Travaux pratique: La simulation d'un asservissement par logique floue

1. But:

Dans ce TP, nous traitons de l'application des principes de la logique floue à la simulation d'un contrôleur d'un asservissement de vitesse.

2. Schéma de la commande numérique par logique floue:

• e*= grandeur d'entrée (variable d'entrée);
• De*= variation de la grandeur d'entrée;
• U*= Grandeur de commande (variable de sortie)

3. Système:

C'est un moteur à courant continu accouplée à une charge mécanique. Son alimentation en énergie électrique se fait par l'induit. Son fonctionnement est décrit par les équations suivantes:

où:

• u_a     : Tension d'alimentation du moteur
• i       : Courant d'induit du moteur
• e      : Force contre-électromotrice du moteur
• l       : Inductance du moteur  (l=14mH)
•      : Vitesse angulaire du moteur
• Cm  : Couple moteur
• r      : résistance de l'induit (r=1.14 )
• Jm   : L'inertie totale rapportée à l'arbre du moteur (0.191 Kg.m²)
• f      : Le coefficient de frottement visqueux =0.011
• Cr   : Couple résistant équivalent ramenée sur l'arbre du moteur

Les extraits du catalogue du constructeur des moteurs permettent d'écrire les relations suivantes.

C_m=K_m I

E=K_e

Avec:

• K_m    :Coefficient du couple moteur =1.55;
• K_e     : Coefficient de la force contre-électromotrice du moteur =1.55;

La tension d'induit du moteur est par un hacheur supposé parfait et de gain égal 26. La vitesse de rotation est mesurée par une dynamo tachymétrique de coefficient de transfert =0.006.

4. Travail demandé:

1) En utilisant le toolbox Simulink, établir le modèle du moteur + hacheur; tracer sa réponse indicielle; montrer l'influence d'un échelon de couple résistant Cr à t=2s (On prend T=12ms).

2) En utilisant le toolbox fuzzy Logic, préparer le contrôleur flou. On prendra trois ensembles pour les entrées du régulateurs (Négatif, Voisin de Zéro, Positif) et cinq ensembles flous pour sa sortie (Grand Négatif,Négatif, Voisin de Zéro, Positif, Grand Positif).

Dans ce cas, les règles seront édités suivant l'exemple suivant:

Si (e*est Négatif) ET (De* est Négatif) alors (U* est Grand Négatif).

3) Etudier le comportement du système en boucle fermée (toujours avec T=12ms); Conclure

4) A la sortie du contrôleur, on ajoute une sortie intégrale; la commande sera donc définie par: u(kT)=u(kT-T) + A.U*(kT);  Conclure

5) Refaire 2 et 3 pour une période d'échantillonnage  T=0.5s.

Pour recevoir la correction du TP contacter Adel Ben Taziri