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CI26 NUMERISER l’information de position et vitesse et TD par centres_d... · Codeur incrémental avec voies A, B et Z. Les voies A et B sont décalées d’un quart de période

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Page 1: CI26 NUMERISER l’information de position et vitesse et TD par centres_d... · Codeur incrémental avec voies A, B et Z. Les voies A et B sont décalées d’un quart de période

CI26 NUMERISER l’information de position et vitesse

Page 1 sur 2 J-C ROLIN G.Eiffel DIJON

Les données de la chaine cinématique sont les suivantes :

Moteur à courant continu à aimant permanent vitesse à vide de 4000 tr/min et alimenté sous

tension variable par un hacheur.

Réducteur de rapport de réduction 150

Codeur incrémental avec voies A, B et Z. Les voies A et B sont décalées d’un quart de période et

comprennent 150 périodes par tour.

Roue motrice de diamètre 120 mm.

Où installer le codeur ?

Plus le besoin de précision est grand, plus il faut que l’axe

d’entraînement du codeur soit près du mobile de façon à

éviter les jeux et les imperfections mécaniques.

Plus il y a d’intermédiaires mécaniques (liaisons) entre le

codeur et la position réelle du mobile, plus il est nécessaire

de compenser la somme des jeux mécaniques pour obtenir une

bonne fidélité.

Fréquence limite, ratée d’impulsions

Il faut s’assurer de la compatibilité des signaux issus du codeur avec les entrées du système de

traitement. Compatibilité en niveau logique (0 et 1) et compatibilité avec la fréquence admissible par la

carte d’acquisition / comptage.

Pour un codeur incrémental, il faut calculer la fréquence maximale d’utilisation.

Cette fréquence est liée à la résolution du codeur et à la vitesse de rotation de l’axe entraînant.

Le Top zéro, qui sert à l’initialisation en prise d’origine par exemple, peut aussi permettre de corriger

des erreurs de positionnement dues au non-comptage de certaines périodes à fréquence élevée.

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CI26 NUMERISER l’information de position et vitesse

Page 2 sur 2 J-C ROLIN G.Eiffel DIJON

Q.1. Prédéterminations pour l’acquisition de la position

1.1. Représenter la cinématique décrite avec toutes les notations utiles à la mise en place du raisonnement.

1.2. En utilisant les données fournies, établir littéralement les relations entre les grandeurs du schéma

fonctionnel ci-dessous.

1.3. Reprendre ce schéma fonctionnel sur feuille, et le compléter par les valeurs numériques calculées.

1.4. On estime le jeu global de la cinématique entre la roue et le codeur égal à 1° vu du coté codeur, la roue

étant bloquée. Déduire l’imprécision de mesure sur la position du chariot et commenter.

1.5. Déterminer le contenu du compteur pour un déplacement de 500 mm.

1.6. Déduire le nombre de bits nécessaire au comptage (taille du compteur) pour un déplacement maximal

de 50m.

1.7. Le registre de comptage est de type mot double (32 bits). Calculer la distance que l’on peut compter.

Q.2. Prédéterminations pour l’acquisition de la vitesse du chariot :

2.1. Donner la relation entre la vitesse et la position du chariot.

2.2. En reprenant les données du chariot, établir le coefficient Kv entre le nombre d’incréments fournis

par le codeur par seconde finc (inc/s), et la vitesse v (mm/s) du chariot.

Pour déterminer la vitesse, le microcontrôleur génère une base de temps notée Te, pendant laquelle on

compte les incréments issus du codeur. A la fin de ce temps Te, le contenu du compteur est transféré

dans un registre de stockage puis aussitôt le compteur est remis à zéro.

2.3. Représenter l’organisation du dispositif décrit ci-dessus.

2.4. Faire un chronogramme permettant d’illustrer le principe sur un compteur 4 bits. On prendra une seule

valeur de Te et deux vitesses dans un rapport 2.

2.5. Etablir la relation entre la vitesse v (mm/s) du chariot, le nombre d’incréments Ninc et la période Te.

2.6. Pour la vitesse maximale du moteur, lorsqu’il est à vide, déterminer :

2.6.A. la valeur maximale de la fréquence des signaux issus du codeur.

2.6.B. La valeur maximale du contenu du compteur pour une base de temps Te = 0,1s.

2.6.C. La vitesse minimale du chariot mesurable, contenu du compteur=1, ou quantum de vitesse.

2.6.D. Déduire le nombre minimal de bits n du compteur pour éviter son débordement à la vitesse

maximale du chariot.

2.7. Lors d’un changement de sens de déplacement du chariot, indiquer ce qu’il faut faire pour le

traitement de l’information de position d’une part et de l’information de vitesse d’autre part.