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Système didactique de contrôle d'un pendule - PCS2

matériel pédagogique : Système didactique de contrôle d'un pendule
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Description

Système pédagogique de Contrôle d'un Pendule conçu pour étudier les problèmes d'asservissement et la théorie associée. Le Système de Contrôle de Pendule est composé d'un pendule sur châssis et d'un boitier de contrôle analogique avec une représentation synoptique du système. Il peut fonctionner en mode analogique autonome ou être connecté à un contrôleur externe tel qu'un ordinateur utilisant une carte d'interface et un logiciel. Le logiciel permet d'effectuer un contrôle linéaire, harmonique, numérique direct et par logique floue. Les étudiants peuvent comparer la performance des différents contrôleurs.
Le Système peut être utilisé dans deux configurations différentes, en mode pendule inversé ou en mode pendule ballant. Dans le premier mode, on contrôle un système par nature instable ; pour équilibrer le pendule dans sa position inversée, le chariot doit être continuellement déplacé pour empêcher le pendule de tomber. Dans le deuxième mode, le module de chariot est basculé vers le bas pour simuler le comportement d'une grue, le pendule se balance vers une position d'équilibre avec le centre de masse situé au-dessous du pivot, on contrôle la position linéaire de la charge, avec une dynamique très oscillatoire.
Fourni avec manuel d'exploitation pédagogique complet avec travaux pratiques (TP).

Exploitations pédagogiques

Cet équipement pédagogique permet de réaliser les travaux pratiques (TP) suivants:
- Caractéristiques statiques et dynamiques du système de contrôle d'un pendule
- Effet du gain sur l'hystérésis
- Réponse transitoire du sous-système asservi
- Modèle dynamique du pendule
- Modélisation du chariot
- Contrôle analogique d'un pendule inversé
- Mesure de la position de la masse
- Contrôle linéaire par logiciel du pendule
- Contrôle harmonique par logiciel du pendule
- Fonction de transfert pour le pendule inversé
- Stabilisation par compensation de déphasage
- Effet de l'hystérésis dans le sous-système asservi
- Contrôle en logique floue du pendule inversé
- Description du contrôleur de logique floue
- Utilisation du contrôleur de logique floue
- Conception d'un contrôleur numérique direct et mise en oeuvre sur le pendule inversé
- Conception d'un contrôleur numérique direct utilisant un modèle simplifié
- Critères de conception et sélection du taux d'échantillonnage
- Mise en oeuvre du contrôleur à l'aide du logiciel PCDS
- Conception d'un contrôleur numérique direct et mise en oeuvre : balancement d'un pendule de grue
-Temps d'échantillonnage et objectifs de conception
- Conception d'un contrôleur apériodique en utilisant un modèle simplifié
- Utilisation d'un contrôleur apériodique
- Réponse en fréquence du système et compensateur
- Contrôleur apériodique utilisant un modèle avec amortissement
- Problèmes de 'Ringing Pole'
- Approche de conception correcte afin d'éviter les problèmes de 'Ringing Pole'

Fourni avec manuel d'exploitation pédagogique complet avec travaux pratiques (TP).

Spécifications pour appel d'offres

SYSTÈME DIDACTIQUE DE CONTRÔLE D'UN PENDULE

Le banc devra permettre les exploitations pédagogiques suivantes:
- Caractéristiques statiques et dynamiques du système de contrôle d'un pendule
- Effet du gain sur l'hystérésis
- Réponse transitoire du sous-système asservi
- Modèle dynamique du pendule
- Modélisation du chariot
- Contrôle analogique d'un pendule inversé
- Mesure de la position de la masse
- Contrôle linéaire par logiciel du pendule
- Contrôle harmonique par logiciel du pendule
- Fonction de transfert pour le pendule inversé
- Stabilisation par compensation de déphasage
- Effet de l'hystérésis dans le sous-système asservi
- Contrôle en logique floue du pendule inversé
- Description du contrôleur de logique floue
- Utilisation du contrôleur de logique floue
- Conception d'un contrôleur numérique direct et mise en oeuvre sur le pendule inversé
- Conception d'un contrôleur numérique direct utilisant un modèle simplifié
- Critères de conception et sélection du taux d'échantillonnage
- Mise en oeuvre du contrôleur à l'aide du logiciel PCDS
- Conception d'un contrôleur numérique direct et mise en oeuvre : balancement d'un pendule de grue
-Temps d'échantillonnage et objectifs de conception
- Conception d'un contrôleur apériodique en utilisant un modèle simplifié
- Utilisation d'un contrôleur apériodique
- Réponse en fréquence du système et compensateur
- Contrôleur apériodique utilisant un modèle avec amortissement
- Problèmes de 'Ringing Pole'
- Approche de conception correcte afin d'éviter les problèmes de 'Ringing Pole'

Spécifications techniques requises:
- 1 chariot de Pendule mobile sur rail horizontal entrainé par un moteur via une courroie
- 1 ensemble de balancier constitué d'une masse avec tige monté sur une articulation et solidaire du chariot
- 1 écrou en étoile et une barre métallique
- 1 console de contrôle analogique
- 1 carte d'interface PCI
- 2 jeux de compensateur PCB
- 1 câble de connexion
- 2 câbles de connexion en 4 mm
- 1 câble d'alimentation secteur
- Servomoteur avec tachymètre intégré : tension d'alimentation 24V d.c.
- Couple maximum en continue : 14Ncm
- Couple maximum : 36Ncm
- Constante de tension du moteur : 10.3v/1000Tr/min
- Constante de couple du moteur : 9Ncm/A
- Constante de temps mécanique : 20ms
- Inertie de la tige : 214gcm2
- Inertie de l'ensemble tachymètre : 10.5gcm2
- Entrainement par courroie à tressage Kevlar
- Mesure de l'angle ? entre la tige et l'axe du rail horizontal par servo-potentiomètre 5K
- Mesure de la position X du chariot sur le rail horizontal.par servo-potentiomètre 5K multi tour
- Logiciel de contrôle : A contrôleurs multiples avec sortie graphique
- Alimentation électrique : 220 - 240V a.c.
- Fusibles de l'alimentation principale 2 x 5 Ampères
- Fusibles du contrôleur : 2 x 250mA
- Alimentation intégrées : +/- 20V d.c. non régulée
+/- 15V d.c. régulée
+/- 10V d.c. régulée
- Manuel d'utilisation et de travaux pratiques