse fréquentielle,

• l'étude du diagramme de Bode,

• des études autour des capteurs et du conditionnement de signal.

 

Associé au logiciel Control’Drive, Control’X / Z permet d’analyser, d’expérimenter, de modéliser, de résoudre et concevoir un système qui respecte les exigences attendues.

Équipement

Ce système est fourni avec des documents d’accompagnement sous la forme numérique :

  • Un logiciel multiposte, permettant l’acquisition des grandeurs physiques, le pilotage et la programmation évènementielle par l’utilisation du langage Python. Cette solution client/serveur permet de réaliser à distance toutes les actions sur le système depuis plusieurs postes informatiques facilitant ainsi les activités en ilots, des projets ou de dupliquer facilement les travaux pratiques. Il est ainsi possible de faire réaliser aux élèves les mêmes activités sans changer de poste informatique.
  • Un dossier technique avec la présentation du système industriel d’origine, sa description fonctionnelle et structurelle et son cahier des charges au format SysML. Les caractéristiques techniques de tous les composants y sont indiquées de façon très exhaustive. Les modèles 3D SolidWorks, méca3D, causal, multiphysique acausal sont également disponibles.
  • Un dossier pédagogique complet avec 11 TP, avec une aide à l’organisation pédagogique semestrielle innovante, des fiches génériques des TP réalisables et des travaux pratiques complètement rédigés et corrigés compatibles avec une pédagogie par ilots.
  • Un dossier ressources contenant des ressources pédagogiques et technologiques, présentant des informations complémentaires susceptibles d’enrichir la culture scientifique et technologique des étudiants.

Objectifs pédagogiques

Control’X / Z permet d’aborder des compétences et des connaissances des programmes des BTS, et en particulier :

  • Le concepteur d’une chaîne de transmission de puissance a besoin de connaître les relations entrée-sortie. C’est une étape indispensable pour valider le choix du motoréducteur par exemple, pour modéliser finement le comportement de l’asservissement ou pour optimiser ses performances.
  • Comprendre ce qu’est un point de fonctionnement. Comprendre ce qu’un constructeur appelle un point de fonctionnement nominal.
  • Comprendre les termes tension nominale, intensité nominale, couple nominal, vitesse nominale, rendement nominal, puissance nominale.
  • Apprendre à dimensionner un moteur… où l'on voit qu'il ne suffit pas que le moteur ait le couple suffisant ! Encore faut-il que le moteur puisse délivrer ce couple pendant une durée suffisante. TP où l'on voit que le critère thermique est un critère prépondérant.
  • Comprendre la notion de rendement (en régime permanent). Apprendre à l’exprimer, à le mesurer. Comprendre qu’il dépend du point de fonctionnement.
  • Faire comprendre comment le point de fonctionnement peut être positionné en choisissant correctement le couple {moteur, réducteur}.
  • Comprendre l’intérêt d’une commande asservie par rapport à une commande en boucle ouverte… notamment en termes de rejet de perturbations. Faire en sorte que les étudiants trouvent naturelles les opérations de {soustraction + correction}
  • Faire le lien entre les performances de l’asservissement et le correcteur choisi. On insistera en particulier sur l’effet du gain d’un correcteur proportionnel Apprendre à caler un correcteur PI (voire PID) sans forcément qu'il soit nécessaire de modéliser tout le système. On s'intéresse successivement à des méthodes de type essaierreur, de type Ziegler et Nichols et de type autotuning.
  • Faire comprendre l'intérêt qu'il y a à piloter un moteur par un signal en PWM. Faire comprendre clairement ce qu'est un rapport cyclique. Faire comprendre les critères de choix de la fréquence du PWM (lissage en vitesse et en courant). Faire comprendre que dans le cadre des asservissements, un pont 4 quadrants (réversible en courant et tension) est souvent indispensable
  • Faire comprendre aux élèves l’intérêt des lois de vitesses en trapèze. Leur faire comprendre en particulier l’inutilité d’imposer des lois de mouvement type échelon : parce qu’on sait ne pas pouvoir suivre ces échelons et parce que la chaîne de puissance y est très sollicitée (inutilement au demeurant).
  • Faire comprendre physiquement ce qu’est un diagramme de Bode, leur montrer qu’il comporte des informations précieuses, notamment en termes de rapidité.
  • Présenter des capteurs susceptibles d’être rencontrés fréquemment. Insister sur les principes physiques utilisés. Sensibiliser les étudiants sur la nécessité d’une chaîne de conditionnement du signal Introduire les notions de fidélité, justesse et précision.